KR100194752B1 - 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치 및 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도선이 없이도 도로를 정밀하게 시공하는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치 및 공법에 관한 것으로, 포장될 시공구간의 측량 결과에 따라 종단구배 및 횡단구배의 기준높이로 도로의 일측지면에 소정구간마다 설치되는 못(2); 도로 포장구간별의 설계치와, 상기 포장구간의 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 계측신호가 연산처리하여 구동신호를 출력하는 제어수단(1); 상기 포장될 시공구간의 종단구배, 횡단구배 및 진행거리를 각각 계측하는 포장구배계측수단(3); 및 상기 제어수단(1)으로부터 출력되는 신호에 의해 상기 솔레노이드 밸브(5)에 구동신호를 인가하는 구동수단(4을를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장장치와, 상기 포장구간의 측량 설계치에 따라 소정구간마다 양측도로에 구배의 기준이 되는 짧은 못(2)을 박아 고정하는 제1단계; 도로 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치를 제어수단(1)에 입력하는 제2단계; 상기 제어수단(1)에 입력된 설계치의 초기값을 설정하는 제3단계; 상기 초기값의 설정에 따라 구동되어 포장구간을 진행하면서 상기 못(2)의 유무를 감지하며 높이를 계측하되, 포장구간의 각 진행거리별 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 변위량을 계측하여 상기 제어수단(1)에 입력하는 제4단계; 상기 제어수단(1)에 기 입력된 포장구간별 설계치와 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측신호를 연산처리하여 구동신호를 출력하는 제5단계; 상기 제어수단(1)으로부터 연산된 제어신호를 구동수단(4)이 인가받아 솔레노이드 밸브(5)에 구동신호를 출력하여 온-오프(ON-OFF)시키는 제6단계; 상기 솔레노이드의 온(ON)신호에 따라 유압펌프로부터 유압을 제공받아 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측량만큼 실린더가 구동하는 제7단계; 및 상기 유압실린더의 구동에 따라 도로포장에 깔린 아스콘을 밀착시키는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장공법을 제공한다.

Description

짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치 및 공법

제1도는 종래기술에 따른 도로포장장치의 구성을 나타낸 개략도.

제2도는 종래 도로포장장치의 종단구배 계측센서의 구성도.

제3a도 및 제3c도는 종래 도로포장장치의 종단구배 계측센서의 다른 실시예 구성도.

제4도는 본 발명에 의한 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략도.

제5도는 본 발명에 의한 도로포장공법의 개념도.

제6도는 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 엔코더의 구성도.

제7도는 본 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 MLDT계측 센서의 구성도.

제8도는 본 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 RVIT계측 센서의 구성도.

제9도는 본 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 경사각센서의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어기 2 : 못

3 : 포장구배계측수단 4 : 종단드라이버

5 : 솔레노이드 밸브 6 : 유압펌프

7 : 유압실린더 8 : 인두판

11 : 엔코더 12 : 직선변위계측센서

13 : 회전각계측센서 14 : 경사각센서

본 발명의 확장도로 및 신설도로를 평활하게 포장하기 위한 도로포장장치 및 공법에 관한 것으로, 특히 유도선 또는 구배기준수단이 없이도 도로를 정밀하게 시공하는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치 및 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 도로건설에는 기층작업이 종료된 후 아스팔트 또는 콘크리트 포장을 하여 도로 건설을 마무리하는데, 아스팔트로 포장을 마무리하는 경우 배쳐 플랜트에서 만들어진 아스콘을 아스팔트 피니셔에 내장하여 일정한 두께와 구배를 유지하도록 포설한다.

상기 아스팔트 피니셔는 도로의 진행방향으로의 구배인 종단구배와 횡단구배, 그리고 도로표면의 거칠기값을 고려하되, 그들의 허용범위내에서 도로포장을 신속하게 실시하여야만 한다.

