KR100917867B1 - 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법 및측정시스템, 그 측정시스템을 이용한 아스팔트도로포장방법 - Google Patents

아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법 및측정시스템, 그 측정시스템을 이용한 아스팔트도로포장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간단하면서도 정밀하게 비파괴방식으로 아스팔트 도포포장재의 다짐밀도를 측정할 수 있도록 한 측정방법과 측정시스템 그리고 아스팔트 도로포장재의 기준밀도에 근접하게 다짐하면서 도로를 포장할 수 있도록 한 도로포장방법에 관한 것이다.
본 발명의 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법은 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 측정하기 위한 방법으로서,
(a)도로포장 전에 바탕면의 표면 위치를 측정하는 단계; (b)바탕면에 도로포장재를 포설하는 단계; (c)바탕면에 포설된 도로포장재의 시료를 채취하고 채취된 시료의 무게를 측정하는 단계; (d)바탕면에 포설된 도로포장재를 다짐하고 도로포장재의 다짐 표면 위치를 측정하는 단계; 그리고, (e)바탕면의 표면 위치와 도로포장재의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도로포장재의 다짐두께를 산출하여 이로부터 시료의 다짐부피를 계산하고, 시료의 다짐부피와 시료의 무게로부터 시료의 다짐밀도를 계산하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아스팔트 도로포장, 다짐밀도, 비파괴

Description

아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법 및 측정시스템, 그 측정시스템을 이용한 아스팔트 도로포장방법{Method and system for measuring compaction density of asphalt pavement, pavement method using the system}
본 발명은 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 측정하기 위한 방법과 시스템, 그리고 도로포장의 다짐밀도 측정시스템을 이용하여 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 현장에서 측정하면서 도로를 포장하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단하면서도 정밀하게 비파괴방식으로 아스팔트 도포포장재의 다짐밀도를 측정할 수 있도록 한 측정방법과 측정시스템 그리고 아스팔트 도로포장재의 기준밀도에 근접하게 다짐하면서 도로를 포장할 수 있도록 한 도로포장방법에 관한 것이다.
아스팔트 도로포장은 현재 가장 많이 적용되는 도로포장방법으로, 현재 이와 같은 아스팔트 도로포장에 관하여 공용성 확보 및 유지/보수 비용의 절감 효과를 위해 구조적인 면에서부터 재료적인 면에 이르기까지 다양한 연구가 활발히 추진되 고 있는 실정이다. 그러나, 이러한 연구 성과들의 현장 적용성 확보를 위해서는 시공 현장의 품질관리가 선행되어야 하는데, 특히 아스팔트 도로포장재의 공극 또는 밀도는 아스팔트 포장의 수명 기간 동안의 공용성에 큰 영향을 미치는 요소라 할 수 있으므로 아스팔트 도로포장의 장기 공용성은 시공 중 적절한 다짐 관리에 의해 결정된다고 해도 과언이 아니다.
현재 수행하고 있는 다짐 관리방법으로는 실제 도로포장이 진행되는 시공 현장에서 도로포장을 수행하면서 현장 코어를 채취하여 코어를 실측하는 파괴시험방법이 가장 일반적이다. 하지만, 아스팔트 도로포장재의 온도가 50℃이하로 내려갈 경우에 코어를 채취할 수 있으므로 파괴시험방법은 도로포장재의 시공과정 중에 다짐 밀도에 대한 품질관리를 지속적으로 할 수 없다는 문제를 가진다.
위와 같은 다짐 관리방법의 문제점을 개선하기 위해 각종 아스팔트 도로포장의 시공 중 다짐과정에서 현장밀도의 측정할 수 있는 장비가 개발되고 있다. 즉, 다짐된 도로포장을 파괴하지 않고도 현장에서 즉각적으로 밀도를 측정하여 적정 다짐이 되었는지 품질 관리할 수 있는 장비가 제안된 것이다. 지금까지 제안된 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정 장비로는 방사선을 이용한 방사선 밀도측정기(Nuclear density gauge)와 교류(AC, alternating current)전류를 이용한 비방사선 밀도측정기(Non-nnuclear density gauge)가 있다.
