KR101096620B1

KR101096620B1 - 콘크리트도로의 긴급균열보수공법

Info

Publication number: KR101096620B1
Application number: KR1020100108020A
Authority: KR
Inventors: 박정호
Original assignee: 박정호
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-12-21

Abstract

본 발명은 콘크리트로 포장된 도로의 노면에서 발생하는 균열 등을 저렴한 비용으로 단시간에 보수할 수 있도록 하고 보수시에 발생하는 도로의 2차적 손상을 방지하며 보수된 도로의 내구성이 우수하게 하여 보수공사로 인한 도로의 통행제한을 최소화할 수 있도록 하는 콘크리트도로의 긴급균열보수공법에 관한 것으로 콘크리트도로(1)의 손상부(101) 둘레에 원형의 절개홈(102)을 형성하여 콘크리트도로(1)와 손상부(101)를 절개홈(102)으로 분할하여 도로(1)의 손상부(101) 및 그 둘레가 원기둥(105)으로 형성되게 하고 절개홈(102)의 내측에 보강관(103)을 투입하고 보강관(103)과 절개홈(102)의 주벽 사이의 틈과 보강관(103)의 상부를 충진재(104)로 메움하여 콘크리트도로(1)를 보수함으로써 절개홈(102)의 내측에 원기둥(105)을 형성하고 절개홈(102)의 내측으로 보강관(103)과 충진재(104)를 충진하여 메움으로써 도로 손상부의 절개량을 최소화하는 효과가 있고 원기둥(105)의 둘레를 보강관(103)이 지지하게 되어 충분한 받침강도를 유지할 수 있으며 충진재(104)의 충진량이 적게 되어 충진소재 및 양생 시간을 최소화하여 보수비용을 절감하고 차량의 통행제한을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

콘크리트도로의 긴급균열보수공법{Emergency rehabilitation of concrete road}

본 발명은 콘크리트도로의 긴급균열보수공법에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 콘크리트로 포장된 도로의 노면에서 발생하는 균열 등을 저렴한 비용으로 단시간에 보수할 수 있도록 하고 보수된 도로의 내구성이 우수하게 하며 특히 도로의 보수시에 발생하는 도로의 2차적 손상을 방지하고 단시간에 보수할 수 있도록 함으로서 보수공사로 인한 도로의 통행제한을 최소화할 수 있도록 하는 콘크리트도로의 긴급균열보수공법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차가 주행하는 포장도로는 하부로부터 흙 다짐하는 성토층인 지반과, 상기 지반 위에 잡석이나, 굵은 돌로 쌓아 다지는 선택 재료층과, 상기 선택 재료층 상부에 선택 재료층에 비해 상대적으로 잘게 부순 돌 등으로 다져주는 보조기층과 상기 보조기층 상부에 차량 등이 직접주행할 수 있도록 노면으로 되는 포장층으로 구성되며 포장층의 재질에 따라 아스팔트나 콘크리트의 포장도로로 구성된다.

한편 상기에서와 같이 되는 포장도로의 노면인 포장층은 기온의 변화에 다른 신축과 팽창 및 보조기층 부분의 배수불량이나 강설 또는 강우에 의해 보조기층재의 토분함량 및 수분함량 과다로 인해 포장층의 하측에 발생하는 스펀지 현상으로 인해 포장층의 받침력이 약해짐으로서 포장층에 균열이 생기거나 또는 도로 위를 달리는 차량의 하중 등으로 인해 균열이 빈번히 발생하게 된다.

상기에서와 같이 포장층에 균열 등이 발생하게 되면 그 틈으로 우수 등이 침투하여 도로의 손상부가 신속히 확장되고 도로 위를 달리는 자동차의 하중에 의해 균열이 연속하여 진행됨으로써 손상된 콘크리트도로는 신속히 보수하여야 한다.

도로의 포장층이 손상되면 그 정도에 따라 다양한 보수공법을 적용하여 도로를 보수하게 되는데, 통상 균열 등의 손상부가 작을 경우에는 균열이 발생한 틈으로 폴리머계열소재, 에폭시수지류의 충진재를 투입하는 틈메우기공법 등을 이용하여 보수하게 되고 손상부가 크면 손상된 부분을 절삭하여 제거 후에 부분적으로 재포장하여 보수하게 된다.