종래의 아스팔트 피니셔의 구성을 제1도를 통하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시한 바와 같이, 신설도로 또는 확장도로의 포장공사시 포장구간별로 도로의 설계횡단구배와, 설계종단구배가 입력되는 제어기(101)와, 상기 제어기(101)에 연결되며, 도로의 포장구간의 종단구배를 계측한 값을 상기 제어기(101)에 입력하는 종단구배계측장치(102) 및 횡단구배계측장치(도면에 표시하지 않음)와, 상기 제어기(101)에 입력된 종단구배와 횡단구배신호에 따라 온-오프(ON-OFF)구동을 하는 솔레노이드 밸브(103)와, 상기 솔레노이드 밸브(103)의 구동에 따라 유압을 제공하는 유압펌프(104)와, 상기 유압펌프(104)로부터 인가된 유압에 의해 상하구동하는 유압실린더(105)와, 상기 유압실린더(105)의 구동에 따라 포장도로에 공급되는 아스콘을 밀착하는 인두판(106)으로 구성되어 있다. 여기서, 상기 종단구배 게측장치(102)는 포장구간의 지면에 소정거리마다 장착된 유도장치와, 상기 유도장치에 걸쳐져 도로의 종단구배를 계측하는 감지수단으로 구성되는데, 이의 구성을 제2도 및 제3도의 도면에 나타내었다.

제2도는 포장도로의 구배를 계측하기 위한 유도장치의 구성도이고, 제3a도 내지 제3c도는 유도선의 구배변위를 계측하기 위한 아스팔트 피니셔의 종단구배 감지장치의 구성도를 나타낸 것이다.

먼저, 제2도를 참조하여 유도장치의 구성을 살펴보면, 포장도로의 지면에 일정한 간격으로 박힌 다수의 스틱(201)과, 상기 각 스틱(201)의 상측부에 나사로 체결되며, 그 일측부가 하측으로 구부러진 강철봉(202)과, 상기 각 강철봉(202)의 구부러진 단부측에 유도선(203)이 연결된 구조로 이루어져 있다.

또한, 제3a도 내지 제3c도에 도시한 바와 같이, 감지수단은 센서몸체(301)에 부착된 센서암축(302) 및 상기 센서암(303)과, 상기 센서암(303)에 수평방향으로 장착되어 유도선(203)에 걸쳐지도록 하는 센서봉(304)으로 이루어진다(제3a도). 또한, 상기 제3a도의 센서암(303)과 센서봉(304) 대신 연결된 스키형상의 스틱(305)이 걸쳐지도록 한 것(제3b도)이 제안되어 있다.

이밖에 제3c도에서 보인 바와 같이 적외선을 이용한 센서(306)와, 도면에 도시하지는 않았지만 초음파를 이용한 센서가 사용되고 있다.

상기와 같이 구성된 종단구배 계측장치에서 유도장치의 유도선(203) 상단에 공지의 포장장비(아스팔트 피니셔)에 장착된 센서봉(304)이나 스키센서(305)와 같은 감지장치가 걸쳐져 이동하면서 상기 유도선(203)의 기울기에 따라 상기 감지수단이 미세한 변위를 일으켜 종단구배를 감지하며, 이 신호에서 출력된 변위만큼 제어기(101)로부터 제어된 신호로 포장장비의 유압실린더(105)가 구동하면서 인두판(106)을 눌러 도로면에 공급되는 아스콘을 일정한 두께로 지면에 밀착시키도록 한 것이다.

여기서, 제3a도 및 제3b도에 도시한 센서봉이나 스키센서의 경우는 유도장치가 반드시 필요하며, 제3c도의 적외선 계측방법과, 초음파센서는 기존의 포장도로면을 기준면으로하여 도로포장을 실시하는 경우에는 적용할 수가 없어 스키센서나 강철봉을 이용한 센서를 병용해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 센서를 이용한 종래의 아스팔트 피니셔는 4~5인의 작업인력을 필요로 하고, 주조종원의 경험에 따라 포장의 질이 좌우되기 때문에 경험을 습득하는데 상당히 긴 숙련기간이 필요하게 되는 문제점이 있었다.

상기 아스팔트 피니셔를 이용한 종래의 포장방법은 신설도로와 기존도로의 옆에 차선을 증설하는 확장도로로 구분지어 각각 다르게 실시되는데, 먼저 신설도로의 경우를 살펴보면 다음과 같다.

도로의 완성도를 판단하는데, 가장 중요한 요소는 도로에서 차량의 진행방향 기울기인 종단구배와, 상기 종단구배의 직각방향인 횡단구배이다. 상기 종단구배는 지형상 어쩔 수 없이 결정되는 경우가 많지만, 가능한한 작을수록 좋으며, 상기 횡단구배는 도로의 측방향으로의 배수를 원활히 하며, 또한 차량 등의 회전시 원심력으로 인해 도로에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 기울기를 주는 것이다.

