KR100834784B1 - 토립자 구속 벌집형 보강재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사면 및 호안의 친환경적 보호와 축대, 옹벽, 도로 기층 등의 기초재로 사용하는 토립자 구속 벌집형 보강재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 본 발명의 사면보호용 보강재는 사면보호용 보강재에 있어서, 가로보강사와 세로보강사가 교차하면서 일정크기의 공극을 갖는 망상의 시트를 형성하고 이 시트를 폭 방향으로 일정간격으로 융착 연결 후 일측 방향으로 당기면 다수의 벌집형태의 셀망부를 형성하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

토립자 구속 벌집형 보강재{Sol particle confinement cellular reinforcement}
본 발명은 사면 및 호안의 친환경적 보호와 축대, 옹벽, 도로기층 등의 기초재로 사용하는 토립자 구속 벌집형 보강재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 가로보강사와 세로보강사가 교차하면서 일정크기의 공극을 갖는 망상의 시트를 형성하고 이 시트를 폭 방향으로 융착 연결시켜 투수계수가 높고, 골재와의 마찰력이 높고, 원자재가 절감되어 제조단가가 저렴하며 뿌리 활착이 용이하며, 압축하중 시 작용하는 하중이 분산되어 변형이 방지되어 지반이 안정화되는 등의 이점이 있는 토립자 구속 벌집형 보강재에 관한 것이다.
일반적으로 사면, 호안은 강우와 유수에 의하여 침식 및 붕괴가 발생되기 쉬우며 연약지반은 구조물의 하중보다 기초지반의 지지력이 작아서 변형을 일으키는 지반이다. 이러한 사면 및 호안 제방을 축조할 경우 사면침식 및 붕괴가 발생하지 않도록 사면보호용 보강재를 설치하여야 하며, 연약지반 위에 제방이나 도로를 시 공할 경우 지반의 지지력을 증대시키고 지반의 침하가 일어나지 않도록 보강구조물을 설치하여야 한다.
이러한 사면보호용 보강재의 종래 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 고밀도 폴리에틸렌재로 이루어져 소정의 길이로 형성된 띠 형상의 시트(100)가 겹쳐 이루어지며 일부분에는 초음파 융착한 후 당기면 세포형의 망으로 형성한 토립자 구속 벌집형 보강재이다.
한편 첨부도면 도 2는 도 1의 토립자 구속 벌집형 보강재를 생산 후 현장에서 후속공정 작업자가 시트(100)에 투수계수를 높이기 위하여 작업자가 펀칭기를 이용하여 통공(200)을 형성시키는 구조의 토립자 구속 벌집형 보강재를 사용하였다.
이와 같이 종래의 연약지반 보강재는 투수계수가 낮고, 채움재와의 마찰력이 낮으며, 생산시 고가의 설비가 필요하며 제조단가가 높고 뿌리 활착이 용이하지 않으며, 압축하중 시 시트가 변형이 일어나 지반이 변형되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 이의 목적은 가로보강사와 세로보강사가 교차하면서 일정크기의 공극을 갖는 망상의 시트를 형성하고 이 시트를 폭 방향으로 융착 연결하여 형성한 것으로 투수계수가 높고, 골재와의 마찰력이 높고, 원자재가 절감되어 제조단가가 저렴하며 뿌리 활착이 용이하며, 압축하중 시 작용하는 하중이 분산되어 변형이 방지되어 지반이 안정화되는 등의 이점이 있는 토립자 구속 벌집형 보강재를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 토립자 구속 벌집형 보강재를에 있어서, 가로보강사와 세로보강사가 교차하면서 일정크기의 공극을 갖는 망상의 시트를 형성하고 이 시트를 폭 방향으로 일정간격으로 융착 연결 후 일측방향으로 당기면 다수의 벌집형태의 셀망부를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 사면보호용 보강재에 의하여 달성된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재는 가로보강사와 세로보강사가 교차하면서 일정크기의 공극을 갖는 망상의 시트를 형성하고 이 시트를 폭 방향으로 융착 연결하여 형성한 것으로 투수계수가 높고, 골재와의 마찰력이 높고, 원자재가 절감되어 제조단가가 저렴하며 뿌리 활착이 용이하며, 압축하중 시 작용하는 하중이 분산되어 변형이 방지되어 지반이 안정화되는 등의 이점이 있는 유용한 발명이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재를 나타낸 사시도이며 도 4는 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재를 형성하는 벌집형태의 셀망부의 구조를 보여주는 일부발췌 사시도이고 도 5는 본 발명에 따른 벌집형태의 셀망부를 형성하는 시트의 구조를 보여주는 일부발췌 정면도이다.
본 발명은 첨부도면 도 3 및 도 5에 도시된 바와 토립자 구속 벌집형 보강재(1)는 소정에 길이로 갖는 폴리에틸렌재의 가로보강사(10)와 세로보강사(20)가 교차하면서 일정크기의 공극(30)을 다수로 갖는 망상의 시트(40)를 형성하며 필요에 의하여 가로보강사(10)와 세로보강사(20)가 교차되는 형상을 +, ×, *의 형태로 형성하여 사용할 수도 있다.
상기 시트(40)가 형성되면 인접하는 시트(40)와 시트의 폭 방향으로 일정간격 융착 연결한다. 이때 상기 융착의 방법으로는 초음파 웰딩, 핫 멜트 웰딩, 핫 웨지 웰딩, 핫 에어 웰딩 등으로 융착한다.
