KR100916973B1 - 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법 및 그 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법 및 그 구조에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 일반 도로나 공항활주로, 주차장 등과 같은 콘크리트 포장에 텐던을 이용하여 프리스트레스를 도입함과 아울러 거푸집을 통해 형성된 텐던 긴장공간의 내측 또는 외측에 한 쌍의 빔으로 구성된 조인트를 설치함으로써, 균열의 발생을 억제하여 콘트리트 도로 포장의 파손을 방지하고 수명을 연장시킴은 물론 유지보수 없는 고품질의 콘크리트 포장 도로를 제공할 수 있으며, 텐던 긴장공간측에 조인트를 구성함에 따라 시공 기간을 단축하여 비용을 절감함과 아울러 조인트의 파손도 방지하여 수명연장 및 유지보수 없는 조인트를 제공할 수 있는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법 및 그 구조에 관한 것이다.

이에 본 발명은, 도로(1)의 기층(3) 위에 텐던 긴장공간(23)을 형성하기 위한 거푸집(20)을 설치하는 거푸집 설치단계(S1)와, 상기 도로(1)의 종방향으로 텐던(11)을 설치하되 텐던(11)의 적어도 일단부가 거푸집(20)의 내측에 위치할 수 있도록 설치하는 텐던 설치단계(S2)와, 상기 거푸집(20) 외측의 기층(3) 위에 메인 슬래브(10)를 형성하기 위한 콘크리트를 포설하되 거푸집(20)의 상측면까지 덮을수 있도록 거푸집(20)의 높이 보다 높게 포설하는 콘크리트 포설단계(S3)와, 상기 거푸집(20)의 상측면에 포설된 콘크리트를 제거하는 콘크리트 제거단계(S4)와, 상기 기층(3) 위에 포설된 콘크리트의 양생 후에 상기 거푸집(20)을 제거하는 거푸집 제거단계(S5)와, 상기 거푸집(20)에 의해 형성된 텐던 긴장공간(23)에서 텐던(11)을 긴장시킴과 아울러 텐던 긴장공간(23)내로 돌출된 텐던(11)의 단부를 절단하는 텐던 긴장 및 절단단계(S6)와, 상기 텐던 긴장공간(23)내에 메인 슬래브(10)와 동일 높이의 조인트(30)를 도로(1)의 횡방향으로 설치하는 조인트 설치단계(S7)와, 상기 조인트(30) 외측의 텐던 긴장공간(23)내에 갭 슬래브(15)를 형성하기 위한 그라우팅을 실시하여 조인트(30)의 상부면과 메인 슬래브(10)의 상부면이 동일 평면이 되도록 연결하는 그라우팅 단계(S8)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

프리스트레스트, 메인 슬래브, 갭 슬래브, 조인트, 텐던, 거푸집

Description

프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법 및 그 구조{Construction method of prestressed concrete pavement and its structure}

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법 및 그 구조에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 일반 도로나 공항활주로, 주차장 등과 같은 콘크리트 포장에 텐던을 이용하여 프리스트레스를 도입함과 아울러 거푸집을 통해 형성된 텐던 긴장공간의 내측 또는 외측에 한 쌍의 빔으로 구성된 조인트를 설치함으로써, 균열의 발생을 억제하여 콘트리트 도로 포장의 파손을 방지하고 수명을 연장시킴은 물론 유지보수 없는 고품질의 콘크리트 포장 도로를 제공할 수 있으며, 텐던 긴장공간측에 조인트를 구성함에 따라 시공 기간을 단축하여 비용을 절감함과 아울러 조인트의 파손도 방지하여 수명연장 및 유지보수 없는 조인트를 제공할 수 있는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법 및 그 구조에 관한 것이다.

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 교량의 거더에 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 줄눈 절단기(커팅기)를 사용하여 조인트(줄눈)를 형성한 후 실링하여 시공하게 되며 통상 4~6미터 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 인접 한 콘크리트 슬래브의 내부의 손상까지 초래하는 문제가 있다.

