KR101109663B1 - 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존의 도로 노면에 형성된 노면미끄럼방지홈(=그루빙)이 시간이 지남에 따라 입자간 응집력이 낮게 되어 불안정한 상태를 유지하게 되고, 충격에 약하며 방수력 저하로 빗물이 침투되어 내구성이 약해지며, 차량에 의한 물리적 압력이 가해짐으로 인해 그루브 모서리가 함몰되는 문제점을 개선시키고자, 구동부(100), 커터기(200), 발전기(300), 폐기물 수집부(400), 스마트제어모듈(500), 살포기(600), 건조기(700)가 구성됨으로서, 도로표면에 형성되는 노면미끄럼방지홈에 내부응력이 발생하게 하고, 홈과 1:1로 수직방향으로 정위치시켜서 정확하게 단면보강 조성물을 살포시킬 수 있고, 단면보강조성물이 살포된 노면미끄럼방지홈을 고주파유전건조, 초음파 건조, 마이크로파 건조, 적외선건조로 건조시킬 수 있어 내구성을 향상시켜 그루빙의 부식, 파손을 방지할 수 있으며, 무엇보다 도로표면에 형성된 노면미끄럼방지홈의 내부에 단면보강조성물 살포 및 건조의 공정을 스마트제어하면서 자동화시킬 수 있는 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치 및 방법{THE APPARATUS AND METHOD OF REINFORCING A GROOVE}
본 발명은 도로표면에 형성되는 노면미끄럼방지홈에 내부응력이 발생하게 하고, 노면미끄럼방지홈에 단면보강조성물 살포 및 건조의 공정을 스마트제어하면서 자동화시킬 수 있는 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 미끄럼 방지, 곡선도로 이탈사고 방지, 결빙방지, 수막현상 방지, 감속 경고 및 소음대책을 위한 수단으로서, 노면 미끄럼 방지홈(=그루빙) 시공을 한다.
특히, 사고 다발 구간 및 사고 발생 위험구간에 대하여 노면 미끄럼 방지홈(그루빙)시공 공법을 적용함으로써 교통사고 위험성을 최소화시킬 수가 있다.
이와 같은 그루빙 시공을 위한 방식으로서, 건식 그루빙 공법과 습식 그루빙 공법으로 구분되며, 특히 건식 그루빙 공법의 경우 수지계 미끄럼방지재를 도포하는 공법에 비해 40%정도의 시공비용으로 경제적임과 아울러 그 수명 또한 장기간 보장되는 한편, 습식 그루빙 공법에서와 같이 물을 사용하지 않음에 따라 오염수를 발생시키지 않고 급수를 위한 장비 또한 필요로 하지 않는 장점을 가짐에 따라 최근에 들어 가장 널리 사용되고 있다.
그런데 기술된 건식 또는 습식 그루빙 공법 모두 콘크리트나 아스팔트 포장 노면의 일부를 파내는 것이므로 그루브 내부 단면의 입자가 교란되어 응집력이 낮게 되어 불안정한 상태를 유지하게 되고 충격에 약하며 방수력 저하로 빗물이 침투되어 내구성이 약해지며, 높은 태양열에 노출되었을 때 노면 온도 상승으로 신축팽창 현상이 반복되어져 그루브 표면이 변형되기 쉽고 차량에 의한 물리적 압력이 가해짐으로 인해 그루브 모서리가 함몰되는 문제점을 가지는 한편, 추가적으로 겨울철 제설작업시 살포되는 제설제에 의해서도 그루브가 부식 및 파손되기 쉬운 상태로 열화되는 문제점이 있었다.
등록실용 20-0348455(등록일자 2004년04월12일) 등록특허 10-0538029(등록일자 2005년12월14일)
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 도로표면에 형성되는 노면미끄럼방지홈에 내부응력이 발생하게 하고, 홈과 1:1로 수직방향으로 정위치시켜서 정확하게 단면보강 조성물을 살포시킬 수 있고, 단면보강조성물이 살포된 노면미끄럼방지홈을 고주파유전건조, 초음파 건조, 마이크로파 건조, 적외선 건조로 건조시킬 수 있어 내구성을 향상시켜 그루빙의 부식, 파손을 방지할 수 있으며, 무엇보다 도로표면에 노면미끄럼방지홈 형성에서부터 단면보강조성물 살포 및 건조까지 전 공정을 스마트하게 자동화시킬 수 있는 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치는
전단부와 후단부에 전동바퀴가 형성되어 포장도로의 표면으로부터 2~15mm 높이에서 장방향의 박스 형상으로 형성된 몸체를 지지하면서, 스마트마이컴부의 구동명령신호에 따라 전후방향으로 이동시키는 구동부(100)와,
도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성하는 커터기(200)와,
기기에 전원을 공급하는 발전기(300)와,
커터기 작업 후 발생되는 폐기물을 흡입하여 수집하는 폐기물 수집부(400)와,
그루빙 시공 모드별로 도로 표면에 노면 미끄럼방지홈이 형성되도록 각 기기의 전반적인 동작을 제어하는 스마트제어모듈(500)과,
커터기의 후단 일측에 위치되어, 도로표면에 형성된 노면 미끄럼 방지홈에 단면보강 조성물을 살포시키는 살포기(600)와,
구동부 일측에 위치되어, 노면 미끄럼 방지홈에 살포된 단면보강 조성물을 건조 양생시키는 건조기(700)로 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법은
스마트제어모듈을 통해 그루빙 시공 모드를 선택하는 단계(S10)와,
노면 미끄럼 방지홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율을 선택하는 단계(S20)와,
스마트 마이컴부에서 자바 가상머신을 통한 어플리케이션으로 콘텐츠화해서 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S100), 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S200), 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드(S300), 터널 진출입 입구, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S400), 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드(S500)별로 디스플레이부 화면상에 출력시키는 단계(S30)와,
화면상에 출력된 그루빙 시공 모드별로 노면에 미끄럼방지홈이 형성되도록 커터기에 1:1 동작명령신호를 보내는 단계(S40)와,
스마트마이컴부에서 전송된 그루빙 시공 모드에 해당하는 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격에 맞도록 커터기의 원형블레이드를 셋팅하는 단계(S50)와,
커터기를 구동시켜 도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성시키는 단계(S60)와,
초음파센서부에서 커터기의 시공 결과 데이터(도로 폭, 길이, 인접한 홈간의 간격, 각도)를 초음파로 센싱한 후, 스마트 마이컴부로 전송시키는 단계(S70)와,
도로표면에 형성된 노면 미끄럼 방지홈에 살포기를 통해 단면보강 조성물을 살포하는 단계(S80)와,
노면 미끄럼 방지홈에 살포된 단면보강 조성물을 건조기를 통해 건조 양생하는 단계(S90)로 이루어짐으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 도로표면에 형성되는 노면미끄럼방지홈에 내부응력이 발생하게 하고, 홈과 1:1로 수직방향으로 정위치시켜서 정확하게 단면보강 조성물을 살포시킬 수 있고, 단면보강조성물이 살포된 노면미끄럼방지홈을 고주파유전건조, 초음파 건조, 마이크로파 건조, 적외선 건조로 건조시킬 수 있어 노면미끄럼 방지홈의 내구성을 기존에 비해 80%로 향상시킬 수 있고, 도로유지보수비용을 줄일 수 있으며, 작업공정시간을 단축시킬 수 있는 좋은 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 스마트제어모듈의 구성요소를 도시한 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치(1)의 건조기 중 고주파유전건조부(710)를 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치(1)의 건조기 중 초음파 건조부(720)를 도시한 일실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치(1)의 건조기 중 마이크로파 건조부(730)를 도시한 일실시예도,
