KR100526169B1

KR100526169B1 - 도로 표면용 포장재

Info

Publication number: KR100526169B1
Application number: KR10-2003-0058123A
Authority: KR
Inventors: 최종락
Original assignee: 주식회사 환경테크
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-11-04
Also published as: KR20050020307A

Abstract

본 발명은 흙을 주원료로 사용하면서도 흙먼지가 없고 잡초가 나지 않을 뿐만 아니라 보수성 및 투수성이 우수하고, 열 흡수성과 보온성을 겸비한 자연의 흙이 가지는 자연친화적인 우수한 특징을 그대로 유지하는 자연 친화적인 도로 표면용 포장재에 관한 것이다.

즉, 사람과 차량이 주행하는 도로를 포장하는 도로 표면용 포장재에 있어서;

천연토양을 주원료로 하는 통상의 세골재(細骨材) 100kg에 고화재(固化材)로 사용되는 시멘트 5~16kg과 수용액으로 구성된 EPS 혼합액 0.3~1kg와 물 13~17kg으로 이루어지며 지면의 필요 하중에 따라 마사토를 주원료로 하여 3~5cm 의 두께로 노면을 형성하여 80~100 kg/㎠으로 비교적 적은 하중의 응력을 유지하는 보행자용과 파석을 주원료로 하여 5~10cm 의 두께로 노면을 형성하여 100 kg/㎠ 이상의 중하중이 가해지는 차량용 도로를 시공할 수 있도록 한 것이다.

Description

도로 표면용 포장재 { a packing stuff for a road surface }

본 발명은 사람과 차량이 주행하는 도로 표면용 포장재에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 진토(흙)를 주원료로 사용하면서도 흙먼지가 없고 잡초가 나지 않을 뿐만 아니라 보수성 및 투수성이 우수하고, 열 흡수성과 보온성을 겸비한 자연의 흙이 가지는 자연친화적인 우수한 특징을 그대로 유지하는 자연 친화적인 도로 표면용 포장재에 관한 것이다.

종래에는 차량이 주행하는 도로에는 통상적으로 아스팔트와 콘크리트의 혼합체인 아스콘을 도로 표면층으로 사용하고 있으며 이는 투수성과 보수성 및 열 흡수성과 보온성이 미비하여 우리나라와 같이 계절에 따라 온도변화와 환경변화가 극심한 상항에서 여러 가지 문제점을 동반하고 있음을 알 수 있다.

즉 하절기에는 강하게 비추는 햇빛을 받아 복사열을 발생하여 대기온도를 상승시킬 뿐만 아니라 아스콘의 콜타르가 녹아 노면의 경도를 저하시켜서 차량진행시 도로가 침하되면서 요철을 형성하여 도로의 기능이 상실되고, 장마나 폭우로 인한 우수를 흡수하지 못하여 주위의 하천이 범람하는 요인이 될 뿐만 아니라 또한 동절기에도 눈이나 빗물이 도로표면에서 쉽게 동결되어 주행하는 차량이나 보행자가 미끄러져 교통사고 및 인명사고의 원인을 제공하거나 저온으로 인한 수축현상으로 도로에 균열이 발생하는 등의 문제점이 있어왔다.

이와 같은 문제점으로 인하여 내구연한이 짧아져서 수시로 도로보수공사를 하여야 할 뿐만 아니라 보수공사로 인한 폐 아스콘 처리로 인해 이중적인 금전적 손실과 함께 환경오염에 따른 문제점 등에 의한 복합적인 손실을 보고 있는 실정에 있다.

이를 보완하고자 폐타이어 분말을 이용한 공법이나 배수공이 충분히 확보되는 다공성 골재를 이용한 공법 및 동결방지용 도로포장재 등으로 대체하는 등 여러 가지 다양한 공법들과 포장재로 시공하고 있으나 이는 각각의 공법에 따라 각각의 기능 및 효능 개선에 그치게 되므로 투수성 및 보수성과 보온성 등을 동시에 보완할 수 있는 공법이나 포장재 등의 개발과 환경오염 방지뿐만 아니라 친환경적인 도로를 요구하는 보행자 및 운전자들의 요구를 함께 충족시킬 수 있는 이의 적절한 해결방안이 시급한 실정이다.

