KR100328533B1 - 도로의부설방법 - Google Patents

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KR100328533B1
KR100328533B1 KR1019950003557A KR19950003557A KR100328533B1 KR 100328533 B1 KR100328533 B1 KR 100328533B1 KR 1019950003557 A KR1019950003557 A KR 1019950003557A KR 19950003557 A KR19950003557 A KR 19950003557A KR 100328533 B1 KR100328533 B1 KR 100328533B1
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이토겐이치
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Abstract

도로의 동결을 효율적으로 방지하고 이에 동반하는 여러가지 도로의 손상을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 실란계 화합물 및 오르가노폴리실록산류로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 주성분으로 하는 상온에서 유동성을 갖는 액체상 방수제를 1g/㎡∼500g/㎡로 되도록 노반상에 산포, 함침시킨후, 그 노반상에 도로를 부설하는 것을 특징으로 하는 도로의 부설방법에 관한다.

Description

도로의 부설방법
(산업상의 이용분야)
본 발명은 도로의 부설방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 특정 방수제를 사용하여 노반동결에 의한 도로의 손상을 적게 한 도로의 부설방법에 관한 것이다.
(종래기술)
노반의 동결은 동계나 한랭지에 있어서 통상 관찰되는 자연현상이다. 일반적으로 노반이 0℃ 이하로 냉각되면, 노반중의 수분이 빙결하거나 지반중에서 모세관 현상에 의하여 지표면으로 상승한 수분이 빙결함으로써 노반이 동결한다.
이와 같이, 노반의 동결 및 서릿발의 발생의 정도는, 수분이 존재하는 지반의 상태나 기상조건에 따라 영향을 받는 것이다. 동결 및 서릿발이 발생하기 쉬운 노반으로서는, 노반중에 보유되는 물 (현수수, 懸垂水) 이 많고, 모세관인력이 큰 미세한 입도의 점토나 실트(silt)층이다.
노반이 동결하면, 노반중의 수분이 동결하여 빙층을 만들기 때문에, 그 용적이 팽창해서 노반이 팽창하여 노면의 솟아오름 현상이 생기거나, 단지 노반표면이 부풀어 요철이 생기거나 한다.
노반중에 존재하는 수분만이 동결하는 경우는, 용적팽창은 9% 정도이고, 노면의 솟아오름도 작지만, 지하수로부터 모세관 현상에 의하여 물이 노반중에 보급되는 것과 같은 노반이면, 빙층이 성장하여 큰 팽창력이 되고, 노면의 솟아오름 현상이나, 노반표면의 부풀음에 의한 도로의 손상이 크게 된다.
특히 노반이 콘크리트나 아스팔트 등으로 포장되어 있는 포장도로에 있어서는, 포장면이 박리하거나 금이가는 등 노면으로서는 중대한 손상이 생긴다. 또, 동결한 노면의 지표부근의 얼음이 녹은 뒤에도 지중의 노반이 오랫동안 동결되어 있으면 녹은 얼음이나 비 등에 의한 물이 지중에 침투하지 않고, 노면에 물이 고여서 도로가 악화되는 경우가 있다.
더욱더, 봄이 되고 얼음이 녹은 노반중의 수분이 증가하면, 노반이 연약하게 되고 노면의 지지력이 상실되어 교통하중량에 의하여 도로가 파괴되는 일이 있다.
이 때문에 종래, 노반의 동결을 방지하기 위하여는 이하와 같은 방법이 채택되었다.
① 지하수위를 내린다.
② 노면을 높이 한다.
③ 노반의 적당한 깊이의 곳에 모래층, 자갈층, 쇄석층 또는 이들 혼합물 등의 모세관 상승고가 작은 재료층이나, 아스팔트지나 아스팔트타르층 등의 불투수층을 설치함으로써 모세관 수를 차단한다.
④ 노반을 예를 들면 자갈, 쇄석, 모래 등의 동결되기 어려운 재료로 치환한다.
⑤ 노면 부근에 단열층을 설치한다.
(발명이 해결하려고 하는 과제)
그러나 상기와 같은 종래의 방법은 노반의 동결에 대하여 충분히 유효한 방법이라고 말할 수 없었다. 즉, 지하수위를 내리거나 지표면을 높게 하는 방법은 반드시 용이한 해결방법이라 할 수 없고, 예를 들면 지하수위를 내리기 위해서는 배수관 맹구(盲溝)를 도로에 설치하지 않으면 안되고 막대한 공사비와 공사기간이 걸린다는 문제점이 있다.
