KR100847267B1 - 열섬현상 완화용 도로 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 차선을 따라 형성된 유공관 삽입홈(110); 유공관 삽입홈(110)에 삽입된 유공관(100); 유공관 삽입홈(110)의 잔여공간을 충전하는 충전재(120); 유공관 삽입홈(110)의 개구를 폐쇄하는 커버부재(130);를 포함하는 열섬현상 완화용 도로 구조물을 제시함으로써, 기존의 도로 차선 구조를 활용하여, 인공 살수 작업이 필요하지 않으면서도 효율적으로 노면온도의 상승을 억제할 수 있도록 한다.

도로, 열섬, 급수, 유공관

Description

열섬현상 완화용 도로 구조물{PAVEMENT STRUCTURE FOR REDUCING HEAT ISLAND}

도 1 내지 6은 본 발명에 의한 도로 구조물의 실시예를 도시한 것으로서,

도 1은 제1실시예의 단면도.

도 2는 제2실시예의 사시도.

도 3은 제3실시예의 분해사시도.

도 4는 제3실시예의 단면도.

도 5는 제4실시예의 단면도.

도 6은 제5실시예의 단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100 : 유공관 110 : 유공관 삽입홈

120 : 충전재 130 : 커버부재

131 : 식생용 관통공 140 : 식생용 수납부재

141 : 유입수 관통공 200 : 표층

210 : 차열층 300 : 급수층

310 : 보수성 부재 400 : 불투수층

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 열섬현상을 완화하기 위한 도로포장 구조물에 관한 것이다.

열섬현상(heat island)이란, 도심의 온도가 대기오염이나 인공열 등의 영향으로 주변지역보다 높게 나타나는 현상을 말한다.

도심과 주변지역의 온도를 연결하는 등온선을 그릴 경우 섬의 등고선과 비슷하게 나타난다고 해서 도심의 고온부를 '열섬'이라 부르며, 이러한 열섬에 의해 마치 도시 전체가 비닐하우스에 둘러싸인 것 같은 온실효과가 나타난다.

열섬현상이 생기는 가장 큰 원인은 공장의 매연, 자동차 배기가스, 냉·난방기기 가동에 의한 인공 열의 발산이며, 그 밖에도 아스팔트나 콘크리트 면적 확대로 인한 지표면의 보온효과, 녹지 면적 축소 등을 원인으로 꼽을 수 있다.

열섬현상은 고기압의 영향으로 하늘이 맑고 바람이 약할 때 주로 발생하며, 계절적으로는 여름보다 겨울에 뚜렷하고 낮보다 밤에 심하게 나타나는데, 열섬현상으로 인해 도심 상공에는 오염물질이 흩어지지 않고 머물게 되는데 이를 먼지 돔이라 하며, 특히 여름철에는 열섬현상이 반복되면서 해가 진 뒤에도 대기 온도가 떨어지지 않는 열대야(熱帶夜) 현상이 나타난다.

도로포장의 지열은 이러한 열섬현상의 주된 요인 중의 하나로 부각되고 있는데, 도시 면적의 10~20%를 차지하고 있는 도로의 대부분이 수용성 포장으로 되어 있기 때문에 토양이나 녹지처럼 물의 증발산에 의한 잠열 수송을 기대할 수 없다는 점, 포장의 검은색으로 인하여 온도가 더욱 높아져 아스팔트 포장으로부터 다량의 적외선이 방사된다는 점 등을 그 근거로 들 수 있다.

최근, 보수성을 갖는 포장을 이용하여 노면온도 상승을 억제하기 위한 포장에 관한 연구가 이루어지고 있는데, 이는 보수성 재료를 시멘트 페이스트에 혼합하여 아스팔트 포장의 표층에 침투시키는 방법으로서, 표층 내의 보수성 재료가 수분을 함유하고 있다가 노면온도의 상승시 수분의 증발에 의한 잠열 수송에 의해 노면온도를 하강시키는 것을 주된 취지로 하는 것이다.

그러나, 이러한 방식은 다음과 같은 점에서 문제로 지적되어 왔다.

