KR101033657B1

KR101033657B1 - 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재

Info

Publication number: KR101033657B1
Application number: KR1020100080732A
Authority: KR
Inventors: 김동현
Original assignee: 김동현
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2011-05-12

Abstract

본 발명은, 투수성을 갖는 자전거 도로 등을 조성하면서 지반의 침하 또는 변형에 대응하여 평탄성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 사용되는 골재의 양을 현저히 줄여 시공비용을 절감할 수 있는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재에 관한 것이다. 본 발명은, 합성수지재의 다수개의 섬유가 부정형으로 얽혀서 격자형의 산과 골을 연속적으로 형성하는 앵커매트와, 상기 앵커매트의 상면에서 상기 앵커매트에 부착되게 설치되는 투수층과, 상기 앵커매트의 저면에 설치되어 상기 앵커매트를 지지하는 지지층을 포함한다.

Description

지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재{PAVING MATERIALS FOR RESTRAINING GROUND SUBSIDENCE AND PREVENTING TRANSFORMATION OF PAVEMENT SURFACE}

본 발명은 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 투수성을 갖는 자전거 도로 등을 조성하면서 지반의 침하 또는 변형에 대응하여 평탄성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 사용되는 골재의 양을 현저히 줄여 시공비용을 절감할 수 있는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재에 관한 것이다.

일반적으로 도로주변, 인도, 보행로, 산책로, 공원, 광장, 자전거도로, 운동장 등에 빗물이 콘크리트층 때문에 지면으로 투수 및 통기가 되지않아 지표면에 살고 있는 미생물이 죽어가면서 사막화가 이루어지고, 또한 빗물이 노면을 타고 바로 배수구로 배수되어 집중호우나 장마에는 쉽게 하천과 강이 범람하여 피해를 주는 문제가 있었다.

따라서 근래에는 지면 위에 투수형 콘크리트(이하 "투수콘"이라 칭함)를 포장 시공하는데, 이러한 투수콘은 경량골재(고운자갈)와 안료 접착제를 소정 비율로 혼합한 재료로서 안료의 종류에 따라 다양한 색상을 나타낼 수 있어 시각적인 미려함을 나타낼 수 있는 부가적인 장점을 갖고 있다.

또한 투수성 아스콘은 노면에서 빗물이나 수분이 원활하게 배수되도록 공극이 형성된 다공성 포장층 구조로 이루어지며, 이러한 다공성 포장층의 공극 크기는 기재로 사용되는 골재의 입도에 따라 결정된다. 예를 들면, 골재의 크기가 작으면 골재와 골재 사이의 공극이 상대적으로 작게 형성되고, 이와 반대로 골재의 크기가 크면 골재와 골재 사이의 공극도 크게 형성되므로 포장되는 위치나 용도 등에 따라 요구되는 투수율을 만족시킬 수 있는 다공 조직을 갖도록 제조되고 있다.

한편, 투수성을 갖는 재료로서 가장 많이 사용되는 것이 탄성칩이다. 상기 탄성칩은 일반적으로 고무칩을 들 수 있고, 상기 고무칩 사이에는 공극이 형성되므로 탄성을 발휘하면서도 투수성이 우수한 것으로 알려져 있다.

그런데 이러한 투수콘, 투수성 아스콘 및 탄성칩을 시공할 때에는 지반의 변형으로 인해 투수콘, 투수성 아스콘 및 탄성칩의 갈라짐이나 들뜸을 방지하기 위하여 골재층을 형성하고 그 위에 상기 투수콘, 투수성 아스콘 또는 탄성칩을 시공하고 있다.

이때 상기 골재층은 지반의 변형에 대응하기 위하여 통상 200㎜ 이상의 두께를 갖도록 시공되어야 한다.

그러나 상기 골재층을 200㎜ 이상으로 적층한다면 골재층의 형성에 소요되는 비용이 증대되고, 이는 결국 포장도로 건설비용의 상승을 유발한다.

더구나, 시공이 완료된 후에 골재층은 지면에서 보여지지 않는 부분이므로, 시공업체에서는 시공비용의 절감을 위하여 골재층을 200㎜ 이상으로 적층하지 않는 것이 대부분이다.