또 모래층, 자갈층, 쇄석층 등의 모세관상승고가 작은 재료로 이루어지는 층만으로는 완전히 노반동결을 방지할 수 없고, 동시에 효과를 기대하기 위해서는 상당히 모래층을 두껍게 하지 않으면 안된다.
더욱더, 불투수층은 노면의 물이 노반중에 흡수되지 않고 배수가 나빠지고노면이 연약하게 된다는 결점을 가지며, 또 동결되기 어려운 재료로 노반을 치환하는 방법이나 노면 부근에 단열층을 설치하는 방법은 공사비가 비싸게 되고, 일반적인 도로 등에 대하여 반드시 현실적인 해결방법이 되지 않는다.
여기서 본 발명은 도로, 특히 포장도로의 동결을 효율좋게 방지하고 이에 동반하는 여러가지 도로의 손상을 방지하는 것을 목적으로 하고 이와 같은 목적을 달성할 수 있는 도로의 부설방법을 제공하는 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명자들은, 상술한 관점에 비추어 노반의 동결을 방지하기 위하여 예의검토를 거듭하여 오다가, 놀랍게도 노반상에 특정 방수제를 산포, 함침시킴으로써 소수성(疎水性)의 토양층을 설정하면, 노반의 동결을 효율좋게 방지할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은 특허청구의 범위 제 1항에 기재된 것과 같이, 실란계 화합물 및 오르가노폴리실록산류로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 주성분으로 하는 상온에서 유동성을 갖는 액체상 방수제를 1g/㎡∼500g/㎡로 되도록 노반상에 산포, 함침시킨후 그 노반상에 도로를 부설하는 것을 특징으로 하는 도로의 부설방법을 제공하는 것이다.
또 본 발명은 특허청구의 범위 제 2항에 기재된 것과 같이, 상기 실란 화합물이 일반식 (A)
(R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알켄일기, 아릴기 또는 이들의 유도기로 1 분자중에 이종 (異種) 또는 모두 동일한 기, R2는 탄소수 1 내지 4 의 알킬기, n 은 1 내지 3의 자연수를 나타낸다.)로 표시되는 알콕시실란류, 및/ 또는
일반식 (B)
(R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알켄일기, 아릴기 또는 이들의 유도기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기, X 는 염소를 나타낸다 )로 표시되는 클로로실란류인 것을 특징으로 하는 청구항 제 1항의 도로의 부설방법을 제공하는 것이다.
또 본 발명은 특허청구의 범위 제 3항에 기재된 바와 같이, 오르가노폴리실록산류가 일반식 (C)
(R은 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기, R1은 탄소수 2 이상의 알킬기, 아릴기, 폴리옥시알킬렌기, 치환기를 갖는 1 가의 탄화수소기중에서 선택되는 기, m, n은 0 또는 양의 정수를 나타낸다 )로 표시되는오르가노폴리실록산류, 및/ 또는 일반식 (D)
(R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, R2는 -H, -OH, -OR3(R3는 탄소수 1 내지 3 의 1가 탄화수소기를 나타낸다.)의 중에서 선택되는 원자 또는 기, X 는 -OM (M은 알칼리금속 또는 알칼리토금속류를 나타낸다.)로 표시되는 기, a는 0 < a < 3, b 는 0b3, c 는 03, a+b+c 는 0 < a+b+c < 3) 로 표시되는 오르가노폴리실록산임을 특징으로 하는 청구항 제 1항 또는 제 2항의 도로의 부설방법을 제공하는 것이다.
이하에 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 도로 등의 부설방법은 특정 방수제로 이루어지는 소수성의 토양층을 노반의 소위 노면이 아니고 노반을 구성하는 지층의 내부에 설치하여 도로의 동결을 방지하는 것이고 종래 볼 수 있는 바와 같은 주로 지표면에 적용되는 토양개량제 등과는 근본적으로 적용개소 및 그 목적용도가 다른 것이다. 또, 종래의 토양개량제와 같은 다른 성분과의 조합으로 이루어지는 조성물이 아니고, 특정 방수제로 이루어지는 실질적으로 소수성의 토양층을 보다 간편한 방법에 의하여 노반중에 설치하는 것을 특징으로 하는 도로의 부설방법이다.
