KR101195774B1

KR101195774B1 - 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치

Info

Publication number: KR101195774B1
Application number: KR1020120038582A
Authority: KR
Inventors: 김형준; 최유성
Original assignee: 주식회사 한국종합안전연구원
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2012-11-05

Abstract

본 발명에서는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치가 개시되며, 특히 본 발명의 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치를 사용함으로써 고무재 파손의 원인으로 작용하여 결국 교량의 부실로 이어질 수 있는 고무재와 인접 장치와의 접착 탈리, 탄성 중합체의 균열, 고무재 신장율 변화 등의 문제를 해결할 수 있다.

Description

교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치{Expansion joint for bridge or underground driveway}

본 발명은 신축 이음장치에 관한 것이며, 구체적으로 교량의 상판 사이 또는 지하차보도 접합부에 적용될 수 있는 신축 이음장치에 관한 것이다.

교량의 구조물은 온도변화 및 하중에 따라서 팽창하고 수축된다. 그러므로, 일정한 길이 이상으로 건설되는 교량의 상부 구조물은 일정 길이마다 적정한 간격(일반적으로 '유간'이라 함)을 가지고 있다. 이러한 상부 구조물 간의 간격에는 신축되는 이음장치가 설치되는데, 이 신축 이음장치로 인하여 교량의 상부 구조물이 손상되는 것이 방지되고, 차량이 원활하게 주행하게 된다.

종래의 신축 이음장치를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 신축 이음장치의 연결구조를 보인 사시도이다. 이에 도시하듯이, 신축 이음장치(100)는 교량의 상판과 상판 사이에 설치되는데, 상판의 폭의 넓이가 신축 이음장치(100)의 길이보다 길 경우에는 신축 이음장치(100)를 길이 방향으로 상호 연결하여야 한다. 이를 위하여, 신축 이음장치(100)의 일단에는 돌출부(111)가 형성되고, 타단에는 돌출부(111)가 삽입되는 삽입홈(113)이 형성된다. 즉, 삽입홈(113)에 돌출부(111)가 삽입될 수 있도록 신축 이음장치(100)를 상호 위치시키고, 신축 이음장치(100)의 일측에 마련된 결합편(115)에 볼트(117)를 관통시킨 후, 너트(119)를 사용하여 신축 이음장치(100)를 상호 연결하는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 신축 이음장치는, 신축 이음장치간의 접촉부위가 실링되지 않으므로, 신축 이음장치의 내부로 이물질이 유입되는 단점이 있다. 또, 신축 이음장치간의 연결부위는 금속이다. 이로 인해, 신축 이음장치를 상호 연결할 때, 작업자 부상을 당할 우려가 있다.

한편, 지하차보도는 박스형태의 콘크리트 구조물로 형성되고, 여러 구간으로 나뉘어 시공된다. 즉, 정해진 길이만큼의 폭과 길이로 거푸집 설치후 콘크리트를 타설해 양생하는 것으로 한 구간이 시공되고, 그 다음 길이방향을 따라 계속 이어지는 식으로 계획된 길이 만큼 구간을 나누어 상기한 바와 같은 시공이 이루어지도록 하고 있다.

그리고 각 구간의 콘크리트 구조물 사이는 지수판으로 상호 연결되고, 공간부는 경질 완충제로 된 조인트 필터로 채워지며, 상기 조인트 필터 단부측은 수팽창 지수제로 밀봉되어 이음부를 통해 누수되는 현상을 방지토록 하고 있다. 상기 수팽창 지수제는 양측방의 콘크리트 구조물로부터 물을 흡수하게 되면 자체 부피가 팽창하면서 그 틈새를 밀봉시켜주는 작용을 한다.

그러나 상기 수팽창 지수제는 1년 정도의 시간이 경과되면 점차 경화되기 시작하면서 그 기능, 즉 물을 흡수하면 팽창하면서 틈새를 밀봉시켜 수밀을 기할 수 있도록 하는 능력이 상실됨으로써 지하차보도 콘크리트 구조물 이음부위에서 누수가 발생되는 문제점이 있었다.

