KR100700731B1 - 아스콘 가열혼합장치 및 이를 이용한 도로시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아스콘 가열혼합장치 및 이를 이용한 도로시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격지의 아스콘 생산공장에서 시공현장으로 이송되는 시간과, 시공현장에서의 대기시간 및 야간이나 겨울철 시공시, 포설 전 아스콘의 온도가 급감하고, 아스콘 생산공장에서 아스콘을 차량에 탑재할 경우 아스콘의 비중에 의해 골재분리가 생겨 입도별로 균일하게 혼합되지 않는 문제로 인해 도로 포설시 아스콘의 결합력이 떨어지므로 일정시간 경과 후 균열 및 소성변형 발생을 방지하기 위해, 세라믹 또는 할로겐 램프를 이용한 적외선 가열혼합장치로 아스콘을 가열하고, 가열된 아스콘의 골재분리를 방지할 수 있는 아스콘 가열혼합장치 및 이를 이용한 도로의 시공방법에 관한 것으로,

아스콘 시공과정 중 아스콘 가열혼합장치를 이용함으로써, 온도가 급감한 아스콘을 가용 온도로 상승시키고, 아스콘의 입도가 균일하게 분포되도록 혼합함으로써, 도로 포설시 아스콘의 결합력이 강화되고, 견고한 포설이 이루어져 균열 및 소성변형을 방지할 수 있어, 도로의 수명을 연장하여 보수공사에 따른 추가비용의 절감효과를 갖는다.

적외선 가열, 아스콘, 온도, 호퍼식가열기, 골재분리

Description

아스콘 가열혼합장치 및 이를 이용한 도로시공방법{APPRATUS FOR HEATING ASCON AND CONSTRUCTING METHOD USING THEREOF}

제 1도는 본 발명의 아스콘 가열혼합장치를 이용한 도로 시공단계의 개략도

제 2도는 본 발명의 호퍼식 가열기를 구비한 아스콘 가열혼합장치의 단면도.

제 3도는 본 발명의 실시 예에 따른 호퍼식 가열기의 단면도.

제 4도는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 호퍼식 가열기의 단면도.

제 5도는 본 발명의 호퍼식가열기의 사시도.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1 : 호퍼식 가열기 2 : 세라믹 판 3 : 천정부

4 : 적외선 가열부 10: 아스콘 11: 호퍼컨베이어 밸트

12: 자동온도 개폐장치 41: 몸체 42: 반사판

43: 할로겐 램프 110:가열혼합장치 111:혼합기

120:피니셔 130:롤러

본 발명은 아스콘 가열혼합장치 및 이를 이용한 도로시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격지의 아스콘 생산공장에서 시공현장으로 이송되는 시간과, 시공현장에서의 대기시간 및 야간이나 겨울철 시공시, 포설 전 아스콘의 온도가 급감하고, 아스콘 생산공장에서 아스콘을 차량에 탑재할 경우 아스콘의 비중에 의해 골재분리가 생겨 입도별로 균일하게 혼합되지 않는 문제로 인해 도로 포설시 아스콘의 결합력이 떨어지므로 일정시간 경과 후 균열 및 소성변형 발생을 방지하기 위해, 세라믹 또는 할로겐 램프를 이용한 적외선 가열혼합장치로 아스콘을 가열하고, 가열된 아스콘의 골재분리를 방지할 수 있는 아스콘 가열혼합장치 및 이를 이용한 도로의 시공방법에 관한 것이다.

도로 포설시 사용되는 아스콘은 공장에서 생산된 직후 바로 포설되는 것이 아니라, 트럭 등에 의해 원거리의 도로 포설 작업현장으로 이송되고, 그 아스콘이 탑재된 트럭은 먼저 온 트럭에 의해 일정시간 대기를 함으로써, 장시간 이송과 대기시간 경과로 아스콘은 상당한 온도 저하를 보이고, 아스콘을 생산공장에서 차량 등에 탑재할 때 비중이 큰 골재와 작은 골재와의 골재분리 현상이 발생 된다.

