KR101131582B1 - 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보조기층에 사용하는 흙과 표층에 사용하는 황토나 마사토에 고화제가 혼합된 반응제를 첨가하여 다짐작업을 함으로써, 노상과 보조기층 및 표층이 일체화되어 외부 충격에 우수하고 친환경적인 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조는, 하부로부터 노상(路床), 보조기층, 표층으로 이루어지는데, 보조기층은 흙 94～96중량%, 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량%를 혼합하여 다짐한 것이고, 표층은 황토나 마사토 94～96중량%, 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량%를 혼합하여 다짐한 것으로, 이들 노상, 보조기층 및 표층이 일체화되어 이루어지고, 상기 반응제는 40～60중량%의 포틀랜드시멘트, 38.9～58.9중량%의 석탄비산재, 0.1중량%의 무기질 첨가제, 1.0중량%의 고화제를 혼합한 것을 특징으로 한다.

Description

고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조{Structure of bicycle road or trail using firming agent}

본 발명은 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 보조기층에 사용하는 흙과 표층에 사용하는 황토나 마사토에 고화제를 첨가하여 다짐작업을 함으로써, 노상과 보조기층 및 표층이 일체화되어 외부 충격에 우수하고 친환경적인 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조에 관한 것이다.

최근 들어 세계적으로 친환경산업, 즉 이산화탄소 배출을 줄이기 위하여 화석연료를 사용하지 않는 저탄소 녹색산업이 각광을 받고 있는데, 이러한 추세에 맞춰 교통수단 및 스포츠용으로 자전거 이용이 점점 늘어나고 있으며, 정부(지방자치단체)에서도 자전거 이용을 활성화하기 위하여 정책적으로 자전거 전용도로를 많이 설치하고 있는데, 지금까지 시공된 대부분의 자전거 전용도로 및 산책로는 표면에 고무칩을 포설하여 자전거가 주행하거나 또는 보행자가 산책하면서 도로에서 미끄러지지 않고 도로의 배수가 잘 되도록 하는 점에만 주안점을 두고 있다.

자전거도로나 산책로의 바닥재는 우레탄바인더와 탄성칩(페타이어칩 또는 재생우레탄칩, EPDM칩 등)으로 시공하는 방식이 가장 많은데, 이 방식은 탄성도가 높다는 장점은 있으나, 시간이 지나면서 황변에 의해 색상의 선명도가 떨어지며 자외선 등에 의한 바인더의 결합력 약화로 탄성칩 입자가 이탈하는 등 내후성에 상당히 취약한 단점이 있으며, 시공시 기후에 따른 시공조건(대기중 습도 등)이 다소 민감하고, 접착면이 습기에 상당히 취약한 단점이 있어 시공후 접착면의 크랙이나 들뜸 현상으로 인해 탄성칩의 이탈 및 박리 등으로 하자가 발생하여 재시공이 불가피한 경우가 많다는 문제가 발생하였다.

또 다른 대표적인 시공방식 중 하나인 칼라투수콘크리트는 시공단가가 저렴하다는 장점은 있으나, 탄성도가 거의 없어 자전거 운전자 및 보행자가 넘어졌을 때 골절이나 타박상 및 찰과상을 입을 위험성이 많으며, 접착면과 투수콘크리트의 접착력 부족과 투수콘크리트의 골재 입자 간의 접착력이 부족하여 크랙이 생기거나 쉽게 박리되어 들뜸현상이 발생하게 되어 결국에는 투수콘크리트가 파괴되게 되고, 특히 동절기에는 반복적인 동결 및 융해에 의해 크랙이나 들뜸현상이 발생하여 하자가 발생함으로써 자전거 도로 및 보행자 도로의 본래의 기능을 상실하게 되는 문제가 있다.

