KR100916356B1 - 풍토를 이용한 도로포장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍토를 이용한 도로포장방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흙으로 이루어지고, 소정의 형상 및 깊이를 갖는 노상층을 형성하여 지지력을 갖추도록 하고 노상층을 평탄화하는 단계, 상기 평탄화된 노상층의 상단에 골재로 이루어진 노반층을 형성하여 도로의 하중을 분산시키도록 하고 노반층을 평탄화하는 단계, 상기 노반층의 상단에 풍토 40 ~ 50wt%, 규사 40 ~ 50wt%, 물 5 ~ 10wt%가 혼합된 풍토혼합체를 타설하는 단계, 상기 타설된 풍토 혼합체가 경화되기 전에 상기 풍토 혼합체를 평탄화하여 표층을 형성하는 단계, 상기 표층의 형성이 완료되면, 표층의 상단을 비닐로 덮고 습윤상태로 40 ~ 60시간 동안 양생하는 단계로 이루어진 구성이며, 포장면의 강도와 내구성이 뛰어나고, 수분이 직접적으로 포장면을 침투하는 과정에서 흡수토록하여 노면의 온도를 낮추어 열화현상을 완화시키고, 각종 유해물질을 흡착함과 동시에 친환경 소재로 이루어져 유해물질을 방출하지 않으며, 쿠션감이 있어 보행자에게 가해지는 충격을 최소화하고, 표면이 매끄러울 뿐 아니라 다양한 색상 및 형상을 표현할 수 있어 외관상 미려한 풍토를 이용한 도로포장방법에 관한 것이다.

풍토, 백산토, 무기고화제, 규사, 도로포장, 도로

Description

풍토를 이용한 도로포장방법{method for paving road}

본 발명은 풍토를 이용한 도로포장방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포장면의 강도와 내구성이 뛰어나고, 수분이 직접적으로 포장면을 침투하는 과정에서 흡수토록하여 노면의 온도를 낮추어 열화현상을 완화시키고, 각종 유해물질을 흡착함과 동시에 친환경 소재로 이루어져 유해물질을 방출하지 않으며, 쿠션감이 있어 보행자에게 가해지는 충격을 최소화하고, 표면이 매끄러울 뿐 아니라 다양한 색상 및 형상을 표현할 수 있어 외관상 미려한 풍토를 이용한 도로포장방법에 관한 것이다.

일반적으로, 보도 및 도로는 시민의 친화적인 도시경관을 제공하고, 보행의 편의성을 고려하여 인도나 보도 및 주택단지, 광장, 공원, 산책로 등에 다층의 구조로 포장을 실시하게 되는데, 이러한 도로의 포장은 자연경관과 조화될 수 있는 아름다운 거리를 조성하고, 쾌적하고 안전한 도시경관을 형성하며, 특색있는 거리화로 보행자에게 특색있는 볼거리를 제공하도록 다양한 형태와 공법으로 실시되고 있는 실정이다.

통상, 포장도로는 대부분 석재와 시멘트를 포함한 콘크리트재로 성형된 것이 주종을 이루고 있는데, 이는 경도 및 내열성이 우수하여 나름대로는 유용하게 사용되고 있으나, 경도가 우수한 만큼 외부에서 가해지는 충격이나 수분을 흡수하면 강도가 떨어져 파손되는 등 내구성이 취약하고 수분을 흡수하게 되면 강도가 떨어져서 쉽게 깨지며 탄성감이 없어 보행시 딱딱한 느낌으로 발에 무리를 줄 뿐만 아니라, 자체에서 발생하는 각종 유해물질로 인해 도심의 생활환경을 더욱 악화시키는 원인으로 작용하고 있다.

현대 건축물 및 구축물에 쓰이는 수많은 구축재료는 산업사회의 발전과 함께 오염된 공해속에서 벗어나려는 인간의 욕구충족을 위해 보다 자연적인 소재의 연구가 시급한 시점이다.

그로 인하여 환경친화적인 건축물 구축재, 내외장재가 요구되고 있으며, 정부에서도 이를 적극 권장하고 있다.

자연의 질감을 줄 수 있는 재료 중 목재는 자원의 고갈로 인하여 양질의 자재를 대량으로 구입하기 어려운 실정이며, 그로 인하여 목재 공급의 한계를 합성수지재 제품으로 제작하여 인위적인 분위기를 연출하고 있는 실정이며, 한편, 석재는 자연 파괴의 한계로 개발을 제한하여 수요 충족을 만족시키지 못해 수입에 의존하고 있는 실정이다.

