KR100601793B1 - 에이치 파일과 내민보를 이용한 확장도로 및 그도로확장공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로확장공법에 적용되는 것으로, 특히 산간지역의 도로처럼 급격한 경사의 절토부로 인해 도로확장이 어려운 도로에서의 도로확장공법에 관한 것이다. 본 발명은 도로의 일부분에 H파일을 매설하고 이를 지지점으로 하여 내민보를 제1 PS강선으로 H파일과 일체화를 시키는 방법으로 이때 내민보는 도로 바닥판의 지지보 역할을 하거나, 또는 도로 바닥판의 역할을 직접 수행한다. 이 경우 H파일의 지지 역할로 인해 슬래브는 도로 바깥쪽으로 어느 정도 돌출이 가능하고, 이러한 신장된 돌출길이 만큼의 도로확장이 가능하다. 따라서, 본 발명의 도로확장공법에 의하면 기존 도로의 형상을 그대로 유지하면서 기존 도로의 지중에 매설된 H파일과 내민보를 강선으로 일체화하여 기존 도로를 확장하는 방법이다. 이 경우 도로를 따라 추가의 성토가 필요 없으며, 특히 산악지형의 도로와 같이 성토가 원천적으로 불가한 지역에서의 도로확장에 효과적이다.

도로 확장, 옹벽상부 도로, 산간 도로, PS강선, H파일, 내민보

Description

에이치 파일과 내민보를 이용한 확장도로 및 그 도로확장공법{Widen Road Using H-Pile and Precast Beam and Constructing Method thereof}

도1은 종래 가장 일반적으로 시공되는 도로확장공법을 도시한 단면도이다.

도2는 종래 흙막이 옹벽을 이용한 도로확장공법을 도시한 단면도이다.

도3은 종래 프리캐스트 구조물을 이용한 도로확장공법을 도시한 단면도이다.

도4는 급경사가 있는 산간지역 도로를 도시한 단면도이다.

도5는 옹벽위의 2층 도로를 도시한 단면도이다.

도6a ~ 도6f는 본 발명의 일실시예에 따른 도로확장공법을 단계별로 도시한 단부사시도이다.

도7은 본 발명의 또다른 일실시예에 따라 내민보로 H빔을 사용한 단부사시도이다.

도8은 본 발명의 또다른 일실시예에 따라 바닥판을 현장타설 콘크리트 시공한 단부사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : H파일 20 : 지지부재

11 : H파일 플렌지 12 : PS강선 정착홈

30 : 내민보(프리캐스트 빔) 30' : H빔

40 : 제1 PS강선 50 : 바닥판(프리캐스트 바닥판)

50' : 현장타설 콘크리트 바닥판 51 : 제2 PS강선

52 : 데크 플레이트 60 : 포장재

70 : 난간

본 발명은 기존 도로의 외측으로 바닥판을 돌출하여 도로를 확장하는 도로확장공법에 관한 것으로, 특히 산간지역의 도로처럼 급격한 경사의 절토부로 인해 도로확장이 어려운 도로에서의 도로확장공법에 관한 것이다.

현재, 일반적으로 시행되고 있는 도로확장공법들은 다음과 같다.

도1은 가장 일반적으로 시공되는 도로확장공법의 일례로, 추가성토에 의한 확장도로의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 상기 공법의 경우 도로를 확장하기 위한 공간을 확보할 수 있도록 추가 용지를 마련한 후 그 추가용지에 흙을 쌓아올려 최초의 성토부(1)와 동일한 높이로 추가 성토부(2)를 연장시키고, 그 위에 도로부(3)의 일단으로부터 연장되도록 확장도로부(4)를 포장하여 완성하게 된다.

이때, 상기 공법의 경우 확보할 추가 용지양이 많아지므로 추가 용지양을 최 소화하기 위해 도2에 나타낸 것처럼 흙막이 옹벽(5)을 사용하기도 한다. 그러나 이러한 도로확장공법들은 추가용지를 확보하여야 하는 문제로 인해 도로주변의 부지확보에 있어서 지역 주민과의 분쟁 등 많은 어려움이 따르게 된다. 특히 도심지의 경우 부지가 고가이므로 부지 확보에 더 큰 어려움이 있으며, 산간지역이나 도심지의 2층 도로처럼 성토부의 확보가 원천적으로 불가한 지역에서는 사용이 불가능한 공법이다.

한편, 도로확장의 또다른 공법으로 대한민국 특허출원 제10-2001-0086937에서는 도3에 나타낸 것처럼 도로확장을 위해 기존 도로(3) 및 성토부(1)의 일부분을 절토한 후 특정형상의 프리캐스트 구조물(6) 및 보강앵커(7)를 이용하여 도로를 확장하는 공법을 적용하였다.