도 7은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치(1)의 건조기 중 적외선 건조부(740)를 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 종단경사가 2% 미만의 도로에 대하여는 횡방향 노면 미끄럼 방지홈(그루빙)을 설치하고, 2% 이상의 종단경사 구간에 대하여는 종방향 노면 미끄럼 방지홈(그루빙)과 횡단 배수를 촉진하기 위한 배수홈을 설치한 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 제동구간 전방에 운전자의 주의를 환기시키기 위하여 적용하며, 운전자의 인지 및 반응 시간을 고려하여 제동거리 전방 2.5초의 주행거리 지점부터 시작하여 1초간의 경고구간을 횡방향 이격식으로 설치한 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 완화구간이 없는 경우에 원곡선 위험구간 진입 전방에 최소한 2.5초 주행 거리를 두고 경고구간을 설치하며, 경고구간의 길이는 1초간의 주행거리를 도시한 일실시예도,
도 11은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 완화구간과 원곡선 구간을 연결하여 전체 구간에 종방향 노면 미끄럼 방지홈(그루빙)+횡단배수홈이 시공되는 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 5% 이상의 내리막 구배가 100m이상인 구간의 전체 길이에 대하여 종방향 노면 미끄럼 방지홈(그루빙)+횡단배수홈이 시공되는 것을 도시한 일실시예도,
도 13은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 경고구간(t=1초)에서 위험을 인지한 운전자가 반응시간(t=1.5초)을 거쳐 자동차의 제동행위를 하는 구간을 도시한 일실시예도,
도 14는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 경고구간의 분산배열식 대폭 그루빙 배열을 도시한 일실시예도,
도 15는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 경고구간의 집적배열식 대폭 그루빙 배열을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 경고구간의 1:3방식 배열을 통한 이격식 그루빙 배열을 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 경고구간의 3:6방식 배열을 통한 이격식 그루빙 배열을 도시한 일실시예도,
도 18은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 종방향 및 횡방향 노면 미끄럼 방지홈을 형성하기 위한 홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격을 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 배수홈을 형성하기 위한 홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격을 도시한 일실시예도,
도 20은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 감속 경고홈을 형성하기 위한 홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격을 도시한 일실시예도,
도 21은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 도로표면에 깊이가 1mm~20mm이고, 폭이 2mm~30mm이며, 양측면이 바닥과 이루는 꼭지점 각도(θ)가 80°~110°인 사각형상의 노면미끄럼방지홈이 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 22는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 도로표면에 깊이가 1mm~20mm이고, 폭이 2mm~30mm이며, 양측면이 바닥과 이루는 꼭지점 각도(θ)가 10°~165°인 삼각형상의 노면미끄럼방지홈이 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 23은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 도로표면에 깊이가 1mm~20mm이고, 밑면의 길이가 2mm~30mm이며, 윗면의 길이가 3mm~50mm이고, 양측면이 바닥과 이루는 각도(θ)가 95°~165°인 사다리꼴 형상의 노면미끄럼방지홈이 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 24는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 통해 도로표면에 부채꼴 드럼의 중심으로부터 나온 반지름(R)의 길이가 1mm~100mm이고, 부채꼴 드럼의 중심각도(θ)가 10°~150°이며, 이로 인해 형성된 원호의 길이는 1mm ~ 50mm인 부채꼴 형상의 노면미끄럼방지홈이 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 25는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법을 도시한 순서도,
도 26은 본 발명에 따른 제1 블레이드판의 구조를 도시한 단면도,
도 27은 본 발명에 따른 제2 블레이드판의 구조를 도시한 단면도,
도 28은 본 발명에 따른 제3 블레이드판의 구조를 도시한 단면도,
도 29는 본 발명에 따른 제3 블레이드판의 구조를 도시한 단면도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 구동부(100), 커터기(200), 발전기(300), 폐기물 수집부(400), 스마트제어모듈(500), 살포기(600), 건조기(700)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 구동부(100)에 관해 설명한다.
상기 구동부(100)는 전단부와 후단부에 전동바퀴가 형성되어 포장도로의 표면으로부터 2~15mm 높이에서 장방향의 박스 형상으로 형성된 몸체를 지지하면서, 스마트마이컴부의 구동명령신호에 따라 전후방향으로 이동시키는 곳으로,
이는 도 에 도시한 바와 같이, 몸체의 전단부와 후단부에 좌우로 장착되는 한쌍의 전동바퀴(110)와, 몸체의 전단부 및 후단부 일측에 DC 150와트 출력의 전동바퀴 회전용 구동 모터(120)가 형성되어 구동기어(130)와 체인로프(140) 그리고 종동기어(150)를 통해 정?역방향 회전력으로 전동바퀴를 회전시키도록 구성된다.
그리고, 전동바퀴 회전용 구동 모터(120)는 스마트마이컴부의 제어를 통해 이동 방향 및 속도를 제어받는다.
여기서, 전동바퀴 회전용 구동 모터(120)는 스테핑모터로 이루어져 구동부의 움직임을 정밀하게 하여 노면 미끄럼 방지홈 도로 표면에 홈을 파는 커터기의 동작이 전동바퀴 회전용 구동모터와 동일하게 유지하며 시공할 수 있어, 횡방향 노면 미끄럼 방지홈 및 종방향 노면 미끄럼 방지홈을 시공시, 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격을 규칙적으로 시공할 수 있는 좋은 효과가 있다.
즉, 스마트제어모듈(500)에서 전동바퀴 회전용 구동 모터 스위치가 온(ON)되면, 전동바퀴 회전용 구동 모터(120)가 정?역방향으로 회전하게 되고, 이러한 전동바퀴 회전용 구동 모터(120)의 정?역방향 회전력은 전동바퀴 회전용 구동 모터 일측에 형성된 구동기어(130)를 통해 체인로프(140)로 전달된다.
체인로프(140)로 전달된 전동바퀴 회전용 구동 모터(120)의 정?역방향 회전력은 전동바퀴(110)의 종동기어(150)로 전달되어 전동바퀴를 정?역방향으로 구동시킴으로서, 상황별 노면 미끄럼 방지홈 시공 도로 표면 위에서 전후방향으로 움직일 수 있게 된다.
이러한 전동바퀴 회전용 구동모터(120), 구동기어(130), 체인로프(140), 종동기어(150), 전동바퀴(110)로 구성된 구동부(100)를 그루빙 장치의 몸체 전단부 또는 후단부에 구성할 수가 있다.
또한, 구동부(100)는 울퉁불퉁한 바닥면과의 접지력이 좋게 하기 위하여 전동바퀴 일측에 쇼바장치를 구성할 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 커터기(200)에 관해 설명한다.
상기 커터기(200)는 도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성시키는 역할을 한다.
이는 회전용 구동 모터(210), 블레이드판(220), 좌우이동형 실린더부(230)가 구성된다.
상기 회전용 구동모터(210)는 회전축 일측에 위치되어 DC 80~120와트 출력으로 회전축을 회전시키는 역할을 한다.
상기 블레이드판(220)은 도로 표면과 직접 맞닿아 노면 미끄럼 방지홈을 형성시키는 역할을 한다. 이는 회전축을 중심으로 복수개의 블레이드판이 파티션으로 분할되어 형성된다.
그리고, 상기 블레이드판은 원형의 몸체와, 몸체 테두리 둘레를 따라 복수개의 블레이드가 구성된다.
상기 블레이드판은 블레이드 끝단 형상에 따라 제1 블레이드판(221), 제2 블레이드판(222), 제3 블레이드판(223), 제4 블레이드판(224)으로 나뉘어 구성된다.