이에 본 고안에서는 상기와 같은 제반 문제점을 일소하기 위하여 안출한 것으로서, 진토(흙)를 주재료로 하여 고화제에 EPS혼합액을 첨가함으로서 주재료에 첨가되는 고화재의 비율을 감소하여 고화반응을 촉진시켜서 시공시간을 단축시키고, 수축률을 감소하여 균열을 방지하도록 할뿐만 아니라 주재료의 특성을 그대로 유지하면서 강도, 내구성 및 신축성을 향상시켜서 통기성, 투수성 및 보수성이 뛰어나면서 축열/발열성을 겸비하여 극심한 온도변화와 환경변화에서도 변화가 없는 환경친화적인 도로를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

사람과 차량이 주행하는 도로를 포장하는 도로 표면용 포장재에 있어서;

천연토양을 주원료로 하는 통상의 세골재(細骨材) 100kg에 고화재(固化材)로 사용되는 시멘트 5~16kg과 수용액으로 구성된 EPS 혼합액 0.3~1kg와 물 13~17kg으로 이루어진다.상기 천연토양은 마사토가 주성분인 흙으로서, 우리나라의 야산에 흔히 존재하는 토양 중 하나이며, 상기 마사토는 화강암질 암석의 풍화잔적토로 모암은 화강암이 주이지만 이것과 성질이 가까운 결정성 심성암이나 편마암 등도 포함된 흙이다.또한, 상기 세골재의 크기는 통상적으로 도로 포장에 사용되는 세골재로서 본 발명이 속하는 분야에 종사하는 자에게는 자갈 등과 같은 골재를 의미하는 것으로 그 입도는 통상적으로 건축이나 도로 포장에 사용되는 자갈과 동일 유사한 입도로서 8mm내지 10mm의 입경을 갖는다.

상기 EPS(Eco-Path System) 혼합액은 칼륨, 킬슘 이온등 알카리 금속 및 알카리성 흙 종류의 금속염을 고농도로 용해시킨 액체로서 이 액체의 성분 및 제조방법을 간략하게 도시하면 하기 도표 1에 도시된 바와 같다.즉, 표 1의 염화나트륨(NaCl) 16.47중량%, 염화암모늄(NH₄Cl) 5.88중량%, 염화니켈(NiCl) 1.76중량%, 물 75.89중량%를 혼합한 염화혼합액(A)과 ; 탄산나트륨(Na₂Co₃) 8.82중량%, 탄산칼륨(K₂Co₃) 8.82중량%, 사솔라이트(H₃Bo₃) 2.94중량%, 물 79.42중량%를 혼합한 탄산혼합액(B)을 중량비 1 : 2의 비율로 혼합한 혼합액(C)을 EPS혼합액으로 사용한다.

상기 표에서 각 성분의 비율은 중량비이다.

상기 표 1의 성분및 제조방법과 같이 생산되는 ESP 혼합액은 통상의 고화제의 고화 반응을 촉진시키는 효과로 인해 양생시간을 단축시킴과 동시에 후 합재의 수축률을 저하시켜서 수축에 의한 균열을 극감시키는 기능과 주재료에 포함된 유기물을 폐쇄해 고화제의 첨가량을 줄이는 기능을 가지는 혼합액이다.

뿐만 아니라 세골재(細骨材)를 구체적으로 살펴보면 포장재가 도포되는 지면의 용도에 따라 보행자용과 차량용으로 크게 두 가지로 나누어지며 이를 자세히 기술하면 하기와 같다.

즉, 보행자용은 노면에 가해지는 하중이 80~100 kg/㎠으로 비교적 적은 하중이 가해지는 공원의 산책로나 자전거 도로, 보도, 농로, 정원 등에 적합한 것으로서 주원료를 마사토로 구성하여서 통상의 도로포장 방법과 같이 하층과 상층으로 구성시킨 노반위에 건조밀도가 최대건조밀도(ρdmax)×90(%)을 유지하도록 하여 3~5cm 의 두께로 노면을 형성한다.

이는 노면이 다져굳힘에 의한 뭉침을 만족시키기 위하여 마사토의 함수비와 입자의 조건 및 비율이 여러 차례의 실행결과 하기 표 2와 공식 1에 도시된 바와 같은 조건일 때가 가장적합하다.

(공식 1)

표준함수비 = 5.0[%] 〉자연함수비[%] - 최적함수비[%] 상기 함수비는 중량비에 의해 계산된다.

상기의 표 2의 입자 지름구분 범위별 질량 백분율과 공식 1의 표준함수비율의 실험결과에 의해 나타나는 바와 같이 마사토의 입자크기와 함수비에 따라 배합시의 함수비율이 달라질 수 있음을 알 수 있다.

또한 차량용은 노면에 100 kg/㎠ 이상의 중하중이 가해지는 주차장 및 가설도로, 소방도로 등에 적합한 것으로서 주원료를 파석(破石)으로 구성하여 통상의 도로포장 방법과 같이 하층과 상층으로 구성시킨 노반위에 건조밀도가 최대건조밀도(ρdmax) ×96(%)을 유지하도록 하여 5~10cm 의 두께로 노면을 형성한다.

