PURPOSES : In this study, the basis for improving the maintenance method of road pavement in Jeju Island, where deterioration is accelerating, was presented through field construction and analysis of various combinations of maintenance methods. METHODS : Construction was performed on Jeju Island's Aejo Road, which has high traffic and frequent early damage, using various asphalt mixtures mainly applied in Jeju Island, with different maintenance cross-sections depending on the level of repair. The quality and performance of the asphalt mixture collected during construction were evaluated, and MEPDG was used to analyze the service life according to the type and maintenance level of the mixture. RESULTS : While the mixture for the surface layer satisfied the quality standards and had excellent rutting and moisture resistance performance, the asphalt mixture for the intermediate and base layer did not satisfy the quality standards such as air voids, so it was judged that quality control was necessary during production. The section repaired to the base layer was found to be advantageous for the integrated behavior of the pavement and had the best structural integrity. As a result of predicting the service life, the estimated life of the section where only the surface layer was repaired was analyzed to be approximately 7 years, the section where the intermediate layer was repaired was 14.5 years, and the section where the entire section up to the base layer was repaired was analyzed to be 18 years. CONCLUSIONS : In Jeju Island, where deterioration is accelerating, it was analyzed that when establishing a maintenance plan, it is necessary to consider repairing the middle and base floors in order to secure the designed life of 10 years.

PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate an asphalt mixture via field application to utilize basalt aggregates produced on Jeju Island for a warm mix asphalt (WMA). METHODS : Using commercially available WMA additives, an indoor experiment is conducted on low- and high-void aggregates among basalt aggregates on Jeju Island. The physical properties of the WMA mixture are evaluated using one solid type and two liquid types of WMA additive. To evaluate the applicability of the WMA additives, air void, saturation, aggregate void, Marshall stability, flow number, indirect tensile strength, and toughness tests are performed. For the field application of WMA using basalt aggregates, three types of pavements (HMA, WMA-Solid, and WMA-liquid) are constructed. When applying the pavements in the field, an anti-stripping agent is incorporated to improve the water resistance while considering the characteristics of the basalt aggregate. Samples are acquired via plant and field coring to evaluate the properties of the materials applied in the field. RESULTS : In the indoor test for analyzing the applicability of the commercialized WMA additives to basalt aggregates, all tests except the indirect tensile strength test show results that satisfy the standards. All test results, including that from the indirect tensile strength test, satisfy the standard values in the test that uses the sample material obtained from the plant. Similarly, in the test with field cores, all test results satisfy the standard values. Therefore, the experimental value in the field application is generally higher than the test value in the indoor experiment. It is inferred that this is due to the difference between the basalt aggregates used in the indoor and field experiments, as well as the addition of the anti-stripping agent. CONCLUSIONS : Basalt aggregates produced on Jeju Island can be used for WMA pavements, as demonstrated via indoor experiments and field applications. However, owing to the characteristics of basalt aggregates, a method for improving water resistance should be considered, and tests to determine the indirect tensile strength should be performed using various basalt aggregates. In addition, because various basalt aggregates exist owing to the diverse geology characteristics of Jeju Island, they should be evaluated via more experiments and field applications.

본 연구는 현무암지대 운봉산의 관속식물상을 밝히고 주요 식물을 조사하였다. 2017년 3월부터 10월까지 총 8회에 걸쳐 조사한 결과, 관속식물은 91과 256속 364종 7아종 33변종으로 총 404분류군이 확인되었다. 운봉산은 온대 중부지역에 속하고 침엽수와 낙엽활엽수 혼합림으로 산지의 대부분은 신갈나무 - 소나무가 우점하며, 2차림으로 구성된다. 운봉산에서 새로이 확인된 식물은 193분류군, 한반도 고유종은 6분류군, IUCN 평가기준에 따른 적색목록식물은 3분류군, 식물구계학적 특정식물은 34분류군이 확인되었다. 침입외래식물은 40분류군이며, 귀화율 9.9%로 나타났다. 운봉산은 다양한 식물들과 지형 요소들이 주요 경관을 이루고 있다. 본 연구를 통해 조사지 내의 화강암, 현무암 애추, 건조한 능선, 계곡, 웅덩이, 습지, 하천 등의 다양한 환경적 요인이 종조성과 분포에 영향을 미치는 것으로 파악되었다.