또한 콘크리트 구조물 내부에서 이음부 측으로 침투하는 수분과 콘크리트 구조물 외부에서 내부로 침투하는 수분, 그리고 이음부 간의 틈새로 침투하는 수분을 차단할 수 있는 수단이 마련되어 있지 않아 누수를 가중시키는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위한 종래 기술 역시 고무재의 파손에 따른 결함 등의 문제가 발생할 수 있다. 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치의 고무재는 계절에 따른 온도 변화, 태양광 노출에 의한 자외선 영향, 우수 유입 또는 이물질 퇴적, 차량으로부터 나오는 유제, 온도 변화에 따라 신축 작용하는 상판과 동일하게 반복되는 수축 인장의 영향으로 쉽게 파손될 환경에 처해 있다.

이러한 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치의 고무재 파손으로 인해, 교량의 반복적인 진동과 충격에 노출되어 있을 뿐만 아니라, 틈새의 공간이 넓어 공진으로 인한 진동과 충격을 완화할 수 있는 수단이 결여되어, 그 충격과 진동은 그대로 교량에 전가될 수 있다는 점에서, 그 개선이 절실한 상황이다.

마찬가지로, 아울러 상기 이음장치는 지하차보도와 같이 차량의 유동이 많은 곳에 콘크리트 구조물을 연결할 수 있도록 설치되어 지는 것인데, 상기 이음장치는 앵커 볼트에 의해 단순히 이음장치를 콘크리트 구조물에 연결만 하였을 뿐, 이음장치의 양측에 형성된 콘크리트 구조물간에 발생될 수 있는 부등침하에 대한 대비책이 없는 문제점이 노출되었다.

본 발명은 상기의 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 신축 이음장치와 신축 이음장치 사이를 실링하면서 탄성적으로 연결할 수 있는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치의 고무부재 및 이를 포함하는 신축 이음장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 간격을 두고 연속 배치되는 한 쌍의 교량의 상판의 상호 대향하는 단부에 상호 평행하게 각각 고정되는 판상의 수직부재와, 상기 각 수직부재의 상단부에 수평으로 결합되는 수평부재와, 상기 양 수직부재 사이에 개재되는 탄성 고무부재를 갖는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치에 있어서, 상기 신축 이음장치의 단부에 접촉되는 탄성체로 된 판상의 캡본체와, 상기 캡본체로부터 판면에 가로로 연장되어, 상기 탄성 고무부재의 단부 영역을 사이에 두고 상부 및 하부에서 각각 접촉하는 상부 물림부와 하부 물림부를 가지며, 상기 탄성 고무부재는 (1) 폴리(아크릴아미드) 파우더 100 중량부, (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제 20-50 중량부, (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 신축 이음장치가 개시된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상호 소정 간격을 두고 평행하게 동일 형상의 제1차단판(1) 및 제2차단판(2) 사이에 공간부(3)가 형성되며, 상기 공간부(3)의 양단부측은 신축고무(4)로 밀봉되고, 상기 신축고무(4)의 양측으로는 대향되게 형성되어 있는 제2차수판(5)과 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 측면부에 복수 개의 앵커볼트(6)가 서로 대칭되게 돌출 형성된 지하차보도 콘크리트 구조물의 이음장치에 있어서, 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2) 및 제2차수판(5)의 상, 하측에 용접으로 접착되며, 상기 공간부(3)와 양측의 신축고무(4)를 덮지않도록 요부형상으로 이루어진 제3차수판(10), 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 측면으로 직교되게 돌출 형성되며, 상기 제3차수판(10)을 지지하도록 형성된 제1차수판(20), 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 측면부에 복수 개로 서로 대향되게 형성되어 있는 다웰바(30)를 포함하고; 상기 신축고무는 (1) 폴리(아크릴아미드) 파우더 100 중량부, (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제 20-50 중량부, (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 지하차보도용 콘크리트 구조물의 이음장치가 개시된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (A) (1) 폴리(아크릴아미드)를 수화시켜 수화젤로 변형시키고 건조하여 파우더 타입의 베이스 충전제를 제조하는 단계; (B) 상기 (1) 베이스 충전제 100 중량부에 (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제를 20-50 중량부 배합하여 수팽창 고무재를 제조하는 단계; (C) 상기 (2) 수팽창 고무재에 (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치용 강화 수팽창 고무재 제조방법이 개시된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치는, 그 단부에 탄성체인 단부캡이 결합되므로 단부측의 손상이 방지된다. 또, 신축 이음장치 사이에도 탄성체인 단부캡이 개재되므로, 신축 이음장치는 상호 견고하게 밀착되어 연결된다.