상기에 있어서 균열이 발생한 틈으로 충진재를 투입하여 도로를 보수하는 틈메우기공법은 그 작업이 간단하고 공기가 단축되는 효과가 있으나 균열 즉 손상부의 크기에 따라 적용의 제한이 많이 따르게 되고 충진재와 콘크리트도로의 재질 특성상, 열팽창과 수축건조특성 등이 달라서 유기적으로 접합되지 못하여 보수한 부분이 조기에 다시 손상되는 등의 문제점이 있었다.

따라서 콘크리트도로는 손상된 부분을 제거하고 재포장 등의 도로 보수공법으로 보수하는 것이 보수부분의 내구수명 등에 있어서 유리하지만 재포장된 도로 또한 최초 포장된 부분과 보수된 재포장 부분을 동일한 조건 등으로 할 수가 없게 되어 기존도로와 보수된 재포장부분에 단차가 생기게 되어 주행하는 자동차에 충격을 주게 되는 등의 문제가 있고, 재포장된 콘크리트가 굳어 필요로 하는 강도를 낼 수 있도록 일정기간 양생하여야 함으로 일정시간 동안 자동차의 통행을 제한하여야 하는 문제점이 있다.

또한 콘크리트포장도로의 경우 손상된 부분을 제거하기 위하여서는 통상 콘크리트 커팅기를 이용하여 손상부의 둘레를 절단하고 내측 손상부를 진동 타격하는 해머드릴 등을 이용하여 잘게 부순 후에 이를 제거하여 생성되는 홈에 콘크리트 등으로 홈을 메워 재포장하는 것으로, 이를 다시 설명하면, 커팅기(2')를 이용하여 보수하고자 하는 콘크리트도로(1')의 손상부 둘레를 절단하는 절단공정(S1')과;

상기 커팅기(2')에 의해 절단된 절개홈(102')의 내측 손상부(101')를 제거하기 편리하도록 해머드릴(3') 등으로 치핑하는 손상부 제거공정(S2')과;

상기의 해머드릴(3')로 부순 콘크리트 조각을 비롯한 불순물 잔재들을 제거하고 에어건(4')을 이용한 청소 및 고압의 물로 세척하여 청소하는 세척공정(S3')과;

상기 손상부(101')가 제거되고 형성되는 충진홈(105')에 충진콘크리트(106')를 타설하는 콘크리트 타설 공정(S4')과;

타설된 콘크리트가 굳어 필요로 하는 강도를 낼 수 있도록 양생하는 양생공정(S5');

에 의해 달성된다.

그러나 상기와 같이 도로를 보수하는 것에 있어서 절단공정은 통상 원형컷팅기(2')을 이용하여 도로의 손상부(101') 둘레를 컷팅하게 되는데, 원형 커팅기(2')는 콘크리트도로(1')에 직선으로 절개홈(102')을 형성함으로써 원형 커팅기(2')를 이동하며 도 1에서와 같이 사각형상으로 절개홈(102')을 형성하여 내측의 손상부(101') 둘레를 절단하게 되어 작업공정이 복잡하고 사각형상의 절개부 외측에 불필요하게 원형 커팅기(2')에 의한 잉여절개홈(107')이 형성됨으로 보수공정에 의해 도로에 2차 손상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한 손상부제거공정(S2')에 있어서 진동타격하여 도로의 손상부(101')를 파괴하는 해머드릴(3') 등의 공구에 의한 파괴력에 의해 진동과 충격이 손상부(101') 뿐만 아니라, 손상부 외측으로도 전달됨으로 손상부(101')의 외측으로도 그 진동과 충격이 전달되어 주변에 균열이 발생함과 동시에 균열부는 신속히 확장되는 문제점이 있으며 해머드릴(3')에 의한 치핑이 동일한 두께로 이루어지지 않으므로 보수를 완료한 후에도 보수작업부분이 균일하지 못하여 차량의 지속적인 운행에 같은 충격으로 유도하지 못함으로써 시간이 지난 후 균열이 발생하면서 이물질이 투입되어 동절기를 지나게 되면 바닥 부분의 들뜸 현상에 의해 콘크리트의 2차 손상을 주게 되는 문제점이 있었다.

