KR100397766B1

KR100397766B1 - 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법

Info

Publication number: KR100397766B1
Application number: KR10-2001-0008462A
Authority: KR
Inventors: 황익현
Original assignee: 한국기술산업 주식회사
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2003-09-13
Also published as: KR20020068176A

Abstract

본 발명은 종래의 기층용 다짐 콘크리트와 표층용 다공성 콘크리트를 동시에 공사하는 방식을 탈피하여, 기층을 포설한 후 상당한 기간이 경과한 후에 그 기층의 상부에 투수성의 표층을 포설하더라도, 기층과 표층의 결합이 견고하여 포장체의 품질 및 수명이 전혀 손상되지 않는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 구현하기 위하여, 본 발명은 보조기층 표면에 25㎜체에서 80~100% 통과되고, 5㎜체에서 0~30% 통과된 골재1500~2000㎏/m³과, 시멘트 250㎏~ 500㎏/m³과, 물 80㎏~150㎏/m³과, 상기 시멘트 사용량 2% 이내의 혼화제를 혼합하여 기층을 포설하고 다짐하는 단계; 상기 기층이 포설된 후, 일정 기간 경과 후, 상기 기층의 상부를 세척한 후, 표면처리제를 살포하는 단계; 상기 접착제가 살포된 기층 상부에 19㎜ 체에서 80~100% 통과되고, 5㎜체에서 0~30% 통과된 골재 1500~2000㎏/m³과, 시멘트 250㎏~ 500㎏/m³과, 물 80㎏~160㎏/m³과, 상기 시멘트 사용량 2%이내의 혼화제를 혼합하여 표면층을 포설하고 다짐하는 단계; 및 상기 표층의 다짐이 완료되면 그 표면에 표면처리제를 살포하는 단계;를 포함하는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법을 제공하는 것이다.

Description

2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법{Two-step paving method for drainage concrete road}

본 발명은 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시멘트를 사용하는 배수성 포장에 있어서, 종래의 기층용 다짐 콘크리트와 표층용 다공성 콘크리트를 동시에 공사하는 방식을 탈피하여, 기층을 포설한 후 상당한 기간이 경과한 후에 그 기층의 상부에 투수성의 표층을 포설하더라도, 기층과 표층의 결합이 견고하여 포장체의 품질 및 수명이 전혀 손상되지 않는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법에 관한 것이다.

배수성 콘크리트 포장은, 표층은 투수성으로 포장되고 그 하부의 기층은 공극이 많은 포장체로 포장됨으로써, 우수 등이 표층에서 투수되더라도 불투수층인 기층에 의하여 땅속까지 투수되지 않고 포장체 내부를 흘러 배수구로 배출되도록 하는 포장을 일컫는 것이다. 이러한 배수성 콘크리트 포장은 우수가 땅속으로 투수 될 경우 도로의 수명에 영향을 미치는 것을 방지하면서도 도로 표면에 물이 고이지 않도록 하고, 나아가, 차량의 통행 시 발생하는 소음을 흡음하는 효과도 발휘함으로써 도로의 품질을 현격히 향상시키는 포장이라 할 수 있다.

이러한 배수성 포장으로는 시멘트 콘크리트를 사용한 배수성 콘크리트 포장과 아스팔트를 사용한 배수성 아스팔트 포장을 들 수 있다.

그 중, 아스팔트를 사용하는 배수성 포장은 소량의 아스팔트를 사용하여 공극을 많이 형성시키는 관계로 내구성이 떨어져 배수성 차도포장으로 사용하기에 부적절하다는 문제점이 있다. 그리고, 이러한 문제점을 극복하기 위하여 개질 아스팔트를 사용하거나 천연 아스팔트를 사용한 배수성 아스팔트를 사용할 수도 있으나 이 경우에는 재료비가 일반적으로 사용되는 아스팔트 콘크리트의 10배 이상을 초과하기 때문에 현실적으로 이러한 방법을 사용할 수가 없는 실정이다. 더구나, 아스팔트를 사용한 배수성 포장은 하절기 태양열과 복사열에 의하여 연성으로 변하면서 접착력을 갖게되어 이 물질이 붙어서 떨어지지 않음으로 배수성의 저해하는 요인이 되기도 한다. 이러한 문제점들로 인하여, 아스팔트를 사용한 배수성 포장은 실제 거의 적용되지 않고 있다.

