KR100774446B1

KR100774446B1 - 도로포장 구조물의 보수공법

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Publication number: KR100774446B1
Application number: KR1020060067317A
Authority: KR
Inventors: 이승우; 김지원; 배성호; 배지민
Original assignee: 주식회사 토탈페이브시스템; 이승우; 김지원
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2007-11-08

Abstract

본 발명은 콘크리트 도로포장 구조물의 파손된 부분을 보수하기 위한 보수공법에 관한 것으로서, 기존 콘크리트 슬랩의 파손된 영역을 소정 깊이까지 파쇄하여 파쇄 골재층(100)을 형성하는 파쇄단계; 침투수를 배출하기 위한 침투수 배출수단(400)을 파쇄 골재층(100)에 설치하는 침투수 배출수단 설치단계; 파쇄 골재층(100)의 상부에 불투수성 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 불투수층(200)을 형성하는 불투수층 형성단계; 침투수를 수집하여 상기 침투수 배출수단(400)에 배출하도록, 불투수층(200)의 상부에 침투수 수집용 유공관(310)을 설치하는 침투수 수집용 유공관 설치단계; 침투수 수집용 유공관(310)이 매립되도록, 불투수층(200)의 상부에 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 표층(300)을 형성하는 표층 형성단계를; 포함하여 구성된다.

이로써, 보수된 아스팔트 포장체의 하부의 수분 저류 현상을 방지하여, 구조적 안정성 및 내구성이 강한 포장체를 얻을 수 있도록 한다.

도로, 포장, 보수

Description

도로포장 구조물의 보수공법{REPAIR METHOD FOR PAVEMENT STRUCTURE}

도 1은 종래의 보수공법을 설명하기 위한 단면도.

도 2 내지 8은 본 발명에 의한 보수공법을 설명하기 위한 도면으로서,

도 2 내지 5는 보수공법의 시공과정을 나타내는 단면도.

도 6은 유공관 및 부직포의 부분사시도.

도 7,8은 보수공법의 시공과정을 나타내는 평면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 보조기층 또는 노면 10 : 기존 콘크리트 슬랩

100 : 파쇄 골재층 110 : 유공관 홈

200 : 불투수층 210 : 관통공

300 : 표층 310 : 침투수 수집용 유공관

400 : 침투수 배출수단 410 : 침투수 배출용 유공관

420 : 이물질 유입 방지부

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 기존의 콘크리트 도로포 장 구조물을 보다 효율적으로 보수하기 위한 공법에 관한 것이다.

국내 도로포장의 특징은 제 외국에 비해 PCC(Portland Cement Concrete)에 의한 콘크리트 포장이 압도적으로 많다는 점이고, 이러한 콘크리트 포장의 수명이 30년 정도임을 감안하면, 국내 콘크리트 포장은 현재 대대적인 보강시점에 도달하고 있다고 볼 수 있다.

노후 콘크리트 포장의 수명을 연장하기 위한 방안으로 아스팔트 콘크리트(Asphalt Concrete)를 기존 콘크리트 포장체의 상면에 덧씌우는 방법이 일반적으로 적용되고 있으나, 이는 반사균열을 억제하기 어렵다는 문제점이 있다.

이러한 반사균열의 발생요인으로 환경하중, 교통하중, 온도 등에 의한 영향 등을 들 수 있는데, 가장 주된 요인은 차량으로 인한 윤(輪) 하중이라 할 수 있다.

윤 하중에 의해 도로포장체에 작용하는 응력은 하중의 크기, 하중전달능력, 지반 조건의 상이함 등으로 인하여 도로포장체 전면에 걸쳐 일정하지 못하게 되는데, 이는 도로포장체의 '서로 다른 수직적 이동'을 야기하고, 결국 전단 균열의 원인이 된다.