따라서 골재층을 200㎜ 이상으로 적층한다고 하여 투수층의 와해 또는 붕괴를 완전히 방지할 수 있는 것도 아닌데도 불구하고, 골재층의 적층에 의해 건설비용이 과도한 증대를 초래하며, 실제로 골재층이 적정 두께로 시공되지 않음으로서 지면의 변형시에 투수층이 갈라지거나 들뜨는 현상이 유발되어 포장도로의 이용시 사고가 발생할 우려가 있을 뿐만 아니라, 유지 보수에 따른 추가비용이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 투수성을 가지면서도 지반의 침하 또는 변형에 대응할 수 있는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 사용되는 골재의 양을 현저히 줄일 수 있는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기 시공된 포장도로에 시공될 수 있는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재에 관한 것으로, 합성수지재의 다수개의 섬유가 부정형으로 얽혀서 격자형의 산과 골을 연속적으로 형성하는 앵커매트와, 상기 앵커매트의 상면에서 상기 앵커매트에 부착되게 설치되는 투수층과, 상기 앵커매트의 저면에 설치되어 상기 앵커매트를 지지하는 지지층을 포함한다.

그리고 상기 투수층은, 규사, 탄성칩, 투수콘, 투수 아스콘 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 지지층은, 25~40㎜의 범위의 직경을 갖는 골재로 이루어지나, 또는 방수시트로 이루어질 수 있다.

아울러, 상기 앵커매트의 양단을 상기 지지층 또는 지반에 고정하는 고정부가 더 포함될 수 있다.

이때 상기 앵커매트는 인장된 상태로 상기 고정부에 의해 고정될 수 있다.

그리고 상기 투수층 상에는 인조잔디층이 추가로 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재에 의하면, 투수성을 가지면서도 앵커매트에 의해 지반의 침하 또는 변형에 대응할 수 있어 장기간 사용에도 평탄성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 사용되는 골재의 양을 현저히 줄일 수 있어 시공비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 기 시공된 포장도로에 시공될 수 있어, 기 시공된 포장도로의 개보수시에 최소한의 비용만으로 본 발명에 따른 시공이 가능한 잇점이 있다.

도 1은 투수층이 규사로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재을 도시한 단면도,
도 2는 투수층이 탄성칩으로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재을 도시한 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 투수층 상에 인조잔디가 시공된 상태를 도시한 단면도,
도 4는 투수층이 투수콘으로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재을 도시한 단면도,
도 5는 투수층이 투수 아스콘으로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재을 도시한 단면도,
도 6은 지지층이 방수시트로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 앵커매트를 도시한 사시도,
도 8은 지반의 침하시 본 발명의 작용을 설명하기 위한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재을 기 시공된 포장도로에 시공하는 상태를 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 1은 투수층이 규사로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 도로포장재를 도시한 단면도이고, 도 2는 투수층이 탄성칩으로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 도로포장재를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 투수층 상에 인조잔디가 시공된 상태를 도시한 단면도이다. 또한 도 4는 투수층이 투수콘으로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 도로포장재를 도시한 단면도이고, 도 5는 투수층이 투수 아스콘으로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 도로포장재를 도시한 단면도이며, 도 6은 지지층이 방수시트로 이루어진 경우에 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재를 도시한 단면도이다. 아울러, 도 7은 본 발명에 따른 앵커매트를 도시한 사시도이고, 도 8은 지반의 침하시 본 발명의 작용을 설명하기 위한 단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 도로포장재를 기 시공된 포장도로에 시공하는 상태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재는, 앵커매트(10), 투수층(20) 및 지지층(30)으로 구성된다.

상기 앵커매트(10)는 강인하고 신축성이 좋은 입체구조를 지닌 합성수지 망으로서 95%의 빈 공간을 가진 자재이다. 다시 말하면, 상기 앵커매트(10)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 합성수지재로 이루어진 다수개의 섬유(11)가 일정한 형태 없는 부정형으로 얽혀서 격자형의 산(13)과 골(15)을 연속적으로 형성한다. 이때 앵커매트(10)에 사용되는 합성수지에는 특별한 한정은 없지만, 섬유(11)로 될 수 있는 성질이 우수한 나일론 6을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 앵커매트(10) 상에는 투수층(20)이 설치된다. 상기 투수층(20)을 구성하는 재료로는 규사, 탄성칩, 투수콘, 투수 아스콘 등을 들 수 있고, 이과 같이 투수성이 있는 재료라면 특별히 한정되지는 않는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 투수층(20)이 규사로 구성되는 경우라면, 10㎜ 이하 직경의 규사 90~95중량%와 바인더 5~10중량%를 혼합하여 적층하는 것이 바람직하다. 이때 바인더로는 에폭시 수지, 우레탄 바인더, 불포화 폴리에틸렌 수지, MMA 수지 등이 사용될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 투수층(20)이 탄성칩으로 구성되는 경우라면, 상기 탄성칩은 바인더와 혼합되어 상기 앵커매트 상에 적층된다. 이때 상기 탄성칩의 직경은 상기 앵커매트의 빈 공간을 통과하지 않을 정도의 크기인 것이 바람직하다. 그렇지만 탄성칩은 바인더와 혼합되어 상기 앵커매트에 적층되므로 비록 탄성칩의 직경이 앵커매트의 빈 공간보다 작은 것이 있더라도 탄성칩의 적층에는 큰 불편이 없다.