도로가 종단구배 및 횡단구배를 가지면서 시공되기 위해서는 포장용 건설기계가 설계된 종단구배 및 횡단구배를 가지면서 시공이 되도록 해야하며, 이를 위해서 종래에는 기층작업이 완료된 노면을 측량한 후, 상기 노면의 일측 또는 양측에 도로 포장의 기준면 또는 기준선이 되는 유도장치를 소정간격마다 설치하고, 상기 유도장치의 기준면 또는 기준선을 따라 상기 포장용 건설기계 즉 아스팔트 피니셔가 이동하면서 기설계된 구배대로 도로포장을 시공한다.

상기와 같이 신설도로를 포장하는 경우 유도장치를 소정구간마다 설치하여야 하므로 많은 인력이 소모되며, 주변 교통량의 통제 등을 실시해야 하는 문제점이 있었다.

확장도로의 경우에는 도로의 구배기준을 먼저 설정하며, 여기에는 전술한 바와 같이 유도장치의 유도선을 포장기준으로 수행하는 방법과, 기존의 포장면을 기준으로 설정하는 방법이 있다.

전자를 사용하는 경우에는 인접차선에 통과차량이 많기 때문에 자칫 통과차량의 실수로 인하여 유도수단과 충돌하는 우려가 야기되며, 이는 시공을 더욱 어렵게 만드는 문제점이 있었다.

후자를 사용하는 경우에는 이미 포장이 끝난 옆차선의 종단방향 구배를 감지하도록 스키센서의 어테치먼트를 이용하여 종단구배값을 읽어들여 포장을 실시하므로, 정밀도가 저하될 뿐만 아니라, 횡단구배는 별도로 실시해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아스팔트 피니셔에 의한 포장작업시 유도선과 스틱없이도 종단구배 및 횡단구배의 계측이 가능하도록하여 신설도로의 포장작업을 신속하고 정밀하게 수행할 수 있도록 하는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치 및 공법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 확장도로의 포장시 주변 교통환경에 구애받지 않으면서 신속하고, 정밀하게 포장작업을 수행할 수 있는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치 및 공법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 제어신호를 인가받아 온-오프(ON-OFF)구동하는 솔레노이드밸브와, 상기 솔레노이드 밸브에서 인가되는 신호에 따라 유압을 제공하는 유압펌프와, 상기 솔레노이드 밸브에 연결되어 그의 온-오프신호에 따라 유압을 제공받아 구동하는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 구동에 따라 포장도로에 공급되는 아스톤을 일정한 두께로 밀착시키도록 가압하는 인두판을 포함하여 도로포장구간을 종단 및 횡단구배 설계치에 맞게 포장하는 도로포장장치에 있어서, 포장될 시공구간의 측량 결과에 따라 종단구배 및 횡단구배의 기준 높이로 도로의 일측지면에 소정구간마다 설치되는 구배기준수단; 도로 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치가 입력되고, 상기 포장구간의 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 계측신호가 입력되며, 상기 설게치와 계측신호를 연산처리하여 구동신호를 출력하는 제어수단; 상기 제어수단에 연결되어, 포장될 시공구간의 종단구배, 횡단구배 및 소정 진행거리의 변위량을 각각 계측하는 포장구배계측수단; 및 상기 제어수단으로부터 출력되는 신호에 의해 상기 솔레노이드 밸브에 구동신호를 인가하는 종단드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 같이 구성된 도로포장 반자동장치에 적용되는 도로포장공법에 있어서, 포장구간의 측량 설계치에 따라 소정구간마다 양측도로에 구배의 기준이 되는 구배기준수단을 박아 고정하는 제1단계; 도로 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치를 제어수단 입력하는 제2단계; 상기 제어수단에 입력된 설계치의 초기값을 설정하는 제3단계; 상기 초기값의 설정에 따라 구동되어 포장구간을 진행하면서 상기 구배기준수단의 유무를 감지하며 높이를 계측하되, 포장구간의 각 진행거리별 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 변위량을 계측하여 상기 제어수단에 입력하는 제4단계; 상기 제어수단에 기 입력된 포장구간별 설계치와 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측신호를 연산처리하여 구동신호를 출력하는 제5단계; 상기 제어수단으로부터 연산된 제어신호를 종단드라이버가 인가받아 솔레노이드 밸브에 구동신호를 출력하여 온-오프(ON-OFF)시키는 제6단계; 상기 솔레노이드 밸브의 온(ON)신호에 따라 유압펌프로부터 유압을 제공 받아 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측량만큼 유압실린더가 구동하는 제7단계; 및 상기 유압실린더의 구동에 따라 도로포장에 깔린 아스콘을 밀착시키는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 의한 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략도, 제5도는 본 발며에 의한 도로포장공법의 개념도, 제6도는 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 엔코더의 구성도, 제7도는 본 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 MLDT계측 센서의 구성도, 제8도는 본 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 RVIT계측 센서의 구성도, 제9도는 본 발명에 의한 도로포장 반자동장치의 요부인 경사각센서의 구성도이며, 도면에서 1은 제어기, 2는 못, 3은 포장구배계측수단, 4는 종단드라이버, 5는 솔레노이드 밸브, 6은 유압펌프, 7은 유압실린더, 8은 인두판, 11은 엔코더, 12는 직선변위계측센서, 13은 회전각계측센서, 14는 경사각센서, 21은 원판, 22는 핀, 23은 자기센서, 31은 센서봉, 32는 이동링, 33은 변위바, 34는 변위스케일, 41은 철판, 42는 힌지, 51은 하우징, 52는 커패시티플레이트, 53은 칸막이판을 각각 나타낸 것이다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 도로포장 반자동장치 및 공법은 유도장치 없이 포장구간의 종단구배 및 횡단구배의 설계치에 의거하여 자동으로 정밀시공할 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서의 도로포장장치는 포장구간의 측량결과에 따라 종단구배 및 횡단구배의 기준이 되도록 상기 포장될 시공구간의 도로일측 지면에 소정구간마다 구배기준수단으로서의 못(2)이 설치된다.