지금까지의 대표적인 자전거도로나 산책로의 시공방법으로, 공개특허 제2002-72499호에는 잔골재 또는 규사 70～80중량부 및 분쇄한 폐타이어고무칩 10～30중량부를 주성분으로 하는 하부 지지층에 폐우레탄 칼라 고무칩을 주성분으로 하는 상부 탄성층으로 구성되는 투수성 탄성 포장재에 대하여 개시되어 있고, 특허 제718545호에는, 골재층의 상부에 아스콘 또는 콘크리트를 도포하여 바닥층을 형성하고, 바닥층의 상부에 접착제를 도포하여 접착제층을 형성하며, 접착제층의 상부에 PP, PVA, 나일론 중 어느 하나의 소재로 이루어진 섬유보강재와 고무입자가 혼합된 고무칩시트를 형성하고, 고무칩시트의 상부에 합성수지층을 형성하여 구성한 섬유보강재가 첨가된 고무칩 시트를 이용한 바닥재용 시트에 대하여 개시되어 있다. 하지만, 이들은 친환경적인 자연소재를 사용한 것이 아니라 모두 아스콘이나 우레탄 등 화학재료를 사용한 것으로, 최근들어 일고 있는 친자연적이고 친환경적인 자전거도로 또는 산책로로서는 부적합한 재료이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 보조기층에 사용하는 흙과 표층에 사용하는 황토나 마사토에 고화제를 첨가하여 다짐작업을 함으로써, 고화제가 노상까지 침투하여 노상과 보조기층 및 표층이 일체화되어 외부 충격에 우수하고 친환경적인 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조를 제공하기 위한 것이다.

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상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조는, 하부로부터 노상(路床), 보조기층, 표층으로 이루어지는데, 보조기층은 흙 94～96중량%, 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량%를 혼합하여 다짐한 것이며, 표층은 황토나 마사토 94～96증량%, 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량% 혼합하여 다짐한 것으로, 이들 노상, 보조기층 및 표층이 일체화되어 이루어지고, 반응제는 40～60중량%의 포틀랜드시멘트; 38.9～58.9중량%의 석탄비산재; 0.1중량%의 첨가제; 1.0중량%의 고화제를 혼합한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 시멘트가 포함된 반응제의 고화제는 12～24중량%의 염화나트륨, 24～26중량%의 염화칼륨, 14～16중량%의 염화마그네슘, 19～21중량%의 염화칼슘, 4～5중량%의 염화알루미늄, 1.5～2.0중량%의 염화제2철, 4～5중량%의 염화암모늄, 2～3중량%의 구연산, 5.5～7.0중량%의 계면활성제, 2～3중량%의 황산나트륨을 혼합한 것이다.

바람직하게는, 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조는, 하부로부터 노상(路床), 보조기층, 표층으로 이루어진 지고, 상기 보조기층은 흙 88～90중량%, 포졸란(pozzolan)이 포함된 반응제 10～12중량%를 혼합하여 다짐한 것이며, 상기 표층은 황토나 마사토 88～90중량%, 포졸란이 포함된 반응제 10～12중량%를 혼합하여 다짐한 것으로, 이들 노상, 보조기층 및 표층이 일체화되어 이루어지고, 상기 반응제는 60중량%의 석탄비산재; 30중량%의 슬래그(slag); 4.0중량%의 생석회; 4.0중량%의 소석회; 2,0중량%의 고화제를 혼합한 것이며, 고화제는 38중량%의 석고, 19중량%의 염화마그네슘, 38중량%의 염화칼륨, 3.8중량%의 구연산, 1.2중량%의 무기질 반응제를 혼합한 것이다.

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상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조는, 보조기층에 사용하는 재료와 표층에 사용하는 황토나 마사토에 고화제를 첨가하여 다짐작업을 했기 때문에, 고화제가 노상까지 침투하여 노상과 보조기층 및 표층이 일체화되어 고화됨으로써 시공 후 시간이 지나더라도 노상과 보조기층이 분리되지 않을 뿐만 아니라 외부 충격에 대한 저항성이 우수하고, 동결 저항성과 온도변화에 따른 수축 팽창에 대한 저항성이 높으며, 이음부(joint)가 없기 때문에 자전거 주행시 주행성이 좋을 뿐만 아니라 흙으로 포장한 도로이기 때문에 친환경적이고 친자연적인 도로이다.

본 발명에 따른 자전거도로나 산책로의 흙포장 시공방법은, 보조기층에 사용되는 재료를 시공현장에서 쉽게 구할 수 있는 흙은 물론 지금까지 폐기물이라고만 생각했던 연약지반의 흙이나 불량토(슬러지)까지도 사용하기 때문에 저탄소 환경친화적이고 경제적이다.