특히, 고무재 파손의 원인으로 작용하여 결국 교량의 부실로 이어질 수 있는 고무재와 인접 장치와의 접착 탈리, 탄성 중합체의 균열, 고무재 신장율 변화 등의 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 종래의 신축 이음장치의 연결구조를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음장치의 연결구조를 보이기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음장치가 연결된 상태를 보인 것으로, 도 3의 결합 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음장치의 마감면에 결합되는 단부캡을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 이음장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이음장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 이음장치의 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제3차수판의 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 연결패킹의 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 이음장치를 연결할 때를 도시한 상태도이다.
도 12는 본 발명에 따른 이음장치를 이용하여 콘크리트 구조물을 연결하였을 때를 도시한 상태도이다.

본 발명의 일 측면은 소정의 간격을 두고 연속 배치되는 한 쌍의 교량 상판의 상호 대향하는 단부에 상호 평행하게 각각 고정되는 판상의 수직부재와, 상기 각 수직부재의 상단부에 수평으로 결합되는 수평부재와, 상기 양 수직부재 사이에 개재되는 탄성 고무부재를 갖는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치에 있어서, 상기 신축 이음장치의 단부에 접촉되는 탄성체로 된 판상의 캡본체와, 상기 캡본체로부터 판면에 가로로 연장되어, 상기 탄성 고무부재의 단부 영역을 사이에 두고 상부 및 하부에서 각각 접촉하는 상부 물림부와 하부 물림부를 가지며, 상기 탄성 고무부재는 (1) 폴리(아크릴아미드) 파우더 100 중량부, (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제 20-50 중량부, (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 신축 이음장치가 개시된다.

본 발명의 다른 측면은 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치용 강화 수팽창 고무재 제조방법이 개시된다.

(A) (1) 폴리(아크릴아미드)를 수화시켜 수화젤로 변형시키고 건조하여 파우더 타입의 베이스 충전제를 제조하는 단계; (B) 상기 (1) 베이스 충전제 100 중량부에 (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제를 20-50 중량부 배합하여 수팽창 고무재를 제조하는 단계; (C) 상기 (2) 수팽창 고무재에 (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부를 혼합하는 단계.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치를 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음장치의 사시도이다.

소정의 간격을 두고 연속 배치되는 한 쌍의 교량 상판의 상호 대향하는 단부에 상호 평행하게 각각 고정되는 판상의 수직부재와, 상기 각 수직부재의 상단부에 수평으로 결합되는 수평부재와, 상기양 수직부재 사이에 개재되는 탄성 고무부재를 갖는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치의 단부캡에 있어서, 상기 신축 이음장치의 단부에 접촉되는 탄성체로 된 판상의 캡본체와, 상기 캡본체로부터 판면에 가로로 연장되어, 상기 탄성 고무부재의 단부 영역을 사이에 두고 상부 및 하부에서 각각 접촉하는 상부 물림부와 하부 물림부를 갖는다. 상기 상부 물림부와 하부 물림부는 캡본체의 양외측으로 연장되어, 길이방향으로 상호 연결되는 탄성 고무부재의 단부에 개재되는 것이 바람직하다.

