KR0134989B1 - 세립도 투수 콘크리트의 박층 포장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 투수 콘크리트 포장 방법에 비하여, 그 상부에 다시 박층의 세립도 투수 콘크리트층을 포설함으로써 포장 후 표면이 거칠지 않고 내구성이 우수하며 나아가 착색을 용이하게 할 수 있는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법에 관한 것으로, 일반 통상의 투수성 포장에서와 같이 노상을 정리하고 휠타층을 포설하며 쇄석기층을 포설 및 이를 다짐하는 공정, 전기 공정의 쇄석기층 상부에 기층 용 투수콘크리트를 포설 및 다짐하는 공정, 전기 공정의 기층용 투수 콘크리트의 다짐 완료 후 표면의 수분이 증발하기 전에 분쇄된 폐유리, 세립도의 쇄석, 시멘트, 폴리머, 물, 안료, 지연제 등이 혼합된 세립도 투수콘크리트를 박충(10-30mm)으로 포설 및 다짐한 후, 이를 통상의 방법으로 양생하고 건조시키는 공정, 전기 공정의 세립도 박층 투수콘크리트의 표면에 폴리머를 물에 혼합하여 충분히 살포하는 공정, 및 통상의 방법으로 커터기로 가로 줄눈, 세로 줄눈을 하여 양생하여 포장을 완성시키는 공정을 포함하는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법을 제공하는 것이다.

Description

세립도 투수 콘크리트의 박층 포장방법

제1도는 본 발명에 의한 포장의 구조를 보여주는 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 포장 공정도.

본 발명은 도로, 보도, 자전차로 및 주차장 등의 포장에 공히 사용될 수 있는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법에 관한 것으로, 일반적으로 노상, 휠터층, 쇄석기층 및 투수 콘크리트층을 차례로 포설하는 종래의 투수콘크리트 도로포장 방법에 비하여, 그 상부에 다시 박층의 세립도 투수콘크리트층을 포설함으로써 포장후 표면이 거칠지않고 내구성이 우수하며 나아가 착색을 용이하게 할 수 있는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법에 관한 것이다.

투수성 콘크리트는 포장 골재 및 기타 재료들의 입자와 입자 사이의 간극을 이용하여 우수(雨水) 등이 지중으로 침투되도록 하는 것이므로, 투수성 콘크리트에 사용되는 골재는 일정 치수 이상일 것이 요구되어 왔다. 종래의 투수성 콘크리트의 포장에 사용되는 골재의 치수는 대체적으로 40mm, 25mm, 19mm, 10mm로 구성되어 있었고, 10mm 이하의 골재는 투수성이 저하된다는 이유로 사용되지 않았다.

그러나, 이러한 종래의 투수성 콘크리트에 있어서는 다짐을 충분히 하거나 골재의 입도 분포를 고르게 하더라도 표면층이 거칠게 되고, 또 강도가 약해 내구성이 떨어지며, 표면에 착색시 안료가 많이 소요되어 비용이 상승하는 등의 문제점이 있었다.

한편, 본 발명자에 의해 국내에 출원된 것으로 도로 포장용 투수 콘크리트 포장방법이 제안된 바 있으나, 이 방법에서는 굵은 골재 최대치수를 13mm-5mm로 한정 하였음에도 불구하고, 이 역시 표면이 거친 문제점이 있었다. 표면을 거칠지 않게 하기 위해서는 세라믹 등을 사용할 수도 있겠으나, 이 경우는 에폭시 및 수입 인조 골재를 사용해야하므로 가격이 상당히 고가이며, 또한 에폭시는 초기 강도는 강하나 시간경과에 따라, 시멘트가 시간이 경과될수록 강도가 증가하는 것과는 달리, 계속적으로 강도 및 내구성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 종래 투수성 콘크리트의 이러한 문제점들을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 포장 후 표면이 거칠지 않고 내구성이 우수하며 나아가 착색을 다양하고 용이하게 할 수 있는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 시공에 소요되는 시간을 줄이는 한편, 착색의 경우 표면층인 세립도 투수콘크리트층에만 착색을 하면 되기 때문에 공사에 소요되는 경비를 최소한으로 하여 경제적인 효과를 가져오게 하는 것이다.

본 발명은 종래의 방법에 의하여 포설되는 투수콘크리트의 상부에 분쇄된 폐유리 및 세립(細粒)의 쇄석과 시멘트 등을 혼합한 박층의 투수콘크리트층을 포설하는 것을 특징으로 하는 것으로, 본 발명의 공정은 하기와 같다.

