KR100847726B1

KR100847726B1 - 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조 및 그 시공 방법

Info

Publication number: KR100847726B1
Application number: KR1020080030880A
Authority: KR
Inventors: 김동호; 김기헌; 배종오; 원문철
Original assignee: (주)삼우아이엠씨
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2008-07-23

Abstract

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조 및 그 시공 방법에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 일반 도로의 콘크리트 포장에 프리스트레스를 도입함과 아울러 조인트 설치위치에 도로의 횡방향으로 H빔과 같은 빔을 설치하여 조인트를 구성함으로써, 균열의 발생을 억제함과 아울러 이로인해 콘트리트 도로 포장의 파손을 방지하고 수명을 연장시킴으로써 유지보수 없는 고품질의 콘크리트 포장 도로를 제공할 수 있으며, 상기 조인트의 파손도 방지하여 수명연장 및 유지보수 없는 조인트를 제공할 수 있고, 이로인해 소음 방지 및 승차감 향상으로 쾌적한 주행성을 확보하고 미관을 향상할 수 있는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

이에 본 발명은, 도로에 설치되는 콘크리트 슬래브(1)와, 상기 콘크리트 슬래브(1)에 종방향으로 상호 일정간격 이격되어 설치되는 복수개의 조인트(10)와, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 내부에 종방향으로 설치되되 긴장된 상태로 설치됨과 아울러 양단부는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 양단부에 정착구(7)를 통해 결합되는 텐던(6)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 도로의 종방향으로 상호 일정간격 이격하여 복수개의 조인트(10)를 설치할 부위에 도로의 횡방향으로 빔(30)을 위치시킨 후, 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)가 일정깊이 매립되도록 상기 도로의 기층(2)에 하부보강 슬래브(20)를 포설하는 빔 및 하부보강 슬래브(20) 설치단계(S1)와, 상기 각 빔(30)의 사이에서 콘크 리트를 포설할 부위에 텐던(6)을 설치하되, 상기 텐던(6)의 양단부에 각각 결합된 정착구(7)를 상기 콘크리트를 포설할 부위의 양단부측에 위치하도록 설치하는 텐던 설치단계(S2)와, 상기 각 빔(30)의 사이에서 콘크리트를 포설할 부위에 콘크리트를 포설하여 콘크리트 슬래브(1)를 형성하는 콘크리트 슬래브 형성단계(S3)와, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 양생 이후, 상기 빔(30)의 관통부(33)를 통해 상기 텐던(6)의 일단부를 잡아당겨 텐던(6)을 긴장시키는 텐던 긴장단계(S4)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

프리스트레스트, 콘크리트, 도로, 포장, 조인트, 빔

Description

프리스트레스트 콘크리트 포장 구조 및 그 시공 방법{A structure of prestressed concrete pavement and its construction method}

프리스트레스트 콘크리트(prestressed concrete) 구조물이란 잘 알려진 바와 같이, 콘크리트 구조물에 작용하는 하중에 저항할 수 있도록 텐던에 의한 긴장력을 미리 가한 콘크리트 구조물을 말한다.

이러한 프리스트레스트 콘크리트 공법은 교량에 한정되어 적용되고 있으며, 일반 콘크리트 도로에서는 조인트(줄눈) 콘크리트 포장 공법(JCP: Jointed Concrete Pavement)이 대부분 사용되고 있다. 즉, 일반 콘크리트 도로에서는 도로의 기층에 콘크리트를 포설하여 콘크리트 슬래브를 시공하게 되는데, 이때 콘크리트 슬래브를 시공한 후에는 줄눈절단기(커팅기)를 사용하여 조인트(줄눈)를 형성한 후 실링하여 시공하게 되며 통상 6미터 간격으로 조인트(줄눈)가 형성된다.

상기 조인트(줄눈)는 콘크리트 슬래브의 횡방향(도로의 폭방향)으로 설치되는 가로 조인트와, 콘크리트 슬래브의 종방향으로 설치되는 세로 조인트의 2종류로 대별할 수 있다.

그러나, 상기 종래의 조인트(줄준) 콘트리트 포장 공법이 적용되는 일반 콘크리트 도로는 콘크리트의 수축으로 인한 체적변화, 슬래브 상하면의 온도차에 의해 발생하는 컬링, 습도차에 발생하는 와핑, 슬래브와 하부기층간의 마찰로 인한 구속응력, 하중으로 인해 발생하는 응력 등에 의해 균열이 많이 발생하게 되어 포장의 수명이 짧고, 이로인해 막대한 예산이 콘크리트 포장의 유지, 보수비용으로 지출되고 있으며, 이러한 유지, 보수작업으로 인한 차량의 정체 및 지체는 사용자의 불편을 가중시키는 문제가 있다.

또한, 상기와 같은 조인트(줄눈)에는 콘크리트 슬래브의 팽창, 수축의 반복에 의한 벌어짐 현상 등의 손상이 빈번하게 발생하며, 조인트(줄눈)에 비압축성 물질이 삽입된 상태에서 콘크리트 슬래브의 팽창이 일어나는 경우 그 손상 정도는 더욱 촉진되고, 이는 조인트(줄눈)의 국부적 손상뿐만 아니라, 조인트(줄눈)에 인접한 콘크리트 슬래브의 내부의 손상까지 초래하는 문제가 있다.