아울러, 상기처럼 조인트(줄눈)가 쉽게 파손됨에 따라 유지보수 비용이 증가하는 문제도 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 일반 도로나 공항활주로, 주차장 등과 같은 콘크리트 포장에 텐던을 이용하여 프리스트레스를 도입함과 아울러 거푸집을 통해 형성된 텐던 긴장공간의 내측 또는 외측에 한 쌍의 빔으로 구성된 조인트를 설치함으로써, 균열의 발생을 억제하여 콘트리트 도로 포장의 파손을 방지하고 수명을 연장시킴은 물론 유지보수 없는 고품질의 콘크리트 포장 도로를 제공할 수 있으며, 텐던 긴장공간측에 조인트를 구성함에 따라 시공 기간을 단축하여 비용을 절감함과 아울러 조인트의 파손도 방지하여 수명연장 및 유지보수 없는 조인트를 제공할 수 있는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법 및 그 구조를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도로의 기층 위에 텐던 긴장공간을 형성하기 위한 거푸집을 설치하는 거푸집 설치단계와, 상기 도로의 종방향으로 텐던을 설치하되 텐던의 적어도 일단부가 거푸집의 내측에 위치할 수 있도록 설치하는 텐던 설치단계와, 상기 거푸집 외측의 기층 위에 메인 슬래브를 형성하기 위한 콘크리트를 포설하되 거푸집의 상측면까지 덮을수 있도록 거푸집의 높이 보다 높게 포설하는 콘크리트 포설단계와, 상기 거푸집의 상측면에 포설된 콘크리트를 제거하는 콘크리트 제거단계와, 상기 기층 위에 포설된 콘크리트의 양생 후에 상기 거푸집을 제거하는 거푸집 제거단계와, 상기 거푸집에 의해 형성된 텐던 긴장공간에서 텐던을 긴장시킴과 아울러 텐던 긴장공간내로 돌출된 텐던의 단부를 절단하는 텐던 긴장 및 절단단계와, 상기 텐던 긴장공간내에 메인 슬래브와 동일 높이의 조인트를 도로의 횡방향으로 설치하는 조인트 설치단계와, 상기 조인트 외측의 텐던 긴장공간내에 갭 슬래브를 형성하기 위한 그라우팅을 실시하여 조인트의 상부면과 메인 슬래브의 상부면이 동일 평면이 되도록 연결하는 그라우팅 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 도로의 기층 위에 텐던 긴장공간을 형성하기 위한 거푸집을 설치하는 거푸집 설치단계와, 상기 거푸집의 일측에 인접하여 조인트를 도로의 횡방향으로 설치하는 조인트 설치단계와, 상기 도로의 종방향으로 텐던을 설치하되 텐던의 적어도 일단부가 거푸집의 내측에 위치할 수 있도록 설치하는 텐던 설치단계와, 상기 거푸집과 조인트 외측의 기층 위에 메인 슬래브를 형성하기 위한 콘크리트를 포설하되 거푸집의 상측면까지 덮을수 있도록 거푸집의 높이 보다 높으면서 조인트와 동일 높이로 포설하는 콘크리트 포설단계와, 상기 거푸집의 상측면에 포설된 콘크리트를 제거하는 콘크리트 제거단계와, 상기 기층 위에 포설된 콘크리트의 양생 후에 상기 거푸집을 제거하는 거푸집 제거단계와, 상기 거푸집에 의해 형성된 텐던 긴장공간에서 텐던을 긴장시킴과 아울러 텐던 긴장공간내로 돌출된 텐던의 단부를 절단하는 텐던 긴장 및 절단단계와, 상기 텐던 긴장공간내에 갭 슬래브를 형성하기 위한 그라우팅을 실시하여 조인트의 상부면과 메인 슬래브의 상부면이 동일 평면이 되도록 연결하는 그라우팅 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시공방법을 통해 일반 도로나 공항활주로, 주차장 등과 같은 콘크리트 포장에 텐던을 이용하여 프리스트레스를 도입함으로써, 균열의 발생을 억제함과 아울러 이로인해 콘트리트 도로 포장의 파손을 방지하고 수명을 연장하여 유지보수 없는 고품질의 콘크리트 포장 도로를 제공할 수 있다.

그리고, 거푸집을 통해 형성된 텐던 긴장공간의 내측 또는 외측에 조인트를 구성함으로써, 텐던 긴장공간을 활용하여 조인트를 구성함에 따라 시공 기간이 단축되어 비용이 절감된다.

또한, 거푸집의 높이를 메인 슬래브를 형성하기 위한 콘크리트 포설 높이(두께) 보다 낮게 함으로써, 콘크리트 포설 작업시 포설장치와 거푸집간에 간섭(충돌)이 방지됨과 아울러 상기 포설장치가 거푸집 위치에서 포설을 멈추지 않고 거푸집의 상측을 지나가면서 연속적인 포설작업이 가능하여 거푸집을 기준으로 그 양측의 콘크리트 포설 높이를 동일하게 맞출수 있다.

그리고, 도로의 기층 위에 도로의 횡방향으로 한 쌍의 빔을 설치하고 한 쌍의 빔의 사이에는 실링부재를 설치하여 조인트를 구성함으로써, 상기 조인트의 파손을 방지함은 물론 한 쌍의 빔 사이로 이물질의 유입을 방지하여 수명연장 및 유지보수 없는 고품질의 조인트를 제공할 수 있으며, 이러한 조인트로 인해 차량 주행시 소음 방지 및 승차감 향상으로 쾌적한 주행성이 확보되고 미관도 향상된다.

또한, 상기 한 쌍의 빔 사이에 실링부재를 설치함으로써, 상기 메인 슬래브가 수축과 팽창을 원활하게 할 수 있도록 하면서 한 쌍의 빔 사이로 이물질의 유입이 방지되므로 결국 메인 슬래브 및 갭 슬래브의 손상도 방지된다.