종래의 아스콘 포설은 상기와 같이 온도가 저하된 아스콘과 골재분리가 일어나 입도 별로 균일하게 분포되지 않은 아스콘을 사용하여 포설 작업이 이뤄지기 때문에, 아스콘의 결합력이 떨어져 도로의 품질이 나빠지고, 그에 따른 균열 및 소성변형이 자주발생하여 도로의 수명을 단축하게 하는 문제점이 있었다.

상기와 같이, 온도가 저하되고, 골재분리가 일어난 아스콘을 이용하여 포설함으로써 발생 되는 도로의 균열 및 소성변형을 방지하기 위한 적외선 가열혼합장치를 제공하고 이를 이용한 도로의 포설 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

아스콘 포설작업에 사용되는, 일측에 호퍼식 가열기를 구비하고, 그 호퍼식 가열기를 통해 가열된 아스콘을 가열혼합장치 내부로 이송하도록 호퍼식 가열기의 저부에 구비된 호퍼컨베이어 밸트와, 가열된 아스콘을 포설 가능한 온도 도달시 이동을 제어할 수 있도록 호퍼식 가열기의 일측에 구비된 통상의 자동온도제어장치를 통해 개폐되는 자동온도 개폐장치로 구성되되,

상기 호퍼식 가열기는 상부에 개폐식 천정부와, 그 개폐식 천정부의 일측면에 설치된 세라믹판 또는 적외선 가열부와, 그 적외선 가열부의 일측면에 요철형상을 갖는 몸체와 그 요철형상 몸체의 오목한 부분 외둘레를 따라 코팅된 크롬재질의 반사판과, 그 반사판과 일정간격 이격되어 설치된 할로겐 램프와, 할로겐 램프 일측과 연결된 전기, 가스, 유류공급 장치 중 선택되는 어느 1종으로부터 에너지를 공급하는 전선으로 구성된 아스콘 가열혼합장치와,

미리 대기중인 덤프 트럭 등에 의해 아스콘을 호퍼로 공급하는 단계; 아스콘이 공급된 호퍼에서 상기한 바와 같은 아스콘 가열혼합장치를 통해, 온도가 저하된 아스콘을 1 ~ 30분간 가열하여 120 ~ 140℃로 온도를 상승시키는 단계; 호퍼를 통 해 공급받은 가열된 아스콘을 가열혼합장치 내에서 아스콘이 입도 별로 균일하게 분포되도록 혼합하고, 이를 컨베이어를 통해 피니셔로 공급하는 단계; 피니셔로 아스콘을 도로에 포설하는 단계; 포설된 아스콘을 롤러 다짐하여 양생하는 단계;를 거쳐 이루어지는 아스콘 가열혼합장치를 이용한 도로시공방법으로 달성된다.

상기 적외선 발생 세라믹 판 또는 적외선 가열부에서 발생되는 적외선은 에너지파의 일종인 전파로, 파장 대가 0.76∼1,000㎛ 범위의 빛을 말한다. 파장에 따라 0.76 ~ 1.5㎛를 근 적외선, 1.5 ~ 5.6㎛를 중 적외선이라 하고 5.6 ~ 1,000㎛를 원적외선이라 하며, 특히 6 ~ 14㎛ 파장대의 원적외선이 가열에 가장 적합한 것으로, 적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열 작용을 가지고 있다.

이와 같은 적외선은 복사열 에너지로써, 중간 열전달 매체 없이 피가열물에 도달하여 발열하므로 열효율이 높고, 대류(공기)를 통하지 않고 직접가열함으로, 아스콘의 산화작용이 발생되지 않으며, 적외선의 파장은 고분자물질의 파장과 일치하므로, 공명(공진)현상에 의한 분자운동을 촉진하므로 복사에너지가 쉽게 흡수되어 가열 및 건조시간이 단축되어 내부의 균일한 가열로 화학적 변화없이 가열할 수 있다는 장점을 갖는다.

이하, 상기한 기술적 구성을 도면을 통해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.

