KR101035448B1 - 아스팔트 매트 퇴적 방법 - Google Patents

Abstract

노반(road bed)의 지형 프로파일을 획득하고, 상기 프로파일에 따라 두께가 변화하는 매트를 배급하기 위한 시스템 및 장치인 포장 기계(1)가 개시된다. 상기 시스템은 매트의 너비뿐만 아니라 길이에 따라서 매트의 두께상의 변화를 가능하게 한다. 상기 프로세스는 포장될 표면의 3차원 프로파일을 획득함으로써 시작된다. 스캐닝 수단(10)이 도로 표면 상을 이동하여 포장될 표면의 총 길이 및 너비의 프로파일을 획득하여 상세한 지형 프로파일을 획득한다. 작동의 두 번째 단계에서, 상기 스캐닝 수단(10)이 아스팔트 배급 기구와 함께 이용되고 변화하는 두께의 아스팔트의 매트가 배급된다.

아스팔트, 포장 기계

Description

아스팔트 매트 퇴적 방법{A method depositing an asphalt mat}

본 발명은 일반적으로 도로 건설 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는,노반(roadbed)의 지형 스캔에 기초하여 도로에 아스팔트를 배급하는 다차원 아스팔트 배급 및 압밀 시스템(asphalt delivery and compaction system)에 관한 것이다.

거리, 고속도로, 주차장 등에 견고한 지면을 제공하는데에는 여러 가지 장비가 사용된다. 다수의 상용되는 장비에는 밑에 있는 노반(subgrade) 상에 아스팔트 재료 층 또는 매트를 고르게하기 위해 스크리드(screed)를 사용하는 아스팔트 포장 기계(asphalt paver)도 포함된다. 이상적으로, 아스팔트 포장은 통행하는 차량에 원활한 승차를 제공하도록 비교적 평면을 형성한다. 그래서, 밑에 있는 지대(terrain)의 점진적인 만곡(gradual curvature)에 따르거나, (표층수의 배수를 촉진하기 위해) 계획적인 "크라우닝(crowning)"을 하는 경우를 제외하고, 아스팔트 포장 기계에 의해 놓여진 매트는 본질적으로 평면을 제공한다. 밑에 있는 노반이 대응되는 평면을 갖는다면 그 결과는 최적이다.

상기 매트가 포장기계에 의해 놓여진 후에, 매트는 육중한 롤러로 압밀되고, 이 롤러는 포장기계에 의해 놓여지는 매트의 두께의 소정의 비율로 아스팔트 재료를 압축한다. 아스팔트 재료가 아스팔트 재료에 함유된 골재(aggregate)의 크기에 비하여 소정의 최소 두께보다 더 크게 되는 균일한 밀도와 두께를 가진다면, 압밀 후의 아스팔트 매트(asphalt mat)의 실제 두께는 롤러에 의한 압밀 이전의 아스팔트 재료의 두께에 좌우된다. (a) 롤러에 의한 압밀 전후의 매트 두께차, 및 (b) 놓여진 아스팔트 매트의 두께 사이의 비율을, 통상적으로 "압밀율(compaction factor)"이라고 한다.

밑에 있는 노반 및 아스팔트 재료 매트가 모두 평탄하고, 아스팔트 재료가 균일한 밀도를 갖는다면, 롤러로 처리된 표면 역시 원할 때에는 평탄할 것이다. 그러나 실제 상황에서는, 일반적으로, 밑에 있는 노반의 표면은 오목부(depression)와 돌출부(elevation)를 가져, 이는 압밀된 매트의 표면을 평탄한 프로파일(planar profile)로부터 실질적으로 변화를 일으키도록 한다. 그래서, 아스팔트 재료 매트는, 비록 아스팔트 포장 기계에 의해 놓여지는 실질적으로 평면을 갖고 있을지라도, 몇몇 장소에서는 다른 장소보다도 두껍다. 그 결과, 압밀 후 상기 아스팔트는 실질적으로 더이상 평면으로 되어 있지 않으며, 대신에 노반 표면의 오목부 및 돌출부와 유사하지만 이보다는 확연하지는 않은 오목부와 돌출부를 가진다. 이러한 고르지 못한 결과는 때때로 "압밀차(differential compaction)"라고 한다.

