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표제지
목차
연구요약 5
제1장 서론 19
1.1. 연구과제의 개요 20
1.1.1. 석탄저회의 개요 20
1.1.2. 연구수행의 배경 및 목적 22
1.1.3. 연구수행의 필요성 25
1.2. 석탄저회 발생 및 재활용 현황 27
1.2.1. 국내 석탄저회 발생현황 27
1.2.2. 재활용 현황 28
1.2.3. 석탄회 활용의 필요성 39
1.3. 보고서의 구성 41
제2장 선행 연구 및 관련 제도 42
2.1. 선행 연구사례 43
2.1.1. 석탄저회 재활용 관련 선행 연구 43
2.2. 성토재 관련 기준 49
2.2.1. 노체 재료 49
2.2.2. 노체의 다짐 52
2.2.3. 노체의 품질관리 54
2.2.4. 노상 재료 56
2.2.5. 노상의 다짐 58
2.2.6. 노상의 안정처리 60
2.2.7. 노상의 품질관리 63
2.2.8. 땅깎기부 노상 64
2.3. 성토재로서의 흙과 석탄저회 비교 65
2.3.1. 흙의 분류 65
2.3.2. 석탄저회와 혼합 가능한 흙에 대한 검토 66
2.3.3. 경량 인공토양으로서의 석탄저회 68
2.4. 석탄저회 재활용 관련 제도 검토 70
2.4.1. 석탄저회 재활용업체 관련 규정의 검토 70
2.4.2. 석탄저회의 운반, 혼합 등에 관한 관련 규정의 검토 72
2.4.3. 환경영향평가 관련 규정 검토 75
2.4.4. 재활용 환경성 평가 관련 규정의 검토 76
2.5. 소결 83
제3장 석탄저회 특성 분석 85
3.1. 물리ㆍ화학적 특성 86
3.1.1. 석탄저회 물리적 특성 86
3.1.2. 석탄저회 화학적 특성 93
3.2. 유해성 및 유해물질 용출 분석 101
3.2.1. 유해물질 용출시험 101
3.2.2. 매립시설 침출수 배출허용기준 분석 104
3.3. 석탄저회의 성토재 및 도로용 골재 적합성 검토 107
3.3.1. 조립토를 이용한 석탄저회의 성토용 및 도로용 골재 적합성 검토 107
3.3.2. 세립토를 이용한 석탄저회의 성토용 및 도로용 골재 적합성 검토 119
3.4. 소결 125
제4장 테스트베드 운영을 통한 현장 적용성 검증 126
4.1. 테스트베드 개요 127
4.1.1. 현장선정 및 시공방안 검토 127
4.1.2. 시공개요 128
4.2. 석탄저회와 양질토의 최적 배합비 도출 130
4.2.1. 시험개요 130
4.2.2. 시험결과 131
4.2.3. 최적배합비 선정 실험 140
4.2.4. 성토용 골재로서의 석탄저회 적용성 검토 149
4.3. 현장에서의 최적 혼합방법 150
4.3.1. 혼합장비 150
4.3.2. 기성 혼합장치의 조사 및 비교 154
4.3.3. 망버켓의 혼합 효율 확인 160
4.4. 테스트베드 시험시공 164
4.4.1. 석탄저회와 양질토 혼합 164
4.4.2. 시험시공 과정 165
4.5. 안정성 평가를 위한 모니터링 179
4.5.1. 모니터링 개요 179
4.5.2. 모니터링 결과 180
4.6. 소결 197
제5장 석탄저회 활용을 위한 제도개선 방안 199
5.1. 현장 적용 사례분석 200
5.1.1. 석탄저회 성토재 활용 관련 현장 방문 조사 200
5.1.2. 석탄저회 성토용 활용을 위한 제도적 절차 정립 209
5.1.3. 석탄저회 성토용 재활용 현장의 민원 발생 사례 및 처리방안 211
5.2. 석탄저회 성토용 및 도로용 골재 활용을 위한 제도개선 방안 215
5.2.1. 재활용 환경성 평가 기간의 설정 필요 215
5.2.2. 석탄저회의 친환경성 검증시 법적 재활용 보장 방안 필요 221
5.2.3. 석탄저회의 활용 증대를 위한 혼합 비율의 재검토 필요 222
5.3. 소결 224
제6장 결론 226
6.1. 석탄저회의 성토재로의 활용 가능성 228
6.2. 석탄저회의 특성 분석 결과 229
6.3. 테스트베드 운영을 통한 현장 적용성 검증 결과 229
6.4. 석탄저회 성토재 활용을 위한 제도개선 방안 230
참고문헌 232
판권기 3
[그림 1-1] 석탄회(Coal Ash) 발생과정 및 분류 20