그리고 건축용 구축재, 내외장재 중에는 황토를 일부 사용하고 있으나, 기존에 사용되고 있는 황토건자재의 이용은 황토포장과 황토마감재 등으로 사용되고 있으며, 황토포장의 경우 원적외선을 방사하여 인체의 혈행을 개선하는 등 다수의 효과를 제공하지만, 그 강성이 약하여 쉽게 표면이 부서지고, 충격 등에도 약한 단점 이 있었다..

따라서, 포장면의 강도와 내구성이 뛰어나고, 수분이 직접적으로 포장면을 침투하는 과정에서 흡수토록하여 노면의 온도를 낮추어 열화현상을 완화시키고, 각종 유해물질을 흡착함과 동시에 친환경 소재로 이루어져 유해물질을 방출하지 않으며, 쿠션감이 있어 보행자에게 가해지는 충격을 최소화하고, 표면이 매끄러울 뿐 아니라 다양한 색상 및 형상을 표현할 수 있어 외관상 미려한 도로포장방법의 제공이 요구된다고 할 수 있다.

본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법은 포장면의 강도와 내구성이 뛰어나고, 수분이 직접적으로 포장면을 침투하는 과정에서 흡수토록하여 노면의 온도를 낮추어 열화현상을 완화시키고, 각종 유해물질을 흡착함과 동시에 친환경 소재로 이루어져 유해물질을 방출하지 않으며, 쿠션감이 있어 보행자에게 가해지는 충격을 최소화하고, 표면이 매끄러울 뿐 아니라 다양한 색상 및 형상을 표현할 수 있어 외관상 미려한 풍토를 이용한 도로포장방법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법은 흙으로 이루어지고, 소정의 형상 및 깊이를 갖는 노상층을 형성하여 지지력을 갖추도록 하고 노상층을 평탄화하는 단계, 상기 평탄화된 노상층의 상단에 골재로 이루어진 노반층을 형성하여 도로의 하중을 분산시키도록 하고 노반층을 평탄화하는 단계, 상기 노반층의 상단에 풍토 40 ~ 50wt%, 규사 40 ~ 50wt%, 물 5 ~ 10wt%가 혼합된 풍토혼합체를 타설하는 단계, 상기 타설된 풍토 혼합체가 경화되기 전에 상기 풍토 혼합체를 평탄화하여 표층을 형성하는 단계, 상기 표층의 형성이 완료되면, 표층의 상단을 비닐로 덮고 습윤상태로 40 ~ 60시간 동안 양생하는 단계로 이루어진 풍토를 이용한 도로포장방법을 제공한다.

또한, 상기 풍토는 이산화규소(SiO₂) 및 불용해성물질 30 ~ 50중량%, 산화알루미늄(Al₂O₃) 5 ~ 10중량%, 산화철(Fe₂O₃) 2 ~ 5중량%, 산화칼슘(CaO) 20 ~ 30중량%, 산화마그네슘(MgO) 1 ~ 3중량%, 산화나트륨(Na₂O) 0.1 ~ 0.2중량%, 산화칼륨(K2O) 0.5 ~ 1중량%와 나머지 수분으로 구성되는 공지의 백산토 90 ~ 95wt%와 무기고화제 5 ~ 10wt%를 혼합하여 이루어진 풍토를 이용한 도로포장방법을 제공한다.

또한, 상기 풍토는 나노미터 크기 범위로 구비되고, 규사는 1 ~ 2mm의 크기로 구비되는 풍토를 이용한 도로포장방법을 제공한다.

본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법은 시공 후 포장면의 강도와 내구성이 뛰어나고, 수분이 직접적으로 포장면을 침투하는 과정에서 흡수토록하여 노면의 온도를 낮추어 열화현상을 완화시키고, 각종 유해물질을 흡착함과 동시에 친환경 소재로 이루어져 유해물질을 방출하지 않으며, 쿠션감이 있어 보행자에게 가해지는 충격을 최소화하고, 표면이 매끄러울 뿐 아니라 다양한 색상 및 형상을 표현할 수 있어 외관상 미려한 매우 유용한 효과가 있다.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법의 순서도이고, 도 2는 풍토의 현미경 사진이며, 도 3은 본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법의 사용 상태도이다.