첫째, 표층에 침투된 보수성 재료는 어디까지나 수동적으로 공급된 수분을 보유하고 있다가 증발시킬 뿐이지, 그 자체가 수분을 공급할 수는 없는 것이므로, 주기적으로 표층에 인공 살수 작업을 해야 한다는 유지관리상의 어려움이 뒤따른다.

둘째, 살수 직후 표면에 남아 있는 물은 수막 현상을 발생시킬 수 있고, 선행하는 차량이 살수된 물을 튀게 하여 뒤따르는 차량의 운전자의 시야를 방해할 수 있으므로 안전운전을 방해하는 요소가 될 수 있다.

셋째, 인공 살수 작업시 표층 전체에 골고루 수분을 공급할 수 있는 살수 장비의 개발 및 설치가 필요하나, 이를 위해서는 막대한 수고와 비용이 소요될 것이므로, 열섬현상의 근본적으로 효율적인 해결책이 될 수 없다는 지적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 도로 차선 구조를 활용하여, 인공 살수 작업이 필요하지 않으면서도 효율적으로 노면온도의 상승을 억제할 수 있도록 하는 열섬현상 완화용 도로포장 구조물을 제시함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 도로의 차선을 따라 형성된 유공관 삽입홈(110); 상기 유공관 삽입홈(110)에 삽입된 유공관(100); 상기 유공관 삽입홈(110)의 잔여공간을 충전하는 충전재(120); 상기 유공관 삽입홈(110)의 개구를 폐쇄하는 커버부재(130);를 포함하는 열섬현상 완화용 도로 구조물을 제시한다.

상기 유공관 삽입홈(110)은 도로의 중앙선을 따라 형성된 것이 바람직하다.

상기 충전재(120)는 식생이 가능한 토사이고, 상기 커버부재(130)에는 식생용 관통공(131)이 형성된 것이 바람직하다.

심부에 식물의 수납공간이 형성되고, 외벽에 유입수 관통공(141)이 형성됨과 아울러, 상기 유공관 삽입홈(110)의 상기 유공관(100) 상측에 삽입되는 식생용 수납부재(140)를 더 구비한 것이 바람직하다.

다공성 아스팔트에 의해 형성된 표층(200); 상기 표층(200)의 하부에 설치되어, 상기 표층(200)을 향하여 수분을 공급하도록, 수분의 침투 및 이동이 용이한 재질에 의해 형성된 급수층(300);을 포함하고, 상기 유공관(100)은 상기 급수층(300)을 향하여 물을 공급하도록 설치된 것이 바람직하다.

상기 급수층(300)의 하부에는 불투수성 재질에 의한 불투수층(400)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 표층(200)에는 보수성 재료가 첨가된 것이 바람직하다.

상기 표층(200)의 표면에는 차열층(210)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 급수층(300)은 쇄석, 모래에 의해 구성된 것이 바람직하다.

상기 급수층(300)에는 보수성 부재(310)가 설치된 것이 바람직하다.

상기 보수성 부재(310)는 상기 표층(200)과 급수층(300)의 경계부에 설치된 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 도로포장 구조물은 기본적으로, 도로의 차선을 따라 형성된 유공관 삽입홈(110); 유공관 삽입홈(110)에 삽입된 유공관(100); 유공관 삽입홈(110)의 잔여공간을 충전하는 충전재(120); 유공관 삽입홈(110)의 개구를 폐쇄하는 커버부재(130);를 포함하여 구성된다.

즉, 거의 대부분의 도로가 갖는 구조인 차선을 이용하여, 도로포장의 내부에 물을 공급하기 위한 구조로서, 도로의 차선을 따라 삽입홈(110)을 형성하고, 그 삽입홈(110)에 유공관(100)을 삽입 설치한 후, 이에 물을 공급함으로써 자연스럽게 도로포장의 내부에 물을 공급하도록 한 것이다.

도로포장의 노면온도 상승을 억제하기 위해서는 기본적으로 수분의 증발에 의한 잠열 수송을 활용할 수밖에 없다고 할 것인데, 종래의 경우 수분 공급을 위하여 인공 살수 작업이 반드시 필요함에 따라 여러 문제점이 도출되었으나, 본 발명의 경우 도로의 차선을 따라 형성된 삽입홈(110)에 삽입된 유공관(100)을 통해 수 분을 공급하도록 한 것이므로, 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 모두 극복할 수 있는 것이다.