아스팔트로 된 교량의 상판(미도시)은 소정의 간격을 가지면서 연속적으로 설치된다. 본 실시예에 따른 신축 이음장치(200)는 교량의 상판과 상판의 대향하는 면측에 소정 거리 이격되어 대향되면서 설치되는 판 형상의 수직부재(211,212)를 가진다. 각 수직부재(211,212)의 상면에는 수평부재(215,216)가 상호 평행하면서 대향되게 용접된다. 수평부재(215,216)는 외부로 노출되어 차륜과 접촉된다.

수직부재(211,212)의 외측면에는 상판에 매몰되어 수직부재(211,212)를 지지하는 앵커(220)가 결합되고, 수평부재(215,216)의 대향하는 면에는 'S'자 형상을 가지는 굴곡면(217)이 대응되게 형성된다. 기온이나 하중의 변화에 의하여 상판이 수축 및 팽창을 하면 수직 및 수평부재는 상호 가까워지고 멀어지면서 상판 사이를 연결한다.

상기 수직부재(211,212)와 수평부재(215,216)는 각각 대향하면서 소정 거리 이격되어 설치된다. 그런데, 수평부재(215,216)가 외부로 노출되어 차륜과 접촉하므로, 상판 사이의 간격을 실질적으로 연결해주는 것은 수평부재(215,216)이다. 이러한 이유로 인하여, 상호 가까워진 수평부재(215,216)의 대향되는 면이 접촉될 수 있도록 굴곡면(217)이 대응되게 형성된 것이다.

수직부재와 수평부재의 사이에는 수직부재와 수평부재를 연결해주는 탄성 고무부재(230)가 마련된다. 상기 탄성 고무부재는(230)는 그 단면이 대략 '□' 형상이며, 수직부재(211,212)와 수평부재(215,216)가 형성하는 공간에 설치된다. 더 구체적으로는, 탄성 고무부재(230)의 양 측면은 수직부재(211,212)에 각각 접착되고, 상면의 양 모서리부측은 수평부(215,216)에 각각 접착된다. 즉, 수직부재(211,212)와 수평부재(215,216) 및 탄성 고무부재(230)에 접착제를 도포한 후, 130～150℃로 가열한 채 압력을 주면서 50분 이상 가황(加黃)시켜서 접착하는 것이다.

이때, 수평으로 운동하는 수직부재와 수평부재의 운동방향과 평행하는 탄성 고무부재(230)의 상면 중앙부는 수평부재(215,216)에 접착되지 않는다. 더 구체적으로는, 수평부재(215,216)에 접촉되지 않는 탄성 고무부재(230)의 중앙부의 폭(D)은 수평부재(215,216) 사이의 간격(d)보다 더 넓도록 설치된다. 이는 실제로 신축되는 탄성 고무부재(230)의 부위를 보다 넓게하여, 탄성 고무부재(230)가 넓은 탄성영역에서 신축되게 하기 위함이다.

또, 탄성 고무부재(230)의 하면 및 수평부재(215,216)에 접착되지 않은 탄성 고무부재(230)의 상면에는, 탄성 고무부재(230)가 더욱 탄성영역에서만 변형되게 하기 위한 주름부(231)가 각각 마련된다.

교량의 상판의 폭의 넓이가 하나의 신축 이음장치(200)의 길이 보다 더 긴 경우에는, 신축 이음장치(200)가 그 길이방향으로 다수개 설치된다. 이를 위하여, 신축 이음장치(200)의 사이에는 단부캡(240)이 설치되는데, 이를 도 3 및 도4를 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음장치의 연결구조를 보이기 위한 도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음장치가 연결된 상태를 보인 것으로, 도 3의 결합 단면도이다.

단부캡(240)은 탄성체로 마련되고, 수직부재(211,212) 및 수평부재(215,216)의 테두리와 접촉됨과 동시에 탄성 고무 부재(230)의 단부에 삽입된다. 단부캡(240)은 상호 결합된 수직부재(211,212)와 수평부재(215,216)의 폭 방향의 단면 형상과 대응되는 형상을 가지면서 수직 및 수평부재의 테두리와 접촉되는 프레임(241)을 가진다. 이때, 상기 프레임(241)의 상면 중앙부에는 수평부재(211,212) 사이의 간격(d)과 동일한 폭의 개방부(241a)가 형성되고, 하면은 개방된다.

