보차도용 투수블록의 공용기간에 따른 현장투수성능 지속성에 관한 실험적 연구

박대근,정두원,정원경,백종은,김인태,조윤호 한국도로학회 2016 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2016 No.06

투수블록은 일반 콘크리트 블록과 다르게 블록 표면 전체에서 물을 투과시키는 블록 또는 특정 위치에서 물을 투과시키는 블록으로 정의된다. 국내 대부분의 도시지역은 불투수성 재료로 포장된 면적의 증가로 인하 여 빗물이 침투될 수 있는 공간이 줄어들고 이로 인해 빗물이 지표로 흡수되지 않아 좁은 우수관으로 빗물이 넘쳐 차량통행에 지장을 주는 한편 도심지 수해발생 증가 및 지하수 고갈의 문제가 발생하고 있다. 미국,일 본 등 국외에서는 수 십 년 전부터 투수성포장이 도입되어 도심 환경을 개선시키는데 일조하고 있다. 최근 국내에서도 투수성 블록이 가진 다양한 장점(도시홍수 예방, 열섬현상 완화, 지하수 함양, 지하생태 보전 등) 이 대두되면서 그 수요가 크게 증가하고 있지만 공용기간에 따른 투수성능 지속성 등에 대한 특성 분석 및 연구가 미진한 상태이다. 2013년「서울시 투수블록포장 설계, 시공 및 유지관리 기준(Ver 2.0)」에서는 차도 용 및 보도용 블록에 대하여 자체투수블록의 경우 보도용 휨강도 4 (MPa) 이상 및 압축강도 16 (MPa) 이상, 차도용 휨강도 5 (MPa) 이상 및 압축강도 20 (MPa) 이상 그리고 틈새투수블록의 경우 보차도용 휨강도 5 (MPa) 이상 및 압축강도 20 (MPa) 이상을 기준으로 하고 있다. 또한 모든 투수블록의 투수계수는 0.1 (mm/sec) 이상을 기준으로 현장에 적용 평가하고 있다. 본 연구에서는 이러한 투수블록의 용도에 따라 현장 에 시공된 보도용・차도용 투수블록의 공용기간에 따른 현장투수성능 지속성을 평가하여 보차도용 투수블록 의 공극막힘 현상, 투수성능 변화 등 보도용 및 차도용 투수블록의 수명예측자료를 확보하고자 하였다. 보차도용 투수블록 투수성 수명예측자료를 통해 투수성능 유지시점을 도출하고 현장에 적용된 투수블 록의 기능을 초기상태로 유지하며 그 고유의 기능이 저하됨이 없이 유지될 수 있기 위한 방안을 검토하고 자 하였다. 또한 현장시험을 통하여 각각의 환경조건인 유동인구 및 가로수 유무, 차량통행 등 환경적인 요인으로 인한 공극막힘현상의 분석을 통해 지속성 검증시험의 효과를 분석하고 초기 투수성능과 공용이 후의 투수성능의 상관성을 분석하였다.