예를 들어, 압밀에 앞서 포장 기계에 의해 공칭적으로(nominally) 놓여지는 아스팔트 재료의 원하는 두께가 6 인치라고 가정한다. 또한, 노반은 2인치 깊이의 국부적인 오목부와, 2인치 높이의 융기(ridge) 또는 국부적 돌출부(local elevation)를 갖는다고 가정한다. 그래서, 상기 포장 기계에 의해 놓여진 아스팔트 재료의 두께는 국부적 오목부상에서 8인치 깊이이고, 국부적 돌출부상에서 단지 4인치 깊이이다. 또한, 롤러가 아스팔트 포장 기계에 의해 놓여진 원래의 두께에 비하여 75%로, 또는 25%의 두께감소로, 아스팔트 재료를 압밀한다고 가정한다. 롤러에 의한 압밀 후에, 실질적으로 노반의 평면 위에 있는 아스팔트 재료의 두께는 4와 1/2 인치이다.

유사하게, 오목부 및 국부적인 돌출부위에 압밀된 아스팔트 재료의 두께는 각각 6인치 및 3인치이다. 다시 말해서, 롤러에 의한 압밀 이전에 포장 기계에 의해 만들어지는 실질적으로 평탄했던 아스팔트 매트의 표면은, 이제 공칭 매트(nominal mat) 표면 아래에 1/2인치 놓인 오목부 위의 표면을 갖는다. 또한, 국부적인 돌출부 위에 있는 압밀된 아스팔트 매트의 표면은 압밀된 공칭 매트의 표면보다 1/2인치 위에 놓여있고, 오목부 위에 압밀된 매트의 표면보다 1인치 위에 놓여있다. 이와 같은 상황은, 분명히 상기 표면 상을 통과하는 차량에 원활한 승차를 제공하지 않고 있다. 이상적으로, 이러한 영향을 극복하기 위하여, 국부적인 돌출부 위에는 보다 더 적은 재료가 놓이고, 오목부 위에는 보다 더 많은 아스팔트 재료가 놓여야 한다.

현재 기술의 포장 기계에서 근본적인 문제는 노반 표면의 높이의 변화에 대하여 정확하고 충분하게 보상할 수 없다는 것이다. 이러한 문제는 근래의 스크리드들이 평탄한 상부면을 나타내는 아스팔트 매트를 단지 배급만할 수 있다는 사실에 의해서 상당히 심각해진다. 아스팔트를 배급하는 이 방법은 "압밀차"의 영향을 극복하기 위하여 적절한 재료를 제공할 수 없다. 근래의 스크리드들은 소정 크기로 수직적으로 조절을 하고, 이것은 놓여 질 아스팔트 매트의 길이 및 너비를 따라서 기울기(degree of slope)를 제공하도록 조작 가능하다. 그러나, 이것은 노반에서 돌출부 및 오목부와 같은 표면 아래 국부적인 변화를 적절하게 제공하지 않는다. 현재 기술의 포장 기계는 돌출부에서 차이를 보상하기 위하여 국부적인 영역에 어느 정도의 재료를 제공하기 위해 스크리드들과 관련하여 작동하는 오거(auger)를 사용한다. 이것은 일단 아스팔트 매트가 압밀되면 완벽히 원활한 주행 표면(completely smooth driving surface)을 제공하는데 필요한 어느정도의 보상도 제공하지 않는다.

근래의 포장 기계는 세개의 평면을 따라 오직 아스팔트 배급만을 조절하여 노반면에 맞추어 형성되고 원활한 평면을 나타내는 아스팔트 매트를 형성하고 있다. 상기 매트가 육중한 롤러에 의해 더 압밀된다면, 오직 적은 정도로만 다시 노반(subgrade)을 닮을 뿐이다. 필요한 것은, 다음의 단계를 포함하는 포장 방법이다: 1. 포장하고자 하는 표면의 지형 프로파일을 수득하는 단계; 2. 원하는 최종 표면의 프로파일 및 그 표면 그대로의 프로파일을 확립하도록 정보를 처리하는 단계; 3. 알려진 압밀율로 원하는 최종 표면에서 결과적으로 필요하게 되는 아스팔트 양을 확립하기 위하여 두면 사이의 거리를 계산하는 단계; 4. 이러한 정보를 사용하고, 압밀 상태 동안 생기는 아스팔트 재료의 변위를 고려하여 공급해야할 아스팔트 매트의 프로파일을 설계하는 단계; 5. 아스팔트 재료가 필요한 표면 아래 지점에 정확한 양의 아스팔트 재료를 정확하게 공급하기 위하여 상기 프로파일에 따라 아스팔트 매트를 조작하는 수단.

