KR101172256B1 - 방음벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방음벽에 관한 것으로, 더 구체적으로는 블록제조방식으로 콘크리트를 타설하여 차음층과 그 전면의 흡음층을 일체로 압착 성형하여서 제조되는 방음벽에 대하여 골재의 구성과 벽체의 구조를 개량함으로써, 구조적으로 견고하면서도 강도가 높고, 얇고, 골재의 소모가 적고, 설치/적층/시공/마감작업이 용이하면서도, 소음을 분산 및 소멸하는 흡음기능과, 소음의 통과를 차단하는 차음기능이 월등히 뛰어나 방음효과가 대폭 향상되는 방음벽을 제공한다.
이에 본 발명은 도로의 일측에 설치되어 차량에 의한 소음이 주택가로 전달되는 것을 방지하기 위해 다수의 H빔 사이에 삽입적재되는 방음벽 중, 상기 방음벽을 블록제조방식으로 콘크리트를 타설하여 차음층과 그 전면의 흡음층을 일체로 압착 성형한 방음벽에 있어서, 상기 방음벽을 흡음층의 두께 100을 기준으로 차음층의 두께를 120으로 형성하면서, 상기 방음벽의 골재구성을, 차음층은, 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2mm 미만 입자크기의 모래 52%, 13mm 입자크기의 자갈 23%, 19mm 입자크기의 자갈 9%, 포틀렌트시멘트 16%를 혼합하여 제조하고, 흡음층은, 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2~3mm 입자크기의 화산석 52%, 4~5mm 입자크기의 화산석 18%, 2mm 미만 입자크기의 흑종석 8%, 포틀렌트시멘트 22%를 혼합하여서 제조하며, 상기 방음벽의 벽체구조를, 측면상 차음층의 하단과 상단에 각각 돌기와 홈으로 되는 결합단차를 형성하고, 상기 결합단차 전방의 흡음층에 결합을 유도하는 경사형 결합유도면을 형성한 상하 적층구조와, 평면상 흡음층의 표면 전면을 완만한 돌기와 홈이 파도형으로 연속 반복되는 요철구조로 하되, 상기 요철구조는 흡음층의 전체두께 100을 기준으로 표면에서 홈의 깊이를 70, 홈과 홈 사이의 피치간격을 100, 돌기와 홈의 라운딩을 20으로 동일한 라운딩을 가지도록 한 것을 특징으로 하는 방음벽을 제안한다.

Description

방음벽{Noise Barrier}

본 발명은 방음벽에 관한 것으로, 더 구체적으로는 블록제조방식으로 콘크리트를 타설하여 차음층과 그 전면의 흡음층을 일체로 압착 성형하여서 제조되는 방음벽에 대하여 골재의 구성과 벽체의 구조를 개량함으로써, 구조적으로 견고하면서도 강도가 높고, 얇고, 골재의 소모가 적고, 설치/적층/시공/마감작업이 용이하면서도, 소음을 분산 및 소멸하는 흡음기능과, 소음의 통과를 차단하는 차음기능이 월등히 뛰어나 방음효과가 대폭 향상되는 방음벽을 제공한다.

본 발명은 도1과 같이 도로의 일측에 설치되어 차량에 의한 소음이 주택가로 전달되는 것을 방지하기 위해 다수의 H빔(H) 사이에 삽입적재되는 방음벽 중, 통상의 블록제조방식으로 콘크리트를 타설하여 차음층(A1)과 그 전면의 흡음층(A2)을 일체로 압착 성형시킨 방음벽(A)(이하 '종래'로 함)에 관련된 것이다.

먼저 종래의 골재구성을 살펴보면, 차음층은 통상 일반 콘크리트로 되어 있고, 흡음층은 통상 일반 콘크리트를 다공질로 형성되도록 발포한 것이 대부분이었다.

특히 콘크리트를 인공적으로 발포한 흡음층은 구조적으로 견고하지 못해 차량의 소음, 진동, 등으로 인해 쉽게 부서지거나, 부식되는 단점이 있었고, 이러한 일반적인 콘크리트의 배합만으로는 차량 소음에 대한 방음효과가 현저히 낮아 소음공해를 적극적으로 차단할 수 없는 실정이었다.