프레임(241)의 내면에는 프레임(241)의 양외측, 도 3에 도시된 것을 기준으로는 프레임(241)의 전후 방향으로 연장된 하부 물림부와 상부 물림부(243a,243b)가 형성된다. 이때, 하부 물림부(243a)는 탄성 고무부재(230)의 내면과 접촉하고 상부 물림부(243b)는 탄성 고무부재(230)의 외면과 접촉되게 형성된다. 즉,하부 물림부(243a)와 상부 물림부(243b) 사이의 공간(245)에 탄성 고무부재(230)의 단부가 물려서 결합된다.

탄성 고무부재(230)의 측면과 상면의 양 모서리부측은 수직부재와 수평부재에 각각 접착되어 있다. 그러므로, 수직 및 수평부재에 접착된 탄성 고무부재(230)의 부위에는 상부 물림부(243b)가 삽입될 수 없다. 그러므로, 상부 물림부(243b)는 수직 및 수평부재에 접착되지 않은 탄성 고무부재(230)의 부위에만 마련된다. 미설명부호 250은 볼트(251)와 너트(253)를 사용하여 신축 이음장치를 상호 결합하기 위한 결합된다.

전술한 형상의 단부캡(240)은 신축 이음장치(200)와 신축 이음장치(200)를 연결하는 것이다. 신축 이음장치(200)의 마감부에는 도 5에 도시된 단부캡이 결합되는데, 이를 설명한다. 도 5에 도시하듯이, 상기 단부캡(240)의 프레임(246)은 판 형상으로 마련되고, 하부 물림부(243a)와 상부 물림부(243b)는 프레임의 일측으로만 연장되게 마련된다.

한편, 본 발명의 콘크리트 구조물 이음장치의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 6에서 보는 바와 같이 본 발명은 본체(1)에 연결패킹(40)을 결합하여, 이음장치(50)들의 결합 및 콘크리트 구조물(C)로부터 상기 이음장치(50)의 전, 후방으로 유입되는 수분을 차단하기 위해 제1차단판(1)과 제2차단판(2) 및 제2차수판(5)의 상측과 하측에 제3차수판(10)을 결합한다.

이때에 상기 제3차수판(10)은 제1차단판(1)과 제2차단판(2)에 의해 형성된 공간부(3) 및 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 양단측부의 신축고무(4)를 덮지 않도록 요부형상으로 제작하여 결합시키되, 신축고무(4)의 양측으로 대향되게 형성되어

있는 제2차수판(5) 내측 상단부와 제1차단판(1) 및 제2차단판(2)의 외측 상단부에 용접으로서 결합시켜, 제1차단판(1)과 제2차단판(2)과 제2차수판(5)의 상측면과 상기 제3차수판(10)의 상측면이 일치하도록 결합한다.

이는 후에 기술할 연결패킹(40)을 상기 제3차수판(10)에 밀착되어 결합할 수 있도록 하여, 이음장치(50)들의 결합시 각각의 제1차단판(1)과 제2차단판(2) 및 제2차수판(5)을 밀착 결합시킴과 동시에 각각의 신축고무(4)들이 밀착되어 기밀을 유

지할 수 있도록 결합시킴으로써, 이음장치(50)들 간의 결합시 이음장치(50)들의 결합부위에서 기밀 유지를 할 수 있도록 하기 위함이다.

또한 제1차수판(20)은 상기 제3차수판(10)을 지지함과 동시에 상, 하, 좌, 우측에서 유입되는 수분을 차단할 목적으로 형성하되, 제3차수판(10)의 상측면과 제1차단판(1), 제2차단판(2), 제2차수판(5)의 상측면이 일치될 수 있도록 도 3에서 도시된 바와 같이 제3차수판(10)의 두께만큼 덜 돌출시킨다.

