제250호 대절토사면 보강용 대차를 이용한 천공장비 및...

건설신기술소개 토질및기초분야

(제250호 ) 대절토사면 보강용 대차를 이용한천공장비 및 시공방법

■ 기술개발자 : 이병철

■ 주 소 : 서울특별시 마포구 망원동 456 - 6 삼성빌라 202호

(T el . 02 - 338 - 7088 )

■ 보호 기간 : 5년 (2000 . 9 . 25 .)

1. 신기술의 내용

1- 1 . 신기술의 요약 및 범위

본 신기술(SDM공법 : Slop Drilling Machine공법)은 건설현장 및 붕괴 위험이 있

는 기존사면의 보강을 위한 천공작업과 천공 후 Nail 및 Rock Bolt 삽입하는 기능

을 가진 천공기계와 시공에 관한 기술이다.

소형 착암기나 크롤러 드릴을 이용하는 경우 비계를 설치하거나 크레인으로 인양

지지하고 천공하여야 하며, Nail 및 Rock Bolt는 크레인으로 천공 위치로 이동 후

인력으로 삽입하여야 한다. 그러나, 본 사면 전용 천공기계는 단지 윈치에 의해 사

면의 크기, 높이 등에 상관없이 기계의 설치 및 작업장 내 이동을 용이하게 할 수

있고, 보강용 자재를 인양하여 공내에 삽입하는 장치가 설치되어 있어 Nail 및

Rock Bolt의 길이에 관계없이 쉽게 운반하여 공내에 삽입할 수 있으며, 기존도로의

교통차단없이 작업할 수 있는 기술이다.

본 신기술의 범위는 다음과 같다.

1. 천공기계의 설치 및 작업장 내에서 이동하는 수단과 방법

1) 윈치와 풀리를 이용하여 천공기계를 작업 경사면에서 끌어올리거나 내리는 견인

수단과 방법

2) 천공기계를 작업장 내에서 좌우로 이동시키는 수단과 방법

3) 작업장치를 전후좌우의 작업위치 및 각도로 조정하는 장치 및 방법

2. 보강용 자재(Nail 및 Rock Bolt )의 시공방법

1) 보강용 자재를 인양하여 천공된 구멍에 삽입하는 장치와 시공방법

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1- 2 . 원리 및 시공방법

구 분 대절토사면 보강용 대차를 이용한 천공장비 및 시공방법

도 면

(단면도)

장비

설치

방법

천공작업을 수행할 사면의 상단부에 로프와 풀리가 장착된 지지용 앵커를 설치

메인프레임에 고정된 로프를 풀리를 거쳐 윈치로 감아올리거나 풀어서 천공기계

를 상하로 이동

안전을 고려하여 윈치와 로프를 이중으로 설치한 후 안전체인을 설치

천공작업은 사면의 상부에서 하부로 내려오면서 수행하며 천공기계의 작업 위치

설정은 안전체인의 길이를 사전에 조정하여 윈치작동과 관계없이 결정

보강용

자재의

시공

방법

로프에 보강용 앵커의 1/ 3지점을 묶는다.윈치를 작동시켜 앵커가 묶여있는 로프를 끌어 올린다.앵커가 인양가이드롤러를 지나 아래로 내려오면 작업자가 천공구멍에 삽입한 후

그라우팅한다.

특징

윈치를 이용하여 천공장비를 작업위치로 이동하여 작업하므로 별도의 가설이 필

요없다.천공기계를 작업위치에서 안정되게 고정가능하다.드리프트를 작업위치에서 전후좌우로 이동가능하여 동일위치에서 3∼9개까지 천

공작업을 수행할 수 있다.천공기계를 사용하여 보강재를 직접 천공구멍에 삽입할 수 있다.

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2. 국내·외 건설공사 활용현황 및 전망

산지가 대부분인 우리나라의 지형을 고려하면 도로나 댐 등의 건설에서 급사면은

향후에도 많이 발생할 추세이다. 따라서 효율적인 사면의 보강작업을 위해서는 기

존의 천공 및 보강용 자재의 설치 시공방법이 갖는 문제의 해결이 절실히 요구된

다. 급사면의 천공 및 보강용 자재의 설치 시공에 대한 공사기간의 단축과 공사비

의 절감은 물론 안전성 등을 고려하면 본 천공기계는 급사면의 천공 및 앵커설치

시공에 유용하게 적용될 것이다. 아울러 본 기술에 의한 천공기계의 설치 및 이동

방법은 급경사면에서 수행되는 다양한 보강공사에 있어 사면의 높이에 제한 없이

적용이 가능하다.

3. 기술적 , 경제적 파급효과

3 - 1 . 기술적 파급효과

1) 사면보강용 천공기계

윈치와 풀리를 이용한 기계의 설치와 이동방법은 급경사면에서 편리하고

안전한 작업방법을 제공하며, 천공기계의 설치 위치에서 작업장치를 좌우로 이동

시켜 작업의 효율성을 향상시키며 기계의 이동량을 줄여 공기의 단축은 물론 작

업안전에도 기여한다. 또한, 천공과 보강용 자재의 설치시공을 동시에 병행하여

효율성을 향상시킨다.

2) 보강용 자재의 설치 시공 방법

보강앵커의 인양 및 안내 장치가 천공기계에 부가되어 있으므로 쉽고 확실하게 앵

커작업을 할 수 있다. 그리고 천공기계가 보강용 자재의 설치 시공시 천공 구멍의

위치에 있으므로 천공구멍에 주변의 돌 등이 굴러 들어가 보강용 자재의 삽입작업

이 어려운 경우 재천공이 가능하므로 보강작업의 품질을 확보할 수 있다.

3 - 2 . 경제적 파급효과

1) 공사기간 단축 및 공사비 절감

본 기술의 천공기계를 사용하면 별도의 비계가설 또는 크레인의 설치를 하지 않고

도 급경사면에서의 천공작업을 수행할 수 있으며, 일정위치에서 3∼9개의 구멍을

연속적으로 뚫을 수 있으므로 기계의 이동 및 설치에 따른 시간을 절감하여 공사

기간을 단축하고 공사비를 절감할 수 있다.

2) 수입대체효과

현재 국내에서 사용되고 있는 사면보강 및 발파용 천공장비는 크롤러 드릴이 대부

분이며 모두 수입에 의존하고 있는 실정이므로, 본 천공장비로 대체하여 시공할

경우에 수입대체효과는 물론 고용창출효과 등 국내경제에 크게 기여할 것이다.

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건설신기술소개 상하수도분야

(제25 1호 ) 부유식 가변 표면표기장치 (S W T 2000 )와 A ir V ent식 배출장치를

이용한 하수의 생물학적 처리기술

■ 기술개발자 : (주 )상원이엔씨

■ 주 소 : 서울특별시 강서구 내발산동 646 - 2 (T el . 02 - 3665 - 2220 )

■ 보호 기간 : 3년 (2000 . 9 . 25 .)



본 기술은 하수를 생물학적으로 처리하는 회분식 활성슬러지 공법에 단일반응조

로 질소와 인을 제거하기 위해 포기시 산소전달기능과 혐기·무산소 교반기능을 동

시에 갖는 가변 부유식 포기·교반 일체형 표면 포기장치 (SangWon T urbine 2000

"SWT 2000")를 적용한 기술로서, 단일 장치로 모든 공정이 제어됨은 물론 기타 산기

장치를 사용할 경우보다 시설이 간단하고, 부유형 포기장치를 사용하므로 유량변동

에 관계없이 운전이 가능하며, 반응조내의 산소전달과 제어가 포기장치의 속도조절

에 의해 비례제어가 가능하므로 전력소모가 최소화되어 운영유지비가 대폭 절감되는

기술이다.


부유식 가변포기장치(SWT 2000)와 Air Vent식 배출장치를 이용한 하수의 생물학적

처리 기술


1) 운전 모드

정상운전시 운전모드 : 6hrs/ cycle(4cycle/일)

60분 70분 30분 80분 20분 10분 40분 40분 10분

무산소교 반 포 기 무산소

교 반 포기 무산소교 반 포 기

침 전 배 출 대 기Fill (90∼180 분) React (90∼180분)

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비상운전시 운전모드 : 4hrs/ cycle(6cycle/일)

45분 50분 20분 40분 10분 5분 30분 40분

무산소교 반 포 기 무산소

교 반 포기 무산소교 반 포 기

침 전 배 출Fill (60∼150분) React (20∼110분)

2) 공정의 운전 및 원리

공 정 공정진행사진 설 명

유 입

(fill)

·표면포기기 : 저속교반·반응상태 : 탈질, 인방출* 탈질, 인방출시 유기 탄소원으로

유입유기물이용으로BOD 제거

반 응

(react )

·표면포기기 : 용존산소와비례제어·반응상태 : 유기물산화질산화,

인의과잉섭취

침 전

(settling)

·표면포기기 : 정지·반응상태 : 정치침전으로 완벽한 고

액분리

배 출

(draw )

·디켄터 : 가동·반응상태 : 처리수배출

잉여슬러지인발탈질유도

대 기

(idle)

·표면포기기 : 정지또는교반·반응상태 : 인의방출유도

3) 공정의 특징

본 기술은 하수중의 유기물과 질소·인 등을 제거하는 회분식 수처리공정으로 부유식

포기/교반 일체형 터빈(SWT 2000)를 적용한 기술이며, 부유식에 의해 수위변동에도

처리가 안정적이며 높은 산소전달효율의 포기기로 에너지 소비가 대폭 감소되고 처

리수 방류장치가 매우 간단한 고도처리공법이다.

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산간지방과 같이 부지면적이 적고 무인운전 필요지역이나, 위락시설 및 공공시설

오수처리, 마을단위 하수처리장, 단일형의 반응조 형태로 소규모의 하수처리장(500∼

20,000㎥/일), 복합형의 반응조 형태로 중규모 하·폐수처리장 (20,000∼300,000 ㎥/

일) 등에 활용도가 높을 것으로 전망된다.

3. 기술적·경제적 파급효과

본 처리공법은 속도 가변 부유식 표면포기장치(SWT 2000)를 포기 및 교반용으로

SBR에 적용하여 시설의 단순화 및 전력효율의 극대화를 이루고, 국내 하수성상의

특성에 부합되도록 유연한 운전모드를 적용한 생물학적 고도처리 기술이며, 매우

Compact한 기계 및 제어장치로 운전, 유지가 용이하여 고임금의 운전자와 많은 관

리자가 필요 없고, 소규모 처리장일 경우 무인운전을 유도하고 인근의 주 처리장에

서 운전, 유지관리하는 시스템으로 설계할 수 있는 진보된 하수 고도처리공법으로

아래와 같은 기술적, 경제적 파급효과가 예상된다.


1) 본 공정은 단일 반응조에서 포기와 교반을 겸한 일체형 포기장치를 부유시켜

수위변화에 안전운전이 가능하고 휴지와 유입단계에서도 필요에 따라 혐기/무

산소/포기공정을 유도할 수 있으며, 수질의 변화에도 포기강도와 포기시간을 자

동 조절할 수 있는 비례제어의 운전방법으로 적당한 공기산소를 공급하여 최상

의 처리효율이 보장된다. 반응조내에 단지 3개의 회전기기만이 설치되고 유입배

관, 유출배관, 슬러지인발배관 이외의 배관이 없어 시설이 매우 단순하여지므로

기존에 개발된 고도처리공정에 비해 시설의 운전과 유지관리면에서 아주 간단

한 시스템이다. 유입수의 수량과 오염부하에도 처리공정의 효율을 극대화할 수

있는 최적설계 관리사업(VE : Value Engineering)으로 하·폐수 처리장을 건설

하는데 중추적인 역할이 기대된다.

2) 국내의 저 농도 하수처리에 맞는 운전모드를 개발하였고 포기장치의 용존산소계

에 의한 비례제어방법 및 포기장치의 부유형 설치방법은 단일 반응조를 이용한

유사 고도처리공정의 개선에 본 기술이 확대될 것으로 전망된다.

3) 자동화 운전 기술의 보급 구조가 매우 간단한 처리수 배출장치와 가변 부유식

표면포기장치로 반응조의 모든 기계장치가 간단히 구성되므로 moving part가

적고, 무인자동화 운전이 가능하여 군 단위 지자체와 같이 고급 운전인력과 유

지관리비의 예산이 적은 경우에 적합하며 위탁운영이 매우 용이한 기술이다.

4) 본 공정에 개발 및 적용한 배출장치(Air Vent식 Decanter )는 간단하고 수리학적

성능이 매우 우수하여 기존의 SBR 공정에 이용되는 배출장치를 대체할 수 있

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다. 또한 포기와 교반을 겸한 일체형 고효율의 저속 표면포기 장치를 기존의 국

내의 하·폐수처리장에 공급하여 기존의 저 효율의 표면포기장치를 대체하여 에

너지 절감은 물론 고도처리공정으로 개선이 용이하다.


1) 공사기간과 공사비의 절감 및 부지면적의 절감

전체 토목구조물이 매우 단순하여 공사비 및 공사기간이 절감되며, 최초, 최종

침전지등이 구조물이 필요 없어 부지면적이 절감된다. 본 기술의 시스템에 구동

부의 수가 아주 적고 FRP등 내구성이 강한 소재사용으로 산기시설교체 등의 재

투자비용이 타 기술보다 월등하게 적다.

2) 운영유지비 절감

속도 가변 부유식 표면포기장치를 사용하므로 기계 및 전기설비가 간단하여 공

정제어가 간편하며, 특히 반응조내의 용존산소 제어가 표면포기기의 속도조절에

의한 완벽한 비례제어로 전력사용효율이 극대화되어 산기장치의 포기방식에 비

해 에너지 소비가 대폭 감소된다. C/ N-비가 낮은 하수의 고도처리를 위한

200- 400%의 슬러지 내부와 외부순환이 필요 없어 초기투자와 재투자 그리고 펌

핑 에너지가 절약된다. 시스템 보급으로 에너지 절감과 자동화를 통하여 유지관

리비의 절감을 가져올 것으로 예상된다.

3) 수출로 인한 외화 획득

본 기술이 국내에 보급되어 실적이 축적되어 동남아 시장을 시작으로 외국에수

출하여 우리환경기술 보급을 물론 외화획득이 기대된다.

