KR100926349B1

KR100926349B1 - 노면의 포장 방법

Info

Publication number: KR100926349B1
Application number: KR1020080088598A
Authority: KR
Inventors: 오태흠; 진영우; 남정만; 이창선
Original assignee: 주식회사한라환경
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2009-11-11

Abstract

본 발명은 노면의 포장 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 하부 층에는 투수 콘크리트층을 시공하고 상부층에 탄성 포장층을 시공하는 방법에 관한 것이다.

투수 콘크리트, 탄성 포장층

Description

노면의 포장 방법{Method for Paving Road Surface}

본 발명은 노면의 포장 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 하부층에는 투수 콘크리트층을 시공하고 상부층에 탄성 포장층을 시공하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인도(人道)나 차도(車道) 등에는 주로 불투수성인 콘크리트/아스팔트 포장이나 다공성(多孔性) 구조를 가져서 투수성을 띠는 콘크리트/아스팔트 포장이 사용되고 있다.

불투수성인 콘크리트/아스팔트 포장의 경우 강우시 투수가 되지 않기 때문에 빗물이 보도나 도로상에 잔류하게 되어 보행이나 주행에 불편, 위험이 따르고, 우수 등이 지하로 침투되지 못하여 홍수나 하천의 범람 등의 원인이 되며, 지하수가 고갈되고 지중 생태계를 교란시키는 문제점을 유발한다.

투수성 콘크리트/아스팔트 포장은 상기 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로 인도, 자전거 도로, 주차장 등에 적용되고 있다. 이러한 투수성 포장재는 골 재, 아스팔트, 물, 안료 그리고 각종 첨가제들이 혼합되어 일정한 투수율을 갖기 때문에 강우시에 빗물의 배수가 원활하게 이루어져서 불투수성 포장재가 갖는 문제점이 발생하지 않는다.

투수성 포장재의 투수성은 사용된 골재의 입경에 따라 결정되는데, 골재의 입경이 크면 상대적으로 공극이 커서 투수성이 높아지지만 반면에 강도가 저하되고 면이 고르지 못한 문제점이 있다. 반대로 골재의 입경이 작아지면 골재의 입경이 큰 경우와는 장·단점이 뒤바뀌게 되어 면이 고르고 강도가 향상되지만 공극이 작아 투수성이 낮아지는 문제점이 있다.

특히 투수성 아스팔트의 경우 하절기에 지면의 온도가 상승하면 아스팔트가 용융되어 이물질이 지면에 달라붙거나 공극이 쉽게 막히게 되는 문제점을 갖고 있다.

무엇보다도 투수성 포장재의 경우 사용 기간이 길어질수록 보행자, 차량 또는 자연적으로 발생하는 먼지 등에 의하여 공극이 막혀 골재를 크기를 불문하고 투수성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 투수성 포장재 중 투수성 콘크리트 포장재가 갖는 전술한 바의 문제점을 해결하고자 하는 관점에서 이루어진 것이다.

본 발명은 투수성 콘크리트 포장재와 탄성 포장재를 사용하여 오랜 사용 기간에도 불구하고 공극의 막힘 현상이 현저히 감소하는 노면의 시공 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 위하여, 본 발명자들은 아래의 실시예에서 확인되는 바와 같이 13mm, 19mm, 25mm 또는 40mm 골재, 시멘트 및 물을 혼합하여 공시체를 제작하고, 그 각 공시체의 압축강도와 휨강도를 측정하였는데, 40mm 골재를 사용한 경우는 인도 및 자전거 도로에서 요구하는 시방 기준을 만족시키지 못함을 확인하고, 13mm, 19mm 및 25mm 골재를 사용한 공시체에 한하여 투수 계수 및 공극 막힘 현상을 주어진 시험 방법에 따라 6개월 단위로 측정하였는데, 투수 계수는 모두 상기 시방 기준을 만족시키지만 25mm 골재의 경우가 공극 막힘 현상이 가장 더디게 진행됨을 확인할 수 있었다.