국내외의 반사균열에 관한 연구를 살펴보면, 노면 반사균열을 억제하기 위하여 국내외에서 적용하는 기존의 콘크리트 포장의 처리(조인트 실링의 보수도 포함), 응력이나 변형률을 경감시킬 수 있는 완화층의 설치(Wire mesh, textile grid ,cushion courses 등) 특수 재료를 이용한 덧씌우기(고무 아스팔트, 섬유보강아스팔트, 폴리머 아스팔트 등), 덧씌우기 두께의 증가 등에 대하여, 문헌조사 및 반사균열 억제공법의 선정과 노면 반사균열 예측모델 개발 등이 시도된 바 있으나, 실용화 수준에는 미치지 못하고 있다.

즉, 덧씌우기 층의 두께를 증가시키는 방법, 보강재 사용이나 응력 완화 층의 설치, 콘크리트포장의 균열 및 줄눈부의 채움, 특수아스팔트 덧씌우기 공법 등이 시도되었으나, 반사균열의 발생과 진전을 늦추는데 제한적인 성공 이상의 결과를 얻지 못하고 있는 것이 현실이다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 방법으로 '원위치 파쇄기층화 공법'이 제시되고 있는데, 이는 노후화된 콘크리트 포장 슬래브를 원위치에서 파쇄하고 안치하여 골재화한 후 그 자체를 기층재료로 활용함으로써, 반사균열의 원인을 원천적으로 봉쇄할 수 있도록 하는 공법을 말한다.

이러한 원위치 파쇄기층화 공법은 파쇄콘크리트를 재활용하도록 하므로 폐 콘크리트 처리의 문제가 없고, 신속한 공사수행이 가능할 뿐만 아니라, 차선별 공사가 가능하여 공사중인 도로의 부분 사용을 허용할 수 있다는 장점이 있으므로, 향후 노후화되어 가는 국내 콘크리트 포장의 보수공법으로 활용 가능성이 크다고 볼 수 있다.

도 1은 종래의 원위치 파쇄기층화 공법에 의해 보수된 도로포장의 단면의 예를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 기존 콘크리트 슬랩(10)의 파손된 영역을 소정 깊이까지 파쇄하여 파쇄 골재층(20)을 형성한 후, 그 상부에 아스팔트 콘크리트의 포설에 의해 표층(30)을 형성하는 방식을 취한다.

그런데, 이와 같은 종래의 보수공법은 다음과 같은 점에서 문제로 지적되어 왔다.

첫째, 시멘트 콘크리트와 아스팔트 콘크리트는 기본적으로 상호 결합력이 약한 성질을 가지므로, 기존 콘크리트 슬랩의 파쇄되지 않은 영역(10)과 새로이 형성된 아스팔트 콘크리트 표층(30) 사이의 경계부를 통해 수분이 침투하기 쉬운 구조가 형성된다.

이와 같이 침투된 수분은 표층(30)과 파쇄 골재층(20) 사이에 저류하는데, 이는 양 층(20,30) 사이의 부착강도를 약하게 한다는 점, 침출이 발생하는 곳에 수분 용출현상이 발생한다는 점, 포장면에 소성변형이 발생한다는 점, 쇼빙(shoving) 현상이 야기된다는 점, 궁극적으로 포장 슬랩의 균열을 촉진한다는 점 등의 문제를 야기한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보수된 아스팔트 포장체의 하부의 수분 저류 현상을 방지하여, 구조적 안정성 및 내구성이 강한 포장체를 얻을 수 있도록 하는 도로포장 구조물의 보수공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 콘크리트 도로포장 구조물의 파손된 부분을 보수하기 위한 보수공법에 있어서, 기존 콘크리트 슬랩의 파손된 영역을 소정 깊이까지 파쇄하여 파쇄 골재층(100)을 형성하는 파쇄단계; 침투수를 배출하기 위한 침투수 배출수단(400)을 상기 파쇄 골재층(100)에 설치하는 침투수 배출수단 설치단계; 상기 파쇄 골재층(100)의 상부에 불투수성 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 불투수층(200)을 형성하는 불투수층 형성단계; 침투수를 수집하여 상기 침투수 배출수단(400)에 배출하도록, 상기 불투수층(200)의 상부에 침투수 수집용 유공관(310)을 설치하는 침투수 수집용 유공관 설치단계; 상기 침투수 수집용 유공관(310)이 매립되도록, 상기 불투수층(200)의 상부에 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 표층(300)을 형성하는 표층 형성단계를; 포함하는 도로포장 구조물의 보수공법을 제시한다.