본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법은 흙으로 이루어지고, 소정의 형상 및 깊이를 갖는 노상층(10)을 형성하여 지지력을 갖추도록 하고 노상층(10)을 평탄화하는 제1단계(S10);

상기 평탄화된 노상층(10)의 상단에 골재로 이루어진 노반층(20)을 형성하여 도로의 하중을 분산시키도록 하고 노반층(20)을 평탄화하는 제2단계(S20);

상기 노반층(20)의 상단에 나노미터 크기의 풍토 40 ~ 50wt%, 1 ~ 2mm 크기의 규사 40 ~ 50wt%, 물 5 ~ 10wt%가 혼합된 풍토혼합체를 타설하는 제3단계(S30);

상기 타설된 풍토 혼합체가 경화되기 전에 상기 풍토 혼합체를 평탄화하여 표층(30)을 형성하는 제4단계(S40);

상기 표층(30)의 형성이 완료되면, 표층(30)의 상단을 비닐로 덮고 습윤상태로 40 ~ 60시간 동안 양생하는 제5단계(S50)로 구성된다.

먼저, 제1단계(S10)는 흙으로 이루어지고, 소정의 형상 및 깊이를 갖는 노상층(10)을 형성하여 지지력을 갖추도록 하고 노상층(10)을 평탄화하는 단계로서, 노상층(10)은 흙으로 이루어지고, 소정의 형상 및 깊이를 갖는 노상층(10)을 형성하여 지지력을 갖추도록 구성되며, 포장의 두께를 결정하는 기초가 되는 흙의 부분으로 포장 밑 약 1m의 층을 말한다. 충분한 지지력을 가져야 하며 물이 침투하더라도 쉽게 연약화 되어서는 안 되도록 구비되어야 하며, 연약한 노상일 경우 노상 개량 공법을 사용하여 개량하여야 한다. 노상면은 소정의 형상이 흐트러지지 않도록 평탄하게 마무리하여야 하며, 다짐은　과전압이 되지 않도록 주의하고 우천 시 배수를 충분히 고려한다. 노상의 토질조건 및 배수조건을 고려하여 동상의 가능성이 있는 지역에는 동상 방지층을 설치하는 것이 바람직하며, 동상의 피해는 배수가 잘 안되 는 지역에서 노상이 실트질을 많이 함유한 경우에는 적극적으로 설치할 필요가 있으며, 배수상태가 우수하고 지하수위가 낮아 동상의 가능성이 없다고 확신되는 구간은 경제성　측면에서 동상 방지층을 생략할 수 있다. 동상 방지층 재료는 세립분이 없는 입상　재료라면 입도에 관계없이 사용할 수 있으며, 배수는 노면물고임, 포장체의 강도저하, 세굴 등의 측면에서 결코 소홀히 할 수 없는 요소이다, 배수는 강우로 인한 표면수와 인근 지역으로부터의 유입수를 도로 측구를 통해 배수구로 보내고, 상기 타설된 노상층(10)은 다짐작업 실시하여 평탄화하고, 그 상단에 노반층(20)을 타설하는 제 2단계(S20)를 거친다.

제2단계(S20)는 상기 평탄화된 노상층(10)의 상단에 골재로 이루어진 노반층(20)을 형성하여 도로의 하중을 분산시키도록 하고 노반층(20)을 평탄화하는 단계로서, 노반층(20)은 상기 평탄화된 노상층(10)의 상단에 골재로 이루어진 노반층(20)을 형성하여 도로의 하중을 분산시키도록 구성되며, 표층(30)을 지지하며 하중을 분산하고, 균등하고 영구적인 지지력을 제공하여야 하며, 노반층(20) 재료는 쇄석, 재생 콘크리트 등 다양하게 사용할 수 있고, 노반층(20)은 설계에 부합되도록 인력 및 모터그레이드 등으로 재료분리가 되지 않도록 주의하여 포설하며, 다짐은 로울러, 콤펙터 및 다짐램머 등으로 충분히 다져야 한다. 상기 타설된 노반층(20)은 다짐작업 실시하여 평탄화하고, 그 상단에 표층(30)을 타설한다.

노반층(20)의 재료인 골재는 풍토에 사용되는 재료를 견고하고 내구적인 불순물, 입도조정쇄석, 자갈, 재생콘크리트, 슬래그 및 이들의 혼합물로 점토질, 실트(silt), 유기불순물, 기타 유해물을 함유해서는 안 되며, 재료의 외형은 비교적 균일한 형상을 가지고 있어야 하고, 표층(30) 부분이 얇은 것은 가급적 25㎜이하의 골재를 사용하는 것이 바람직하다.

제3단계(S30)는 상기 노반층(20)의 상단에 나노미터 크기 풍토 40 ~ 50wt%, 1 ~ 2mm 크기의 규사 40 ~ 50wt%, 물 5 ~ 10wt%가 혼합된 풍토혼합체를 타설하는 단계로서, 상기 타설된 풍토 혼합체가 경화되기 전에 상기 풍토 혼합체를 평탄화하여 표층(30)을 형성하는 제4단계(S40)를 연속하여 시행한다.