또한 탄성칩으로 고무칩을 사용하는 경우에는, 상기 고무칩은 5~10㎜의 입자크기를 갖고, 이때 상기 투수층(20)은 상기 고무칩 80~90중량%와 바인더 10~20중량%를 혼합하여 이루어진다.

또는 상기 고무칩은 2~4㎜의 입자크기를 갖고, 이때 상기 투수층(20)은 상기 고무칩 75~85중량%와 바인더 15~25중량%를 혼합하여 이루어진다.

이러한 입자크기의 차이에 따라 투수층(20)에 형성되는 공극의 크기가 달라지게 된다. 즉, 입자크기가 크면 공극의 크기는 커지고 입자크기가 작아지면 공극의 크기는 상대적으로 작아진다. 따라서 이러한 특성을 이용하여 투수층(20)에 형성되는 공극의 크기를 조절할 수 있다.

또한 상기 탄성칩으로 코르크칩이 사용되는 경우에는, 상기 코르크칩은 5~8㎜의 입자크기를 갖고, 이때 투수층(20)은 상기 코르크칩 40~50중량%와 바인더 50~60중량%를 혼합하여 이루어진다.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 투수층 상에 인조잔디층(21)이 추가로 시공될 수도 있다. 그러나 상기 인조잔디층(21)은 투수층이 탄성칩으로 이루어진 경우뿐만 아니라, 투수층이 본 발명에서 설명되는 다른 부재로 이루어지는 경우에도 설치될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 투수층(20)은 투수콘으로 구성될 수도 있다. 상기 투수콘에는 어느 정도 점도가 있기 때문에 앵커매트 상에 투수콘을 타설하더라도 일부 투수콘을 제외하고는 상기 앵커매트 상에 층을 형성하며 적층된다.

이러한 투수콘에는 미세한 공극이 형성되어 있으므로 상기 공극을 통하여 하부로의 배수가 원활히 이루어질 수 있다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 투수층(20)은 투수 아스콘으로 구성될 수도 있다. 상기 투수 아스콘은 다공성 아스팔트 혼합재로서 물이 혼합재를 통과하여 노반에 흡수되게 된다.

다음으로, 지지층(30)은 상기 앵커매트(10)의 저면에 설치되어 상기 앵커매트(10)와 투수층(20)을 지지하는 역할을 수행한다. 상기 지지층(30)은 일반적으로 노면에 일정 두께로 타설되는 골재이고, 그 직경은 대략 25~40㎜ 정도가 바람직하다.

그러나 상기 지지층(30)은 골재와 규사가 혼합되어 사용될 수도 있고, 본 발명에 따른 앵커매트(10)와 투수층(20)이 기 설치된 도로면의 보수를 위하여 사용되는 경우라면, 기 설치된 도로층, 또는 그 도로의 상면을 일부 파쇄하여 정리한 상태의 도로층이 지지층으로 사용될 수도 있다.

또는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지지층(30)으로 방수시트가 사용될 수 있다. 지지층으로 방수시트가 사용되는 경우에는, 지반에 바로 방수시트를 시공한 후 그 위에 앵커매트(10) 및 투수층(20)을 형성할 수 있다. 또한 방수시트는 기 설치된 도로면의 보수시에도, 기 설치된 도로층, 또는 그 도로의 상면을 일부 파쇄하여 정리한 상태의 도로층에 시공될 수도 있다. 이때 본 발명에서는 앵커매트가 투수층을 지지해 주게 되므로, 방수시트를 지지층으로 사용하는 경우는, 골재를 사용하지 않아도 무방하여 시공비용을 현저히 절감할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 앵커매트(10)는 지지층(30) 상에 고정부(40)에 의해 고정될 수 있다. 이 경우, 앵커매트(10)의 높이방향 변형을 최소화하기 위하여 상기 앵커매트는 인장된 상태로 상기 고정부(40)에 의해 고정될 수 있다. 이때 앵커매트가 인장된다는 것은 앵커매트 상부에 투수층을 형성하기 이전에 앵커매트에 프리스트래스를 부여한 것으로, 앵커매트가 지지층에 의해 지지된 상태로 인장되어 있으면, 지지층의 일부의 와해나 붕괴에도 불구하고 투수층에서 작용하는 하중을 지지할 수 있게 된다.

이러한 고정부(40)는 다양한 형태의 구성으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 상기 고정부는 상단이 앵커매트의 상단에 노출되고 앵커매트의 빈 공간을 통해 관통하여 지지층 또는 지반에 장착되는 앵커볼트로 구성될 수도 있다.

다음으로 본 발명에 따른 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재의 작용에 대해 설명한다.