하수슬러지를 이용한 투수블록 제조시 최적 혼합비 결정

김종대,정병곤 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

하수슬러지를 이용한 투수블록 제조에 있어서 하수슬러지 케익 : 황토 : 점토의 최적 혼합비를 결정하기 위해 각 재료를 정해진 혼합비로 혼합한 후 소성하여 제조하였다. 제조된 투수블록의 상태를 육안으로 관찰하여 실험에 이용 가능 여부를 판단해본 결과 혼합비에 따라 일부는 소성 후 투수블록이 부서지거나 갈라지는 현상이 관찰되어 추후 실험에 이용 불가능할 것으로 판단되었다. 하수슬러지 케익과 황토 및 점토의 혼합비에 따라 제조된 투수블록의 압축강도를 측정한 결과 하수슬러지 케익 : 황토 : 점토의 혼합비가 5 : 65 : 30 인 경우와 10 : 65 : 25의 경우 그리고 15 : 65 : 20의 경우 공히 1,600N/mm2 (163.3kg/mm2)으로 다른 혼합비로 제조된 투수블록보다 높은 압축강도 값을 나타내었다. 따라서 슬러지의 혼합비가 15% 이상일 경우 부서지는 현상이 발생하였으며, 황토는 65%의 혼합비일 때 높은 압축강도를 나타내었다. 그러나 황토의 함량이 적거나 점토의 함량이 많을 경우 압축강도가 현저히 낮아지는 것을 알 수 있었다. 투수블록의 흡수율 분석을 위하여 제조된 투수블록을 건조기에 넣어 110±10℃에서 24시간동안 건조시켜 데 시케이터에서 방랭한 후 흡수율 측정방법에 따라 실험을 실시한 결과 슬러지 함량이 증가할수록 투수블록의 흡수율이 증가하는 경향을 보였다. 또한 같은 슬러지 함량에서 Clay의 함량이 높은 투수블록의 흡수율이 높은 것을 알 수 있었다. 이는 슬러지 함량이 높을수록 소성시 슬러지가 회화되면서 투수블록 내에 기공을 형성하기 때문인 것으로 판단된다. 본 실험에서 가장 높은 흡수율을 보인 투수블록은 37.84%의 흡수율을 보였으며, 가장 낮은 흡수율을 보인 투수블록은 20.68%의 흡수율을 보였다. 소성 공정을 통해 제조된 투수블록 중 강도가 약하여 성형이 힘든 배합비를 제외하고 나머지 혼합비의 투수블록 4개를 붙여 투수계수 측정을 위해 제작한 틀에 부착하였다. 투수블록의 투수계수 측정방법은 제작된 틀상부에 물을 넣어 일정한 수위차에서 10분간 투수되는 물의 양을 측정하였다. 그 결과 슬러지 혼합비가 5% 및 10%인 투수블록은 2.4~3.6×10^-4cm/sec으로 아주 작은 값을 보였다. 그러나 슬러지 혼합비가 15%인 투수블록은 16.8~17.9×10^-4cm/sec으로 슬러지 혼합비 5%인 투수블록에 비해 매우 높은 값을 보였다. 본 실험 결과 슬러지 함유량이 증가할수록 투수블록의 투수계수 역시 증가하는 경향을 나타내었는데 이는 블록내 슬러지 함유량이 증가하면 투수블록을 소성시키는 과정에서 투수블록내 슬러지가 회화됨으로써 기공을 형성하기 때문인 것으로 판단된다. 슬러지 혼합비가 20%인 투수블록의 경우 투수계수는 24.4~46.3×10-4cm/sec으로 슬러지 혼합비가 15%인 투수블록보다 큰 값을 보였으나 이는 투수블록 표면에 생긴 균열 때문인 것으로 판단된다.