또한 손상부(101')를 제거하여 형성되는 충진홈(105')에 콘크리트 타설하는 콘크리트 타설 공정(S4')과 타설된 콘크리트가 굳어 필요로 하는 강도를 낼 수 있도록 양생하는 양생공정(S5')에 있어서 타설되는 콘크리트의 양이 많아짐에 따라 과도하게 많은 양의 콘크리트가 소요되고 많은 양의 콘크리트를 양생하기 위하여서는 보다 많은 양생시간을 필요로 하게 되어 교통을 통제하여야 하는 시간이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

상기에서 살펴본 바와 같이 종래의 도로보수공법에 의하면 절삭과 손상부를 제거하기 위한 치핑 등 작업에 소요되는 시간이 많아져 많은 시간 동안 교통을 통제하여야 하며, 보수를 위하여 도로를 통행하는 차량의 소통에 지장을 주게 되고 다수의 대형장비와 많은 보수공정을 필요로 하게 되며 특히 보수공간이 협소한 경우에는 대형장비의 접근성이 떨어져 보다 많은 인력을 필요로 하게 되므로 보수비용이 과다하게 지출되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 결점을 개선코자 안출한 것으로서, 포장도로균열발생부 둘레를 원형으로 절삭하여 절삭부를 최소화함과 동시에 절삭공구를 소형화하여 작업공정이 간단하고 적은 인력으로 포장도로의 보수작업이 이루어질 수 있도록 하는 도로 보수방법을 제안함에 그 목적이 있다.

또한 해머드릴과 같은 타격공구를 사용하지 않아 포장도로의 보수시에 타격공구에 의한 2차 손상을 방지할 수 있도록 하는 도로 보수방법을 제안함에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.

또한 보수작업반경을 최소화함과 동시에 콘크리트 포장인 경우에는 보수를 위해 충진재 및 콘크리트의 양을 최소화하여 원가를 절감함과 동시에 필요강도를 낼 수 있도록 양생하는 시간을 최소화하여 원활한 교통의 소통 및 통행제한 시간을 최소화할 수 있도록 하는 콘크리트도로의 보수방법을 제안함에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 손상부(101)의 둘레에 원형의 절개홈(102)을 형성하여 콘크리트 도로(1)와 손상부(101)를 절개홈(102)으로 분할하여 도로(1)의 손상부(101) 및 그 둘레가 원기둥(105)으로 형성되게 하고 절개홈(102)의 내측에 보강관(103)을 투입하고 보강관(103)과 절개홈(102)의 주벽 사이의 틈과 보강관(103)의 상부를 충진재(104)로 메움하여 콘크리트도로(1)를 보수하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이되는 본 발명은 도로의 손상부(101) 둘레에 원형의 절개홈(102)을 형성함으로써 내측에 원기둥(105)이 형성되고 절개홈의 내측을 충전함으로써 도로 손상부의 절개량을 최소화하는 효과가 있고 절개홈(102)의 내측의 원기둥(105)의 둘레를 보강관(103)이 지지하게 되어 충분한 받침강도를 유지함으로써 도로의 손상부(101)를 제거하지않고 활용하게 되므로 이를 제거하기 위한 해머드릴을 이용한 치핑공정 등을 공정을 생략하여 공정의 단축과 동시에 손상부(101)를 제거하기 위한 충격과 진동에 의해 손상부가 보수공정 중에 절개홈(102)의 외측으로 확장되는 것을 방지할 수 있으며 절개홈(102)을 메워주는 절개홈 메움공정(S4)에 있어서, 충진재(104)의 충진량이 최소화되어 충진소재를 절감할 수 있다.