상기 제1 블레이드판(221)은 도 26에 도시한 바와 같이, 블레이드의 끝단에 삼각형다이아몬드비트가 형성되고, 블레이드의 지름(D)이 100~500mm이고, 블레이드의 두께(t)가 2~30mm이며, 도로표면과 접촉되는 꼭지점 각도(θ)가 10°~165°로 형성되어 도로표면에 삼각형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시키는 역할을 한다.
상기 제2 블레이드판(222)은 도 27에 도시한 바와 같이, 블레이드의 끝단에 사다리꼴형다이아몬드비트가 형성되고, 블레이드의 지름(D)이 100~500mm이고, 블레이드의 두께(t1)가 5~50mm이며, 도로표면과 접촉되는 밑면의 두께(t2)가 2~30mm이고, 밑면과 사선면이 이루는 각도(Q1)가 95°~165°이고, 사선면과 측면이 이루는 각도(Q2)가 110°~180°로 형성되어 도로표면에 사다리꼴 형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시키는 역할을 한다.
상기 제3 블레이드판(223)은 도 28에 도시한 바와 같이, 블레이드의 끝단에 부채꼴형다이아몬드비트가 형성되고, 블레이드의 지름(D)이 100~500mm이고, 블레이드의 두께(t)가 2~30mm이며, 도로표면과 접촉되는 원호의 길이(ℓ)가 1~50mm이고, 중심각도(θ)가 10°~150°로 형성되어 도로표면에 부채꼴 형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시키는 역할을 한다.
상기 제4 블레이드판(224)은 도 29에 도시한 바와 같이, 블레이드의 끝단에 사각형다이아몬드비트가 형성되고, 블레이드의 지름(D)이 100~500mm이고, 블레이드의 두께(t)가 2~30mm이며, 도로표면과 접촉되는 밑면과 측면이 이루는 각도 (θ)가 80°~110°로 형성되어 도로표면에 사각형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시키는 역할을 한다.
상기 좌우이동형 실린더부(230)는 이웃하는 블레이드판 사이에 위치되어, 유압실린더의 힘으로 블레이드판 사이의 간격을 조절시키는 역할을 한다.
이는 이웃하는 블레이드판 사이에 유압실린더가 구성되고, 유압실린더 일측에 1:1로 유압모터가 장착되어 구성된다. 그리고, 유압모터 일측에는 스마트제어부가 연결되어 구성된다.
여기서, 블레이드판이 파티션으로 분할되고, 분할된 블레이드판 내부에 원반형상의 좌우이동형 실린더부가 구성됨으로서, 스마트마이컴부의 미끄럼 방지홈 시공모드에 해당하는 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 인접한 홈의 간격에 맞도록 블레이드판의 폭과 인접한 블레이드판의 간격을 자동으로 조절할 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 발전기(300)에 관해 설명한다.
상기 발전기(300)는 그루빙 장치의 중앙 또는 상단 일측에 형성되어 기기에 전원을 공급하는 곳으로, 이는 정격 AC출력이 1.5~6.0KVA이고, 엔진 배기량이 100~250cc이며, 엔진 최대 출력이 5.2HP/3500rpm인 특성을 갖는다.
다음으로, 본 발명에 따른 폐기물 수집부(400)에 관해 설명한다.
상기 폐기물 수집부(400)는 커터기 작업 후 발생되는 폐기물을 흡입하여 수집하는 곳으로,
이는 커터기 일측에 구성되어 커터기 작업 후 발생되는 폐기물을 바로 흡입하도록 하는 흡입부(410)와, 그 흡입부(410)에서 흡입된 폐기물을 원통형 수집통(430)으로 이송시키는 이송파이프(420)와, 그 이송파이프(420)를 통해 흡입된 폐기물을 수집하는 원통형 수집통(430)으로 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트제어모듈(500)에 관해 설명한다.
상기 스마트제어모듈(500)은 그루빙 시공 모드별로 도로 표면에 노면 미끄럼방지홈이 형성되도록 각 기기의 전반적인 동작을 제어하는 역할을 한다.
이는 디스플레이부(510), 키입력부(520), GIS 수신부(530), 스마트 마이컴부(540), 초음파센서부(550)로 구성된다.
상기 디스플레이부(510)는 상단 일측에 위치되어 주변기기의 동작상태 및 데이터 송수신 상태를 화면에 표출시키는 역할을 한다.
상기 키입력부(520)는 키패드 및 터치스크린을 통해 정보를 입력하는 역할을 한다.
상기 GIS 수신부(530)는 GIS 단말기와 WiFi망으로 연결되어 노면 미끄럼 방지홈 시공 도로의 지표공간에 대한 통계보고서?지도?도표 데이터를 수신받는 역할을 한다.
상기 스마트마이컴부(540)는 GIS 수신부로부터 노면 미끄럼 방지홈 시공 도로의 지표공간에 대한 통계보고서?지도?도표 데이터를 데이터베이스에 저장시키고, 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈간의 간격에 관한 기준설계치와 키입력부를 통해 입력된 입력데이터를 비교 연산처리하여 분석한 후, 자바 가상머신을 통한 어플리케이션으로 콘텐츠화해서 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드, 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드, 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드, 터널 진출입 입구, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드, 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드별로 디스플레이부 화면상에 출력시키고, 화면상에 출력된 그루빙 시공 모드별로 노면에 미끄럼방지홈이 형성되도록 커터기에 1:1 동작명령신호를 보내는 역할을 한다.
이는 PIC16C711 원칩마이컴으로 구성된다.
즉, 입력단자 RA0/AN0에 키입력부가 연결되어 키패드 및 터치스크린을 통해 정보(모드선택, 비율선택)를 입력받고, 출력단자 RA1/AN1에 디스플레이부가 연결되어 자바 가상머신을 통한 어플리케이션으로 콘텐츠화된 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드, 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드, 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드, 터널 진출입 입구, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드, 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드별로 디스플레이부 화면상에 출력시키며, 입력단자 RA2/AN2에 초음파 센서부가 연결되어 커터기의 시공 결과 데이터(도로 폭, 길이, 인접한 홈간의 간격, 각도)를 초음파로 센싱한 후, 센싱한 값을 수신받고, 입력단자 RA3/AN3/REF에 GIS 수신부가 연결되어 노면 미끄럼 방지홈 시공 도로의 지표공간에 대한 통계보고서?지도?도표 데이터를 수신받아 내부메모리에 저장하며, 출력단자 RB0/INT 단자에 구동부의 전동바퀴 회전용 구동모터(120)가 연결되어 구동부의 구동명령신호를 보내고, 출력단자 RB1단자에 커터기의 좌우이동형 실린더부가 연결되어 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 인접한 홈의 간격에 맞도록 원형블레이드 폭과 인접한 원형블레이드의 간격이 조절되도록 명령신호를 보내며, 출력단자 RB2단자에 발전기가 연결되어 기기에 전원이 공급되도록 명령신호를 보내고, 출력단자 RB3단자에 폐기물수집부가 연결되어 커터기 작업 후 발생되는 폐기물을 흡입하여 수집하도록 명령신호를 보내도록 구성된다.
여기서, 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈간의 간격에 관한 기준설계치는 국토해양부 또는 한국도로공사에 설정한 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈간의 간격에 관한 설계치를 말한다.
상기 초음파센서부(550)는 커터기 일측의 도로표면쪽 방향에 설치되어 스마트 마이컴부의 동작명령신호에 따라 동작한 커터기의 시공 결과 데이터(도로 폭, 길이, 인접한 홈간의 간격, 각도)를 초음파로 센싱한 후, 스마트 마이컴부로 전송시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 초음파 센서부(550)는 커터기 일측에 설치되어, 일정 높이를 갖은 상태에서 바닥 방향으로 초음파를 송출하고, 반사되어 돌아오는 초음파의 변화나 세기를 검출하여, 스마트 마이컴부로 송신한다.