상기 침투수 수집용 유공관 설치단계는 상기 기존 콘크리트 슬랩의 파쇄되지 않은 영역(10)과의 경계부에 인접하도록, 상기 침투수 수집용 유공관(310)을 길이방향으로 설치하는 것이 바람직하다.

상기 침투수 수집용 유공관(310)은 강성 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 침투수 배출수단 설치단계는 상기 파쇄 골재층(100)의 일측 단부에 유공관 홈(110)을 형성하는 유공관 홈 형성단계; 상기 유공관 홈(110)에 침투수 배출용 유공관(410)을 설치하는 침투수 배출용 유공관 설치단계; 상기 침투수 수집용 유공관(310)과 상기 침투수 배출용 유공관(410)이 상호 연결되도록, 상기 불투수층(200)에 관통공(210)을 형성하는 관통공 형성단계를; 포함하는 것이 바람직하다.

상기 유공관 홈(110)과 상기 침투수 배출용 유공관(410) 사이의 영역에 모래를 매설하여 모래층을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 침투수 배출용 유공관(410)의 외주에 이물질 유입 방지부(420)를 장착하는 것이 바람직하다.

상기 불투수성 아스팔트 콘크리트에는 박리 방지제가 포함된 것이 바람직하다.

상기 불투수성 아스팔트 콘크리트는 BB-4, WC-5, WC-6 중 적어도 어느 하나 이상의 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 불투수층(200)의 두께는 7 내지 8cm 인 것이 바람직하다.

상기 표층(300)은 개립도 아스팔트 콘크리트에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 표층(300)의 두께는 5 내지 6cm 인 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 콘크리트 도로포장 구조물의 파손된 부분을 보수하기 위한 보수공법에 관한 것으로서, 기존 콘크리트 슬랩의 파손된 영역을 소정 깊이까지 파쇄하여 파쇄 골재층(100)을 형성하는 파쇄단계(도 2); 침투수를 배출하기 위한 침투수 배출수단(400)을 상기 파쇄 골재층(100)에 설치하는 침투수 배출수단 설치단계; 파쇄 골재층(100)의 상부에 불투수성 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 불투수층(200)을 형성하는 불투수층 형성단계(도 3); 침투수를 수집하여 침투수 배출수단(400)에 배출하도록, 상기 불투수층(200)의 상부에 침투수 수집용 유공관(310)을 설치하는 침투수 수집용 유공관 설치단계(도 4,5,8); 침투수 수집용 유공관(310)이 매립되도록, 불투수층(200)의 상부에 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 표층(300)을 형성하는 표층 형성단계(도 4,5)를; 포함하여 구성된다.

즉, 종래 공법의 경우와 같은 수분 저류 현상에 의한 부착강도의 약화를 방 지하기 위하여, 표층(300)과 파쇄 골재층(100) 사이에 불투수층(200)을 추가로 형성한다는 점, 침투한 수분을 수집하여 배출하기 위하여, 침투수 수집용 유공관(310), 침투수 배출수단(400)이 설치된다는 점에 본 발명의 가장 큰 특징이 있는 것이다.

이러한 구성을 취하는 경우, 표층(300)으로부터 침투된 수분이 불투수층(200)으로 인하여 파쇄 골재층(100)에 접근하지 못하므로, 종래와 같은 부착강도의 약화를 방지할 수 있으며, 침투된 수분은 침투수 수집용 유공관(310), 침투수 배출수단(400)에 의해 외부로 배출되므로, 종래와 같은 열화 현상을 방지할 수 있어 궁극적으로 보수된 도로 포장체의 우수한 구조적 안정성 및 내구성을 얻을 수 있는 것이다.