[그림 1-2] 화력발전소에서 생성된 석탄저회 21
[그림 1-3] LH-한국남동발전 기술협력 협약서 (2019.02.02) 23
[그림 1-4] 국내 석탄회 발생현황 27
[그림 1-5] 국내 석탄회 재활용률 29
[그림 1-6] 국내 석탄회 재활용양 29
[그림 1-7] 국내 석탄저회 성토용 재활용 사례 33
[그림 1-8] 미국의 비회 생산량 및 이용률 36
[그림 1-9] 유럽 석탄회 재활용 현황 37
[그림 1-10] 일본 석탄회 분야별 유효 이용률 (이용율) 39
[그림 2-1] 노상 재료 및 구성 결정을 위한 검토순서 (도로설계편람, 2012) 57
[그림 2-2] 입자크기에 따른 토질분류 66
[그림 2-3] 폐기물 처리(재활용) 신고서 양식 72
[그림 2-4] 재활용 환경성 평가제도 흐름도 78
[그림 2-5] 재활용환경성평가 신청서 양식 80
[그림 2-6] 재활용 환경성 평가 절차 81
[그림 3-1] 건식 석탄저회 입도분포 88
[그림 3-2] 건식공정 석탄저회의 흡수율/단위용적질량 범위 88
[그림 3-3] 대상 시료의 배율별 SEM 분석 결과 (시료#1 : 석탄저회 미분쇄1) 90
[그림 3-4] 대상 시료의 배율별 SEM 분석 결과 (시료#2 : 석탄저회 미분쇄2) 91
[그림 3-5] 대상 시료의 배율별 SEM 분석 결과 (시료#3 : 석탄저회 No.600 체가름) 91
[그림 3-6] 대상 시료의 배율별 SEM 분석 결과 (시료#4 : 양질토 No.600 체가름) 92
[그림 3-7] 대상 시료의 배율별 SEM 분석 결과 (시료#5 : 순환토사 No.600 체가름) 92
[그림 3-8] 건식공정 석탄저회의 X선 형광분석법에 의한 분석 (10㎜ 이하) 93
[그림 3-9] 건식공정 석탄저회의 X선 형광분석법에 의한 분석 (10㎜ 이상) 94
[그림 3-10] 건식공정 석탄저회 XRD 분석 (10㎜ 이하) 95
[그림 3-11] 건식공정 석탄저회 XRD 분석 (10㎜ 이상) 95
[그림 3-12] 대상 시료별 EDS 측정위치 및 측정결과 98
[그림 3-13] 석탄저회와 일반 조립토의 시료 혼합 109
[그림 3-14] 석탄저회와 일반 조립토의 시료 전처리 110
[그림 3-15] 석탄저회와 조립토 혼합비율에 따른 함수비의 변화 (B : 석탄저회 혼합비율, G : 조립토 혼합비율) 111
[그림 3-16] 주사전자현미경(SEM) 분석에 의한 석탄저회와 일반 조립토의 표면 사진 112
[그림 3-17] 석탄저회 100% 입도분포 113
[그림 3-18] 석탄저회와 조립토 입도분포 변화 113
[그림 3-19] 석탄저회와 조립토 혼합비율에 따른 밀도 변화 (B : 석탄저회 혼합비율, G : 조립토 혼합비율) 114
[그림 3-20] 석탄저회와 조립토 혼합비율에 따른 흡수율 변화 (B : 석탄저회 혼합비율, G : 조립토 혼합비율) 115
[그림 3-21] SEM 분석에 의한 석탄저회와 일반 조립토의 표면 사진 116
[그림 3-22] 석탄저회와 조립토 혼합비율에 따른 0.08㎜ 체 통과량 116
[그림 3-23] 석탄저회와 조립토 혼합비율에 따른 마모율 117
[그림 3-24] 석탄저회와 조립토 혼합 배합 다짐시험 118
[그림 3-25] 석탄저회와 조립토 최적 함수비 도출을 위한 다짐시험 결과 118
[그림 3-26] 도로 포장체 단면 120
[그림 3-27] 석탄저회 및 혼합토의 분류 및 건조 121
[그림 3-28] 석탄저회 및 혼합토의 체가름 시험 결과 122
[그림 3-29] 석탄저회 및 혼합토의 다짐 및 C.B.R 결과 (1) 123
[그림 3-30] 석탄저회 및 혼합토의 다짐 및 C.B.R 결과 (2) 124
[그림 4-1] 석탄저회 현장적용 부지 127
[그림 4-2] 석탄저회 현장적용 개요 128
[그림 4-3] 사용골재의 표면사진 133
[그림 4-4] 골재종류별 혼합비율에 따른 함수율 변화 133
[그림 4-5] 골재종류별 혼합비율에 따른 입도 변화 134
[그림 4-6] 골재종류별 혼합비율에 따른 밀도 변화 136
[그림 4-7] 골재종류별 혼합비율에 따른 흡수율 변화 136