그러나, 상기의 공법 또한 도4와 같이 급경사가 있는 산간지역 도로나 도5와 같이 옹벽위의 2층 도로의 경우에는 절토부의 급경사로 인해 프리캐스트 구조물을 설치하기가 어려운 문제점이 있다. 특히 프리캐스트 구조물(6)을 성토부에 안착시키기 위해서는 소정 크기 이상의 지지력을 발휘할 수 있도록 압밀 로울러 장비로 다지는 지반 다짐공정을 진행하게 되는데, 이또한 매우 어려운 공정이며 경제성 측면에서도 비효율적인 문제점이 있다. 또한, 상기 공법은 프리캐스트 구조물(30)의 안전한 지지를 위해 보강 앵커(7)를 설치하게 되는데 상기 보강 앵커(7)의 정착부가 성토부(1)인 점을 고려할 경우 시간의 경과에 따른 안전성 측면에서도 재고의 여지가 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명은 도로를 따라 추가의 성토가 필요 없을 뿐만 아니라, 산악지형의 도로처럼 급격한 경사의 절토부로 인해 도로확장이 어려운 지역에서도 용이하고 효율적으로 도로를 확장할 수 있는 H파일과 내민보를 이용한 확장도로 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 H파일과 내민보를 이용한 확장도로에 있어서, 도로의 진행방향을 따라 기존 도로의 지반내에 소정 깊이 매설되는 H파일; 확장할 기존 도로의 최외측에 상기 H파일과 대응되게 설치되는 지지부재; 상기 H파일에 일단이 결합되고, 상기 지지부재에 타측이 지지되어 확장될 도로의 폭만큼 연장 설치되는 내민보; 일단은 상기 내민보의 최외측에 정착되고 타단은 지반에 매립 고정된 H파일에 정착되어 긴장력 도입으로 상기 내민보와 상기 H파일을 구조적으로 일체화시키는 제1 PS강선; 및 상기 내민보의 상부에 타설 또는 조립 설치되는 바닥판을 포함하되, 상기 내민보는 내부에 쉬스관이 매립된 프리캐스트 빔이거나, 양측으로 PS강선 정착홈이 형성된 플레이트가 장방향의 일단 마구리면에 용접된 H빔이며, 상기 H파일은 상기 제1 PS강선이 결합되는 위치에 PS강선 정착홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, H파일과 내민보를 이용한 도로확장공법은, H파일을 기존 도로의 지반에 매설하는 제1단계; 확장할 기존 도로의 최외측에 상기 H파일과 대응되게 지지부재를 설치하는 제2단계; 상기 H파일에 일단을 위치시키고, 상기 지지부재 상부에 타측을 지지하여 확장될 도로의 폭만큼 내민보를 연장 설치하는 제3단계; 상기 내민보에 일단에 정착된 제1 PS강선의 타단을 상기 H파일에 정착시키고 상기 제1 PS강선에 긴장력을 도입하여 구조적으로 일체화시키는 제4단계; 및 상기 내민보의 상부에 현장 콘크리트를 타설하거나 프리캐스트 바닥판을 설치하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도6a ~ 도6f는 본 발명의 일실시예에 따른 도로확장공법을 단계별로 도시한 단부사시도이고, 도7은 본 발명의 또다른 일실시예에 따라 내민보로 H빔을 이용한 단부사시도이며, 도8은 본 발명의 또다른 일실시예에 따라 바닥판을 콘크리트 현장타설로 시공한 단부사시도이다.

도6a ~ 도6f에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 확장도로는, 도로의 진행방향을 따라 기존 도로(3)의 지반내에 소정 깊이 매설되는 H파일(10)과, 확장할 기존 도로의 최외측에 상기 H파일(10)과 대응되게 설치되는 지지부재(20)와, 상기 H파일(10)에 일단이 결합되고 상기 지지부재(20)에 타측이 지지되어 확장될 도로의 폭만큼 연장 설치되는 내민보(30)와, 일단은 상기 내민보(30)의 최외측에 정착되고 타단은 지반에 매립 고정된 H파일(10)에 정착되어 긴장력 도입으로 상기 내민보(30)와 상기 H파일(10)을 구조적으로 일체화시키는 제1 PS강선(40)과, 상기 내민보(30)의 상부에 타설 또는 조립 설치되는 바닥판(50), 및 상기 바닥판(50) 상부에 포장되는 포장재(50)와 확장된 도로의 최외측에 설치되는 난간(70)을 포함한다.

상기 H파일(10)은 도로의 폭방향으로 H파일의 플렌지(11)가 위치되도록 기존 도로(3)상에 일정 간격마다 매설된다. 이때, 상기 H파일(10)의 두부는 소정 높이 노출되어지며 상기 노출된 두부의 H파일 플렌지(11)에는 상기 제1 PS강선(40)을 정착하기 위한 PS강선 정착홈(12)이 양측에 형성된다.