하여, 종래는 방음기능을 향상키 위해 벽체의 두께를 상당히 두껍게 할 수밖에 없었고, 그에 따른 공간을 확보해야되므로 H빔(H)에 대한 삽입의 곤란성과, 골재의 소모가 많은 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 벽체구조를 살펴보면, 도1의 상세도와 같이, 상하 방음벽 사이에 별다른 결합구조가 없이 단순 적층하는 타입으로 되어 있다.

이렇게 되면, 콘크리트 제작의 특성상 표면이 매끈하지 못하므로 적층되는 상하 벽체 사이에 틈새(B)가 발생하게 되는데, 이로 인해 소음이 틈새를 통과하게 되므로 방음효과가 현저히 떨어질 수밖에 없을뿐더러, 외관상 틈새가 보여 미관을 해침은 물론, 구조적으로도 안정성이 상당이 떨어지는 요인이 되고 있다.

하여, 종래는 상기의 틈새를 없애기 위해, 상하 적층되는 벽체 사이에 고무판과 같은 별도의 부자재를 끼운 채 적층하거나, 시멘트로 미장 마감하는 경우도 있는데, 그에 따른 시공의 곤란성과, 작업이 번거로워지는 또 다른 문제점이 있었다.

또한, 흡음층의 표면구조를 살펴보면, 별다른 흡음구조가 없는 것도 있으나 통상 흡음력을 향상시키기 위해 요철이나, 도1과 같이 일정배열되는 홈(C), 또는 그 외의 다양한 형태의 모양을 형성하기도 하였으나, 현재까지 제안된 표면구조만으로는 그 흡음효과가 극히 미미한 실정이었다.

이에 본 발명은 종래와 같이, 골재의 구성이 구조적으로 견고하지 못하고, 강도가 낮고, 두껍고, 이로 인해 H빔에 대한 삽입이 곤란하고, 골재의 많이 들어가는 것과, 벽체의 구조가 단순 적층타입이라서 틈새가 발생하고, 이 틈새로 소음이 통과하고, 미관을 해치고, 이 틈새를 보완하기 위한 별도의 부자재 또는 마감으로 인한 시공이 곤란하고, 작업이 번거로워지는 것과, 흡음층의 표면구조가 통상의 형태나 모양만으로는 그 흡음효과가 미미했던 것을 대폭 향상시킬 수 있도록 함에 그 과제를 두고 이를 해결하고자 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 방음벽을 흡음층의 두께 100을 기준으로 차음층의 두께를 120으로 형성하면서,
상기 방음벽의 골재구성을, 차음층은, 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2mm 미만 입자크기의 모래 52%, 13mm 입자크기의 자갈 23%, 19mm 입자크기의 자갈 9%, 포틀렌트시멘트 16%를 혼합하여 제조하고,
흡음층은, 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2~3mm 입자크기의 화산석 52%, 4~5mm 입자크기의 화산석 18%, 2mm 미만 입자크기의 흑종석 8%, 포틀렌트시멘트 22%를 혼합하여서 제조하며,
상기 방음벽의 벽체구조를, 측면상 차음층의 하단과 상단에 각각 돌기와 홈으로 되는 결합단차를 형성하고, 상기 결합단차 전방의 흡음층에 결합을 유도하는 경사형 결합유도면을 형성한 상하 적층구조와,
평면상 흡음층의 표면 전면을 완만한 돌기와 홈이 파도형으로 연속 반복되는 요철구조로 하되, 상기 요철구조는 흡음층의 전체두께 100을 기준으로 표면에서 홈의 깊이를 70, 홈과 홈 사이의 피치간격을 100, 돌기와 홈의 라운딩을 20으로 동일한 라운딩을 가지도록 한 것을 특징으로 한다.

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상기와 같이 된 본 발명은, 종래와 같이 발포에 의해 흡음층을 다공질로 형성하는 것이 아니라, 천연 다공질을 갖는 화산석을 사용하고, 흑종석으로 화산석 사용에 대한 강도를 향상시킴으로써, 골재의 구성이 구조적으로 견고함을 갖게 됨은 물론, 강도가 높고, 이로 인해 종래에 비해 두께를 훨씬 얇게 할 수 있고, 골재가 적게 들어가는 이점이 있다.