하지만, Non-nuclear 현장 다짐밀도 측정 장비의 경우는 정확도가 떨어지는 것으로 보고되고 있으며, nuclear 현장 다짐밀도 측정 장비의 경우는 Non-nuclear 장비에 비해 정확도가 조금 더 높은 것으로 나타났으나 방사능 관련 자격증 소지자가 필요하고 방사능 유출의 위험성이 있는 등 부가적인 부분에 많은 단점을 안고 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제를 개선하고자 발명된 것으로서, 다음과 같은 기술적 과제를 갖는다.
첫째, 본 발명은 상당히 간소한 장비로도 정확하게 비파괴방식으로 아스팔트 도포포장재의 현장 다짐밀도를 측정할 수 있도록 한 측정방법과 측정시스템을 제공하는데 기술적 목적이 있다.
둘째, 본 발명의 목적은 정확하게 측정된 다짐밀도 및 다짐율에 근거하여 다짐 관리하면서 공사를 수행할 수 있도록 한 아스팔트 도로포장방법을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 측정하기 위한 방법으로서,
(a)도로포장 전에 바탕면의 표면 위치를 측정하는 단계; (b)바탕면에 도로포 장재를 포설하는 단계; (c)바탕면에 포설된 도로포장재의 시료를 채취하고 채취된 시료의 무게를 측정하는 단계; (d)바탕면에 포설된 도로포장재를 다짐하고 도로포장재의 다짐 표면 위치를 측정하는 단계; 그리고, (e)바탕면의 표면 위치와 도로포장재의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도로포장재의 다짐두께를 산출하여 이로부터 시료의 다짐부피를 계산하고, 시료의 다짐부피와 시료의 무게로부터 시료의 다짐밀도를 계산하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 측정하기 위한 시스템으로서,
표면의 위치를 측정하는 위치측정기; 커터와 채취삽으로 구성된 시료채취기; 시료채취기로부터 채취된 시료의 무게를 측정하는 저울; 및, 상기 위치측정기와 저울로부터 측정된 데이터가 입력되며, 입력된 데이터로부터 밀도를 계산하는 연산장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용하여 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 현장에서 측정하면서 도로를 포장하는 방법으로서,
(a)도로포장 전에 포장할 바탕면의 표면 위치를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기로 측정하는 단계; (b)바탕면에 도로포장재를 포설하는 단계; (c)바탕면에 포설된 도로포장재의 시료를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 시료채취기로 채취하고 채취된 시료의 무게를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 저울로 측정하는 단계; (d)바탕면에 포설된 도로포장재를 다짐기로 다짐하고 도로포장재의 다짐 표면 위치를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기로 측정하는 단계; (e)아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 연산장치로서 바탕면의 표면 위치와 도로포장재의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도로포장재의 다짐두께를 산출하여 이로부터 시료의 다짐부피를 계산하고, 시료의 다짐부피와 시료의 무게로부터 시료의 다짐밀도를 계산하는 단계; 그리고, (f)시료의 다짐밀도가 도로포장재에 대한 공시체의 기준밀도에 근접할 때까지 상기 (d)단계와 (e)단계를 반복하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용한 아스팔트 도로포장방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.
첫째, 자, 각도기와 같은 간소한 장비로도 비파괴방식으로 정확하게 아스팔트 도포포장재의 다짐밀도를 측정할 수 있게 된다. 아울러, 측정장비가 간소하기 때문에 장비사용 비용이 절감되면서 사용조작의 간편하여 작업효율성이 향상될 것으로 기대된다.
둘째, 비파괴방식으로 정확하게 측정된 다짐밀도와 다짐율에 근거하여 다짐 관리하면서 아스팔트 도로포장 공사를 수행할 수 있기 때문에, 우수한 시공품질을 확보할 수 있게 된다.