본 발명에 있어서 소수성의 토양층은 모래나 흙층에 특정 방수제를 산포함으로서 얻어진다. 본 발명에 있어서 사용되는 방수제로서는, 실란 화합물 및 오르가노폴리실록산류에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 주성분으로 하는 방수제가 그성능에 있어서 가장 바람직하다.
실란 화합물로서는,
일반식 (A)
(R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알켄일기, 아릴기 또는 이들의 유도기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기, R2는 탄소수 1 내지 4 의 알킬기, n 은 1 내지 3 의 자연수를 나타낸다.)로 표시되는 알콕시실란류, 및/ 또는
일반식 (B)
(R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알켄일기, 아릴기 또는 이들의 유도기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기, X 는 염소를 나타낸다.)이다.
구체적으로는 예를 들면 이하의 화합물을 들 수 있다.
또, 오르가노폴리실록산류로서는,
일반식 (C)
(R은 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기, R1은 탄소수 2 이상의 알킬기, 아릴기, 폴리옥시알킬렌기, 치환기를 갖는 1 가의 탄화수소기중에서 선택되는 기, m, n은 0 또는 양의 정수를 나타낸다.)로 표시되는 오르가노폴리실록산류, 및/ 또는 일반식(D)
(R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, R2는 -H, -OH, -OR3(R3는 탄소수 1 내지 3의 1가 탄화수소기를 나타낸다.)의 중에서 선택되는 원자 또는 기, X 는 -OM (M은 알칼리금속 또는 알칼칼리토금속류를 나타낸다.)로 표시되는 기, a는 0 < a < 3, b는 a+b+c 는 0 < a+b+c < 3) 이다.
일반식(C) 중의 R1으로서는, 예를 들면 이하의 기를 들 수 있다.
또, 이와 같은 폴리실록산류로서는 이하의 것이 열거된다.
노나데카메틸트리옥틸데카실록산
테트라테트라콘타메틸헨이코사실록산
또, 일반식(D) 의 구체예로서는, 이하의 것을 열거할 수 있다.
(시성식 (CH3)2(KO)2/nS i O(n-1)/n)
(시성식 CH3)2(NaO)2/nSi0(n-1)/n)
(시성식 (CH3) (0H) (NaO)2/nSiO(n-1)/n)
(시성식 (CH3) (OH)(n-2)/n)Si(n-1)/n)
이들은, 단독으로 사용하여도 좋지만, 용제나 물 등에 희석하여도 좋고 또 유화제 등과 혼합하여 에멀션 형태로 산포하여도 좋다.
산포하는 방수제의 양은 방수제의 주성분인 실란 화합물, 오르가노폴리실록산류가 1g/㎡∼500g/㎡로 되는 범위가 바람직하다. 500g/㎡ 이상 산포하더라도 그 이하의 산포량에 있어서 효과도 변하지도 않고 비경제이다. 또, 1g/㎡ 이하에서는 그 효과가 불충분하다.
방수제를 산포하는 위치나 두께는, 본 발명의 효과가 발휘되도록 기후조건이나 노반의 성질, 지하수면의 위치 등을 고려하여 결정된다. 예를 들면 지하수면보다 낮은 레벨에 방수제를 산포하더라도 수압을 받으므로 노반중에 물의 상승이 생기고 만다.
또 지나치게 노면 부근의 노반중에 방수제를 산포하여 소수층을 설치하면, 한랭이 심한 경우에는 소수층 아래의 습윤한 층이 동결해버려, 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.
본 발명에 있어서는 물의 유지가 적고 동결이 일어나더라도 피해가 적은 모래, 자갈층을 노반중에서 조합하여 노반의 동결을 방지할 수도 있다.
또, 본 발명에 있어서는 지층이 점토질이나 실트질이고, 모래, 자갈의 입수가 곤란한 지역인 대평원 등에서 노반강화의 목적으로 시멘트 삽입강화법 또는 석탄유 삽입강화법 등으로 미리 보강하는 방법에 있어서도, 방수제를 산포하는 등의조합으로 노반의 동결을 방지할 수 있다.
본 발명은 콘크리트 또는 아스팔트로 덮여 있는 포장도로의 노반중에서 이용하면, 콘크리트 또는 아스팔트 노반의 동결에 의한 부풀음, 금이감, 균열 등의 포장도로로서는 치명적인 손상을 효과적으로 방지할 수 있으므로 특히 유용하다.