첫째 공정 : 일반 통상의 투수성 포장에서와 같이 노상을 정리하고 휠타층을 포설하며 쇄석기층을 포설 및 이를 다짐하는 공정.

둘째 공정 : 쇄석기층의 상부에 기층용 투수콘크리트를 포설 및 다짐하는 공정.

셋째 공정 : 전기 공정의 기층용 투수 콘크리트의 다짐 완료 후 표면의 수분이 증발하기 전(약 1시간 이내)에 분쇄된 폐유리, 세립도의 쇄석, 모래, 시멘트, 폴리머, 물, 안료, 지연제 등이 혼합된 세립도 투수콘크리트를 박층(10-30mm)으로 포설 및 다짐한 후, 이를 통상의 방법으로 양생하고 건조시키는 공정,

넷째 공정 : 전기 공정의 세립도 박층 투수콘크리트의 표면에 폴리머 즉, 에폭시, 아크릴, 우레탄, 라텍스(Latex)등을 충분히 살포하는 공정.

다섯째 공정 : 통상의 방법으로 커터기로 가로 줄눈, 세로 줄눈을 하여 양생하여 포장을 완성시키는 공정.

첫째 공정에 있어서, 휠타층은 주로 모래로 형성되는데, 이 휠타층은 투수계수가 10×10^-4cm/sec 이상이 되도록하여 노상의 흙이 기층에 혼입되는 것을 방지함과 동시에 오염된 우수등을 1차 정수할 수 있도록하는 것이 바람직하다. 그리고, 쇄석기층은 상부의 하중을 하부에서 분산되도록 하기 위하여 포설되는 것인데, 이 쇄석기층의 투수계수는 10×10^-2cm/sec 이상이 되도록 하고 포설 후 최적함수비에서 최적밀도가 되도록 충분히 다지는 것이 바람직하다.

둘째 공정에 있어서, 기층용 투수콘크리트를 포설 및 다짐함에 있어서는 본 발명자의 기출원된 도로포장용 투수 콘크리트 포장방법에 기재된 투수 콘크리트를 기층용 투수 콘크리트로 사용하여 공극율 10% 이상, 투수계수 10×10^-2cm/sec 이상, 강도는 압축강도 기준 150 kg/cm²이상이 되도록 다짐을 하여야 한다.

셋째 공정에서는, 분쇄된 폐유리 세립도의 쇄석, 시멘트, 본드, 물 안료, 지연제 등이 혼합된 세립도 투수 콘크리트를 전기 공정의 기층용 투수 콘크리트의 다짐 완료 후 1시간 이내에 포설하여야 하는데, 이는 층간의 접착을 견고히 하기 위함이다. 그리고 이 세립도 투수 콘크리트는 10-30mm 정도로 평탄성이 유지될 수 있도록 포설하면 충분하여, 공극율 7%이상, 투수계수 10×10^-3cm/sec 이상, 압축강도 150-400 kg/cm²가 되도록 다짐을 하는 것이 바람직하다. 이렇게 다짐을 하게 되면, 기층의 투수 콘크리트 공극 사이로 세립도 투수 콘크리트가가 채워지게 되는데, 기층용 투수 콘크리트도 같은 시멘트계로서 세립도 투수 콘크리트에 포함된 본드 (폴리머)를 흡수하게 되므로 층간의 접착이 완벽하게 이루어지게 된다.

세립도 투수 콘크리트의 공극율이 7%이상, 투수계수가 10×10^-3cm/sec 이상, 압축강도가 150-400 kg/cm²이 되도록 하기 위하여는 시멘트를 250-500 kg/m³사용하고 물 시멘트 비는 25-40% 범위에서 투수계수를 고려하여 단위 수량을 결정하고 골재, 즉 분쇄 폐유리 및 세립 쇄석의 사용량은 다음의 공식으로 산출한다.

여기에서 G: 사용골재의 중량, 930: 공극률 7%를 제외한 세립도 투수 콘크리트의 1m³의 용적, W: 단위수량, C: 시멘트 사용량, CS: 시멘트 비중, GS: 사용자재의 비중

따라서,

위의 계산에 의하여 골재 사용량이 1428-2128 kg/m³범위에서 결정된다. 이 골재의 입도는 3mm체에서 중량비로 80-100% 통과하고 1mm 체에서 중량비로 10% 이하 통과하는 자재를 사용하여야 한다. 이 골재로서 세립의 쇄석 또는 모래를 사용할 수도 있으나 분쇄된 폐유리와 세립도의 쇄석 (또는 모래)을 혼합하여 사용할 수도 있다. 분쇄된 폐유리를 혼합하여 사용하는 경우에는 유리의 투명성에 의하여 색상이 장기간 보존될 수 있으며, 또한 다양한 색상을 표현할 수가 있다. 분쇄된 폐유리와 세립의 쇄석을 혼합하여 사용하는 경우에는 분쇄된 유리를 중량비로 10-50% 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 분쇄 폐유리를 사용하게 되면, 콘크리트 포설 후, 일반 쇄석만을 사용한 경우보다 기포가 5배에서 10배까지 발생하고 또 그 기포가 공극이 되어 투수성을 증대시키는 역할을 하게 된다.