The basalt fiber is expected to become a trend for industrial fibers as they have better properties of heat-resistant, non-combustion, absorbent, soundproof, moistureproof, lightweight, corrosion resistant, and high strength properties. Also, the fiber is found to be non-toxic and harmless to the human body. Therefore, in this study, we analyzed the chemical and mineral compositions of powdered sludge of basalt produced at seven sites on Jeju Island for the development of fire resistance insulating material for a building. The results showed that the basalt stone sludge is made from only sodium calcium aluminum silicate and ferridioside components unlike the basalt rock.

최근 국내 구조물들의 노후화가 진행됨에 따라 구조물 보강과 관련된 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. FRP보강은 노후화가 진행되어 성능이 저하된 구조물을 보강하는데 사용되며 주로 유리섬유 및 탄소섬유를 사용한다. 그러나 이 두 가지의 섬유는 경제적으로나 환경적으로나 나쁜 점이 있다. 따라서 본 연구에서는 친환경적이고 내열성이 우수한 현무암 섬유를 구조 용 보강재로 제시하고자 하였다. 또한 본 연구에서는 현무암 섬유에 가장 적합한 수지를 찾기 위하여 에폭시, 폴리에스테르 및 비닐에스테르를 함침 하였다.그 결과, 에폭시 수지를 사용하였을 때 가장 높은 인장 강도 및 탄성계수를 보였으며 전단강도 및 전단탄성계수가 타 수지에 비하여 50%정도 높게 측정되었다. 현무암섬유와 탄소, 유리 섬유의 물성을 비교한 결과 인장강도는 CFRF의 약 60%정도이나 GFRP보다 30%정도 높게 나타내었다.

조합하중 작용 시 현무암섬유 강화 복합재료(BFRP) 플레이트의 좌굴거동에 대한 해석적 연구를 유한 요소법(FEM)을 통하여 평가하였다. 복합재료 플레이트 내에서 고려될 수 있는 경계 조건, 치수의 종횡비 및 하중 조건과 같은 다양한 매개변수에 대한 영향성을 연구하였다. BFRP의 역학적 성질은 국내에서 제작된 시편을 이용하여 인장 및 면내 전단 실험을 통하여 구하였다. 산정된 물성치를 토대로 고전적인 판 이론을 이용하여 대칭으로 적층된 판을 우선적으로 분석하였다. 그 결과 2축 및 전단에 대한 조합 하중의 경우, 종횡비가 0.5∼1.0 일 때 좌굴하중이 빠르게 감소한다는 것을 알 수 있었다. 이와 반대로, 종횡 비가 1.0∼2.5 일 때는 좌굴하중이 약간 감소하는 경향이 보였다. 또한, 기존 축 방향 하중의 평면 내 전단 하중을 조합하여 추가할 경우 플레이트 판 내의 좌굴하중 감소가 약 4% 정도로서 큰 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다.

내화성 및 내화학성이 우수한 현무암사의 표면에 회분식 방법에 의한 테프론 코팅 연구의 결과를 토대로 연속식 코팅 공정 인자를 도출하기 위한 연구를 수행하였다. 현무암사를 7,5 wt% 트리에톡시트리플루오로실란(TMTFPS)으로 연속적으로 전처리 한 후, 침투제로 0.25 wt% bis(2-ethylhexyl)sulfo succinate (DOS-Na)가 함유된 20 wt% 테프론 수분산액으로 딥 코팅한 후 2 m의 120 ℃ 건조 챔버에서 12 m/mim의 속도로 건조한 후 2 m의 380 ℃ 소성 챔버에서 40초간 소성하여 최종 3.4 gf/D의 인장 강도와 2.3 gf/D의 루프강도를 가지는 테프론이 코팅된 고내열 재봉사용 현무암사를 제조하였다.