본 발명은 자, 각도기와 같은 가장 기본적인 계측장비로도 비파괴방식으로 간단하게 아스팔트 도로포장의 다짐두께를 산출할 수 있다는데 기술적 특징이 있다. 이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법과, 측정시스템, 아스팔트 도로포장방법으로 나누어 상세히 설명한다.
1. 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법
도 1은 본 발명에 따른 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법을 보여주는 순서도로서, 이를 참고하여 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 측정하기 위한 방법을 단계적으로 설명한다.
(a)위치 측정
도로포장 전에 바탕면(B)의 표면 위치를 측정한다. 바탕면(B)의 표면 위치는 도포포장재(P)의 두께(포설두께 내지 다짐두께)를 계산하기 위한 기준으로 활용하게 된다.
(b)도로포장재 포설
바탕면에 도로포장재(P)를 포설하며, 도로포장재(P)의 포설은 일정 두께 확보를 위해 그 상부면이 수평이 되게 진행하는 것이 바람직하다. 시공품질 확보를 위해서는 1차적으로 일정이상의 두께로 포설되었는지 확인할 필요가 있는데, 포설두께를 측정하기 위해 도로포장재(P)의 포설 표면 위치를 측정하도록 한다.
(c)시료 채취
바탕면(B)에 포설된 도로포장재의 시료(S)를 채취하고 채취된 시료의 무게(SW)를 측정한다. 이때, 시료 채취는 도로포장재의 위치 측정 장소와 가까운 곳에서 채취하도록 하는 것이 밀도 계산상의 오차를 줄이는데 바람직하다. 즉, 동일한 조건에서 밀도 계산을 위한 시료(S)를 채취하고 위치를 측정하도록 한 것이다. 다만, 시료(S) 평면적의 계산 편의를 위해 시료(S)는 직육면체 형태로 채취하도록 하며, 시료의 무게(SW)는 전자저울로 정밀하게 측정하도록 한다. 시료(S) 채취 후에는 채취된 부위에 도로포장재(P)를 채워 전체적으로 도로포장이 이루어지도록 한다.
(d)도로포장재 다짐 및 위치 측정
바탕면(B)에 포설된 도로포장재(P)를 다짐기(롤러, R)로 다짐하고 다짐된 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치를 측정한다.
(e)다짐밀도 계산
바탕면(B)의 표면 위치와 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도로포장재의 다짐두께(PT)를 산출하여 이로부터 시료의 다짐부피(SV)를 계산하고, 시료의 다짐부피(SV)와 시료의 무게(SW)로부터 다짐밀도를 계산한다. 즉, 바탕 면(B)의 표면 위치와 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치의 차이가 곧 다짐된 도로포장재의 다짐두께(PT)가 될 것인데, 시료(S)가 같은 조건에서 다짐된다면 시료의 다짐두께(ST)는 다짐된 도로포장재의 다짐두께(PT)와 동일할 것이므로, 다짐된 도로포장재의 다짐두께(PT)와 시료의 평면적(SA)을 곱하면 곧 시료의 다짐부피(SV=SA×PT)가 계산될 것이고, 나아가 측정된 시료의 무게(SW)를 계산된 시료의 다짐부피(SV)로 나눈다면 곧 시료의 다짐밀도(SD=SW/SV)가 계산되는 것이다.
위와 같이 계산된 시료의 다짐밀도(SD)는 곧 다짐된 도로포장재의 다짐밀도(PD)가 되는데, 다만 이는 도포포장재(P)가 다짐될 때 평면적은 그대로 유지되면서 두께만 얇아지게 다짐된다는 가정에서 가능하다. 이에 따라 실제 시료의 다짐밀도(SD)와 다짐된 도로포장재의 다짐밀도(PD) 사이에는 오차가 있을 수 있으므로, 보정계수(k)를 찾아 이를 시료의 다짐밀도(SD)에 곱한다면 더욱 정확한 다짐된 도로포장재의 다짐밀도(PD)를 얻을 수 있을 것이다. 보정계수(k)는 동일한 배합조건의 아스팔트 도로포장재의 선시공사례나 본 시공에 앞서 진행되는 시험포장을 통한 데이터로부터 찾을 수 있다. 즉, 실제 시공 현장에서의 시료의 다짐밀도와 선시공사례 또는 시험포장에서의 코어의 다짐밀도를 비교하여 보정계수를 계산하는 것이다. 위와 같은 계산과정을 정리하면 다음과 같다.