한편, 시멘트 콘크리트를 사용하는 배수성 포장을 보면, 기층과 투수성의 표층이 순차적으로 거의 동시에 시공되어져야 하므로 포장공사가 번거롭고, 또한 표층의 포장이 완료된 후에도 양생시간이 상당히 오래 걸리기 때문에 개통시간이 지연된다는 문제점이 있다. 그리고, 도로의 주변공사나 조경공사 등이 완료되지 아니한 상태에서 배수성 포장공사(기층공사 및 표층공사)가 완료된 경우에는 그러한 주변공사나 조경공사의 진행에 의하여 발생되는 흙이나 기타 불순물들이 배수성 포장의 표층의 공극을 매워 배수성을 현저히 악화시키게 된다. 이러한 이유로, 주변공사나 조경공사 완료되기 전까지는 배수성 포장을 시공하기 어렵게 되고, 따라서,주변공사 등이 끝날 때까지 공사차량들은 비포장의 도로를 통행하여야 하며, 그 결과, 차량의 바퀴에 부착된 흙먼지에 의한 공해문제가 대두되기도 한다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하고자 제안된 것으로서, 기층을 포설한 후, 공사 차량들이 그 기층의 상부를 통행하도록 하고, 그 후 상당한 기간이 경과되어 주변공사나 조경공사가 완료되면, 그 때 기층의 상부에 투수성의 표층을 포설하는 방법을 제공하는 것이다.

일반적으로 시멘트콘크리트포장에 있어서, 기층과 표층을 거의 동시에 순차적으로 포설하지 아니하면, 기층과 표층이 견고히 결합되지 않고 들뜨게 되고, 이로 인하여 도로상에 무거운 중량의 차량들이 통행할 때 그 하중이 표층에만 주로 미치게 되고, 그 결과 도로 전체의 수명이 현저히 줄어들게 된다. 이러한 까닭으로, 종래에는 시멘트 콘크리트포장에 있어서는 기층과 표층의 공사가 반드시 거의 동시에 순차적으로 행해질 것이 요구된 것이다. 그러나, 본 발명은 시멘트 콘크리트 포장에 있어서, 표층을 기층포장 후 상당한 기간이 경과한 후에 하더라도, 이들 두 개 층의 결합이 견고하게 이루어져 도로의 전체의 수명에 전혀 손상이 없도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포장방법은, 배수성 포장의 설계에 따라 통상의 방법으로 노상을 정비하고 그 정비된 그 상부에 보조기층을 포장한 후, 상기 보조기층 표면에 25㎜체에서 80~100% 통과되고, 5㎜체에서 0~30% 통과되는 골재: 1500~2000㎏/m³과, 시멘트: 250㎏~ 500㎏/m³과, 물: 80㎏~150㎏/m³과, 상기 시멘트 사용량 2% 이내의 혼화제를 혼합하여 포설하고 다짐하여 공극율이 12%이상 되게 한 후 양생함으로써 기층을 포장하고, 그 후 주변공사 등이 마무리되면, 상기 기층의 상부 표면을 고압 살수기 등으로 깨끗이 한 다음, 그 상부에 일차적으로 접착제를 살포하고, 다음으로 19㎜ 체에서 80~100% 통과되고, 5㎜체에서 0~30% 통과된 골재: 1500~2000㎏/m³, 시멘트: 250㎏~ 500㎏/m³, 물: 80㎏~160㎏/m³, 상기 시멘트 사용량 2%이내의 혼화제를 혼합하여 공극율이 12% 이상인 표층을 포설하여 다짐하고, 상기 표층의 다짐이 완료되면 그 표면에 표면 처리제를 살포하는 것을 포함하는 방법이다.

상기 기층 및 표층의 포장에 사용되는 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고강도 시멘트, 조강 시멘트, 초속경 시멘트 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 배수성 포장은 기층과 표층의 포장이 시차를 두고 이루어지는 것이므로 소정의 압축강도 및 견고성을 확보하기 위해서는 고품질의 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다.