하수슬러지를 이용한 투수블록 제조시 최적 혼합비 결정

김종대,정병곤 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

하수슬러지를 이용한 투수블록 제조에 있어서 하수슬러지 케익 : 황토 : 점토의 최적 혼합비를 결정하기 위해 각 재료를 정해진 혼합비로 혼합한 후 소성하여 제조하였다. 제조된 투수블록의 상태를 육안으로 관찰하여 실험에 이용 가능 여부를 판단해본 결과 혼합비에 따라 일부는 소성 후 투수블록이 부서지거나 갈라지는 현상이 관찰되어 추후 실험에 이용 불가능할 것으로 판단되었다. 하수슬러지 케익과 황토 및 점토의 혼합비에 따라 제조된 투수블록의 압축강도를 측정한 결과 하수슬러지 케익 : 황토 : 점토의 혼합비가 5 : 65 : 30 인 경우와 10 : 65 : 25의 경우 그리고 15 : 65 : 20의 경우 공히 1,600N/mm² (163.3kg/mm²)으로 다른 혼합비로 제조된 투수블록보다 높은 압축강도 값을 나타내었다. 따라서 슬러지의 혼합비가 15% 이상일 경우 부서지는 현상이 발생하였으며, 황토는 65%의 혼합비일 때 높은 압축강도를 나타내었다. 그러나 황토의 함량이 적거나 점토의 함량이 많을 경우 압축강도가 현저히 낮아지는 것을 알 수 있었다. 투수블록의 흡수율 분석을 위하여 제조된 투수블록을 건조기에 넣어 110±10℃에서 24시간동안 건조시켜 데시케이터에서 방랭한 후 흡수율 측정방법에 따라 실험을 실시한 결과 슬러지 함량이 증가할수록 투수블록의 흡수율이 증가하는 경향을 보였다. 또한 같은 슬러지 함량에서 Clay의 함량이 높은 투수블록의 흡수율이 높은 것을 알 수 있었다. 이는 슬러지 함량이 높을수록 소성시 슬러지가 회화되면서 투수블록 내에 기공을 형성하기 때문인 것으로 판단된다. 본 실험에서 가장 높은 흡수율을 보인 투수블록은 37.84%의 흡수율을 보였으며, 가장 낮은 흡수율을 보인 투수블록은 20.68%의 흡수율을 보였다. 소성 공정을 통해 제조된 투수블록 중 강도가 약하여 성형이 힘든 배합비를 제외하고 나머지 혼합비의 투수블록 4개를 붙여 투수계수 측정을 위해 제작한 틀에 부착하였다. 투수블록의 투수계수 측정방법은 제작된 틀상부에 물을 넣어 일정한 수위차에서 10분간 투수되는 물의 양을 측정하였다. 그 결과 슬러지 혼합비가 5% 및 10%인 투수블록은 2.4~3.6×10-4cm/sec으로 아주 작은 값을 보였다. 그러나 슬러지 혼합비가 15%인 투수블록은 16.8~17.9×10-4cm/sec으로 슬러지 혼합비 5%인 투수블록에 비해 매우 높은 값을 보였다. 본 실험 결과 슬러지 함유량이 증가할수록 투수블록의 투수계수 역시 증가하는 경향을 나타내었는데 이는 블록내 슬러지 함유량이 증가하면 투수블록을 소성시키는 과정에서 투수블록내 슬러지가 회화됨으로써 기공을 형성하기 때문인 것으로 판단된다. 슬러지 혼합비가 20%인 투수블록의 경우 투수계수는 24.4~46.3×10-4cm/sec으로 슬러지 혼합비가 15%인 투수블록보다 큰 값을 보였으나 이는 투수블록 표면에 생긴 균열 때문인 것으로 판단된다.

투수 모형 실험에 의한 투수 블록 포장의 우수 유출 저감에 관한 실험적 연구

김영익 ( Kim Young-ik ),성찬용 ( Sung Chan-yong ),김태호 ( Kim Tae-ho ),이승훈 ( Lee Seong-hoon ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

최근 전 세계적으로 환경오염으로 인한 기후변화 및 지구의 온난화 등이 심각해지면서 콘크리트를 분야에서도 환경 친화형 콘크리트(Eco-concrete)에 관한 연구가 진행되고 있다. 특히, 우리나라의 경우 대부분의 도로 포장은 아스팔트 콘크리트와 시멘트 콘크리트 등의 불투수성 포장 재료에 의한 전면포장으로 직접 유출에 의한 도시 하천의 홍수량이 증가 및 지하수 고갈 등의 문제가 대두되고 있다. 최근에는 홍수에 의한 침수 피해를 방지하고 지하수자원을 확보하기 위하여 투수 및 배수성 포장에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 기존의 투수성 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 포장의 경우 결합재의 낮은 결합력으로 인하여 강도 및 내구성 저하되는 문제점을 내포하고 있다. 따라서 본 연구에서는 결합력이 높은 불포화 폴리에스터수지, 굵은골재로서 재생골재 및 충전재로 탄산칼슘을 활용한 투수 포장을 위한 투수 블록을 개발하고, 투수 블록 포장에 의한 우수 유출 저감 특성을 평가하기 위하여 투수 포장체에 대한 투수 모형 실험을 실시하였다. 투수 모형 실험체는 자갈층, 모래층 및 투수 블록으로 형성된 투수 포장체, 다양한 강우강도 재현을 위한 강우모사장치, 포장체 상부에서의 실시간 강우량 및 포장체 하부에서의 우수 침투량 산정을 위한 강우기록장치 및 침투된 우수량 산정을 위하여 포장체 하부에 설치된 수조로 구성되었다. 모형의 제원에서 포장 높이는 차도용 블록포장 기준에 준하여 자갈층 15cm, 모래층 3cm 및 블록 두께 8cm로 하였으며, 모래층의 유실방지을 위하여 자갈층과 모래층 사이에 섬유 쉬트를 설치하였다. 투수 포장 단면은 1.80m×0.90m의 크기로 하였으며, 투수 블록의 형상 및 투수 블록의 조합에 따른 우수 침투 효과를 평가하기 위하여 다양한 형상 및 크기의 투수 블록을 사용하여 포장 단면을 구성하였다. 강우모사장치는 저수조, 모터펌프, 유량계, 압력계 및 분사노즐로 구성되었으며, 압력계에 의하여 다양한 강우강도를 재현할 수 있을 뿐만 아니라 강우포장 단면에 전체적으로 강우를 공급할 수 있도록 분사노즐을 분산 배치하였다. 강우기록장치는 디지털 강우량계 및 디지털 수위측정기를 사용하였으며, 실시간 강우량 및 우수 침투량을 측정하였다.