상기 지지부재(20)는 본 발명에서와 같은 내민보 구조에서 상기 H파일(10)과 함께 외력모멘트에 저항하기 위한 또다른 지지점 역할을 하게 된다. 그러나 실제적으로 내민보의 외력 모멘트에의 저항은 상기 H파일(10), 및 상기 H파일(10)과 내민보(30)가 구조적으로 일체화되도록 긴장되는 제1 PS강선(40)이 주로 부담하게 되는 바, 상기 지지부재(20)는 상기 H파일(10)과 달리 매립에 따른 고정력을 요하지 않으며 단순 지지점 기능만을 수행할 수 있도록 프리캐스트 블록 등으로도 그 기능을 충분히 수행할 수 있게 된다.

상기 내민보(30)는 일측은 상기 H파일(10)에 결합되고 타측은 상기 지지부재(20) 상부에 지지되어 확장될 도로의 폭만큼 연장 설치되는 부재로, 본 실시예에서의 프리캐스트 빔(30) 또는 도7의 H빔(30') 등이 사용될 수 있다. 이때, 상기 내민보로 프리캐스트 빔(30)을 사용할 경우에는 프리캐스트 빔의 내부에 상기 제1 PS강선(40)을 삽입하기 위한 쉬스관(41)이 미리 매설된다. 또한, 내민보로 H빔(30')을 사용할 경우에는 상기 H빔(30')의 장방향의 일단 마구리면에 PS강선 정착홈(12)이 형성된 플레이트(31)가 용접된다.

상기 제1 PS강선(40)은 상기 내민보(30)와 상기 H파일(10)을 구조적으로 일체화하고 상기 내민보(30)에 긴장력을 도입하여 내민보에 작용하는 외력 저항 특히 처짐에 대해 저항할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 제1 PS강선(40)의 긴장력은 상기 내민보(30)의 길이에 따라 조절 가능하므로 보다 경제적인 설계가 가능하다. 이때, 상기 제1 PS강선(40)의 긴장력은 이하의 식에 따라 산출된다.

여기서, M : 내민보에 작용하는 외력 모멘트, P : 제1 PS강선의 긴장력,

: 내민보의 인장·압축허용응력, A : 내민보의 단면적, I : 내민보의 단면 2차 모멘트, y : 내민보 단면의 상·하측 끝단부터 중립축까지의 거리이다.

상기 바닥판(50)은 상기 내민보(30)의 상부에 타설 또는 조립 설치되는 것으로, 본 실시예에서의 프리캐스트 바닥판(50) 또는 도8에서의 현장타설 콘크리트 바닥판(50') 등이 모두 적용 가능하다. 이때, 상기 바닥판을 프리캐스트 바닥판(50)으로 시공할 경우에는 프리캐스트 바닥판 내부에 도로 진행방향을 따라 다수의 쉬스관(도면에 도시하지 않음)을 기 매립하여, 프리캐스트 바닥판을 설치하고 난 후 상기 쉬스관 내부에 제2 PS 강선(51)을 배치하고 긴장시킴으로 상기 프리캐스트 바닥판간을 일체화시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바닥판(50)으로 프리캐스트 바닥판 대신 현장타설 콘크리트(50')로 바닥판을 타설할 경우에는 현장타설 콘크리트(50')를 타설하기 전, 데크 플레이트(52)나 거푸집을 상기 내민보와 내민보 사이에 설치하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도6a ~ 도6f를 참고하여 본 발명에 따른 도로확장공법을 단계별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도6a는 본 발명에 따른 도로확장공법에서의 H파일(10) 매설단계를 도시한 것으로, 상기 H파일(10)을 내민보(30)의 높이에 지지부재(20)의 높이를 더한 높이만큼 지표면 위에 확보한 후 전체를 매설한다. 이때 상기 H파일(10)의 매설방법은 타격에 의한 매설 방법 또는 지반을 기 천공한 후 매설하는 방법 등이 모두 이용될 수 있으며, 그 상세한 방법은 이미 공지된 것에 지나지 않아 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도6b는 본 발명에 따른 도로확장공법에서의 지지부재(20) 설치단계를 도시한 것으로, H파일(10)이 매설완료되면 확장할 기존 도로의 최외측 상기 H파일(10)과 대응되는 위치에 프리캐스트 바닥판의 지지부재(20)를 설치한다.

도6c는 본 발명에 따른 도로확장공법에서의 내민보(30) 설치단계를 도시한 것으로, 상기 지지부재(20) 설치가 완료되면 내민보(30)의 일측을 상기 지지부재에 지지시키고 타측은 상기 H파일(10)의 플랜지(11)에 위치시킨다.