즉, 초음파 센서부를 통해 T0 시간에 바닥방향으로 초음파를 발사하고, T1 시간에 반사음을 수신한다.
이어서, 초음파 센서부에서 노면에 형성된 미끄럼 방지홈으로 초음파 발사 후에 반사음을 수신하여 시간차를 이용하여 노면에 형성된 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격을 센싱한다.
이어서, 스마트 마이컴부에서는 초음파 센서부에서 측정된 값과 기준설정치와 비교한 후, 노면에 형성된 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격을 연산한다.
다음으로, 본 발명에 따른 살포기(600)에 관해 설명한다.
상기 살포기(600)는 커터기의 후단 일측에 위치되어, 도로표면에 형성된 노면 미끄럼 방지홈에 단면보강조성물을 살포시키는 역할을 한다.
이는 드럼통(610)에 단면보강조성물을 수용하고, 그 드럼통(610) 일측에 분사용 가스통(620)을 구비한 후, 도로표면에 형성된 노면미끄럼방지홈과 수직방향으로 동일선상에 위치한 분사관을 통해 단면보강조성물이 공급되면, 분사관에 복수개로 형성된 노즐(630)을 통해 도로표면의 노면미끄럼방지홈을 따라 1:1로 골고루 분사시키도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 건조기(700)에 관해 설명한다.
상기 건조기(700)는 구동부 일측에 위치되어, 노면 미끄럼 방지홈에 살포된 단면보강조성물을 건조 양생시키는 역할을 한다.
이는 고주파유전건조부(710), 초음파 건조부(720), 마이크로파 건조부(730), 적외선 건조부(740) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 고주파유전건조부(710)는 도 4에서 도시한 바와 같이, 전극 간에 고주파 전계를 가하면 전기 쌍극자는 전계의 방향으로 심하게 회전?진동하게 되는데, 이때 분자끼리의 마찰에 의해 열을 발생하게 하는 장치이다.
이와 같은 고주파유전건조는 열전도를 필요로 하지 않기 때문에 급속건조, 균일건조가 가능하고, 선택건조, 국부건조가 가능하며, 온도의 응답속도가 빠르기 때문에 온도제어가 쉽다는 특징이 있다.
본 발명에 따른 고주파유전건조부는(710) 일측에 양(+)의 전극이 위치하고, 타측에 음(-)의 전극이 위치하여 상기 음과 양의 전극 사이에 피열물을 위치시켜 고주파전원을 통해 건조할 수 있도록 구성되어 있는 건조수단을 통해 이루어지는 것으로,
상기 피열물은 본 발명에 따른 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈으로, 양극(+)과 음극(-)에 의한 전기력선이 지그재그 형태로 통과하는 격자전극을 형성하여 60 ~ 80㎒의 고주파를 가하여 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈의 온도가 80 ~ 265℃로 상승할 때까지 건조하는 것을 특징으로 한다.
상기 격자전극을 통하여 60 ㎒이하에서 고주파를 가하게 될 경우에 아스팔트 포장도로의 균열보수 노면으로 가해지는 고주파가 불규칙적으로 방사되는 문제점이 있으며, 80㎒이상에서 고주파를 가하게 될 경우에 발전기로부터 공급되는 전원이 빨리 소모되어 장시간으로 작업하기가 어려운 문제점이 발생되므로, 격자전극을 형성하여 60 ~ 80㎒의 고주파를 가하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 건조 온도가 265℃를 초과할 경우에는 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈의 발화점을 넘게 되므로, 상기 온도범위 내에서 건조하는 것이 바람직하다.
상기 초음파 건조부(720)는 도 5에서 도시한 바와 같이, 공기실린더를 통해 일정한 압력을 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈에 가하게 되면, 그 압력으로 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈을 누른 상태에서 초음파 진동으로 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈 내부의 발열을 유도하여 건조시키는 역할을 한다.
이는 상기 공기실린더가 최상부에 위치하여 가압하게 되며, 그 아래로 진동자, 호온 및 공고호온이 차례대로 결합 구성되어 있으며, 상기 진동자는 그 일측으로 전원과 연결된 초음파발진기와 연결되어 있다.
이와 같은 초음파 건조는 물, 기름, 가루, 인쇄잉크 등의 이물질이 개재되어 있어도 초음파 진동으로 건조할 수 있고, 초음파의 작용으로 제품의 변형이나 내용물의 변질에 염려가 없는 것으로, 본 발명에 따른 초음파 건조는 초음파 출력 30[W] ~ 3[㎾]이고, 주파수는 15 ~ 40[㎑]로 하여 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈의 온도가 80 ~ 265℃로 상승할 때까지 건조하는 것을 특징으로 한다.
초음파 출력이 30[W]이하에서는 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈 부위만 건조가 되는 문제점이 발생되고, 3[㎾]이상에서는 주위의 전기?전자부품까지 초음파 진동을 일으켜 잦은 고장을 발생시키는 문제점이 발생되므로 초음파 출력 30[W] ~ 3[㎾]에서 출력시키는 것이 바람직하다.
그리고, 주파수가 15[㎑]이하에서는 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈에 물, 기름, 가루, 인쇄잉크 등의 이물질이 있을 경우에 파손 또는 균열이 발생된 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈 깊숙이 초음파 건조이 전달되지 않는 문제점이 있으며, 40[㎑]이상에서는 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈으로 가해지는 초음파가 불규칙적으로 방사되는 문제점이 있으므로, 주파수가 15 ~ 40[㎑]로 하는 것이 바람직하다.
또한, 건조 온도가 265℃를 초과할 경우에는 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈의 발화점을 넘게 되므로, 상기 온도범위 내에서 건조하는 것이 바람직하다.
상기 마이크로파 건조부(730)는 도 6에서 도시한 바와 같이, 적어도 하나 이상의 마그네트론이 장착되어 상기 마그네트론에서 방사된 전자파로 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈을 건조시키는 역할을 한다.
이는 발전기의 전기를 다수의 마그네트론에 인가하여 마그네트론에서 방사된 전자파로 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈을 건조한다.
상기 마그네트론의 장착을 위하여, 수평형상의 세라믹방열판 지지대에 복수개의 마그네트론이 장착된다.
여기서, 상기 마그네트론은 순동의 전극을 양극으로 하고 축 방향으로는 음극과 그리드가 배치된 구성으로, 상기 양극은 내부에 다수의 중공이 뚫어진 원형의 형태로 제공되고, 음극은 축 형태로 제공되어 상기 음극을 양극의 중심부에 결합하여 사용하게 된다.
따라서, 상기 음극의 축 방향으로 자기장을 걸면 이 음극에서 반지름 방향으로 튀어나온 전자가 양극에 흡인됨과 동시에 자기장에 의해서 진행방향으로 직각의 힘을 받게 된다.
즉, 전자는 나선상의 운동을 하게 되는데, 자기장의 강도를 크게 하면 전자가 구부러지는 양도 많아지며, 양극에 도달하기 전에 몇 번이라도 돌게 된다.
그리고, 자기장의 강도가 어느 한계(임계자속밀도)에 도달하면 전자는 거의 양극에 도달하지 못하게 된다.
이에 따라 음극 주위에는 전자에 의한 회전전자극이 생기고 양극의 중공부에는 유도전류인 마이크로파가 생겨서 이 마이크로파의 파장으로 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈을 건조하게 되는 것이다.