표층(30)은 상기 노반층(20)의 상단에 풍토40 ~ 50wt%, 규사 40 ~ 50wt%, 물 5 ~ 10wt%가 혼합된 풍토혼합체를 타설하여 구성되며, 풍토혼합체는 현장에서 믹서기로 교반하여 덤프트럭으로 운반하되 혼합물의 수분증발을 방지하기 위해 표면을 천막지 등으로 덮어 운반, 보관해야하며, 배합된 풍토혼합체의 포설에 앞서 기층면에 적정량의 물을 살포하여야 한다. 포설작업은 신속하게 실시하고 재료분리가 생기지 않도록 주의하여야 하며, 포설이 끝나면 롤러 또는 핸드롤러 등으로 다짐을 실시하여야 한다. 다짐은 과다한 다짐으로 인해 투수성이 저하되지 않도록 하며, 다짐장비로 시공이 불가능한 구조물 주변 등은 다짐철판을 이용하여 인력으로 충분히 다지며, 혼합물의 운반으로부터 포설, 다짐 등 모든 작업은 대략 90분 이내에 완료하여야 한다.

상기 타설된 풍토혼합체가 경화되기 전에 상기 풍토혼합체를 평탄화하여 표층(30)을 형성하는 것이며, 상기 표층(30)의 형성이 완료되면, 표층(30)의 상단을 비닐로 덮고 습윤상태로 40 ~ 60시간 동안 양생하는 제5단계(S50)를 거친다.

표층(30)의 다짐 완료 후 풍토가 초기 경화되면 비닐 등으로 덮어야 하고, 그 상태로 적어도 2일간은 습윤 상태를 유지해야 한다. 비닐은 직접 햇빛을 차단하기 위해 검은색 비닐을 사용하는 것이 좋고, 양생기간 중에는 충격이나 과도한 하중 또는 진동 등에 의하여 균열이나 기타 손상이 발생하지 않도록 하여야 한다.

표층(30)의 재료인 풍토는 입자가 미세하여 표면층의 표면을 매끄럽도록 하고 규사입자 간의 간격을 메워 구조가 견고하도록 하고, 표층(30)의 보수성을 향상시키는 작용을 하며, 상기 풍토의 혼합비율이 40 ~ 50wt%로 한정된 이유는 풍토의 양이 50wt%를 초과할 경우 생산비가 상승하여 경제성이 없고, 40wt%보다 적게 혼합될 경우 풍토의 효능이 미미하여 품질이 저하되는 단점이 있기 때문이다.

규사는 풍토와 더불어 표층(30)을 구성하는 요소로서, 표층(30)의 투수성을 향상시키기 위해 구비되며, 표층(30)의 강도를 향상시켜 표층(30)의 구성이 견고하도록 하는 작용을 하며, 규사의 비율이 50wt%를 초과할 경우 표면이 매끄럽지 못하고, 40wt% 미만으로 혼합될 경우, 투수력이 저하되는 문제가 발생하므로, 40 ~ 50wt%의 규사를 혼합하는 것이 바람직하다.

물은 규사와 풍토가 균일하게 교반되어 타설, 고정될 수 있도록 하는 범위 내에서 건조 및 양생 시간이 최소한으로 이루어지도록 5 ~ 10wt%의 물을 교반하는 것이 바람직하고, 기름, 산, 염류, 유기질 등 풍토의 품질에 영향을 미치는 물질이 함유되면 안 된다. 일반적으로 음용수는 사용수로서 우수하나 지하수, 공업용수, 하천수 등은 사용할　때 풍토의 품질에 유해영향만 없으면 가능하다.

풍토는 백산토 90 ~ 95wt%와 무기고화제 5 ~ 10wt%를 혼합하여 이루어지며, 풍토는 입자가 미세하여 표층(30)의 표면을 매끄럽도록 하고 규사 간의 간격을 메 워 구조가 견고하도록 하고, 표층(30)의 보수성을 향상시키는 작용을 한다.

백산토는 공지된 바와 같이 그 화학성분이 이산화규소(SiO₂) 및 불용해성물질 30 ~ 50중량%, 산화알루미늄(Al₂O₃) 5 ~ 10중량%, 산화철(Fe₂O₃) 2 ~ 5중량%, 산화칼슘(CaO) 20 ~ 30중량%, 산화마그네슘(MgO) 1 ~ 3중량%, 산화나트륨(Na₂O) 0.1 ~ 0.2중량%, 산화칼륨(K2O) 0.5 ~ 1중량%와 나머지 수분으로 이루어진 것으로, 일본의 백산지역에서 분포된 흙을 의미한다.