여기서, 상기 못(2)은 구배가 변하는 구간에 각각 설치되어 포장구배 및 포장두께의 기준기능을 수행하는 구배기준수단의 일예로서 사용되는 것이며, 꼭 구배기준수단을 못에 국한하는 것은 아니다.

그리고, 도로 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치가 입력되고, 상기 포장구간의 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 계측신호가 입력되며, 상기 설계치와 계측신호를 연산처리하여 구동신호를 출력하는 제어기(1)가 구비되는데, 상기 제어기(1)는 포장될 최초시작구간의 위치와 포장두께에 해당하는 초기 상태를 설정하여 포장을 진행하도록 한다.

상기 제어기(1)에는 포장될 시공구간의 종단구배, 횡단구배 및 진행거리를 각각 계측하며, 못의 유무 및 높이를 감지하는 다수의 포장구배감지수단(3)이 구비되는데, 상기 포장구배계측수단(3)은 진행거리를 계측하여 제어기에 신호를 인가하는 엔코더(11)와, 유압실린더의 변위를 계측하되, 상기 계측된 변위의 변화신호를 제어기에 인가하여 포장높이를 계측하는 직선변위 계측센서(12)(이하, 'MLDT'라 칭함)와, 상기 못(2)의 유무 및 높이를 계측하여 제어기에 신호를 인가하는 못계측센서(13)(이하, 'RVIT'라 칭함), 종단구배 및 횡단구배 변위를 계측하기 위하여 종단 및 횡단방향의 경사각을 계측하는 경사각 센서(14)로 이루어진다.

여기서, 제6도 내지 제9도의 도면을 참조하여 본 발명의 요부인 포장구배계측수단(3)의 상세한 구성을 설명하면 다음과 같다.

포장장비의 진행거리를 계측하는 상기 엔코더(11)는 제6도에 도시한 바와 같이 60℃ 간격으로 핀(22)이 구비된 원판(21)에 자기센서(23)가 구비되며, 바퀴의 회전에 따라 핀을 감지하는 자기센서(23)가 펄스파를 발생하므로서 구르는 각도를 거리로 환산하도록 한 것이다.

포장장비의 유압실린더의 피스톤부분에 장착되어 제한적인 거리이내에서 직선적으로 움직이는 물체의 직선변위를 계측하는데 사용되는 직선변위계측센서(12)(Magnetostrictive Linear Displacement Transducer; 이하, MLDT계측센서라 칭함)는 제7도에 도시한 바와 같이 물체의 접촉에 따라 직선변위를 감지하는 센서봉(31)과, 상기 센서봉(31)에 끼워지며, 공지의 변위바(33)의 이동에 따라 함께 상하로 변위되는 이동링(32)과, 상기 변위바(33)의 상하이동 변위를 계측하도록 눈금이 새겨진 공지의 변위스케일(34)로 구성되어, 상기 유압실린더의 직선변위를 계측한다.