세립도 투수 콘크리트의 강도 증대 및 기층 투수 콘크리트와의 접착력을 증대시키기 위하여 에멀전 타입의 폴리머를 사용하는데, 이때 폴리머의 사용량은 고형분 50%을 기준으로 시멘트 사용중량의 10-50%를 사용하는 것이 바람직하다.

이 공정에서, 운반시간, 포설 및 다짐시간 등을 고려하여 시멘트 지연제를 사용할 수도 있는데, 그 사용량은 시멘트 사용중량의 2%를 초과하지 않아야 하고, 착색을 위하여 안료를 첨가하는 경우에는 내후성이 우수한 무기질 안료를 사용하여야하며, 사용량은 시멘트 사용중량의 20% 이내 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

넷째 공정에서는 세립도 박층 투수 콘크리트의 표면에 폴리머 즉, 에폭시, 아크릴, 우레탄, 라텍스(Latex)등을 살포하는데, 이는 세립도 투수 콘크리트의 강도를 증대시키고 나아가 기층 투수 콘크리트와의 접착력을 증대시키기 위한 것이다.

다섯째 공정에서는 통상의 방법으로 커터기로 가로 줄눈, 세로줄눈을 하여 양생하여, 소정의 강도를 갖는 공극률이 7% 이상이고, 투수계수가 10×10^-3cm/sec 이상인 박층 세립도 투수 콘크리트가 완성된다.

이 박층 세립도 투수 콘크리트의 표면상태는 매우 고르기 때문에 일반의 불투수 콘크리트 보다도 더 우수한 표면상태를 갖는다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 설명한다.

(실시예)

주차장 100 m²를 녹색의 세립도 투수성 포장으로 설치하는데 이때 휠타층 : 5cm, 기층 : 15cm, 압축강도 : 210 kg/cm³, 기층용 투수 콘크리트 : 9cm, 강도 210 kg/cm²의 세립도 투수 콘크리트 : 1cm 로 포장하며 투수계수는 10×10^-3cm/sec 이상, 공극율은 7% 이상이 되도록 하기 위하여 다음의 공정을 진행하였다.

제 1공정 : 노상을 정비하고 투수계수 10×10^-3cm/sec의 모래를 5m³를 포설하여 로라로 다졌다.

제 2공정 : C-40의 투수계수 10×10^-2cm/sec 이상의 기층재를 15m³를 포설하여 최적 함수비에 다른 최대밀도로 다졌고, 물 120 kg/m³, 시멘트 320 kg/m³, 골재량은 1712 kg/m², 지연재 0.96 kg/m³를 혼합하여 투수계수 10×10^-2cm/sec 공극율 10%이상, 강도 210 kg/cm²이상이 되도록 로울러로 다졌다.

제 3공정 : 기층용 투수 콘크리트의 다짐 완료 후 1시간 이내에 세립도 투수 콘크리트를 포설하였는데, 이 세립도 투수 콘크리트는 물 150 kg/m³, 백시멘트 370 kg/m³, 3mm 체에서 중량비로 80-100% 통과하고 1mm 체에서 10% 이하가 통과되는 폐유리 및 가는 쇄석을 사용하였으며, 이때 폐유리는 30%를 사용하고 가는 쇄석을 70% 사용하였다. 그리고, 이 혼합재에 포함된 폴리머로는 고형분 50%의 아크릴을 시멘트 사용중량의 20%(370×0.2 = 74 kg/m³)를 사용하였고, 지연제는 시멘트 사용량의 0.3%(370×0.003=1.11 kg/m²)를 사용하였으며, 안료는 녹색으로 무기질 안료인 산화크롬을 시멘트 사용중량의 3% (370×0.03 = 11.1 kg/m³)를 사용하였다. 혼합된 세립도 투수 콘크리트를 기층용 투수 콘크리트에 인력으로 포설하며 시험실에서 제작한 공시체의 밀도 이상으로 다짐한 후 비닐로 덮어 수분을 방지시키고 1일 경과후 투수 콘크리트 표면에 양생 살수를 하며 2일후 표면을 건조시키며 표면이 기건상태가 되도록 하였다.