또한, 도로의 차선 상부는 도로의 다른 부분에 비해 차량의 통행량이 대단히 적으므로, 이 부분을 이용하여 도로포장에 대한 급수구조를 형성함은 구조물의 효율적 운용 측면에서도 대단히 바람직하다고 할 수 있다.

유공관 삽입홈(110)은 도로의 차선이 형성되는 곳이면 어디에나 형성될 수 있으며, 규모가 큰 유공관(100)을 매설하는 경우에는 도로의 중앙선을 따라 형성하는 것이 바람직할 것이다.

충전재(120)는 유공관 삽입홈(110)의 잔여공간을 충전하여 도로포장 구조물의 강도를 유지하는 역할과, 유공관에서 유출된 수분을 도로포장 내부로 전달하는 역할을 동시에 수행한다.

이러한 충전재(120)로서 식생이 가능한 토사를 사용하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 식생용 관통공(131)이 형성된 커버부재(130)를 그 상부에 설치하고, 식생용 관통공(131) 사이로 식물이 자라도록 함으로써, 조경의 효과를 함께 얻을 수 있다.

이와 같이 유공관 삽입홈(110)에 충전된 충전재에 직접 식물을 심을 수도 있으나, 별도의 식생용 수납부재(140)에 식물을 심고 이를 유공관 삽입홈(110)에 삽입하는 구조를 취할 수도 있다.

즉, 도 3,4에 도시된 바와 같이, 심부에 식물의 수납공간이 형성되고, 외벽에 유입수 관통공(141)이 형성된 식생용 수납부재(140)를 유공관 삽입홈(110)의 유 공관(100) 상측에 삽입함으로써, 유공관으로부터 유출되는 수분이 위 유입수 관통공(141)을 통해 식생용 수납부재(140)의 식물에 공급되도록 할 수 있는 것이다.

이하, 유공관(100)으로부터 공급된 수분이 도로의 열섬현상을 완화하는 원리 및 이에 관한 구체적 구성에 관한 실시예에 관하여 설명한다.

급수층(300)으로부터 표층(200)에 대하여 수분이 공급되는 원리는 일종의 모세관 현상이라 할 수 있다.

즉, 노면온도 상승으로 인한 수분의 증발로 인하여 표층(200) 내부의 수분이 적어지는 경우 다량의 공극이 발생하게 되고, 이러한 공극이 급수층(300)으로부터 모세관 현상에 의해 수분을 빨아들일 것인바, 별도의 장치가 없더라도 자연히 급수층(300)으로부터 표층(200)으로 수분이 공급될 수 있는 것이다.

급수층(300)은 급수수단(300)으로부터 수분을 공급받아, 이를 표층(200)으로 공급하는 역할을 하는 층으로서, 보수성이 우수할 것, 수분의 흐름이 용이하게 형성될 수 있을 것, 도로포장의 강도 유지를 위해 어느 정도 이상의 강도를 가질 것 등의 요건이 구비되어야 한다.

따라서, 쇄석, 모래의 혼합물에 의해 급수층(300)을 구성할 경우, 쇄석이 강도 발현의 역할을 담당하고, 모래가 보수 및 수분의 흐름을 용이하게 하는 역할을 담당함으로써, 표층(200)에 대한 수분 공급이 원활히 이루어지도록 할 수 있다.

급수층(300)의 수분 보유 성능이 우수할수록, 표층(200)에 대한 수분 공급 성능도 우수해질 것이므로, 급수층(300)에는 부직포, 토목섬유 등의 보수성 부재(310)를 별도로 설치하는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 보수성 부재(310)는 급수층(300)의 어느 부위에 설치되더라도 그 역할을 수행할 수 있을 것이나, 수분의 흐름이 가장 활발한 부분은 표층(200)과 급수층(300)의 경계부일 것인바, 도 5에 도시된 바와 같이, 보수성 부재(310)는 이러한 경계부에 설치되는 것이 가장 효율적이다.