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건설신기술소개 항만분야

(제252호 ) 전자계측 장치와 GIS (Geog raphicInform at ion S y s tem )를 이용한 준설지점위치결정에 의한 그라브 준설작업 관리

S y s tem

■ 기술개발자 : 은진개발 (주 )

■ 주 소 : 부산시 영도구 대교동 2가 58 - 2 (T el . 05 1- 4 14 - 9040 )

■ 보호 기간 : 3년 (2000 . 10 . 12 .)



DGPS(Differential Global Positioning System), 자이로콤파스, 선회각 계측장치를

이용하여 그라브 준설선의 위치 및 준설점 위치를 측정하고, 준설점에 대한 수심측

정 장치를 이용한 준설 수심 측정 기술로 이의 정보를 시각정보 및 시뮬레이션 정보

형태로 제공하여 그라브 준설작업의 정확도 및 효율성을 높인 기술이다.


1) DGPS, 자이로콤파스, 선회각 계측장치를 이용한 그라브 준설선 위치 및 준설점

위치 측정기술

2) 준설선의 쇄암봉 및 버켓의 승,하강시 이의 위치에 대한 수심 측정기술

3) 시각적 표현 기술에 의한 그라브 준설선 위치 및 준설점 위치 측정과 수심측정기

술을 이용한 준설작업 처리 및 관리기술 방법


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준설선 및 작업내용이 실재의 위치에 실시간 실 축척비로 표시 됨으로 준설작업 관여

요원은 본 화면을 보며 준설전체 작업 과정에 대한 시공을 효과 적으로 수행 할 수

있다.

1- 3 . 신기술 특징

1) 공기를 단축한다.

위치 및 수심측정시 소요되는 시간손실 없이 전자계측장치에 의한 실시간 계측

정보 제공으로 중복작업 및 재작업이 방지된다.

2) 시공품질이 향상된다.

위치 및 수심정보의 고정밀에 의한 정밀시공이 가능하다.

3) 작업관리가 쉽다.

준설작업 내역이 자동으로 기록유지 됨으로 작업내역 평가 및 분석

이 용이하다.


1998년 울산항 항로 직선화 준설공사에서부터 적용되기 시작한 이후의 실적은 다수

있으나 대표적 실적은 다음과 같으며, 기존 그라브 준설선의 준설 시공상의 문제점을

개선한 시스템으로 국내외의 준설공사에 널리 활용 되리라 판단된다.

1998.8.13 1998.12.13 울산항 항로 직선화 준설공사

1999.2.22 1999.3.20 서해권 주배관 해저 관로 공사중 준설공사

1999.4.20 1999.10.31 부산시 수영강 하천 정비사업 1차

1999.11.4 1999.12.15 포항항 제8부두 박지 준설공사

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본 신기술은 그라브(GRAB) 준설선의 시공 과정에서 기본이 되는 실시간 위치

확인 및 실시간 준설수심 확인 기술을 적용키 위한 계측정보를 처리하여 전체 시스

템에 분배함으로써 준설작업의 계획,시공,검사,확인 과정과 사후 평가에 활용할수 있

게 구축된 시스템이다. 시스템을 구축하고 있는 제 단위체의 유니트 및 네트워크와

소프트웨어에 대한 일체의 기술들이 국내 기술진들에 의하여 연구되고 개발되어져

측량기술의 자동화 및 장비 위치제어 분야에 많은 발전을 가져올수 있는 초석을 마

련하였다.


본 신기술은 기존 인력 중심의 작업을 탈피한 측량의 자동화와 제어시스템 개발로

그라브 준설선 시공 효율 22% 이상이 향상 되었으며, 이의 효율이 각각의 준설 선단

반영된 16.6% 이상의 시공비 절감 효과가 있는 것으로 당사 시공결과 확인 되었다.

본 신기술은 낙후되어 있던 해양토목 분야를 국제 수준으로 끌어 올림으로 해외 공사

수주 가능성을 보다 높게 만들었으며, 이에 따른 외화 획득에도 상당한 도움이 될 것

으로 기대된다. 아울러 국내 해상장비에 설치되어 사용되고 있는 대다수의 위치제어

기술들이 수입 되여 사용되고 있는 점을 고려한다면 유사 기술의 수입 대체 효과 또

한 클 것으로 기대된다.

구분 기존기술 신기술 절감액

단가(M3) 41,754원 34,840원 6,914원

경제성 기존 기술 대비

작업선별 작업단가표 단위:M3

구 분 기존기술 신기술 차 이

그라브 준설선 17,130원 14,276원 2,854원예인선 13,941원 12,181원 1,760원토운선 9,723원 7,584원 2,139원앙카선(양묘) 803원 668원 135원연락선 157원 131원 26원

계 41,754원/ M3 34,840원/ M3 6,914원/ M3

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건설신기술소개 건축시공분야

(제253호 ) 방습벽돌과 방습파레트를 사용한지하 최하층 바닥 및 벽체의 결로방지공법

■ 기술개발자 : 최정웅 , 박채삼

■ 주 소 : 서울시 서초구 반포동 551- 33 (T el . 02 - 5 16 - 3600 )

■ 보호 기간 : 3년 (2000 . 11. 30 .)



본 신기술은 지중에 설치된 외벽체 및 바닥슬래브로 구성된 구조물로부터 내측으

로 일정간격만큼 띄우고, 내벽체와 마감콘크리트슬래브로 구성된 구조체를 시공하는

공법으로 방습벽돌과 방습파레트를 사용한 지하 최하층 바닥 및 벽체의 결로방지공

법이다. 구조체의 내벽체 최하단부에는 방습벽돌 1단을 설치하고 그 상부에는 일반

시멘트 벽돌로 조적벽을 시공하여 바닥슬래브 상부면에는 방습파레트를 설치하고 부

직포를 방습파레트의 상부에 포설하고 마감콘크리트를 타설하여 구조물의 내부 구조

체를 완성하는 공법이다.


지중의 토사에 접하는 외벽체 및 바닥슬래브로부터 일정간격만큼 이격시켜 지하

내부의 경계면에 아래의 방법으로 내벽체 및 마감슬래브를 시공하는 공법.

1) 내벽체는 외벽체로부터 일정간격 떨어진 바닥슬래브의 외곽부에 방습벽돌을

설치하고, 그 위에 조적벽을 시공함으로써 외벽체 및 바닥슬래브와 이격시켜

시공하는 방법

2) 마감슬래브는 바닥슬래브의 바닥면에 방습파레트를 부설하고 부직포를 설치한

후 그 위에 외벽체와 맞닿지 않도록 콘크리트를 타설하여 외벽체 및 바닥슬래

브와 이격시켜 시공하는 방법

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구분 방습벽돌과 방습파레트를 사용한 지하 최하층 바닥 및 벽체의 결로방지공법

도면

(단면도)

시공

순서

바닥슬래브의 윗면정지작업

바닥콘크리트슬래브의 윗면에 존재하는 돌출물, 쓰레기 등을 제거하여 평탄하

게 한 후, 바닥구배가 집수정 또는 배수구 쪽으로 되어 있는 가를 점검

방습파레트 설치

바닥슬래브의 윗면정지 작업이 완료된 후, 바닥슬래브의 위에 파레트를들 연

속하여 설치하여 방습파레트층을 형성

부직포 포설

방습파레트층의 설치가 끝나면 방수 및 통기성이 있는 부직포를 파레트의 상

부에 포설(이때 서로 접하는 단위 부직포들 간의 연결부위는 10cm이상 겹쳐지

도록 함).마감콘크리트 슬래브의 타설과 양생

부직포의 포설이 완료된 후 부직포의 상부에 지하실의 용도에 따라 적합한

두께, 강성 및 성능을 지니도록 마감콘크리트를 타설

공법

특징

완벽한 결로방지

본 공법으로 시공되는 지하 내부공간은 지중의 찬 기운이 완벽하게 차단되므로

내부로 전달이 불가능하므로 온도차이에 의한 발생되는 결로현상은 완벽하게

방지

효율적인 누수차단

본 공법은 방수공사의 부실문제 또는 지하실의 바닥슬래브나 외벽체의 균열 등

의 구조체 문제로 인한 방수층에 결함이 발생되어 지중의 지하수가 바닥슬래브

나 외벽체의 내부로 스며드는 경우에도, 침투수가 내벽체와 내부슬래브와는 벽

간격 또는 바닥간격으로 격리되어 직접적으로 접촉되는 것이 차단

적절한 습도유지

본 공법으로 시공되는 지하공간은 수분의 침투나 지중의 냉기에 의한 결로현상

이 효율적으로 방지되므로, 그 내부공간이 항상 적절한 습도상태로 유지됨

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본 신기술은 아래의 표에서와 같이 1992년부터 현재까지 다종다양한 지하구조물

에 적용하여 시공한 사례가 있으며, 이와 같은 공사에서 지하구조물의 방습 및 방

수공사의 품질향상을 확보할 수 있었다. 또한, 지하 최하층의 바닥 및 벽체의 결로

방지에 본 공법이 탁월한 성능을 지녀 기존건축물의 보수와 신축건물에 적용이 가

능하다.

공 사 명 시공회사 위 치 실시면적

옥산빌딩 쌍용건설 역삼동 1,200㎡

대천시청 계룡건설 대 천 2,100㎡

주택은행연수원 한진건설 천 안 13,000㎡

강남역빌딩 포스코개발 서초동 992㎡

풍강냉동창고 근우건설 이 천 4,158㎡

물류창고 광진물산 기 흥 3,020㎡

비엔날레전시장 남광토건 광 주 3,740㎡

경신교회 강산건설 방배동 1,214㎡

천주교성당 조흥공영 수 서 1,356㎡

국민생명병원 장학건설 용 인 3,300㎡

녹십자연구소 한일건설 용 인 1,100㎡

농수산물시장 LG건설 평 촌 24,695㎡

광주은행본점 금호건설 광 주 3,782㎡

강남역빌딩 포스코개발 서초동 1,377㎡



본 신기술을 적용할 경우, 지하 구조물의 지하공간이 누수 또는 습기의 피해를

완벽하게 방지할 수 있으므로, 지하구조물의 내부공간을 각종 저장시설물 또는 실내

생활공간 등으로 유용하게 활용될 수 있는 공간가치를 향상시킨다. 따라서 기존의

누수 또는 습기 등의 발생으로 인한 각종 폐해로 지하공간의 개발과 시공상의 문제

점을 해결하여, 각종 용도의 지하공간 개발이 활발히 진행될 것으로 기대된다.

따라서 본 신기술은 지하구조물과 관련된 방습 및 방수공사 기술향상에 촉진제 역할

을 하여, 앞으로 지하구조물을 구축하기 위한 건축기술을 향상시킬 수 있는 것으로

판단된다.


본 신기술을 적용한 지하 건축 구조물은 영구적으로 누수 및 결로수에 대한 하자

가 발생되지 않기 때문에, 이의 보수공사가 전혀 필요치 않게 된다. 따라서 이와 같

은 보수비용이 필요 없어 매우 경제적이며, 지하실의 보수 또는 재시공 과정에서 나

오는 건축물 폐재류가 없어 각종 폐기물의 영향으로 날로 심각해지는 자연환경에 관

한 경제적 손실을 줄일 수 있다.

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(제254호 ) 젯팅장치가 부착된 대구경 (V LD )샘플러를 이용한 연약점토지반의

불교란 시료 채취기법

■ 기술개발자 : (주 )대우엔지니어링

■ 주 소 : 경기도 성남시 분당구 수내동 9- 3 (T el . 03 1- 738 - 0370 )

■ 보호 기간 : 3년 (2000 . 12 . 11 .)



본 기술은 외부케이싱 장치, 젯팅장치 및 선단슈를 장착하여 300mm이상의 대구

경 불교란시료 채취기로 개발된 VLD 샘플러를 이용하여 깊은 심도에 걸쳐 분포하

는 연약점토층의 불교란시료를 채취할 수 있는 기법이다.

본 기술로 채취된 대구경의 불교란시료는 정밀한 강도 및 압밀시험은 물론 동일조

건에 대하여 다양한 시험이 가능하며, 특히 대형시료 및 방향성등을 고려한 각종

역학시험을 수행 할 수 있어 연약지반에 대하여 정밀한 특성을 파악하는데 있어 보

다 높은 신뢰성을 최대한 확보할 수 있다.

본 신기술의 범위는 다음과 같다

1) 대구경(VLD) 샘플러를 이용한 연약점토지반의 불교란 시료채취방법

2) 젯팅장치에 의한 외부케이싱 관입방법

3) 선단슈를 이용한 시료절단 및 폐합추출방법

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종래에는 국제 기준의 불교란 시료의

채취조건에 만족하는 직경 125 mm이상의

시료채취가 불가능하였으나 본 VLD 샘플

러는 채취기의 면적비가 10%이내인 내부

튜브를 사용하여 소요 심도에서 선 관입

시킨 뒤에 젯팅만으로 외부 케이싱 장치

를 내부튜브 선단이하로 하강시킨 후 선

단부의 슈를 닫아 불교란 시료를 채취할

수 있도록 하였다. 따라서 이와같이 채취

된 불교란 시료는 뒤틀림이나 변형이 발

생하지 않고 빈 공간이 있거나 채취된 시

료가 약화되지 않으며 시료 회수율을 최

대 100%까지 확보가 가능하므로 불교란

시료의 채취조건에 만족하고 있다.그림 1. VLD샘플러 단면도


본 VLD 샘플러는 직경 300mm이상의 대구경 불교란 시료를 채취함에 있어 국제

적으로 제시된 불교란 시료의 채취 조건을 만족하고 있으며 기존의 불교란 시료 채

취기와 유사한 작업방법으로 상용화가 가능하며 깊은 심도에 걸쳐 채취가 가능하

다.