제 4공정 : 표면이 기건상태가 될 때 에폭시 프라이어(고형분 50% 기준)를 스프레이를 이용, 세립도 투수 콘크리트 표면에 충분히 (약 30kg) 살포하여 기층용 투수 콘크리트에 까지 미치도록 하였다.

제 5공정 : 통상의 방법에 좇아 7시간 이상 대기 양생후 보행을 개통하였으며, 줄눈을 5m 간격으로 두고 14일후 차량을 개통하였다. 완성된 세립도 박층 투수 콘크리트 포장에 대한 시험 결과는 다음과 같다.

상기 시험 결과표에서 보듯이, 본 발명이 방법에 의하여 완성된 포장체는 압축강도, 공극율, 투수계수, 색상, 평탄성 및 다짐율에서 모두 규격 이상을 나타내며, 그 표면이 매우 골라 미관이 매우 수려 하였다.

따라서, 본 발명은 도로, 보도, 자전차로 및 주차장 등 어디에나 저렴한 비용으로 적용할 수 있으므로 종래의 투수 콘크리트에 비교하여 매우 우수한 것이라 하겠다.

Claims (8)

1. 일반 통상의 투수성 포장에서와 같이 노상을 정리하고 휠타층을 포설하며 쇄석기층을 포설 및 이를 다짐하는 공정. 전기 공정의 쇄석기층 상부에 기층용 투수콘크리트를 포설 및 다짐하는 공정; 전기 공정의 기층용 투수 콘크리트의 다짐완료 후 표면의 수분이 증발하기 전에, 중량비로 3mm 체에서 80% 이상 통과하고 1mm 체에서 10% 이하 통과되는 세립도의 쇄석, 시멘트, 물이 혼합된 세립도 투수 콘크리트를 박층(10-30)으로 포설 및 다짐한 후, 이를 통상의 방법으로 양생하고 건조시키는 공정; 전기 공정의 세립토 박층 투수 콘크리트의 표면에 폴리머를 충분히 살포하는 공정; 및 통상의 방법으로 커터기로 가로 줄눈, 세로 줄을 하여 양생하여 포장을 완성시키는 공정;을 포함하는 세립도 박층 투수 콘크리트 포장방법.
2. 제 1항에 있어서, 중량비로 3mm체에서 80% 이상 통과하고, 1mm 체에서 10% 이하 통과하는 분쇄된 폐유리를 세립도 쇄석 사용량의 10-50% 사용하는 것을 특징으로 하는 세립도 박층 투수 콘크리트 포장방법.
3. 제 1항에 있어서, 폴리머로서 에폭시, 아크릴, 우레탄, 라텍스 중 하나 이상을 선택하여 고형분 50%를 기준으로 세멘트 사용량의 10-50%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 세립도 박층 투수 콘크리트 포장방법.
4. 제 1항에 있어서, 무기질 안료를 시멘트 사용 중량의 20% 이하로 사용하는 것을 특징으로 하는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법.
5. 제 1항에 있어서, 세립도 투수 콘크리트층을 포설함에 있어, 시멘트를 250-500 kg/m³사용하고 물 시멘트 비가 25-40%이며, 분쇄폐유리, 세립도의 쇄석 및 모래의 총 사용량이 1428-2128 kg/m³인 것을 특징으로 하는 세립도 박층 투수 콘크리트 포장방법.
6. 제 1항에 있어서, 세립도 쇄석 사용량의 100% 이하를 모래로 대체하는 것을 특징으로 하는 세립도 박층 투수 콘크리트 포장방법.
7. 제 1항에 있어서, 기층용 투수 콘크리트를 포설함에 있어; 물 100-140 kg/m³, 시멘트 240-400 kg/m³, 5mm 이하 잔골재 300kg/m³이내, 25mm-5mm(57호 골재) 굵은 골재 1500-1700 kg/m³, 혼화재 0.2-0.5 kg/m³로 혼합하여 공극율 10% 이상, 투수계수 10×10^-2∼ 50×10^-1cm/sec, 압축강도 150-300 kg/cm²가 되도록 함을 특징으로하는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법.
8. 제 1항에 있어서, 살포되는 폴리머로서 에폭시, 아크릴, 우레탄, 라텍스 등을 사용하는 것을 특징으로 하는 세립도 박층 투수콘크리트 포장방법.