못(2)의 유무 및 높이를 계측하는 회전각계측센서(Rotary Variable Induction Transformer; 이하 RVIT계측센서라 칭함)(13)는 제8도에 도시한 바와 같이 포장장비의 일측에 부착된 브라켓에 지면에 맞닿도록 하되 힌지(42)를 중심으로 회동하는 철판(41)을 구비하되, 상기 철판(41)이 못을 치고 넘어가는 동안의 일정각도를 감지하여 못의 최고높이를 계측한다. 이의 계측방법을 제8도의 도면을 참조하여 간략하게 설명하면, 수평면과 철판(41)의 각도를 a1이라 할 때, 포장장비가 진행함에 따라 못을 타고 철판(41)이 넘어가면서 변하는 a2, a3, a4의 변위각을 읽으며, 상기 a3각에서 a4각으로 갑자기 커지면 이를 못으로 간주하고 못의 높이를 구하도록 한 것이다.

이때의 못의 높이 h1=L1*sin(a1)-L1*sin(a3)으로 구한다.

또한, 본 실시예에서는 포장장비가 초기상태에 읽었던 높이(h1)를 기준으로 설정하여 두고, 다음구간 시작점에 위치하는 못(2)의 높이가 읽혀졌을 때, 기준못의 높이(h1)에 비해 20%이내의 크기는 모두 못으로 간주하도록 한 구조를 제시하여 못의 유무를 인식할 수 있도록 하였다.

종단구배 및 횡단구배변위를 계측하기 위하여 종단 및 횡단방향의 경사각을 계측하는 공지의 경사각 센서(14)는 제9a도 및 제9b도를 참조하여 설명한다. 제9a도에 도시한 바와 같이, 절반의 액체가 내재되도록 두 개의 원판이 결합된 하우징(51)과, 상기 하우징(51)내에 소정간격을 두고 설치되어 경사각도에 따라 변위되는 커패시티 플레이트(52)로 이루어진다. 여기서 상기 커패시티 플레이트(52) 위에는 좌우대칭 2개의 가변 정선 플레이트가 에칭되어 있어 정전용량의 효과를 내도록 하고 있으며, 상기 하우징(51)내부는 칸막이판(53)에 의해 격리되어 2개의 정전플레이트를 전기적으로 격리하므로서 크로스토크를 방지한다. 따라서, 제9b도에 도시한 바와 같이 하우징(51)의 기울어짐에 따라 수평을 이루고 있던 커패시티 플레이트(52)가 변위되어 경사각 신호를 출력하는 것이다. 본 도에서는 수평의 상태와 45℃ 경사된 상태를 나타내고 있다.

상기 제어기(1)에는 그로부터 출력되는 설계치와 계측된 값의 연산처리신호에 의해 구동신호를 인가하는 종단드라이버(4)가 장착되며, 상기 종단드라이버(4)에는 그로부터 출력되는 구동신호에 따라 온-오프구동을 하는 솔레노이드 밸브(5)가 연결된다.

상기 솔레노이드 밸브(5)에는 그의 온-오프구동에 따라 유압을 제공하는 유압펌프(6)와, 상기 솔레노이드밸브(5)에 연결되어 그의 제어되는 온-오프구동에 따라 유압을 제공받는 유압실린더(7)와, 상기 유압실린더(7)의 구동에 따라 도로에 공급되는 아스콘을 일정한 두께로 밀착시키도록 가압하는 인두판(8)을 구비한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

포장구간의 측량 결과에 따라 종단구배 및 횡단구배의 기준이 되도록 상기 포장될 시공구간의 도로 일측지면에 소정구간마다 못(2)를 설치한다.

여기서, 상기 못(2)은 구배가 변하는 구간에 각각 설치되어 포장구배 및 포장두께의 기준기능을 수행한다.

그리고, 상기 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치를 제어기(1)에 입력하며, 상기 설계치에 따라 포장될 최초시작구간의 못(2)의 위치와 포장두께에 해당하는 초기상태를 설정하여 포장을 진행한다.