공용기간에 따른 투수블록 투수성능 지속성에 관한 현장 평가

박대근,정원경,황윤석,정두원 한국도로학회 2015 한국도로학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.10

1960년대 이후 서울시는 급속히 산업화가 진행되면서 건물과 인공 포장된 도로가 급격히 증가하였으며 특히 서울시 불투수성 포장비율이 전체면적의 50% 수준에 달하며 불투수성 토양 포장도가 70% 이상인 지 역이 서울시 전체 면적의 48.2%를 차지하고 있다. 이로 인한 주요 문제로 지구온난화에 따른 기후변화로 도 심 집중강우가 빈번히 발생하여 도로침수, 포장체 파손 등이 발생하고 있다. 따라서 불투수성 포장도로를 개량하여 자연 물순환이 확보될 수 있도록 개선하는 연구가 진행되어오고 있다. 최근 서울시에서는 불투수 성 도로포장 증가와 이상기후에 따른 집중강우 등으로 새로운 도로포장의 필요성이 제기되고 있다. 이를 위 해 도심지 홍수발생시 하수관으로 직접 유입되는 우수량을 감소시켜 도로침수 억제를 기대함과 동시에 지하 수위 복원으로 도로침하 및 함몰 발생을 저감시켜 도심지의 지속적인 불투수면적 증가로 인한 지하수위 저 하 문제를 완화하여 도로침하 및 함몰 사고발생을 저감시키고자 2011년「투수 블록포장 설계, 시공 및 유지 관리 기준(Ver 1.0)」을 마련 ․ 시행하고 있다(도로관리과-112390호, 2011.8.31.). 서울시에서는 이러한 투수 블록에 대한 관리 기준에 있어 투수블록에 대한 투수성 지속성을 평가하기 위한 방안으로 자체투수블록에 대해 실내에서 인위적인 협착물을 통해 오염전후 투수계수를 측정, 등급을 산정하고 있으며 이러한 등급은 3종류의 투수계수 0.1mm/sec을 기준으로 5등급으로 구분되어 현장에 적용평가하고 있다. 그러나, 서울시에서 투수블록 포장 기준으로 활용하고 있는 투수 지속성 검증시험은 현장적용 전 등급 평가에만 활용되고 있으며 적용이후 이러한 사전 평가 등급이 어떻게 변화되는지에 대한 추적조사자료는 부족한 실정이므로 본 연구에서는 공용기간별 투수블록 투수 지속성 성능을 평가하여 투수블록의 공극막 힘 현상, 투수성능 변화 등 투수블록의 수명 예측자료를 확보하고자 연구를 시행하였다. 이러한 투수블록 투수성 수명예측자료를 통해 유지시점, 유지관리 방안을 도출하고 현장에 적용된 투수블 록의 기능을 초기상태로 유지하며 그 고유의 기능이 저하됨이 없이 유지될 수 있기 위한 방안을 검토하고자 하였다. 또한 실내 투수 성능 지속성 검증 시험과 현장투수 시험과의 상관성 분석을 통해 지속성 검증시험 의 효과를 분석하고 초기 평가된 지속성 검증시험 결과와 공용이후의 투수성능 상관성을 분석하였다.