따라서, 본 VLD 샘플러의 개발로 인하여 연약지반에서 채취되는 시료의 교란을 최

소화하고 깊은 심도의 대형 불교란 시료가 필요한 각종 공학적 특성시험이 가능하

게 되었으며, 특히 불교란 시료 1회 채취로 시험실에서 최소 21개이상의 시료

(Specimen)를 확보(일축, 삼축 및 압밀시료 각 7개씩) 할 수 있으므로 동일 심도의

연약지반에 대하여 다양한 공학적 특성 시험을 실시 할 수 있는 바, 국내 현장에

활용은 물론 국제적으로도 상당한 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 예상된다

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연약 점성토의 역학 특성을 평가하는데 있어 시료의 교란 정도에 따라 시험결과치

의 신뢰성에 문제가 있으며, 이러한 교란의 원인은 다양하나 대부분 시료채취 과정

중에 발생하고 있다. 또한 최근 Rowe Cell시험(직경 150mm), 이방성등 방향성

(Orientation)을 고려한 압밀 및 전단시험등의 목적으로 대형 불교란 시료가 절실히

필요한 실정에 있다. 한편 대구경 시료채취기의 개발이 그동안 어려웠던 사유로서

는 관입시 선단 형상에 따라 주변의 점토 구조에 손상을 가하기가 쉬우며, 지중에서

시료 절단, 채취기 인발시 시료의 이탈등 시료의 직경이 클수록 해결하기 어려운 문

제점들이 있으며 특히 불교란시료의 채취조건(NAVFAC기준)을 만족하기 쉽지 않기

때문이었다.

그러나, 본 VLD 샘플러는 불교란 시료 채취조건에 완벽히 부합되고 있으며 실제 현

장에서 시행한 각종 성능시험 결과로부터 본 장비의 효용성을 확인할 수 있었다.

따라서 본 대구경 샘플러의 개발로 인하여 교란을 최소화하고 깊은 심도의 대형 불

교란시료가 필요한 각종 역학 특성시험이 가능하게 되었으며, 또한 1회 시료채취로

다량의 시료를 확보할 수 있으므로 동일 지반조건에 대하여 다양한 역학특성시험을

실시할 수 있을 것으로 판단되는 바 연약지반의 공학적인 특성을 정확히 파악할 수

있어 지반공학 발전에 획기적인 전기를 마련하였다.


연약지반이 분포하고 있는 하천이나 해안지역등의 건설공사에 있어 연약지반의 공

학적 특성을 평가하기 위한 불교란 시료의 채취과정은 교란정도에 따라 시험결과치

의 대표성, 정확성 및 신뢰도에 많은 영향을 미치며 그 공사의 시공성, 안정성 및 경

제성등에 결정적인 영향을 끼치는 요인이 된다. 또한 최근 연약지반에 대한 정밀한

역학특성 평가 및 최신 분석기법의 도입등을 위하여 대형 불교란 시료가 절실히 필

요한 실정에 있으며, 이러한 대형 불교란 시료를 채취하기 위한 방안으로 기존의 블

록 샘플링의 경우 연약지반에서 트렌치 굴착이 어렵기 때문에 채취 심도에 한계가

있었다.

따라서, 본 VLD 샘플러를 이용한 신기술을 적용하여 교란을 최소화하고 깊은 심도

의 대형 불교란시료가 필요한 각종 공학적 특성시험이 가능하게 되었으며 특히 불교

란 시료 1회 채취로 다량의 시료 확보가 가능하여 동일한 심도의 연약지반에 대하여

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다양한 공학적 특성 시험을 실시할 수 있으므로 그 공사의 경제성에 있어 결정적인

요인으로 막대한 이득을 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 또한 국제적으로도 상당한

경쟁력을 확보할 수 있으며 외국에 장비 및 기술 수출도 충분히 가능 할 것으로 예

상된다.

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(제255호 ) 심층 순산소 포기조 및 상부에침전조가 설치되는 일체형 생물학적폐수처리기술 (BIO COM B IN A T OR )

■ 기술개발자 : (주 )한국연수

■ 주 소 : 서울시 금천구 독산본동 162 - 16 (T el . 02- 830 - 2167 )

■ 보호 기간 : 3년 (2000 . 12 . 22 .)



본 신기술은 포기조와 침전조가 하나의 구조물로 형성되어 부지는 재래식 공법의

30∼40% 정도가 소요되며, 포기조에 필요한 산소를 공기대신 순산소를 사용하며,

포기조의 수심을 15∼20m로 하여 수중에서 산소용해율을 증대시킴으로서 MLSS

농도를 높게 유지할 수 있으며, 또 비기질 이용률이 커짐에 따라 높은 용적부하율

및 처리효율이 가능한 기술이다. 또한, 슬러지의 침강성이 높아 침전효율이 증대되

고 자산화계수(Kd)가 높아져 잉여 슬러지의 발생량은 적어지며, 슬러지의 반송이 중

력에 의해 자연흐름으로 이루어져 동력에 의한 반송설비가 불필요해져 재래식 공법

에 비해 초기 투자비는 물론 운영비 면에서도 경제성이 있는 기술이다.


1) 원통형의 포기조와 그 상부에 침전조를 설치하여 하나의 구조물로 형성시킨 일

체형 구조

2) 슬러지 반송이 중력에 의해 자연흐름으로 이루어지도록 구성한 기술

1- 2 . 기술의 특징

1) 최종침전조 별도 설치 불필요

포기조와 침전조가 하나의 구조물로 형성되어 부지는 재래식공법의 30∼40%

정도가 소요되고 포기조와 침전조가 일체형으로 되어 있어 침전된 슬러지는

연속적으로 포기조로 자연유하로 이송됨으로써 슬러지의 해체현상이 없어 고

액분리가 안정되며 포기조 상부에 침전조가 설치되므로 별도의 최종침전조를

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설치할 필요가 없다.

2) 포기조 용적의 획기적 축소

반송슬러지에 순산소 포기를 시행하므로 인한 미생물군의 활성화와 포기조 내

에서의 유기물 처리능력의 상승으로 단위용적당 유기물부하(BOD/용적)를 높

이 유지할 수 있으며, 단일구조형으로 높이를 15∼20m로 설치하므로 포기조

용적을 공기법의 1/ 3∼1/ 2 정도로 축소하는 것이 가능하여 포기조 구조물이

소형화되고, 소요부지 면적도 획기적으로 적어진다. 따라서 부지가 협소하고

토지 보상비가 비싼 국내 실정에 알맞으며 산소법은 공기법에 비하여 용존산

소 농도(DO)를 높이 유지할 수 있기 때문에 (공기법 2mg/ℓ, 산소법 4∼

10mg/ℓ) 미생물 혼합액(MLSS) 농도를 4,000 ∼10,000mg/ℓ 정도로 높게 유

지할 수 있어서 BOD 용적부하가 커지게 되며, 포기조의 용적을 줄일 수 있으

며 충격부하에도 강하게 되어 처리능력을 크게 향상시킨다.

3) 폐기물 처리량과 비용의 획기적 절감

잉여슬러지 생성량이 공기법보다 30∼40% 감소된다. 공기법에 비하여 자산화

계수가 크므로 잉여슬러지의 생성량이 적고, 슬러지를 고농도로 유지하므로

탈수성도 양호하다. 이것은 순산소를 사용하여 포기조 내에서 용존산소가 농

도가 충분히 유지될 수 있으므로 슬러지의 자기산화가 고도로 진행되기 때문

인 것으로 알려져 있다.

4) 고효율 순산소 포기 시스템 활용으로 인한 에너지 절감

종래의 표준활성슬러지 공법에서는 공기를 포기 시켜서 미생물에 필요한 산소

를 공급함과 동시에 미생물이 침전되지 않도록 혼합하는 효과를 나타내고 있

는데, 본 공법에서는 고농도 산소를 반송슬러지 배관 출구 측에 가압한 상태

로 주입하여 산소 이용률을 1차적으로 높이고, 2차적으로 반송되는 미생물 혼

합액과 용존산소가 포기조 내에 희석-전파되게 하여 완전 혼합이 이루어지게

함으로 에너지 절감효과를 최대화하고, 동시에 포기조 내의 미생물 혼합액의

완전 혼합을 가능케 하여 생물반응을 완전하게 한다.

5) 슬러지 침강성 대폭 향상

슬러지 응집성과 침강성이 좋아지므로 침전조의 수표면적 부하가 크게 운전할

수 있으므로 침전조의 크기가 줄어 시공비가 적게 되므로 시설비 면에서도 경

제적이다.

6) 수 처리 운영의 안정화와 운전의 용이성

포기조의 수심을 15∼20m로 하여 산소의 용해율을 극대화시킴으로써 포기조

의 MLSS 농도를 높게 유지할 수 있어 (10,000 PPM 이상도 가능) 유기물

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(BOD) 제거효율을 95% 이상 높일 수 있다. 순산소 활성슬러지 공정에서는

BOD/슬러지(F/ M RAT IO) 부하가 높은 경우에도 팽화(BULKING)현상이 없

으므로 처리장의 운전이 안정되며, 산소법에 의한 FLOC은 높은 산소농도 때

문에 공기법에 비하여 조밀하고 대형이며, 사상균이 없다. 이 때문에

BULKING이 일어나지 않으며, 운전도 용이하고 안정된 처리수질을 얻을 수

있다.

7) 오염물질 충격부하 흡수

오염물 충격부하에서도 안전한 처리수질을 얻을 수 있다.

심한 부하 변동에도 불구하고 MLSS 농도와 용존산소 농도가 높고 산소가스

는 부하변동에 따라서 자동적으로 공급량이 조절되기 때문에 운전이 용이하고

항상 안전한 처리수질이 얻어진다.


본 기술은 미생물을 이용한 생물학적 처리를 하는 모든 하·폐수 처리시설에 적

용이 가능하며 특히 부지가 협소한 곳이나 토지보상비가 비싼 곳 등 부지의문제로

인해 적절한 처리를 할 수 없는 하·폐수 처리시설에 적당하며, 고농도의 폐수가

배출되는 공장 등에 활용할 수 있다. 또한, 국내의 하수처리장, 오수처리장 종말처

리장 및 산업폐수처리장에서 사용하는 기존 활성슬러지 처리장의 과부하로 인해 처

리에 문제가 있을 시 대체시설로 적용할 수 있는 기술이다.

기술의 활용분야는 다음과 같다.

1) 유기성 산업 폐수 (식품폐수, 염색폐수, 제지폐수, 피혁폐수 등)

산업폐수처리시설은 99년까지 119개소, 703,000 m3/일 용량으로 운영되고 있으며

2005년까지 27개소, 529,000 m3/일 용량의 처리시설을 설치 완료할 계획에 있으

며 개인 기업별 처리시설은 명확한 자료는 없으나 부지의 협소로 인한 문제를

안고 있는 처리시설이 많아 본 기술이 활용될 부분이 많을 것으로 사료된다.

2) 하수

하수처리시설은 하단의 표에서와 같이 99년 하수처리시설 200개소 등 304개 환

경기초시설 설치를 추진 중이다.

- 2000년 중에 87개소 완공, 나머지 217개소는 2005년까지 완공 계획

- 하수도 보급률을 68%에서 70%로 향상

- 96∼2005년까지 총 147,267억원을 투자

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(천톤/일)

구 분 총 계 '98까지연 차 별 계 획

계 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

시설용량 30,420 16,616 13,804 1,095 1,017 861 1,564 886 1,827 6,554

처리장수(개소) 350 114 237 36 23 30 33 24 25 65

보급율(%) 66 68 70 72 74 76 78 80

< 하수처리장 건설 투자계획 >

(단위 : 억원)

총 계 '98까지연 차 별 투 자 계 획

계 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

147,267 37,481 109,786 11,559 12,828 14,643 15,398 16,250 17,220 21,888

3) 오수

마을 하수도 사업으로 추진중인 농어촌 마을단위의 오수처리시설에 적용할 수 있

다.

4) 축산 폐수

축산폐수처리시설은 99년까지 17개소, 3,900m3/일 용량으로 운영되고 있으며 2005

년까지 27개소, 3,800m3/일 용량의 처리시설을 설치 완료할 계획에 있다. 특히, 축

산폐수와 같은 고농도의 폐수처리시설에는 본 기술이 매우 적당하다.

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(제256호 ) 특수 B IO REA CT OR를 이용하여하·폐수 처리 공정에서 악취제거 및고도처리를 하는 공법 (HB R - II 공법 )

■ 기술개발자 : (주 )한미

■ 주 소 : 서울시 서초구 서초동 1580 - 8호 신호B/ D 2층

(T el . 02 - 597 - 13 11 )

■ 보호 기간 : 3년 (2000 . 12 . 22 .)



본 신기술은 건설신기술 제13호 기술에서 포기조 전단부에 혐기조를 설치하고, 포

기조는 간헐포기조로 활용하여 질소 및 인을 동시에 처리할 수 있도록 고안된 고도

처리공법이다. 본 공법은 유입된 하·폐수의 협잡물을 제거할 수 있는 전처리 장치,

최초 침전지, 하·폐수의 악취 및 영양염류를 제거하기 위해 미생물을 배양하는 배

양조, 혐기성조, 호기성 및 무산소 상태에서 질산화, 탈질소화, 인의 과잉섭취를 유도

하기 위한 간헐포기조, 슬러지를 고액분리하기 위한 최종침전조로 구성되고, 최종침

전조에서 침강된 슬러지 일부를 배양조와 혐기조, 사전 악취제거를 위해 전처리 시

설로 순환시키게 되며, 이와 같은 원리 및 시설을 통해 악취제거 및 고도처리가 가

능한 공법이다.