도6d는 본 발명에 따른 도로확장공법에서의 제1 PS강선(40) 긴장단계를 도시한 것으로, 상기 H파일(10)과 내민보(30)를 일체화하기 위해 상기 제1 PS강선(40)을 이용한다. 이때, PS강선 정착구(12)는 시공의 편리성 등을 고려하여 결정하나, 일반적으로 공간이 확보된 경우 H파일(10) 상부측에 상기 PS강선 정착홈(12)을 위치시킨다.

도6e는 본 발명에 따른 도로확장공법에서의 바닥판(50) 설치단계를 도시한 것으로, 상기 제1 PS강선(40)을 긴장하고 나서 프리캐스트 바닥판(50)을 도로 진행방향을 따라 설치한다. 이때, 상기 프리캐스트 바닥판(50)을 도로 진행방향으로 일체화하기 위해 상기 프리캐스트 바닥판(50) 내부에 기 매립해둔 쉬스관 내에 제2 강선(51)을 배치한 후 긴장시킨다.

도6f는 본 발명에 따른 도로확장공법에서의 도로포장 및 난간설치단계를 도시한 것으로, 상기의 단계들이 완료되면 아스콘과 같은 포장재(60)를 이용하여 포장하고, 난간(70)을 설치하여 시공완료한다.

한편, 도8은 상기 실시예에서의 프리캐스트 바닥판(50) 대신 내민보(30)를 지지판으로 활용하여 현장타설 콘크리트(50')로 바닥판을 타설한 것을 도시한 것이다. 이때, 바닥판으로 현장타설 콘크리트(50')를 타설하기 전, 데크 플레이트(52)나 거푸집을 내민보와 내민보 사이에 설치한다.

한편, 상술한 본 발명은 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 즉, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, H파일과 내민보를 PS강선으로 일체화하여 도로를 확장함으로써, 도로를 따라 추가의 성토가 필요 없고, 특히 산악지형의 도로처럼 급격한 경사의 절토부로 인해 도로확장이 어려운 지역에 용이하고 효과적으로 도로를 확장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 추가용지를 매설하지 않아도 되어, 용지매설에 따른 비용상승 및 지역주민과의 마찰을 해소할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. H파일과 내민보를 이용한 확장도로에 있어서,

   도로의 진행방향을 따라 기존 도로의 지반내에 소정 깊이 매설되는 H파일;

   확장할 기존 도로의 최외측에 상기 H파일과 대응되게 설치되는 지지부재;

   상기 H파일에 일단이 결합되고, 상기 지지부재에 타측이 지지되어 확장될 도로의 폭만큼 연장 설치되는 내민보;

   일단은 상기 내민보의 최외측에 정착되고 타단은 지반에 매립 고정된 H파일에 정착되어 긴장력 도입으로 상기 내민보와 상기 H파일을 구조적으로 일체화시키는 제1 PS강선; 및

   상기 내민보의 상부에 타설 또는 조립 설치되는 바닥판을 포함하되,

   상기 내민보는 내부에 쉬스관이 매립된 프리캐스트 빔이거나, 양측으로 PS강선 정착홈이 형성된 플레이트가 장방향의 일단 마구리면에 용접된 H빔이며,

   상기 H파일은 상기 제1 PS강선이 결합되는 위치에 PS강선 정착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 H파일과 내민보를 이용한 확장도로
2. 제1항에 있어서,

   상기 바닥판이 프리캐스트 바닥판일 경우, 상기 프리캐스트 바닥판 내부에는 도로 진행방향으로 기 매립된 다수의 쉬스관과, 상기 쉬스관 내부에 배치되어 바닥판 설치후 긴장되는 제2 PS강선을 더 포함하며,

   상기 바닥판이 현장타설 콘크리트 바닥판일 경우, 콘크리트 타설전 내민보와 내민보 사이에 설치되는 데크 플레이트 또는 거푸집을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 H파일과 내민보를 이용한 확장도로
3. H파일과 내민보를 이용한 도로확장공법에 있어서,

   H파일을 기존 도로의 지반에 매설하는 제1단계;

   확장할 기존 도로의 최외측에 상기 H파일과 대응되게 지지부재를 설치하는 제2단계;

   상기 H파일에 일단을 위치시키고, 상기 지지부재 상부에 타측을 지지하여 확장될 도로의 폭만큼 내민보를 연장 설치하는 제3단계;

   상기 내민보에 일단에 정착된 제1 PS강선의 타단을 상기 H파일에 정착시키고 상기 제1 PS강선에 긴장력을 도입하여 구조적으로 일체화시키는 제4단계; 및

   상기 내민보의 상부에 현장 콘크리트를 타설하거나 프리캐스트 바닥판을 설치하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 H파일과 내민보를 이용한 도로확장공법
4. 삭제

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