그리고, 결합단차에 의해 적층됨으로써, 종래에 비해 틈새가 발생되지 않고, 이로 인해 소음 통과율이 낮으며, 별도의 부자재 또는 마감 등을 배제할 수 있어 시공이 용이하고, 벽체 간의 자연스런 적층결합으로 작업이 편리해지는 이점이 있다.

또한, 흡음층 표면에 형성되는 파도형의 요철구조에 의해 소음을 효율적으로 소멸 및 분산시킬 수 있어 흡음효과가 극대화되기 때문에 방음기능이 월등히 향상되는 등의 여러 가지 효과가 있다.

도 1은 종래의 예시도
도 2는 본 발명의 예시도
도 3은 본 발명 방음벽을 평면에서 본 단면 예시도
도 4는 본 발명 방음벽을 측면에서 본 단면 예시도 이다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 실현하기 위한 구체적인 예를 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명하기에 앞서 선행기술 또는 통상의 기술에 대한 구조, 작용, 효과 등은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 도시 또는 간단한 부호설명만으로 이를 대체한다.

도1과 같이, 본 발명은 도로의 일측에 설치되어 차량에 의한 소음이 주택가로 전달되는 것을 방지하기 위해 다수의 H빔(H) 사이에 삽입적재되는 방음벽 중, 상기 방음벽을 블록제조방식으로 콘크리트를 타설하여 차음층(A1)과 그 전면의 흡음층(A2)을 일체로 압착 성형한 방음벽(A)을 전제로 한다.

도2와 같이, 상기를 전제로 하여 본 발명은 방음벽에 대한 골재의 구성과, 벽체의 구조를 계량한 것이다.

이에 본 발명의 방음벽(1)은, 도3과 같이 흡음층(12) 두께 100을 기준으로 차음층(11)의 두께를 120로 형성하면서,

방음벽(1)의 골재구성을, 차음층은(11), 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2mm 미만 입자크기의 모래 52%, 13mm 입자크기의 자갈 23%, 19mm 입자크기의 자갈 9%, 포틀렌트시멘트 16%를 혼합하여 제조하고,

흡음층(12)은, 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2~3mm 입자크기의 화산석 52%, 4~5mm 입자크기의 화산석 18%, 2mm 미만 입자크기의 흑종석 8%, 포틀렌트시멘트 22%를 혼합하여서 제조한다.

이렇게 하면, 골재종류와, 골재의 크기와, 골재의 배합비율을 한정한 골재의 구성만으로도 방음벽(1)에 대한 구조적 견고함과 차음 및 흡음기능을 대폭 향상할 수 있다.

더 구체적으로 설명하면, 차음층(11)과 같은 경우, 큰 자갈과 작은 자갈의 적정 분포로 강도를 향상하면서, 모래를 많이 포함하여 소음차단을 극대화한 것이다.

여기에서 차음층(11)은 소음을 통과를 차단하게 하는 것을 목적으로 비교적 소음을 차단하기 위해서는 모래와 같은 작은 입자가 많이 포함되어 있을수록 소음통과저항이 높아 차단기능이 뛰어나다. 하지만 모래의 독립적 구성만으로는 내구성과 강도를 보장할 수 없는데, 이를 보완하기 위해 상기와 같은 골재의 종류와, 크기, 배합비율을 제안함으로써, 저렴한 비용과, 소량의 골재만으로도 내구적으로 견고하고, 강도가 높으면서도 두께가 얇고, 소음차단효과가 뛰어난 차음층(11)을 얻을 수 있게 된다.

흡음층(12)과 같은 경우, 골재의 종류를 천연 다공질로 되는 화산석으로 대부분 구성하면서, 강도 향상을 위해 흑종석을 포함구성하되, 큰 화산석과 흑종석의 적정 분포로 강도를 향상하면서, 작은 화산석을 많이 포함하여 소음흡음을 극대화한 것이다.

여기에서 흡음층(12)은 소음을 흡입하는 것을 목적으로 비교적 소음을 흡음하기 위해서는 미세 다공질이 많을수록 음파에 대한 분산능력이 좋아 음파의 소멸기능 즉, 흡음기능이 뛰어나다. 이는 상술한 바와 마찬가지로 화산석의 독립적 구성만으로는 내구성과 강도를 보장할 수 없는데, 이를 보완하기 위해 상기와 같은 골재의 종류와, 크기, 배합비율을 제안함으로써, 저렴한 비용과, 소량의 골재만으로도 내구적으로 견고하고, 강도가 높으면서도 두께가 얇고, 흡음효과이 뛰어난 흡음층(12)을 얻을 수 있게 된다.