그리고, 상기 한 쌍의 빔을 관통하여 양측 슬래브를 유동가능하게 연결하도록 연결바를 설치함으로써, 한 쌍의 빔 양측에 포설되는 슬래브의 수축 및 팽창시에도 양측 슬래브의 처짐이나 전단이 방지되고 하중전달 효율도 높일 수 있다.

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

종래와 동일한 부분에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법을 나타내는 블록도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법으로 시공되는 과정을 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법을 나타내는 블록도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법으로 시공되는 과정을 나타내는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공방법은, 일반 콘크리트 도로, 공항포장(활주로), 항만의 에이프런, 철도의 화물설비, 공장, 주차장 등에 프리스트레스트 콘크리트 포장 공법을 도입하기 위한 시공방법으로써, 이하, 일반 콘크리트 도로에 본 발명이 적용되는 경우를 일예로 설명하기로 한다.

통상 도로(1)는 여러층으로 이루어진 포장층으로 구성되는데, 일예로, 하위층에서부터 골재로 된 보조기층(2)과, 상기 보조기층(2) 위에 린콘크리트 또는 아스팔트 콘크리트로 된 기층(3)과, 상기 기층(3) 위에 콘크리트 포장(메인 슬래 브(10))을 하여 구성하게 된다. 여기서, 상기 보조기층(2)이나 기층(3)은 도로(1) 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공방법은, 크게 거푸집 설치단계(S1)와, 텐던 설치단계(S2)와, 콘크리트 포설단계(S3)와, 콘크리트 제거단계(S4)와, 거푸집 제거단계(S5)와, 텐던 긴장 및 절단단계(S6)와, 조인트 설치단계(S7)와, 그라우팅 단계(S8)를 포함하여 이루어지며, 상기 각 단계의 시공순서는 도로(1) 환경이나 설계목적에 따라 변경 가능하다.

가. 거푸집 설치단계(S1)

상기 거푸집 설치단계(S1)는, 도 2a와 같이 도로(1)의 기층(3) 위에 텐던 긴장공간(23)을 형성하기 위한 거푸집(20)을 설치하는 단계이다.

상기 거푸집(20)은 상호 일정간격 이격되고 "L"자 형태로 형성된 한 쌍의 측면 프레임(21)과, 상기 한 쌍의 측면 프레임(21)의 개방된 상단에 안착 설치되어 밀폐하는 뚜껑(22)으로 구성되어 텐던 긴장공간(23)을 형성하게 된다.

아울러, 상기 거푸집(20)은 도로(1)의 종방향으로 일정간격 이격되어 텐던(11)을 긴장시킬 위치마다 설치된다.

또한, 상기 측면 프레임(21)에는 텐던(11)의 일단부가 관통하는 관통공, 타이바(25)가 관통하는 관통공 등이 형성되어 있다.

한편, 상기 거푸집 설치단계(S1)에서는 한 쌍의 측면 프레임(21)만 기층(3)에 고정 설치되며, 상기 뚜껑(22)은 콘크리트 포설단계(S3) 전에 측면 프레임(21)의 상단에 안착 설치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 거푸집(20)의 높이는 조인트(30) 및 메인 슬래브(10)의 높이(두께) 보다 낮게 설치된다. 즉, 조인트(30) 및 메인 슬래브(10)의 설계 높이를 기준으로 하여 상기 기준 높이 보다 거푸집(20)의 높이를 낮게 설치하는 것이다.

나. 텐던 설치단계(S2)

상기 텐던 설치단계(S2)는, 도 2a와 같이 도로(1)의 종방향으로 텐던(11)을 설치하되 텐던(11)의 적어도 일단부가 거푸집(20)의 내측에 위치할 수 있도록 설치하는 단계이다.

이때, 상기 텐던(11)을 설치하기 전에 상기 도로(1)의 기층(3)상에 텐던(11)의 설치위치를 표시하게 된다. 즉, 상기 텐던(11)의 설치 위치와 간격을 미리 표시해 놓으므로써 텐던(11)의 설치를 간편하게 할 수 있다.

또한, 상기 텐던(11)의 설치 위치에는 스페이서(미도시)를 설치한다. 상기 스페이서는 상기 기층(3)의 상부면으로부터 텐던(11)의 설치높이를 조절하여 메인 슬래브(10)의 수직방향으로 대략 중간에 위치하도록 하게 된다.

여기서, 상기 텐던 설치단계(S2)에서는 도로(1)의 종방향으로 설치된 텐던(11)과 직교하는 방향으로 즉, 도로(1)의 횡방향으로도 텐던(미도시)을 설치할 수 있다. 즉, 텐던(11)을 도로(1)의 종방향으로만 설치할 수도 있고, 도로(1)의 종방향과 횡방향으로 각각 설치할 수도 있는 것이다.

아울러, 상기 텐던(11)은 상호 일정간격 이격하여 복수개가 설치되며, 이때, 상기 텐던(11)은 덕트(미도시)의 내부에 삽입된 상태로 설치된다.

또한, 상기 텐던(11)을 긴장시킨 상태에서 메인 슬래브(10)에 정착시킬 수 있도록 상기 거푸집(20)에 인접하여 정착구(12)도 설치된다.