실질적으로, 압밀을 위하여 제공되는 아스팔트 매트는 현재 기술의 포장 기계가 제공하는 바와 같이 평탄하게 되는 것은 아니다. 그 대신에, 이것은 압밀되면 성형된 매트가 원하는 원활한 표면을 얻을 정도로 상기 노반면의 특성을 반대로 모방해야만 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 노반면 변화에 따라서 변화하는 두께로 아스팔트 매트를 제공하고, 따라서 압밀차를 이용하여 보다 양호한 도로를 구축하는 아스팔트 배급 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 압밀에 뒤따라서 우수한 평면의 상부면을 제공하는 아스팔트 매트를 공급하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 덮여질 노반(subgrade)의 지형 프로파일을 획득하고 저장하기 위한 수단을 포함하는 아스팔트 배급 메커니즘을 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명은 노반의 지형 프로파일을 획득하고, 원하는 노면을 위한 도로 프로파일을 발생하기 위해 데이터를 프로세싱하고, 그 다음 상기 프로파일에 따라 두께가 변화하는 아스팔트 매트를 배급하는 방법에 관한 것이다. 본 아스팔트 배급 시스템은 통상의 길이 방향뿐만 아니라 매트의 너비를 가로질러서 매트의 두께에 변화를 줄 수 있다.

상기 공정(process)은 포장하고자 하는 표면의 삼차원 프로파일을 획득함으로써 시작된다. 스캐닝 수단은 포장하고자 하는 표면의 전체 길이와 너비의 프로파일을 획득하기 위하여 도로 표면 위를 이동한다. 상기 스캐닝 수단은 상세한 지형 프로파일을 획득하는 몇몇 알려진 수단중 어떠한 것도 사용 가능하고, 가장 빈번하게는 위성 항법 장치(GPS)와 관련하여 사용되는 레이더(radar), 소너(sonar), 또는 레이저(laser) 측정 장비가 될것이다. 상기 획득된 프로파일 자료는 본 작동의 두 번째 단계에서 사용하기 위하여 처리된다.

프로파일을 얻기 위한 데이터는 포장될 표면을 정확히 표현하는데 충분한 해상도의 높이(elevation), 경사(slope) 및 기울기(grade)와 같은 데이터를 제공하는 방식으로 수집된다. 상기 데이터는 포장 기계의 모든 작동을 제어하는 도로 프로파일을 설계하기 위하여 사용된다. 있는 그대로의 도로 프로파일과 원하는 프로파일 사이의 차이를 계산하고, 또한 정확한 "압밀율"을 고려함으로써, 원하는 도로면을 생기게하는 최종 매트 프로파일을 발생시킬 수 있다. 이 최종적인 매트 프로파일은 건설적인 방법에서 "압밀차"의 효과를 사용하고, 필요하지 않은 곳에는 적게, 필요한 곳에는 더 많은 아스팔트 재료를 배급한다. 상기 프로파일은 포장 기계의 내장 컴퓨터(onboard computer)에 저장되고, 아스팔트 배급 메커니즘의 작동 뿐만 아니라 포장 기계의 이동을 정확하게 제어한다.

작동의 두 번째 단계는, 상기 스캐닝 수단은 아스팔트 배급 메커니즘과 조합하여 사용된다. 상기 스캐닝 수단은 아스팔트 배급 메커니즘의 정확한 위치를 추적(track)하고, 그것을 스캐닝된 프로파일과 서로 관련시키고, 따라서 아스팔트 배급 메커니즘의 작동을 제어한다. 상기 아스팔트 배급 메커니즘은 아스팔트 재료용 압축율과 관련하여 지형 프로파일에 의해 결정되는 변화하는 두께의 아스팔트 매트를 배급한다. 상기 두께는 매트의 길이에 따라서 뿐만 아니라, 매트의 너비를 가로질러서도 변화된다.