침투수 수집용 유공관(310)은 침투된 수분을 수집할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하나, 표층(300)의 형성을 위한 아스팔트 콘크리트 포설 및 다짐 작업시 파손을 방지하기 위해서는 강성 재질에 의해 형성되는 것이 바람직한데, 이는 기존의 드레인 파이프 등을 적용함으로써 구현될 수 있다.

침투수 수집용 유공관(310)의 설치 위치는 침투된 수분을 수집하기에 유리한 곳으로 설정하면 되는데, 수분의 침투가 가장 활발한 부분은 기존 콘크리트 슬랩의 파쇄되지 않은 영역(10)과 표층(300)의 경계부이므로, 이에 인접하도록 침투수 수집용 유공관(310)을 길이방향으로 설치하는 것이 바람직하다(도 4,8).

침투수 배출수단은 위 침투수 수집용 유공관(310)에 의해 수집된 수분을 외부로 배출하기 위한 구성으로서, 도로 주변의 상황에 따라 가장 적절한 수단을 강 구하면 된다.

도 5,7은 파쇄 골재층(100)에 침투수 배출용 유공관(410)을 설치하고 이를 통해 수분을 배출하도록 하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예의 경우, 파쇄 골재층(100)의 일측 단부에 유공관 홈(110)을 형성하는 유공관 홈 형성단계; 유공관 홈(110)에 침투수 배출용 유공관(410)을 설치하는 침투수 배출용 유공관 설치단계; 침투수 수집용 유공관(310)과 상기 침투수 배출용 유공관(410)이 상호 연결되도록, 불투수층(200)에 관통공(210)을 형성하는 관통공 형성단계를; 포함하여 구성된다.

본 실시예는 최하층인 파쇄 골재층(100)에 침투수 배출용 유공관(410)을 설치하는 방식을 취하므로, 보수공사 후 기존 도로포장의 구조, 주변 환경에 미치는 영향을 최소화하도록 한다는 장점이 있다.

위 관통공(210)을 통해 침투수 배출용 유공관(410)이 설치된 유공관 홈(110) 측으로 수분이 용이하게 유입하도록 하기 위해서는, 그 유공관 홈(110)과 유공관(410) 사이의 영역에 모래를 매설하여 모래층을 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우, 침투수 배출용 유공관(410)의 관통공을 통해 모래 기타 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해서는, 유공관(410)의 외주에 부직포 등에 의한 이물질 유입 방지부(420)를 장착하는 것이 바람직하다.

불투수층(200)을 형성하기 위한 아스팔트 콘크리트의 재질은 기본적으로 불투수성을 만족하는 재질이면 어느 것이나 관계없으나, 보수된 포장체의 내구성을 보장하기 위해서는 소성변형에 대한 저항성, 균열 저항성 등도 우수한 재질을 선택 하는 것이 바람직하다.

다음 표 1,2는 아스팔트 혼합물의 입도 기준을 나타낸 것으로서, 본 발명에 의한 보수공법에서 위 불투수층(200)에 적합한 것은 BB-4, WC-5, WC-6 등이라 할 수 있다.

여기서, 체는 각각 KS A 5101(시험용 채)에 규정한 표준망체 53mm, 37.5mm, 31.5mm, 26.5mm, 19mm, 13.2mm, 9.5mm, 4.75mm, 2.36mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm, 0.075mm에 해당한다.

BB는 Black Base(아스팔트 혼합물 기층)의 약자이며, 입도의 간편한 구분을 위하여 도로공사 표준 시방서에 표기되어 있는 내용이다.

WC는 Wearing Course(아스팔트 혼합물 표층)의 약자이며, 아스팔트 혼합물 기층의 구분기호인 BB와 구별하기 위하여 사용된다.