아울러, 상기처럼 조인트(줄눈)가 쉽게 파손됨에 따라 유지보수 비용이 증가함과 아울러 차량 주행시 소음이 증가하고 승차감도 저하되며 미관상으로도 좋지 못한 문제가 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 일반 도로의 콘크리트 포장에 프리스트레스를 도입함과 아울러 조인트 설치위치에 도로의 횡방향으로 H빔과 같은 빔을 설치하여 조인트를 구성함으로써, 균열의 발생을 억제함과 아 울러 이로인해 콘트리트 도로 포장의 파손을 방지하고 수명을 연장시킴으로써 유지보수 없는 고품질의 콘크리트 포장 도로를 제공할 수 있으며, 상기 조인트의 파손도 방지하여 수명연장 및 유지보수 없는 조인트를 제공할 수 있고, 이로인해 소음 방지 및 승차감 향상으로 쾌적한 주행성을 확보하고 미관을 향상할 수 있는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조 및 그 시공 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도로에 설치되는 콘크리트 슬래브와, 상기 콘크리트 슬래브에 종방향으로 상호 일정간격 이격되어 설치되는 복수개의 조인트와, 상기 콘크리트 슬래브의 내부에 종방향으로 설치되되 긴장된 상태로 설치됨과 아울러 양단부는 상기 콘크리트 슬래브의 양단부에 정착구를 통해 결합되는 텐던을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 도로의 종방향으로 상호 일정간격 이격하여 복수개의 조인트를 설치할 부위에 도로의 횡방향으로 빔을 위치시킨 후, 상기 빔의 하부 플랜지가 일정깊이 매립되도록 상기 도로의 기층에 하부보강 슬래브를 포설하는 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계와, 상기 각 빔의 사이에서 콘크리트를 포설할 부위에 텐던을 설치하되, 상기 텐던의 양단부에 각각 결합된 정착구를 상기 콘크리트를 포설할 부위의 양단부측에 위치하도록 설치하는 텐던 설치단계와, 상기 각 빔의 사이에서 콘크리트를 포설할 부위에 콘크리트를 포설하여 콘크리트 슬래브를 형성하는 콘크리트 슬래브 형성단계와, 상기 콘크리트 슬래브의 양생 이후, 상기 빔의 관통부를 통해 상기 텐던의 일단부를 잡아당겨 텐던을 긴장시키는 텐던 긴장단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 일반 도로의 콘크리트 포장에 프리스트레스를 도입함으로써, 균열의 발생을 억제함과 아울러 이로인해 콘트리트 도로 포장의 파손을 방지하고 수명을 연장하여 유지보수 없는 고품질의 콘크리트 포장 도로를 제공할 수 있다.

그리고, 조인트 설치위치에 도로의 횡방향으로 H빔과 같은 폭이 넓은 빔을 설치하여 조인트를 구성함으로써, 상기 조인트의 파손을 방지하여 수명연장 및 유지보수 없는 고품질의 조인트를 제공할 수 있다.

또한, 소음 방지 및 승차감 향상으로 쾌적한 주행성이 확보되고 미관이 향상된다.

그리고, 상기 콘크리트 슬래브의 끝단부와 상기 빔의 사이에 탄성부재를 설치함으로써, 상기 콘크리트 슬래브가 수축과 팽창을 원활하게 할 수 있도록 하면서 상기 공간으로 이물질의 유입이 방지되고 소음도 방지된다.

또한, 상기 하부보강 슬래브 및 도로 기층과 상기 콘크리트 슬래브의 사이에 시트를 설치함으로써, 상기 콘크리트 슬래브와 하부 기층간의 마찰로 인한 구속응력에 의해 콘크리트 슬래브에 발생하는 균열을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 빔의 상부 플랜지 양단부와 상기 콘크리트 슬래브의 연결부위에 실링부재를 설치함으로써, 상기 연결부위에서 콘크리트 슬래브의 파손이 방지된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래와 동일한 부분에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에서 A-A선을 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공방법을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조는, 일반 콘크리트 도로에 프리스트레스트 콘크리트 포장 공법을 도입하기 위한 구조로써, 크게 콘크리트 슬래브(1)와, 텐던(6)과, 조인트(10)를 포함하여 구성된다.

통상 도로는 여러층으로 이루어진 포장층으로 구성되는데, 일예로, 하위층에서부터 골재로 된 제1기층(3)과 제2기층(4)으로 이루어진 기층(2)위에 콘크리트 포장(콘크리트 슬래브(1))을 하여 구성하게 된다. 여기서, 상기 기층(2)은 도로 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 콘크리트 슬래브(1)는 상기한 도로의 포장층 중 가장 상면에 콘크리트 포설을 통해 설치된다.