도 1은 본 발명에 따른 자전거도로나 산책로의 흙포장하는 시공방법을 나타낸 플로우차트이다.

본 발명은 흙으로 포장한 자전거도로나 산책로에 관한 것인데, 본 자전거도로나 산책로의 특징은 보조기층에 사용되는 모재(기층의 재료)로 현장토(즉, 현장에 있는 일반적인 흙)는 물론 연약지반을 이루는 흙이나 불량토(슬러지)도 사용할 수 있으며, 이러한 흙에 고화제를 첨가하여 다짐 작업하여 시공함으로써, 고화제가 노상까지 침투하면서 고화되어 노상과 보조기층 및 표층이 일체화된 구조의 흙포장 도로라는 것이다.

상기와 같은 현장토는 자연에서 혼입된 유기물이 흙입자를 둘러싸고 있으며, 이들 유기물이 바인더(binder) 물질의 수화 및 경화반응을 저해하는데, 이들 저해인자는 부식물인 후민산(humic acid)으로, 이들은 유기산, 지방산, 사과산 등 이온군으로 흙입자의 간극에 다량 분포되어 있어서, 이들 저해인자를 없애주지 않으면 기층을 시공하고 난 후에도 강도가 저하될 뿐만 아니라 안전성도 보장할 수 없게 된다. 따라서 이와 같은 저해인자를 없애기 위하여 본 발명에서는 고화제가 첨가된 반응제를 사용한 것이다.

본 발명에 따른 자전거도로나 산책로는 하부로부터 노상(路床), 보조기층, 표층으로 이루어지는데, 보조기층은 흙 94～96중량%와 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량%를 혼합 교반하여 다짐한 것이고, 표층은 황토나 마사토 94～96증량%와 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량%를 혼합 교반하여 다짐한 것으로, 이들은 반응제에 포함된 고화제가 노상까지 침투하여 노상과 보조기층 및 표층이 일체화되어 이루어진 흙으로 포장된 구조이다.

예를 들면, 보조기층이나 표층을 형성하는데 1㎥에 1,750㎏의 재료가 필요할 경우, 반응제로 시멘트가 포함된 것을 사용할 경우에는, 흙 1,650～1,670㎏에 반응제 80～100㎏을 혼합하는 것이 바람직하다.

반응제로 시멘트가 포함된 것을 사용할 경우의 반응제는 40～60중량%의 포틀랜드시멘트와, 38.9～58.9중량%의 석탄비산재와, 0.1중량%의 무기질 첨가제 및 1.0중량%의 고화제를 혼합한 것으로 무기질 첨가제는 반응속도를 증진시키기 위한 것이다. 이때 첨가되는 고화제는 12～24중량%의 염화나트륨, 24～26중량%의 염화칼륨, 14～16중량%의 염화마그네슘, 19～21중량%의 염화칼슘, 4～5중량%의 염화알루미늄, 1.5～2.0중량%의 염화제2철, 4～5중량%의 염화암모늄, 2～3중량%의 구연산, 5.5～7.0중량%의 계면활성제, 2～3중량%의 황산나트륨을 혼합한 것이다.

반응제로 시멘트를 사용하지 않고 포졸란(pozzolan)이 포함된 반응제를 사용할 경우에는, 보조기층은 흙 88～90중량%와 포졸란이 포함된 반응제 10～12중량%를 혼합하여 다짐한 것이고, 표층은 황토나 마사토 88～90중량%와 포졸란이 포함된 반응제 10～12중량%를 혼합하여 다짐한 것으로, 이들은 반응제에 포함된 고화제가 노상까지 침투하여 노상과 보조기층 및 표층이 일체화되어 이루어진 흙으로 포장된 구조이다.

반응제로 포졸란(pozzolan)을 사용할 경우의 반응제는 60중량%의 석탄비산재(flyash)와, 30중량%의 슬래그(slag)와, 4.0중량%의 생석회와, 4.0중량%의 소석회 및 2,0중량%의 고화제를 혼합한 것이다. 이때 첨가되는 고화제는 38중량%의 석고, 19중량%의 염화마그네슘, 38중량%의 염화칼륨, 3.8중량%의 구연산, 1.2중량%의 무기질 반응제를 혼합한 것이다.