상기에서 차음층(11)의 두께를 흡음층(12)의 두께 100에 대하여 120로 형성하는 이유는, 흡음층(12)에서 분산 소멸되는 소음의 파장이 차음층(11)으로 전달되어 후방으로 통과하는 것을 차단하기 위한 최소한의 수치로써, 차음층(11)의 두께가 두꺼울수록 차음효과가 향상되나, 상기의 골재구성을 만족할 경우 120만으로도 차단기능을 충분히 달성하면서가 가장 얇은 두께를 제공하는 이상적인 기준수치이기 때문이다.

상기 골재의 구성만으로도 방음벽의 방음효과를 종래에 비해 대폭 향상시킬 수 있다. 하지만 방음벽에 대한 외관성, 시공성과, 작업성과, 편의성 그리고 방음효과를 더욱 극대화하기 위한 벽체의 구조를 함께 제안한다.

이에 도4와 같이 방음벽의 벽체구조를, 측면상 차음층(11)의 하단과 상단에 각각 돌기(21)와 홈(22)으로 벽체 간에 상호결합되는 결합단차(2)를 구비하며, 상기 결합단차(2)의 전방은 흡음층(12)에 경사형 결합유도면(3)을 가지도록 한 상하 적층구조를 형성한다.

상기에서 결합단차(2)와 결합유도면(3)을 가지도록 한 상하 적층구조는 벽체 간에 상호결합을 용이하도록 하여 상하 벽체 간의 틈새를 방지하고, 소음통과를 막고, 외관상 틈새가 보이지 않아 미관을 해치지 않고, 단순 적층만으로 상하 벽체가 결합에 의해 자연스럽게 제자리를 찾아가 적층됨으로 벽체의 시공성/작업성/편의성이 향상된다.

또한, 도3과 같이, 평면상 흡음층(12)의 표면 전면을 완만한 돌기(41)와 홈(42)이 파도형으로 연속 반복되는 요철구조(4)로 형성한다.

상기에서 평면상 흡음층(12)의 표면 전면을 파도형 요철구조(4)로 형성하는 이유는, 소음이 흡음층(12)의 표면에 도달될 때, 밀려오는 소음의 파장을 돌기(41)를 기준으로 자연스럽게 양 갈래로 나누고, 나누어진 파장은 양측의 홈(42) 내에서 집중적으로 분산 및 소멸시키기 위함이다.

상기의 파도형의 요철구조(4)만으로 흡음층(12)에 대한 흡음효과를 대폭향상시킬 수 있다. 하지만 흡음효과를 더 극대화하기 위한 바람직한 기준수치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도3의 확대도와 같이, 흡음층의 요철구조(4)는, 흡음층(12)의 전체두께 100을 기준으로 표면에서 홈(42)의 깊이를 70, 홈(42)과 홈(42) 사이의 피치 간격을 100, 돌기(41)와 홈(42)의 라운딩을 20으로 동일한 라운딩을 가지도록 한다.

상기에서 홈(42)의 깊이를 70으로 하는 이유는, 홈(42)의 깊이가 깊을수록 소음의 소멸효과를 향상시킬 수 있지만, 70을 넘으면 그 효과가 비효율적으로 현저히 떨어지기 때문이고, 반면 홈(42) 내의 소음을 분산시키는 분산부의 두께가 적어도 30은 되어야지만 소음의 분산력을 보장받을 수 있기 때문에 소음의 소멸 및 분산효과를 극대화하면서도 가장 얇은 두께를 제공하는 기준수치이며,

홈(42)과 홈(42) 사이의 피치 간격을 100으로 하는 이유는, 상술한 바와 같이 분산부의 두께 즉, 돌기의 두께가 적어도 30은 넘고, 그 이상을 넘을 경우 분산력이 비효율적으로 현저히 떨어지기 때문에 흡음 및 분산효과를 최대한 달성하면서도 가장 얇은 두께를 제공하는 기준수치이고,

돌기(41)와 홈(42)의 라운딩을 20으로 하는 이유는, 거의 원형에 가깝도록 하여야지만 소음의 파장에 대한 튕김 없이 홈(42)으로 유도할 수 있기 때문이며,

돌기(41)와 홈(42)의 라운딩으로 동일한 라운딩으로 하는 이유는, 돌기(41)의 형상을 뒤집은 형태가 홈(42)의 형상이 되어야지만, 균등한 소음의 분산과 소멸이 이루어지기 때문이다.