이러한 상기 콘크리트 슬래브(1)는 온도, 습도의 차에 의해 팽창, 수축을 반복하므로, 이에 의해 발생하는 응력을 감소시키고 균열의 발생을 억제하기 위하여 콘크리트 슬래브(1)의 종방향으로 상호 일정간격 이격되어 조인트(줄눈)(10)가 설치된다.

여기서, 상기 조인트(줄눈)(10)는 콘크리트 슬래브(1)의 횡방향(도로의 폭방향)으로 형성되는 가로 조인트(줄눈)와, 종방향(도로의 길이방향)으로 형성되는 세 로 조인트(줄눈; 미도시)로 구성될 수 있다.

한편, 상호 일정간격 이격되어 형성된 가로 조인트(줄눈)(10)에 의해 구분되는 하나의 콘크리트 슬래브(1)는 콘크리트 포장에 프리스트레스를 도입할 수 있는 최대 길이 내에서 형성되며, 즉, 상기 하나의 콘크리트 슬래브(1)의 양단부에 상기 가로 조인트(줄눈)(10)가 위치하게 되는 것이다.

이하, 상기 콘크리트 슬래브(1)는 상기 가로 조인트(줄눈)에 의해 구분되는 하나의 콘크리트 슬래브(1)를 말한다.

그리고, 상기 텐던(6)은 상기 콘크리트 슬래브(1)의 내부에 종방향으로 설치되되 긴장된 상태로 설치됨과 아울러 양단부는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 양단부에 정착구(7)를 통해 결합된다.

상기 텐던(6)은 상기 콘크리트 슬래브(1)의 종방향으로 설치된다.

그리고, 상기 텐던(6)은 PS강선 또는 PS강연선 여러가닥으로 구성되며, 이러한 텐던(6)은 공지된 제품이므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 텐던(6)의 끝단부에는 웨찌(wedge,쐐기)(7a)가 결합되며 이러한 웨찌(7a)를 통해 상기 텐던(6)의 양단부가 상기 정착구(7)에 고정 결합되는 것이다. 즉, 상기 텐던(6)의 끝단부는 상기 정착구(7)에 형성된 관통공(7b)을 관통한 상태에서 상기 웨찌(7a)를 통해 고정 되게 된다.

그리고, 상기 텐던(6)의 일단부에 결합된 정착구(7)는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 일단부에 완전 매립된 상태로 설치되지만, 상기 텐던(6)의 타단부에 결합된 정착구(7)는 상기 텐던(6)을 긴장시킬 수 있도록 상기 콘크리트 슬래브(1)의 타 단부에 일부분이 노출되게 설치된다.

이처럼, 상기 텐던(6)의 일단부는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 일단부에 고정되게 설치되고 텐던(6)의 타단부는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 타단부에서 긴장시킬 수 있도록 설치된다. 이때, 상기 텐던(6)은 유압잭(미도시)으로 긴장시켜 스트레싱을 도입할 수 있으며, 긴장을 완료한 후에는 상기 웨찌(7a)가 상기 정착구(7)에 걸리게 되어 긴장력이 느슨해지지 않게 된다.

또한, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 내부에는 상기 텐던(6)의 외부를 감싸도록 강재 또는 플라스틱 재질의 덕트(6a)가 더 설치된다. 여기서, 상기 덕트(6a)의 양단부는 상기 정착구(7)와 결합된다.

아울러, 상기 텐던(6)의 외경은 상기 덕트(6a)의 내부에서 유동가능하도록 덕트(6a)의 내경보다 작게 형성된다.

또한, 상기 유압잭으로 상기 텐던(6)을 긴장시킨 후에는 상기 텐던(6)의 외부를 감싸는 상기 덕트(6a)의 내부에 모르터 또는 시멘트풀로 그라우팅을 실시한다. 이때, 상기 덕트(6a)의 일측에는 상기 그라우팅이 가능하도록 그라우팅주입관(6b)이 설치되며, 상기 그라우팅주입관(6b)의 일단부는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 외부로 돌출되어 있다.

한편, 상기 텐던(6)의 긴장은 1차, 2차 두번에 걸쳐 하게 되는데 이 부분에 대한 설명은 아래 시공방법에서 다시 설명하기로 한다.

그리고, 상기 텐던(6)은 상기 콘크리트 슬래브(1)의 횡방향으로 상호 일정간격 이격되어 복수개가 설치된다.

또한, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 내부에는 상기 텐던(6)과 직교하는 방향으로 횡방향 텐던(8)이 더 설치된다. 이때, 상기 횡방향 텐던(8)은 상기 종방향으로 설치되는 텐던(6)의 하측에 설치되며 긴장된 상태로 설치된다.

아울러, 상기 횡방향 텐던(8)도 상기 종방향으로 설치되는 텐던(6)과 동일한 방법으로 설치된다. 즉, 상기 횡방향 텐던(8)의 양단부에 결합된 정착구(8a)가 상기 콘크리트 슬래브(1)의 횡방향 양단부에 고정 결합되며, 이때 상기 횡방향 텐던(8)의 일단부를 유압잭으로 긴장시켜 횡방향 텐던(8)에도 스트레싱을 도입하게 된다.