그 중에서도, 고속도로 등의 포장도로의 노반중에 이용하면, 포장도로의 동결에 의한 손상과 동시에 포장도로 표면의 동결도 함께 방지할 수 있기 때문에, 자동차의 슬립사고를 방지할 수 있고 또 한랭지에서 대량의 동결방지제를 동결때마다 산포할 필요가 없어지므로 본 발명은 극히 유용하다.
이와 같이 포장면과 노반중에 소수면을 인공적으로 설치하여 도로의 동결을 저지하고 그들에 의한 도로의 손상을 없게한다는 발상은 신규이면서 동시에 극히 유용한 발상이고, 특히 한랭지에서 오랫동안 해결을 요망하던 동결방지하는 도로로서 중요한 과제를 해결하는 것이다.
(실시예)
다음에 본 발명을 실시예를 들어 설명한다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼7
10㎝Φ의 용기에, 시나노가와(信濃川) 산 강모래를 두께가 10cm로 되도록 넣어 모래층을 형성하고, 다음에 상기 모래층의 표면에 표 1에 도시하는 실시예 1∼7 에 대응하는 방수제를 각각 표 1에 표시하는 양만큼 분무하고, 최후에 함수율 5%,의 실트질 로움(loam)층을 두께가 10cm되도록 넣어 토양체를 만들고, 최하층의 모래층 하단을 물에 담그었다. 밤새도록 20℃에서 방치한 후에 토양층을 물에서 꺼내고, 실내 동상시험을 -10℃에서 72시간 행하였다. 그 결과, 실시예 1∼7 에 있어서 최상층의 실트질로움층은 어느것이든 전혀 동결하지 않았다.
비교예 1, 2
방수제를 전혀 산포하지 않거나 (비교예 1) 또는 방수제의 산포량을 본 발명의 범위보다 적은 0.5g/㎡로 한 것외에는 상기 실시예와 완전히 동일한 토양층을 만들고, 동일한 테스트를 행하였다. 그 결과, 비교예 1 및 2 의 실트질 로움층은 완전히 동결하였다.
표 1
실시예8
노반이 동결하기 쉬운 실트층으로 이루어지는 노면의 표면으로부터 깊이 15cm의 곳에, 면적 1㎡ (1m×1m) 로 되도록 데실트리알콕시실란을 100g분무하고,소수층을 형성하였다. 지하수위는 소수층의 아랫면 위치로 되도록 하였다. 10℃에서 48시간 방치하고, 그후 -2℃로 하였다. 그 결과, 24시간후 및 48시간후에 있어서도 노면의 솟아오름현상을 전혀 볼 수 없었다.
실시예 9
제 1도에 도시하는 바와 같은 3 층형 글라스제 동결시험기를 사용하여, 동결에 의한 노면의 솟아오름 현상을 테스트하였다. 제 1도에서 동결시험기(10)는 20cm의 직경을 갖는 내층(A), 그 외측에 내층(A) 의 저부와 연통한 중간층(B), 더욱 그 외측에 진공으로 유지된 외층(C) 이 각각 설치되어 있다.
그 내층(A) 에 실시예 1에서 사용한 시나노가와산 강모래 (평균입경 1.5mm)를 밑에서 15cm의 높이까지 넣어 모래층(11)을 형성하고, 다음에 실시예 1에서 사용한 방수제 데실트리알콕시실란을 10 g/㎡으로 되도록 분무하고, 더욱더 그 위에 실트질토를 20㎝의 높이까지 넣어 실트층(12)을 형성하고, 최후에 자갈을 20cm의 높이까지 넣어 자갈층(13)을 형성하고, 인공노반을 형성하였다.
다음에, 중간층(B) 에 모래층(11)과 실트층(12)의 경계면의 높이와 같은 수위까지 물을 넣어 수층(14)으로 하였다. 외층(C) 은 진공으로 하고, 단열상태로 한 수층(14)의 수온을 10℃로 유지하고, 동결시험기(10)의 상부를 -5℃로 유지하여 48시간 동결시켰다.
그 결과, 자갈층(13)은 부상 (浮上) 하지 않고 전혀 변화를 볼 수 없었다.