한편, 상기 텐던 설치단계(S2)에서는 메인 슬래브(10)의 강도를 보강하기 위해 보강철근(미도시)도 함께 설치된다.

또한, 상기 텐던 설치단계(S2)는 상기 거푸집 설치단계(S1) 후에 진행하는 것이 바람직하지만, 거푸집 설치단계(S1) 전에 텐던 설치단계(S2)를 먼저 진행할 수도 있다.

그리고, 아래의 콘크리트 포설단계(S3) 전에 타이바(25) 설치단계를 진행하는 것이 바람직하다.

상기 타이바 설치단계는 메인 슬래브(10)와 텐던 긴장공간(23)에 형성되는 갭 슬래브(15)를 연결하기 위해 타이바(25)를 거푸집(20)의 내,외측에 걸쳐지게 설치하는 단계이다.

이때, 상기 타이바(25)는 메인 슬래브(10)와 갭 슬래브(15)의 두께에 따라 상,하방향 2단으로 설치할 수도 있고 1단으로 설치할 수도 있다.(도면에서는 2단으로 설치한 경우만 도시함)

따라서, 상기 메인 슬래브(10)와 갭 슬래브(15)의 시공이 완료되면, 메인 슬래브(10)와 갭 슬래브(15)는 상기 타이바(25)에 의해 견고하게 연결되게 된다.

이렇게 상기 텐던(11)과 타이바(25)의 설치가 완료되면, 상기 거푸집(20)의 측면 프레임(21) 상단에 뚜껑(22)을 안착 설치하여 거푸집(20)의 개방된 상단부를 폐쇄하게 된다.

한편, 아래의 콘크리트 포설단계(S3) 전에 상기 기층(3) 위에 합성수지 재질의 시트(4)를 설치할 수도 있다. 상기 시트(4)는 메인 슬래브(10)와 기층(3) 사이의 마찰을 방지하게 된다.

즉, 차량의 주행시 상기 메인 슬래브(10)와 도로(1)의 기층(3)간의 마찰력으로 인한 구속응력에 의해 메인 슬래브(10)에 균열이 발생할 수 있으므로 상기 시트(4)를 설치함으로 이를 방지할 수 있다.

다. 콘크리트 포설단계(S3)

상기 콘크리트 포설단계(S3)는, 도 2b와 같이 상기 거푸집(20) 외측의 기층 (3)위에 메인 슬래브(10)를 형성하기 위한 콘크리트를 포설하는 단계이다.

이때, 상기 콘크리트 포설시 상기 거푸집(20)의 뚜껑(22) 상측면까지 덮을 수 있도록 거푸집(20)의 높이 보다 높게 포설하게 된다. 즉, 콘크리트 포설 높이 보다 거푸집(20)의 높이를 낮게 설계한다.

상기 콘크리트의 포설 높이는 조인트(30)의 높이와 동일한 높이로 포설되며, 콘크리트 포설 후에는 거푸집(20)의 뚜껑(22) 상측면에도 일정두께의 콘크리트가 포설된다.

한편, 상기 거푸집(20)의 높이를 콘크리트 포설 높이(두께) 보다 낮게하는 이유는, 콘크리트 포설장치(미도시)를 통한 콘크리트 포설 작업시 포설장치와 거푸집(20)의 간섭(충돌)을 방지하기 위함이다.

즉, 거푸집(20)의 높이를 콘크리트 포설 높이(두께) 보다 낮게하면, 어느 정 도 진동하면서 콘크리트를 포설하는 포설장치와 거푸집(20)간에 간섭(충돌)을 방지함은 물론 상기 포설장치가 거푸집(20) 위치에서 포설을 멈추지 않고 거푸집(20)의 상측을 지나가면서 연속적인 포설작업이 가능하여 거푸집(20)을 기준으로 그 양측의 콘크리트 포설 높이를 동일하게 맞출수 있다.

라. 콘크리트 제거단계(S4)

상기 콘크리트 제거단계(S4)는, 도 2c와 같이 상기 거푸집(20)의 상측면에 포설된 일정두께의 콘크리트를 제거하는 단계이다.

즉, 상기 거푸집(20)의 상측면에 포설된 콘크리트가 양생 되기전에 콘크리트를 제거하게 된다.

마. 거푸집 제거단계(S5)

상기 거푸집 제거단계(S5)는, 도 2c와 같이 상기 기층(3) 위에 포설된 콘크리트의 양생 후에 상기 거푸집(20)을 제거하는 단계이다.

즉, 상기 기층(3) 위에 설치되어 있던 거푸집(20)의 측면 프레임(21)과 뚜껑(22)을 모두 제거하게 된다.

이때, 상기 뚜껑(22)은 콘크리트의 양생 후에 측면 프레임(21)과 함께 제거할 수도 있지만 상기 콘크리트 제거단계(S4)에서 콘크리트를 제거한 후에 곧바로 뚜껑(22)을 제거할 수도 있다. 즉, 상기 뚜껑(22)은 기층(3) 위에 포설된 콘크리트의 양생 전에 미리 제거하는 것이 바람직하다.