한편, 상기 횡방향 텐던(8)은 콘크리트 슬래브(1)를 도로의 한 개 차선에만 포장할 경우에는 상기처럼 횡방향 텐던(8)의 양단부를 콘크리트 슬래브(1)의 횡방향 양단부에 고정 결합하게 되지만, 콘크리트 슬래브(1)를 도로의 두 개 차선 이상 연속적으로 시공할 경우에는 한 개 차선 횡방향 텐던(8)의 일단부는 콘크리트 슬래브(1)에 고정되는 것이 아니라 다음 차선의 횡방향 텐던(8)과 계속 연결되게 된다.

여기서, 상기 횡방향 텐던(8)은 상기 콘크리트 슬래브(1)를 도로의 한 개 차선만 포장할 경우에는 PS강선 또는 PS강연선 여러가닥을 사용하는 것이 바람직하고, 두 개 차선 이상 연속적으로 시공할 경우에는 횡방향 텐던(8)들을 연결 결합할 수 있도록 PS강봉을 사용하는것이 바람직하다.

또한, 상기 횡방향 텐던(8)의 외부도 덕트에 의해 감싸여져 있다.

그리고, 상기 조인트(10)는 상기 콘크리트 슬래브(1)에 종방향으로 상호 일정간격 이격되어 복수개 설치되며, 크게 하부보강 슬래브(20)와, 빔(30)으로 구성 된다.

상기 하부보강 슬래브(20)는 상기 조인트(10)를 설치할 부위의 도로 기층(2)에 횡방향으로 설치된다. 즉, 상기 도로의 기층(2)에 횡방향(도로의 폭방향)으로 일정깊이의 설치홈(5)을 형성하고 상기 설치홈(5)에 콘크리트를 포설하여 하부보강 슬래브(20)를 설치하게 된다.

이때, 상기 하부보강 슬래브(20)의 내부에는 보강철근(21)이 설치된다.

한편, 상기 하부보강 슬래브(20)의 상측면과 상기 기층(2)의 상측면은 단차없이 동일면이 되게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 빔(30)은 하부에 수평으로 형성된 하부 플랜지(32)가 상기 하부보강 슬래브(20)내에 일정깊이 매립되어 설치된다.

즉, 상기 하부보강 슬래브(20)를 형성하기 전에 상기 설치홈(5)내에 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)를 위치시킨 상태에서 상기 설치홈(5)에 콘크리트를 포설하는 것이다.

이때, 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)가 상기 하부보강 슬래브(20)의 수직방향 중간에 매립되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 빔(30)도 상기 하부보강 슬래브(20)를 따라 도로의 횡방향으로 설치된다.

아울러, 상기 빔(30)은 H빔 또는 I빔을 사용할 수 있으며, 이때, 폭이 넓은 와이드(wide) 플랜지 빔을 사용하는 것이 바람직하다.

이처럼, 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)가 상기 하부보강 슬래브(20)의 내부 에 매립되면, 상기 빔(30)의 상부에 수평으로 형성된 상부 플랜지(31)는 상기 하부보강 슬래브(20)의 상측면에서 일정높이 이격된 상태가 된다.

한편, 상기 빔(30)의 양측에는 상기 콘크리트 슬래브(1)가 포설되어 형성된다. 이때, 상기 콘크리트 슬래브(1)는 상기 하부보강 슬래브(20)와 상기 빔(30)의 상부 플랜지(31) 사이에 형성된다.

그리고, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 수축과 팽창에 대응하기 위해 상기 빔(30)과 인접하는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 끝단부와 상기 빔(30)의 사이는 일정간격 이격되며, 상기 이격된 공간에 탄성부재(50)가 설치된다.

상기 탄성부재(50)는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 끝단부와 상기 빔(30)의 사이 공간을 채우게 됨으로써, 상기 콘크리트 슬래브(1)가 수축과 팽창을 원활하게 할 수 있도록 하면서 상기 공간으로 이물질의 유입을 방지하고 소음도 방지하게 된다.

여기서, 상기 탄성부재(50)는 스티로폼을 사용하는 것이 바람직하지만 이 외에도 다양한 재질을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 빔(30)의 상부 플랜지(31)의 양단부와 상기 콘크리트 슬래브(1)의 연결부위에는 실링부재(60)가 설치된다.

즉, 상기 상부 플랜지(31)의 양단부와 인접하는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 상측면이 차량의 충격으로 인해 파손될수 있기 때문에 상기 상부 플랜지(31)의 양단부와 인접하는 콘크리트 슬래브(1)의 상측면에 실링부재(60)를 설치함으로써 차량의 충격을 완충시켜 콘크리트 슬래브(1)가 파손되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 상부 플랜지(31)의 양단부에 실링부재(60)를 설치하게 되면, 상부 플랜지(31)와 콘크리트 슬래브(1)의 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 하부보강 슬래브(20) 및 도로의 기층(2)과 상기 콘크리트 슬래브(1)의 사이에는 상호간에 마찰방지를 위해 시트(40)가 설치된다.