전북 부안군 백악기 계화리층 하부에 나타나는 현무암질 안산암-실트암 페퍼라이트의 산출양상과 특성을 보고한다. 페퍼라이트는 판상의 현무암질 안산암에 수반되어 산출되며, 안산암은 적색의 범람원 기원 실트암과 실트질 사암교호층 내에 조화적으로 협재되어 있다. 페퍼라이트가 안산암 상부 경계부에서 산출되는 점과 경계부에서는 분산형 페퍼라이트가 우세하나 안산암 내부쪽에서는 밀집형 페퍼라이트가 우세해지는 점은 안산암이 관입기원(?관입암상)임을 지시한다. 마그마 관입과 페퍼라이트 형성은 계화분지 형성 초기부터 퇴적동시성 화산활동이 활발하였음을 시사한다. 안산암의 K-Ar 전암 절대연령은 백악기 후기(Santonian)로 측정되었다.

이 연구에서는 제주도 동부지역 섭지코지 일원에 분포하는 선돌 분석구와 그 주변의 현무암질 화산암류를 주 대상으로, 암석기재, 주원소 및 미량원소의 특성 등을 분석하여 선돌 분석구의 화산과정과 현무암의 암석학적 특징을 검토하였다. 선돌 분석구의 하부는 스패터 위주로, 그 상부는 적갈색 화산탄을 포함하는 화성쇄설물질이 우세하며 최상부 표층부에는 흑색의 스코리아가 다량 분포한다. 이들 화산작용은 스트롬볼리 분출상에 의해 진행되었으며 마지막에는 하와이 용암 분출상으로 용암이 분화구를 충진한 후 동북쪽으로 흘러넘치면서 분석구를 파괴하고 북쪽으로 흘러 용암 델타를 형성하였다. 분석구 중심부의 암경은 현무암으로 채워져 있다. 이 지역의 화산활동 시기는 대략 95 ± 3 ka에 해당한다. 연구 지역의 현무암은 전이 현무암으로 분류될 수 있으며, 감람석과 단사휘석의 정출이 분화작용에 주된 영향을 미쳤음을 보여주며, 동일마그마에서 기원하였음을 보여주고 있다. 이들은 판내부 현무암에 해당한다.

제주도 동부 성산 일출봉 일대 현무암류에 대한 암석기재, 암석화학적 특징 및 마그마 성인에 대하여 연구하였다. 본 지역의 지질은 층서적으로 최하부에 표선리현무암이 놓이며, 그 위에 성산리현무암이 분포하는데, 이는 라필리스톤층 및 고토양층에 의해 하부용암류와 상부용암류로 구분된다. 본 지역에서 산출되는 용암류는 반정 광물의 종류 및 조직에 따라 크게 침상장석 감람석 현무암과 비현정질 현무암으로 구분할 수 있다. 본 지역의 화산암류는 TAS분류도에서 알칼리계열 현무암과 비알칼리계열 현무암으로 분류되며, 비알칼리 계열 현무암은 쏠리아이트암으로 분류된다. 쏠리아이트 현무암은 알칼리현무암에 비하여 SiO2, FeOT, CaO 함량이 높고, TiO2, K2O, P2O5 함량과 다른 불호정성원소 함량의 낮은 값을 가지는 특징을 보인다. MgO 함량 변화에 따른 미량 원소 변화에서 호정성 미량 원소의 변화 경향은 대체로 정(+)의 상관 관계를 나타내고, Th을 마그마 분화 척도로 사용한 불호정성 미량 원소의 변화 경향도 정(+)의 상관 관계를 나타낸다. 암석화학적 고찰 결과는 본 지역의 암석이 동질기원 마그마 물질의 부분용융의 차이에 의해 생성되었음을 지시한다.