특히 본 발명자들은 상기에서 사용한 13mm, 19mm 또는 25mm 골재의 투수 콘크리트 공시체에 폐타이어 칩, 바인더 등을 사용한 탄성 포장층을 형성시키고 그 투수 콘크리트 공시체의 공극 막힘 현상을 측정하였는데, 25mm 골재를 사용한 경우가 공극 막힘 현상이 가장 현저하게 줄어들었다(즉 아래의 <도 3>에서 기울기가 <도 2>의 기울기에 비하여 상승한 정도가 가장 높았다).

본 발명은 이러한 실험 결과에 기초한 것으로, 본 발명의 노면의 시공 방법은, (a) 노면에 투수 콘크리트 조성물을 포설하고 양생하여 투수 콘크리트층을 시공하는 단계, (b) 상기 투수 콘크리트층에 프라이머를 입히는 단계, (c) 상기 프라이머가 입혀진 투수 콘크리트층 위에 탄성 포장재 조성물을 포설하고 가압하여 탄성 포장층을 시공하는 단계를 포함하여 구성되되, 상기 투수 콘크리트 조성물은 시멘트 100 중량부, 시멘트 100 중량부 기준 최대치수가 25mm인 골재 390 내지 420 중량부, 및 시멘트 100 중량부 기준 물 28 중량부 내지 32 중량부를 포함하여 구성되고, 상기 탄성 포장재 조성물은 평균입경이 2 내지 5mm의 고무 칩이나 폴리우레탄 칩 100 중량부와 그 고무 칩이나 폴리우레탄 칩 100 중량부 기준 바인더 2 내지 35 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이처럼 투수 콘크리트층 위에 탄성 포장층이 시공될 경우에, 투수 콘크리트층이 가지는 면이 고르지 못한 문제점을 해결할 수 있으며, 나아가 공극 막힘 현상이 아래의 실시예에서 확인되는 바와 같이 투수 콘크리트층만이 시공될 경우에 비하여 더 더디게 진행될 수 있다.

본 발명에서는 상층에 형성된 탄성 포장층 자체는 아래의 실시예에서 나와 있지 않지만 본 발명자들이 확인한 바에 따르면 그 탄성 포장층에 계속하여 보행자나 자전거 등에 의해서 충격이 가해지기 때문에 공극 막힘 현상이 거의 발생하지 않는다.

그러므로 상기 본 발명의 구성에 따를 경우 공극 막힘 현상이 훨등하게 개선될 뿐만 아니라, 면이 평평해짐으로써 활동하기가 편리해지는 효과를 지니게 된다.

본 발명에서 투수 콘크리트층은 아래에서 확인되는 바와 같이 압축강도나 휨강도 모두 인도 및 자전거 도로에 요구되는 시방 기준을 만족하기 때문에 본 발명의 방법은 특히 인도 또는 자전거 도로에 사용하기에 적합하다.

본 발명에서 투수 콘크리트층을 시공할 때 사용한 투수 콘크리트 조성물은 최대 치수가 25mm의 골재를 사용하였는데, 그것은 25mm 골재가 아래의 실시예에서 확인되듯이 압축강도 및 휨강도에 대한 인도 및 자건거 도로에서의 시방기준을 만족시키면서 투수성이 가장 우수하고 또한 공극의 막힘 현상에 있어서도 가장 더디게 진행되었기 때문이고, 무엇보다도 탄성 포장층이 투수 콘크리트층 상부에 형성될 경우에 다른 골재에 비하여 공극 막힘 현상이 현저하게 줄어들었기 때문이다.

본 발명에서 투수 콘크리트 조성물은 물, 쇄석 등 골재, 및 시멘트를 포함하여 구성되며, 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 그것들의 중량 비율은 시멘트 100 중량부 기준 25mm인 골재 390 내지 420 중량부, 및 시멘트 100 중량부 기준 물 28 중량부 내지 32 중량부 범위 내이지만, 가장 바람직하게는 아래의 실시예에서 보여지는 바와 같이 시멘트 100 중량부 기준 골재 399 중량부, 그리고 물 30.9 중량부의 경우이다. 본 발명자들이 확인한 바에 따르면 이러한 중량 비율에서 투수성이 가장 우수하였으며, 또한 공극 막힘 현상도 가장 더디게 진행되었다.

