지반보강재로서 폐타이어의 공학적 특성

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As the number of cars increase, disposal of waste tires increases remarkably year by year. However the treatment methods such as reclamation and incineration have environmental and social problems and the recycling is limited due to the economical restraint. Comparatively, the methods of using waste tires in civil engineering project such as cell-type tire(called ‘Tirecell’) and mat-type tire(called ‘Treadmat’) for soil reinforcement (Yoon et al., 2004) seem effective because large amounts of disposal of waste tires for soil reinforcement are possible. In this research, large direct shear tests for soil-tread and tensile tests using Universal Testing Machine for various conditions of connection joint between waste tires were performed to know mechanical properties as soil reinforcement material.
From the large direct shear tests, the ratio of interface friction angle to the shear friction angle of sand, δ/φ, were 1.06 in outside surface of tire tread and 0.93 in inside surface of tire tread. For weathered granite soil the ratio of interface friction angle was 0.98 and 0.92 for outside and inside of tread, respectively. Also tensile tests were performed using universal testing machine for the connection joint of treads and Tirecell units using bolts. The tensile strength of connection joint increased with the number of bolts and with the sizes of washers. Connection by polypropylene ropes showed lower strength than those of bolts.

국문 초록 (Abstract)

자동차 산업의 발달로 전 세계적으로 매년 수십억 개에 달하는 폐타이어가 발생되고 있으나 야외적치, 매립, 소각 등과 같은 처리방법은 환경 및 사회적 문제점을 야기하고 있으며, 분쇄 및 가공이용, 원형이용, 열이용 등의 재활용 방법은 경제성 문제와 기술개발의 부진으로 재활용량이 많지 않은 편이다. 그러나 폐타이어를 토목분야에 재활용하는 방법은 기존의 재활용 방법에 비해서 효율적이고 대량으로 처리가 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 지반보강재로써 폐타이어를 활용하기 위하여 대형 직접전단시험과 UTM(Universal Testing Machine)을 이용한 연결부 인장시험을 수행하여 폐타이어의 공학적인 특성을 확인하였다.
직접전단시험결과 모래-트레드 외면간의 마찰각비(δ/φ)는 1.06배 이상, 모래-트레드 내면간의 마찰각비(δ/φ)는 0.93배 이상, 풍화토의 마찰각비(δ/φ)는 트레드 외면과 내면에 대하여 각각 0.98, 0.92배로 나타났다. 또한 UTM을 이용하여 폐타이어 연결부의 재료에 따른 인장강도시험을 수행하였다. 시험 결과 고장력 볼트를 사용한 인장시험에서 볼트의 개수 및 와셔의 크기가 증가할수록 연결부에서의 인장강도는 증가하였으며 폴리프로필렌 로프 연결의 경우가 볼트연결의 경우보다 작은 강도를 나타내었다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 = 1
• 1.1 연구배경 = 1
• 1.2 연구 목적 = 2
• 제 2 장 폐타이어의 특성 및 폐타이어의 활용 = 4
• 2.1 타이어의 특성 = 4
• 2.1.1 타이어 제조공정 = 4
• 2.1.2 타이어의 구조와 특징 = 4
• 2.1.3 타이어 종류 = 8
• 2.2 폐타이어의 활용 = 9
• 2.2.1 폐타이어 발생 및 처리 현황 = 9
• 2.2.2 토목용 폐타이어의 연구 활용사례 = 12
• 2.3 지반보강재-트레드매트와 타이어셀 = 13
• 2.4 전단시험시 구속조건에 따른 마찰특성 = 17
• 제 3 장 실험 = 18
• 3.1 전단시험에 사용된 재료특성 = 18
• 3.2 직접전단시험 = 21
• 3.2.1 시험종류 = 21
• 3.2.2 시험방법 = 23
• 3.3 타이어 연결부의 인장시험 = 25
• 3.3.1 시험종류 = 25
• 3.3.2 시험방법 = 27
• 제 4 장 실험결과 및 고찰 = 28
• 4.1 직접전단시험 = 28
• 4.2 인장시험 = 33
• 4.2.1 타이어셀 unit 연결부 인장시험 = 33
• 4.2.2 트레드 연결부 인장시험 = 37
• 제 5 장 결론 = 40
• 참고문헌 = 42