바. 텐던 긴장 및 절단단계(S6)

상기 텐던 긴장 및 절단단계(S6)는, 도 2c와 같이 상기 거푸집(20)에 의해 형성된 텐던 긴장공간(23)에서 텐던(11)을 긴장시킴과 아울러 텐던 긴장공간(23)내로 돌출되어 있는 텐던(11)의 단부를 절단하는 단계이다.

즉, 상기 텐던 긴장공간(23)내로 돌출되어 있는 텐던(11)을 유압잭(미도시)에 연결하여 긴장시킴으로써 상기 텐던(11)에 스트레싱이 도입된다. 이때, 상기 텐던(11)을 긴장시킨 후에는 상기 텐던(11)에 결합된 웨찌(미도시)가 상기 정착구(12)에 걸리게 되므로 긴장된 상태가 유지된다.

아울러, 상기 텐던(11)을 긴장시킨 후에는 텐던 긴장공간(23)내로 돌출되어 있는 텐던(11)의 단부를 절단하게 된다.

사. 조인트 설치단계(S7)

상기 조인트 설치단계(S7)는, 도 2c와 같이 상기 텐던 긴장공간(23)내에 메인 슬래브(10)와 동일 높이의 조인트(30)를 도로(1)의 횡방향으로 설치하는 단계이다.

이때, 상기 조인트(30)는 텐던 긴장공간(23)의 내측 중앙에 설치된다.

상기 조인트(30)는, 한 쌍의 빔(31)과, 캡(35)과, 연결바(36)와, 실링부재(32)로 구성된다.

상기 한 쌍의 빔(31)은 상기 도로(1)의 기층(3) 위에 횡방향으로 설치되되 상호 일정간격 이격되어 설치된다.

여기서, 상기 빔(31)은 H빔이나 I빔은 물론 "ㄷ"자 형강, "L"자 형강 등 다양한 철재빔을 사용할 수 있다.

아울러, 상기 한 쌍의 빔(31)은 상호 대칭되게 설치된다.

한편, 상기 한 쌍의 빔(31)의 이격거리는 상기 메인 슬래브(10)의 수축량과 팽창량을 감안하여 적절하게 설정한다.

그리고, 상기 캡(35)은 상기 한 쌍의 빔(31) 중 일측 빔(31)에 결합됨과 아울러 상기 일측 빔(31)의 외측에 포설되는 슬래브(갭 슬래브(15))의 내부에 매립되게 설치된다.

상기 캡(35)은 일정길이를 갖는 중공의 파이프로 되어 있으며 상기 빔(31)의 측면에 용접된다. 아울러 상기 한 쌍의 빔(31)에는 상기 캡(35)과 동일선상에 관통공이 형성된다.

한편, 상기 캡(35)은 상기 빔(31)의 길이방향으로 상호 일정간격 이격되어 복수개가 설치된다.

그리고, 상기 연결바(36)는, 일단부가 상기 한 쌍의 빔(31) 중 타측 빔(31)의 외측에 포설되는 슬래브(갭 슬래브(15))의 내부에 매립되고 타단부는 상기 한 쌍의 빔(31)을 관통하여 상기 캡(35)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입 설치된다.

즉, 상기 연결바(36)의 일단부는 상기 한 쌍의 빔(31)을 기준으로 일측 갭 슬래브(15)에 매립되어 고정되고, 타단부는 타측 갭 슬래브(15)의 내부에 설치된 캡(35) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된 것이다.

따라서, 상기 조인트(30)를 기준으로 그 양측에 설치되는 갭 슬래브(15)는 상기 연결바(36)를 통해 유동가능하게 연결된 상태가 됨으로써, 상기 갭 슬래브(15)와 일체로 연결된 메인 슬래브(10)가 수축 및 팽창하더라도 상기 연결바(36)는 상기 캡(35)의 내부에서 슬라이딩 하면서 양측의 갭 슬래브(15)를 지지하여 주므로 상기 조인트(30) 설치부위에서의 갭 슬래브(15) 및 메인 슬래브(10)의 처짐이나 전단을 방지할 뿐만 아니라 하중전달 효율을 높이게 된다.

한편, 상기 캡(35)이 복수개 설치되므로 상기 연결바(36)도 캡(35)에 대응하여 복수개 설치된다.

그리고, 상기 실링부재(32)는 상기 한 쌍의 빔(31) 사이로 이물질의 유입을 방지하도록 한 쌍의 빔(31) 사이에 밀착 형성된다.

상기 실링부재(32)는, 상기 한 쌍의 빔(31) 사이의 상기 연결바(36) 상측에 안착 설치되는 합성수지재의 제1채움부재(32a)와, 상기 제1채움부재(32a)의 상측에 형성되어 상기 한 쌍의 빔(31) 사이를 실링하는 폴리우레탄 재질의 제2채움부재(32b)로 이루어진다. 물론 상기 실링부재(32)는 제1채움부재(32a)와 제2채움부재(32b) 두 개로 구성하지 않고 둘 중 한 개로도 가능하고, 두 개 이상의 부재로 구성할 수도 있다.