한편, 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 측면으로 형성된 앵커 볼트(6)의 사이에는 일정한 간격으로 다수개의 다웰바(30)를 형성한다. 상기 다웰바(30)는 이음장치(50)를 콘크리트 구조물(C) 사이에 배치시켜, 콘크리트 구조물(C)을 받치고 있는 기초지반의 침하에 따른 콘크리트 구조물(C)의 부등침하 현상을 방지하도록 한다.

또한 상기 이음장치(50)를 여러개 연결하여 사용할 때에는 상기 제3차수판(10)의 상측면에 방수 및 탄성을 지닌 경질의 고무재로 이루어진 연결패킹(40)을 결합하여 이음장치(50)들을 연결한다.

상기 연결패킹(40)에는 전면이나 전면, 후면 또는 전, 후면 모든면에 양면접착제(42)가 형성되어 있어, 상기 이음장치(50)를 연결시켰을 때에 별도의 이음부재의 체결작업을 하지 않아도 손쉽게 이음장치(50)들을 연결시킬 수 있으며, 더욱 안전한 결합을 위해서 상기 제3차수판(10)의 내측과 연결패킹(40)의 내측에 체결홈(11, 41)을 각각 형성하여 결합부재(도면에 도시되지 않음)에 의해 결합할 수 있다. 상기와 같이 결합된 이음장치(50)들은 연결패킹에 의해 기밀을 유지할 수 있어, 이음장치(50) 사이의 결합부에서도 기밀을 유지할 수 있다.

또한 도 11에서 도시된 바와 같이 상기 연결패킹(40)은 이음장치(50)들의 결합을 하기 위한 목적이 아니더라도 설치할 수 있으며, 상기 연결패킹(40)을 제3차판단(10)에 설치하되 연결패킹(40)과 제3차판단(10)에 체결홈(11, 41)을 형성하지 않고, 연결패킹(40)의 전면이나 후면에 양면접착제(42)만을 이용하여 결합함으로써, 전, 후면에서 유입되는 수분의 경로를 차단하여 기밀을 유지할 수 있다.

도 12은 본 발명의 콘크리트 구조물의 이음장치(50)를 이용하여 콘크리트(C)를 연결한 상태도로서 이음장치(50)들 간의 결합시에는 연결패킹(40)을 이용하여 기밀 유지 및 견고한 결합을 도모할 수 있으며, 본 발명의 형상을 변형시켜 다양한 형상의 콘크리트 구조물을 연결할 수 있도록 할 수 있음은 본 발명의 해당분야에 종사하는 종사자에게 있어서는 당연한 것임을 명시한다.

상기와 같은 콘크리트 구조물의 이음장치(50)를 이용한 시공방법을 살펴보면 다음과 같다. 상기 이음장치를 전, 후면에 양면접착제를 형성한 연결패킹을 이용하여 연결시켜 콘크리트 구조물의 측면형상과 동일한 형상으로 이음장치를 결합하여 형성하며, 이음장치와 연결되지 않는 제3차수판에는 전면 또는 후면 중 어느 한면에 양면접착제를 형성한 연결패킹을 접착하는 이음장치 연결단계(S1)와, 상기 이음장치의 측면에 형성된 다웰바에 다웰바캡을 형성하되, 콘크리트 타설시 이탈방지를 위해 제1차단판과 제2차단판에 다웰바가 형성되는 측면에 다웰바캡을 용접으로서 연결하는 다웰바캡 부착단계(S2)와, 콘크리트 구조물의 측면형상과 동일한 형상으로 제작된 이음장치의 공간부를 중심으로 제1차단판과 제2차단판의 측면으로 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 형성하되, 이음장치부분에는 거푸집을 형성하지 않는 거푸집 제작단계(S3)와 상기 거푸집이 형성된 이음장치의 좌, 우측으로 콘크리트를 타설하여 양생하는 콘크리트 양생단계(S4)로 이루어진다.