표층의 포설을 위하여 기층의 표면에 살포되는 접착제는 시멘트 1중량부에 물 0.5∼5중량부를 혼합하고 접착강화제로 에멀젼아크릴수지, EVA, 에멀젼에폭시수지, 유화아스팔트 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하여된 것을 사용하면 되나, 바람직하게는 분산제로서 고성능감수제, 고유동화제 중 어느 하나 또는 두 가지를 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 접착제는 기 포장된 기층과 시차를 두고 포장되는 표층을 결합시키는 역할을 하는 것으로서, 기층에 형성되어 있는 공극과 표층에 형성되는 공극 사이에 스며들어 이들을 견고히 결착시키는 역할을 하는 것이다. 상기와 같이 혼합된 접착제는 기층의 표면에 1m²당 0.5∼10kg 살포하는 것이 바람직하다. 그 살포된 접착제의 일부는 기층의 공극으로 침투되어 들어가고 나머지는 기층의 표면에 남게된다.

이러한 관계로, 본 발명에 있어서는 기층에 형성된 공극율, 기층에 살포되는 표면처리제 그리고, 표층에 형성되는 공극율이 매우 중요한 것으로서, 이들 요소가 서로 조화되어 본 발명의 목적을 달성하는 것이다. 공극율이 12% 이하인 경우에는 표면접착제가 스며드는 량이 적어 결과적으로 층간의 결합력이 떨어지게 된다. 기층은 그 공극율이 12% 이상이기 때문에 최초에는 투수성이나, 표면처리제가 공극에 스며들어 공극을 막기 때문에 결과적으로 불투수층으로 된다.

한편으로 이 접착제에 시멘트 사용량의 5-50%에 해당하는 흑연을 혼입시켜두면, 필요시 흑연의 전기 전도성 및 전열성을 이용하여 동절기 도로가 결빙되는 것을 방지하거나 결빙된 도로를 해빙시킬 수도 있다. 시멘트 콘크리트 포장에 있어서, 기층과 표층을 거의 동시에 순차적으로 행하는 경우에는 포장체 내부에 흑연층을 형성시키는데 많은 문제점이 있으나, 본 발명의 2단계 포장에 있어서는 기층의 포장이 이미 완료되어 있기 때문에, 흑연층 형성이 매우 용이하다.

그리고 상기 표층에 살포되는 표면처리제는 시멘트 1중량부, 물 0.5∼3중량부, 상기 시멘트 사용량 5%이내의 고유동화제를 혼합하고, 접착강도를 높이기 위하여 에멀젼아크릴수지, EVA, 에멀젼에폭시수지, 유화아스팔트 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하여 된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 도로의 칼라화를 원하는 경우에는 이 표면처리제에 안료를 시멘트 사용량의 10% 이내에서 혼입하여 사용하면 된다.

그러나, 표면처리제를 구성함에 있어서, 주차장이나 경차도와 같이 고강도의 압축강도가 요구되지 아니하는 포장에 있어서는, 상기 시멘트계 폴리머 대신에 에폭시, 우레탄, 불포화수지, 아크릴수지 중의 하나 또는 두가지 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

한편 상기 표층의 강도는 포설시 로라의 다짐 횟수에 의해 결정되고 그 다짐횟수를 늘릴수록 강도가 커진다. 그러나, 과다 다짐 시에는 골재가 분쇄될 수도 있으므로 시험치에 의하여 다짐횟수를 조정하되, 대체적으로 로라 자국이 발생하지 않을 때까지 다짐작업을 하는 것이 좋다.

상기 표층의 다짐작업이 완료되면 그 다짐 작업된 표층이 양생되기 전에 표층의 표면 강도를 높이기 위하여 표면처리제를 살포하는데, 이때 상기 표면처리제의 살포는 줄 눈을 형성시킨 다음에 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이하면 상기 기층에 접착제가 침투되어 기층과 표층의 결합이 견고해지고, 나아가 기층과 표층이 일체화가 되어 본 발명의 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장이 완료되는 것이다.

이하에서는 실시예에 의거 본 발명의 포장방법을 설명한다.

(실시예)

본 발명의 방법을 사용하여 아파트 단지내에 폭이 12m인 도로를 포장하기로 하였다. 포장의 두께는 기층과 표층을 합하여 20㎝(기층: 15㎝, 표층: 5㎝)로 하기로 하고, 색상은 연한 적색, 휨 강도는 45kg/㎠가 되도록 하는 것이었다. 아파트는 내부공사 중이었고, 주변의 조경공사는 전혀 되지 않은 상태이었으므로, 도로가 포장된 후에도 조경공사가 완료될 때까지 공사 차량들이 많이 다녀야 하는 상황이었다. 이러한 관계로 상기 도로를 1/2로 나눠서 일 측으로는 차량이 통행할 수 있도록 하고 타 측을 먼저 공사한 다음 그 타 측의 공사가 완료되면 공사 완료된 타 측으로 차량을 통행시키고 공사되지 않은 일 측을 공사하는 방법으로 도로를 포장하였다.