이에 앞서 도면에 대해 간략히 설명하면, 도 1은 본 발명의 아스콘 가열혼합장치를 이용한 도로 시공단계의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 호퍼식 가열기를 구비한 가열혼합장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 호퍼식 가열기 의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 호퍼식 가열기의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 호퍼식 가열기의 사시도이다.

통상적으로 원거리에 있는 아스콘 생산공장으로부터 시공현장으로 이송되는 시간과, 시간당 아스콘의 생산은 200 ~ 300t 가량 생산되고, 포설되는 아스콘의 양은 시간당 50 ~ 60t 정도 사용되므로, 생산량과 포설량의 차이에 따른 작업대기 시간에 의해 아스콘의 온도가 저하되며, 평균 20 ~ 50℃ 온도 저하가 발생되어, 실질적으로 피니셔를 통해 포설하기 직전 아스콘의 온도를 측정할 경우, 그 온도는 평균 70 ~ 80℃ 정도를 유지하게 된다.

아스콘의 온도를 트럭에 적재된 상태에서 온도를 측정할 경우, 아스콘 적재층의 상부는 외부와의 공기접촉이 빈번하여 그 온도가 50 ~ 60℃로 유지되고, 그 하부층으로 갈수록 외부와의 접촉이 단절되어 온도가 상승하는 형태를 띠게 되어, 결국, 외부는 온도가 급격히 떨어진 상태이고, 내부 중심으로 갈수록 온도가 높아, 불균일한 온도분포도를 갖게 되고, 또한, 야간이나 동절기 기간에 시공할 경우 차가운 대기에 의해 아스콘의 온도가 저하되는 문제점을 갖게 된다.

따라서, 도로에 포설되는 아스콘은 균일한 온도 상태로 포설되는 것이 아니라, 서로 다른 온도 분포를 갖는 아스콘들이 포설되어, 아스콘의 결합력이 매우 낮아지며, 더불어 골재 분리로 인한 견고한 포설 작업이 이뤄지지 않아, 도로 포설시 견고한 포설 작업이 이뤄지지 않아, 일정시간이 지날 경우 결합력이 약한 부위를 중심으로 균열이 발생되는 문제점을 해결하기 위한 것으로,

도 1에 도시된 바와 같이, 덤프 트럭(100)에 의해 아스콘을 가열혼합장치(110)의 일측에 구비된 호퍼식 가열기(1)로 공급하는 단계; 아스콘(10)이 공급된 호퍼식 가열기(1)에서 적외선 발생 세라믹 판(2) 또는 적외선 가열부(4)를 통해, 온도가 저하된 아스콘을 1 ~ 30분간 가열하여 120 ~ 140℃로 상승시키는 단계; 호퍼식 가열기(1)의 저부에 구비된 호퍼컨베이어 밸트(11)를 통해 가열혼합장치(110) 내부로 이송하여 혼합기(111)로 아스콘이 입도 별로 균일하게 분포되도록 혼합하고, 이를 혼합컨베이어(112)를 통해 피니셔(120)로 공급하는 단계; 피니셔(120)로 아스콘을 도로에 포설하는 단계; 포설된 아스콘을 롤러(130) 다짐하여 양생하는 단계;를 거쳐 아스콘을 포설하는 것으로,

상기 가열혼합장치(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 일측에 호퍼식 가열기(1)를 구비하고, 호퍼식 가열기(1)를 통해 가열된 아스콘은 호퍼식 가열기(1)의 저부에 구비된 호퍼컨베이어 밸트(11)를 통해 가열혼합장치(110) 내부로 이송되되, 가열된 아스콘은 호퍼식 가열기(1)의 일측에 구비된 통상의 자동온도제어장치(도면 미도시)를 통해 개폐되는 자동온도 개폐장치(12)로 온도에 따른 아스콘의 이송을 제어하도록 구성된다.