공극률 추정을 위한 투수 블록의 표면 이미지 분석

조상범 ( Sangbeom Jo ),김태진 ( Taejin Kim ),전지훈 ( Jihun Jeon ),김동근 ( Donggeun Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

투수 포장은 도시 내 불투수 면적을 줄여 우수의 표면유출을 감소시켜 물순환을 도시화 이전과 유사하게 함과 동시에 수질오염을 줄이고자 하는 방법인 저영향개발(LID; Low Impact Development)의 일환으로 주목받고 있다. 국내에서 투수 포장은 2000년대 후반부터 서울시를 중심으로 시공 및 관련 기준 등이 마련되고 있으며, 2019년 1월 환경부 고시에 따라 생태면적률에 포함됨에 따라 확대 적용이 예상되고 있다. 불투수 포장과 달리 포장 내부로 물을 투과시키는 형태인 투수 포장의 강도 및 투수 성능에 가장 중요한 인자는 공극률이며, 내부 공극의 존재로 인한 낮은 강도와 오염물의 유입 등에 의한 공극 막힘(clogging) 현상에 의한 투수성 저하가 투수포장에서 발생하는 주된 문제로 꼽힌다. 그러므로 투수 포장의 성능 증대를 위해 포장체의 공극률을 파악하는 것은 매우 중요하다. 투수 포장 중 하나인 투수 블록의 공극률 측정 방법은 수은압입법, 용적법 등이 있으나, 시험 장비가 복잡하거나 시험 시간이 길다는 단점이 있고, 블록 절단면 이미지, X-Ray CT 해석 등을 통해 공극률을 산정하는 방법도 연구되었으나 현장에서 간편한 이용이 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 공극률의 추정을 위해 투수 블록의 표면 디지털 이미지를 분석하고자 하였다. 먼저, 단위시멘트량, 단위골재량, 골재 크기 등을 조절하여 투수 블록을 제작하였다. 제작된 투수 블록의 연속·전공극률을 용적법을 이용하여 산정하고, 광조건을 제어하여 투수 블록의 표면이미지를 획득하고 DIP기법을 이용하여 투수 블록 이미지 간의 화소값 분포 변화를 분석하였다. 이후, 투수 블록의 표면 이미지 데이터와 공극률 시험결과를 비교·분석하였다. 본 연구결과를 통하여 투수 블록의 공극률을 표면 이미지로부터 높은 정확도로 추정할 수 있을 것으로 판단되며, 투수 블록의 생산 후 검수, 포장 후 성능 평가 등에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

투수성 Green Block을 활용한 투수 포장의 현장 적용성에 관한 연구

김영익 ( Youngik Kim ),성찬용 ( Chanyong Sung ),윤준노 ( Joonno Youn ),김경태 ( Kyungtae Kim ),김인수 ( Insu Kim ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

최근에는 홍수에 의한 침수 피해를 방지하고 지하수자원을 확보하기 위하여 기존 불투수성 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 포장을 크게 개선한 투수 및 배수성 포장에 관심이 높아짐에 따라 투수성 콘크리트나 투수성 아스팔트를 사용한 차도, 보도, 광장 및 주차장 등의 시공사례가 증가하고 있으며, 포러스 콘크리트를 활용한 투수 블록 제품 등의 개발에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 또한, 인터로킹 블록에 의한 포장은 접근성과 안정성이 요구되는 곳에 적용된 공법으로 뛰어난 공용성과 심미적 아름다움을 제공하는 장점을 가지고 있다. 특히, 블록 종류, 형상의 다양성 및 색상의 다양성 등으로 주변 환경과 조화를 이루는 친환경적 기능을 가지고 있고 시공절차도 단순하여 포장 후 즉시 교통 개방이 가능한 장점이 있다. 반면에, 기존의 투수성 시멘트 콘크리트, 아스팔트 포장 및 투수성 시멘트 콘크리트 블록의 경우 결합재의 낮은 결합력으로 인하여 겨울철 동결융해의 반복 작용 시 균열 및 골재의 탈락 등에 기인한 부분 침하 및 파괴 등이 빈번하게 발생하며, 장기적으로 내구성이 크게 저하되는 문제점을 내포하고 있다. 따라서 본 연구에서는 보통 시멘트 포러스 콘크리트의 낮은 강도 및 내구성 등의 단점을 개선하기 위하여 결합력이 높은 불포화 폴리에스테르수지와 충전재로 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 활용한 투수 포장을 위한 우수침투형 Green Block을 개발하여 역학적 특성 및 우수침투형 Green Block 포장의 수리모형 실험을 통한 우수유출 저감 효과를 분석하였다. 또한, 투수성 포장을 위한 우수침투형 Green Block의 현장 적용성을 평가하기 위하여 대전에 위치한 계룡산 국립공원의 입구에 현장시험 시공을 하였으며, 투수성 Green Block 포장의 현장시공에 따른 블록의 사용성, 교통 개방 후 충격성 및 내구성 등을 평가하여 투수성 블록 포장의 기초자료를 제시하였다.