본 발명의 투수 콘크리트 조성물은 필요에 따라 물의 사용량을 줄이면서 작업성을 향상시킬 수 있는 감수제나 골재의 결합력을 향상시킬 수 있는 보조 바인더나 골재의 수분 머금 현상을 방지할 수 있는 방수제 등을 추가로 포함할 수 있다.

이러한 감수제, 보조 바인더, 방수제 등은 당업계에 공지되어 있으며, 시중 에 유통되는 것(예컨대 감수제는 대한민국 소재 한일산업주식회사에 유통되는 것을 들 수 있고, 보조 바인더 및 방수제는 미국 소재 화이트 마운티사에서 유통되는 것을 들 수 있다) 중 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명의 투수 콘크리트 조성물은 경화시에 투수 계수가 1.0 X 10^- ²이상이고 압축강도 18MPa 이상이며 휨강도가 4MPa이상인 경우가 바람직하며, 보다 구체적으로 경화시에 투수 계수가 8.7 X 10^-1이고 압축강도 24.3MPa이며 휨강도가 4.5MPa인 경우가 가장 바람직하다(아래의 <도 1> 참조).

한편 본 발명에서 고무 칩이나 폴리우레탄 칩은 평균입경이 2mm 내지 5mm의 것을 사용할 수 있다. 평균입경이 2mm 이하의 것은 투수성이 나쁘고 따라서 공극의 막힘 현상이 발생하였으며 또 탄성이 저하되었다. 또 5mm 이상의 것은 투수성은 좋으나 노면이 균일하게 평탄하지 못한 문제점이 발생하였기 때문이다.

본 발명에서 투수 콘크리트층을 시공한 후에 그 투수 콘크리트층에 프라이머를 처리하는 것은 그 투수 콘크리트층 위에 시공될 탄성 포장층의 시공을 용이하게 하기 위한 것이다. 적합한 프라이머는 당업계에 공지되어 있으며, 시판되는 것 중 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 바인더는 고무 칩이나 폴리우레탄 칩의 결합력을 높이기 위한 것으로서, 가압 또는 가열에 의해서 바인더로서의 기능을 나타낼 수 있는 당업계에 공지된 임의의 것을 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 바인더로서는 라텍스(latex), 액상고무, 폴리우레탄(polyurethan)계 접착제, 에폭시(epoxy)계 접착제, 멜라 민(melamine) 수지, 페놀(phenol) 수지, 우레아(urea) 수지, 폴리비닐 알콜계 수지, 젤라틴, 폴리에틸렌 옥사이드 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다.

이러한 바인더의 배합 비율은 고무 칩이나 폴리우레탄 칩 100 중량부 기준 2 내지 35 중량부로 배합될 수 있는데, 그것은 폴리우레탄계 접착제가 2 중량부보다 적은 양으로 배합되면 바인더로서의 기능을 충분히 나타낼 수 없으며, 35 중량부보다 많은 양으로 배합되게 되면 보행자 도로의 투수성, 탄성 등을 감쇄시킬 수 있기 때문이다.

본 발명에서 고무 칩은 폐타이어 칩, 신발 밑창 등에서 얻어진 폐고무 칩, EPDM 칩 또는 SBR 칩이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 폐타이어 칩이 사용될 수 있다.

본 발명의 상기 탄성 포장재 조성물은 고무 칩 또는 폴리우레탄 등의 포장 기재 및 바인더 이외에 노면 포장시 특정 색상을 나타내도록 하기 위하여 안료를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 안료도 노면 포장시 의도하는 색상에 따라 당업계에 공지된 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있는데, 사용할 수 있는 안료로서 예컨대 산화티타늄(TiO2;Titanium dioxide), 황화수은(HgS), 사산화삼납(Pb3O4), 탄산납(PbCO3), 탄산칼슘(CaCO3;Calcium carbonate), 프탈로시아닌 블루(Phthalocyanine BLUE), 디아죠옐로우(Diazo Yellow), 카본블랙(carbon Black), 산화아연(ZnO;Zinc oxide), 황산구리(CuSO4;Copper sulfate) 등이 예시될 수 있다.

