KR101142975B1 - 도로포장의 덧씌우기 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 도로포장(10)의 표면을 절삭하는 절삭단계; 절삭단계에 의해 발생한 이물질을 고압수 분사장치(100)에 의한 고압수 분사에 의해 제거하는 표면청소단계; 표면청소단계에 의해 살수된 물을 진공흡입장치에 의해 제거하는 수분제거단계; 기존 도로포장(10)의 표면에 아스팔트 콘크리트를 타설하여 덧씌우기층(20)을 형성하는 덧씌우기단계;를 포함하는 도로포장의 덧씌우기 공법을 제시함으로써, 신구 포장 간의 우수한 부착력을 얻도록 하여 공용기간을 증대할 수 있도록 한다.

Description

도로포장의 덧씌우기 공법{RECOVERY METHOD FOR PAVEMENT}

본 발명은 도로 포장분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 노후된 도로포장을 보수하기 위한 공법에 관한 것이다.

노후화된 기존의 도로포장을 보수하여 공용기간을 늘이기 위한 공법으로서, 기존의 도로포장의 표면을 일정깊이 절삭하고, 솔질 등에 의해 절삭면을 청소한 후, 그 위에 아스팔트 콘크리트를 포설하여 덧씌우기하는 공법이 개발되어 있다.

이러한 덧씌우기 공법에서의 핵심은 기존의 도로포장과 덧씌우기된 포장이 상호 우수한 부착을 이룰 수 있는가에 있다.

그런데, 종래의 공법은 다음과 같은 문제가 있었다.

기존의 도로포장의 표면을 절삭하는 공정에서, 절삭기의 칼날에는 도로포장과의 마찰에 의해 고열이 발생하므로, 이를 식혀주기 위한 절삭수가 지속적으로 공급된다.

절삭에 의해 발생한 이물질은 이러한 절삭수와 함께 기존의 도로포장의 표면에 달라붙게 되는데, 이러한 이물질은 솔질 등에 의해 깨끗하게 청소(제거)되기가 어렵다.

따라서 결국 이물질이 절삭 표면의 요철을 메움으로서 부착력을 저해한 상태로 기존 도로포장의 상면에 포장의 덧씌우기가 실시되는바, 신구 포장 간의 우수한 부착력을 얻을 수 없어 공용기간이 지나치게 짧아진다는 문제를 야기하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 신구 포장 간의 우수한 부착력을 얻도록 하여 공용기간을 증대할 수 있도록 하는 도로포장의 덧씌우기 공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 기존 도로포장(10)의 표면을 절삭하는 절삭단계; 상기 절삭단계에 의해 발생한 이물질을 고압수 분사장치(100)에 의한 고압수 분사에 의해 제거하는 표면청소단계; 상기 표면청소단계에 의해 살수된 물을 진공흡입장치에 의해 제거하는 수분제거단계; 상기 기존 도로포장(10)의 표면에 아스팔트 콘크리트를 타설하여 덧씌우기층(20)을 형성하는 덧씌우기단계;를 포함하는 도로포장의 덧씌우기 공법을 제시한다.

상기 기존 도로포장(10)의 강도는 15~40MPa이고, 상기 표면청소단계는 상기 고압수 분사장치(100)에 의해 400~500Nㆍs의 충격량이 되도록, 800~1000 bar의 분사압력 및 20~300ℓ/min의 단위분당 수량으로 고압수를 분사하는 것이 바람직하다.

상기 고압수 분사장치(100)의 일지점 분사시간은 0.3~1 sec인 것이 바람직하다.

상기 고압수 분사장치(100)는 이동차량(110)의 저면에 설치되고, 상기 표면청소단계에서 상기 이동차량(110)은 8~15m/min의 속도로 이동하는 것이 바람직하다.

상기 표면청소단계에서 상기 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)은 상기 기존 도로포장(10)의 표면을 원형으로 살수하기 위하여, 원운동을 하도록 설치된 것이 바람직하다.

상기 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)의 원운동에 의해 그리는 가상원의 직경은 30~90cm인 것이 바람직하다.

상기 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)의 원운동의 속도는 500~1500rpm인 것이 바람직하다.

상기 수분제거단계에서 상기 진공흡입장치의 흡입력은 50~150㎡/min인 것이 바람직하다.

본 발명은 신구 포장 간의 우수한 부착력을 얻도록 하여 공용기간을 증대할 수 있도록 하는 도로포장의 덧씌우기 공법을 제시한다.

도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 기존의 도로포장의 절삭공정의 구성도.
도 2는 표면청소공정의 구성도.
도 3은 직접인발 부착강도 시험의 구성도.
도 4는 표면청소 전의 도로포장 표면의 사진.
도 5는 표면청소 후의 도로포장 표면의 사진.
도 6은 고압살수장치의 노즐의 운동에 관한 구성도.
도 7은 덧씌우기 공정의 구성도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 도로포장의 덧씌우기 공법은 기본적으로, 기존 도로포장(10)의 표면을 일정 깊이(L)만큼 절삭하는 절삭단계(도 1); 절삭단계에 의해 발생한 이물질을 고압수 분사장치(100)에 의한 고압수 분사에 의해 제거하는 표면청소단계(도 2); 표면청소단계에 의해 살수된 물을 진공흡입장치에 의해 제거하는 수분제거단계; 기존 도로포장(10)의 표면에 아스팔트 콘크리트를 타설하여 덧씌우기층(20)을 형성하는 덧씌우기단계(도 7);를 포함하여 구성된다.