전처리시설, 혐기조, 간헐포기조, 최종침전조, 배양조로 구성되어 생물학적으로 유기

물, 질소, 인을 동시에 제거하고 아래 1, 2항의 공정으로 악취제거가 가능한 기술

1) 전처리시설(하·폐수 유입부, 침사지, 유량조정조, 최초침전조 등)로 반송슬러지

의 2∼10%를 반송시켜 사전악취제거를 가능하게 하는 기술

2) 유입량의 5∼10%에 해당하는 양의 반송슬러지를 배양조에서 배양하여 전체 공

정에 공급하므로써 악취제거가 가능한 기술

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1) 신기술의 공정도 및 운전조건

구 분 설계 및 운전인자 비고

혐 기 조수리학적 체류시간 1∼2 hr

MLSS 2,500 ∼ 5,000mg/ L

간헐포기조

수리학적 체류시간 4∼6 hr

SRT 15 ∼ 25 days

MLSS 2,500 ∼ 5,000

DO포기시 (2.0 이상)

비포기시 (0.5 이하)

포기/비포기 주기20/ 40, 30/ 30,40/ 20 min…

유입성상에따라 적용

내부반송율 30 ∼ 100 % 동절기 적용

F/ M ratio(g BOD/ g MLVSS/ day)

0.1 ∼ 0.3

배 양 조

수리학적 체류시간 24 ∼ 48 hr

MLSS 8,000 ∼ 10,000

DO 0.3 ∼ 0.8 mg/ L

슬러지 이송율 5 ∼ 10 %

최종침전조외부반송율 50 ∼ 100 %

전처리시설반송율 2 ∼ 10 % 사전악취제거용

제거 효율

·유기물, 부유고형물 : 95% 이상

·질소, 인 : 70% 이상

·악취 : 전공정 관능법 1도 이하

신기술

공정도

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현재 HBR 공법은 광주, 의정부 등 10여개 하수처리시설에 적용되어 운영 및 시

공 중에 있으며, 담양, 청원 등 축산폐수처리시설과 200여 오폐수 및 중수도 시설에

적용되어 그 효능과 경제성을 인정받은 바 있으며, 본 개발신기술인 HBR- II 공법도

동두천 등의 하수처리시설에 적용되었으며, 고도처리와 악취제거를 동시에 필요로

하는 기존 및 신설 하폐수처리시설에 그 적용이 검토되고 있어 추후 경제적이고 효

능이 우수한 공법으로 널리 활용이 가능할 것으로 전망된다.



본 공법은 고도처리와 악취제거가 동시에 가능한 단일공정으로서 국내 하수처리시

설에 있어서 유용한 지침이 될 수 있을 것으로 예상되며, 기술보급시 국내외 처리시

설에 기술적인 파급효과가 클 것으로 판단된다.

국내 악취고도처리 제거기술의 수준은 도입 및 성장단계로서 본 개발신기술의 지속

적인 연구와 현장기술축적 및 관련 연구를 통하여 선진국을 능가하는 기술개발로

technology break- through의 획기적 전기를 마련할 것으로 기대된다.


본 신기술을 기존 활성슬러지공법에 적용시 기존 포기조를 혐기조와 간헐포기조로

구분하는 간단한 격벽 공사만으로 고도처리공정으로의 개량이 용이하여 시공비용이

절감됨은 물론 유지관리비용도 약 16% 이상이 절감되어 그 경제성이 있을 것으로

전망되며, 본 신기술을 하·폐수처리장에 적용하므로써 공사시 반영되었던 별도의

탈취설비가 불필요하여 총공사비의 5 ∼ 10 % 가 절감될 것으로 예측된다. 또한, 탈

취 시설의 유지관리비가 절약되므로 처리비용 면에서도 그 경제성을 인정받을 것으

로 기대된다.

본 개발신기술의 상용화 및 보급화를 통해 장래 GR에 대비할 수 있는 독자적인 기

술 개발의 축적이 예상되며, 국내와 유사한 환경조건인 중국, 동남아 등지에 수출하

므로써 외화 획득에도 기여할 것으로 기대된다.

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(제257호 ) 고정자 소켓을 이용한 제거식가시설용 쏘일네일링 공법

■ 기술개발자 : 김홍택 , (주 ) 오륙개발 , (주 )브니엘컨설턴트 , 이경인

■ 주 소 : 서울시 송파구 문정동 훼밀리아파트 222동 1105호

(T el . 02 - 430 - 7 138 )

서울시 강남구 포이동 190 - 8 태창빌딩 201호

(T el . 02 - 578 - 8672 )

서울시 송파구 가락동 79 - 5 밀리아나2차 807호

(T el . 02 - 3452 - 9130 )

서울시 노원구 공릉2동 109 비선아파트 507동 1007호

■ 보호 기간 : 3년 (2000 . 12 . 29 .)



본 신기술은 가시설 연직굴착벽체 시공시 고정자소켓과 PVC파이프를 이용하여

쏘일네일에 사용된 철근을 제거할 수 있게 한 공법으로써 기존의 쏘일네일링 공법

에 있어서 철근의 부식으로 인한 문제를 해결하고, 쏘일네일의 대지경계선 침범에

따른 점용료 부과문제 및 인접구조물 신축시 발생하는 시공장애 등을 효과적으로

대처할 수 있는 공법이다.


가시설 연직굴착벽체 시공시 고정자소켓과 PVC 파이프를 이용하여 쏘일네일 내부

에 삽입된 이형철근과 시멘트 그라우트를 분리시켜 이형철근을 제거할 수 있도록

고안된 제거식 쏘일네일

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1) 제거식 쏘일네일의 구성

구성요소 역 할 제 원

고정자

소켓

이형철근(Rock Bolt ) 정착 → 고정자소켓 내부의 나선형 rib

시멘트 그라우트체와의 부착증대 및 네일의 인발시 응력집중의

분산 → 중간 Disk 모양 돌기

스페이서 역할 및 네일의 인발시 시멘트 그라우트체의 압축저항을

유발시켜 고정자소켓의 변형 억제 → 전·후면 Disk 모양 돌기

길이:150mm

직경:90mm

PVC

파이프이형철근(Rock Bolt )과 시멘트 그라우트체를 분리

외경:37.5mm

두께:3mm

이형철근 작용력을 고정자소켓에 전달D25(SD30이상)

사용

2) 인발마찰특성

일반 쏘일네일의 경우에는 시멘트 그라우트체와 철근이 완전히 일체되어 거동

함으로써 쏘일네일 인발시 네일 두부 부근에서의 주면마찰력은 크고 끝단으로 갈

수록 주면마찰력은 줄어들어 그림과 같은 인발마찰특성을 나타낸다. 그러나 고정

자소켓을 이용한 제거식 쏘일네일의 경우에는 시멘트 그라우트체와 철근이 고정자

소켓에 의해 일체됨으로써 네일의 인발시 고정자소켓 주변에서의 주면마찰력이 크

고 고정자소켓에서 인발방향으로 멀어질수록 주면마찰력이 줄어들어 그림 (b)와

같은 인발마찰특성을 나타낸다.

(a) 일반 쏘일네일 (b) 제거식 쏘일네일

일반 쏘일네일과 제거식 쏘일네일의 인발마찰특성 비교

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3) 시공방법

제거식 쏘일네일링 공법의 시공방법은 굴착단계(top- down 방식)와 제거단계

(bottom- up 방식)로 구분하여 그림과 같이 요약할 수 있다. 먼저, 굴착단계의 경

우에는 일반 쏘일네일링 공법과 동일하며 제거단계의 경우에는 지하구조물의 안정

성에 큰 영향이 없는 범위(보통 3∼4m)내에서 단계별로 이형철근을 제거한 후 콘

크리트 측벽을 연속적으로 타설한다. 또한 이형철근의 제거시 무지보 자립시간

(stand- up time)을 최대한 짧게하여 주변지반의 이완을 최소화하고, 이형철근이

제거된 쏘일네일의 내부는 시멘트 그라우트로 Hole 채움을 한다.

제거식 쏘일네일링 공법의 시공방법


1) 지반환경의 오염 방지 및 자원의 낭비 최소화

제거식 쏘일네일링 공법은 이형철근(Rock Bolt )과 시멘트그라우트가 고정자소켓

과 PVC 파이프에 의해 분리되어 있기 때문에 쏘일네일 내부에 삽입된 이형철근

을 손쉽게 제거할 수 있으며, 쏘일네일의 두부를 서로 연결한 철근띠장을 숏크리

트 밖에 설치하여 제거가 가능하므로 철근의 부식 등에 따른 지반환경의 오염을

방지하고 상당량의 철근을 재활용함으로써 자원의 낭비를 최소화할 수 있을 것으

로 기대된다.

2) 대지경계선 침범에 따른 민원발생 및 토지 점용료 최소화

제거식 쏘일네일링 공법은 굴착공사 완료 후 이형철근을 제거함으로써 대지경계

선 침범 및 향후 굴착예정선의 침범으로 인한 민원발생으로 공기지연이나 보상문제

및 토지점용료 부과문제 등에 있어서 많은 이점이 있다.

3) 인접구조물 시공시의 시공장애 최소화

기존의 쏘일네일링 공법에 있어서 부분적으로 대지경계선을 침범하여 시공 될 경

- 155 -


우 향후 인접건물 축조시 흙막이 공사과정에서 기 매립된 쏘일네일 구조체(철근＋시

멘트 그라우트체)의 제거에 어려움이 따르기 때문에 공기지연과 공사비 증대 등의

어려움이 있으며, 또한 도로 하부에 쏘일네일이 설치되는 경우에도 향후 지중매설물

및 지하구조물 등의 시공과정에서 역시 제거상의 어려움이 발생된다. 그러나 제거식

쏘일네일링 공법은 쏘일네일 내부에 삽입되어 있는 이형철근을 제거함으로써 인접구

조물 시공시 발생되는 시공장애 문제를 해소할 수 있을 것으로 기대된다.

4) 해외시장 진출효과

본 제거식 쏘일네일링 공법은 순수 국내기술에 의하여 개발된 공법으로서 경제적

잠재력이 높아 토목공사가 활발할 것으로 예상되는 중국을 비롯한 동남아시아 지역

등지에 진출 가능성이 클 것으로 예상되며, 기존의 쏘일네일링 공법에 비하여 환경친

화적이므로 미국 및 일본을 비롯한 선진외국에도 향후 진출 가능성이 클 것으로 판단

된다.



본 제거식 쏘일네일링 공법은 쏘일네일 내부에 삽입되어 있는 이형철근을 제거하

여 기존의 쏘일네일의 단점을 해결함으로써 도심지내 가시설 흙막이 공사 등에 폭넓

게 활용될 것이며, 철근의 부식 등으로 인한 지반환경의 오염을 방지하고 상당량의

철근을 재활용함으로써 자원의 낭비를 줄일 수 있는 환경친화적인 공법이라 하겠다.


제거식 쏘일네일링 공법과 유사공법과의 공사비를 시공단가 기준으로 비교한 결

과, 표 2와 같이 구조물의 사용연한을 30년 정도로 하여 점용료를 고려한 경우에는

제거식 쏘일네일링 공법이 유사공법에 비해 10∼60% 정도 경제적인 것으로 나타났

으며, 점용료를 무시한 경우에는 일반 쏘일네일링 공법이 가장 경제적인 것으로 평

가되었다.

또한, 구조물의 사용연한에 따른 제거식 쏘일네일링 공법의 경제성을 분석한 결과,

구조물의 사용연한이 약 10년 이상일 경우에는 제거식 쏘일네일링 공법이 일반 쏘일

네일링 공법에 비해 경제적인 것으로 분석되었다.

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제거식 쏘일네일링 공법과 유사공법과의 공사비 비교(시공단가 기준)

구 분 공 법 공 사 비(원) m2당 단가(원) 경제성(%) 비 고

점용료

무시

지반앵커일 반 1,017,363,000 202,600 92

제 거 식 1,228,692,000 244,710 112

쏘일네일

일 반 892,563,100 177,766 81

제 거 식 1,101,557,974 219,390 100

점용료

고려

지반앵커일 반 1,566,775,000 312,048 138

구조물의

사용연한

30년 기준

제 거 식 1,247,006,400 248,358 110

쏘일네일

일 반 1,815,459,100 361,573 160

제 거 식 1,132,321,174 225,517 100

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건설신기술소개 건축구조분야

(제258호 ) 냉간성형강 (ZS S 강 )을 이용한스틸하우스 바닥/ 벽 , 구조시스템

■ 기술개발자 : 포항종합제철 (주 ) , (재 )포항산업과학연구원 , 한국철강협회

■ 주 소 : 경상북도 포항시 남구 괴동 1번지 (T el . 02 - 3457 - 0580 )

경상북도 포항시 남구 효자동 산32번지 (T el . 03 1- 370 - 9570 )

서울시 강남구 역삼동 824번지 역삼빌딩 (T el . 02 - 559 - 3582 )

■ 보호 기간 : 3년 (2001 . 1 . 4 .)



본 신기술은 두께 1mm내외의 냉간성형강(표면처리경량형강 또는 ZSS강)을 구조

용 부재로 사용한 스틸하우스의 바닥/벽, 구조시스템에 관한 것으로, 스틸하우스 구

조시스템은 일반 철골구조물의 보-기둥방식과 달리 그 적용하중을 등분포하중으로

처리하는 내력벽 방식의 구조시스템으로 제 부재의 연결이 핀접합으로 이루어짐에

따라 횡력저항시스템이 필요한 구조시스템이며, 이에 적합한 습 ,건식바닥시스템 및

바닥차음성능 향상기술 그리고 차음, 단열, 결로등의 성능을 만족하는 벽시스템을

결합한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템에 관한 것이다.