따라서 절개홈 형성공정(S1) 및 절개홈(102) 내의 이물질제거공정(S2)이 간단하고 절개홈(102)을 메워 주는 절개홈메움공정(S4)에 있어서, 충진재의 충진량이 적어 양생시간의 단축으로 할 수 있고 도로보수작업의 공기가 단축됨으로 도로보수로 인한 도로의 통행 제한을 최소화하고 보수비용을 절감할 수 있는 유용한 효과가 있다.

도 1은 종래 도로손상부를 제거하고 재포장하는 실시예를 나타낸 작업예시도.
도 2와 도 3은 본 발명의 작업공정을 나타낸 예시도.
도 4은 본 발명에 의한 보수도로의 단면도이다.

이하 첨부된 도면의 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 2 및 도 3에 본 발명에 따른 콘크리트도로의 긴급균열보수공법의 작업공정을 나타낸 예시도가 도시되어 있다.

본 발명 콘크리트도로의 긴급균열보수공법은 제 1공정(S1)내지 제 5공정(S5)을 포함하여 이루어지며 이를 상세히 설명하면.

손상부(101)의 둘레를 원형으로 절개하여 절개홈(102)을 형성하는 절개홈 형성공정(S1)과;

에어건(3)을 이용하여 절개홈(102)의 내측에 잔존하는 콘크리트 조각을 비롯한 불순물 잔재들을 제거하는 이물질제거공정(S2)과;

원형의 절개홈(102) 내측으로 보강관(103)을 투입하는 보강관투입공정(S3) 투입된 보강관(103)과 절개홈(102) 사이의 틈 및 보강관의 상부를 충진재(104)로 메워주는 절개홈 메움공정(S4)과;

절개홈(102)에 메움된 충진재(104)가 필요강도로 굳어질 수 있도록 양생하는 양생공정(S5);

으로 구성된다.

상기에 있어서 절개홈 형성공정(S1)은 콘크리트도로(1)의 손상부(101)둘레에 절개홈(102)을 형성하는 공정으로 상기 절개홈(102)을 형성하기 위하여서는 코아드릴비트(2) 등을 이용하여 손상부(101)의 둘레를 원형으로 절삭하여 형성하며 그 절삭깊이는 콘크리트 도로(1)의 손상부(101) 깊이에 따라 달라질 수 있지만 콘크리트도로의 포장층의 두께에 대비하여 20% 내지 70%의 범위 내에서 형성함이 바람직하다.

참고로 상기의 코아드릴비트(2)를 이용하여 절개홈(102)을 형성시에 절삭면과 코아드릴비트(2)의 날부의 마찰에 의한 발열을 방지하여 절삭효율을 증대하기 위하여 냉각수를 투입하는 습식절삭방법과 냉각수를 사용하지 않는 건식절삭방법이 있으며 본 발명에 있어서는 절개홈(102)의 내부에 잔존하는 이물질의 제거를 편리하게 하기 위하여 건식절삭방법을 적용함이 바람직하지만 손상부(101)의 크기에 따른 대구경의 절개홈(102)을 형성시에는 습식절삭방법을 적용할 수도 있다.

이물질제거공정(S2)은 절개홈(102)내의 이물질을 제거하는 청소공정으로 에어건(3) 등을 이용하여 절개홈(102) 내의 이물질을 불어서 제거하는 것으로 고압의 공기를 절개홈(102) 내로 불어 이물질을 제거하게 된다.

본 발명에 있어서 이물질제거공정은 고압의 바람을 이용하여 절개홈(102) 내의 이물질을 제거하는 것이 바람직하지만 상기에서 주지한 바와 같이 습식절삭방법을 이용하여 절개홈(102)을 형성한 경우에는 고압의 세척수를 이용하여 절개홈(102)을 세척하고 고온의 열풍을 이용하여 절개홈(102) 내의 수분을 제거하는 것을 포함한다.

보강관투입공정(S3)은 절개홈(102)의 내측으로 보강관(103)을 투입하는 공정으로 보강관(103)의 내경은 절개홈(102)의 내경 즉 절개홈에 의해 도로에 형성되는 원기둥(105)의 외경보다 크고 보강관(103)의 외경은 절개홈(102)의 외경보다 작게 형성하면 절개홈에 투입됨으로 보강관(103)의 두께는 제한을 두지않는다.