상기 다양한 아스팔트 배급 메커니즘의 첫 번째 주요한 구성요소는 내부 챔버(inner chamber)이다. 이것은 일관된 밀도의 지나치게 두꺼운 아스팔트 매트가 형성되는 곳이고, 이것은 두 번째 주요한 구성요소인 가변 스크리드에 이용가능하도록 만들어진다. 상기 가변 스크리드는 아스팔트 매트의 너비의 하나의 스크리드를 함께 형성하는 다수의 개개의 플레이트들(plates)을 포함한다. 상기 개개의 플레이트들은 아스팔트 배급 기계의 주 브레이드(main blade)의 너비에 수직한 축을 따라 플레이트를 위, 아래로 이동시키는 복동식 단일 피스톤형 유압 실린더(double-action single piston end hydraulic cylinder)에 각각 부착된다. 상기 아스팔트 매트가 가변 스크리드에 도입됨에 따라, 그룹을 이루는 개개의 플레이트들의 조작은 저장된 매트 프로파일에 의해 정해진 양의 미리 형성된 매트로부터 아스팔트 재료가 제거되도록 하고, 따라서, 시스템에 의해 출력되는 아스팔트 재료의 프로파일을 제어한다.

본 발명의 장점은, 노반의 길이에 따른 변화뿐만 아니라 너비에 따른 변화까지 허용하는 것이다.

본 발명의 다른 장점은, 가변 스크리드는 노반의 너비에 따라 서로 다른 양의 아스팔트가 퇴적되도록 허용한다는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은, 결과적인 매트가 압밀후 매우 원활하다.

본 발명의 상기 및 상기 이외의 목적과 장점은, 본원에 개시된 것과 도면에서 도시되는 것과 같이 본 발명을 실시하는 가장 잘 알려진 형태의 설명이란 면에서 당해 기술자에게 있어 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 아스팔트 배급 기구(asphalt delivery mechanism)의 사시도이다.

도 2는 아스팔트가 내부 챔버로 배급되기 전의 아스팔트 배급 기구의 내부 단면도이다.

도 3은 아스팔트 매트가 노반에 퇴적되는 아스팔트 배급 기구의 내부 단면도.

도 4는 가변 스크리드(screed)의 전면도이다.

도 5는 스크리드 하우징 내에 고착되는 각각의 스크리드 플레이트의 상단부를 보여주는 측면도이다.

도 6은 스크리드 플레이트의 하단부를 보여주는 측면도이다.

도 7은 상기 스크리드 하우징 내에 고착되는 스크리드 플레이트를 보여주는 평면도이다.

도 8은 다수의 평탄한 제한 플레이트(multiple restrictor plate)를 보여주는 내부 챔버의 평면도이다.

먼저, 도 1-3를 참조하면, 본 발명은 시스템과 장치이며, 노반(road bed)의 지형 프로파일(topographical profile)을 획득하고, 그 다음 상기 프로파일에 따라 두께가 변화하는 아스팔트 매트를 배급하는 포장 기계(1)이다. 상기 시스템은 길이에 따라서 뿐만 아니라 너비를 가로지르는 매트의 두께의 변화를 제공한다.

본 발명에 따른 포장 프로세스의 첫 번째 단계는, 포장될 표면의 지형 프로파일을 획득하는 것이다. 상기 단계는 포장될 표면의 총 길이 및 너비의 프로파일(profile)을 획득하기 위해 도로 표면상에서 이동되는 스캐닝 수단(10)에 의해 성취된다. 상기 스캐닝 수단(10)은 자세한 지형 프로파일을 얻는 몇몇의 알려진 수단이라면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 가장 빈번하게는 위성항법장치(global positioning system)와 관련하여 사용되는 레이더(radar), 소나(sonar), 또는 레이저 측정 장비(laser measuring equipment)가 될 수 있다. 상기 스캐닝 수단(10)에 의해 발생하는 상기 프로파일 데이터는 용이하게 접근가능한 데이터 저장 수단에 저장된다.

프로파일용 데이터는 포장될 표면을 정확히 표현하는데 충분한 해상도의 높이(elevation), 경사(slope) 및 기울기(grade)와 같은 데이터를 제공하는 방식으로 수집된다. 상기 데이터는 가변 스크리드를 포함하는 각각의 브레이드의 작동을 제어하기 위하여 사용될 것이다.