냉강성형강(ZSS강)을 이용한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템

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구분 냉간성형강(ZSS강)을 이용한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템

구

조

시

스

템

- 내력벽식 구조시스템

- 스틸스터드 표준화

- 건축구조용 표면처리 경량형강(KSD 3854)

- 냉간성형강 구조설계 기준제정

- 허용하중표 개발

- 접합철물 표준화 및 허용내력표

- 내화구조인정 (벽,지붕,바닥)

바

닥

시

스

템

습 식

바 닥

시스템

바닥조이스트 + 0.5mm 와플데크 + 80mm 경량콘크리트 + 20mm 고름모르타르 + 80K 25mm 유리면 + PE 필름 + 50mm경량기포콘크리트 + 60mm습식온돌

데크플레이트 + 150mm 경량콘크리트 + 50mm 경량기포콘크리트 + 60mm습식온돌

건 식

바 닥

시스템

바닥조이스트 + 19mm 구조용 합판(OSB) + 30mm 건식온돌

바닥조이스트 + 19mm 구조용 합판(OSB) + 50mm 압출성형시멘트판 +30mm 건식온돌

차음향상보조재

바닥조이스트 하부 립에 끼워지는 차음용보조재 및 상기 차음용보조재에끼워지는 훠링채널로 구성되는 바닥차음향상 보조재

벽

시

스

템

(건식)칸막이벽

90mm 스터드의 양측에 7.5mm 합판을 부착하고 상기 각각의 합판의 외부면에 12mm 석고보드를 부착하여 벽체 형성

90mm 스터드의 양측에 12mm 석고보드를 부착하여 벽체 형성

(건식)

외벽

24K 유리면을 포함하고 있는 140mm 스터드의 한 면에는 12mm 내수합판을 부착하고 다른 한 면에는 12mm 방화석고보드를 부착하여 벽체 형성

상기 형성된 벽체의 12mm 내수합판의 외부면에 5mm 스터코 또는 50mm아이소핑크를 더 부착하고 벽체 형성

24K 유리면을 포함하고 있는 140mm 스터드의 한 면에는 30mm 아이소핑크를 부착하고 다른 한 면에는 12mmm 방화석고보드를 부착하고 상기 아이소핑크의 외부면에 12mm 내수합판을 부착하여 벽체 형성

(건식)세대간벽

24K 유리면을 포함하고 있는 140mm 스터드의 양측에 12mm 방화석고보드를 부착하여 벽체 형성

상기 형성된 벽체의 양면에서 스터드와 방화석고보드 사이에 9mm 합판을각각 삽입하거나 또는 50mm 글래스울 패널을 각각 삽입하여 벽체 형성

60K 암면을 포함하고 있는 140mm 스터드의 양측에 16mm 외산방화석고보드 또는 12mm 방화석고보드 2겹을 각각 부착하여 벽체 형성

60K 암면을 포함하고 있는 140mm 스터드의 양측에 9mm 규산칼슘보드를 각각 설치하고 규산칼슘보드 외부면에 15mm 방화석고보드를 각각 설치하여 벽체 형성

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냉간성형강(ZSS강)을 이용한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템은 1996년 연구ㆍ개

발이 착수된 이래 수도권 지역을 중심으로 한 전원주택을 포함하여 5층규모 이하의

공동주택, 학교 및 기숙사, 상업시설, 군용주거시설 그리고 우체국 등의 공공시설

등 다양한 분야의 중소규모 건축물에 적용되고 있어 1998년 170호, 1999년 530호를

건립하였고 건설경기가 침체기에 있는 2000년에도 600호를 건립하였다. 스틸하우스

구조는 내구성, 내진성, 내식성 등 안전성이 뛰어나고 시공이 간편하고 공기가 짧으

며 환경친화적이며 유연한 공간변화가 가능하여 공간활용율이 높은 등 많은 장점을

가지고 있어 이에 대한 수요자의 인식확대로 지속적으로 그 수요가 늘어나고 있다.

또한 단열/차음성능 및 내화성능이 향상된 벽체 및 바닥체를 통하여 다세대주택, 연

립주택, 빌라, 호텔 등에 적용이 가능하며 건식바닥시스템 도입을 통해 인력절감,

공기단축 및 생산성향상 등 경제성을 확보할 수 있어 그 활용분야는 더욱 넓어지고

많아질 것이다.



1) 기술개발에 의한 시공성 향상 및 공기단축

기존 주택시장의 대부분을 점유하고 있는 조적조 및 철근콘크리트조와 비교하여

본 냉간성형강을 이용한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템은 공장에서 패널가공

등으로 건식공법이 가능하며, 자재의 규격화가 가능하다. 이에 따라 공기단축과

균일한 공사품질확보가 가능하고 특히 증ㆍ개축에 적용시 공기가 짧고 시공현장

이 깨끗하여 매우 유리하다. 또한 인력시공량의 감소로 각종 인적재해에 대한

안전도가 높은 구조시스템이다.

2) 기술개발에 의한 경제성의 향상

본 냉간성형강을 이용한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템은 건식공법 채용 및 공

장패널생산 등으로 공기단축 및 기능인력량을 축소하여 경제성을 높일 수 있으

며, 특히 내구성이 뛰어나 장기적인 측면에서 경제성은 더욱 높아질 수 있다.

3) 기술개발에 의한 구조안전성의 재고

본 냉간성형강을 이용한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템은 효율적인 구조계획

및 균일한 강도의 확보가 가능하고 지진발생시 횡력에 유리하다. 또한 강재의

강도가 높고 부재의 결합력이 강해 내구성, 내진성, 내화성이 뛰어나다.

- 160 -


4) 환경친화적 공법

본 냉간성형강을 이용한 스틸하우스 바닥/벽, 구조시스템은 공장생산으로 분진발

생을 줄이는 등 건설현장의 환경개선이 가능하고 철강재의 재활용이 용이하며

폐자재 발생이 적어 환경친화적이다


본 스틸하우스 구조시스템은 조적구조와 비교시 직접재료비 부분에서는 20%, 노

무비 부분에서는 17%정도의 비용이 절감되어 전체적으로 조적조 공사원가보다

18%의 비용절감효과가 있었다. 또한, 스틸하우스 구조시스템은 건식시스템 및 공업

화기술을 도입하는 것이 가능하여 노무공수나 노무비 측면에서 기존공법의 53% 수

준까지의 절감이 가능한 구조시스템이다.

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(제259호 ) 터널라이닝 배면 뒤채움주입재료 (DA S T - 2000 )를 이용한

특수주입방법 (N S N B )

■ 기술개발자 : 동아건설산업 (주 ) , 대덕공영 (주 )

■ 주 소 : 서울시 중구 서소문동 120 - 23 (T el . 03 1- 286 - 0569 )

서울시 서초구 서초동 1337 - 3

■ 보호 기간 : 3년 (2001 . 1 . 4 .)



기존의 터널 백필 그라우팅 재료는 블리딩 및 재료분리의 문제로 품질확보가 어

려워 그라우팅 시공후에도 천정부 배면에 공동이 남아있다. 천정부 공동은 누수 및

라이닝 열화와 손상을 유발하여 사용성을 격하시키고 곧 터널구조물 수명단축의 원

인이 되고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 연구개발한 것이 블리딩을 거의 발생시

키지 않고 저렴하면서 시공이 편리하고 환경에 무해한 백필그라우팅 재료이며, 개

발된 신재료는 DAST - 2000으로 명명하여 상품화에 대비하였다. 또 주입시 완전충

진여부를 쉽게 인식하게 함으로써 시공관리가 용이하고 작업중단시 재주입까지 실

시할 수 있는 장치를 개발하였으며 이는 특수파이프를 주입팩커선단에 연결하여 시

공하는 방법이다.


터널라이닝 배면 뒤채움 주입재료(DAST - 2000)를 이용한 특수 주입 방법(NSNB)


(A) 보수보강 터널 (B) 신규터널

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위의 그림1(A)는 보수보강이 요구되는 오래된 터널에서의 공동 충진을 위한 백필그

라우팅시 팩커 선단에 개발된 장치를 삽입하여 주입가능하고, 그림1(B)는 신규터널

에서 그 활용성이 높음을 알 수 있는 시공공법으로써 그 장점은 다음과 같이 요약할

수 있다.

- 공동의 높이를 사전에 파악함으로써 주입량 예측가능

- 주입시 천정부 가장 높은 위치까지 주입이 완료될 시 압력상승에 의한 주입완료

시점 예측이 가능하여 시공관리가 용이

- 주입중 예기치 못한 작업중단시 기주입된 그라우트가 고결된 후에도 다시 재주입

을 실시할 수 있음

- 주입하고 있는 양쪽 인접공에도 본 장치를 사전에 설치하여 두면 그라우트재의

누출을 방지하고 주입구 폐쇄를 방지할 수 있어, 다음 인접공 주입을 완벽하게 할

수 있다.

이상과 같이 기존장치와 새로 개발된 장치에 대한 비교가 다음 사진2, 3이다.

사진2. 기존의 주입장치 사진3. 개발된 장치와 팩커연결

(a)

(b)

그림4. 기존주입방법과 개발장치를 사용한 주입방법 비교(인접공 누출방지),

(a) 기존주입장치, (b) 개발된 주입장치

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현재 사용되고 있는 많은 터널들이 라이닝의 균열과 누수에 의해 추가 보수보강

비용이 발생하고 있다. 터널 시공후 시간이 지나면서 터널의 안전성과 터널변형의

주된 원인은 라이닝과 암반사이에 존재하는 공동이다. 시공당시 이들 공동을 완벽

히 채워주지 않으므로써 상부지반의 붕락 및 지하수의 충진등으로 편압이 발생되고

새로운 응력분포가 형성되면서 많은 문제를 야기시키고 있다. 그러므로 터널 시공

시 백필그라우팅은 향후 유지관리측면이나 구조물의 안전성 확보 측면에서 아주 중

요함을 인식해야 될 것이며 금회에 개발된 새로운 재료(DAST - 2000) 와 주입장치

는 기존터널이나 신규터널공사에 활용이 많이 기대된다



기존 백필 그라우팅 재료인 시멘트페이스트는 블리딩이 30% 내외이며 시멘트 몰

탈은 재료분리 문제가 심각하여 이들 문제를 극복한 새로운 재료를 개발하여 터널

백필 그라우팅재로 사용함이 주 목적이다. 본 재료는 시멘트계를 주재료로하여 저렴

한 국내산 재료를 최적으로 혼합하여 시방기준에 적합하면서 블리딩이 거의 없는 새

로운 시멘트혼합 그라우팅 재료이며, 물과 1:0.8의 비율로 배합할 경우 플로우치는

25cm내외, 블리딩율은 1%내외이며 재령 28일의 일축압축강도는 30kg/ cm2 이상이다.

또한 개발된 주입장치는 주입팩커 선단에 특수제작된 PVC재질의 파이프를 설치하여

사용하는 것으로 향후 백필 그라우팅 시공시 현장에서 많이 활용될 수 있는 주입장

치이다.


재료의 단가는 기존 시멘트페이스트를 시공할 경우와 비슷한 수준이다. 그러나

이와같은 제조의 단가는 구성 재료비에 혼합비와 포장비를 추가하여 산출된 것으로

재료의 대량 생산시에는 단위중량당 혼합 및 포장비가 상당히 감소되므로 기존의 재

료에 비해 경제적이라 할 수 있다. 또한 본 개발재료는 블리딩이 거의 발생치 않으

므로 공동이 발생치 않아 2차주입 등 추가 시공비용이 전혀 없다고 할 수 있다. 그

러나 기존의 시멘트페이스트 재료를 사용할 경우 주입량의 약 30% 정도가 다시 공

동으로 발생하여 2차주입에 대한 비용이 추가로 발생한다. 따라서 개발재료의 경제

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성은 재료비의 단순 비교만으로도 경제적이라 할 수 있을뿐만 아니라 기존재료 사용

시 적정 품질확보를 위한 2차주입 비용이 소요됨을 감안한다면 대단히 경제적이라

할 수 있다.

- 165 -

건설신기술소개 토목구조분야

(제260호 ) 자체 반력대형 면진받침 (S e is m icIs olators ) 프리셋팅 장치

■ 기술개발자 : 유니슨산업 (주 )

■ 주 소 : 서울시 강남구 삼성동 164번지 (T el . 02 - 528 - 8760 )

■ 보호 기간 : 3년 (2001 . 1 . 4 .)



본 기술은 교량의 받침에서 납면진받침, 적층고무형받침, 미끄럼형 면진받침 등

수평변위에 따른 초기강성을 가진 받침에 적용시킬 수 있는 프리셋팅 장치에 관한

것으로, 받침의 상하부 플레이트에 바디프레임과 반력대를 장착함으로써 특별한 반

력대의 설치없이 수평전단력을 발생시켜 받침의 전단변형을 가능하게 한 자체 반력

대형 면진받침 프리셋팅 장치이다. 전단변형에 필요한 수평력은 바디프레임 중앙부

에 설치된 추진잭과 받침부의 상하부 플레이트에서 발생하는 반력에 의해 얻어진

다. 또한, 받침의 상하부 플레이트 크기에 따라 조절할 수 있고, 높이가 다른 받침

에도 적용할 수 있도록 높이 조절용 블록에 의해 조절이 가능하게 되어 있는 장치

이다.

본 기술의 범위는 다음과 같다.

1) 적층고무형 면진받침과 미끄럼형 면진받침 등에 수평력을 작용시켜 외부 반력대

없이 전단변형을 발생시키는 프리셋팅 장치

2) 받침의 크기와 형상에 관계없이 적용하도록 크기 및 높이의 조절이 가능하며,

수평전단력을 안정적으로 전달하게 하는 특수형태의 바디프레임의 설계 및 제작

기술

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추진잭(8)이 작동하면 상하부 바디프레임의 반력대(5,5＇,6,7)에 수평력이 작용하여

반력대(9)와 받침의 상부 플레이트(1)와 하부 플레이트(3)의 접촉면에 일정한 면압을

받아가 대각선 방향으로 반력대를 형성하여 균일하고 안정적인 수평력을 전달하고,

이 전달된 수평력에 의하여 면진받침(4)의 전단변형을 유도하는 시스템이다.

그리고, 상하부 플레이트의 크기가 다를 경우 장치가 나란하도록 고정 갭블럭(10)을

사용하고 높이와 크기 조절을 위해 높이조절블럭(6)과 받침 상하부 플레이트 크기에

따라 공간이 달라지므로 갭 블록을 적용하여 조절하도록 하고 있다.

프리셋팅장치 조립도

작 동 전 작 동 후

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구 분 자체 반력대형 면진받침 프리셋팅 장치

시 공

순 서

● 상하부 바디프레임을 받침의 높이에 맞춰 높이조절 블록을 조립

● 상하부 바디프레임을 받침의 상하부 플레이트에 조립. 이때 반력대를 동시

에 조립하고 상하부 플레이트의 크기가 다를 때 간격재를 사용하여 수직이 되

도록 한다.(ILM 교량은 임시고정 플레이트 제거후 조립)

● 추진잭 설치(추진잭이 받침의 중심 높이에 위치하도록 레벨 조절블록 설치)

● 프리셋팅값을 측정하기 위한 다이알 게이지 설치

● 수평하중을 최소화하기 위해 상부구조물 인상용 잭 설치 및 인상(단, 수직하중

이 작아 마찰이 발생하더라도 수평하중이 크게 증가되지 않을 때 불필요)

● 추진잭 작동 및 전단변형 실시

● 검측 및 추진잭의 안전 조치

● 인상된 상부구조물의 잭다운

● 프리셋팅 방향 전면부의 상부 플레이트와 쏠 플레이트 용접 실시

● 프리셋팅장치 해체후 나머지 3면 용접

장치의

특 징

● 전단변형을 위해 받침에 별도의 반력대 부착 불필요

● 받침의 크기, 높이, 형상에 관계없이 적용 가능

● 균일한 반력대 형성에 의한 안정된 수평력 전달로 회전변형이 발생치 않고

수직력의 작용하지 않아 최소의 수평력으로 전단변형 가능

● 정밀 프리셋팅이 가능

● 기존 반력대 부착 및 제거에 따른 받침 손상과 달리 받침의 손상이 전혀없음.● 공기단축 및 별도의 반력대를 제작 부착하지 않아도 되므로 경제적임.

