KR101254955B1

KR101254955B1 - 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비

Info

Publication number: KR101254955B1
Application number: KR1020130013679A
Authority: KR
Inventors: 천기화
Original assignee: (주)한동알앤씨; 주식회사 한동아스콘; 한국신기술산업(주); 에스씨종합건설(주)
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-04-16

Abstract

본 발명은 균열이 일어나고 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로를 현장에서 가열하여 보수하는 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 관한 것으로, 균열이 일어나거나 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로 부분을 가열하여 일정 온도로 올리는 적외선 발열부와; 상기 적외선 발열부에 결합되어 상기 적외선 발열부를 수직 상태에서 수평 상태로 위치를 변경시키고, 뒷부분의 높이를 조절하여 상기 적외선 발열부가 지면과 수평을 유지할 수 있게 상기 적외선 발열부를 유압에 의해 움직이게 하는 적외선 발열부 작동장치부와; 도로 보수 시 부족한 아스팔트혼합물을 공급하기 위하여 신재 핫 아스팔트혼합물을 일정 온도로 유지하고 보관하는 신재 아스팔트혼합물 보관부와; 상기 적외선 발열부와 신재 아스팔트혼합물 보관부의 가열 열원에 필요한 연료를 공급하는 가스통 보관부와; 상기 적외선 발열부와 신재 아스팔트혼합물 보관부의 온도와 운전을 제어하고, 상기 적외선 발열부 작동장치부의 기계적 작동을 제어하는 제어장치부와; 아스팔트 도로 보수를 위해 필요한 도구 및 소형 장비를 적재하는 적재함부와; 상기 적외선 발열부, 적외선 발열부 작동장치부, 신재 아스팔트혼합물 보관부, 가스통 보관부, 제어장치부 및 적재함부가 설치되며, 상기 적외선 발열부 작동장치부에 유압을 공급하고, 이동을 위한 차량부로 구성된다.
본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비를 사용하면 현장에서 직접 가열하여 구재 아스팔트혼합물과 신재 아스팔트혼합물이 열접합을 하는 것이므로 조인트 부분이 생기지 않아 취약부분이 생기지 않는 장점이 있으며, 공정이 간단하여 보수시간이 짧고 인력도 적게 들어, 적은 시간과 비용으로 영구적인 보수방법을 채택할 수 있는 장점이 있다.

Description

현장 가열 아스팔트 도로 보수장비{Asphalt Pavement Crack Repairing Equipment Mounted Truck using Infrared Heating Apparatus in Field}

본 발명은 균열이 일어나고 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로를 현장에서 가열하여 보수하는 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보수할 부분을 커팅하지 않고 적외선 발열부로 가열한 후 가열된 부분을 잘게 부순 후 고르게 편 후 부족한 아스팔트혼합물을 신재로 보충한 후 롤러로 다짐하여 작업을 마무리하는 현장가열 아스팔트 도로 보수장비에 관한 것이다.

일반적으로, 아스콘 포장도로는 긴 장마나 눈 등 계절적 온도변화에 따라 반복되는 팽창과 수축, 차량에 의해 가해지는 정적 및 동적 하중과 응력의 불균일, 노화 및 지하 침하 등 상기 여러 가지 요인에 의해 노면의 일부가 부분적으로 갈라지는 균열이 발생하고 있다.

이 외에도 아스콘 포설시 아스콘 포설기계로 포설하고 있어 시공상 포장도로의 노면을 따라 균열이 발생하고 있으며, 이외에도 다짐불량, 접착불량 등으로 균열이 발생하고 있다.

이러한 균열에 빗물 등이 침투하게 되면 균열은 더욱 커지고 이는 결국 도로의 파손으로 이어져 차량 통행에 지장을 초래할 뿐만 아니라 안전사고를 유발할 우려가 높아지고 있다.

따라서, 차량의 안전한 소통과 도로의 수명연장을 위해서는 아스콘 포장도로에 균열이 발생할 경우 이를 보수하거나 재포장할 필요가 있다.

종래의 균열보수방법으로는 도로의 교통량 등을 감안하거나 경제적인 이유를 감안하여 균열에 의해 손상된 부위만을 도로 봉합제로 충진하여 보수하는 방법이 널리 사용되고 있다.