즉, 차량의 주행시 상기 콘크리트 슬래브(1)와 하부 기층(2)간의 마찰력으로 인한 구속응력에 의해 콘크리트 슬래브(1)에 균열이 발생할 수 있으므로 상기 시트(40)를 설치함으로 이를 방지할 수 있다.

여기서, 상기 시트(40)는 비닐을 사용하는 것이 바람직하지만, 이 외에도 다양한 플라스틱재질의 시트(40)를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 빔(30)과 상기 탄성부재(50)에는 상기 텐던(6)의 단부와 대응하는 위치에 관통부(33)(51)가 형성된다. 즉, 상호 일정간격 이격된 한 쌍의 빔(30) 사이에 상기 콘크리트 슬래브(1)가 포설되어 형성되면 상기 관통부(33)(51)를 통해 상기 텐던(6)의 일단부를 유압잭으로 간편하게 긴장시킬 수 있게 된다.

물론, 상기 하나의 콘크리트 슬래브(1)가 형성되고 텐던(6)을 긴장한 후, 이어서 다음의 콘크리트 슬래브(1)를 포설하는 작업을 하게 된다.

한편, 상기 빔(30)에는 상기 텐던(6)의 일단부와 대응하는 위치마다 복수개의 관통부(33)가 형성되기 때문에 중량을 감소할 수 있고 운반도 용이하게 된다.

이하, 상기 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법 을 설명하기로 한다.

설명하기에 앞서, 본 발명의 프리스트레스트 콘크리트 포장은 신설도로 뿐만 아니라 기존도로를 보수하는 경우에도 동일하게 적용된다.

즉, 신설도로의 경우, 지반에 기층(2)을 먼저 시공한 후에 본 발명의 프리스트레스트 콘크리트 포장을 시공하게 된다.

또한, 기존도로의 경우, 파손된 부분을 먼저 일정깊이 제거한 후, 또는 파손된 부분을 제거하지않고 파손된 부분 위에 아스팔트로 일정 두께 덧씌우기를 한 후에 본 발명의 프리스트레스트 콘크리트 포장을 시공할 수도 있다.

그리고, 본 발명의 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법은, 크게 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)와, 텐던 설치단계(S2)와, 콘크리트 슬래브 형성단계(S3)와, 텐던 긴장단계(S4)로 이루어진다.

가. 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)

상기 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)는, 상기 조인트(10)를 설치할 부위에 빔(30)을 도로의 횡방향으로 위치시킨 후, 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)가 일정깊이 매립되도록 상기 도로의 기층(2)에 하부보강 슬래브(20)를 포설하는 단계이다.

즉, 도로의 포장 시공시, 상기 콘크리트 슬래브(1)를 형성하기 위한 콘크리트 포설 전에 먼저 도로상에 미리 설계된 조인트(10) 설치부위에 조인트(10)를 설치하게 된다.

설치방법은, 먼저 상기 조인트(10)를 설치할 부위의 도로 기층(2)상에 도로 의 횡방향으로 일정깊이의 설치홈(5)을 형성하고, 이후, 상기 설치홈(5)내에 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)를 위치시킨 상태에서 상기 설치홈(5)에 콘크리트를 포설하여 하부보강 슬래브(20)를 형성한다.

이렇게 하면 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)가 상기 하부보강 슬래브(20)에 매립된 상태가 되고, 상기 하부보강 슬래브(20)는 상기 빔(30)의 하부를 보강 및 지지하게 된다.

또한, 상기 하부보강 슬래브(20)의 내부에는 강도 보강을 위해 보강철근(21)이 더 설치된다.

한편, 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)가 상기 하부보강 슬래브(20)내에 매립된 상태가 되면, 상기 빔(30)의 상부 플랜지(31)는 상기 하부보강 슬래브(20)의 상측면에서 일정높이 이격된 상태가 된다.

상기 빔(30)은 H빔 또는 I빔을 사용할 수 있으며, 이때, 폭이 넓은 와이드(wide) 플랜지 빔을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)와 상기 텐던 설치단계(S2)의 사이에는, 시트 설치단계와, 탄성부재 설치단계를 진행한다.

상기 시트 설치단계는 상기 하부보강 슬래브(20) 및 도로의 기층(2)과 상기 콘크리트 슬래브(1)의 사이에 마찰방지를 위한 시트(40)를 설치하는 단계이다.

즉, 상기 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)를 진행한 후에, 상기 하부보강 슬래브(20)의 상측면과 도로의 기층(2) 상측면에 시트(40)를 설치하게 되며, 상기 시트(40)는 비닐을 사용하는 것이 바람직하고, 이 외에도 다양한 플라스틱재질 의 시트(40)를 사용할 수 있다.

따라서, 차량의 주행시 상기 콘크리트 슬래브(1)와 하부 기층(2)간의 마찰로 인한 구속응력에 의해 콘크리트 슬래브(1)에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 탄성부재 설치단계는, 상기 시트 설치단계 이후에 진행하며, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 끝단부와 상기 빔(30)의 사이에 탄성부재(50)를 설치하는 단계이다.