있는 그대로의 로드 프로파일과 원하는 상태의 로드 프로파일 사이의 차이를 계산하고, 정확한 "압밀율"을 고려함으로써 "압밀차"의 효과를 사용할 수 있고 원하는 결과를 제공하게 될 최종 매트 프로파일을 발생시킬 수 있다. 상기 프로파일은 포장 기계의 내장 컴퓨터 내에 저장될 것이며, 아스팔트가 필요한 곳에 아스팔트의 정확한 양을 배급하는 가변 스크리드의 운동을 정확하게 제어할 것이다.

상기 포장 기계(1)는 뜨거운 혼합 아스팔트 재료를 수용하는 호퍼(hopper) (12)를 포함한다. 상기 아스팔트는 다수개의 수평 공급 오거(horizontal feed auger) (14)에 의해 내부 챔버 (16)로 운반되어진다. 상기 오거 (14)는 내부 챔버 (16)로 이동되어질 아스팔트의 양이 제어 되어지도록 적어도 하나의 가변 스피드 모터(variable speed motor)에 의해서 작동되어진다.

상기 내부 챔버 (16)는 표준 아스팔트 매트와 동일한 너비를 가진다. 챔버 (16)의 높이는 2단(two-tiered)이다. 상기 챔버 (16)는 가로로 설치된 확산(spreading) 오거(15)상에서 상기 아스팔트가 흘러내리는 넓은 영역내로 개방된다. 상기 확산 오거 (15)는 챔버 개구(chamber opening) 보다 낮으며 바람직한 최대 매트 두께와 동일한 높이를 가지는 내부 챔버(16)의 두 번째 영역(second area) 내로 아스팔트를 확산한다. 상기 아스팔트를 두 번째 영역으로 강제로 넣음으로써, 아스팔트는 전체 덩어리를 가로 질러서 일관된 바람직한 밀도로 작게 압밀된다. 상기 내부 챔버 및 상기 오거의 브레이드는 현재의 아스팔트 포장에 있어서 통상으로 행해지는 바와 같이, 상기 챔버 내에서 아스팔트 재료의 원활한 흐름을 촉진하기 위해 가열될 것이다.

상기 포장 기계가 도로를 따라 이동할 때에 아스팔트를 수용하기 위해서는, 덮개(skirt) (18)가 내부 챔버 (16)의 뒷부분 및 옆부분의 하부 주위에 제공된다. 상기 덮개(18)는 제자리에 아스팔트가 유지되기에 충분하도록 무거워야 하나, 노반(subgrade)의 표면 변화에 부응하도록 유연성도 있어야만 한다.

가변 스크리드의 브레이드가 상기 아스팔트 매트에 대해 일정 각도로 위치하므로, 각각의 브레이드의 그룹이 아스팔트 매트 안으로 더 깊게 파헤칠 때 상기 브레이드는 역시 메인 챔버 안으로 전진한다. 이러한 결과는 매트의 특정 부분으로부터 아스팔트의 더 많은 양을 벗겨내는(paring away) 효과를 낸다. 이러한 깊게 파는 브레이드가 아스팔트를 제거함에 따라서, 상기 매트는 양쪽 측면을 따라서 변형되고, 이 때문에 주변 재료의 형상과 밀도의 불일치를 유발한다.

가변 스크리드의 브레이드가 그로부터 재료를 벗겨낼 때 아스팔트 매트의 밀도 및 균일한 형상을 유지하기 위해서, 가변 스크리드(22)를 포함하는 각각의 플레이트(브레이드)(24)의 동일한 너비를 가지는 다수의 각각의 평평한 제한 플레이트(flat restrictor plate)(19)가 내부 챔버 (16)의 상부 뒷부분 모서리에 위치된다.

상기 평평한 제한 플레이트 (19)는 상기 가변 스크리드 (22)의 대응 브레이드와 관련하여 앞과 뒤로 슬라이드할 수 있도록 작동된다. 상기 가변 스크리드 (22)의 브레이드가 더욱 하방으로 그리고 챔버 안으로 이동함에 따라서, 상기 대응하는 제한 플레이트 (19)는 후퇴하여 더 많은 아스팔트 재료가 챔버 내부 더 안쪽의 점에서 상기 매트로부터 제거되도록 허용한다. 이와는 반대로, 가변 스크리드 (22)의 브레이드(24)가 상방으로 그리고 챔버 바깥으로 이동함에 따라서, 상기 대응하는 제한 플레이트 (19)는 신장하여 보다 적은 아스팔트 재료가 챔버 더 밖의 점에서 상기 매트로부터 제거되도록 허용한다.