상기 융착간격은 일정간격으로 융착하면서 인접하는 다른 시트와 다시 융착할 때에는 융착한 부위가 중첩되지 않도록 이미 융착된 사이의 중간부에서 융착이 이루어지도록 한다.
상기와 같이 융착된 시트(40)가 다수로 적층되면 시트를 일측 방향으로 당기면 다수의 벌집형태의 셀망부(50)를 형성하게 된다.
상기와 같이 다수의 시트가 일정간격으로 융착되어 벌집형태의 셀망부(50)를 형성하면 셀망부(50)의 공간으로 모래, 흙 및 자갈 등의 골재를 채워 메우면 별도의 후속 공정 없이 시트의 전면에 균일하게 매우 많은 공극이 형성되어 있기 때문에 마찰특성이 상승하게 되고 일반적인 띠 형상의 시트를 이용하는 동래의 토립자 구속 벌집형 보강재 보다 20% 이상의 재료 절감효과와 중량저감 효과가 있으며, 뿌리 활착이 용이한 이점 등이 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 토립자 구속 벌집형 보강재(1)와 도 1에 도시바와 같은 고밀도 폴리에틸렌재로 이루어진 종래 사면보호용 보강재를 배형전단 실험법을 이용하여 실험하여 아래 표와 같이 나타남을 알 수 있었다.
실험방법 - 배형전단 실험법
실험조건 : 상부 - 풍화토
하부 - 고밀도 폴리에틸렌로 이루어진 보강재
Figure 112007091389539-pat00001
실험방법 - 배형전단 실험법
실험조건 : 상부 - 풍화토
하부 - 본 발명의 토립자 구속 벌집형 보강재
Figure 112007091389539-pat00002
상기 표 1에 기재되어 있는 바와 같이 이를 수직응력에 대한 변위- 전단력을 보여주는 그래프 및 수직응력-최대전단응력 곡선을 보여주는 그래프는 첨부도면 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같으며, 이에 대응하는 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재를 이용하여 수직응력에 대한 변위- 전단력을 보여주는 그래프 및 수직응력-최대전단응력 곡선을 보여주는 그래프는 첨부도면 도 8 및 도 9에 도시됨을 알 수 있다.
여기서 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재는 종래 고밀도 폴리에틸렌로 이루어진 보강재를 할 때 보다 마찰특성이 약 50%가 향상되고 점착력은 약9배가 향상됨을 알 수 있었다.
더욱이 첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 폭방향의 끝단부 즉, 가로보강사(10)와 세로보강사(20)의 끝단이 날카롭게 돌출 형성됨으로 가로보강사(10)와 세로보강사(20)의 끝단이 지면에 파고들어가 고정력과 마찰력을 증대되도록 하여 본 발명의 토립자 구속 벌집형 보강재(1)를 보다 안정적으로 고정 설치하게 된다.
도 1 내지 도 2는 종래 고밀도 폴리에틸렌로 이루어진 보강재를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재를 형성하는 벌집형태의 셀망부의 구조를 보여주는 일부발췌 사시도
도 5는 본 발명에 따른 벌집형태의 셀망부를 형성하는 시트의 구조를 보여주는 일부발췌 정면도.
도 6은 종래 고밀도 폴리에틸렌로 이루어진 보강재를 이용하여 수직응력에 대한 변위 - 전단력을 보여주는 그래프.
도 7은 종래 고밀도 폴리에틸렌로 이루어진 보강재를 이용하여 수직응력 - 최대전단응력 곡선을 표여주는 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재를 이용하여 수직응력에 대한 변위 - 전단력을 보여주는 그래프.
도 9은 본 발명에 따른 토립자 구속 벌집형 보강재를 이용하여 수직응력 - 최대전단응력 곡선을 표여주는 그래프.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
1 : 토립자 구속 벌집형 보강재 10 : 가로보강사
20 : 세로보강사 30 : 공극
40 : 시트 50 : 셀망부

Claims (4)

  1. 토립자 구속 벌집형 보강재에 있어서,
    가로보강사와 세로보강사가 교차하면서 일정크기의 공극을 갖는 망상의 시트를 형성하고 이 시트를 폭 방향으로 일정간격으로 융착 연결 후 일측방향으로 당기면 다수의 벌집형태의 셀망부를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 토립자 구속 벌집형 보강재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가로보강사와 세로보강사가 +, ×, * 형태 중 선택된 어느 하나의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 토립자 구속 벌집형 보강재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 융착은 초음파 웰딩, 핫 멜트 웰딩, 핫 웨지 웰딩, 핫 에어 웰딩 중 선택된 어느 하나의 방법인 것을 특징으로 하는 토립자 구속 벌집형 보강재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 시트의 폭 방향 끝단이 가로보강사와 세로보강사의 끝단부로 형성되어 날카롭게 형성된 것을 특징으로 하는 토립자 구속 벌집형 보강재.
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