본 발명에 따른 자전거도로나 산책로를 시공하는 방법에 대하여 설명하면, 노상(路床)을 형성하는 공정, 흙과 고화제가 첨가된 반응제를 혼합 교반하여 보조기층을 포설하는 공정, 황토나 마사토와 고화제가 첨가된 반응제를 혼합 교반하여 표층을 포설하는 공정, 다짐하는 공정을 거쳐서 시공하게 된다.

다짐하는 공정은 보조기층을 포설한 후에 1차 다짐을 하고, 그 위에 표층을 포설하고 난 후에 2차 다짐을 하는데, 2차 다짐공정은 플레이트콤팩터(plate compactor), 드럼로울러(drum roller) 및 타이어로울러(tire roller) 등을 사용하여 3～6회 정도 작업하는데, 최종 다짐공정은 타이어로울러로 하며, 최종 다짐하는 공정에서는 진동을 가하지 않고 다짐하여야 한다.

혼합 교반할 때는 현장에서 교반기에 재료(흙, 황토, 마사토 등)와 반응제를 투입한 후, 45～55rpm으로 10～20초 정도 교반하고, 교반된 재료는 2시간 이내에 포설 및 다짐을 완료하여야 하며, 흙으로 포장한 본 발명에 따른 자전거도로나 산책로는 보조기층과 표층을 합한 두께는 15㎝를 넘지 않도록 시공하는 것이 바람직한데, 만일 두께가 15㎝를 넘으면 시공시 다짐작업을 하더라도 강도 등에 문제가 있을 수 있으므로, 표층은 3～5㎝, 보조기층은 5～10㎝ 정도의 두께가 적절하다. 또한 보조기층이나 표층 형성시 사용하는 재료에 덩어리 또는 자갈이 포함된 경우, 덩어리나 자갈의 지름이 기층 두께의 1/4이 넘는 것을 포함하지 않는 것이 바람직하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 항정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

Claims (9)

1. 하부로부터 노상(路床), 보조기층, 표층으로 이루어진 자전거도로나 산책로의 포장구조에 있어서,
   상기 보조기층은, 흙 94～96중량%, 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량%를 혼합하여 다짐한 것이며,
   상기 표층은, 황토나 마사토 94～96중량%, 시멘트가 포함된 반응제 6～4중량%를 혼합하여 다짐한 것으로,
   상기 노상, 보조기층 및 표층이 일체화되어 이루어지고,
   상기 반응제는, 40～60중량%의 포틀랜드시멘트, 38.9～58.9중량%의 석탄비산재, 0.1중량%의 무기질 첨가제, 1.0중량%의 고화제를 혼합한 것이고,
   상기 고화제는, 12～24중량%의 염화나트륨, 24～26중량%의 염화칼륨, 14～16중량%의 염화마그네슘, 19～21중량%의 염화칼슘, 4～5중량%의 염화알루미늄, 1.5～2.0중량%의 염화제2철, 4～5중량%의 염화암모늄, 2～3중량%의 구연산, 5.5～7.0중량%의 계면활성제, 2～3중량%의 황산나트륨을 혼합한 것인 것을 특징으로 하는 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조.
   
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4. 하부로부터 노상(路床), 보조기층, 표층으로 이루어진 자전거도로나 산책로의 포장구조에 있어서,
   상기 보조기층은, 흙 88～90중량%, 포졸란(pozzolan)이 포함된 반응제 10～12중량%를 혼합하여 다짐한 것이며,
   상기 표층은, 황토나 마사토 88～90중량%, 포졸란이 포함된 반응제 10～12중량%를 혼합하여 다짐한 것으로,
   상기 노상, 보조기층 및 표층이 일체화되어 이루어지고,
   상기 반응제는, 60중량%의 석탄비산재, 30중량%의 슬래그(slag), 4.0중량%의 생석회, 4.0중량%의 소석회, 2,0중량%의 고화제를 혼합한 것이고,
   상기 고화제는, 38중량%의 석고, 19중량%의 염화마그네슘, 38중량%의 염화칼륨, 3.8중량%의 구연산, 1.2중량%의 무기질 반응제를 혼합한 것인 것을 특징으로 하는 고화제를 이용한 자전거도로나 산책로의 흙포장 구조.
   
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