강원도 고성군 일대에서 산출되는 제3기 후기 마이오세 현무암에 대한 암상 구분과 산출 상태를 파악, 박편 관찰과 주요 구성광물에 대한 화학성분 분석, 현무암의 전암 주성분·미량성분·희토류 원소의 조성 연구를 통하여 기원 마그마의 성인과 지체구조적 위치를 규명하였다. 고성지역에는 7개의 낮은 산봉우리에 프러그 돔형으로 알칼리현무암이 분포하며, 주상절리가 발달하며 단사휘석-반상조직이 우세하다. 현무암에는 기반암인 흑운모화강암과 하부지각 기원의 반려암과 상부맨틀기원의 레졸라이트 포획체를 함유한다. 현무암류는 모두 알칼리 계열로 분류되며, 대부분이 알칼리현무암의 성분 영역에 도시되고 일부 조면현무암과 피크로현무암 영역에 도시된다. 본역의 현무암류는 K2O/Na2O의 따라 정상계열에 도시된다. 이 지역 현무암을 형성한 마그마는 희토류원소의 변화 패턴과 미량원소의 거미그림 특징으로부터, 상부 맨틀 물질인 석류석 페리도타이트의 부분용융에 의하여 형성된 것으로 사료되며, 현무암질 화산활동은 태평양판의 침강 섭입과는 무관한 지판내부현무암에 해당하는 조구적 위치에서 열점과 관련하여 형성되었다.

본 연구에서는 경상북도 청송 주왕산지역 대전사 현무암의 산출 상태 및 분포 양상을 검토하고, 암석기재적 특성을 알아보았다. 야외 조사 결과, 주왕산 화산암체의 최하부층에 해당하는 대전사 현무암층은 전체적으로 12매의 용암과 9매의 페페라이트가 교호하며, 각 용암과 페페라이트의 암층의 두께는 다양하다. 본 층에서 나타나는 페페라이트는 현무암과 세일이 혼합되어 있으며, 현무암은 쇄설의 형태로 나타나고 세일은 현무암의 기질을 메우는 간극상을 이룬다. 이는 용암이 분출하여 고화되지 않은 젖은 세일층 위를 흐르거나, 관입으로 인해서 용암과 퇴적물 사이의 접촉부에서 생성된 것으로 사료되며, 이들 페페라이트는 조직상으로 구상 페페라이트로 분류할 수 있다. 현무암류는 육안으로 반정이 관찰되지 않으며 기공이 없는 치밀한 현무암이지만, 한 단위의 용암층 내에서 상부에는 다공질의 현무암이 발견되기도 한다. 경하에서의 현무암류는 주된 반정 광물로 가상의 감람석을 가지며, Mg#이 높은 암석에서는 사장석과 단사휘석의 반정도 보인다. 석기는 주로 서브오피틱 조직을 보이지만, 국지적인 냉각률의 차이로 인한 오피틱 조직과 인터그래뉼라 조직도 관찰된다. 사장석은 대부분 라브라도라이트(An55.0∼67.7)이며, 일부 안데신(An44.3)과 바이토우나이트(An74.5)로 분류된다. 단사휘석의 평균 조성은 Wo41.6En45.1Fs13.3으로써 보통휘석에 해당한다. 불투명 광물은 티탄자철석과 티탄철석으로 구성되어 있다.