그리고, 기존의 아스팔트 포장도로의 균열보수는 사각형상의 홈으로 파쇄하여 종방향의 조인트를 형성하고, 그 위에 접착조성물을 도포하고, 그 위에 아스팔트를 다짐하여 시공하였다.

이때 종방향의 조인트는 지면에 대해 수직방향으로 형성되어, 조인트 부분의 양측면이 다짐 및 부착불량으로 다짐밀도의 저하를 유발하여 큰 공극률을 형성시키면서 혼합물의 투수성을 증가시키고, 빗물침투 등에 의한 균열 및 처짐현상이 발생하고, 이런 다짐 부족에 기인하여 아스팔트 포장층의 공극률이 높아지게 되면, 교통 하중에 의해서 종방향, 횡방향 변위에 의한 소성변형이 일어났다.

또한, 기존 아스팔트 포장도로와 신재 아스콘 온도 차이에 의한 다짐불량, 접촉불량 및 동절기의 낮은 온도와, 아스콘 공장에서 현장까지 원거리 운송으로 아스콘 온도가 기준 이하로 떨어져 다짐되지 않아 기준밀도 부족 등으로 인해 조인트가 깨지거나 아스팔트 포장에 구멍이 뚫리는 포트홀(pothole) 현상이 발생되었다.

이로 인해, 도로의 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 교통사고 위험요소를 안고 있어 차를 이용한 도로 주행시 매우 위험하며, 또한 이와 같은 포트홀(pothole)을 보수하기 위해 추가비용을 투여해야 하는 문제점이 발생하였다.

사용된 특정의 기술과는 상관없이, 아스팔트 표면 재생 작업이 상업적으로 성공적인 것인가의 여부는 재생할 낡은 표면을 얼마나 효과적으로 가열할 수 있는가에 달려 있다. 일반적으로, 효과적인 가열은 아스팔트 표면이 실질적으로 타거나 과열됨이 없이 신속하게 소정의 온도(예컨대, 150℃)로 가열될 경우에 달성된다.

해당 기술 분야에서는 아스팔트를 연화시켜 그것을 재생 이용하기 쉽게 하기 위해 히터를 사용하는 것이 일반적이다. 히터는 방사 히터(예컨대, 적외선 히터), 열풍 히터, 대류 히터, 마이크로파 히터, 직접적인 화염 히터 등일 수 있다.

상업적으로 사용되는 히터로서, 가장 선호되는 히터는 적외선을 방출하는 방사 히터이다.

일반적으로, 이러한 히터는 금속(또는 다른 적절한 재료) 스크린 상측으로 연료/공기 혼합물을 점화하여 그 혼합물을 연소시킴으로써 작동된다. 연소열은 금속 스크린에 의해 흡수되고, 이에 의해 대부분의 경우 금속스크린이 적열광(赤熱光)을 내어 아스팔트 표면에 열(즉 적외선 방사)을 방사하게 된다.

종래의 방사 히터의 주요 한계점 중의 하나는 연료원이다. 특히, 연료/공기 혼합물이 히터의 방사 표면 전체에 걸쳐 연소되어야 하기 때문에, 연료는 공기와 용이하게 혼합할 수 있는 동시에, 점화 시점까지 방사 표면 전체에 거의 균일하게 분산되는 성질의 것이어야 한다.

결과적으로, 상업적으로 사용 가능한 사실상의 모든 히터는 프로판 또는 부탄을 연료로 하게 된다. 프로판과 부탄은 이 용도로 사용하기 위해 공기에 쉽게 혼합될 수 있는 가스이다.

유감스럽게도, 프로판 및 부탄은 일반적으로 가압 상태로 보관되어 있고, 우발적인 불꽃에 의해서 위험한 폭발을 일으킬 가능성이 있기 때문에, 취급 및 사용이 매우 위험한 물질이다.