상기 초기상태에서 기 입력된 해당구간의 포장거리와 횡단구배 및 종단구배를 가지고 포장장비가 1cm 진행할 때마다 엔코더(11)가 진행거리의 변위를 감지하여 신호를 제어기(1)에 출력하고, 상기 신호에 따라 경사각 센서(14)가 종단경사, 횡단경사 변위를 계측하여 신호를 출력한다.

또한, RVIT 계측센서(13)는 철판(41)의 각도변위에 따라 못(2)의 유무신호를 출력한다. MLDT계측센서(12)는 진행거리마다 유압실린더(7)의 변위를 출력한다.

상기의 포장구배계측센서들에 의해 계측된 신호가 제어기(1)에 입력되면, 상기 제어기(1)는 기 입력된 설계치와 계측신호를 연산처리하여 구동신호를 출력하며, 상기 종단드라이버(4)는 제어기(1)로부터 구동신호를 입력받아 솔레노이드밸브(5)를 온(ON)시킨다.

이에 따라, 유압펌프(6)로부터 제공되는 유압이 유압실린더(7)를 통하여 변위량만큼 상하이동하면서 인두판(8)을 누르게 되는 것이다.

상기한 구성으로 작용되는 도로포장장치를 적용하여 이루어지는 포장공법을 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 도에서는 단위포장구간을 1구간(WxL)에서 3구간으로 난눈 상태를 보여주고 있으며, 각 포장구간의 경계부위의 일측에는 못(2)이 박혀있다.

도로포장을 수행하기 위해서는 도로 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치를 제어기(1)에 입력하고, 또한 상기 포장구간의 측량 설계치에 따라 소정구간마다 도로의 일측지면에 종단 및 횡단구배의 기준이 되는 짧은 못(2)을 박아 고정한다.

이때, 각 단위포장구간에 설치된 못(2)과 못(2')사이의 위치까지는 포장두께, 종단구배, 횡단구배가 변하지 않는다.

상기 제어기(1)에 입력된 설계치에 따라 포장구간 시작점의 못의 높이, 포장두께, 종단 및 횡단구배의 초기값을 설정한다.

상기 초기값의 설정완료에 따라 포장장비가 구동하여 단위포장구간(1구간)을 진행하면서 상기 못(2)의 유무를 감지하며, 포장구간의 각 진행거리별 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 변위량을 계측하여 상기 제어기(1)에 입력한다.

상기 제어기(1)에 기 입력된 포장구간별 설계치와 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측신호를 연산처리한 신호를 출력함에 따라 종단드라이브(4)는 솔레노이드 밸브(5)에 구동신호를 출력하여 온-오프(ON-OFF)시킨다.

상기 솔레노이드 밸브(5)의 온(ON)신호에 따라 유압펌프(6)로부터 유압이 유압실린더(7)에 제공되어 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측량만큼 유압실린더(7)가 구동한다.

상기의 포장과정에서, 상기 포장장비가 1cm 진행할 때마다 유압실린더(7)가 움직여야할 변위를 수치적으로 계산하는데, 먼저 종단구배에 관해서는, 제5도에 나타낸 상기 종단구배(A1)와 단위포장거리(L1)에 의하여 1cm 이동시마다 미세변위량 AA1=10*tan(arc tan(A1/100)을 구하여 상기 AA1만큼 유압실린더를 들어 올리고 내릴 수 있도록 제어기(1)에서 신호를 출력하므로서 종단구배를 시공한다.

또한, 설계된 횡단구배에 관해서는, 왼쪽 및 오른쪽 유압실린더(7)를 각각 제어하며, 그 변위량의 차이를 구하는데, 먼저 왼쪽 또는 오른쪽 어느 일측을 기준으로 설정하여 두고 기준측의 유압실린더(7)에 대해서는 변위를 가하지 않는다.

그리고, 해당구간 시작점의 횡단구배와 종점의 횡단구배와의 차이(BB1=B2-B1)에 해당하는 만큼의 횡단구배를 기준으로 하여 변위차를 구한다. 이때, 상기 변위차이(BB1/W)는 해당구간 전체에 걸쳐 점진적으로 변하도록 한다. 즉 횡단구배차이 BB1을 입력된 당해 포장거리(L1)로 나누어 1cm진행할 때마다 변하는 각도 DBB1=(BB1/W)/L1을 구하면, 상기 DBB1은 기준측이 아닌쪽의 유압실린더(7)가 1cm 진행시마다 구배변화가 확보될 수 있도록 기준측이 아닌 반대측의 유압실린더를 올리거나 내리고, 이를 해당 포장도로 구간(L1)에 걸쳐 계속함으로써 해당구간에서 원하는 횡단구배를 가지는 도로를 시공할 수 있는 것이다.