상기 가열혼합장치(110)의 일측에 구비된 호퍼식 가열기(1)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상부에 개폐식 천정부(3)를 형성하고, 그 개폐식 천정부(3)의 일측면에는 세라믹판(2) 또는 적외선 가열부(4)를 구성하고, 호퍼식 가열기(1)로 공급된 아스콘으로부터 적외선 가열부(4)를 보호하기 적외선 가열부(4)에서 일 정범위로 이격된 안정망(도면 미도시)으로 구성하되, 상기 적외선 가열부(4)는 요철형상을 갖는 몸체(41)와 그 요철형상 몸체(41)의 오목한 부분 외둘레를 따라 코팅된 크롬재질의 반사판(42)과, 그 반사판(42)과 일정간격 이격되어 설치된 할로겐 램프(43)와, 할로겐 램프(43)의 일측과 연결된 전기, 가스, 유류공급 장치 중 선택되는 어느 1종으로부터 에너지를 공급하는 전선으로 구성된 가열혼합장치로 구성된 것으로,

호퍼식 가열기(1)의 천정부(3)가 화살표 방향으로 개폐되도록 구성되어, 아스콘을 적재한 트럭으로부터 공급될 경우, 상기 호퍼식 가열기(1)의 천정부(3)는 개방되고, 아스콘을 가열할 경우에는 천정부(3)가 밀폐되도록 구성된다.

상기 호퍼식 가열기(1)의 상단부에 설치된 세라믹 판(2)은 도 3에 도시된 바와 같이, 적외선 발생 세라믹 판(2) 내부에 열선(도면 미도시)을 심어 열선으로 에너지를 공급하고 열선에 의해 가열된 세라믹에서 적외선이 방출시켜 아스콘(10)으로 조사하는 것으로, 에너지의 공급원은 발전기, LPG가스 또는 기름 중 선택되는 것으로 사용되나, 환경오염을 예방하는 차원에서 발전기를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 호퍼식 가열기(1)의 상단부에 설치된 적외선 가열부(4)은 도 4에 도시된 바와 같이, 할로겐 램프(43)를 이용하는 것으로, 상기 할로겐 램프(43)는 할로겐 램프(43)에서 일정하게 이격된 안정망(도면 미도시)을 통해 아스콘(10)으로부터 보호되도록 구성되며, 할로겐 램프(43)의 상부 외둘레로는 반사판(42)이 구비되어, 할로겐 램프(43)에서 발생되는 적외선을 전반사 시킬 수 있도록 구성되어 있고, 상 기 할로겐 램프(43)에 전기를 공급하기 위해, 일측은 호퍼 상단부를 관통하여 할로겐 램프(43)와 연결되고, 타측은 발전기(도면 미도시)와 연결되어 있는 전선(도면 미도시)이 구비되어 있다.

상기 포설 작업에서 중요한 단계는 가열혼합장치(110)의 일측에 구비된 호퍼식 가열기(1)에서 적외선 발생 세라믹 판(3) 또는 적외선 가열부(4)를 이용하여 아스콘을 가열하는 단계와 이송된 아스콘을 가열혼합장치(110)내의 혼합기(111)로 골재분리된 아스콘을 균일한 입도 분포도를 갖도록 혼합하는 것으로, 종래 운송과 작업을 위한 대기시간, 야간 및 동절기에 따른 낮고 불균일한 온도와 균일하게 입도 별로 혼합되지 않은 아스콘을 사용함으로써 도로에 발생되는 균열 및 소성변형을 방지할 수 있는 핵심 단계이다.