또한, 온 세계의 많은 나라에서, 프로판 및/또는 부탄은 ( i ) 입수될 수 없는 상황, ( ii ) 구입할 수 없을 정도로 비싼 상황, 및/또는 (iii) 저렴한 비용으로 입수될 수 있는 디젤 연료와 같은 다른 액체 연료들에 비해 별로 매력적인 것이 못되는 상황에 있다. 실제로, 북미, 유럽 및 호주를 제외한 세계의 대부분의 국가에서는 이러한 문제점 중의 한 가지 이상이 존재한다. 전술한 (iii)의 상황과 관련하여, 액체 연료(즉, 외기 온도와 압력에서 액체인 연료)들은 이들을 분무하여 연료/공기 혼합물을 히터의 방사 표면 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분산시키는 데 따른 어려움으로 인해, 종래의 방사 히터로 사용하는 데는 부적합하다.

결과적으로, 핫인플레이스재생법(HIPR: hot-in place recycling)은 북미와 유럽을 제외한 세계의 대부분의 국가에서는 상업적인 면에서 비실용적이다.

또한, 종래의 방사 히터에서는 방사 표면은 2000°F 이상의 온도에 쉽게 도달한다. 이는 재생 시스템에 수반되는 모든 차량의 진행이 지연되지 않도록 가능한한 신속하게 표면을 가열할 필요가 있기 때문이다.

이는 2인치 이상의 깊이당 약 120℃ 의 평균 온도를 얻는다는 최종 목표를 위해 아스팔트의 표면을 150 내지 200℃ 의 온도로 가열하는 것이 필요하다는 점과 결부되어, 아스팔트 표면을 태우거나 과열시키는 것이 빈번하게 될 수 있다. 유감스럽게도, 단순히 방사 표면의 온도를 낮춤으로써 그러한 영향을 배제시키려는 시도들은 전체 재생 공정의 효율을 한층 더 저하시키며, 이에 따라 상업적으로 실형 가능한 대안으로서 고려할 만한 것이 못된다. 종래의 방사 히터에 수반되는 또 다른 문제점은 가열이 불균일하게 될 가능성이 높다는 것이다. 전형적으로, 이는 아스팔트 표면의 특정 구역(예컨대, 오일 스폿)에서는 방사선을 흡수하지만, 다른 구역(예컨대, 밝은 빛깔의 골재)에서는 방사선이 반사되기 때문에 그러하다.

이러한 문제점은 방사선을 흡수하는 구역에서 보다 더 심화되며, 그 이유는 이들 구역에서 아스팔트 표면의 극심한 연기 생성 및/또는 발화가 발생됨으로써 심각한 환경 문제를 야기하기 때문이다.

등록특허 10-0821238로 게시된 아스팔트 포장도로 균열보수장치는 전력을 발생시키기 위한 발전기가 탑재되어 포장도로를 따라 이동하는 동력차량과; 아스팔트 포장도로의 균열부분에 삼각형상의 보수홈, 사다리꼴 형상의 보수홈, 부채꼴 형상의 보수홈 중 어느 하나가 형성되도록 삼각형상의 드럼, 사다리꼴 형상의 드럼; 부채꼴 형상의 드럼이 장착되어 파쇄시키는 홈가공기와, 그 동력차량 일측에 연결되어 전자파로 조사하여 포장도로 노면에 남아있는 수분을 제거하는 건조기와; 포장도로의 노면에 부착된 오염물을 청소하는 청소용 솔차와; 그 청소 및 건조가 완료된 포장도로의 균열보수 노면에 접착조성물을 살포하는 살포기와; 그 접착조성물이 살포된 균열보수 노면에 보수조성물 중 어느 하나를 선택하여 포설하는 포설기와; 그 포설기를 통해 보수조성물 중 어느 하나가 선택되어 포설된 균열보수 노면을 1차로 다짐하고, 노면 가열기를 통해 가열된 균열보수 노면을 2차로 다짐하는 다짐기와, 상기 발전기와 연결된 상태로 동력차량의 전면에 상, 하 이동되게 설치되며, 내부에는 가열수단이 내장된 노면가열기로 구성되나 공정이 복잡하고 장치 또한 많이 소요되어 간단하고 단순한 노면 보수에는 장비와 인력이 많이 드는 문제점이 있다.