나아가, 본 발명에 의한 보수공법의 주요 목적 중 하나인, 아스팔트 포장층의 부착강도를 증대하기 위해서는, 골재와 아스팔트의 분리를 방지하기 위한 혼화제인 박리 방지제가 위 불투수성 아스팔트 콘크리트에 혼합되어 시공되는 것이 바람직하다.

표층(300)은 기존의 아스팔트 콘크리트 중 어느 것을 사용하더라도 관계없으나, 도로포장의 보수공사에 사용되는 재질은 소성 변형에 대한 저항성, 균열 저항성 등이 더욱 우수한 것이 바람직하므로, SMA와 같은 개립도 아스팔트 콘크리트를 적용한다.

일반적인 콘크리트 포장의 두께는 30cm 정도인데, 본 발명에 의한 보수공법에서는, 12 내지 13cm 정도를 파쇄하고, 그 위에 7 내지 8cm 정도의 불투수층(200)을 형성한 후, 그 위에 5 내지 6cm 정도의 표층(300)을 형성하는 것이 가장 이상적인 것으로 파악된다..

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

본 발명은 보수된 아스팔트 포장체의 하부의 수분 저류 현상을 방지하여, 구조적 안정성 및 내구성이 강한 포장체를 얻을 수 있도록 한다.

Claims

콘크리트 도로포장 구조물의 파손된 부분을 보수하기 위한 보수공법에 있어서,

기존 콘크리트 슬랩의 파손된 영역을 소정 깊이까지 파쇄하여 파쇄 골재층(100)을 형성하는 파쇄단계;

침투수를 배출하기 위한 침투수 배출수단(400)을 상기 파쇄 골재층(100)에 설치하는 침투수 배출수단 설치단계;

상기 파쇄 골재층(100)의 상부에 불투수성 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 불투수층(200)을 형성하는 불투수층 형성단계;

침투수를 수집하여 상기 침투수 배출수단(400)에 배출하도록, 상기 불투수층(200)의 상부에 침투수 수집용 유공관(310)을 설치하는 침투수 수집용 유공관 설치단계;

상기 침투수 수집용 유공관(310)이 매립되도록, 상기 불투수층(200)의 상부에 아스팔트 콘크리트의 포설에 의한 표층(300)을 형성하는 표층 형성단계를;

포함하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 침투수 수집용 유공관 설치단계는

상기 기존 콘크리트 슬랩의 파쇄되지 않은 영역(10)과의 경계부에 인접하도록, 상기 침투수 수집용 유공관(310)을 길이방향으로 설치하는 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 침투수 수집용 유공관(310)은 강성 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 침투수 배출수단 설치단계는

상기 파쇄 골재층(100)의 일측 단부에 유공관 홈(110)을 형성하는 유공관 홈 형성단계;

상기 유공관 홈(110)에 침투수 배출용 유공관(410)을 설치하는 침투수 배출용 유공관 설치단계;

상기 침투수 수집용 유공관(310)과 상기 침투수 배출용 유공관(410)이 상호 연결되도록, 상기 불투수층(200)에 관통공(210)을 형성하는 관통공 형성단계를;

포함하는 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제4항에 있어서,

상기 유공관 홈(110)과 상기 침투수 배출용 유공관(410) 사이의 영역에 모래를 매설하여 모래층을 형성하는 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제5항에 있어서,

상기 침투수 배출용 유공관(410)의 외주에 이물질 유입 방지부(420)를 장착하는 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 불투수성 아스팔트 콘크리트에는 박리 방지제가 포함된 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 불투수성 아스팔트 콘크리트는 BB-4, WC-5, WC-6 중 적어도 어느 하나 이상의 재질에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 불투수층(200)의 두께는 7 내지 8cm 인 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 표층(300)은 개립도 아스팔트 콘크리트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.
제1항에 있어서,

상기 표층(300)의 두께는 5 내지 6cm 인 것을 특징으로 하는 도로포장 구조물의 보수공법.