상기 안료는 노면 포장의 종류에 따라 요구되는 성질(예컨대, 보행자 도로에 포장될 경우 투수성, 탄성 등)을 해치지 않으면서, 그것의 첨가제로서의 기능을 나타낼 수 있다면, 그것의 탄성 포장재 조성물과의 배합량은 특정한 범위로 한정되지 않는다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 투수성 콘크리트 포장재와 탄성 포장재를 사용하여 오랜 사용 기간에도 불구하고 공극의 막힘 현상이 현저히 감소하는 노면의 시공 방법을 제공할 수 있다.

이하 실시예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 투수 콘크리트의 공시체 제작 및 압축강도 및 휨강도의 측정

<실시예 1-1> 공시체의 제작

골재(쇄석) 1458kg/m³, 시멘트 372kg/m³, 및 물 115kg/m³을 배합한 다음 20±2℃에서 양생하여 각종 공시체를 제작하였다. 여기서 골재는 최대치수가 13mm, 19mm, 25mm 및 40mm인 골재를 사용하였다.

<실시예 1-2> 압축강도 및 휨강도의 측정

압축강도의 실험은 13mm, 19mm 및 25mm 골재를 사용한 경우에는 10 X 20cm의 공시체를, 그리고 40mm 골재를 사용한 경우는 15 X 30cm 공시체를 제작하여 실험하였다. 실험 방법은 KS F 2405 방법을 따랐으며, 압축강도의 산정은 아래의 식에 따랐다.

<수학식 1>

휨강도 실험은 13mm, 19mm 및 25mm 골재를 사용한 경우에는 B X H X L= 10 X 10 X 40cm의 공시체를, 그리고 40mm 골재를 사용한 경우는 B X H X L= 15 X 15 X 60cm 공시체를 제작하여 실험하였다. 실험 방법은 KS F 2408 방법을 따랐으며, 휨강도의 산정은 아래의 식에 따랐다.

<수학식 2>

결과를 <도 1>에 나타내었다.

<도 1>를 참조하여 보면, 13mm, 19mm 및 25mm 골재는 인도 및 자건거 도로에서 요구하는 구조체로서의 시방 기준(압축강도 18MPa 이상, 휨강도 4MPa 이상)을 기준치 이상으로 만족하므로, 일반적으로 사용되는 13mm 골재 이외에 19mm 골재 및 25mm 골재도 투수 콘크리트의 사용에 문제가 없음을 알 수 있다. 다만 40mm 골재를 사용한 투수 콘크리트의 경우 시방기준을 만족하지 못하였다.

< 실시예 2> 투수 콘크리트 의 투수 계수 실험 및 공극 막힘 현상 실험

위 실험은 상기 <실시예 1-2>에서 인도 및 자건거 도로에서 요구하는 구조체로서의 시방 기준을 만족하는 공시체를 가지고 실시하였다(다만, 40mm 골재의 경우는 전술한 바와 같이 인도 및 자건거 도로에서 요구하는 구조체로서의 시방 기준을 만족하지 못하므로, 실험 대상에서 제외시였다). 투수 콘크리트의 투수 계수 실험 및 공극 막힘 현상 실험은 KS F 2322 방법을 따랐으며, 투수 계수의 산정식은 아래의 식을 따랐다.

<수학식 3>

투수 콘크리트의 투수 계수의 실험 결과를 아래의 <표 1>에 나타내었고, 공극 막힘 현상 실험 결과를 <도 2>에 나타내었다.

투수 계수 실험 결과

항목	기준	13mm	19mm	25mm
투수계수	1x10^-2	5.2x10^-2	7.1x10^-2	8.7x10^-2

<표 1>를 참조하여 보면, 현재 투수 콘크리트로 사용되는 13mm, 19mm 및 25mm 골재 모두 기준치를 만족한다.