시공성및

적용성

● 현장 또는 공장 등 장소에 관계없이 적용 가능

● 규격별 제작이 불필요하고, 조립 및 해체가 용이하여 공기단축 효과

● 기존교량의 유지보수 적용성이 탁월함

● 기존 장치는 각각의 제품에 반력대를 설치해야 하나 본 장치는 하나의 장치로

다양하게 공통 적용 가능

● 정밀 프리셋팅이 가능하여 시공기술의 향상을 가져옴

경제성

● 시공비 절감

- 콘크리트 반력대에 비해 65% 절감

- 일본식 반력대에 의한 방법에 비해 10%이상 절감

● 공기단축

- 콘크리트 반력대 공기 4일/ 개(콘크리트 양생기간 미포함) → 6시간으로 단축

- 일본식에 비해 별도의 반력대 제작 및 취부 시간 단축

● 제작비 절감

- 받침의 형상 및 크기에 관계없이 적용 가능함으로 초기 제작비와 감각 상각

비를 제외한 작업량 증가에 따른 추가 제작비는 거의 없슴.

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최근 전 세계적으로 지진 피해가 속출하면서 국내에서도 교량 내진설계의 의무화

[(도로교 표준시방서(1996), 도로교 설계기준(1999)]와 이와 관련한 각종 규정들이 강

화되어가고 있다. 교량과 지진의 관계에서 가장 중추적인 요소는 교량 받침이며 따

라서 지진에 대비한 여러 형태의 받침들이 개발·적용되고 있다. 이와 같은 받침에

서 지진에 대한 기술적인 측면은 대부분 극복되고 있지만 받침적용에 따라 부수적인

문제점이 도출되고 있다. 시공시점의 온도변화와 콘크리트교의 경우 크리프, 건조수

축과에 따른 보정이 없을 경우 상시 상부구조의 신축에 따른 받침의 과도한 전단변

형으로 받침의 주 기능인 변위수용과 하중지지 및 전달에 지장을 초래할 수 있다는

점을 들 수 있다. 따라서 이에 대한 해결방법으로 받침 설치시 상부구조의 변형을

미리 예측하여 예측된 변형량 만큼 받침을 전단변형 시킴으로써 사용연한 동안 받침

의 최대 변형이 허용범위를 벗어나지 않도록 하는 프리셋팅 개념을 도입하게 이르렀

다. 현재 적용되고 있는 프리셋팅방법의 경우 프리셋팅 실시에 따른 받침의 손상과

추진력을 얻기 위한 별도의 임시 구조물 설치해야 하는 경제적인 부담으로 말미암아

면진받침의 우수함을 인정하면서도 교량의 면진화 추세에 적지 않은 걸림돌이 되고

있다. 본 신기술에 따른 프리셋팅장치는 자체 반력대 개념의 독창적인 장치로서 상

기의 부수적인 문제점들이 상당부분 해소되었으며, 조립 및 해체가 용이하여 현장여

건에 관계없이 적용성이 탁월할 것으로 판단된다. 또한 독자적인 프리셋팅 장치의

기술을 보유함으로써 면진받침의 제조기술 및 면진교량이 설계 기술에 대한 신뢰도

가 크게 상승될 것으로 전망되며 진일보 된 기술을 바탕으로 해외시장 개척에도 유

리할 것으로 판단된다.



본 신기술은 수평강성을 가진 면진받침의 프리셋팅을 공장은 물론 현장에서도 가

능토록 하는 장치이다. 특히 각 부품이 조립식으로 해제 및 조립이 용이하고, 현장

작업여건, 받침의 크기 및 형태에 관계없이 적용가능하며 프리셋팅을 위해 받침부

주변에 별도의 구조물 설치가 필요 없으므로 교각 및 교대의 손상이 없다. 또한 본

신기술에서는 기존의 프리셋팅 방법에서 발생되는 불균등한 힘 전달에 따른 받침의

비틀림, 과도한 수직력 발생으로 인한 받침의 부분적인 솟음 현상 등과 같은 프리셋

팅으로 인해 받침에 미치는 영향을 최소화하였을 뿐만 아니라 받침 전단변형시 거의

수직력이 발생되지 않는 시스템으로 상당한 정확도의 프리셋팅을 가능케 하였다. 따

라서 지금까지 지진에 대한 면진받침의 우수성이 인정되면서도 상시 변위 수용을 위

한 프리셋팅 실시와 이에 따라 발생되는 받침, 교대, 교각부의 부정적인 영향에 대한

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부담으로 면진받침의 적용을 망설였던 점을 감안할 때 본 신기술은 이와 같은 문제

점들을 일소할 수 있는 장치로서 향후 면진받침의 적극적인 활용과 더불어 교량의

면진화에 따른 교량 설계의 진일보에 기여할 것으로 전망된다.


국내에서 납면진 받침으로 시공완료 교량으로는 당산철교, 광안대로, 장안교, 중부

내륙고속도로 16공구 죽원1교 , 신공항 전면고가교 등을 비롯한 6개소이며, 20여개

소의 교량에서 현재 시공중에 있다. 또한 설계반영된 교량은 이미 100개소가 넘고

있으며 이들 대부분의 교량에서는 받침의 프리셋팅 실시를 계획하고 있다. 또한 교

량의 기술발달에 따른 장대화 추세에 미루어 볼 때 면진받침의 사용은 불가피 할 것

으로 판단되며 이에 따라 받침의 프리셋팅의 중요성 더욱 부각될 것이다.

따라서, 본 신기술로 프리셋팅을 실시할 경우 받침의 전단변형을 위한 추진력이 자

체 반력대에서 소화되므로 별도의 구조물 설치가 필요 없다는 점은 시공비절감 차원

에서 상당한 경쟁요소가 아닐 수 없다. 또한 각 부품이 조립식으로 구성되어 받침의

크기 및 형상에 관계없이 공통 적용될 수 있을 뿐만 아니라 현장조건에 관계없이 신

속한 대응이 가능함으로 기존 방식(받침의 형상 및 크기에 따라 각각의 프리셋팅장

치를 제작)에 비해 그 비용면에서는 상당한 절감효과가 기대된다.

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건설신기술소개 기타분야

(제26 1호 ) 개량된 에어분류기를 이용한폐콘크리트 불순물 제거설비 및

임펙트크라셔를 이용한 재생골재 생산시스템

■ 기술개발자 : (주 )청석공영 , (주 )청석티알씨

■ 주 소 : 서울시 송파구 잠실동 193 - 2

(T el . 02- 2203 - 1477 )

인천시 서구 오류동 4 10 - 29

■ 보호 기간 : 3년 (2001 . 1 . 4 .)



본 기술은 폐콘크리트를 이용하여 재생골재를 생산하는 시스템으로서, 폐콘크리

트를 파쇄하여 입경별로 분류하고, 재생골재를 생산하기 위하여 에어분류기를 설치

하였으며, One- touch- full System을 도입하여 토분, 금속류, 부유물질등을 제거시키

고 재생골재를 소요입경별로 생산을 가능하게 한 설비이다.


개량된 에어분류기를 이용한 폐 콘크리트의 불순물 제거 설비 및 임팩트 크러셔를

이용한 재생골재 생산 시스템


본 기술은 각종 건설현장(철거 및 도로보수공사등)에서 발생한 폐콘크리트를 본

기술의 핵심공정인 구조개량된 에어분류기 1조와 충격파쇄공정인 임팩트 크러셔

(Impact Crusher ) 1조를 통과하고 부대공정인 2조의 압축파쇄공정(Jaw Crusher ), 2

조의 회전 선별기(Trommel Screen), 3조의 자력선별기(Magnetic Seperator ), 1조의

개방형 송풍기, 1조의 골재세척시설 및 1조의 진동 체가름선별기를 이용하여 규격

별 재생골재를 생산한다.

생산공정의 흐름도(Flow Chart )는 다음과 같다.

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산업화의 흐름에 따라 국민의 복리증진 시설 혹은 국가의 사회간접시설로서 콘크

리트 시설물이 급속하게 건축되어졌다. 그러나 이러한 시설물들은 영구적으로 존치

되는 것은 아니기 때문에 용도에 따라 폐기노후, 재개발등으로 많은 폐콘크리트가

발생하게 된다. 그러나 막대한 양으로 발생되는 폐콘크리트의 대부분이 현재 법령

및 규정에서 정의하고 있는것처럼 재활용 및 재사용이 미비한 실정이다. 하지만 폐

콘크리트는 유효 적절한 기술처리 및 고도의 재활용시스템이 이루어진다면 도로의

기층·보조기층재, 콘크리트용 골재 및 우수한 도시기반 형성재로 재활용될 수 있을

것이다. 이는 자원의 재활용 측면에서뿐만 아니라, 환경문제 등 여러 가지 시너지 효

과를 볼 수 있을 것이다.

또한, 폐콘크리트를 재활용해야 하는 가장 근본적인 이유는 국내 천연골재 자원의

고갈에 따른 골재의 공급 부족에 있다고 볼 수 있다. 국내에서도 이미 경험하고 있

듯이 하상(河上)에서의 골재는 한계에 다다랐고 굵은 골재는 파쇄석이, 그리고 잔골

재는 해사가 사용되는 경우가 많다. 하지만 이러한 파쇄석의 사용은 콘크리트에 팽

창균열과 팝 아웃(pop out ) 현상을 일으키는 알카리 골재반응이 문제시 되고 있고,

이 팽창압은 균열을 발생시켜 콘크리트의 내구성을 현격히 저하시킨다. 해사의 경우

도 마찬가지로 충분한 세척공정을 거쳤다 할지라도 해사속의 염분은 철근을 산화시

켜 콘크리트의 내구성을 떨어뜨리는 문제점도 안고 있다.

정부의 2000년도 골재 채취원별 공급계획 총수요량을 보면 전국적으로 하천골재의

비중이 전체의 24.1%, 바다골재의 비중이 23.4%, 산림골재가 43.7%, 육상골재가

8.8%을 기록하고 있다. 이것은 다시 말해서 해사와 쇄석이 전체의 70%가량 공급을

담당하고 있다고 볼 수 있다. 쇄석의 경우 환경파손 문제 등으로 인해 앞으로는 개

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발이 어려워질 전망이다. 이를 판단으로 생각해볼 때 재생골재는 쇄석의 대체 골재

로 가장 효과적이고 경제적인 대안이 될 수 있을 것이라 사료된다. 특히 수요량에

있어서도 이러한 현상은 점차 심화될 것으로 예측되는데, 2000년도 골재의 총수요량

이 159,059,000m3인 것을 감안하여 국내에 확보된 가채(可採) 매장량이 약 40억m3

이

라고 볼 때 국내의 골재량은 앞으로 약 25년 분 정도에 불과하며, 운송거리의 제약

등으로 인한 지역적 수급 불균형은 5년을 전후하여 나타날 것으로 예상된다. 근래에

들어와 골재에 있어서도 물론 신뢰성이 떨어지는 중국 골재를 수입하는 경우가 늘어

나 폐콘크리트의 재활용은 외화지출의 감소에도 한 몫을 담당하리라 기대된다.

폐콘크리트를 파쇄한 재생골재의 활용도를 높이는 것은 정부의 노력도 필요 하겠지

만 무엇보다 중요한 것은 사용자측의 신뢰라고 생각한다. 재생골재를 이용한 많은

연구들이 진행되고 있고 이에 대한 연구성과들도 매우 우수하게 나타나고 있어 앞으

로의 재생골재의 활용은 급증할 거라 생각된다. 또한 폐아스콘의 실제 시공사례도

늘어나고 있는 시점에서 본 신기술의 처리공정은 매년 엄청난 양으로 발생하는 폐아

스콘의 처리에도 일익을 담당할 것으로 기대된다.



콘크리트 역사가 오래된 미국이나 유럽 및 일본 등에서는 재활용을 위한 상당한

발전과 투자를 하고 있다. 또한 장비개발 및 재료개발 등 각각의 고유 조건에 부합

한 공법 및 대체 재료개발을 범국가적 후원 아래 진행되고 있다.

국내외 자료들에 의하면 시멘트콘크리트는 재생골재로 재활용될 수 있으며, 경우에

따라서 건축재료로서 이용 가능한 폐기물로 인정되고 있다. 또한 파쇄재에 폐비닐,

목편, 토분 등의 이물질 및 유해물질이 혼입되어 있지 않은 것으로서 파쇄재의 입도

가 이용목적에 부합되게 적절히 조정되어 있는 재생골재는 공사용 자재로서 인정되

는 경우가 늘어나고 있다.

재활용을 위한 설비는 크게 이동식과 고정식으로 나누며 이들은 주로 Jaw Crusher

또는 Impact Crusher가 많이 사용된다. 재활용 골재의 특성은 대체적으로 원콘크리

트의 특성(배합강도, 재령일, 원골재의 물리적 성질, 시공, 양생관리)에 의해서 결정

되어지나 크러셔 종류 및 재생처리방법에 따라 재생골재의 모양과 치수, 품질이 크

게 달라진다.

본 신기술에서 개발한 재활용 시스템에서 생산된 골재를 이용하여 시험한 결과 천연

골재에 비하여 상대적으로 역학적 물성이 많이 떨어지지 않음을 확인할 수 있었다.

본 신기술 개발 과정에서 축척된 재생 시스템 장비와 공정의 Know - how는 앞으로

국내의 폐자원 재생·재활용 촉진은 물론, 수입 대체 효과 및 근래에 들어와 점점

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더 심화되고 있는 매립지 확보의 어려움도 해결할 수 있을 것이다.