밤과 같이 노면온도가 하강한 시간대의 경우에는 보수성 부재(310)가 많은 수분을 함유하고 있다가, 노면온도의 상승하기 시작하면 곧바로 표층(200)을 향하여 수분을 공급할 수 있을 것이기 때문이다.

표층(200)은 다공성 아스팔트(porous asphalt)에 의해 형성되는데, 이는 하부의 급수층(300)으로부터 공급되는 수분을 모세관 현상에 의해 빨아들여, 표층(200)이 항상 습윤상태를 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

급수층(300)으로부터 공급된 수분이 표층(200)에 장기간 보유되도록 하기 위해서는, 표층(200)에 폴리머, 플라이 애쉬, AE제 등의 보수성 재료를 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 표층(200)의 표면에는 에폭시, 우레탄과 중공 세라믹의 혼합 재질 등에 의한 차열재를 도포하는 방식 등에 의해 차열층(210)을 형성함으로써, 표층(200) 표면의 과열을 방지하는 것이 바람직하다.

급수층(300)의 하부에는 일반 아스팔트 포장의 경우와 마찬가지로 중간층, 보조기층 등을 형성할 수도 있을 것이나, 급수층(300)에 공급된 수분이 하부로 유출되지 않고 상측 표층(200)으로만 집중적으로 공급되도록 하기 위해서는, 도 2,3에 도시된 바와 같이, 급수층(300)의 하부에 불투수성 재질에 의한 불투수층(400) 이 형성된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

이러한 불투수층(400)은 밀입도 아스팔트 기층 등에 의해 형성할 수도 있지만, 기존 콘크리트 포장 위에 본 발명에 의한 포장구조를 구현하는 경우에는 기존 콘크리트 포장의 상부를 일부 절삭하고 잔여 콘크리트 위에 급수층(300) 및 표층(200)을 설치함으로써, 기존 콘크리트 포장의 하부가 자연스럽게 본 실시예에 의한 불투수층(400)을 이루도록 할 수도 있다.

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 기존의 도로 차선 구조를 활용하여, 인공 살수 작업이 필요하지 않으면서도 효율적으로 노면온도의 상승을 억제할 수 있도록 하는 열섬현상 완화용 도로포장 구조물을 제시한다.

Claims (11)

1. 도로의 차선을 따라 형성된 유공관 삽입홈(110);

   상기 유공관 삽입홈(110)에 삽입된 유공관(100);

   상기 유공관 삽입홈(110)의 잔여공간을 충전하는 충전재(120);

   상기 유공관 삽입홈(110)의 개구를 폐쇄하는 커버부재(130);를

   포함하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유공관 삽입홈(110)은 도로의 중앙선을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 충전재(120)는 식생이 가능한 토사이고,

   상기 커버부재(130)에는 식생용 관통공(131)이 형성된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   심부에 식물의 수납공간이 형성되고, 외벽에 유입수 관통공(141)이 형성됨과 아울러, 상기 유공관 삽입홈(110)의 상기 유공관(100) 상측에 삽입되는 식생용 수 납부재(140)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   다공성 아스팔트에 의해 형성된 표층(200);

   상기 표층(200)의 하부에 설치되어, 상기 표층(200)을 향하여 수분을 공급하도록, 수분의 침투 및 이동이 용이한 재질에 의해 형성된 급수층(300);을 포함하고,

   상기 유공관(100)은 상기 급수층(300)을 향하여 물을 공급하도록 설치된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
6. 제5항에 있어서,

   상기 급수층(300)의 하부에는

   불투수성 재질에 의한 불투수층(400)이 형성된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
7. 제5항에 있어서,

   상기 표층(200)에는 보수성 재료가 첨가된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
8. 제5항에 있어서,

   상기 표층(200)의 표면에는 차열층(210)이 형성된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
9. 제5항에 있어서,

   상기 급수층(300)은

   쇄석, 모래에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
10. 제5항에 있어서,

    상기 급수층(300)에는 보수성 부재(310)가 설치된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.
11. 제10항에 있어서,

    상기 보수성 부재(310)는 상기 표층(200)과 급수층(300)의 경계부에 설치된 것을 특징으로 하는 열섬현상 완화용 도로 구조물.

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