하나의 섹션에서 브레이드 그룹이 더 깊게 파헤칠 때에 상기 방법으로 가변 스크리드 (22) 및 제한 플레이트 (19)를 작동함으로써, 보다 얕게 위치되고 따라서 챔버 바깥으로 더 멀리 위치하는 상기 브레이드가 상기 매트의 부분으로부터 아스팔트를 벗길때 까지 아스팔트 매트의 모양 및 밀도는 상기 섹션(section)의 어느쪽에서도 유지될 것이다.

아스팔트가 내부 챔버 (16)로 배급될 때에, 상기 확산 오거는 제 2 챔버를 가득 채워서 성형하기 이전에 아스팔트 매트의 상부 표면을 형성한다. 이 시점에서, 포장 기계 (1)는 성형하기 위하여 브레이드에 동일 밀도의 큰 매트를 제공하면서 전방으로 이동하기 시작한다. 일단 내부 챔버 (16)가 채워지면, 상기 가변 스크리드 (22)는 매트와 접촉한다. 상기 포장 기계 (1)가 계속해서 전방으로 이동할 때에, 상기 가변 스크리드 (22)의 브레이드는 아스팔트 매트와 접촉하게 된다.

상기 가변 스크리드 (22)는 아스팔트 매트의 너비가 동일한 스크리드를 형성하는 다수의 각 플레이트 (24)를 포함한다. 상기 개개의 플레이트 (24)는 아스팔트를 효과적으로 관통하기 위하여 각이진 하단부(angled lower end)(26)를 각각 가지고 있다. 각각의 플레이트 (24)의 상단부(upper end)는 피스톤 로드(piston rod) (28) 및 한 쌍의 안정장치 로드(stabilizer rod)와 연결되어 있다. 플레이트 (24) 각각은 이들이 스크리드 프레임 (34)에 장착될 때에 함께 붙어있게 하기 위한 중앙 오프셋 영역(center offset area) (32)을 포함한다. 상기 안전장치 로드 (30) 및 중앙 오프셋 영역 (32)은 상기 플레이트 (24)가 스크리드 프레임 (34)에서 안정하게 유지하는 것을 보장한다.

상기 개개의 플레이트 (24)(도 4-7)들은, 대응하는 개개의 플레이트 (24)를 노반(roadbed)에 대하여 일정각도에서 상ㆍ하로 이동시키는 복동식 단일 피스톤형 유압 실린더(double-action single piston end hydraulic cylinder) (36)에 각각 부착된다. 따라서 상기 플레이트 (24)는 노반(subgrade)의 표면으로부터 보다 크고 보다 작은 거리를 두고 이동하게 된다. 내부 챔버의 상단부에서 제한 플레이트 (19)와 연관되어 작동하는 것은 내부 챔버 (16)로부터 다른 크기의 개구를 허용하고, 따라서 스크리드 (22)의 너비를 따른 유량을 다르게 할 수 있다.