본 발명의 수팽창 고무재는 물과 접촉하면 팽창되는 수팽창 고무가 가황된 것으로서, 물과 접촉하면 공간을 완전하게 충전 밀착시켜 연결부의 누수현상을 막아 주는 특징이 있다. 참고적으로 수팽창 고무의 조성물은 폴리(아크릴아미드)를 하이드로겔로 변형시키고, 이어서 이를 이용하여 파우더를 형성함으로써 최종 충전제로 만든다. 또한 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸러버 및 천연 고무 등과 혼합 또는 단독으로 가황하되 상기 충전제를 일정량 배합하면 수팽창 고무가 형성되는 것이다.

상기와 같이 형성된 수팽창 고무를 신축이음부재(1)에 접합할 때에는 신축이음 부재 내부에 적층된 일반고무와 같이 미가황된 상태에서 프레스의 압력과 고온의 스팀에 의해 가황된다.

교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치에 포함되어 있는 고무재의 주된 파손 모드는 아래와 같다.

- 오존, 열 등 사용환경에 의한 고무열화 및 물성저하 (30% 이상)

- 탄성중합체와 보강강재의 접착 탈리(10% 미만)

- 압축하중에 의한 제품의 고무균열 및 변형(10% 미만)

- 반복신장/수축에 의한 고무균열 및 물성저하, 변형 (50% 이상)

따라서, 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치는 아래와 같은 항목에 대해 품질을 평가하는 것이 바람직하다.

- 탄성중합체의 물리적, 기계적 성질: 경도, 인장강도, 신장률, 인열저항, 압축영구줄음률, 촉진노화, 오존저항

- 탄성중합체와 보강강재의 접착강도

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백하다.

실시예

실시예 1

(1) 폴리(아크릴아미드)를 수화시켜 수화젤로 변형시키고, 이어서 이를 건조하여 파우더 타입의 베이스 충전제를 제조하였다. 베이스 충전제 10 kg에 (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 1로 혼합한 첨가제를 3 kg 배합하여 수팽창 고무재를 제조하였다. 상기 수팽창 고무재에 (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 5로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 10 : 5로 포함된 페놀수지 조성물 3 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 5 중량부로 구성된 강화제 2 kg을 혼합함으로써 강화 수팽창 고무재를 제조하였다.

비교예 1

강화제를 사용하지 않는 점을 제외하고는 상기 실시예 1에 준하는 방법으로 수팽창 고무재를 제조하였다.

비교예 2

스티렌 부타디엔 고무 라텍스, 스테아닌산 아연을 사용하지 않는 점을 제외하고는 상기 실시예 1에 준하는 방법으로 수팽창 고무재를 제조하였다.

비교예 3

말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분을 사용하지 않는 점을 제외하고는 상기 실시예 1에 준하는 방법으로 수팽창 고무재를 제조하였다.

시험예

(1) 반복신장 가속시험

- 시험편: 제품에서 500 mm 이상 절취

- 시험속도: 100 mm/분

- 최대 신장량 ↔ 설계 신축량의 1/2변위: 548회

(2) 반복수축 가속시험

- 시험편: 반복신장 가속시험 후 시편

- 시험속도: 100 mm/분

- 시료온도: 60 ± 0.1 ℃

- 최소 수축량 ↔ 설계 신축량의 1/2변위: 548회

평가예

(1) 접착 탈리 정도: 육안 관찰하여 낮은 정도에서 높은 정도에 이르는 순으로 1-5 점을 부여, 10 이상을 무작위 관찰하여 그 평균값을 기록

(2) 탄성중합체 균열 유무: 육안 관찰하여 낮은 정도에서 높은 정도에 이르는 순으로 1-5 점을 부여, 10 이상을 무작위 관찰하여 그 평균값을 기록

(3) 탄성중합체 신장율 변화율: 반복 신장/수축 가속시험 전후의 탄성중합체를 시험편으로 사용하여 KS M 6782에 따라서 시험을 수행

(4) 판정 결과

	접착 탈리	탄성중합체 균열	신장율 변화율
실시예 1	1.3	2.1	21%
비교예 1	3.2	3.6	43%
비교예 2	2.1	2.9	25%
비교예 3	2.5	2.2	29%