상기 백산토는 표면온도의 상승을 비약적으로 낯추는 기능이 있어 지면의 열화현상을 완화시킬 수 있고, 강도와 내구성이 일반 콘크리트보다 높으며, 투수성과 보수성이 뛰어난 친환경적인 소재이다. 또한, 천연 흙을 주원료로 하여 자연상태를 유지할 수 있어, 유해물질을 유발하지 않을 뿐 아니라, 유해물질을 흡수하는 작용을 하고, 자연의 주변 경관과 잘 어울리는 장점이 있다.

또한, 투수율과 흡수율 시험결과, 풍토의 투수계수는 1.4×10^-2㎝/sec이고, 흡수율은 36.1%로 나타나, 흡수율과 투수율이 우수하다는 것이 입증되었다.

참고로, 풍토의 각종 유해성분의 용출시험 분석결과를 표 1에 기재하였다.

상기한 바에 의하면, 대부분의 유해성분이 검출되지 않았음을 확인할 수 있다.

또한, 상기 무기고화제는 백산토의 결합력과 강도를 향상시키기 위해 구성되며, 산화마그네슘을 비롯하여, 산화 알루미늄, 산화칼슘과 같이 무기질계 천연 고화제를 사용할 수 있고, 그 종류는 한정치 않는다. 또한, 30 ~ 70중량%의 규산과, 10 ~ 20중량%의 산화알미늄과 10중량%의 산화마그네슘과, 50 ~ 75 중량%의 산화칼슘과, 1 ~10중량%의 기타물로 이루어진 무기질계 고화제와 같이 공지된 다양한 종류의 고화제를 사용할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 풍토는 나노미터 크기 범위로 구비되고, 규사는 1 ~ 2mm의 크기로 구비된다.

풍토의 크기를 나노미터의 크기로 한정하는 이유는 풍토의 입자크기를 미세화하여, 규사의 표면을 코팅하도록 하기 위함이며, 표면적을 향상시켜 풍토의 작용을 최대화도록 한다.

규사는 상기 풍토와 혼합되어 표층(30)에 구성되므로, 표층(30)이 고르게 형성되도록 1 ~ 2mm의 작고 고운 크기로 구비되는 것이 바람직하며, 취향에 따라, 황토, 녹차분말, 천연색소 등을 첨가하여 다양한 색상으로 구비될 수 있으며, 주위 환경에 따라 독특한 분위기를 연출할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같은 본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법에 따르면 시공 후 포장면의 강도와 내구성이 뛰어나고, 수분이 직접적으로 포장면을 침투하는 과정에서 흡수토록하여 노면의 온도를 낮추어 열화현상을 완화시키고, 각종 유해물질을 흡착함과 동시에 친환경 소재로 이루어져 유해물질을 방출하지 않으며, 쿠션감이 있어 보행자에게 가해지는 충격을 최소화하고, 표면이 매끄러울 뿐 아니라 다양한 색상 및 형상을 표현할 수 있어 외관상 미려한 장점이 있다.

도 1은 본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법의 순서도,

도 2는 풍토의 현미경 사진,

도 3은 본 발명 풍토를 이용한 도로포장방법의 사용 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 노상층 20 : 노반층

30 : 표층 S10 : 제1단계

S20 : 제2단계 S30 : 제3단계

S40 : 제4단계 S50 : 제5단계

Claims (3)

1. 흙으로 이루어지고 소정의 형상 및 깊이를 갖도록 형성하여 지지력을 갖추도록 하고 평탄화하여 노상층(10)을 형성하고, 상기 평탄화된 노상층(10)의 상단에 골재로 이루어지며 평탄화하여 도로의 하중을 분산시키도록 구비되는 노반층(20)을 형성하고, 상기 노반층(20)의 상단에 주로 공지의 백산토로 이루어지는 풍토로 표층(30)을 형성한 다음 상기 표층(30)의 상단에 비닐을 덮고 습윤상태로 40 ~ 60시간 동안 양생하는 공지의 풍토를 이용한 도로포장방법에 있어서,

   상기 표층(30)이 나노미터 크기의 풍토 40 ~ 50중량％와 1~2mm 크기의 규사 40 ~ 50중량％와 물 5 ~ 10중량％가 혼합된 풍토혼합체로 타설하고, 타설된 풍토혼합체가 경화되기 전에 상기 풍토혼합체를 평탄화함으로써 형성되며;

   상기 표층(30)의 풍토가 백산토 90 ~ 95중량％와 무기고화제 5 ~ 10중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍토를 이용한 도로포장방법.
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