결과적인 아스팔트 매트가 상기 매트의 너비를 따라서 변화하는 두께를 가지도록 유도하는 것은, 내부 챔버 (16)의 너비를 가로질러 내부 챔버 (16)로부터 나오는 아스팔트 재료의 출구 체적에서의 변화이다. 물론, 각각의 플레이트 (24)의 작동은 상기 저장된 지형 프로파일에 따라서 제어된다. 알려진 어떠한 제어 수단이라도 유압 실린더 (36)를 작동하는데 충분하다.
가변 스크리드 (22)에 의해 상기 매트로부터 아스팔트가 벗겨질 때에, 과잉 아스팔트는 굽혀진 복귀 플레이트(curved return plate) (38)와 접촉하고, 이 복귀 플레이트는 아스팔트를 복귀 컨베이어 (40)를 향하여 다시 보낸다. 상기 복귀 컨베이어 (40)는 스크리드 (22)에 의해 아스팔트 매트로부터 제거되어, 복귀 플레이트 (38)로부터 나온 아스팔트를 수용하여 제거된 아스팔트를 호퍼(hopper) (12) 내로 재차 퇴적(redeposit) 시킨다. 상기 포장 기계가 계속해서 전방으로 이동할 때에, 상기 성형된 아스팔트 매트는, 상기 성형된 매트의 높은 지점에 원활화(smoothing) 효과를 제공하는 소정의 각도로 설정될 수 있는 후퇴한 플레이트와 접촉하게 될 것이다. 탬퍼 어셈블리(tamper assembly) (17)는 포장 기계의 후방에 부착되어 있고, 포장 기계의 각 측부로부터 바깥으로 돌출될 수 있도록 상기 포장 기계보다 넓은 너비를 가진다. 상기 탬퍼 어셈블리 (17)는 이것이 상하로 이동할 수 있도록 포장 기계의 뒷부분에 부착되고, 아스팔트 매트의 표면상에서 부상(float)할 수 있도록 상기 탬퍼의 너비에 수직인 축에서 피벗할 것이다. 상기 탬퍼 어셈블리 (17)는 아스팔트 매트를 전형적인 육중한 롤러(heavy roller)로 최종 압밀에 대비하여 좀더 압밀시킨다.

삭제

포장 기계 (1)의 작동은 다음과 같다: 포장될 도로(roadway) 또는 영역(area) 상의 첫 번째 통과(pass)가, 포장 기계 (1)로 이루어지거나 또는 긴 도로 구간상에서 포장이 수행된다면, 별개의 스캐닝 장치가 사용될 것이다. 별개의 스캐닝 장치를 사용함으로써, 긴 도로 구간이 신속하게 스캔되고, 큰 높이 차이를 가진 영역의 보정이 넓은 거리에 걸쳐 가변 스크리드에 의해 점차적으로 보상되도록 허용한다. 상기 스캐닝 수단(10)은 대상 영역의 지형 프로파일을 획득하고 저장한다. 모든 지형 데이터는 원하는 도로면을 구상(plot out)하기 위하여 포장이전에 처리되고, "압밀율"의 고려(factoring), 그리고 "압밀차"의 영향을 다룬다. 상기 표면은 주로 위치 결정을 하기 위하여 포장 공정 동안 2번째로 스캔되지만 로딩된 맵 프로파일에 대한 최소 조정을 할 수 있다.

삭제

상기 포장 공정은 포장 기계(1)가 매트 프로파일의 시작점에 정확하게 위치함으로써 시작된다. 호퍼(hopper)(12)내 아스팔트는 오거(14)를 통하여 내부 챔버(16)에 공급된다. 상기 내부 챔버(16)가 아스팔트로 충전될 때, 가변 스크리드(22)의 프레임(34)은 기울어져서, 스크리드(22)가 내부 챔버(18)의 입구에 적절하게 위치된다.

포장 기계(1)가 앞으로 움직일 때, 가변 스크리드(22)의 개개 브레이드(24)는 아스팔트 매트와 접촉하게 될 것이다. 상기 브레이드(24)는 매트 프로파일에 의해 정해진 높이로 위치하게 된다. 노반이 오목하게 된 영역에서, 개개의 브레이드(24)는 내부 챔버(16)의 입구로부터 더 떨어지게 움직일 것이고, 따라서 더 많은 아스팔트가 매트에 퇴적된다. 반대로, 적은 아스팔트가 요구되는 곳에서, 상기 브레이드(24)는 내부 챔버로 보다 가까이 이동하여 적은 아스팔트가 매트안으로 흘러들어간다. 상기 스크리드(22)는 아스팔트의 유로에 소요의 각도로 위치하여, 스크리드(22)의 브레이드(24)는 아스팔트의 표면을 쉽게 관통한다. 상기 스크리드에 의해 제거된 아스팔트는 복귀 플레이트(38)로 그리고 상기 홈이진 복귀 컨베이어(40)로 상방으로 흘러 상기 호퍼(12)로 보내진다. 상기 내부 챔버(16) 및 스크리드(22)의 개개 브레이드(24)는 근래의 아스팔트 포장에서 통상적으로 실시되고 있는 바와 같이 기계 내부에 아스팔트 재료의 부드러운 흐름을 촉진하기 위하여 가열될 것이다.