상기 탄성부재(50)는 스티로폼을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 빔(30)의 양측면에 밀착시키게 된다. 즉, 상기 탄성부재(50)는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 끝단부와 상기 빔(30)의 사이 공간을 채우게 됨으로써, 상기 콘크리트 슬래브(1)가 수축과 팽창을 원활하게 할 수 있도록 하면서 상기 공간으로 이물질의 유입을 방지하고 조인트(10)에서의 소음발생 문제를 해결할 수 있다.

한편, 상기 빔(30)과 탄성부재(50)에는 상기 텐던(6)의 긴장을 위해 관통부(33)(51)가 형성되어 있다.

나. 텐던 설치단계(S2)

먼저, 상기 텐던(6)을 설치하기 전에 상기 도로의 기층(2)상에 텐던(6)의 설치위치를 먼저 표시하게 된다. 즉, 상기 텐던(6)의 설치 위치와 간격을 미리 표시해 놓으므로써 텐던(6)의 설치를 간편하게 할 수 있다.

또한, 상기 텐던(6)의 설치 위치에는 스페이서(미도시)를 설치한다. 상기 스 페이서는 상기 텐던(6)의 설치높이를 조절하여 콘크리트 슬래브(1)의 수직방향 중간 또는 중간 하부에 위치하도록 하게 된다.

상기 텐던 설치단계(S2)는, 상기 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)와, 시트 설치단계 및 탄성부재 설치단계를 거친후, 상기 각 빔(30)의 사이에서 콘크리트를 포설할 부위에 미리 표시된 상기 텐던(6)의 설치위치에 텐던(6)을 설치하되, 상기 텐던(6)의 양단부에 결합된 정착구(7)를 상기 콘크리트를 포설할 부위의 양단부측에 위치하도록 설치하는 단계이다.

여기서, 상기 텐던(6)은 콘크리트를 포설할 부위에 종방향으로 설치됨과 아울러 상기 텐던(6)은 상기 덕트(6a)의 내부에 삽입된 상태로 설치된다. 또한, 상기 덕트(6a)의 양단부는 상기 텐던(6)의 양단부가 결합된 상기 정착구(7)와 결합된 상태로 설치된다.

아울러, 상기 텐던(6)의 외경은 상기 덕트(6a)의 내부에서 유동가능하도록 덕트(6a)의 내경 보다 작게 형성된다.

한편, 상기 덕트(6a)의 일측에는 상기 텐던 긴장단계(S4) 이후에 상기 덕트(6a)의 내부를 그라우팅 할 수 있도록 그라우팅주입관(6b)이 설치되며, 이때 상기 그라우팅주입관(6b)의 일단부는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 외부로 돌출될 수 있도록 설치한다.

그리고, 상기 텐던 설치단계(S2)에서는 종방향으로 설치되는 텐던(6)의 하측에 텐던(6)과 직교하는 방향으로 상기 횡방향 텐던(8)을 설치하되, 상기 횡방향 텐던(8)의 양단부에 결합되는 정착구(8a)는 상기 콘크리트를 포설할 부위의 횡방향 양단부에 위치하도록 설치하는 단계를 더 진행한다.

또한, 상기 텐던 설치단계(S2)에서는 콘크리트 슬래브(1)의 정착단에서 콘크리트 응력을 완화시키기 위해 보강철근(미도시)이 더 설치될 수 있다.

그리고, 상기 텐던 설치단계(S2)에서는 상기 텐던(6)을 상기 콘크리트를 포설할 부위의 횡방향으로 상호 일정간격 이격하여 복수개 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 정착구(7)와 텐던(6)의 결합구조에 대한 설명은 앞서 설명하였으므로 생략한다.

다. 콘크리트 슬래브 형성단계(S3)

상기 콘크리트 슬래브 형성단계(S3)는, 상기 텐던 설치단계(S2)를 거친 이후, 상기 각 빔(30)의 사이에서 콘크리트를 포설할 부위에 콘크리트를 포설하여 콘크리트 슬래브(1)를 형성하는 단계이다.

즉, 상기 텐던(6) 및 횡방향 텐던(8)을 설치한 후에, 상기 하부보강 슬래브(20)와 상기 빔(30)의 상부 플랜지(31) 사이에 콘크리트를 포설하여 콘크리트 슬래브(1)를 형성하게 된다.

이때, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 상측면과 상기 빔(30)의 상측면은 동일면으로 형성된다.

한편, 상기 콘크리트 슬래브(1)가 양생되면 상기 콘크리트 슬래브(1)의 종방향 양단부에는 상기 텐던(6)의 양단부에 결합된 정착구(7)가 고정되고, 상기 콘크 리트 슬래브(1)의 횡방향 양단부에는 상기 횡방향 텐던(8)의 양단부에 결합된 정착구(8a)가 고정된다.