그리고, 원하는만큼의 변위가 이루어졌는가는 횡단구배 계측센서(경사각센서)의 계측된 값을 계측하므로써 알 수 있다.

상기 횡단구배를 갖는 도로포장의 시공방법의 다른 실시예를 설명하면, 유압실린더(7) 각각에 부착되어 피스톤의 변위를 계측하는 변위센서(MLDT)(12)의 현재치를 읽어 기준측의 읽음치를 h1이라 하고, 반대측은 h1'라 한 다음, 두 읽음치의 차이(dh1)와 두 개의 실린더 사이의 거리를 이용하여 횡단방향 경사각을 계산하고, 1cm진행시마다 이 경사각이 앞에서와 같은 경로로 구한 DBB1과 일치되 때까지 기준 반대측의 실린더만을 변위시켜 원하는 횡단구배를 얻을 수도 있다.

이러한 종단구배 및 횡단구배작업을 구간별로 계속 진행하되, 1구간의 포장시공이 완료되면, 2구간의 시작점에 설치된 못(2)을 RVIT계측센서(13)가 타고 넘으면서 상기 2구간의 설계치를 입력하고, 기준점을 설정하여 상기에서 기술한 바와 같은 동작을 반복 수행하면서 유압실린더(7)의 조절에 따른 구동으로 인두판(8)이 공급되는 아스콘을 도로에 밀착시켜 포장한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 신설도로 또는 확장도로의 포장에 있어서, 포장구간의 설계치와 구간진행 거리별 입력되는 종단 및 횡단구배를 연산처리하여 유압실린더를 구동하므로서 포장구간의 종단구배 계측을 위한 유도장치 등이 필요치 않을 뿐만 아니라, 정밀시공이 가능하며, 상기 유도장치의 설치로 야기되는 인력을 절감하며, 주변 도로환경에 구애받지 않고 신속히 포장을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 외부로부터 제어신호를 인가받아 온-오프(ON-OFF)구동하는 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브에서 인가되는 신호에 따라 유압을 제공하는 유압펌프와, 상기 솔레노이드 밸브에 연결되어 그의 온-오프 신호에 따라 유압을 제공받아 구동하는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 구동에 따라 포장도로에 공급되는 아스톤을 일정한 두께로 밀착시키도록 가압하는 인두판을 포함하여 도로포장구간을 종단 및 횡단구배 설계치에 맞게 포장하는 도로포장장치에 있어서, 포장될 시공구간의 측량 결과에 따라 종단구배 및 횡단구배의 기준높이로 도로의 일측지면에 소정구간마다 설치되는 구배기준수단; 도로 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치가 입력되고, 상기 포장구간의 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 계측신호가 입력되며, 상기 설계치와 계측신호를 연산처리하여 구동신호를 출력하는 제어수단; 상기 제어수단에 연결되며, 포장될 시공구간의 종단구배, 횡단구배 및 소정 진행거리의 변위량을 각각 계측하는 포장구배계측수단; 및 상기 제어수단으로부터 출력되는 신호에 의해 상기 솔레노이드 밸브에 구동신호를 인가하는 종단드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 포장구배계측수단은 포장구간의 진행거리를 계측하여 상기 제어수단에 신호를 출력하는 엔코더와, 상기 구배기준수단의 유무 및 높이를 계측하여 제어수단에 신호를 출력하는 회전각 계측센서; 종단구배 및 횡단구배변위를 계측하기 위하여 종단 및 횡단방향각도를 계측하여 상기 제어수단에 출력하는 경사각 센서(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 횡단구배감지신호를 입력받은 제어수단의 제어신호에 따라 상기 유압실린더의 구동변위량을 계측하여 상기 제어수단에 입력된 설계치와 비교하여 변위차에 따른 보정량신호를 출력하는 직선변위계측센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장 반자동장치.