(ⅰ)시료의 다짐두께(ST)≒도로포장재의 다짐두께(PT)
(ⅱ)시료의 다짐부피(SV)≒시료의 평면적(SA)×도로포장재의 다짐두께(PT)
(ⅲ)시료의 다짐밀도(SD)=시료의 무게(SW)/시료의 다짐부피(SV)
≒도로포장재의 다짐밀도(PD)
(ⅳ)도로포장재의 다짐밀도(PD)≒보정계수(k)×시료의 다짐밀도(SD)
2. 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템
도 2는 본 발명에 따른 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 도시한 개요도이고, 도 3 내지 도 5는 그 측정시스템에 적용되는 위치측정기(100)와 시료채취기(200)를 보여준다.
본 발명에 따른 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템은 위치측정기(100), 시료채취기(200), 저울(300), 연산장치(400)를 포함하여 구성되며, 위치측정기(100)를 구비하여 다짐 전의 도로포장재의 시료(S) 채취만으로 계산에 의해 현장에서 도로포장의 다짐밀도를 측정할 수 있다는데 기술적 특징이 있다. 즉, 다짐 후에 도로포장재(P)의 코어를 채취하지 않아도 다짐된 도로포장재(P)의 다짐밀도를 계산에 의해 측정할 수 있도록 함으로써 다짐 후의 코어 채취에 따른 파괴를 없앤 것이다.
위치측정기(100)는 표면 위치를 측정하는 장치로서, 본 발명에서는 도 3 및 도 4에서 변위식과 각도식의 위치측정기를 제안한다.
도 3은 변위식 위치측정기를 보여주는데 변위식 위치측정기(100)는, 수직으로 세워지도록 마련된 수직지지대(110); 상기 수직지지대 상부에 수평으로 유지되도록 결합된 수평지지대(120); 및, 상기 수평지지대에 하향하여 수직으로 길이조절되도록 결합된 이동자(scale, 130);를 하여 구성된다. 다만, 도 3(b)에서는 수평 지지대(120)가 수직지지대(130)에 힌지결합되어 회전하도록 구성된 예를 보여주는데, 이와 같은 구성 결과 수평지지대(120)를 미세조정하면 수직지지대(110)가 설치된 장소의 편평도에 무관하게 수평지지대의 수평도를 확보할 수게 된다. 물론, 위치측정기(100)로 측정이 시작되는 경우에는 수평지지대(120)의 수평상태를 고정하여 수평도를 유지하도록 해야 할 것이다.
위와 같은 변위식 위치측정기(100)는 이동자(130)의 끝이 측정하고자 하는 표면에 닿도록 하면 그때의 이동자(130)의 길이로서 측정하고자 하는 표면의 위치를 측정하게 된다. 즉, 도로포장재(P)가 포설되기 전의 바탕면(B)의 표면 위치를 측정하게 된다면 이동자(130)는 길게 늘어나고, 도로포장재(P)가 포설된 후의 포설 표면 위치를 측정하게 된다면 바탕면(B)의 표면 위치를 측정할 때보다 이동자(130)는 단축하며, 포설된 도로포장재(P)를 다짐한 후에 다짐 표면 위치를 측정하게 된다면 도로포장재(P)의 포설 표면 위치를 측정할 때보다 이동자(130)가 늘어나는데, 이때 이동자(130)의 수직길이 변화로서 각각의 표면 위치를 측정하게 되는 것이다. 측정된 각각의 표면 위치 차이 즉, 이동자(130)의 수직길이 차이가 곧 도로포장재(P)의 포설두께 또는 다짐두께가 되겠다. 위치측정을 위한 계측기로서 이동자(130)는 변위측정자기센서(LVDT), 다이얼게이지(dial gauge) 등을 이용할 수 있다.