마이크로파는 300㎒ ~ 30㎓ 사이의 주파수 영역에 있는 전자파의 총칭으로, 본 발명에서는 특히 2,450㎒ ~ 5㎓ 사이의 주파수 영역에 있는 전자파가 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈에 조사되어 함유되어 있는 단면보강조성물을 진동시켜 건조하게 된다.
즉, 이러한 마그네트론에 의해 방사되는 전자파인 마이크로파가 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈의 단면보강조성물을 조사하여 진동시키게 됨으로써, 상기 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈을 빠르게 건조하여 양생하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 적외선 가열(740)은 도 7에서 도시한 바와 같이, 적외선이 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈에 조사되어 일정 온도로 가열하게 됨으로써, 단면보강조성물이 외부와의 접촉에 의해 온도가 낮아지더라도 바닥면에 설치된 가열수단에 의해 온도가 전체적으로 일정하게 유지된 상태로 건조시키는 역할을 한다.
이는 세라믹방열판을 통해 적외선 가열을 하기 위해 노면 가열기의 일측에 가스공급장치와; 이 가스공급장치에 연결되어 배출된 가스를 이송하는 이송호스와; 상기 이송호스 상에 장착되어 가스의 이송을 제어하는 개폐밸브와 상기 이송호스로부터 공급받은 가스를 연소시키는 가스연소장치와; 이 가스연소장치의 일면에 장착된 상태로 노면가열기에 내장되어 가스의 연소 시 적외선을 방열하는 세라믹방열판을 구성한다.
즉, 개폐밸브의 개방에 따라 가스공급장치로부터 배출된 가스는 이송호스를 통해 가스연소장치로 이송되어 연소되며, 가스가 연소되면서 발열되는 열은 세라믹방열판으로 전달되고, 세라믹방열판은 이 열과 함께 적외선을 최종적으로 외부로 방사하여 포장도로의 노면, 그 노면 위에 접착조성물과 도포되는 보수조성물을 조사하게 되는 것이다.
여기서, 상기 세라믹방열판에서 발생 되는 적외선은 에너지파의 일종인 전파로, 파장 대가 0.76 ~ 1,000㎛범위의 빛을 말한다.
파장에 따라 0.76 ~ 1.5㎛를 근 적외선, 1.5 ~ 5.6㎛를 중 적외선이라 하고 5.6 ~ 1,000㎛를 원적외선이라 하며, 특히 6 ~ 14㎛파장대의 원적외선이 가열에 가장 적합한 것으로, 적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있다.
이와 같은 적외선은 복사열 에너지로써, 중간 열전달 매체 없이 피 가열물에 도달하여 발열하므로 열효율이 높고, 대류(공기)를 통하지 않고 직접가열함으로, 보수조성물에 산화작용이 발생 되지 않으며, 적외선의 파장은 고분자물질의 파장과 일치하므로, 공명(공진)현상에 의한 분자운동을 촉진하므로 복사에너지가 쉽게 흡수되어 가열 및 건조시간이 단축되어 내부의 균일한 가열로 화학적 변화없이 가열할 수 있다는 장점을 갖는다.
즉, 이러한 적외선이 세라믹방열판으로부터 방사된 후 포장도로의 단면보강조성물이 살포된 노면 미끄럼 방지홈에 조사되어 일정 온도로 가열하게 됨으로써, 단면보강조성물이 외부와의 접촉에 의해 온도가 낮아지더라도 각 장치에 설치된 가열수단에 의해 그 온도가 전체적으로 일정하게 유지된 상태로 도로에 포설되는 것이다.
상기 예에서 설명한 세라믹방열판은 알루미나 세라믹스, 지르코니아 세라믹스, 티타니아 세라믹스, 페라이트 세라믹스, 산화철 세라믹스 중 적어도 하나 이상이 포함되어 사용된다.
알루미나 세라믹스는 알파-알루미나를 83%를 함유하는 것이고,
지르코니아 세라믹스는 융점이 2,677℃, 밀도 5.6g/cm3, 모드경도 7인 지르코니아(ZrO2) 71 ~ 93중량%에 용적변화가 일어나지 않도록 하기 위한 CaO(산화칼슘), MgO(산화마그네슘), Y2O3 중 선택되는 1종 또는 2종 이상의 안정화제가 첨가된 것이다.
티타니아 세라믹스는 루틸의 단결정 융점이 1,840±10℃, 비유전율은 89, 열전도도는 0.148cal/s.cm.℃, 모스경도는 6.7인 루틸 티타니의 다결정체 세라믹스이다.
이하, 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법에 관해 설명한다.
먼저, 스마트제어모듈을 통해 그루빙 시공 모드를 선택한다(S10).
상기 그루빙 시공 모드는 스마트마이컴부(540)의 제어하에 구동되는 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드; 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드; 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드; 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드; 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드를 말한다.
이어서, 노면 미끄럼 방지홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율을 선택한다(S20).
이어서, 스마트 마이컴부에서 자바 가상머신을 통한 어플리케이션으로 콘텐츠화해서 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S100), 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S200), 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드(S300), 터널 진출입 입구, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S400), 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드(S500)별로 디스플레이부 화면상에 출력시킨다(S30).
이어서, 화면상에 출력된 그루빙 시공 모드별로 노면에 미끄럼방지홈이 형성되도록 커터기에 1:1 동작명령신호를 보낸다(S40).
이어서, 스마트마이컴부에서 전송된 그루빙 시공 모드에 해당하는 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격에 맞도록 커터기의 블레이드판을 셋팅한다(S50).
여기서, 노면미끄럼방지홈의 형상을 삼각형상으로 형성시키고자 할 때는 블레이드판 중 제1 블레이드판이 선택되어 커터기에 셋팅되고, 노면미끄럼방지홈의 형상을 사다리꼴형상으로 형성시키고자 할 때는 블레이드판 중 제2 블레이드판이 선택되어 커터기에 셋팅되며, 노면미끄럼방지홈의 형상을 부채꼴형상으로 형성시키고자 할 때는 블레이드판 중 제3 블레이드판이 선택되어 커터기에 셋팅된다.
이어서, 커터기를 구동시켜 도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성시킨다(S60).
이는 커터기의 제1 블레이드판을 통해 도로표면에 깊이가 1mm~100mm이고, 폭이 2mm~30mm이며, 양측면이 바닥과 이루는 꼭지점 각도(θ)가 10°~165°인 삼각형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시킨다.
또는, 커터기의 제2 블레이드판을 통해 도로표면에 깊이가 1mm~100mm이고, 밑면의 폭이 2mm~30mm이며, 윗면의 폭이 5mm~50mm이고, 양측면이 바닥과 이루는 각도(Q1)가 95°~165°인 사다리꼴 형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시킨다.
또는, 커터기의 제3 블레이드판을 통해 도로표면에 깊이가 1mm~100mm이고, 폭이 2mm~30mm이며, 도로표면과 접촉되는 원호의 길이가 1~50mm이고, 중심각도(θ)가 10°~150°인 부채꼴 형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시킨다.
또는 커터기의 제4 블레이드판을 통해 도로표면에 깊이가 1mm~100mm이고, 폭이 2mm~30mm이며, 도로표면과 접촉되는 밑면과 측면이 이루는 각도 (θ)가 80°~110°인 사각형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시킨다.
이어서, 초음파센서부에서 커터기의 시공 결과 데이터(도로 폭, 길이, 인접한 홈간의 간격, 각도)를 초음파로 센싱한 후, 스마트 마이컴부로 전송시킨다(S70).
이어서, 도로표면에 형성된 노면 미끄럼 방지홈에 살포기를 통해 단면보강 조성물을 살포한다(S80).