또 상기의 고화제는 통상의 고로 시멘트를 사용한다.

상기에 기술된 도로 표면용 포장재를 형성함에 있어서 보다 효율적인 혼합을 위하여 먼저 주재료에 고화제를 혼합하여 예비합재를 구성시킨 후 혼합액의 배합량과 수분 첨가량에 근거하여 EPS혼합액을 일정량에 희석하여 희석액을 형성하여 예비합재에 첨가하여 도로 표면용 포장재를 형성한다.

이를 구체적으로 기술하면 주재료에 고화제를 첨가하여 혼합하여 형성하는 예비합재는 주재료에 고화제의 확산을 균일하게 하기위한 것으로서 예비합재의 혼합시간은 함수비에 의해 고화제의 확산성이 변화하지만 공식 1에 도시된 표준 함수비를 기준으로 할 때 고화제 투입 후 20초 정도가 적합하며 혼합시간이 길어지면 고화재가 굳어져 혼합액의 혼합이 용이하지 않다.

예비혼합이 완료됨과 동시에 EPS혼합액과 물을 혼합한 희석액을 투입하여 약 30초 정도 혼합하여 도로포장용 포장재를 생산한다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명의 도로 표면용 포장재는 아스콘을 사용하지 않고 진토(흙)를 주재료로 하여 고화재의 비율을 감소하여 고화반응을 촉진시켜서 시공시간을 단축시키고, 수축률을 감소하여 균열을 방지하도록 할뿐만 아니라 주재료의 특성을 그대로 유지하면서 강도, 내구성 및 신축성을 향상시켜서 통기성, 투수성 및 보수성이 뛰어나면서 축열/발열성을 겸비하여 극심한 온도변화와 환경변화에서도 변화가 없으면서도 흙먼지가 없고 잡초가 나지 않으면서도 흡수성과 보온성을 겸비한 자연의 흙이 가지는 자연친화적인 우수한 특징을 그대로 유지하는 자연 친화적인 도로를 형성할 수 있다.

Claims

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사람과 차량이 주행하는 도로를 포장하는 도로 표면용 포장재에 있어서;

천연토양을 주원료로 하는 세골재(細骨材) 100kg과, 고화재(固化材) 5kg내지 16kg과, 수용성의 EPS 혼합액 0.3kg내지 1kg과, 물 13kg내지 17kg의 비율로 혼합되어 이루어지며,

상기 천연토양을 주원료로 하는 세골재는 마사토이고,

상기 고화재는 고로 시멘트이고,

상기 수용성 EPS혼합액은 염화나트륨(NaCl) 16.47중량%, 염화암모늄(NH₄Cl) 5.88중량%, 염화니켈(NiCl) 1.76중량%, 물 75.89중량%를 혼합한 염화혼합액과 ;

탄산나트륨(Na₂Co₃) 8.82중량%, 탄산칼륨(K₂Co₃) 8.82중량%, 사솔라이트(H₃Bo₃) 2.94중량%, 물 79.42중량%를 혼합한 탄산혼합액을 중량비 1 : 2의 비율로 혼합한 혼합액이며,

건조밀도가 최대건조밀도(ρdamx) ×90(%)을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 도로 표면용 포장재.
사람과 차량이 주행하는 도로를 포장하는 도로 표면용 포장재에 있어서;

파석을 주성분인 천연토양을 주원료로 하는 세골재(細骨材) 100kg과, 시멘트 등의 고화재(固化材) 5kg내지 16kg과, 수용성의 EPS 혼합액 0.3kg내지 1kg과, 물 13kg내지 17kg의 비율로 혼합되어 이루어지며,

상기 천연토양을 주원료로 하는 세골재는 파석(破石)이고,

상기 고화재는 고로 시멘트이고,

상기 수용성 EPS혼합액은 염화나트륨(NaCl) 16.47중량%, 염화암모늄(NH₄Cl) 5.88중량%, 염화니켈(NiCl) 1.76중량%, 물 75.89중량%를 혼합한 염화혼합액과 ;

탄산나트륨(Na₂Co₃) 8.82중량%, 탄산칼륨(K₂Co₃) 8.82중량%, 사솔라이트(H₃Bo₃) 2.94중량%, 물 79.42중량%를 혼합한 탄산혼합액을 중량비 1 : 2의 비율로 혼합한 혼합액이며,

건조밀도가 최대건조밀도(ρdamx) ×96(%)을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 도로 표면용 포장재.