비교예 3
실시예 9에 있어서 방수제를 분무하지 않은 것 외에는 실시예 9와 완전히 동일한 테스트를 행한 결과, 24시간후에 자갈층(13) 상부의 자갈이 평균 2cm 부상하였다.
실시예 10
제 2도에 도시하는 바와 같이 실트층(21)으로 이루어지는 지반의 지하수위와 동일레벨로 실시예 1과 같이 데실트리알콕시실란을 10 g/㎡로 되도록 분무하고, 방수층을 설치하였다. 더욱 실트층(22)을 20cm의 높이까지 설치하고, 더욱 그 위에 자갈층(23)을 15㎝의 높이까지 설치하였다. 최후에 아스팔트층(24)을 5cm 의 높이까지 설치하고 그 표면이 노면(25)으르 되는 포장도로의 노반을 형성하였다, 이를 -10℃의 저온조에서 2일 보유한 결과, 노면(25)은 전혀 변화를 볼 수 없었다.
비교예 4
실시예 10 에서 방수제를 분무하지 않은 것 외에는 실시예 10 과 완전히 동일한 테스트를 행한 결과, 노면(25)이 요철상태로 되고, 일부 균열이 생겼다.
제 1도는 실시예 9에 있어서 동결시험기를 사용하여 행하는 인공노반의 동결시험을 도시하는 설명도이며,
제 2도는 실시예 10 의 인공노반을 도시하는 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 동결시험기 11 : 모래층 12 : 실트층
13 : 자갈층 14 : 수층 21 : 실트층
22 : 실트층 23 : 자갈층 24 : 아스팔트층
25 : 노면
본 발명의 도로의 부설방법에 의하면, 노반의 동결을 방지한 도로가 제공되므로, 노면의 솟아오름 현상이나 노반표면의 부풀음에 의한 도로의 손상을 방지할 수가 있다.
특히 노반이 콘크리트나 아스팔트 등으로 포장되어 있는 포장도로에 있어서는 포장면이 박리하거나 금이간다는 포장도로의 노면으로서는 중대한 손상을 방지할 수 있다.
또, 본 발명은 극히 간단한 공정 및 저렴한 공사비로 동결방지도로의 제공을 가능하게 하고 종래의 동결방지방법과 조합하여 도로를 부설한 경우에 있어서도 예를 들면 모세관 높이의 작은 자갈층 등의 두께를 적게 할 수 있으므로, 공사비 및 공사기간의 단축이 가능하다.

Claims (3)

  1. 실란계 화합물 및 오르가노폴리실록산류로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 주성분으로 하는, 상온에서 유동성을 갖는 액체상 방수제를 1g/㎡∼500g/㎡로 되도록 노반상에 산포, 함침시킨후, 그 노반상에 도로를 부설하는 것을 특징으로 하는 도로의 부설방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 실란계 화합물이
    일반식 (A)
    (R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알켄일기, 아릴기 또는 이들의 유도기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기, R2은 탄소수 1 내지 4 의 알킬기, n 은 1 내지 3 의 자연수를 나타낸다.)로 표시되는 알콕시실란류, 및/ 또는
    일반식 (B)
    (R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 알켄일기, 아릴기 또는 이들의 유도기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기, X 는 염소를 나타낸다.)로 표시되는 클로로실란류인 것을 특징으로 하는 도로의 부설방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 오르가노폴리실록산류가
    일반식 (C)
    (R은 탄소수 1 내지 20의 알킬기로 1 분자중에 이종 또는 모두 동일한 기,R1은 탄소수 2 이상의 알킬기, 아릴기, 폴리옥시알킬렌기 또는 치환기를 갖는 1 가의 탄화수소기중에서 선택되는 기, m, n은 0 또는 양의 정수를 나타낸다.)로 표시되는 오르가노폴리실록산류, 및/ 또는
    일반식 (D)
    (R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, R2는 -H, -OH, -OR3(R3는 탄소수 1 내지 3의 1 가 탄화수소기를 나타낸다.)의 중에서 선택되는 원자 또는 기, X 는 -OM (M은 알칼리금속 또는 알칼리토금속류를 나타낸다.)로 표시되는 기, a는 0 <a < 3, b 는 a+b+c 는 0 <a+b+c < 3) 로 표시되는 오르카노폴리실록산인 것을 특징으로 하는 도로의 부설방법.
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