그러나 <도 2>의 결과에서 보여지듯이 25mm 골재의 경우는 13mm 골재나 19mm 골재를 사용한 경우보다 공극의 막힘 현상이 천천히 진행되고 있음을 알 수 있다.

< 실시예 3> 이중 포장층의 제조 및 공극 막힘 현상 실험

이 실험은 상기 <실시예 1-2>의 공시체에 폐타이어칩을 이용하여 탄성 포장층을 입힌 이중 포장층을 가지고 실시하였는데, 실험 방법은 상기 <실시예 2>와 동일하다.

탄성 포장층은, 평균입도가 2~5mm인 폐타이어 분말 100 중량부와, 폐타이어 분말 중량 기준 평균입도가 0.15mm이하인 송이(적갈색 송이임; 이하 같음) 분말 5 중량부, 바인더 8 중량부 및 안료(매염안료(알리자린레이크)) 3 중량부를 균일하게 혼합하여 포장재 조성물을 제조한 다음에, 이를 가압 롤러를 사용하여 프라이머가 처리된 콘크리트층에 두께 1.2 내지 2cm로 입혔다.

결과는 아래의 <도 3>과 같다.

<도 3>의 결과를 <도 2>의 결과와 비교하여 보면, 탄성 포장층을 투수 콘크리트층에 입힐 경우에, 13mm 골재나 19mm 골재를 사용한 경우도 공극 막힘 현상이 천천히 진행되고 있으나, 25mm 골재의 경우는 13mm 골재나 19mm 골재의 경우보다 훨씬 더 천천히 진행되고 있음을 알 수 있다.

도 1은 각종 골재를 사용한 투수 콘크리트 공시체의 압축강도 및 휨강도를 측정 결과이다.

도 2는 각종 골재를 사용한 투수 콘크리트 공시체의 공극 막힘 현상을 측정한 결과이다.

도 3은 각종 골재에 따른 이중 포장재 공시체(하층은 투수 콘크리트층이고 상층은 탄성 포장층의 공시체)의 공극 막힘 현상을 측정한 결과이다.

Claims

(a) 노면에 투수 콘크리트 조성물을 포설하고 양생하여 투수 콘크리트층을 시공하는 단계,

(b) 상기 투수 콘크리트층에 프라이머를 입히는 단계,

(c) 상기 프라이머가 입혀진 투수 콘크리트층 위에 탄성 포장재 조성물을 포설하고 가압하여 탄성 포장층을 시공하는 단계를 포함하여 구성되되,

상기 투수 콘크리트 조성물은 시멘트 100 중량부, 시멘트 100 중량부 기준 최대치수가 25mm인 골재 399 중량부, 및 시멘트 100 중량부 기준 물 30.9 중량부를 포함하여 구성되고,

상기 탄성 포장재 조성물은 평균입경이 2 내지 5mm의 고무 칩이나 폴리우레탄 칩 100 중량부와, 그 고무 칩이나 폴리우레탄 칩 100 중량부 기준 바인더 2 내지 35 중량부를 포함하여 구성되며,

상기 투수 콘크리트 조성물은 경화시에 투수 계수가 1.0 X 10^-2이상이고 압축강도 18MPa 이상이며 휨강도가 4MPa이상인 것을 특징으로 하는 노면의 시공 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 투수 콘크리트 조성물은 경화시에 투수 계수가 8.7 X 10^-1이고 압축강도 24.3MPa이며 휨강도가 4.5MPa인 것을 특징으로 하는 노면의 시공 방법.
제1항에 있어서,

상기 투수 콘크리트 조성물은 감수제, 보조 바인더 및 방수제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노면의 시공 방법.
제1항에 있어서,

상기 탄성 포장재 조성물은 안료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노 면의 시공 방법.
제1항에 있어서,

상기 노면은 인도 또는 자전거 도로인 것을 특징으로 하는 노면의 시공 방법.
제1항에 있어서,

상기 고무 칩은 폐타이어 칩인 것을 특징으로 하는 노면의 시공 방법.