도 4는 각도식 위치측정기를 보여주는데 각도식 위치측정기(100)는, 수직으로 세워지도록 마련된 수직지지대(110); 상기 수직지지대 상부에 회전가능하게 힌 지 결합된 수평지지대(120); 및, 상기 수평지지대의 회전 정도를 재는 각도기(protractor, 140);를 포함하여 구성된다.
위와 같은 각도식 위치측정기(100)는 수평지지대(120)의 끝이 측정하고자 하는 표면에 닿도록 하면 그때의 수평지지대의 회전각(수평지지대가 수평으로 놓여 있을 때를 기준으로 함)으로서 측정하고자 하는 표면의 위치를 측정하게 된다. 즉, 도로포장재(P)가 포설되기 전의 바탕면(B)의 표면 위치를 측정하게 된다면 수평지지대(120)는 크게 회전하고, 도로포장재(P)가 포설된 후의 포설 표면 위치를 측정하게 된다면 수평지지대(120)는 바탕면(B)의 표면 위치를 측정할 때보다 수평지지대(120)의 회전각이 작아지며, 포설된 도로포장재(P)를 다짐한 후에 다짐 표면 위치를 측정하게 된다면 도로포장재(P)의 포설 표면 위치를 측정할 때보다 수평지지대(120)의 회전각이 커지는데, 이때 수평지지대의 회전각(θ)과 수평지지대의 길이(ℓ)로서 회전각에 대한 수직높이(h)를 구하면(h=ℓtanθ) 그 값으로 각각의 표면 위치를 측정하게 되는 것이다. 측정된 각각의 표면 위치 차이 즉, 수평지지대(120)의 회전각에 대한 수직높이(h) 차이가 곧 도로포장재(P)의 포설두께 또는 다짐두께가 되겠다. 각도측정을 위한 계측기로서 각도기(140)는 전자식, 기계식 등을 이용할 수 있다.
도 3의 변위식이든 도 4의 각도식이든 위치측정기(100)에는 수평지지대(120)에 지지추와 수준기(level)를 장착하는 것이 바람직한데, 그래야만 수평지지대(120)의 안정적인 수평도를 확보하면서 정확한 측정을 할 수 있다. 지지추와 수준기는 통상의 계측장치에 마련되는 것과 동일하게 마련된다. 다시 말해, 수평지지대의 작은 흔들림을 지지추의 무게가 상쇄시켜 흡수할 수 있도록 지지추를 수평지지대에 매달리게 장착하며, 수평지지대의 수평 레벨을 수준기에 의해 확인할 수 있도록 수준기를 수평지지대 표면에 장착하는 것이다.
시료채취기(200)는 일정 규격의 시료를 채취하기 위한 장치로서, 커터(210)와 채취삽(220)으로 구성된다. 도 5는 본 발명에서 제안하는 시료채취기(200)의 일례를 보여주는데, 사각커터와 집게형 채취삽으로 구성된 예이다.
도 5(a)의 커터(210)는 사각형의 네면으로 이루어진 수직의 사각커터부(211)와, 상기 사각커터부 상부에서 수평으로 연장 형성된 수평부(212)와, 수평부에 장착된 손잡이부(213)와, 수평부에 구비된 수준기(214)로 구성됨으로써 사각커터로 형성된다. 사각커터부(211)는 시료 채취를 위해 포설된 도로포장재(P)를 그 모양대로 자르는 역할을 하는데, 시료의 다짐밀도 계산에 필요한 시료의 평면적을 용이하게 계산하기 위해 사각형의 모양으로 제안된 것이며, 평면적이 200㎜×400㎜이면서 높이가 130㎜이면 적당하다. 수평부(212)는 날카로운 사각커터부(211)를 보호하기 위한 마련된 구성으로, 사각커터부(211)로 포설된 도로포장재(P)를 자를 때 사각커터부(211)를 누를 수 있게 누름면으로도 역할한다. 수평부(212)에는 사용의 편의성을 위해 손잡이(213)가 장착되며, 수평부(212)의 수평도를 측정하여 위해 수준기(214)가 마련된다.