4. 도로포장 반자동장치에 적용되는 도로포장 공법에 있어서, 포장구간의 측량 설계치에 따라 소정구간마다 양측도로에 구배의 기준이 되는 구배기준수단을 박아 고정하는 제1단계; 도로 포장구간별로 도로의 종단구배 및 횡단구배를 측량한 설계치를 제어수단에 입력하는 제2단계; 상기 제어수단에 입력된 설계치의 초기값을 설정하는 제3단계; 상기 초기값의 설정에 따라 구동되어 포장구간을 진행하면서 상기 구배기준수단의 유무를 감지하며 높이를 계측하되, 포장구간의 각 진행거리별 종단구배, 횡단구배 및 진행거리의 변위량을 계측하여 상기 제어수단에 입력하는 제4단계; 상기 제어수단에 기 입력된 포장구간별 설계치와 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측신호를 연산처리하여 구동신호를 출력하는 제5단계; 상기 제어수단으로부터 연산된 제어신호를 종단드라이버가 인가받아 솔레노이드 밸브에 구동신호를 출력하여 온-오프(ON-0FF)시키는 제6단계; 상기 솔레노이드 밸브의 온(ON)신호에 따라 유압펌프로부터 유압을 제공받아 상기 포장구간의 각 진행거리별 변위된 계측량만큼 유압실린더가 구동하는 제7단계; 및 상기 유압실린더의 구동에 따라 도로포장에 깔린 아스콘을 밀착시키는 제8단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법.
5. 제4항에 있어서, 제3단계의 초기값 설정은 최초 포장이 시작되는 구간에 포장도로의 종단구배, 횡단구배 및 포장두께를 설정하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법.
6. 제4항에 있어서, 제5단계는 단위포장구간의 종단구배(A1)와 단위포장거리(L1)에 의하여 1cm 이동시마다 미세변위량 AA1=10*tan(arc tan(A1/100)을 구하여 상기 AA1만큼 유압실린더를 상하구동시킬 수 있도록 제어수단에서 신호를 출력하여 종단구배를 시공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법.
7. 제4항에 있어서, 제5단계는 왼쪽 및 오른쪽 유압실린더를 각각 제어하되, 포장구간의 시작점과 종점변위량의 차이를 구하는 제1과정; 왼쪽 또는 오른쪽 어느 일측을 기준으로 설정하되, 기준측의 유압실린더에 대해서는 변위를 가하지 않고, 해당 포장구간 시작점의 횡단구배와 종점의 횡단구배와의 차이(BB1=B2-B1)에 해당하는 만큼의 횡단구배를 기준으로 하여 변위차를 구하는 제2과정; 상기 횡단구배차이(BB1)를 당해 포장거리(L1)로 나누어 1cm진행할 때마다 변하는 각도 DBB1=(BB1/W)/L1을 구하는 제3과정; 상기 변위각도(DBB1)는 기준 반대측의 유압실린더가 1cm 진행시마다 구배변화가 확보될 수 있도록 상하구동시키되, 이를 해당 포장도로 구간(L1)에 걸쳐 계속 수행하여 해당구간에서 제어수단에 기입력된 설계치대로 횡단구배를 가지는 도로를 시공하는 제4과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법.
8. 제7항에 있어서, 제2과정은 상기 횡단구배차이(BB1)를 당해 포장거리(L1)로 나눈 변위차이(BB1/W)를 해당구간 전체에 걸쳐서 점진적으로 변하도록 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법.
9. 제4항에 있어서, 유압실린더 각각에 부착되어 피스톤의 변위를 계측하는 직선변위계측센서(MLDT)의 현재치를 읽어 기준측의 읽음치(h1)와 반대측의 읽음치(h1') 차이(dh1)를 구하는 제1과정; 상기 양측 유압실린더의 변위차이(dh1)와 두 개의 실린더 사이의 거리를 이용하여 횡단방향 경사각을 계산하는 제2과정; 상기 횡단구배차이(BB1)를 당해 포장거리(L1)로 나누어 1cm 진행할 때마다 변하는 각도 DBB1=(BB1/W)/L1을 구하는 제3과정; 상기 변위각도(DBB1)와 일치될 때까지 기준 반대측의 실린더만을 변위시켜 제어수단에 기입력된 설계치대로 횡단구배를 가지는 도로를 시공하는 제4과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법.
10. 제4항 또는 제7항에 있어서, 상기 제어수단의 제어신호에 따라 포장된 종단 및 횡단구배를 계측하여 상기 제어수단에 기 입력된 설계치와 비교하여 변위차이에 따른 보정량 신호를 상기 솔레노이드 밸브에 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짧은봉을 이용한 도로포장공법.