1. 다짐, 최적함수비 OMC, 다짐곡선, 다짐관리 기법

기출 : 단답형 82회(최적함수비),

112회 성토부 다짐 시 과다짐(Over Compaction)의 발생원인, 문제점 및 과다짐 방지대책에 대하여 설명하시오.

 

Ⅰ. 개요

다짐이란 함수비 및 입도분포를 유지하면서 외부에너지를 가해 간극내 공기 배출, 간극 축소로 역학적 성질을 개선하는 과정이다.

다짐 불량 시 도로 구조물 변형, 포장 조기파손의 원인이므로 계획·설계·시공 전과정에 걸쳐 신중을 기해야 한다.

본문에서는 다짐의 효과, 영향요소, 최적함수비(omc), 다짐곡선, 다짐관리 기법의 문제점 및 개선방안에 대해 기술한다.

 

Ⅱ. 다짐

1. 다짐의 효과

1) 간극 축소, 지반 안정화(투수저하)

2) 전단강도, 지지력 증가 등 강도특성 강화

3) 압축침하 저하, 동상시 부피 변화 억제

2. 다짐의 영향요소 _ 토질/다짐장비,에너지/함수비

1) 토질(입도, 포화도)

2) 다짐장비, 다짐에너지

3) 함수비 등

3. 최적함수비(OMC)_단답형

1) 정의

① 토질, 다짐량이 일정 시 최대건조밀도를 얻을 수 있는 함수비

2) OMC가 다짐에 미치는 영향

① 함수비와 건조밀도 관계

- OMC 이전 :함수비 증가 건조밀도 증가

- OMC 이후 :함수비 증가 건조밀도 감소

4. 다짐곡선

1) 정의

① 흙의 건조단위중량과 함수비 관계를 그래프로 도식 시 산 모양 곡선

② Protor 제시, Protor 곡선

2) 다짐곡선

① 영공극 간극곡선 : 포화도 1인 경우, 이상적 완전 다짐 상태

② 입도 양호한 사질토 날카로운 곡선, 세립토 완만한 곡선

③ 실제 다짐곡선, 영공극 간극곡선 아래 존재

 

Ⅲ. 기존 다짐관리 기법 문제점 및 새 다짐관리 기법

1. 기존 다짐관리 기법(PBT)의 문제점

 1) 반력확보 위해 중차량 반입 필요

 2) 시험 기간 길고 번잡, 숙련도 필요

 3) 전층의 다짐도에 대한 오판 가능, 시험오차 큼

 4) 노상 하부 골재 유무에 따라 지지력 계수 변동 큼

2. 새 다짐관리 기법

 1) LFWD(Light Falling Weight Deflectometer, 동평판재하시험)

  ① 하중추 → 자유낙하 → 충격응력 → 지반침하량 → 탄성계수 산정

  ② 다짐강도 측정, 평가

 2) 동적 콘 관입시험(DCPT)

  ① 지반속 콘 관입, 필요 원위치 저항을 간이적으로 구하는 방법

  ② 노상의 포장 지지력을 평가하는 기준

 3) 지오게이지

  ① 1.3분당 1회 테스트의 속도로 다져진 흙의 강성을 측정

 

Ⅳ. 노면불연속구간 토공부 다짐방안

1. (구조물) 구조물 접속부 보강

1) 교량 터널 접속부 보강

① 뒷채움 : SB-1+시멘트 혼합층+EPS 적용

② 접속+완충+받침 슬래브 적용, 슬래브 하부 맹암거 설치

③ 터널 접속부 부등침하 방지 위한 보강 슬래브 설치

④ 1층 20cm 이하 박층다짐 실시, 다짐평가 철저

⑤ 교량 신축이음부 포장 다짐철저

2) 저토피 지중 구조물 접속부 보강

① 토피고 3m 이내 보강 슬래브 적용

② 지중 구조물 상부 경사 적용 및 동상방지층으로 치환, 맹암거 설치

2. (절성 / 확장) 절성경계부 및 확장구간 포장

1) 정성경계부

① 절토부, 성토부 1:3 비율로 20m 보강슬래브 적용

2) 도로 확장

① 부등침하 방지 : 박층다짐, 맹암거 설치, 토목섬유 또는 그라우팅 적용

 

Ⅴ. 결론

1. (다짐두께 다양) 현장 다짐 두께를 재료, 시공 방법, 기상 상태 등 다양한 조건별로 차등 적용하도록 기준 정립 제시하여야 한다.

 1) 현행 일반토사 20~30cm 일률 적용

 2) 다짐 시험시공 실시, 다짐장비 조합, 횟수 결정 시행

2. (함수비 차이) omc와 현장 함수비 차이, 전이 함수 도출하여 설계 시 보정계수로 활용

 1) 현장 : 정확한 omc 산정 곤란, 다짐 관리 부적절

 2) 현장 함수비 오차에 의한 지반 특성 변화 고려

3. (다짐 기준 일관성) 설계와 시공 시 다짐 기준이 상이하므로 다짐 기준 일관성을 확보, 역학적 개념의 탄성계수 기반 기준 정립 및 제시 필요

 1) 설계：탄성계수, 설계CBR

 2) 시공 : PBT, 들밀도, 현장 CBR

 3) 역학적 특성, 탄성계수기반 방식 : DCPT, LFWD, 지오게이지 등

4. (공기단축) 공기 단축, 과다짐 방지 위해 역학적 특성의 다짐관리 기법 적용

 1) 평판재하 시험법(PBT) 반력확보, 시간·공간 제약

5. (고성토부 다짐기준) 고성토부는 시공 시 다짐관리가 중요하므로 현행 일반구간 성토부 기준보다 상향된 쌓기속도, 다짐 장비, 다짐 두께 등 현장 여건을 고려한 시공기준을 정립 제시하여야 한다.