즉, 종래의 공법에서는 절삭에 의해 발생한 이물질이 절삭수와 혼합되어 기존 도로포장의 상면으로부터 제거되기 어렵다는 문제가 있었는바, 본 발명에 의한 공법에서는 이를 고압수의 분사에 의해 깨끗하게 제거하고, 그 수분은 진공흡입장치에 의해 제거한 이후, 비로소 덧씌우기 공정을 진행하도록 한 것이다.

따라서 신구 포장 간의 우수한 부착력을 얻을 수 있으므로, 보수된 도로포장의 공용기간을 증대할 수 있다는 효과가 있다.

도 4는 고압수 분사에 의한 청소공정을 실시하기 전의 도로포장 표면의 사진이고, 도 5는 위 청소공정을 실시한 후의 도로포장 표면의 사진으로서, 이물질이 확실하게 제거됨을 확인할 수 있다.

구체적으로, 기존 도로포장(10)의 강도가 15~40MPa인 경우, 위 표면청소단계는 고압수 분사장치(100)에 의해 400~500Nㆍs의 충격량이 되도록, 800~1000 bar의 분사압력 및 20~300ℓ/min의 단위분당 수량으로 고압수를 분사하는 것이 바람직하다.

고압수에 의해 도로포장 표면이 이물질이 제거되는 이유는 도로포장의 표면에 고압수의 힘이 가해지기 때문이고, 동일한 힘이 가해지더라도 얼마만큼의 시간 동안 가해지느냐에 따라 이물질의 제거 정도가 달라진다.

다시 말해서, 고압수에 의한 이물질의 제거 정도는 단위시간당 가해지는 고압수의 분사력(힘), 즉 충격량(Impulse : Nㆍs)에 비례하게 되는 것이다.

또한, 고압수의 분사압력(P : bar)과 단위시간당(분당) 수량(Q : ℓ/min)의 곱은 고압수 분사장치의 분사력(Reacting force : N)에 비례하는바, 결국 고압수에 의한 이물질의 제거 정도는 고압수의 분사압력, 단위시간당 수량, 일지점에 대한 분사시간 3가지 인자에 의해 조절할 수 있다는 결과가 된다.

여기서, 일지점에 대한 분사시간이란, 도 2에 도시된 바와 같이, 고압수 분사장치(200)의 노즐(220)이 고압수를 분사하면서 이동차량(210)에 의해 기존 도로포장(10)의 표면 상을 이동할 때, 그 이동한 거리를 이동속도로 나눈 값을 말한다.

이들의 관계를 수학식에 의해 표현하면 다음과 같다.

[수학식 1]

V(m/sec) = √P(bar) × 13.73

[수학식 2]

R(N) = V(m/sec) × Q(ℓ/min) × 0.017

= √P(bar) × Q(ℓ/min) × 0.23341

[수학식 3]

I(Nㆍs) = R(N) × S(sec)

물은 비압축성 유체로서 밀도가 1이므로, 1ℓ = 1000cc = 1000g의 기준에 의해, 체적과 질량을 상호 환산하면 위와 같은 결과를 얻을 수 있다.

본 발명은 이러한 원리에 착안한 것으로서, 시험결과를 근거로 하여 고압수 분사장치에 의해 기존 포장 표면에 가해지는 충격량이 일정범위에 들도록 제한함으로써, 기존 도로포장(10)의 손상은 방지하면서도 이물질만을 효율적으로 제거할 수 있도록 한다.

이하, 위 수치한정의 근거가 되는 실험의 내용에 관하여 설명한다.

구분	수압(bar)	유량(ℓ/min)	R(N)	시간(sec)	충격량(N?s)
실시예 1	800	90	594.16	0.73	433.74
실시예 2	900	100	700.23	0.64	448.15
실시예 3	1000	120	885.73	0.51	451.72
비교예 1	1000	70	516.68	0.60	310.00
비교예 2	1200	120	970.27	0.64	620.97

표 1은 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타낸 것으로서, 고압수의 분사압력(P)은 800 ~ 1000 bar의 범위, 단위시간당(분당) 수량(Q)은 70 ~ 120(ℓ/min)의 범위, 시간은 0.51 ~ 0.64 sec의 범위에서 다양하게 변화시킨 것이다.

이 경우 충격량은 400 ~ 500(Nㆍs)의 범위에서 다양하게 변화한다.