이때, 상기 종방향 텐던(6)의 일단부에 결합된 정착구(7)는 일부분이 상기 콘크리트 슬래브(1)의 종방향 일단부에 노출된 형태로 설치되어, 아래의 텐던 긴장단계(S4)에서 텐던을 긴장시킬 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 콘크리트 슬래브 형성단계(S3) 이후에는 실링부재 설치단계를 진행 하게 되는데, 상기 실링부재 설치단계는, 상기 빔(30)의 상부 플랜지(31)의 양단부와 상기 콘크리트 슬래브(1)의 연결부위에 실링부재(60)를 설치하는 단계이다.

라. 텐던 긴장단계(S4)

상기 텐던 긴장단계(S4)는, 상기 하나의 콘크리트 슬래브(1)의 양생 이후, 상기 빔(30)의 관통부(33)를 통해 상기 텐던(6)의 일단부를 잡아당겨 텐던(6)을 긴 장시키는 단계이다.

즉, 상기 텐던(6)의 일단부를 유압잭으로 긴장시킴으로써 상기 텐던(6)에 스트레싱이 도입된다. 이때, 상기 텐던(6)을 긴장시킨 후에는 상기 텐던(6)의 단부에 결합된 웨찌(7a)가 상기 정착구(7)에 걸리게 되므로 긴장된 상태가 유지된다.

아울러, 상기 텐던 긴장단계(S4)를 통해 하나의 콘크리트 슬래브(1)에 대해 텐던(6)의 긴장이 완료되면 계속해서 다음의 콘크리트 슬래브(1)를 포설해 나가게 된다.

이처럼, 상기 콘크리트 슬래브(1)는 상기 조인트(10)를 기준으로 하나 하나씩 단계적으로 포설 및 긴장시키면서 시공작업을 진행하게 된다.

한편, 상기 종방향으로 설치된 텐던(6)의 긴장 뿐만 아니라 상기 횡방향 텐던(8)도 상기와 같은 방법으로 긴장을 실시한다.

그리고, 상기 텐던 긴장단계(S4)는, 1,2차에 걸쳐 긴장을 실시하게 되는데,

먼저, 1차 긴장단계는 상기 콘크리트 포설 후 3~24시간 사이에 상기 텐던(6)을 긴장시키게 되며, 이때 횡방향 균열발생을 억제하기 위하여 콘크리트 포설 후 6~12시간 사이에 1차 긴장을 실시하는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 1차 긴장단계는 콘크리트 초기의 횡방향 균열을 방지하게 된다. 여기서, 상기 1차 긴장단계를 콘크리트 포설 후 3시간 전에 실시하게 되면 콘크리트의 강도가 확보되지 않은 상태이므로 긴장시 오히려 균열이 발생할 수 있으며, 콘크리트 포설 후 24시간 이후에 실시하게 되면 콘크리트 초기에 횡방향 균열이 발생할수 있다.

다음으로, 2차 긴장단계는 상기 콘크리트 포설 후 24~72시간 사이에 상기 텐던(6)을 1차 긴장단계시 보다 강하게 긴장시키게 되며, 이때 콘크리트 포설 후 48시간 전,후에 2차 긴장을 실시하는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 2차 긴장단계는 1차 긴장이후 콘크리트의 강도가 확보됐을때 필요한 긴장을 전부 도입하여 콘크리트의 인장응력을 허용하지 않으므로 균열을 방지하게 된다.

여기서, 상기 2차 긴장단계를 콘크리트 포설 후 24시간 전에 실시하게 되면 필요한 긴장을 전부 도입할 정도로 콘크리트의 강도가 확보되지 않은 상태이므로 균열이 발생할 수 있으며, 콘크리트 포설 후 72시간 이후에 실시하게 되면 필요한 긴장을 전부 도입할 정도로 콘크리트의 강도는 확보되나 초기의 횡방향 균열발생 가능성이 높아지며 시공시간이 그만큼 늦어지게 되므로 사용자의 불편을 가중시키게 된다.

한편, 상기 텐던(6)의 1,2차 긴장을 완료한 후에는 상기 텐던(6)의 외부를 감싸도록 설치된 덕트(6a)의 내부에 모르터 또는 시멘트풀로 그라우팅을 실시하는 그라우팅 단계를 진행한다. 즉, 상기 덕트(6a)의 일측에 설치된 그라우팅주입관(6b)을 통해 그라우팅을 실시하게 된다.

물론, 상기 횡방향 텐던(8)의 외부를 감싸는 덕트의 내부도 마찬가지로 그라우팅을 실시한다.