앵커매트(10) 상에 설치되는 투수층(20)을 지지하기 위하여 지지층(30)이 앵커매트(10)의 하부에 설치된다. 이때 투수층(20), 앵커매트(10) 및 지지층(30)은 모두 투수성을 갖고 있으므로 지면으로 유입된 빗물은 투수층, 앵커매트 및 지지층을 통해 지반(50)으로 유입될 수 있다.

또한 앵커매트(10) 상에 설치되는 투수층(20)은 고형화되면서 앵커매트와 일체화된다. 그리고 앵커매트(10)는 지지층(30)에 의해 지지됨과 아울러 투수층(20)에 의해 가압될 뿐만 아니라, 횡방향으로의 압축 또는 수축이 가능하다. 따라서 도 8에 도시된 바와 같이, 앵커매트(10)와 투수층(20)을 지지하는 지지층(30)의 일부가 지반(50)의 침하 등에 의해 와해 또는 붕괴되는 경우에도 상기 앵커매트(10)가 와해 또는 붕괴되지 않은 지지층(30)과 투수층(20)에 파지된 상태로 상부에서 가해지는 하중(도 8에서 수직방향 화살표)을 분산(도 8에서 수평방향 화살표)하여 투수층의 처짐이나 크랙을 방지할 수 있게 된다.

이러한 앵커매트(10)의 기능으로 인해, 본 발명에서는 지지층(30)의 두께를 종래에 비해 현저히 줄일 수 있다. 즉, 종래에는 지지층을 대략 200㎜ 이상의 두께로 형성하는데 이는 겨울철에 지반 변형을 억제시키기 위한 것이다. 그러나 본 발명에서는 앵커매트가 지반 변형시에 투수층을 지지해줄 수 있으므로, 지지층의 두께를 종래의 절반 이하로 줄일 수 있다.

한편, 본 발명에서는 앵커매트(10)의 양단을 고정부(40)에 의해 고정함과 아울러, 상기 앵커매트(10)에 인장력을 가한 상태로 고정할 수 있다. 이렇게 앵커매트(10)에 프리스트래스를 가하게 되면, 지반 변형시에 지지층의 와해 또는 붕괴에도 불구하고 상기 앵커매트가 처짐없이 상기 투수층의 처짐, 붕괴 등을 방지할 수 있게 된다.

만일 지지층(30)의 와해 또는 붕괴의 정도가 크다면 앵커매트(10)에 의한 투수층(20)의 지지가 장기간 유지될 수는 없지만, 적어도 갑작스런 투수층의 처짐과 붕괴로 인한 사고를 방지할 수 있게 된다.

또한 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 기존에 설치된 포장도로에서 지반(50)의 침하로 인하여 투수층(20)의 처짐이 발생할 수 있다. 이 경우, 본 발명에서는 기존의 포장도로 전체를 철거하지 않고, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 기존의 포장도로에서 본 발명에 따른 앵커매트(10)와 투수층(20)을 시공할 수 있는 깊이만큼만 평탄하게 제거한 후 앵커매트(10)와 투수층(20)을 설치함으로서 기존의 포장도로에 대한 보수공사를 마무리할 수 있다. 그리고 이때 앵커매트(10)를 고정부(40)를 통해 지반(50)에 고정하는 것이 바람직하고, 지반의 변형이 심한 지점에서는 앵커매트에 인장력을 가한 상태로 고정부로 고정할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

즉, 본 발명은 도로포장재로 기재되어 있지만, 사용범위가 도로에만 국한된 것은 아니고, 운동장이나 인도 등에도 적용될 수 있음은 당연하다.

10 : 앵커매트 20 : 투수층
21 : 인조잔디층 30 : 지지층
40 : 고정부 50 : 지반

Claims

횡방향으로 압축 또는 수축이 가능한 탄성을 갖도록 합성수지재의 다수개의 섬유가 부정형으로 얽혀서 격자형의 산과 골을 연속적으로 형성하는 앵커매트와,
상기 앵커매트의 상면에서 상기 앵커매트에 부착되게 설치되는 투수층과,
상기 앵커매트의 저면에 설치되어 상기 앵커매트를 지지하는 지지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재.
제1항에 있어서,
상기 투수층은, 규사, 탄성칩, 투수콘, 투수 아스콘 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재.
제2항에 있어서,
상기 지지층은, 25~40㎜의 범위의 직경을 갖는 골재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재.
제2항에 있어서,
상기 지지층은 방수시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 앵커매트의 양단을 상기 지지층 또는 지반에 고정하는 고정부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재.
제5항에 있어서,
상기 앵커매트는 인장된 상태로 상기 고정부에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투수층 상에는 인조잔디층이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 지반의 침하 억제 및 포장면의 변형 방지를 위한 도로포장재.