등록특허 10-1217148로 게시된 적외선 가열장치를 이용한 아스팔트포장 균열보수방법 및 그 장치는 가열할 바닥면으로부터 이격되게 설치되고 아스팔트의 균열홈을 따라 이동되는 베이스; 베이스에 설치되는 덕트; 덕트의 저면에 설치되고 아스팔트의 균열홈을 가열하는 가열판; 베이스에 설치되고 덕트에 연결되어서 덕트 하부의 가열판을 가열하는 가열부; 베이스의 상부 일측에 설치되고 베이스를 이송시키는 핸들을 포함하여 이루어지고; 덕트는, 하부에 가열판이 설치되어 있고, 내부에 점화공간이 형성되어 있으며, 점화공간의 일측에 스파크를 발생시키도록 점화플러그가 설치되어 있고, 점화공간의 타측에 연소된 배기가스가 배출되도록 가스배출구가 형성되어 있으나 적외선 가열장치만 구성되고 자체 이동수단은 없고 다른 차량으로 이동을 해야 하며, 신재 아스팔트혼합물은 구비하지 않아 이 또한 별도의 차량이 필요하고 롤러 등도 별도로 구비해야 하는 문제점이 있다.

등록특허 10-0714162로 게시된 아스콘 포장도로 균열보수방법 및 장치의 장치는 전력을 발생시키기 위한 발전기가 탑재되어 포장도로를 따라 이동하는 동력차량과; 상기 발전기와 연결된 상태로 동력차량(212)의 전면에 상, 하 이동되게 설치되며, 내부에는 가열수단이 내장된 노면가열기와; 상기 동력차량의 후방에 설치되어 노면가열기에 의해 가열된 포장도로의 균열부분을 절삭하는 절삭기와; 이 절삭기의 후방에 걸이편을 통해 장착되어 절삭기에 의해 형성된 보수홈의 폐아스콘과 이물질을 제거하는 청소부재와; 상기 동력차량의 후방에 배치되어 접착조성물, 매트 및 보수조성물이 포설되어 있는 보수홈을 다짐하여 양생하는 다짐기로 구성되어 보수해야할 부분을 가열하고 홈을 파 제거한 후 접착충전물을 충전 후 다짐하는 것으로 되어 있으나 본 발명은 기존의 아스팔트혼합물을 가열하여 녹인 후 신재 아스팔트혼합물과 같이 혼합한 후 다지는 것으로 공정이 상이하다.

등록특허 10-0394176으로 게시된 아스팔트 표면 가열 장치는 고온 가스 발생 버너와, 이 버너로부터 고온 가스를 받아들이기 위한 입구 및 복수 개의 구멍이 형성된 방사면을 구비하고 있는 봉입체를 포함하고, 고온 가스가 ( i ) 상기 방사면을 가열하여 아스팔트 표면에 방사 열을 전달하고, ( ii )상기 구멍을 통과하여 아스팔트 표면에 대류 열을 전달하도록 상기 구멍의 크기를 선택하며, 상기 구멍의 크기는 방사 열 전달이 총 열 전달의 35% 내지 65% 이며, 잔부가 대류 열 전달이 되도록 선택하는 것이나 적외선의 복사열을 이용한 가열 장치는 아니다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 현장에서 직접 보수할 부분을 적외선 발열부로 구재 아스팔트혼합물의 손상없이 가열하고, 가열된 구재 아스팔트혼합물을 잘게 부수고 고른 후 핫 아스팔트혼합물을 상부에 보충하고 가장자리부터 다짐을 시작하여 전체를 다짐함으로서 구재 아스팔트혼합물과 신재 아스팔트혼합물이 이음매없이 완전하게 일체가 되게 하여 하자가 발생하지 않게 하며, 현장에서 가열, 보충, 다짐까지 일체로 할 수 있는 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비를 제공함에 있다.