[그림 4-8] 골재종류별 혼합비율에 따른 마모율 변화 138
[그림 4-9] 실내시험을 위한 시료채취 141
[그림 4-10] 현장 시료채취 구간 암벽 및 유기질 점토 층 142
[그림 4-11] 현장 시료채취 구간별 단층의 토질 구성 현황 143
[그림 4-12] 혼합골재 종류 및 혼합비율에 따른 최대건조밀도 146
[그림 4-13] 혼합골재 종류 및 혼합비율에 따른 최적함수비 147
[그림 4-14] 혼합골재 종류 및 혼합비율에 따른 실내, 수정 CBR 148
[그림 4-15] 준설토 리사이클을 위한 이동식 믹싱 장치 150
[그림 4-16] 골재 및 토사의 연속 혼합장치 151
[그림 4-17] 배합잔골재의 혼합장치 152
[그림 4-18] 혼합수단이 구비된 콘베이어를 이용한 혼합골재 생산장치 153
[그림 4-19] 매립지의 차수층용 골재 혼합장치 154
[그림 4-20] 대표적인 이동식 혼합 장치 (Trailer mounted soil blender) 155
[그림 4-21] 다양한 현장 혼합장치 및 장비 155
[그림 4-22] ROTOR형 SOIL MIXER 156
[그림 4-23] SOIL EARTH SCREW 157
[그림 4-24] ROTAVATOR 157
[그림 4-25] 굴삭기에 부착할 수 있는 다양한 버켓 158
[그림 4-26] 망 버켓을 이용한 현장 시공 159
[그림 4-27] 기능이 추가된 버켓 (좌 : 바이브레터, 우 : 트롬웰) 159
[그림 4-28] 일반 버켓과 망 버켓의 혼합 효율 평가 161
[그림 4-29] 일반버켓과 망버켓 혼합 비교 시험 162
[그림 4-30] 현장 시험시공 절차 167
[그림 4-31] 테스트베드 A, C 구역 지반 상태 168
[그림 4-32] 현장내 배수로 설치공사 모식도 168
[그림 4-33] 테스트베드 시험시공 상세설계 (A구역) 169
[그림 4-34] 테스트베드 시험시공 상세설계 (B구역) 170
[그림 4-35] 테스트베드 시험시공 상세설계 (C구역) 170
[그림 4-36] 테스트베드 시공사진 (공사 이전 및 절토) 172
[그림 4-37] 테스트베드 시공사진 (A구간) 173
[그림 4-38] 테스트베드 시공사진 (B구간) 173
[그림 4-39] 테스트베드 시공사진 (C구간) 174
[그림 4-40] 테스트베드 구역별 지지력계수 178
[그림 4-41] 테스트베드 구역별 최대건조밀도 178
[그림 4-42] 테스트베드 구역별 현장다짐도 178
[그림 4-43] 모니터링 기간중 인천관측소 일강수량 179
[그림 4-44] 테스트베드 현장 유해물질 용출수 집수를 위한 집수정 설치 180
[그림 4-45] 테스트베드 석탄저회 용출수 시료 채취 장면 181
[그림 4-46] 테스트베드 대상 석탄저회 용출수 채취 장면 182
[그림 4-47] 지내력 측정 위치 188
[그림 4-48] 테스트베드 평판재하 및 현장밀도 시험 전경 189
[그림 4-49] 테스트베드 1m 아래 지반 상태 190
[그림 4-50] 테스트베드 시공 직후와 3개월 경과 후의 전경 191
[그림 4-51] 테스트베드의 시공 직후와 3개월 후의 최대건조밀도 변화 192
[그림 4-52] 테스트베드 평판재하시험 비교 194
[그림 4-53] 3개월 후 테스트베드 평판재하시험 결과 195
[그림 4-54] 테스트베드 시공 구간 지지력계수 상승률 (상승율) 196
[그림 5-1] 석탄저회 재활용 골재 생산업체 전경 201
[그림 5-2] 석탄저회 재활용 시공업체의 진행 202
[그림 5-3] 석탄저회 적용 현장 환경오염 방지시설 203
[그림 5-4] 석탄저회의 성토재 시공 장면 204
[그림 5-5] 석탄저회 성토재 재활용 현장 (복토 후 약 4년 경과) 205
[그림 5-6] 석탄저회 재활용 공사 시행업체의 재활용 순서 206
[그림 5-7] 석탄저회 재활용 환경성 평가 과정 및 기간 208
[그림 5-8] 석탄저회의 성토용 재활용 절차 정립 210
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