한편, 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조 및 시공 방법은, 일반 도로 및 고속도로 뿐만 아니라 공항포장(할주로), 항만의 에이프런, 철도의 화물설비 또는 공장, 주차장, 임시도로(가도), 교차로, 전시 시설, 주변도로 등에 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조를 나타내는 평면도,

도 2는 도 1에서 A-A선을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공방법을 나타내는 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 콘크리트 슬래브 2: 기층

5: 설치홈 6: 텐던

7: 정착구 8: 횡방향 텐던

10: 조인트 20: 하부보강 슬래브

21: 보강철근 30: 빔

31: 상부 플랜지 32: 하부 플랜지

33,51: 관통부 40: 시트

50: 탄성부재 60: 실링부재

Claims

도로에 설치되는 콘크리트 슬래브(1)와,

상기 콘크리트 슬래브(1)에 종방향으로 상호 일정간격 이격되어 설치되는 복수개의 조인트(10)와,

상기 콘크리트 슬래브(1)의 내부에 종방향으로 설치되되 긴장된 상태로 설치됨과 아울러 양단부는 상기 콘크리트 슬래브(1)의 양단부에 정착구(7)를 통해 결합되는 텐던(6)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 콘크리트 슬래브(1)의 내부에는 상기 텐던(6)의 외부를 감싸도록 덕트(6a)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 콘크리트 슬래브(1)의 내부에는 상기 텐던(6)과 직교하는 방향으로 횡방향 텐던(8)이 더 설치되되, 상기 횡방향 텐던(8)은 긴장된 상태에서 그 양단부가 상기 콘크리트 슬래브(1)의 횡방향 양단부에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 조인트(10)는,

상기 도로의 기층(2)에 횡방향으로 설치되는 하부보강 슬래브(20)와,

상기 하부보강 슬래브(20)내에 하부 플랜지(32)가 일정깊이 매립되어 설치됨과 아울러 양측으로 상기 콘크리트 슬래브(1)가 포설되는 빔(30)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
제 4 항에 있어서,

상기 콘크리트 슬래브(1)의 끝단부와 상기 빔(30)의 사이에는 탄성부재(50)가 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
제 4 항에 있어서,

상기 빔(30)의 상부에 형성된 상부 플랜지(31)의 양단부와 상기 콘크리트 슬래브(1)의 연결부위에는 실링부재(60)가 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
제 4 항에 있어서,

상기 하부보강 슬래브(20) 및 도로의 기층(2)과 상기 콘크리트 슬래브(1)의 사이에는 마찰방지를 위해 시트(40)가 설치되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
제 5 항에 있어서,

상기 빔(30)과 상기 탄성부재(50)에는 상기 텐던(6)의 단부와 대응하는 위치에 관통부(33)(51)가 형성되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.
도로의 종방향으로 상호 일정간격 이격하여 복수개의 조인트(10)를 설치할 부위에 도로의 횡방향으로 빔(30)을 위치시킨 후, 상기 빔(30)의 하부 플랜지(32)가 일정깊이 매립되도록 상기 도로의 기층(2)에 하부보강 슬래브(20)를 포설하는 빔 및 하부보강 슬래브(20) 설치단계(S1)와,

상기 각 빔(30)의 사이에서 콘크리트를 포설할 부위에 텐던(6)을 설치하되, 상기 텐던(6)의 양단부에 각각 결합된 정착구(7)를 상기 콘크리트를 포설할 부위의 양단부측에 위치하도록 설치하는 텐던 설치단계(S2)와,

상기 각 빔(30)의 사이에서 콘크리트를 포설할 부위에 콘크리트를 포설하여 콘크리트 슬래브(1)를 형성하는 콘크리트 슬래브 형성단계(S3)와,

상기 콘크리트 슬래브(1)의 양생 이후, 상기 빔(30)의 관통부(33)를 통해 상기 텐던(6)의 일단부를 잡아당겨 텐던(6)을 긴장시키는 텐던 긴장단계(S4)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 텐던 긴장단계(S4)는, 상기 콘크리트 포설 후 3~24시간 사이에 상기 텐던(6)을 긴장시키는 1차 긴장단계와, 상기 콘크리트 포설 후 24~72시간 사이에 상기 텐던(6)을 1차 긴장단계시 보다 강하게 긴장시키는 2차 긴장단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 2차 긴장단계 후, 상기 텐던(6)의 외부를 감싸도록 설치된 덕트(6a)의 내부에 모르터 또는 시멘트풀로 그라우팅을 실시하는 그라우팅 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 텐던 설치단계(S2)에서는 상기 텐던(6)과 직교하는 방향으로 횡방향 텐던(8)을 더 설치하되, 상기 횡방향 텐던(8)의 양단부에 결합된 정착구(8a)는 상기 콘크리트를 포설할 부위의 횡방향 양단부에 위치하도록 설치하는 단계를 더 진행하고, 상기 횡방향 텐던(8)은 상기 콘크리트 슬래브(1)의 양생 이후 긴장하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)와 상기 텐던 설치단계(S2)의 사이 에는, 상기 하부보강 슬래브(20) 및 도로의 기층(2)과 상기 콘크리트 슬래브(1)의 사이에 마찰방지를 위한 시트(40)를 설치하는 시트 설치단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 빔 및 하부보강 슬래브 설치단계(S1)와 상기 텐던 설치단계(S2)의 사이에는, 상기 콘크리트 슬래브(1)의 끝단부와 상기 빔(30)의 사이에 탄성부재(50)를 설치하는 탄성부재 설치단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 콘크리트 슬래브 형성단계(S3) 이후, 상기 빔(30)의 상부 플랜지(31)의 양단부와 상기 콘크리트 슬래브(1)의 연결부위에 실링부재(60)를 설치하는 실링부재 설치단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조의 시공 방법.