상기 단면보강 조성물은
고형분(%) 50 ~ 51, pH 8.0 ~ 9.0, 비중(20℃) 1.25 ~ 1.33인 아크릴 에멀젼 수지 10 ~ 90wt%와,
고형분(%) 55 ~ 57, pH 7.5 ~ 8.5, 비중(20℃) 1.29 ~ 1.35인 아크릴 폴리우레탄 수지 10 ~ 90wt%의 혼합으로 조성된 점도(mPa.s) 32 ~ 38인 코팅제 용제(A) 50 ~ 80wt%;와,
Silicon Oxide(SiO2)를 주성분으로 하는 평균입경 15㎛의 세라믹 분말(B) 10 ~ 30wt%;와,
평균 입경이 0.3㎛이고, 비중(25℃) 4.0, pH 8.1인 Titanate(TiO2)(C) 5 ~ 20wt%;와,
소포제(D) 0.2 ~ 1wt%;와,
레벨링제(E) 0.05 ~ 0.1wt%;와,
희석제인 물(F) 2 ~ 5wt%;를 혼합하여 조성된다.
끝으로, 노면 미끄럼 방지홈에 살포된 단면보강 조성물을 건조기를 통해 건조 양생시킨다(S90).
이는 고주파유전건조부(710), 초음파 건조부(720), 마이크로파 건조부(730), 적외선 건조부(740) 중 어느 하나가 선택되어 건조 양생된다.
이하, 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법 중 스마트 마이컴부에서 자바 가상머신을 통한 어플리케이션으로 콘텐츠화해서 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S100), 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S200), 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드(S300), 터널 진출입 입구, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S400), 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드(S500)별로 디스플레이부 화면상에 출력시키는 단계(S30)에서, 각 그루빙 시공모드의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드에 관해 설명한다.
[일실시예1]
이는 도 1에서 도시한 바와 같이, 도로의 종단경사가 2% 미만의 도로일 경우에는 도 11에 도시한 바와 같이, 횡방향 노면 미끄럼 방지홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 0.7 : 6.7로 선택되고, 그 홈의 폭이 5mm이고, 깊이가 4mm이며, 인접한 홈의 간격이 34mm로 형성된다.
[일실시예2]
종단경사가 2% 이상의 도로일 경우에는 종방향 노면 미끄럼 방지홈(노면 미끄럼 방지홈 )의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 0.7 : 3.8로 선택되고, 그 홈의 폭이 5mm이고, 깊이가 4mm이며, 인접한 홈의 간격이 19mm로 형성되고, 도 12에서 도시한 바와 같이, 횡방향의 배수를 촉진하기 위해 횡단 배수홈이 주행방향에 대하여 배수홈 각도가 45°이고, 홈의 폭이 30mm이고, 깊이가 10mm이며, 인접한 배수홈의 간격이 10mm로 형성된다.
이렇게 도로의 종단경사가 2% 미만의 도로일 경우에 홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 0.7 : 6.7로 이루어진 횡방향 노면 미끄럼 방지홈을 설치하고, 종단경사가 2%이상의 도로일 경우에 홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 0.7 : 3.8로 이루어진 종방향 노면 미끄럼 방지홈과 횡단 배수를 촉진하기 위한 횡단 배수홈을 시공함으로서, 배수성이 향상되고, 결빙억제가 탁월한 효과가 있는 보다 정확하고 규격화된 노면 미끄럼 방지홈 시공방법을 제공할 수가 있다.
다음으로, 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드에 관해 설명한다.
[일실시예3]
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 0.7 : 3.8로 선택되고, 그 홈의 폭이 8mm이고, 깊이가 6mm이며, 인접한 홈의 간격이 30mm로 하여 종방향 노면 미끄럼 방지홈을 형성하는 제1단계로 이루어진다.
이어서, 도 12에서 도시한 바와 같이, 횡방향의 배수를 촉진하기 위해 주행방향에 대하여 배수홈 각도가 40°이고, 홈의 폭이 40mm이고, 깊이가 20mm이며, 인접한 홈의 간격이 25mm로 하여 횡단 배수홈을 형성하는 제2단계로 이루어진다.
이어서, 도 13에서 도시한 바와 같이, 도로의 선형성이 좋지 않아 급감속이 요구되는 구간 진입부에 운전자에게 경각심을 주기 위하여 폭과 깊이 비율이 1 : 0.17로 선택되고, 그 홈의 폭이 60mm이고, 깊이가 10mm로 하며, 인접한 홈의 간격이 1m가 되도록 감속 경고홈을 형성하는 제3단계로 이루어진다.
여기서, 감속 경고홈은 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 횡방향 대폭 노면 미끄럼 방지홈 시공방법으로 구성된 감속 경고구간을 설치하기 위해 형성된다.
이처럼, 홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 0.7 : 3.8로 선택되어 종방향 노면 미끄럼 방지홈이 형성되고, 도로의 기하구조에 따라 횡단배수홈이 형성되며, 도로의 선형 연속성이 좋지 않아 급감속이 요구되는 구간 진입부에 운전자의 경각심을 주기 위하여 감속 경고홈을 시공함으로서, 접지력 향상 및 조향성 향상이 탁월한 효과가 있는 보다 정확하고 규격화된 노면 미끄럼 방지홈 시공방법을 제공할 수가 있다.
다음으로, 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드에 관해 설명한다.
[일실시예4]
이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 원곡선 도로 구간 진입 전 완화 구간이 없는 경우에 진입 전송에 차량의 주행속도(km/hr)에 따라 2.5초 주행 거리를 70m로 하고, 1초간의 주행거리인 감속 경고 구간의 길이가 25m로 하여 횡방향 이격식으로 감속 경고구간을 형성한다.
그리고, 도 4 및 도 11에 도시한 바와 같이, 원곡선 도로 구간 진입 전 완화 구간이 있는 경우에 완화구간과 원곡선 구간을 연결하고, 그 완화구간과 원곡선 구간이 연결된 전체 구간에 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 0.7 : 5.7로 선택되고, 그 홈의 폭이 10mm이고, 깊이가 7mm이며, 인접한 홈의 간격이 57mm로 하여 종방향 노면 미끄럼 방지홈을 형성된다.
그리고, 횡방향의 배수를 촉진하기 위해 주행방향에 대하여 배수홈 각도가 50°이고, 홈의 폭이 34mm이고, 깊이가 15mm이며, 인접한 배수홈의 간격이 20mm로 하여 횡단 배수홈을 형성한다.
이처럼, 원곡선 도로 구간 진입 전 완화 구간이 없는 경우에 차량의 주행속도(km/hr)에 따라 2.5초 주행 거리를 두고, 감속 경고 구간을 설치하며, 감속 경고구간의 길이는 1초간의 주행거리로 하고; 원곡선 도로 구간 진입 전 완화 구간이 있는 경우에 완화구간과 원곡선 구간을 연결하여 전체 구간에 종방향 노면 미끄럼 방지홈을 형성하고, 횡방향의 배수를 촉진하기 위해 횡단 배수홈을 형성함으로서, 도로의 곡선부 그루빙 시공시, 보다 정확하고 규격화된 노면 미끄럼 방지홈 시공방법을 제공할 수가 있다.
다음으로, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드에 관해 설명한다.
[일실시예5]
이는 교차로, 횡단보도, 철도 건널목 등과 같이 제동구간 전방에 운전자의 주의를 환기시키기 위하여 운전자의 인지 및 반응시간을 고려하여 차량의 주행속도(km/hr)에 따라 제동거리 2.5초의 주행거리 지점부터 시작하여 1초간의 경고구간을 30m로 한 횡방향 이격식으로 감속 경고구간을 형성한다.