이와 같이, 혼합된 아스콘은 피니셔(120)를 통해 포설되며, 포설된 아스콘 상부로 롤러(130)를 이용하여 다짐하게 되는데, 이때 다짐은 1차로 마카담롤러를 통해 진동압륜하고, 2차로 타이어 롤러를 이용하여 도로의 포설면을 정리하고, 최종적으로 담 뎀 롤러를 이용하여 마무리함으로써, 가열아스콘을 이용한 도로의 포설시공은 마무리된다. 이때, 일반도로의 포장시에는 마카담롤러는 4회, 타이어 롤러는 8회, 담 뎀 롤러는 4회로 그 다짐횟수를 정해주고, 고속도로인 경우에는 마카덤롤러 8회, 타이어 롤러 12회, 담 뎀 롤러 8회로 그 다짐횟수를 정해주면 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 도로를 포설함에 있어 온도는 매우 중요한 인자로서, 종래 아스콘의 운송시간, 포설을 위한 대기시간, 야간작업, 동절기 작업 등 아스콘의 온도를 저하시키는 많은 조건과, 생산된 아스콘을 차량에 적재할 때 비중에 따른 골재 분리가 일어나 입도가 큰 것과 작은 것이 분리되어, 입도 별로 골고루 분포되지 못하는 문제점으로, 온도가 저하되고 입도 분포가 고르지 못한 아스콘을 도로에 직접 포설함으로써 발생되는 도로의 균열과 소성변형 등을 가열혼합장치를 통해 가열 혼합함으로써, 일정 수준의 온도와 골재의 입도별 분포가 골고루 이루어 짐으로서 해결되어 아스콘의 결합력이 강화되어 견고한 포설작업이 이루어져 도로의 수명이 증가되어, 그에 따른 보수비용이 절감되어 경제적 효과를 가져온다.

Claims (2)

1. 일측에 호퍼식 가열기(1)를 구비하고, 그 호퍼식 가열기(1)를 통해 가열된 아스콘을 가열혼합장치(110) 내부로 이송하도록 호퍼식 가열기(1)의 저부에 구비된 호퍼컨베이어 밸트(11)와, 가열된 아스콘을 포설 가능한 온도 도달시 이동을 제어할 수 있도록 호퍼식 가열기(1)의 일측에 구비된 통상의 자동온도제어장치를 통해 개폐되는 자동온도 개폐장치(12)로 구성되고, 상기 호퍼식 가열기(1)는 상부에 개폐식 천정부(3)와, 그 개폐식 천정부(3)의 일측면에 설치된 세라믹판(4) 또는 적외선 가열부(4)로 이루어진 것에 있어서,

   상기 적외선 가열부(4)는 그 일측면에 요철형상을 갖는 몸체(41)와 그 요철형상 몸체(41)의 오목한 부분 외둘레를 따라 코팅된 크롬재질의 반사판(42)과, 그 반사판(42)과 일정간격 이격되어 설치된 할로겐 램프(43)와, 그 할로겐 램프(43)의 일측과 연결된 전기, 가스, 유류공급 장치 중 선택되는 어느 1종으로부터 에너지를 공급하는 전선으로 구성된 것을 특징으로 하는 아스콘 가열혼합장치.
2. 덤프 트럭(100)에 의해 아스콘을 가열혼합장치(110)의 일측에 구비된 호퍼식 가열기(1)로 공급하는 단계; 아스콘(10)이 공급된 호퍼식 가열기(1)에서 적외선 발생 세라믹 판(2) 또는 적외선 가열부(4)를 통해, 온도가 저하된 아스콘을 가열하여 승온시키는 단계; 호퍼식 가열기(1)의 저부에 구비된 호퍼컨베이어 밸트(11)를 통해 가열혼합장치(110) 내부로 이송하여 혼합기(111)로 아스콘이 입도 별로 균일하게 분포되도록 혼합하고, 이를 혼합컨베이어(112)를 통해 피니셔(120)로 공급하는 단계; 피니셔(120)로 아스콘을 도로에 포설하는 단계; 포설된 아스콘을 롤러(130) 다짐하여 양생하는 단계;를 거치는 것에 있어서,

   상기 가열은 온도가 저하된 아스콘의 결합력을 높이기 위해, 일측면에 요철형상을 갖는 몸체(41)와 그 요철형상 몸체(41)의 오목한 부분 외둘레를 따라 코팅된 크롬재질의 반사판(42)과, 그 반사판(42)과 일정간격 이격되어 설치된 할로겐 램프(43)와 그 할로겐 램프(43)의 일측과 연결된 전기, 가스, 유류공급 장치 중 선택되는 어느 1종으로부터 에너지를 공급하는 전선으로 구성된 적외선 가열부(4)를 이용하여 1 ~ 30분간 이루어져 그 아스콘의 온도를 120 ~ 140℃로 승온시키는 것을 특징으로 하는 아스콘 가열혼합장치를 이용한 도로시공방법.

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