본 발명과 같은 도로포장의 보수공법에 있어서, 보수된 구조의 성능은 기존의 도로포장과 덧씌우기된 포장 사이의 부착강도에 의해 정해지는 것이고, 부착강도를 평가하기 위한 방법으로는 니플파이프 직접인장 시험법, 쪼갬 인장강도 시험법, 휨인장 부착 시험법, 직접인발 부착강도 시험법 등이 있다.

본 실험에서는 직접인발 부착강도 시험법을 사용하였는데, 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 덧씌우기를 한 보수재료와 기존의 포장층 사이를 코어로 절삭분리하고, 코어를 축방향으로 인발함으로서, 신구 포장 사이의 부착강도를 측정하는 방식이다.

ACI 503R-93 및 ICRI Technical Guideline No.03739에 의거하여 실험을 실시하였다.

위 실시예 및 비교예에 의해 보수된 구간 각각에 대하여 재령 별로 14일과 28일에 인장강도를 각각 측정하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

보수 대상 구조물인 도로포장의 직접인발 인장강도는 1.54~2.00MPa이고, 본 발명에 의한 실시예는 이와 대동소이한 강도를 나타냈음에 비해, 비교예 1,2의 경우는 0.75~1.45MPa로 측정되었다.

즉, 본 발명에 의한 실시예가 적용된 보수구간의 경우, 본래 포장의 강도와 거의 동일한 강도를 나타내므로, 신구콘크리트의 완벽한 부착이 이루어졌음을 의미한다.

이에 비해, 비교예들의 경우는 본래 포장의 강도에 비해 작은 값을 나타내는바, 이는 고압수에 의한 충격량이 너무 작아 이물질이 제대로 제거되지 않거나, 반대로 충격량이 너무 커 기존의 도로포장까지 파쇄되어 충분한 부착강도를 발휘하지 못하기 때문이다.

이와 같은 표면청소공정은 고압수 분사장치에 의해 이루어지는데, 시공성 및 장비의 현실적 성능 등을 감안할 때, 고압수 분사장치의 일지점 파쇄시간은 0.3~1 sec의 범위가 적절하고, 고압수 분사장치(100)가 저면에 설치된 이동차량(110)은 8~15m/min의 속도(υ)로 이동하면서 청소작업을 실시하는 것이 적절한 것으로 나타났다(도 6).

이물질의 확실한 제거를 위해서는, 표면청소단계에서 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)이 기존 도로포장(10)의 표면을 원형으로 살수하기 위하여, 원운동을 하도록 설치되는 것이 바람직하고, 여기서 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)의 원운동에 의해 그리는 가상원의 직경(D)은 30~90cm가 적절하며, 그 노즐(120)의 원운동의 속도(ω)는 500~1500rpm이 적절한 것으로 나타났다(도 6).

고압수 분사장치에 의한 표면청소단계 이후, 표면청소 시 발생한 처리수 및 이와 혼합된 이물질을 완전히 제거하고 덧씌우기 공정을 수행하여야 만이 신구 포장간의 우수한 부착을 얻을 수 있다.

이러한 수분제거단계는 진공흡입장치를 이용하여 수행하는 경우, 짧은 시간 동안 완전한 수분의 제거가 가능하므로, 표면청소, 수분제거, 덧씌우기 공정을 연속적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다.

이를 위하여 진공흡입장치의 흡입력은 50~150㎡/min 정도가 바람직한 것으로 나타났다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

10 : 기존 도로포장 20 : 덧씌우기층
100 : 고압수 분사장치 110 : 이동차량
120 : 노즐

Claims (8)

1. 삭제
2. 강도가 15~40MPa인 기존 도로포장(10)의 표면을 절삭하는 절삭단계;
   고압수 분사장치(100)에 의해 400~490Nㆍs의 충격량이 되도록, 800~990 bar의 분사압력 및 20~300ℓ/min의 단위분당 수량으로 고압수를 분사하여, 상기 절삭단계에 의해 발생한 이물질을 제거하는 표면청소단계;
   상기 표면청소단계에 의해 살수된 물을 진공흡입장치에 의해 제거하는 수분제거단계;
   상기 기존 도로포장(10)의 표면에 아스팔트 콘크리트를 타설하여 덧씌우기층(20)을 형성하는 덧씌우기단계;를 포함하고,
   상기 고압수 분사장치(100)의 일지점 분사시간은 0.3~1 sec이며,
   상기 고압수 분사장치(100)는 이동차량(110)의 저면에 설치되고,
   상기 표면청소단계에서 상기 이동차량(110)은 8~15m/min의 속도로 이동하는 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기 공법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,
   상기 표면청소단계에서 상기 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)은 상기 기존 도로포장(10)의 표면을 원형으로 살수하기 위하여, 원운동을 하도록 설치된 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기 공법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)의 원운동에 의해 그리는 가상원의 직경은 30~90cm인 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기 공법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 고압수 분사장치(100)의 노즐(120)의 원운동의 속도는 500~1500rpm인 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기 공법.
8. 제2항에 있어서,
   상기 수분제거단계에서
   상기 진공흡입장치의 흡입력은 50~150㎡/min인 것을 특징으로 하는 도로포장의 덧씌우기 공법.

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