포장 기계의 출력은 매트가 일단 압밀되면 원활한 평면을 제공하기 위하여 필요시 노반에 대하여 형성되고, 3차원으로 성형되는 아스팔트의 매트이다. 상기 포장 기계(1)가 계속 앞으로 이동함에 따라서, 성형된 아스팔트 매트는, 상기 성형된 매트의 보다 높은 점에 원활화 효과를 제공하는 탬퍼-형 슬레드(tamper-like sled)와 접촉하게 될 것이다. 포장 기계의 후방에 부착되는 상기 탬퍼형 어셈블리는 포장 기계의 양 측부로부터 돌출할 수 있도록 포장 기계보다 더 넓은 너비를 가지고 있다. 상기 탬퍼 어셈블리는 포장 기계의 후방에 부착되어서, 상하로 이동할 수 있으며, 또한 아스팔트 매트의 표면에서 부상(float)할 수 있도록 탬퍼의 너비에 수직인 축상에서 피벗할 것이다. 상기 탬퍼 어셈블리는 육중한 롤러로 최종 압밀에 대해 대비하여 상기 매트를 좀 더 압밀할 것이다.
상술한 설명은 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 당해 통상의 기술자들은 본 발명의 장치의 많은 수정 및 변형이 본 발명의 교시를 유지하면서 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 상기 설명은 첨부된 청구범위의 규정에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야만 한다.

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Claims (6)

1. 다음의 단계를 포함하는 포장하고자 하는 표면에 아스팔트 매트를 퇴적하는 방법으로서:

   a) 스캐닝(scanning) 수단이 상기 포장하고자 하는 표면의 지형 프로파일(topographical profile)을 획득하고 저장할 수 있도록 상기 포장하고자 하는 표면 상에서 제 1의 통과(pass)를 행하는 단계;

   b) 상기 포장하고자 하는 표면의 상기 지형 프로파일의 시작 위치에 포장 기계를 정확하게 위치시키는 단계;

   c) 상기 포장 기계의 호퍼(hopper) 안으로 아스팔트를 충전하는 단계;

   d) 상기 포장 기계의 분배 챔버(dispensing chamber) 내로 아스팔트를 유입시키는 단계;

   e) 상기 분배 챔버 밖으로 나오는 상기 아스팔트의 유량을 제어하기 위하여, 상기 분배 챔버의 출구 전방에 다수의 제한 플레이트(restrictor plate) 및 다수 요소의 가변 스크리드를 위치시키고, 상기 아스팔트 매트의 밀도 및 균일한 형상을 유지하기 위해서, 상기 제한 플레이트는 상기 가변 스크리드의 대응 브레이드와 관련하여 앞과 뒤로 슬라이드할 수 있도록 작동하여, 상기 가변 스크리드의 대응 브레이드가 더욱 하방으로 상기 분배 챔버 내로 이동하면 대응하는 상기 제한 플레이트는 후퇴하여 더 많은 아스팔트가 제거되고, 상기 가변 스크리드의 대응 브레이드가 상방으로 상기 분배 챔버 바깥으로 이동하면 대응하는 상기 제한 플레이트는 신장하여 보다 적은 아스팔트가 제거되도록 하는 단계; 및

   f) 상기 분배 챔버 밖으로 나오는 상기 아스팔트의 유량(flow rate)을 변화시키기 위하여 상기 포장하고자 하는 표면의 지형 프로파일을 이용하여, 상기 매트의 길이 뿐만 아니라 매트의 너비에 따라서 변하는 두께의 아스팔트 매트를 퇴적시키는 단계를 포함하는 아스팔트 매트 퇴적 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가변 스크리드의 각각의 요소는 상기 분배 챔버 밖으로 나오는 상기 아스팔트의 유량을 제어하기 위하여 분배 챔버의 입구에 대하여 이동되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 매트 퇴적 방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 가변 스크리드의 각각의 요소의 작동은 다수개의 복동형 단일 피스톤형 유압 실린더(double-action single piston end hydraulic cylinders)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 매트 퇴적 방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 스캐닝 수단은 위성항법장치(global positioning system)를 이용하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 매트 퇴적 방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 가변 스크리드의 각각의 요소는 상기 제한 플레이트 각각의 너비와 동일한 너비를 가지는 것을 특징으로 하는 아스팔트 매트 퇴적 방법.
6. 삭제

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