이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 감속 경고구간(t=1)에서 위험을 인지한 운전자가 반응시간(t=1.5)을 거쳐 주행 차량이 제동행위를 하도록 횡방향 경고 홈의 폭을 1m 시공하고, 경고 홈의 간격을 3m 간격으로 설치하며, 감속경고구간의 설치길이를 20m로 하여 설치하는 1:3 방식으로 형성한다.
또는, 도 10에 도시한 바와 같이, 횡방향 경고 홈의 폭을 3m로 시공하고, 홈의 간격을 6m로 설치하며, 감속경고구간의 설치길이를 30m로 하여 설치하는 3:6 방식으로 형성한다.
이처럼, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목에 횡방향 이격식으로 경고구간이 형성되고, 1:3 방식 또는 3:6 방식 중 어느 하나가 선택되어 경고홈을 형성함으로서, 제동거리 단축이 탁월한 효과가 있는 보다 정확하고 규격화된 노면 미끄럼 방지홈 시공방법을 제공할 수가 있다.
다음으로, 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드에 관해 설명한다.
[일실시예6]
이는 도 5에서 도시한 바와 같이, 5% 이상의 내리막 구배가 100m 이상인 구간의 종단 내리막 도로가 있다고 가정한다.
이때, 종단 내리막 도로의 전체길이(경고구간길이 + 제동구간길이)가 110m로 한다.
이러한 5% 이상의 내리막 구배가 110m인구간의 전체길이에 대하여, 홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율이 1 : 1 : 5.6로 선택되고, 그 홈의 폭이 5mm이고, 깊이가 5mm이며, 인접한 홈의 간격이 28mm로 한 종방향 노면 미끄럼 방지홈이 형성된다.
그리고, 최소 구간을 적용하기 위하여 5% 이상의 종단 경사가 시작되는 지점으로부터 100m 내려간 지점에서 내리막 구배가 끝나는 지점까지 적용한다.
이어서, 횡방향의 배수를 촉진하기 위해 주행방향에 대하여 배수홈 각도가 45°이고, 홈의 폭이 35mm이고, 깊이가 15mm이며, 인접한 배수홈의 간격이 20mm로 하여 횡단 배수홈이 형성된다.
이처럼, 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법은 스마트제어모듈(500)의 제어하에 자바 가상머신을 통한 어플리케이션으로 콘텐츠화해서 각 그루빙 시공 모드별로 디스플레이부 화면상에 출력시켜, 선택되도록 하고, 선택된 모드에 따라 커터기를 구동시켜 1:1 스마트제어를 할 수가 있어, 그루빙 시공시, 보다 정확하고 규격화된 노면 미끄럼 방지홈을 시공할 수가 있다.
이하, 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강 방법 중 도로표면에 형성된 노면 미끄럼 방지홈에 살포기를 통해 단면보강 조성물을 살포단계(S80)의 구체적인 방법을 설명한다.
본 발명에 따른 단면보강 조성물은 코팅제 용제 50 ~ 80wt%와, 평균입경 15㎛의 세라믹 분말(B) 10 ~ 30wt%와, 평균 입경이 0.3㎛이고, 비중(25℃) 4.0, pH 8.1인 Titanate(TiO2)(C) 5 ~ 20wt%와, 소포제(D) 0.2 ~ 1wt%와, 레벨링제(E) 0.05 ~ 0.1wt%와, 희석제인 물(F) 2 ~ 5wt%의 혼합으로 조성된다.
그리고, 상기 단면보강 조성물은 상기 코팅제 용제, 세라믹 분말 및 Titanate(TiO2) 분말을 용기에 투입하여 1시간 동안 800RPM으로 교반한 후, 교반과정에서 발생하는 수많은 기포를 제거하기 위해서 소포제를 첨가하여 20분 동안 300RPM으로 교반 실시하고,
마지막으로 레벨링제와 희석제인 물을 첨가하여 5분 동안 300RPM으로 교반 실시한 후 2시간 동안 밀봉 방치하여 제조한다.
상기 코팅제 용제는 고형분(%) 50 ~ 51, pH 8.0 ~ 9.0, 비중(20℃) 1.25 ~ 1.33인 아크릴 에멀젼 수지 10 ~ 90wt%와,
고형분(%) 55 ~ 57, pH 7.5 ~ 8.5, 비중(20℃) 1.29 ~ 1.35인 아크릴 폴리우레탄 수지 10 ~ 90wt%의 혼합으로 조성하여 점도(mPa.s) 32 ~ 38인 것으로서, 단면보강 조성물의 제조에 있어 바인더의 기능을 갖는다.
상기 코팅제 용제를 구성하는 아크릴 에멀젼 수지와 아크릴 폴리우레탄 수지의 혼합비율은 단면보강 조성물의 퍼짐성과 점도에 영향을 미치는 것으로서, 아크릴 에멀젼 수지가 90wt%를 초과하거나, 아크릴 폴리우레탄 수지가 10wt% 미만으로 사용되는 경우에는 단면보강 조성물의 퍼짐성은 좋으나 점도가 낮아지는 문제가 있고, 아크릴 에멀젼 수지가 10wt% 미만인거나, 아크릴 폴리우레탄 수지가 90wt% 미만으로 사용되는 경우에는 단면보강 조성물의 점도가 높아짐에 따른 퍼짐성이 나빠지는 문제가 있으므로, 상기 코팅제 용제는 아크릴 에멀젼 수지 10 ~ 90wt%와 아크릴 폴리우레탄 수지 10 ~ 90wt%의 혼합으로 조성하는 것이 바람직하다.
그리고 이와 같이 조성된 코팅제 용제는 전체 단면보강 조성물 중 50 ~ 80wt%의 중량비율로 사용한다.
상기 세라믹 분말은 단면보강 조성물 도포 시공시 퍼짐성을 향상시키기 위해 사용하는 것으로서, 그 사용량이 10wt% 미만인 경우에는 점도가 너무 낮아 도포 작업성이 떨어지고, 30wt%를 초과하게 되는 경우에는 점도가 너무 높아져 역시 도포 작업성이 떨어지게 되므로, 상기 세라믹 분말은 전체 단면보강 조성물 중 10 ~ 30wt%의 중량비율로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 Titanate(TiO2)는 접착강도의 향상과 점도 상승 효과를 가져오기 위하여 사용하는 것으로서, 그 사용량이 5wt% 미만인 경우에는 단면보강 조성물의 접착강도의 향상을 기대하기 어렵고, 20wt%를 초과하게 되는 경우에는 도포 작업성이 떨어질 수 있으므로, 상기 상기 Titanate(TiO2)는 전체 단면보강 조성물 중 5 ~ 20wt%의 중량비율로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 소포제는 단면보강 조성물을 제조과정에서 발생하는 수많은 기포를 제거하기 위하여 사용하는 것으로서, 그 사용량이 0.2wt% 미만인 경우에는 기포를 제거하는 기능성이 떨어지고, 1wt%를 초과하게 되는 경우에는 단면보강 조성물의 도포 후 도포면이 움푹 파이는 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 소포제는 전체 단면보강 조성물 중 0.2 ~ 1wt%의 중량비율로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 소포제의 구체적인 예로는 탄화수소류, 유기실리콘, 탄화불소류, 탄화수소류, 실리카 중 선택되는 어느 1종을 사용한다.