본 발명은 균열이 일어나고 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로를 현장에서 직접 보수할 부분을 가열하여 보수하는 아스팔트 도로 보수장비로서, 균열이 일어나거나 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로 부분을 가열하여 일정 온도로 올리는 적외선 발열부와; 상기 적외선 발열부에 결합되어 상기 적외선 발열부를 수직 상태에서 수평 상태로 위치를 변경시키고, 뒷부분의 높이를 조절하여 상기 적외선 발열부가 지면과 수평을 유지할 수 있게 상기 적외선 발열부를 유압에 의해 움직이게 하는 적외선 발열부 작동장치부와; 도로 보수 시 부족한 아스팔트혼합물을 공급하기 위하여 신재 핫 아스팔트혼합물을 일정 온도로 유지하고 보관하는 신재 아스팔트혼합물 보관부와; 상기 적외선 발열부와 신재 아스팔트혼합물 보관부의 가열 열원에 필요한 연료를 공급하는 가스통 보관부와; 상기 적외선 발열부와 신재 아스팔트혼합물 보관부의 온도와 운전을 제어하고, 상기 적외선 발열부 작동장치부의 기계적 작동을 제어하는 제어장치부와; 아스팔트 도로 보수를 위해 필요한 도구 및 소형 장비를 적재하는 적재함부와; 상기 적외선 발열부, 적외선 발열부 작동장치부, 신재 아스팔트혼합물 보관부, 가스통 보관부, 제어장치부 및 적재함부가 설치되며, 상기 적외선 발열부 작동장치부에 유압을 공급하고, 이동을 위한 차량부로 구성된다.

상기 적외선 발열부는 상기 가스통 보관부에서 공급되는 LPG와 공기를 일정 비율로 혼합하여 만들어진 혼합가스를 공급하는 가스공기혼합펌프와; 상기 가스공기혼합펌프에서 공급되는 혼합가스가 인입되는 헤드와, 상기 헤드에서 분기되어 가스에 분사되는 노즐이 있는 다수 개의 분사관을 포함한 분사관부와; 상기 분사관의 외측에 설치되어 이그네이터로 LPG에 점화 후 발생하는 화염을 받아 적외선 복사열로 변환시키며, 상기 분사관 수량과 동일한 수량의 적외선 발열체와; 상기 적외선 발열체에서 발산되는 열을 앞쪽으로만 보내주는 열반사판과; 상기 분사관부와 적외선발열체와 열반사판이 설치되어 2개의 히팅존을 가지고, 상기 적외선 발열부의 위치를 변경할 수 있게 하기 위하여 상기 적외선 발열부 작동장치부가 후면에 결합되는 사각형태의 외형을 이루는 챔버와; 상기 적외선 발열부를 작동하지 않을 때 LPG의 공급을 차단하는 안전장치로 구성된다.

상기 챔버는 후면에 보강부를 가지며 모든 재질이 스테인레스 스틸이고, 240 x 180cm의 내부 크기를 가져 상기 히팅존이 120 x 180cm의 크기가 되게 한다.

상기 챔버의 후면에는 상기 적외선 발열부 작동장치부가 결합되는 작동장치부 결합대가 형성된다.

상기 챔버의 전면의 전방 좌우 모서리에는 보수할 바닥면의 아스팔트가 손상되는 것을 방지하기 위한 이격거리를 두기 위하여 5~8cm 높이의 지지받침대가 형성된다.

상기 분사관부와 적외선 발열체와 열반사판은 스테인레스 스틸 재질로 제작된다.

상기 분사관부의 중앙에는 상기 분사관부를 상기 챔버에 고정하기 위한 고정대가 형성된다.

상기 적외선 발열체는 파이프 형상으로 상기 분사관에 삽입되는 발열본체와; 상기 발열본체의 결합되며, 상기 열반사판과 결합되는 끼움편과 상기 끼움편이 끼워지는 끼움구로 이루어진 끼움부와; 상기 발열본체의 양말단에 설치되어 화염이 방출되는 것을 막아주기 위하여 방출방지캡으로 구성된다.

상기 열반사판에는 상기 끼움편이 끼우지는 끼움홀이 형성되는 구조이다.