또한, 본 신기술 장비는 폐콘크리트 뿐만 아니라 폐아스콘의 재활용에도 적용이 가

능해 앞으로 폐아스콘 산업에도 막대한 영향을 끼칠 수 있을 것이다.


고도의 산업화와 재개발 문제, 환경문제 등 우리 나라 여건으로 보아 폐콘크리트

의 발생량은 앞으로 물량이 급증할 것으로 예상된다. 이것은 환경적인 측면이나 자

원 재활용이라는 국가적 차원에서 반드시 해결되어야 하고 국가적 과업으로 해결해

야 하는 과제이다. 폐콘크리트를 구조물 및 기타 재료로서 이용할 수만 있다면 매우

큰 부가가치를 기대할 수가 있다.

현재 폐콘크리트에 대한 정부의 기준들이 제정되고 있고 재생골재의 품질 확보에 대

한 시험들이 산ㆍ학ㆍ연 공동으로 활발하게 진행되고 있어 앞으로의 수요는 급증할

것으로 예상된다.

폐콘크리트의 경제성은 폐콘크리트의 수송 및 생산에 드는 비용과 단순매립에 소요

되는 비용을 비교한다면 현재 우리나라의 실정으로 볼 때 매립이 유리할 것으로 판

단될 수도 있으나 건설폐기물 처리는 폐기물의 운반에서부터 매립처분까지의 매립

및 수거ㆍ운반비용의 상승과 매립지 확보난, 환경영향평가의 강화 등으로 어려움이

가중되고 있다는 점을 고려할 때 앞으로는 재활용이 훨씬 더 경제성을 가질 수가 있

을 것으로 사료된다.

또한, 환경부 자료에 따르면 우리나라의 건설폐기물 발생량은 지난 1998년 2천717만

8천m3에 달한 것으로 발표되었으며, 이중 토사가 2천412만2천m3로 전체의 88.7%를

차지했고, 다음으로 폐콘크리트가 139만3천m3 , 폐아스콘이 34만m3를 차지하고 있다.

환경부는 또한 건설폐기물 발생량이 2000년에는 2천936만4천m3 , 2002년에는 3천187

만8천m3으로 증가할 것으로 예상하고 있다. 따라서 2000년도 폐콘크리트 발생량

1,703,112m3중 80%정도만 건설재료로서 활용할 경우 연간 70억원 정도의 절감효과가

있을 것으로 판단된다.

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(제262호 ) 무한궤도식 조형기를이용한 콘크리트 바닥의 구동압인

무늬성형 시공기술

■ 기술개발자 : 손철주

■ 주 소 : 서울시 서초구 반포동 18 - 1 주공A PT 210 - 105

(T el . 02 - 599 - 5404 )

■ 보호 기간 : 3년 (2001 . 1 . 4 .)



본 신기술은 콘크리트의 바닥표면에 무한궤도식 조형기를 이용하여 압인조형으로

무늬를 성형하는 공법이다. 조형작업은 이형재를 이용하여 표면의 입체적 효과를

연출하고, 투명도료를 이용하여 콘크리트의 양생을 촉진시키고 표면을 보호하며,

몰드의 조각깊이만큼 개별적으로 작동하는 캠 작용에 의해 수직으로 누르고 진동

기로 다지면서 전진구동축의 캠이 상하구동으로 마감면을 평준화시키는 공법이다.


무한궤도식 조형기를 이용한 콘크리트 바닥의 구동압인 무늬성형 시공기술


1) 공법의 원리

무늬성형을 위한 조형기는 개별적인 캠작용에의해 누르고 진동기로 다지며 구

동 축에 의해 캠의 상하구동을 중복평준화 시켜 조형기 자체하중의 힘으로 콘크

리트 표면에 무늬결과 모줄눈효과를 음각으로 조각된 원통형 고무몰드가 무한궤

도의 연속적 성형공정으로 조형되는 원리다.

2) 공법의 특징

- 기층과 중간기층 플레인 콘크리트를 내성과 미관을 갖춘 바닥마감재로 전환

- 콘크리트 타설 공정에서 시간당 120㎡∼180㎡를 보조층과 바닥 마감재를 동시

에 처리함으로써 공기단축 가능

- 판 일체형의 바닥재이므로 탈락과 단층, 파손등에서 오는 교체비용이 거의 없고

무늬성형 조형기로 평균 5배 이상되는 시공력에 의한 비용절감과 폐기물 반출

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이 없는 반연구성을 띤 바닥재로 사용되는 라이프싸이를 코스트의 절감 가능

- 젖어있는 콘크리트 (굳어있지 않은 콘크리트) 위에서 구름과 다짐의 시공력으로

어떠한 무늬도 성형 가능

3) 시공방법

- 거푸집이나 지면에 콘크리트 타설후 망로라로 골재를 다진다.

- 평미장판으로 면을 여러번 다듬은후 이형제를 이용한다.

- 조형기에 몰드를 장착후 1m/분 속도로 전진해 나간다.

- 이형제를 제거후 코팅제를 이용하여 표면을 보호한다.

4) 시공성 및 효율.

조형 진행속도(폭2.5m 기준) 60m/ h

시간별 시공(면적 4인기준) 120㎡/h

1일 작업면적(4인기준) 480㎡/h

시공비￦/㎡(4인기준)(80,000원×4명)÷

480㎡=666원/㎡

효 율

전후진구동 조형기를 로봇개념으로

신속한 공정관리에 적합한 중대형

공사에 적합


신기술은 여러 가지 공법이 가지는 장점만을 부위별로 채택하고 각부위별 공정을

조합하여 가장 효율적인 시스템으로 구성되어 있어 단기간에 간단한 교육으로도 보

급이 용이하고 건설교통부 산하에 각 지방청에서 추진중인 모든 사업에 손쉽게 적

용이 가능하다고 판단된다.

본 신공법은 주자장 공원 인도로 복합도로 광장 테마파크등 그 활용범위

는 광범위하며 시공된 판 전체가 일체형을 이뤄 기존공법에 비하여 공사비의

절감 및 내구성의 증가로 비용절감 효과는 크다.

무한궤도 몰드를 단순 건축 건자재 형태에서 동양문화에 맞는 특정의 케릭터

등으로 형상화 시켜 몰드화 했을 때 우리는 자연과 더불어 인간성을 심어가는

건축문화를 만들 수 있으리라 예상된다.

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2종 이상의 서로 다른 연속무늬와 단속무늬를 한꺼번에 시공 가능하고, 콘크리트

가 아닌 자연경화형 물성을 지닌 구조물이라면 무엇이든 무늬성형이 가능하다. 또한,

옥상의 방수층과 조경의 의미를 갖춘 바닥재 시공의 복합시공과 미끄럼 방지를 위한

요철기능을 갖춘 건축 바닥재 구조물의 시공과 계고안된 고무몰드로 특정광고의 효

과를 콘트리트에 홍보매체물 전용으로 사용가능하다. 이상과 같은 여러상황에서 적

용 가능한 부분은 광범위해서 본신기술의 가능성은 앞으로 더욱 발전시켜 세계 건축

시장을 주도해 나갈 수 있는 터전이 될 수 있을 것으로 판단된다.


산업 사회가 고도화되어 감에 따라 자동화기술은 공장의 테두리를 넘어 전 산업

분야에 영향을 미치기 시작하고 있다. 국내 건설시장은 국민총생산에 차지하는

비율의 약 20%가 되는 거대산업임에도 불구하고 노동집약적 구조를 벗어나지

못하고 있다. 조만간 국내시장 개방을 앞둔 건설분야가 경쟁력을 확보하기 위해서

는 건설자동화, 로봇개발과 실용화 기술개발이 절실한 상황이다.

본 기층 보조층의 콘크리트를 이용한 건축 바닥 구조물 표면의 무늬성형을 위한

조형기로 시공한 공법은 직접공사비의 50% 이상을 절감할 수 있으며 3∼5년마다

보수유지 전면교체 등으로 빚어지는 손실을 본 건축 바닥 구조물 표면의 무늬조형

공법으로 대체해 내구성의 증대로 인해 기대 할수 있는 라이프싸이클 코스트에서

타자재 시공비와 비교하면 그 절감액은 직간접으로 총 바닥재 시장 소요금액의

300%이상 절감이 예상되고 더불어 조형가능한 무늬의 범위를 우리가 시대적으로

상상 할 수 있고 문화를 대표할 수 있는 한국정서와 건축물의 테마에 맞춰서 도로

를 건설하면 이로 인해 건축물의 부가가치는 이루 말 할 수 없는 유산으로 남아

국가경제에 큰 밑거름이 되어 아름다운 한국의 주축돌이 될 것으로 기대된다.

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건설신기술소개 도로분야

(제263호 ) 폐아스콘 , 시멘트 그리고양쪽성 유화제 및 채움재를 이용한 반강성혼합물 제조와 이 혼합물을 이용한 상온

아스팔트 포장공법

■ 기술개발자 : (주 )드림테크

■ 주 소 : 경기도 수원시 장안구 파장동 627 - 10 (T el . 03 1- 25 1- 5630 )

■ 보호 기간 : 3년 (2001 . 1 . 4 .)



본 신기술은 환경 친화적인 상온재생방법이며 이 기술에 사용되는 양쪽성유화제

는 아스팔트유화제, 고분자유화제, 그리고 아스팔트-고분자 유화제를 총칭하여 말한

다. 양쪽성유화제, 분쇄 및 절삭 폐아스콘, 시멘트 그리고 채움재 (폐타이어분말, 고

무분말, 석회석분말, 제강분말, 염료 및 안료, 골재, 골재미립분, 플라이애쉬, 모래,

흙, 마사토, 등)로 구성되는 독특한 혼합재료는 국내 및 외국 포장산업에서도 유일

하다. 이 재료들을 적당한 배합비로 (이동)플랜트에서 혼합하여 상온재생혼합물을

제조한다. 이 혼합물을 상온에서 포설하고 다짐하여 포장시공을 종료한다. 시공 후,

표면건조를 방지하기 위하여 유화아스팔트를 살포한다. 그 후 반나절이 지나면 교

통개방을 해도 좋을 정도로 경화가 진행되어 신규아스팔트포장이상의 강도 (마샬안

정도 1500 kgf 이상)가 확보되나, 2 내지 3일이면 거의 완전한 경화 (3000 kgf 정

도)에 이르러 그 강도가 신규아스팔트포장의 2- 3배 정도에 이른다. 시공 후 2- 3시

간내에 조기교통개방이 요구되는 경우에는 특수시공을 행할 수도 있다.


1. 폐아스콘, 시멘트, 양쪽성 유화제 그리고 채움재를 배합비에 맞게 혼합기에 투입

하고 상온 혼합하여 반강성 혼합물을 만드는 재료제조 및 배합설계기술.

2. 1항의 재료를 이용하여 도로의 기층 또는 보조기층을 상온유화아스팔트포장 방

법으로 시공하는 공법.

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1) 시공순서

- 폐아스콘, 양쪽성유화제, 시멘트 그리고 채움재에 대한 적절한 배합비를 결정한

다.(이 공법의 성공여부는 정확한 배합비에 달려있으며, 아스팔트바인더함량이

나 신규골재와는 무관하다.)

- 배합비에 따라 각 재료를 상온에서 혼합장치로 혼합한다. 먼저 분쇄 및 절삭

폐아스콘, 시멘트 그리고 채움재를 혼합기에 넣고 10초간 건식으로 혼합한 후,

양쪽성유화제를 투입하고 60- 80초 동안 계속 혼합하여 혼합공정을 완료한다.

- 이 혼합물을 아스팔트피니셔를 사용하여 노상 위에 포설한다. 이 때 스크리드

의 가열장치는 사용하지 않고 상온에서 탬핑으로 최대한 진동다짐을 하며 포

설한다.

- 포설 후, 머캐덤롤러, 타이어롤러, 탠덤롤러를 사용하여 원하는 밀도가 되도록

다짐하여 시공을 완료한다.

- 시공 후, 태양에 의한 표면건조를 막기 위해 음이온 유화 아스팔트를 살포한다.

2) 공법특징

- 상온포장 공법으로서 환경 친화적 이며, 공해문제가 전혀 없다.

- 시멘트와 폐아스콘 그리고 양쪽성 유화제양을 적절히 조절함으로써 강성포장

(시멘트포장)과 연성포장 (아스팔트포장)의 장점을 취한 반강성포장을 만든다.

- 신규아스팔트포장보다 강도가 2- 3배 뛰어나 소성변형문제가 전혀 없으며, 연성

에 의하여 시멘트포장처럼 크랙도 쉽게 생기지 않는다.

- 양쪽성유화제에는 양이온과 음이온 계면활성제가 함께 공존하고 있어서 양이

온은 골재의 음이온표면에, 음이온은 골재의 양이온표면에 신속히 유인되어 아

스팔트나 고분자의 분산을 돕고 또한 골재계면에서의 접착력을 증진시킨다.

3) 시공성 및 적용성

- 가열포장이 아니고 상온 포장이므로 혼합물 온도관리에 전혀 신경 쓸 필요가

없어 피니셔공정이나 다짐공정이 비교적 쉽다.

- 혼합물 제조 시, 가열이 요구되지 않으므로 혼합관련장비가 단순하고 혼합공정

이 간편하다.

- 신규골재나 신규아스팔트의 투입이 요구되지 않으므로 배합설계가 비교적 쉽다.

- 아스팔트를 가열하지 않으므로 아스팔트의 산화노화가 적어져 포장수명이 길다.

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4) 경제성

- 기층용 포장비용은 신규나 재생 아스팔트포장 비용의 3/ 4 정도로 저렴하다.

- 폐아스콘을 이용하므로 폐기물처리비용이 필요 없고 경제적이다.

- 가열하지 않으므로 기름사용으로 인한 가열경비가 절감된다.

- 혼합공정에서 가열장비가 불필요 함으로 시설비가 적다.

- 강도가 뛰어나 포장문제가 적고, 포장수명 연장으로 인한 경제적 이점이 크다.