상기 레벨링제는 단면보강 조성물을 그루빙 시공 노면에 도포하게 될 경우 흘러내리는 현상을 방지하여 작업성을 편하게 하기 위한 평활도 향상과 점도 조절을 위해 사용하는 것으로서, 그 사용량이 0.05wt% 미만인 경우에는 레벨링제의 사용으로 기대할 수 있는 평활도의 향상과 점도 조절 기능을 기대하기 어렵고, 0.1wt%를 초과하여 사용하게 되는 경우에는 단면보강 조성물을 도포한 후 경화과정을 거치면서 도포면에서 균열이 발생하는 문제가 생길 수 있으므로, 상기 레벨링제는 전체 단면보강 조성물 중 0.05 ~ 0.1wt%의 중량비율로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 레벨링제의 구체적인 예로는 폴리비닐 에테르를 들 수 있다.
상기 희석제인 물은 단면보강 조성물의 점도를 조절하기 위하여 첨가하는 것으로서, 본 발명에 따른 단면보강 조성물의 점도는 650 ~ 800mPa.s를 유지하면, 이와같이 점도를 유지하는 이유는 단면보강 조성물을 이용하여 노면을 도포하게 되는 경우에 균일한 도포가 이루어질 수 있기 때문이다.
따라서, 상기 희석제인 물을 2 ~ 5wt%의 범위를 벗어나서 사용하게 되는 경우에는 상기 한 단면보강 조성물의 최종 점도를 기대하기 어렵기 때문에 상기 물의 사용량은 전체 단면보강 조성물 중 2 ~ 5wt%의 중량비율로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 단면보강 조성물의 구체적인 혼합비율을 살펴보면 다음의 실시예 1과 같다.
단면보강 조성물
본 발명에 따른 단면보강 조성물은 고형분(%) 50 ~ 51, pH 8.0 ~ 9.0, 비중(20℃) 1.25 ~ 1.33인 아크릴 에멀젼 수지 50wt%와, 고형분(%) 55 ~ 57, pH 7.5 ~ 8.5, 비중(20℃) 1.29 ~ 1.35인 아크릴 폴리우레탄 수지 50wt%의 혼합으로 조성된 코팅제 용제(A) 70wt%와,
평균입경 15㎛의 세라믹 분말(B) 20wt%;와,
평균 입경이 0.3㎛이고, 비중(25℃) 4.0, pH 8.1인 Titanate(TiO2)(C) 5wt%;와, 실리카(D) 0.9wt%;와, 폴리비닐 에테르(E) 0.1wt%;와, 희석제인 물(F) 4wt%의 혼합으로 조성한다.
상기 실시예 1의 조성비율로 한 단면보강 조성물의 제조과정을 구체적으로 살펴보면 다음의 실시예 2와 같다.
상기 실시예 1에 제시된 혼합비율을 이용한 단면보강 조성물의 제조과정은 다음과 같다.
먼저 용기에 코팅제 용제, 세라믹 분말 및 Titanate(TiO2) 분말을 용기에 투입하여 1시간 동안 800RPM으로 교반한다.
이와 같이 교반을 하게 되면 용기 내에 수많은 기포가 발생하게 되며, 이와 같이 발생한 수많은 기포를 제거하기 위하여 소포제를 첨가하게 된다.
실리카를 추가로 첨가한 후에는 다시 20분 동안 300RPM으로 교반 실시한다.
그리고 최종적으로 폴리비닐 에테르와 희석제인 물을 첨가하여 5분 동안 300RPM으로 교반 실시한 후 2시간 동안 밀봉 방치함으로써 본 발명에 따른 단면보강 조성물이 완성된다.
100 : 구동부 200 : 커터기
300 : 발전기 400 : 폐기물 수집부
500 : 스마트제어모듈 600 : 살포기
700 : 건조기

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 스마트제어모듈을 통해 그루빙 시공 모드를 선택하는 단계(S10)와,
    노면 미끄럼 방지홈의 폭과 깊이, 인접한 홈의 간격 비율을 선택하는 단계(S20)와,
    스마트 마이컴부에서 자바 가상머신을 통한 어플리케이션으로 콘텐츠화해서 배수성 향상 및 결빙억제가 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S100), 접지력 향상 및 조향성 향상이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S200), 도로의 곡선부 그루빙 시공 모드(S300), 터널 진출입 입구, 교차로, 횡단보도, 철도 건널목의 접근부에 설치되어 제동거리 단축이 필요한 도로의 그루빙 시공 모드(S400), 내리막 경사 구간의 그루빙 시공 모드(S500)별로 디스플레이부 화면상에 출력시키는 단계(S30)와,
    화면상에 출력된 그루빙 시공 모드별로 노면에 미끄럼방지홈이 형성되도록 커터기에 1:1 동작명령신호를 보내는 단계(S40)와,
    스마트마이컴부에서 전송된 그루빙 시공 모드에 해당하는 노면 미끄럼 방지홈의 폭, 깊이, 인접한 홈의 간격에 맞도록 커터기의 원형블레이드를 셋팅하는 단계(S50)와,
    커터기를 구동시켜 도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성시키는 단계(S60)와,
    초음파센서부에서 커터기의 시공 결과 데이터(도로 폭, 길이, 인접한 홈간의 간격, 각도)를 초음파로 센싱한 후, 스마트 마이컴부로 전송시키는 단계(S70)와,
    도로표면에 형성된 노면 미끄럼 방지홈에 살포기를 통해 단면보강 조성물을 살포하는 단계(S80)와,
    노면 미끄럼 방지홈에 살포된 단면보강 조성물을 건조기를 통해 건조 양생하는 단계(S90)로 이루어지는 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강방법에 있어서,
    상기 커터기를 구동시켜 도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성시키는 단계(S60)는
    도로표면에 깊이가 1mm~20mm이고, 폭이 2mm~30mm이며, 양측면이 바닥과 이루는 꼭지점 각도(θ)가 10°~165°인 삼각형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시키는 것을 특징으로 하는 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서, 상기 커터기를 구동시켜 도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성시키는 단계(S60)는
    도로표면에 깊이가 1mm~20mm이고, 밑면의 길이가 2mm~30mm이며, 윗면의 길이가 3mm~50mm이고, 양측면이 바닥과 이루는 각도(θ)가 95°~165°인 사다리꼴 형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시키는 것을 특징으로 하는 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 커터기를 구동시켜 도로 표면에 노면 미끄럼 방지홈을 형성시키는 단계(S60)는
    도로표면에 부채꼴 드럼의 중심으로부터 나온 반지름(R)의 길이가 1mm~100mm이고, 부채꼴 드럼의 중심각도(θ)가 10°~150°이며, 이로 인해 형성된 원호의 길이는 1mm ~ 50mm인 부채꼴 형상의 노면미끄럼방지홈을 형성시키는 것을 특징으로 하는 노면 미끄럼 방지홈 단면 보강방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 단면보강 조성물은
    고형분(%) 50 ~ 51, pH 8.0 ~ 9.0, 비중(20℃) 1.25 ~ 1.33인 아크릴 에멀젼 수지 10 ~ 90wt%와,
    고형분(%) 55 ~ 57, pH 7.5 ~ 8.5, 비중(20℃) 1.29 ~ 1.35인 아크릴 폴리우레탄 수지 10 ~ 90wt%의 혼합으로 조성된 점도(mPa.s) 32 ~ 38인 코팅제 용제(A) 50 ~ 80wt%;와,
    Silicon Oxide(SiO2)를 주성분으로 하는 평균입경 15㎛의 세라믹 분말(B) 10 ~ 30wt%;와,
    평균 입경이 0.3㎛이고, 비중(25℃) 4.0, pH 8.1인 Titanate(TiO2)(C) 5 ~ 20wt%;와,
    소포제(D) 0.2 ~ 1wt%;와,
    레벨링제(E) 0.05 ~ 0.1wt%;와,
    희석제인 물(F) 2 ~ 5wt%;를 혼합하여 조성되는 것을 특징으로 하는 그루빙 단면 보강방법.
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