이러한, 상기 실링부재(32)는 일정한 탄성을 가지므로 메인 슬래브(10)의 수축 및 팽창시 상기 한 쌍의 빔(31) 사이의 간격이 가변하더라도 한 쌍의 빔(31) 사이를 실링할 수 있으며, 이로인해 한 쌍의 빔(31) 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하여 메인 슬래브(10)가 팽창했을 때 갭 슬래브(15) 및 메인 슬래브(10)의 손 상 및 파손을 방지하게 된다.

한편, 아래의 그라우팅 단계(S8) 전에, 상기 텐던 긴장공간(23)내에 보강철근(38)을 설치함과 동시에 도로(1)의 횡방향으로 텐던(37)을 설치하는 보강철근 및 횡방향 텐던 설치단계를 진행하고, 이때 상기 횡방향 텐던(37)은 아래의 그라우팅 단계(S8)에서 형성되는 갭 슬래브(15)의 양생 후에 긴장시키게 된다.

여기서, 상기 보강철근(38)은 반드시 설치할 필요는 없고 선택적으로 설치하면 된다.

그리고, 상기 한 쌍의 빔(31)에는 각각 상기 갭 슬래브(15)의 내부로 매립되게 설치되는 스터드(33)가 설치된다.

상기 스터드(33)는 상기 한 쌍의 빔(31)에 각각 용접되어 설치됨과 아울러 타이바(25)와 결속된다. 즉, 상기 스터드(33)는 상기 타이바(25)와 대응하는 위치에 각각 설치된다.

따라서, 상기 한 쌍의 빔(31)이 상기 스터드(33)를 통해 갭 슬래브(15)에 견고하게 고정되기 때문에 상기 메인 슬래브(10) 및 갭 슬래브(15)의 수축 및 팽창시 한 쌍의 빔(31)이 갭 슬래브(15)로부터 이탈되지 않고 갭 슬래브(15)와 함께 움직이게 된다.

아. 그라우팅 단계(S8)

상기 그라우팅 단계(S8)는, 도 2d와 같이 상기 조인트(30) 외측의 텐던 긴장공간(23)내에 갭 슬래브(15)를 형성하기 위한 그라우팅(콘크리트 포설)을 실시하여 조인트(30)의 상부면과 메인 슬래브(10)의 상부면이 동일 평면이 되도록 연결하는 단계이다.

상기 그라우팅에 의해 형성되는 갭 슬래브(15)의 높이는 메인 슬래브(10)와 높이 및 조인트(30)의 높이와 동일하다.

그리고, 상기한 제1실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공방법을 통해 시공 완료된 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조는 도 2d와 같다.

즉, 도로(1)의 기층(3) 위에 상기 거푸집(20)에 의한 갭 슬래브(15)가 형성되고, 상기 갭 슬래브(15)의 중앙에는 상기 조인트(30)가 설치되어 있다. 여기서, 상기 조인트(30)의 구조에 대해서는 앞서 설명하였으므로 생략한다.

또한, 상기 갭 슬래브(15)의 양측 기층(3) 위에는 메인 슬래브(10)가 일체로 형성되어 있다.

이때, 상기 일체로 연결된 갭 슬래브(15)와 메인 슬래브(10)는 타이바(25)를 통해서도 상호 연결되어 있으며, 상기 메인 슬래브(10)는 도로(1)의 종방향으로 설치된 텐던(11)에 의해 스트레싱이 도입된 상태이고 상기 갭 슬래브(15)는 도로(1)의 횡방향으로 설치된 텐던(37)에 의해 스트레싱이 도입된 상태이다.

아울러, 상기 갭 슬래브(15)와 메인 슬래브(10)의 내부에는 각각 보강철근(38)이 설치되어 있고, 상기 갭 슬래브(15) 및 메인 슬래브(10)와 상기 기층(3)의 사이에는 마찰방지를 위한 시트(4)가 설치되어 있다.

그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공방법은, 크게 거푸집 설치단계(S1)와, 조인트 설치단계(S7)와, 텐던 설치단계(S2)와, 콘크리트 포설단계(S3)와, 콘크리트 제거단계(S4)와, 거푸집 제거단계(S5)와, 텐던 긴장 및 절단단계(S6)와, 그라우팅 단계(S8)를 포함하여 이루어지며, 상기 각 단계의 시공순서는 도로(1) 환경이나 설계목적에 따라 변경 가능하다.

즉, 상기 제1실시예에서는 조인트(30)가 텐던 긴장공간(23)내에 설치됨에 따라 콘크리트 포설단계(S3) 이후에 조인트 설치단계(S7)가 진행되었지만, 제2실시예에서는 조인트(30)가 텐던 긴장공간(23)의 바깥쪽인 거푸집(20)의 일측에 인접하여 설치됨에 따라 콘크리트 포설단계(S3) 전에 조인트 설치단계(S7)가 먼저 진행된다.