도 5(b)의 채취삽(220)은 삽자루(222)와 삽날(221)로 구분되는 삽 한쌍을 삽날(221)이 서로 마주보도록 배치되면서 삽자루(222)가 서로 힌지결합되도록 구성함으로써 집게형 채취삽으로 형성된 예이다. 이와 같은 집게형 채취삽은 채취과정에서 시료의 유실을 방지할 수 있어 바람직하며, 시료 채취 시에 삽날(221)의 벌어짐을 방지하기 위해 삽자루(222)를 서로 연결하는 연결쇠(223)를 마련함이 바람직하다.
저울(300)은 시료채취기(200)로부터 채취된 시료(S)의 무게를 측정하기 위해 마련된다. 본원발명에서는 정확한 측정이 가능한 전자저울을 제안한다.
연산장치(400)는 상기 위치측정기(100)와 저울(300)로부터 측정된 데이터가 입력되면 입력된 데이터로부터 밀도를 계산하는 구성이다. 즉, 위치측정기(100)에 의해 부피데이터가 확보되고 저울(300)에 의해 무게데이터가 확보되기 때문에 이렇게 확보된 부피데이터와 무게데이터에 의해 밀도를 계산하는 것이다. 밀도의 계산은 앞서 살펴본 밀도 측정방법과 동일하다. 이로써 본 발명의 측정시스템에 의해 간단하게 아스팔트 도로포장재(P)의 다짐밀도 측정이 가능해진다.
3. 도로포장방법
도 6은 도 2의 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용한 아스팔트 도로포장방법을 보여주는 순서도로서, 이를 참고하여 도로포장방법을 단계적으로 설명한다.
(a)~(e)시료의 다짐밀도 측정
앞서 살펴본 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용하여 앞서 살펴본 아스팔트 도로포장재의 현장 다짐밀도 측정방법에 따라 시료의 다짐밀도를 측정한다.
즉, (a)도로포장 전에 포장할 바탕면(B)의 표면 위치를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기(100)로 측정하는 단계; (b)바탕면(B)에 도로포장재(P)를 포설하는 단계; (c)바탕면(B)에 포설된 도로포장재의 시료(S)를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 시료채취기(200)로 채취하고 채취된 시료의 무게(SW)를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 저울(300)로 측정하는 단계; (d)바탕면(B)에 포설된 도로포장재(P)를 다짐기(R)로 다짐하고 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기(100)로 측정하는 단계; 그리고, (e)아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 연산장치(400)로서 바탕면(B)의 표면 위치와 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도로포장재의 다짐두께(PT)를 산출하여 이로부터 시료의 다짐부피(SV)를 계산하고, 시료의 다짐부피(SV)와 시료의 무게(SW)로부터 시료의 다짐밀도(SD)를 계산하는 단계;를 순차적으로 진행하여 시료의 다짐밀도(SD)를 확보하는 것이다. 이때의 시료의 다짐밀도(SD)는 곧 실제 바탕면(B)에 포설되어 다짐된 도로포장재의 다짐밀도(PD)가 되겠다. 다만, 다짐된 도로포장재의 다짐밀도(PD)의 정확도를 높이기 위해 앞서 밀도 측정방법에서 살펴본 바와 같이 상기 (e)단계에는 시료의 다짐밀도(SD)를 보정하는 과정을 더 포함할 수 있다.
특히, 상기 (b)단계에는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기(100)로 도로포장재(P)의 포설 표면 위치를 측정하면서 포설두께를 확인하는 단계가 더 포함되도록 구성할 수 있는데, 포설두께의 확인을 통해 적절한 시공품질을 확보하기 위함이다.