제1공정 : 통상의 방법으로 설계에 의거, 노상을 정비하고 그 상부에 보조기층을 포설한 다음 상기 보조기층을 1/2로 나누어 모동을 밖아 즉시 포장을 해야할 구간과 추후 포장을 해야할 구간을 구분하였다.

제2공정 : 상기 제1공정 완료 후, 포장 대상의 보조기층에 살수하고, 그 상부에 물 100㎏/m³, 시멘트 300㎏/m³, 25㎜체에서 95% 통과되고 5㎜체에서 5% 통과된 골재1650㎏/m³, 혼화제(감수지연제) 1.55㎏을 믹서기에 투입하여 골고루 혼합하고 덤프트럭으로 운반하여 아스콘용 휘니샤에 넣고 포설한 다음 5ton 콤비로라로 8회 다짐하여 공극율 12% 이상이 되게 한 다음 양생포를 덮고 양생하였다.

제3공정 : 상기 제2공정의 과정이 완료되면 48시간 후 컷터기를 이용하여 일정간격으로 상기 양생된 기층을 컷팅하여 줄 눈을 형성한 다음 이에 백업제를 장입하고 상부를 코팅한 다음 휨 강도와 양생정도를 확인하여 이상이 없으면 개통하였다. 그 후, 포장이 안된 부분에 대하여 상기와 동일한 방법으로 포장을 하여 양생하여 개통하였다.

제4공정 : 상기 제3공정에 의하여 기층을 포장 후, 일정기간 동안 주변공사 즉 조경공사 등을 하여 그러한 공사가 완료되면, 전기 공정에 의하여 포장된 기층을 고압 살수기를 이용하여 세척한 다음, 그 상부에 표면처리제로서 물 100㎏, 시멘트 200㎏, 에멀젼아크릴수지 20kg을 혼합하여 몰탈 살포기로 a당 400kg 살포하였다.

제5공정 : 상기 제4공정의 과정이 완료되면 물 110㎏/m³, 시멘트 360㎏/m³, 19㎜체에서 100% 통과되고 5㎜체에서 12% 통과되며, 2.5㎜체에서 2% 통과된 골재1680㎏/m³, 혼화제(고성능감수제) 3.6㎏을 믹서기에 투입하여 골고루 혼합하고 덤프트럭으로 운반하여 아스콘용 휘니샤에 넣고 포설한 다음 5ton 콤비로라로 8회 다짐하여 표면층을 포장하였다.

제6공정 : 상기 5단계의 과정이 완료되면, 표면층 강화를 위한 표면처리제로서 물 100㎏, 백시멘트 100㎏, 에멀젼아크릴수지 30kg, 지연형 고유동화제 10kg, 적색무기질안료 8kg을 혼합하여 스프레이기로 균등하게 살포하였다.

제7공정 : 상기 제6공정의 과정이 완료되면, 통상의 방법에 의거, 2시간 후 비닐과 양생포를 덮어 양생하며 48시간 경과 후 상기 기층에 형성된 줄 눈과 같은 상부위치에 줄 눈을 형성하고 이에 백업제 및 우레탄, 실링제를 순차적으로 장입하여 줄 눈을 완성하였다.

상술한바와 같이하여 본 발명의 2단계 포장형 배수성 콘크리트를 포장하고 그 포장된 도로에서 시편을 채취하여 포장도로가 갖추어야할 조건을 시험해본 결과 하기 표와 같은 결과가 나왔다.