이처럼 제2실시예는 상기 조인트 설치단계(S7)가 콘크리트 포설단계(S3) 전에 진행되는 것을 제외하고 제1실시예와 동일하므로 전체 시공방법에 대한 설명은 생략하며, 이하, 조인트 설치단계(S7)가 콘크리트 포설단계(S3) 보다 먼저 시공됨에 따라 일부 변경되는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

먼저, 도 4a를 참조하면, 상기 거푸집 설치단계(S1)와, 조인트 설치단계(S7)와, 텐던 설치단계(S2)는 순서에 관계없이 진행하게 되며, 상기 조인트 설치단계(S7)에서는 상기 거푸집(20)의 일측에 인접하여 도로(1)의 횡방향으로 조인트(30)를 설치하게 된다.

이때, 상기 조인트(30)를 구성하는 한 쌍의 빔(31) 중 일측 빔(31)에 결합된 캡(35)은 상기 거푸집(20)의 측면 프레임(21)을 관통하여 거푸집(20)내에 그라우팅되는 갭 슬래브(15)에 매립되게 설치되고, 상기 연결바(36)의 일단부는 메인 슬래 브(10)의 내부에 매립되고 타단부는 상기 한 쌍의 빔(31)을 관통하여 상기 캡(35)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입 설치된다.

또한, 상기 텐던 설치단계(S2)에서는 텐던(11)의 일단부만 거푸집(20)의 내측에 위치하도록 설치되고 텐던(11)의 타단부는 정착구(12)에 결합된 상태로 조인트(30)의 일측에 인접하여 설치된다.

그리고, 콘크리트 포설단계(S3)에서는 도 4b와 같이, 거푸집(20)과 조인트(30) 외측의 기층(3) 위에 메인 슬래브(10)를 형성하기 위한 콘크리트를 포설하게 되며, 이때 콘크리트 포설 높이는 조인트(30)의 높이와 동일하므로 상기 거푸집(20)의 상측면까지 일정두께 덮게 된다.

이후, 도 4c와 같이, 콘크리트 제거단계(S4)와, 거푸집 제거단계(S5)와, 텐던 긴장 및 절단단계(S6)를 진행하며, 도 4d와 같이 그라우팅 단계(S8)에서는 텐던 긴장공간(23)내에 갭 슬래브(15)를 형성하기 위한 그라우팅을 실시한다.

물론, 텐던 긴장공간(23)내에는 그라우팅을 실시하기 전에 도로(1)의 횡방향으로 텐던(37)을 설치하고 보강철근(38)도 설치한다. 여기서, 상기 보강철근(38)은 반드시 설치할 필요는 없고 선택적으로 설치하면 된다.

그리고, 상기한 제2실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공방법을 통해 시공 완료된 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조는 도 4d와 같다.

즉, 도로(1)의 기층(3) 위에 상기 거푸집(20)에 의한 갭 슬래브(15)가 형성되고, 상기 갭 슬래브(15)의 일측에는 상기 조인트(30)가 설치되어 있다. 즉, 상기 갭 슬래브(15)와 메인 슬래브(10)의 사이에 조인트(30)가 설치된 것이다.

또한, 상기 갭 슬래브(15)의 일측 기층(3) 위와 상기 조인트(30)의 일측 기층(3) 위에는 메인 슬래브(10)가 형성되어 있다.

이때, 상기 일체로 연결된 갭 슬래브(15)와 메인 슬래브(10)는 타이바(25)를 통해서도 상호 연결되어 있으며, 상기 메인 슬래브(10)는 도로(1)의 종방향으로 설치된 텐던(11)에 의해 스트레싱이 도입된 상태이고 상기 갭 슬래브(15)는 도로(1)의 횡방향으로 설치된 텐던(37)에 의해 스트레싱이 도입된 상태이다.

아울러, 상기 갭 슬래브(15)와 메인 슬래브(10)의 내부에는 각각 보강철근(38)이 설치되어 있고, 상기 갭 슬래브(15) 및 메인 슬래브(10)와 상기 기층(3)의 사이에는 마찰방지를 위한 시트(4)가 설치되어 있다.

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

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법을 나타내는 블록도,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법으로 시공되는 과정을 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법을 나타내는 블록도,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제2실시예에 따른 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법으로 시공되는 과정을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 도로 2: 보조기층

3: 기층 4: 시트

10: 메인 슬래브 11,37: 텐던

12: 정착구 15: 갭 슬래브

20: 거푸집 21: 측면 프레임

22: 뚜껑 23: 텐던 긴장공간

25: 타이바 30: 조인트

31: 빔 32: 실링부재

33: 스터드 35: 캡

36: 연결바

Claims (6)

1. 도로(1)의 기층(3) 위에 텐던 긴장공간(23)을 형성하기 위한 거푸집(20)을 설치하는 거푸집 설치단계(S1)와,

   상기 도로(1)의 종방향으로 텐던(11)을 설치하되 텐던(11)의 적어도 일단부가 거푸집(20)의 내측에 위치할 수 있도록 설치하는 텐던 설치단계(S2)와,