투수성을 개선시키기 위해 인공투수관 및 분말형 폴리머 VAE를 사용한 투수블록의 특성

유병용 ( Yoo Beong-young ),이원규 ( Lee Won-gyu ),편수정 ( Pyeon Su-jeong ),김대연 ( Kim Dea-yeon ),이상수 ( Lee Sang-soo ) 한국건축시공학회 2018 한국건축시공학회지 Vol.18 No.5

인공투수관을 혼입한 폴리머 투수블록은 폴리머를 치환할 경우 강도, 공극률, 투수계수 등의 'KS F 4419'(보차도용 콘크리트 인터록킹 블록)의 기준보다 높은 결과 값이 측정되었으며, 제품의 경량화가 가능할 것으로 판단된다. 폴리머 재료의 단가 문제로 인해 경제성을 고려하여 시멘트와의 치환율을 14%로 선정하는 것이 효과적이라고 판단된다. 또한, 인공투수관의 혼입율의 3가지 수준 중 2.0%가 가장 적당하다고 판단되며, 3가지 수준에 대한 측정 값이 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다. 공극률과 투수계수의 경우 2%에서 개선된 값이 측정되었기 때문에 인공투수관 혼입율 2%의가 효과적일 것으로 판단된다. 투수블록 제품화를 하기 위해선 경제성을 고려해야 하며, 본 연구에서 사용된 폴리머 VAE 경제성이 떨어지기 때문에 다른 폴리머의 재료와 비교 실험을 진행하여 문제점을 개선 한다면 투수블록 제품화가 가능할 것이라 판단된다. 본 연구의 결과는 추후 폴리머 및 인공투수관을 활용한 연구의 기초적인 자료로 사용 가능 할 경우 효율적인 데이터로 활용이 가능할 것으로 판단된다. Since 1960, Korea the town center was developed intensively due to rapid industrial development. As a result of the development, the population was concentrated in urban areas and the green area was decreased. Due to the decrease of the green area, the circulation system of the rainwater was changed, hence the rainwater was not introduced into the groundwater., On the other hand, the water on the surface of the road was changed into the water for flowing to the river and evaporation. The changes in the water flow cause many problems, and the depletion of the groundwater does not create an environment in which microorganisms and plants can live. in Korea, permeable pavement construction is increased to solve these problems, but existing pavement blocks have many problems. The pores of the permeable block are clogged due to the accumulation of dust or whitening phenomenon, and the permeability is lost. In this study, the solution of the problems of existing permeable block were suggested by using polymer and artificial permeable pipe, and strength, permeability and service life are increased, The relationship between the substitution rate of the polymer and the mixing ratio of the artificial permeable pipe was analyzed.

산업부산물의 투수블록포장 재료 활용을 위한 공학적 적합성 평가 및 LCA 기반 탄소배출량 데이터베이스 구축

전지훈 ( Jihun Jeon ),김태진 ( Taejin Kim ),조상범 ( Sangbeom Jo ),김동근 ( Donggeun Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