도 1 내지 도 5에 대한 부호 설명
211, 212: 수직부재 215, 216: 수평부재
220: 앵커 230: 탄성고무부재
240: 단부캡
도 6 내지 도 12에 대한 부호 설명
1: 제1차단판 2: 제2차단판
3: 공간부 4: 신축고무
5: 제2차수판 6: 앵커볼트
10: 제3차수판 11, 41: 체결홈
20: 제1차수판 30: 다웰바
40: 연결패킹 42: 양면접착제

Claims

소정의 간격을 두고 연속 배치되는 한 쌍의 교량 상판의 상호 대향하는 단부에 상호 평행하게 각각 고정되는 판상의 수직부재와, 상기 각 수직부재의 상단부에 수평으로 결합되는 수평부재와, 상기 양 수직부재 사이에 개재되는 탄성 고무부재를 갖는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치에 있어서,
상기 신축 이음장치의 단부에 접촉되는 탄성체로 된 판상의 캡본체와, 상기 캡본체로부터 판면에 가로로 연장되어, 상기 탄성 고무부재의 단부 영역을 사이에 두고 상부 및 하부에서 각각 접촉하는 상부 물림부와 하부 물림부를 가지며,
상기 탄성 고무부재는 (1) 폴리(아크릴아미드) 파우더 100 중량부, (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제 20-50 중량부, (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 교량용 신축 이음장치.
상호 소정 간격을 두고 평행하게 동일 형상의 제1차단판(1) 및 제2차단판(2) 사이에 공간부(3)가 형성되며, 상기 공간부(3)의 양단부측은 신축고무(4)로 밀봉되고, 상기 신축고무(4)의 양측으로는 대향되게 형성되어 있는 제2차수판(5)과 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 측면부에 복수 개의 앵커볼트(6)가 서로 대칭되게 돌출 형성된 지하차보도 콘크리트 구조물의 이음장치에 있어서,
상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2) 및 제2차수판(5)의 상, 하측에 용접으로 접착되며, 상기 공간부(3)와 양측의 신축고무(4)를 덮지않도록 요부형상으로 이루어진 제3차수판(10), 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 측면으로 직교되게 돌출 형성되며, 상기 제3차수판(10)을 지지하도록 형성된 제1차수판(20), 상기 제1차단판(1)과 제2차단판(2)의 측면부에 복수 개로 서로 대향되게 형성되어 있는 다웰바(30)를 포함하고;
상기 신축고무는 (1) 폴리(아크릴아미드) 파우더 100 중량부, (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제 20-50 중량부, (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 지하차보도 콘크리트 구조물의 이음장치.
하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량용 또는 지하차보도용 신축 이음장치용 강화 수팽창 고무재 제조방법:
(A) (1) 폴리(아크릴아미드)를 수화시켜 수화젤로 변형시키고 건조하여 파우더 타입의 베이스 충전제를 제조하는 단계;
(B) 상기 (1) 베이스 충전제 100 중량부에 (2) 에틸렌 프로필렌고무, 클로로부틸 러버를 1 : 0.5-1.5로 혼합한 첨가제를 20-50 중량부 배합하여 수팽창 고무재를 제조하는 단계;
(C) 상기 (2) 수팽창 고무재에 (3) ① 스티렌 부타디엔 고무 라텍스 : 에틸렌 아세트산 비닐이 중량비 10 : 3-7로 포함된 주재부; 및 상기 주재부 100 중량부를 기준으로 ② 페놀수지 : 페놀술폰산 : 스테아닌산 아연이 중량비 100 : 7-12 : 7-10로 포함된 페놀수지 조성물 2-5 중량부; ③ 말단 반응성 폴리실록산 화합물을 포함하는 보호수지 성분 3-7 중량부로 구성된 강화제 10-30 중량부를 혼합하는 단계.