옥천습곡대 중앙부에 해당하는 문경지역예 분포하는 각섬암에 대하여 정밀한 산상, 조직 및 지화학적 성질을 조사하고, 지구조적 환경을 추적했다. 본역의 상내리층(옥천층군)과 석회암층(조선누층군)에 분포하는 각섬암은 변성된 조립현무암질 암상이며 주변암과 조화적로 분포함을 확인했다. 본 연구를 통하여 본 암석의 분포를 이전의 그것에 비해 크게 대선하였다. 상내리 지역을 중심으로 관찰한 암상을 최소한 4매 이상이다. 그 하나는 석회암층 내에 분포하며(Ls Sill, 두께 약 3 m), 나머지는 상내리층 내에 분포한다. 상내리층 내에 분포한 암상들을 하부로부터 각각 First Sill(두께 약 40 m), Second Sill(두께 약 100 m), Third Sill(두께 약 40 m)로 명명했다. 두꺼운 암상은 후기에 관입한 소규모의 암상을 포함하며, Third Sill은 2매의 주 암상과 2매의 소규모 암상으로 구성된다. 각 암상은 주변암과의 접촉부에서 세립질의 냉각대를 가지며, 내측으로 갈수록 입자의 크기가 증가한다. 두꺼운 암상은 다양한 암맥과 중심부에서 힌색의 단편을 가지며, 접촉부에서 중앙부로 감에 따라 화학적 성질도 규칙적으로 변한다. SiO2, Na2O, K2O, P2O5는 증가하며, TiO2, FeO*, Al2O3, CaO는 감소하는 경향을 보인다. 각섬암의 산상과 화학적 특징을 고려하여, 초기에 관입한 마그마로 생각되는 대표적인 10개의 화학조성을 선택하여 그들의 주성분 및 부성분 변화를 조사하였다. 그들이 보여주는 조성변화는 단일 마그마의 분별결정작용으로 설명할 수 없다. 본 역의 각섬암에 관한 지질분포, 지화학적 특성 및 과거 연구자들의 자료는 각섬암의 원암(현무암질마그마)이 intracontinental rift 환경에서 암상형태로 관입하였음을 지시한다.

한반도의 판 내부 기원 신생대 후기 현무암류(백두산, 전곡, 백령도, 평택, 아산, 간성, 울릉도, 독도, 제주도 등)에 대해 그 동안에 보고된 Sr-Nd-Pb-Mg-Zn 동위원소를 포함한 지구화학 자료를 종합정리하고, 그 근원 맨틀 속에 포함된 암상을 파악한 후 필요한 맨틀 단성분의 종류와 그 성인에 대해서 고찰하였다. Sr-Nd 동위원소 상관도에서 제주도는 EM2형 해양도 현무암의 영역에 도시되는 반면 다른 지역 현무암류는 EM1형 해양도 현무암의 영역에 도시된다. Pb-Pb 동위원소 상관도에서 제주도는 인도양 중앙해령 현무암과 EM2 단 성분 간의 혼합 배열을 보이는 반면, 다른 지역 현무암류는 인도양 중앙해령 현무암과 EM1 단성분 간의 혼 합 배열을 보인다. 한반도 현무암류는 석류석 러어조라이트와 함께 과거에 섭입하여 맨틀 전이대에 정치하고 있는 해양판 물질(에클로자이트/휘석암, 원양 퇴적물, 탄산염)이 혼합된 맨틀에서 유래되었다. EM1형 단성분의 역할을 하는 물질은 오래전(~2.0 Ga)에 섭입되어 중성 부력으로 맨틀 전이대에 정치되어 있는 (함)K-Hollandite 원양 퇴적물로 추정된다. EM2 단성분은 맨틀 속에 섭입된 후 빠른 시간 안에 재활성된 상대적으로 젊은(아 마도 태평양판의) 원양 점토 퇴적물일 가능성이 높다. 에클로자이트와 탄산염은 EM 구성요소는 아니나 한반도 현무암의 근원 맨틀 속에 공통 인자로 포함되어 있다.