또한 보강관(103)의 길이는 절개홈(102)의 위로 돌출되지 않도록 절개홈(102)의 깊이보다 작게 형성됨은 당연하며 보강관(103)의 상부에 충진부가 형성될 수 있도록 절개홈(102)의 깊이에 대비하여 20% 내지 70%를 길이를 갖는 것이 바람직하다.

상기에 있어서 보강관(103)은 그 재질은 한정하지 않으나 작은 단면적으로 높은 강도를 얻을 수 있는 금속소재를 이용하여 형성함이 바람직하다.

절개홈 메움공정(S4)은 보강관(103)이 투입된 절개홈(102)의 내부에 충진재(104)를 메움하는 공정으로 보강관(103)과 절개홈(102) 사이에 형성되는 틈 및 보강관(103)의 상부로부터 도로의 표면과 동일하게 절개홈(102)을 메움하는 공정이다.

상기에 있어서 충진재(104)는 C₂S(CaSiO₄), 칼슘설포알루미네이트(C₄A₃S), C₄AF(4CaOAl₂O₃Fe₂O₃), CSH(Calcium Silicate Hydrate), C₃S(CaSiO₄), C₃A(Ca₃Al₂O₃)를 성분으로 하는 초속경시멘트 그라우트 및 몰탈 또는

POLY EVA(Ethylene Vinyl Acetate)계 재유화형 분말수지, PVA-VeoVa(polyvinyl acetate-vinyl versalate)계 재유화형 분말수지, POLY SAE(styrene-acrylic ester)계 재유화형 분말수지 및 PAE(polyacrylic ester)계 재유화형 분말수지, 아크릴계수지, MMA계수지, 에나멜계수지 중 1종 이상의 속경형 폴리머 수지 및 몰탈 또는

비스페놀, 노볼락, 폴리글리시딜을 성분으로 하는 주제와 폴리아민, 폴리아마이드, 폴리설파이드 계열의 경화제로 구성되며 주제와 경화제를 1:1.5~1:3의 비율로 혼합하는 에폭시수지계 균열보수재 중 어느 하나를 선택하여 적용한다.

한편 절개홈(102)과 보강관(103) 사이의 틈이 작을 시에는 충진재(104)를 틈으로 투입하기가 어려움으로 충진재(104)를 소량(절개홈과 보강관 사이의 틈을 메워주는 양) 선투입하고 보강관(103)을 투입하여 가압함으로써 선투입되어 가압되는 충진재가 가압력에 의해 보강관(103)과 절개홈(102) 사이의 틈으로 상승하게 하여 틈을 메우고 절개홈(102)내의 보강관(103)의 상부에 충진재(104)를 투입할 수도 있다.

충진재 양생공정(S5)은 절개홈(102)에 투입된 충진재(104)가 요구강도를 낼 수 있도록 굳혀주는 공정이다.

상기와 같이되는 본 발명은 콘크리트도로(1)의 손상부(101) 둘레에 원형으로 절개홈(102)을 형성함으로써 절개홈(102)에 의해 외측과 분리되는 손상부(101)는 도로를 사용중에 손상부(101)가 확장되지 않게 됨과 동시에 콘크리트도로의 원소재가 원기둥(105)으로 돌출되고 원기둥(105)의 둘레를 보강관(103)이 지지하여 줌으로서 원기둥(105)이 충분한 강도를 유지하게 되며 절개홈(102)으로 내측으로 충진재(104)를 투입함으로써 충진량이 적어 충진재를 절감하고 굳는시간(양생기간)이 적게 소요됨으로 공기를 단축할 수 있게 되는 것이다.

한편 본 발명은 도 5에서와 같이 콘크리트도로 보수면에 다양하게 적용이 가능하게 된다.

즉 도 5의 (가)에서와 같이 소형의 균열부는 균열부의 둘레에 절개홈을 형성하여 보수할 수도 있고 (나)에서와 같이 대구경의 보수부분 내측에 소구경의 보수부분을 형성함으로써 보다 견고하게 보수할 수도 있으며 대형의 균열부는 (다)와 (라)에서와 같이 연설하여 균열부를 보수할 수도 있는 등 본 발명은 도로의 균열상태 및 균열의 크기에 따라 다양하게 적용이 가능하게 되는 것이다.