(f)반복단계
시료의 다짐밀도(SD) 또는 이의 보정결과가 시료와 동일한 배합의 도로포장재(P)에 대한 공시체의 기준밀도(BD)에 근접할 때까지 시료(S)의 다짐밀도 측정과정에서 상기 (d)단계와 (e)단계를 반복한다. 이로써 다짐작업을 수행할 때마다 다짐된 상태에서의 시료의 다짐밀도(SD)를 알 수 있게 되며, 시료의 다짐밀도(SD)가 도로포장재의 공시체 기준밀도(BD)에 근접한다면 도로포장재가 안정적으로 다짐되면서 포장된 것으로 볼 수 있으므로 적절한 다짐 관리에 따라 소기의 시공품질을 확보할 수 있게 된다. 여기서, 도로포장재(P)의 공시체는 현장에 실제 포설되는 도로포장재와 동일한 배합으로 제작된 것이며, 이러한 도로포장재 공시체의 기준밀도(BD)는 실내시험에 의해 소요의 값으로 결정된다.
시료의 다짐밀도(SD)와 공시체의 기준밀도(BD)의 단순 비교만으로서도 도로포장재의 다짐 관리가 가능할 것이나, 공시체의 기준밀도(BD)에 대한 시료의 다짐밀도(SD)의 근접성을 더욱 효과적으로 확인하기 위해 다짐율을 이용할 수 있다. 다시 말해, 공시체의 기준밀도(BD)에 대한 시료의 다짐밀도(SD)의 백분율, 즉 시료의 다짐밀도(SD)를 공시체의 기준밀도(BD)로 나누어 100을 곱한 값이 곧 다짐율(%)이 될 텐데, 이때의 다짐율이 100%에 가까울수록 시료의 다짐밀도는 공시체의 기준밀도에 근접하게 된다. 이러한 다짐율의 계산식은 다음과 같이 정리할 수 있다.
다짐율(%)=(시료의 다짐밀도(SD)/공시체의 기준밀도(BD))×100
도로포장의 시공현장 조건에 따라 다짐율을 달리할 수 있지만, 통상의 아스팔트 도로포장재의 시공관리에 따르면 다짐율이 96~100%일 때 적절한 다짐이 이루어진 것으로 볼 수 있으며, 특히 초기 통행하중에 의한 추가 다짐을 고려한다면 98%의 다짐율이 가장 바람직하다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 도시한 개요도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에 적용되는 위치측정기와 시료채취기를 도시한 도면이다.
도 6은 도 2의 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용한 도로포장방법을 보여주는 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 위치측정기
110: 수직지지대 120: 수평지지대
130: 이동자 140: 각도기
200: 시료채취기
210: 커터 220: 채취삽
300: 저울
400: 연산장치
B: 바탕면 P: 도로포장재
S: 시료 R: 다짐기(롤러)

Claims (11)

  1. 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도(PD)를 측정하기 위한 방법으로서,
    (a)도로포장 전에 바탕면(B)의 표면 위치를 측정하는 단계;
    (b)바탕면에 도로포장재(P)를 포설하는 단계;
    (c)바탕면에 포설된 도로포장재의 시료(S)를 채취하고 채취된 시료의 무게(SW)를 측정하는 단계;
    (d)바탕면에 포설된 도로포장재(P)를 다짐하고 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치를 측정하는 단계; 그리고,
    (e)바탕면(B)의 표면 위치와 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도로포장재의 다짐두께(PT)를 산출하여 이로부터 시료의 다짐부피(SV)를 계산하고, 시료의 다짐부피(SV)와 시료의 무게(SW)로부터 시료의 다짐밀도(SD)를 계산하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법.
  2. 제1항에서,
    상기 (e)단계에는 시료의 다짐밀도(SD)에 보정계수를 곱하여 보정하는 과정 이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정방법.
  3. 도로포장 시공현장에서 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도를 측정하기 위한 시스템으로서,
    표면의 위치를 측정하는 위치측정기(100);
    커터(210)와 채취삽(220)으로 구성된 시료채취기(200);
    시료채취기로부터 채취된 시료의 무게를 측정하는 저울(300); 및,
    상기 위치측정기와 저울로부터 측정된 데이터가 입력되며, 입력된 데이터로부터 밀도를 계산하는 연산장치(400);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템.