   상기 거푸집(20) 외측의 기층(3) 위에 메인 슬래브(10)를 형성하기 위한 콘크리트를 포설하되 거푸집(20)의 상측면까지 덮을수 있도록 거푸집(20)의 높이 보다 높게 포설하는 콘크리트 포설단계(S3)와,

   상기 거푸집(20)의 상측면에 포설된 콘크리트를 제거하는 콘크리트 제거단계(S4)와,

   상기 기층(3) 위에 포설된 콘크리트의 양생 후에 상기 거푸집(20)을 제거하는 거푸집 제거단계(S5)와,

   상기 거푸집(20)에 의해 형성된 텐던 긴장공간(23)에서 텐던(11)을 긴장시킴과 아울러 텐던 긴장공간(23)내로 돌출된 텐던(11)의 단부를 절단하는 텐던 긴장 및 절단단계(S6)와,

   상기 텐던 긴장공간(23)내에 메인 슬래브(10)와 동일 높이의 조인트(30)를 도로(1)의 횡방향으로 설치하는 조인트 설치단계(S7)와,

   상기 조인트(30) 외측의 텐던 긴장공간(23)내에 갭 슬래브(15)를 형성하기 위한 그라우팅을 실시하여 조인트(30)의 상부면과 메인 슬래브(10)의 상부면이 동 일 평면이 되도록 연결하는 그라우팅 단계(S8)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법.
2. 도로(1)의 기층(3) 위에 텐던 긴장공간(23)을 형성하기 위한 거푸집(20)을 설치하는 거푸집 설치단계(S1)와,

   상기 거푸집(20)의 일측에 인접하여 조인트(30)를 도로(1)의 횡방향으로 설치하는 조인트 설치단계(S7)와,

   상기 도로(1)의 종방향으로 텐던(11)을 설치하되 텐던(11)의 적어도 일단부가 거푸집(20)의 내측에 위치할 수 있도록 설치하는 텐던 설치단계(S2)와,

   상기 거푸집(20)과 조인트(30) 외측의 기층(3) 위에 메인 슬래브(10)를 형성하기 위한 콘크리트를 포설하되 거푸집(20)의 상측면까지 덮을수 있도록 거푸집(20)의 높이 보다 높으면서 조인트(30)와 동일 높이로 포설하는 콘크리트 포설단계(S3)와,

   상기 거푸집(20)의 상측면에 포설된 콘크리트를 제거하는 콘크리트 제거단계(S4)와,

   상기 기층(3) 위에 포설된 콘크리트의 양생 후에 상기 거푸집(20)을 제거하는 거푸집 제거단계(S5)와,

   상기 거푸집(20)에 의해 형성된 텐던 긴장공간(23)에서 텐던(11)을 긴장시킴과 아울러 텐던 긴장공간(23)내로 돌출된 텐던(11)의 단부를 절단하는 텐던 긴장 및 절단단계(S6)와,

   상기 텐던 긴장공간(23)내에 갭 슬래브(15)를 형성하기 위한 그라우팅을 실시하여 조인트(30)의 상부면과 메인 슬래브(10)의 상부면이 동일 평면이 되도록 연결하는 그라우팅 단계(S8)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 콘크리트 포설단계(S3) 전에, 상기 메인 슬래브(10)와 갭 슬래브(15)를 연결하기 위한 타이바(25)를 거푸집(20)의 내,외측에 걸쳐지게 설치하는 타이바 설치단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 그라우팅 단계(S8) 전에, 상기 텐던 긴장공간(23)내에 보강철근(38)을 설치함과 동시에 도로(1)의 횡방향으로 텐던(37)을 설치하는 보강철근 및 횡방향 텐던 설치단계를 진행하며, 상기 횡방향 텐던(37)은 상기 갭 슬래브(15)의 양생 후에 긴장시키는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 조인트(30)는,

   상기 도로(1)의 기층(3) 위에 횡방향으로 설치되되 상호 일정간격 이격되어 설치되는 한 쌍의 빔(31)과,

   상기 한 쌍의 빔(31) 중 일측 빔(31)에 결합됨과 아울러 상기 일측 빔(31)의 외측에 포설된 슬래브의 내부에 매립되는 중공의 캡(35)과,

   일단부는 상기 한 쌍의 빔(31) 중 타측 빔(31)의 외측에 포설된 슬래브의 내부에 매립되고 타단부는 상기 한 쌍의 빔(31)을 관통하여 상기 캡(35)에 슬라이딩 가능하게 삽입 설치되는 연결바(36)와,

   상기 한 쌍의 빔(31) 사이로 이물질의 유입을 방지하도록 한 쌍의 빔(31) 사이에 밀착 형성되는 실링부재(32)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 프리스트레스트 콘크리트 포장의 시공 방법으로 시공된 프리스트레스트 콘크리트 포장 구조.

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