본 발명은 상기에서 살펴본 바와 같이 제1공정 내지 제5공정을 통하여 신속하게 콘크리트도로를 보수할 수 있으며 절개홈(102)에 의해 외측과 분리되어 형성되는 원기둥(105)내에 위치하는 크렉 등의 손상부(101)는 이미 제시된 틈메우기공법 등을 본 발명과 함께 적용하여 보수할 수도 있으며 상기의 틈메우기공법은 이미공지된 공법을 따르므로 본 발명에서는 상세한 설명은 생략한다.

S1 : 절개홈형성공정 S2 : 이물질제거공정과
S3 : 보강관투입공정 S4 : 절개홈메움공정
S5 : 양생공정 1 : 도로
101 : 손상부 102 : 절개홈
103 : 보강관 104 : 충진재
105 : 원기둥 2 : 코아드릴비트
3 : 에어건

Claims

손상부(101)의 둘레를 원형으로 절개하여 절개홈(102)을 형성하는 절개홈 형성공정(S1)과;
에어건(3)을 이용하여 절개홈(102)의 내측에 잔존하는 콘크리트 조각을 비롯한 불순물 잔재들을 제거하는 이물질제거공정(S2)과;
원형의 절개홈(102) 내측으로 보강관(103)을 투입하는 보강관투입공정(S3)과;
투입된 보강관(103)과 절개홈(102) 사이의 틈 및 보강관(103)의 상부를 충진재(104)로 메워주는 절개홈 메움공정(S4)과;
절개홈(102)에 메움된 충진재(104)가 필요강도로 굳어질 수 있도록 양생하는 양생공정(S5)으로 구성되는 콘크리트도로의 균열보수공법에 있어서,
상기 절개홈(102)은 도로포장층의 두께에 대비하여 20% 내지 70% 의 범위의 깊이로 형성되고,
상기 보강관(103)은 절개홈(102)의 깊이에 대비하여 20% 내지 70% 의 범위의 길이로 형성되며,
상기 보강관투입공정(S3)은 절개홈(102)에 충진재(104)를 소량 선투입하고 보강관(103)을 투입하여 가압함으로써 선투입되어 가압 되는 충진재가 가압력에 의해 보강관(103)과 절개홈(102) 사이의 틈으로 상승하여 틈을 메우고 절개홈(102)에 충진재(104)를 투입하는 것을 특징으로 하는 콘크리트도로의 긴급균열보수공법.
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제1항에 있어서,
충진재(104)는 C₂S(CaSiO₄), 칼슘설포알루미네이트(C₄A₃S), C₄AF(4CaOAl₂O₃Fe₂O₃), CSH(Calcium Silicate Hydrate), C₃S(CaSiO₄), C₃A(Ca₃Al₂O₃)를 성분으로 하는 초속경시멘트 그라우트 및 몰탈인 것을 특징으로 하는 콘크리트도로의 긴급균열보수공법.
제1항에 있어서,
충진재(104)는 POLY EVA(Ethylene Vinyl Acetate)계 재유화형 분말수지, PVA-VeoVa(polyvinyl acetate-vinyl versalate)계 재유화형 분말수지, POLY SAE(styrene-acrylic ester)계 재유화형 분말수지 및 PAE(polyacrylic ester)계 재유화형 분말수지, 아크릴계수지, MMA계수지, 에나멜계수지 중 1종 이상의 속경형 폴리머 수지 및 몰탈인 것을 특징으로 하는 콘크리트도로의 긴급균열보수공법.
제1항에 있어서,
충진재(104)는 비스페놀, 노볼락, 폴리글리시딜을 주제로 하고 폴리아민, 폴리아마이드, 폴리설파이드 계열의 경화제로 구성되며 주제와 경화제를 1:1.5~1:3의 비율로 혼합하는 에폭시수지계 균열보수재인 것을 특징으로 하는 콘크리트도로의 긴급균열보수공법.