(표1) 시험결과

	공극율(%)	휨강도(628)(kg/㎠)	투수계수(cm/sec)	접착력	비 고
기층용 다공성 다짐 콘크리트	16.5	65	0		투수계수는 시멘트페이스트 살포후 임
표층용 배수성 콘크리트	20.0	54	7.4×10^-1	분리되지 않음
규 격	10∼30%	45이상	10×10^-2이상	코아채취하여분리되어서는안된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 2단계 포장형 배수성 콘크리트의 포장은 기층용 다짐 다공성 콘크리트를 포설하고 다짐한 후 양생하여 차량을 개통하고 주변 공사를 완료된 후에 표층을 포장하는 방법인 바, 본 발명의 방법은 표층의 다공성을 그대로 유지할 수 있어 깨끗한 포장이 유지되며, 상기 표층의 포설 시 기층의 표면에 접착제를 살포하여 그 접착제가 기층의 공극과 그 상부의 표층의 공극을 매워 연결(결착)시켜 줌으로, 층간의 결합이 우수한 배수성 도로 포장을 가능하게 하는 것이다.

또 본 발명의 2단계 포장형 배수성 콘크리트의 포장은 기층과 표층의 사이에 흑연층을 용이하게 형성시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims

통상의 방법에 의하여 보도나 차도에 배수성을 갖는 포장을 하기 위하여 설계에 따라 노상을 정비하고 그 정비된 노상표면에 보조기층을 포장하는 단계;

상기 보조기층 표면에 25㎜체에서 80~100% 통과되고, 5㎜체에서 0~30% 통과된 골재1500~2000㎏/m³과, 시멘트 250㎏~ 500㎏/m³과, 물 80㎏~150㎏/m³과, 상기 시멘트 사용량 2% 이내의 혼화제를 혼합하여 공극율이 12% 이상인 기층을 포설하고 다짐하는 단계;

상기 기층이 포설된 후, 주변공사 등에 소요되는 일정 기간 경과 후, 상기 기층의 상부를 세척한 후, 표면처리제를 살포하는 단계;

상기 접착제가 살포된 기층 상부에 19㎜ 체에서 80~100% 통과되고, 5㎜체에서 0~30% 통과된 골재 1500~2000㎏/m³과, 시멘트 250㎏~ 500㎏/m³과, 물 80㎏~160㎏/m³과, 상기 시멘트 사용량 2%이내의 혼화제를 혼합하여 공극율이 12% 이상인 표면층을 포설하고 다짐하는 단계;

상기 표층의 다짐이 완료되면 그 표면에 표면처리제를 살포하는 단계;를 포함하는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.
제 1항에 있어서, 상기 기층 및 표층을 형성하는 재료 중 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 고강도 시멘트, 조강 시멘트, 초속경 시멘트 중 어느 하나 또는 두 가지이상을 혼합하여 된 것임을 특징으로 하는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.
제 1항에 있어서, 상기 기층의 표면에 살포되는 접착제는 시멘트 1중량부에 물 0.5∼5중량부를 혼합하고 접착강화제로 에멀젼아크릴수지, EVA, 에멀젼에폭시수지, 유화아스팔트 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하여된 것과, 분산제로 고성능감수제, 고유동화제 중 어느 하나 또는 두 가지를 혼합하여 된 것임을 특징으로 하는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.
제 1항에 있어서, 상기 기층의 표면에 살포되는 접착제는 시멘트 1중량부에 모래 0.5∼51kg을 혼합하고 접착강화제로 에멀젼아크릴수지, EVA, 에멀젼에폭시수지, 유화아스팔트 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하여 된 것임을 특징으로 하는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.
제 3항 또는 제4항에 있어서, 상기 기층의 표면에 살포되는 접착제에 시멘트 사용량의 5∼50% 이내로 흑연이 추가 투입된 것을 특징으로 하는 2단계 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.
제 1항에 있어서, 상기 표층에 살포되는 표면처리제는 시멘트 1중량부, 물 0.5∼3중량부, 상기 시멘트 사용량 5%이내의 고 유동화제를 혼합하고, 접착강도를높이기 위하여 에멀젼아크릴수지, EVA, 에멀젼에폭시수지, 유화아스팔트 중 어느 하나 또는 두 가지 이상을 혼합하여 된 것임을 특징으로 하는 2중 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.
제 1항에 있어서, 상기 표층에 살포되는 표면처리제는 에폭시, 우레탄, 불포화수지, 아크릴수지 중 어느 하나 또는 두 가지 이상이 혼합된 것임을 특징으로 하는 2중 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.
제 6항 또는 제 7항에, 상기 표층에 살포되는 표면처리제에는 도로의 칼라화를 위하여 안료가 추가 투입되어 혼합됨을 특징으로 하는 2중 포장형 배수성 콘크리트 포장방법.