국내 아스팔트포장 문제의 70- 80%가 소성변형인 점을 감안할 때, 소성변형문제

가 없는 폐아스콘을 이용한 반강성포장이 국내 아스팔트포장에 크게 활용되리라 예

상된다. 또한 오늘 날 소성변형은 선진국에서도 아직 미해결 핵심문제로 남아 있어

이 새로운 공법은 외국에서도 널리 이용되리라 기대된다. 따라서 현재 이 기술은

국내 뿐만 아니라 중국에서도 도로포장시장을 적극 개척해나가고 있는 중이다. 그

리고 일본, 미국, 카나다, 유럽, 동남아, 중남미 국가들을 대상으로 차츰 그 적용범위

를 확대해 갈 계획에 있다.

일본에는 26mm 골재를 사용하여 공극이 20- 25%인 개립도 아스팔트포장을 시공하

고 난 후, 시멘트와 혼화제를 섞은 시멘트-페이스트를 만들어 진동장비로 개립도

사이의 공극을 채워 경화 시키는 반강성포장 방법이 개발되어 사용되고 있다. 이러

한 반강성포장은 소성변형이 자주 발생하는 중 하중 교통도로, 버스정류장, 버스터

미널, 수직하중에 견뎌야 하는 컨테이너 야드, 공장창고바닥, 내유성을 요하는 톨게

이트, 주차장, 주유소, 내열성 재료를 필요로 하는 공항활주로, 명색성과 유색성이

중요한 터널안의 도로, 상점가의 보도 및 유원지도로에 활용되고 있다. 그러나 이

반강성포장의 주된 결점은 시공시간이 길고 불편하며, 무엇보다도 시공비용이 비싸

다는 점이다. 이에 비해 본 신기술에 의한 반강성포장은 시공시간이 짧고, 시공이

간편하며, 폐아스콘을 재활용하며, 시공비용이 저렴하다는 많은 장점을 갖고 있어

앞으로 그 활용이 크게 기대된다.



시멘트포장의 강성과 내구성 그리고 아스팔트포장의 유연성과 시공성을 조합한 반

강성포장은 한쪽 끝에는 강성재료 또 다른 끝에는 연성재료의 사이에서 다양한 포장

재료를 개발하여 특정도로의 요구조건에 맞추어 포장가능 하므로 그 무한한 잠재력

에 힘입어 제 3의 포장기술이라 할 수 있다. 이 때문에 다양한 용도의 도로포장에

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본 신기술 공법의 적용이 가능하다. 특히, 도시의 버스정류장이나 교차로, 로타리 부

근에는 항상 소성변형이 심각하나 시멘트포장을 하기가 불가능한 이유 중 하나는 시

공기간이 오래 걸려 교통대란을 유발할 가능성이 있기 때문이다. 그러나 본 신기술

에 의한 반강성포장은 시공이 간편하고 시공시간이 비교적 짧으므로 그 적용이 크게

기대된다. 이 외에도 중차량이 자주 통과하는 산업도로, 여름철 기온이 높은 지방의

아스팔트포장도로 등에 이 기술의 파급효과가 클 것이다. 또한 가열아스팔트포장과

는 달리 공해물질인 탄산가스나 유해가스를 전혀 방출하지 않으면서도 포장의 역학

적 강도는 아스팔트포장보다도 훨씬 우수함으로 미래 지향적이고 환경 친화적인 기

술이라 하겠다.


본 신기술의 반강성포장재료 품질은 폐아스콘과 시멘트의 비율 그리고 유화제함량

과 채움재에 따라 각기 달라질 수 있다. 따라서 다양한 품질과 관련하여 제품의 가격

에도 차이가 있지만, 대표적인 기층재료 값은 톤당 22,100원으로서 신규아스팔트포장

재료의 기층가격이 톤당 30,000원에 비하여 1/ 4 정도 저렴하다. 그러나 역학적 강도는

오히려 본 신기술제품이 두 배 이상 높아서 공용기간이 훨씬 길어질 것임을 고려한다

면 비용절감효과는 더 클 것으로 기대된다. 국내도로포장의 년간 유지보수비용이 700

억원에 달하므로 본 신기술에 의하여 유지보수비용이 절감된다면 그 경제적 효과는

실로 막대하다. 또한 폐아스콘의 폐기처분비용을 줄이고 자원재활용에 따른 절약효과

도 함께 따진다면 그 경제적인 이점은 이루 헤아릴 수 없다. 또한 이 기술의 해외시

장진출로 인한 외화획득도 고려한다면 그 파급효과는 클 것으로 사료된다.

- 181 -


(제264호 ) 멜라민계 유동화제 , PE O증점제 ,A E제를 일정비율로 혼합한 분리저항형

유동화제(S - 2000) 및 이를 이용한 준고유동콘크리트의 개발

■ 기술개발자 : (주 )선엔지니어링 종합건축사사무소

■ 주 소 : 충청북도 청주시 상당구 영동 50 - 2 (T el . 043 - 257 - 4710 )

■ 보호 기간 : 3년 (2001 . 1 . 4 .)



국내의 건설공사 현장에서는 콘크리트 공사의 시공능률을 향상시킬 목적으로 유동화

콘크리트공법을 일부 적용하고 있는데, 콘크리트의 유동화과정에서 재료분리가 발생하

여 콘크리트 품질에 악영향을 미치는 사례가 발생한다. 특히, 최근의 유동성을 대폭 향

상시켜 시공성이 우수한 고유동 콘크리트가 개발되었으나, 비경제성 등의 문제점으로

보편화가 이루어지지 않고 있다. 따라서 유동화 과정에서 발생하는 재료분리를 방지하

면서, 경미한 다짐으로 충전이 가능하고 낮은 비용 및 현 보유설비로 제조가 가능한 준

고유동 콘크리트(유동화 콘크리트와 고유동 콘크리트의 중간영역 : 슬럼프 18cm 이상,

슬럼프 플로우 50cm 이하)의 개발이 필요하였다.

본 신기술은 유동화 콘크리트 및 고유동 콘크리트의 문제점을 개선한 것으로서, 유동성

을 향상시킨 콘크리트 공사시, 일반 레미콘 생산조건의 베이스 콘크리트를 출하하여,

이를 유동화하는 과정에서 발생하는 재료분리 현상을 멜라민계 유동화제·PEO증점

제·AE제를 일정비율로 혼합한 분리저항형 유동화제(S- 2000)를 개발하고, 이를 이용하

여 현장 유동화공법에 의하여 재료분리를 방지할 수 있는 준고유동 콘크리트의 시공기

술에 관한 것이다.


1) 멜라민계 유동화제, 물에 4/ 1,000로 희석한 PEO증점제, AE제를 1:0.3:0.001의 비

율로 혼합한 분리저항형 유동화제의 제조기술

2) 1항의 분리저항형 유동화제를 이용한 준고유동 콘크리트의 제조기술

- 182 -



1) 분리저항형 유동화제의 제조방법

물+

증점제

(4/1,000)

유동화제(1)+

희석 증점제(0.3)+

AE제(0.001)

분리저항형

유동화제

(S- 2000)

그림 1. 분리저항형 유동화제 제조단계

2) 준고유동 콘크리트의 제조방법

레미콘 공장(베이스 콘크리트) 건설현장(준고유동 콘크리트)

저속(20rpm) 중속(30rpm)현장

으로

운반

저속(10rpm)

준고유동

콘크리트

잔 골 재

시 멘 트

굵은골재

건 비 빔

콘크리트

＋

물

베이스

콘크리트

＋

분리저항형

유동화제

30초 90초 180초

그림 2. 분리저항형 유동화제를 이용한 준고유동 콘크리트의 제조단계

3) 기존기술과의 비교

신기술과 기존 유동화 공법의 비교

기존공법의 문제점 신공법의 효과

유

동

화

공

법

·

고

유

동

콘

크

리

트

■ 유동화 후 재료분리

⇒ 레미콘 배합설계 수정

▣ S/ A증가, 단위수량 증가 ⇒ 품질 저하

▣ 레미콘 현장의 관리 증대

■ 재료분리 방지(증점제 효과 + AE제)⇒ 레미콘 배합수정 불필요

▣ S/A, 단위수량 불변 ⇒ 품질향상

▣ 레미콘 현장의 관리 간편 ⇒ 관리 용이

■ 시공성이 어려움

▣ 유동화 공법 : 슬럼프 18cm 이하

·컨벤셔널 18cm 보다 시공성 곤란

▣ 고유동 콘크리트 :·수밀한 거푸집 시공이 필요

·거푸집 측압증대

■ 시공이 용이

▣ 준고유동 콘크리트 : 슬럼프 18cm 이상,슬럼프 플로우 50cm 이하

·큰 유동성으로 간단한 바이브레이팅에

충전용이

·수밀성 저하된 거푸집의 경우도 시공가능

·거푸집 측압 약간증대

■ 경제성 증대

▣ 유동화 공법

·경제성 양호

▣ 고유동 콘크리트

·1.5∼2배 비용 증대

■ 경제성에 유리

▣ 유동화 공법에 의한 준고유동 콘크

리트의 제조

·유동화 공법보다는 비용증대

⇒ 컨벤셔널 콘크리트보다는 경제적

·고유동 콘크리트보다는 대폭 저렴

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신기술과 기존 유동화 공법의 비교

기존공법의 문제점 신공법의 효과

유동화공법·고유동콘크리트

■ 품질확보 곤란

▣ 증점제계 고유동 콘크리트

·점성확보, S/ A 증대로 건조수축 증대,탄성계수 저하

·MC 증점제는 공기량 변동이 큼

⇒ 강도 저하

⇒ 내구성 저하

·품질관리에 어려움

■ 품질확보 용이

▣ 분리저감형 유동화제를 이용한 유동화

공법으로 준고유동 콘크리트의 제조

·S/A 낮음 → 건조수축 감소, 탄성증대

·PEO 증점제는 공기량이 안정

⇒ 강도 불변

⇒ AE제로 내동해성 등 내구성 향상

·현장실정에 따라 조정이 가능하여 품질

관리가 용이

■ 기타 품질향상

·수화열 저감 → 매스 콘크리트에 유리

·내구성 확보를 위한 단위수량 등

시방서 규정 준수

·고강도 콘크리트에 유리

·서중 및 한중 콘크리트 시공이 유리

·마감작업(견출)의 감소


본 기술을 활용하여 제조한 준고유동 콘크리트는 청주시 우암동에 소재한 우암선

교관 증축공사에 현장(1999. 3), 청주대학교 대천수련원 신축공사현장(2000. 1), 청주

대학교 종합운동장 신축공사현장(2000. 3) 및 경기도 의왕 대원아파트 신축공사현장

(2000. 에 적용하여, 양호한 품질 및 경제성을 확인하였다. 따라서, 분리저항형 유동

화제를 이용한 준고유동 콘크리트의 적극적인 활용이 기대되며, 활용분야를 요약하

면 다음과 같다.

① 시방서에서 규정하고 있는 단위수량 최대치를 만족하지 않을 경우, 단위수량을

저감할 필요성이 있는 공사에 사용

② 서중 콘크리트 등에서 슬럼프 저하가 현저한 경우 워커빌리티의 개선이 필요한

경우에 사용

③ 고강도 콘크리트, 고내구성 콘크리트 등의 워커빌리티 개선 및 단위시멘트량을

저감할 필요성이 있는 경우에 활용

④ 매스 콘크리트의 수화열에 의한 온도상승 억제를 위한 단위시멘트량의 저감이

필요한 경우에 활용

⑤ 펌프 압송성을 개선할 필요성이 있는 경우에 활용

⑥ 고유동 콘크리트가 요구되는 경우에 준고유동 콘크리트로 대체 활용

⑦ 기타 특수한 공사로 토목공사에 활용

- 184 -




본 신기술은 기존의 유동화 콘크리트공법의 문제점을 개량한 기술로서, 기술적인

파급효과는 작업성 향상 및 품질향상으로 크게 구분하여 다음과 같다.

1) 작업성 향상에 의한 기술적 파급효과

① 기존의 유동화 콘크리트와 고유동 콘크리트에서의 장점과 단점을 복합적으로 수

용할 수 있는 새로운 기술의 콘크리트를 제조

② 준고유동 콘크리트의 유동성 향상에 의하여 펌프압송성 및 시공능률이 향상

③ 작업성 향상에 따른 공기 단축 가능

④ 준고유동 콘크리트의 유동성이 뛰어나므로 바닥마무리 시간 단축

2) 품질향상에 따른 기술적 효과

① 단위수량의 감소에 의한 건조수축 및 블리딩 감소

② 매스 콘크리트 및 고성능 콘크리트 공사시, 단위시멘트량 감소에 의한 수화발열

량 저감

③ 콘크리트 공사후 마감성이 향상되어 전반적인 내구성 향상


2000년 11월의 레미콘 단가를 기준으로 하여 레미콘 호칭강도 25- 210- 15와

25- 210- 21의 차이와 분리저항형 유동화제를 이용하여 슬럼프 15cm를 21cm로 제조한

콘크리트의 경제성을 비교하면 표 2와 같이 분리저항형 유동화제를 이용한 경우가 m3

당 1,006원의 이익이 발생한다. 또한, 본 준고유동 콘크리트공법 적용은 빠른 작업성과

양호한 품질 및 우수한 마감성을 확보함으로서 거푸집 제거 후 보수비용(견출작업) 절감

등 제비용까지도 고려하면 시공의 경제적 측면에서도 확실하게 유리하다.

경제성 비교(2000년 11월 물가정보 기준)

레미콘규격 25- 210- 15(A ) 25- 210- 21(B)준고유동 콘크리트 (C)(슬럼프 15cm→21cm )

단 가 (원/ m 3) 52,390 54,850 53,844

차 액

(원/ m 3 )

B- A 2,460

C- A 1,454

B- C 1,006

※ 레미콘은 2000년 11월 물가정보의 청주지역을 기준으로 함.

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업 무 명 담당부서 전화번호(팩스 )

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- 예비심사(전문기관) 심사

결과 통보

- 지정고시

- 신기술 홍보 및 제도개선

건설교통부 건설관리과

(www.moct .go.kr/

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500- 4074- 5

(503- 2070)

신청서 접수, 예비심사(전문

기관 심사) 및 위원회심사

- 신청서 접수 및 검토

- 관계기관 의견조회

- 예비 심사(전문기관)

- 위원회 심사계획 수립

- 위원회심사일자 통보

- 심사결과 정리 보고

- 활용실적관리

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한국건설기술연구원

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제250호 대절토사면 보강용 대차를 이용한 천공장비 및...

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