  4. 제3항에서,상기 위치측정기(100)는,
    수직으로 세워지도록 마련된 수직지지대(110);
    상기 수직지지대 상부에 수평으로 유지되도록 결합된 수평지지대(120); 및,
    상기 수평지지대에 하향하여 수직으로 이동하게 결합된 이동자(scale, 130);
    를 포함하여 구성된 변위식 위치측정기인 것임을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템.
  5. 제3항에서,
    상기 위치측정기(100)는,
    수직으로 세워지도록 마련된 수직지지대(110);
    상기 수직지지대 상부에 회전가능하게 힌지 결합된 수평지지대(120); 및,
    상기 수평지지대의 회전 정도를 재는 각도기(protractor, 140);
    를 포함하여 구성된 각도식 위치측정기인 것임을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템.
  6. 제4항 또는 제5항에서,
    상기 위치측정기(100)는,
    상기 수평지지대에 장착된 지지추;와,
    상기 수평지지대에 장착된 수준기(level);
    를 더 포함하여 구성된 것임을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 시료채취기(200)는,
    사각형의 네면으로 이루어진 수직의 사각커터부(211)와, 상기 사각커터부 상부에서 수평으로 연장 형성된 수평부(212)와, 수평부에 장착된 손잡이부(213)와, 수평부에 구비된 수준기(214)로 구성된 사각커터(210); 그리고,
    삽자루(222)와 삽날(221)로 구분되는 삽 한쌍을 삽날이 서로 마주보도록 배치되면서 삽자루가 서로 힌지결합된 집게형 채취삽(220);
    으로 구성된 것임을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템.
  8. 제3항의 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용하여 아스팔트 도로포장재의 다짐밀도(PD)를 현장에서 측정하면서 도로를 포장하는 방법으로서,
    (a)도로포장 전에 포장할 바탕면(B)의 표면 위치를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기(100)로 측정하는 단계;
    (b)바탕면에 도로포장재(P)를 포설하는 단계;
    (c)바탕면에 포설된 도로포장재의 시료(S)를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 시료채취기(200)로 채취하고 채취된 시료의 무게(SW)를 아스 팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 저울(300)로 측정하는 단계;
    (d)바탕면에 포설된 도로포장재(P)를 다짐기(R)로 다짐하고 도로포장재의 다짐 표면 위치를 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기(100)로 측정하는 단계;
    (e)아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 연산장치(400)로서 바탕면(B)의 표면 위치와 도로포장재(P)의 다짐 표면 위치로부터 다짐된 도로포장재의 다짐두께(PT)를 산출하여 이로부터 시료의 다짐부피(SV)를 계산하고, 시료의 다짐부피(SV)와 시료의 무게로부터 시료의 다짐밀도(SD)를 계산하는 단계; 그리고,
    (f)시료의 다짐밀도(SD)가 도로포장재(P)에 대한 공시체의 기준밀도(BD)에 근접할 때까지 상기 (d)단계와 (e)단계를 반복하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용한 아스팔트 도로포장방법.
  9. 제8항에서,
    상기 (f)단계에서 시료의 다짐밀도(SD)가 도로포장재(P)에 대한 공시체의 기준밀도(BD)에 근접하는지 여부는, 다짐율(도로포장재의 공시체의 기준밀도(BD)에 대한 시료의 다짐밀도(SD)의 백분율)이 96%~100%에 도달하는지 여부로서 확인하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용한 아스팔트 도로포장방법.
  10. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 (e)단계에는 시료의 다짐밀도(SD)에 보정계수를 곱하여 보정하는 과정이 더 포함되어 이루어지며,
    상기 (f)단계는 시료의 다짐밀도(SD)의 보정결과가 도로포장재(P)에 대한 공시체의 기준밀도(BD)에 근접할 때까지 상기 (d)단계와 (e)단계를 반복하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용한 아스팔트 도로포장방법.
  11. 제8항에서,
    상기 (b)단계에는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템에서 위치측정기(100)로 도로포장재(P)의 포설 표면 위치를 측정하면서 포설두께를 확인하는 단계가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 도로포장의 현장 다짐밀도 측정시스템을 이용한 아스팔트 도로포장방법.
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