하나의 광물상은 다양한 기원과 결정성장사를 기록하는 여러 개의 결정군집(crystal population)으로 분류될 수 있다. 울릉도 남동부에서 단사휘석 거정을 포함하면서, 유리질 급냉대(타킬라이트, tachylyte)를 가 지는 반상 암맥이 발견되었다. 이 암석에 대한 암석기재학적 접근을 통해 이들이 포함하는 결정군집에 대한 연구가 수행되었다. 이번 연구는 전자 미세탐침 분석기를 사용해 이 암석을 구성하는 타킬라이트와 조암광물의 주성분원소 조성을 보고한다. 타킬라이트는 조면안산암질 조성을 가지며, 어떠한 변질의 흔적도 보이지 않는 다. 이러한 특징은 타킬라이트의 조성이 이 암맥의 원래 멜트 조성을 반영할 수 있다는 점을 시사한다. 0.5mm 보다 큰 결정크기를 가지는 단사휘석과 사장석은 조면안산암질 멜트보다 초생적인 조성을 가졌던 멜트와 평 형을 이루었던 재활결정(antecryst)으로 판단된다. 한편, 0.5 mm 보다 작은 결정크기를 가지는 단사휘석 및 사 장석 미정(microlite)은 현재 위치에서 결정화된 초생결정(primocryst)이다. 이번 연구 결과에 따르면, 울릉도 화산 단계 I 도동현무암에 대해 기존에 보고된 단사휘석의 조성변화 양상은 [Mg + Si + Fe]basal↔ [Al + Ti + Na]prism를 통해 체계적으로 설명될 수 있으며, 이는 도동현무암에 포함된 모든 단사휘석이 섹터누대를 가질 수 있다는 점을 시사한다. 따라서, 단사휘석의 섹터누대에서 기인한 원소 분배가 도동현무암의 지구화학적 진화에 미친 영향이 추후 연구에 반영되어야 할 것으로 판단된다.

백두산 북동쪽으로 약 25 km 떨어져있는 지역의 마이오세 현무암(황송푸 현무암, 20 Ma)에 대한 주 성분원소와 미량원소, Sr-Nd 동위원소 조성에 대한 연구가 수행되었다. 황송푸 현무암은 비현정질 암석으로 Na2O+K2O=3.5~4.7 wt.%, MgO=9.9~11.1 wt.%을 보인다. Mg 성분이 풍부한 감람석(Mg#=75~86)과 단사휘석 (Mg#=72~85), Ca성분이 풍부한 사장석 미반정을 함유하고 있다. 이 현무암은 경희토류원소 부화가 나타나는 해양도현무암과 유사한 미량원소 패턴을 보이고, 높은 Cr(394~479 ppm)과 Ni(389~519 ppm) 성분, Nb-Ta 부화 이상치, Rb과 Ba을 포함하는 LILE가 부화되어 있는 특징을 보인다. 이러한 조직과 주성분원소/미량원소 조성 데이터는 황송푸 현무암이 알칼리 마그마 계열에 속하는 원시적인 마그마임을 나타낸다. 황송푸 마그마는 상승하는 도중에 분별결정작용, 지각오염, 마그마혼합과 같은 분화작용을 거의 경험하지 않은 액상선 환경 에서 고화된 암석으로 이는 황송푸 현무암이 부분용융이 일어났던 맨틀에서의 특성을 지니고 있음을 반영한다. 황송푸 현무암의 높은 (Gd/Yb)sample/(Gd/Yb)PM 비율(2.8~3.5)은 황송푸 현무암이 판내부 환경에서 형성된 마그마로써 석류석이 존재하는 맨틀에서 페리도타이트의 낮은 부분용융(3~5%)으로 형성되었다. BSE보다 모두 높은 143Nd/144Nd와 87Sr/86Sr 성분을 보이는 황송푸 현무암은 이 지역 아래 부화된 맨틀영역이 존재한다는 것을 의미한다. 황송포 현무암은 과거(ancient)의 태평양판 섭입대에 의해 공급되어 재활용된 해양지각 혹은 대륙지각으로 교대작용을 경험한 맨틀에서 부분용융에 의해 형성되었다.

In this paper, laboratory tensile tests were performed for the basalt, glass and carbon fiber reinforced polymer. Epoxy resin was used as the polymer for this composite material. The procedure of the experiment was based on the criteria specified in ASTM D3039 / 3039M. Moreover, a Universal Testing Machine (UTM) with 100 kN capacity was used in this experiment. Results of the performance of each composite material were analyzed. In case of fiber type, carbon fiber reinforced polymer showed the best performance; followed by basalt fiber and glass fiber reinforced polymer with the elastic modulus of 37.03 MPa and 33.10 MPa, respectively.