이하 첨부된 시험성적서에 의한 종래 방음벽의 수치와 본 발명 방음벽의 수치를 비교분석한 표가 아래와 같다.

	종래 방음벽	본 발명 방음벽	차이
압축강도	10N/㎟	29N/㎟	+19N/㎟
차음력	30dB	41dB	+11dB
흡음력	0.7NRC	0.83NRC	+0.13NRC

상기의 표와 같이 종래 방음벽에 비해 본 발명의 방음벽이 압축강도나, 차음력이나, 흡음력 등이 월등히 향상되었음을 증명된다.

이는 단순히 골재의 구성이나 벽체의 구조가 독립적으로 떨어졌을 때는, 위의 수치를 보장받을 수 없고, 상술한 전체를 만족하여야지만 달성할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 골재의 구성과 벽체의 구조를 갖는 본 발명의 방음벽은 구조적으로 견고하면서도 강도가 높고, 얇고, 골재의 소모가 적고, 설치/적층/시공/마감작업이 용이하면서도, 소음을 분산 및 소멸하는 흡음기능과, 소음의 통과를 차단하는 차음기능이 월등히 뛰어나 방음효과가 대폭 향상되는 효과가 있다.

상기와 같이 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 예를 서술하였으나, 본 발명에서 제시한 도면은 예시도로 써, 특징을 부각시키고자 도법에는 맞지 않을 수 있고 요지를 흐릴 수 있는 부분은 편의상 일부 삭제하였다. 이에 따라 본 발명과 관련된 해당기술분야의 당업자라면 본 발명에서 제시하는 도면만으로도 충분히 실현 가능할 것으로 보이고, 편의에 따라 다양하게 수정 및 변경시켜 용이한 사용이 가능할 것이다.

A: 종래의 방음벽 A1: 차음층
A2: 흡음층 H: H빔
B: 틈새 C: 홈
1: 본 발명의 방음벽 11: 차음층
12: 흡음층 2: 결합단차
21: 돌기 22: 홈
3: 결합유도면 4: 요철구조
41: 돌기 42: 홈

Claims (1)

1. 도로의 일측에 설치되어 차량에 의한 소음이 주택가로 전달되는 것을 방지하기 위해 다수의 H빔 사이에 삽입적재되는 방음벽 중, 상기 방음벽을 블록제조방식으로 콘크리트를 타설하여 차음층과 그 전면의 흡음층을 일체로 압착 성형한 방음벽에 있어서,
   상기 방음벽을 흡음층의 두께 100을 기준으로 차음층의 두께를 120으로 형성하면서,
   상기 방음벽의 골재구성을, 차음층은, 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2mm 미만 입자크기의 모래 52%, 13mm 입자크기의 자갈 23%, 19mm 입자크기의 자갈 9%, 포틀렌트시멘트 16%를 혼합하여 제조하고,
   흡음층은, 골재 70%에 물 30%의 전체배합비율 100% 중, 상기 골재배합비율 100%에 대하여, 2~3mm 입자크기의 화산석 52%, 4~5mm 입자크기의 화산석 18%, 2mm 미만 입자크기의 흑종석 8%, 포틀렌트시멘트 22%를 혼합하여서 제조하며,
   상기 방음벽의 벽체구조를, 측면상 차음층의 하단과 상단에 각각 돌기와 홈으로 되는 결합단차를 형성하고, 상기 결합단차 전방의 흡음층에 결합을 유도하는 경사형 결합유도면을 형성한 상하 적층구조와,
   평면상 흡음층의 표면 전면을 완만한 돌기와 홈이 파도형으로 연속 반복되는 요철구조로 하되, 상기 요철구조는 흡음층의 전체두께 100을 기준으로 표면에서 홈의 깊이를 70, 홈과 홈 사이의 피치간격을 100, 돌기와 홈의 라운딩을 20으로 동일한 라운딩을 가지도록 한 것을 특징으로 하는 방음벽.

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