산업부산물인 굴 패각과 Bottom ash는 각각 연간 약 20만톤, 110~180만 톤 가량이 발생하고 있으나, 낮은 재활용률로 인하여 각종 환경 문제를 유발하고 있다. 이에 따라, 안정적인 대량 처리를 위하여 건설재료로의 재활용 방안이 필요한 실정이며, 최근에는 천연 조립질 골재의 대체 재료로서의 활용 가능성이 다수의 선행연구를 통하여 제시되고 있다. 특히, 재활용 방안 개발 시 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA) 기반 탄소배출량 평가, 탄소저감 방안 도출 및 이를 반영한 설계, 공정 확립이 필요하나, 관련 연구 사례와 탄소배출량 데이터베이스가 미비하고 체계적인 평가 방법이 확립되어 있지 않아 합리적인 탄소배출량 평가가 어려운 실정이다. 이에, 본 연구는 굴 패각과 Bottom ash를 활용한 탄소저감형 투수블록 및 투수포장을 개발하기 위하여 각 재료의 물리·화학적 특성 시험을 수행하고, 그 결과를 토대로 투수블록 및 투수포장 재료로서의 적합성을 평가하였다. 또한, LCA 기반 탄소배출량 평가 시나리오를 설정하고, 재료의 획득, 가공, 투수블록의 제조와 투수포장의 시공까지 소요되는 세부 공정 각각에 대한 탄소배출량 자료를 수집하고, 적정성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 산업부산물 기반 투수블록과 투수포장의 전과정평가(LCA)기반 탄소배출량 산정에 이용될 수 있을 것으로 판단되며, 최종적으로 저탄소 설계 및 공정을 확립하여, 산업부산물의 지속가능한 재활용 방안으로서 공학적 성능을 충족하면서 환경성과 경제성을 겸비한 산업부산물 활용 탄소저감형 투수블록 및 투수포장을 개발할 수 있을 것으로 사료된다.

줄눈 채움재 크기에 따른 투수 블록 포장의 표면 침투율

이은구(Lee, Eunku),김 건(Kim, Geon),안재훈(Ahn, Jaehun),신현석(Shin, Hyunsuk) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.1

도시화로 인한 불투수 면적의 증가와 기후변화로 인한 강우 패턴 변화는, 도심 홍수의 발생빈도를 높이는 주요한 원인으로 파악되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위한 방안으로, 국제적으로 저영향개발 시설의 적용이 확산되고 있는 추세이며, 저영향개발 시설의 대표적인 예로 투수성 포장을 들 수 있다. 본 연구에서는 줄눈 채움재의 직경에 따른 투수 블록 포장의 현장 표면 침투율을 평가하기 위하여, 실증 규모의 블록 포장 주차장을 대상으로, ASTM C 1701 표준 시험법을 사용하여 침투율을 산정하였다. 줄눈 채움재의 직경이 1.5~2.5 mm인 블록 포장의 평균 침투율은 0.98 mm/s, 줄눈 채움재의 직경이 4~8 mm인 경우는 평균 침투율이 2.62 mm/s로 측정되어, 조립 줄눈 채움채를 사용한 투수 블록은 세립 줄눈 채움재를 사용한 블록과 비교해 약 2.7배의 평균 침투율을 가지는 것을 확인하였다. 블록을 제거한 상태에서의 침투율은 하부구조와 관계없이약 13.5 mm/s으로 측정되어, 측정된 블록 포장 침투율 보다 크게 커서, 시험에 사용된 블록 주차장의 경우, 하부 구조는 블록 포장의 ASTM C 1701 시험법으로 계측한 표면 침투율에 큰 영향을 미치지 못하고, 침투율은 블록과 줄눈 채움재 층의 특성에 지배되는 것으로 평가되었다. Urbanization increased the impervious coverage rapidly and the rainfall pattern changed much due to the global weather change. As such, the peak flood discharge was raised and the travel time reduced. In order to overcome these problems, Low Impact Development (LID) techniques have been widely applied internationally, and the permeable pavement is one of notable examples of LID. In an attempt to evaluate field infiltration performance of permeable block pavement systems, the surface infiltration rate of two block parking lot testbeds which have different layer systems and sizes of filling material was investigated by using ASTM C 1701 procedure. A number of tests showed that the average surface infiltration rate was 0.98 mm/s for filler diameter 1.5~2.5 mm and 2.62 mm/s for 4~8 mm, respectively, which means that when the average diameter of the filler was increased three times, the average surface infiltration rate increased about 2.7 times. After removing blocks on the surface of pavement systems, the average surface infiltration rate was 13.5 mm/s that was much higher than the surface infiltration rate on block layer, so it was indicated that the understructure of pavement systems did not have an effect on surface infiltration rate.