상기 가스통 보관부는 다수 개의 LPG가스통과; 상기 LPG가스통의 각각의 LPG압력을 조정하는 LPG가스통 수량과 동일한 수량의 레규레이터와; 상기 적외선 발열부와 신재 아스팔트혼합물 보관부로 LPG를 공급하는 배관과 ON/OFF를 위한 솔레노이드 밸브를 포함한 밸브류로 이루어진 배관부로 구성된다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부는 상부의 양측사이드로 신재 아스팔트혼합물을 보충할 수 있는 2개의 어퍼 로딩 도어와, 측면으로 배출할 수 있는 2개의 사이드 언로딩 도어를 갖춘 구조이며, -15℃ ~ +40℃의 외기에서도 135 ~ 150℃로 최대 48시간 홀딩할 수 있게 히팅시스템을 갖춘 구조이다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부의 신재 아스팔트혼합물 적재 용량은 2톤이며, 상기 히팅시스템의 적외선 히터가 설치되는 히터 설치부와, 상기 히터 설치부의 상부에 설치되어 상기 신재 아스팔트혼합물이 적재되는 신재 아스팔트혼합물 적재부로 구성되고, 상기 히팅시스템은 상기 LPG를 열원으로 상기 적외선 히터의 복사열로 에어를 히팅하여 히팅 에어가 사방 벽을 통해 위로 순환시킨 후 상기 신재 아스팔트혼합물의 건조를 막기 위해 외부로 벤트시켜 상기 신재 아스팔트혼합물의 온도를 유지시키며, 상기 적외선 히터는 10,000kcal/hr 용량의 2기로 구성된다.

상기 적재부의 정면 양측벽은 2개소의 공기층이 있는 3겹의 벽으로 구성되며, 외기와 만나는 외측벽은 2.0mm 두께의 철판을 사용하고, 중간벽은 양측에 고온 차열페인트로 페인팅한 1.6mm 두께의 철판을 사용하며, 상기 신재 아스팔트혼합물이 맞닿는 내측벽은 3.6mm 두께의 철판에 2.8mm 라이너가 부착되고, 상기 외측벽과 중간벽 사이는 50mm 두께의 고형 단열재를 사용하여 단열시키고, 상기 중간벽과 내벽 사이는 상기 히팅 에어가 통과하며 상기 히팅 에어의 열 분배를 좋게 하기 위한 에어 채널이 형성되는 구조이며, 상기 내측벽의 온도는 최대 170℃이다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부에는 상기 어퍼 로딩 도어 개폐용 유압실린더가 설치되어, 상기 유압실린더의 작동으로 상기 어퍼 로딩 도어를 필요 시 상기 제어장치부에서 자동으로 개폐할 수 있는 구조이다.

상기 어퍼 로딩 도어는 이중벽으로 형성되어 도어외벽은 2mm 두께의 철판을 사용하고 도어내벽은 1.6mm 두께의 철판을 사용하며, 상기 도어외벽과 도어내벽 사이에는 단열을 위한 50mm 두께의 고형 단열재가 삽입된다.

상기 사이드 언로딩 도어는 외측에 형성되며 앞으로 여는 타입의 외측 사이드도어와, 상기 외측 사이드도어를 열고 상기 신재 아스팔트혼합물을 언로딩하기 위해 위로 여는 타입이고 열었을 때 고정시킬 수 있는 구조인 내측 언로딩도어로 구성되는 구조이다.

상기 제어장치부의 상부에는 작업 중 차량을 유도하기 위한 2개의 방향표시등과 야간 작업을 위한 2개의 작업등이 설치된 라이팅 바가 형성되는 구조이다.

상술한 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.

보수가 필요한 부분을 일반적인 방법에 의한 보수는 보수한 부분과 보수하지 않은 부분의 조인트 부분에 취약한 부분이 선명하게 생기나, 본 발명에서는 구재 아스팔트혼합물과 신재 아스팔트혼합물이 열접합을 하는 것이므로 조인트 부분이 생기지 않아 취약부분이 생기지 않는 장점이 있다.

또한, 공정이 간단하여 보수시간이 짧고 인력도 적게 들어, 적은 시간과 비용으로 영구적인 보수방법을 채택할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 전체 사시도
도 2는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적외선 발열부 제1실시예 개략도
도 3은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적외선 발열부 제2실시예 개략도
도 4는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 분사관부 제1실시예 개략도
도 5는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 분사관부 제2실시예 개략도
도 6은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적외선 발열체 개략도
도 7은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 챔버 개략도
도 8은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 신재 아스팔트혼합물 보관부 사시도
도 9는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적재부 벽면 A-A 부분 단면도
도 10은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 시공방법 순서도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "현장 가열 아스팔트 도로 보수장비"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 "현장 가열 아스팔트 도로 보수장비"에 관한 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 전체 사시도이며, 도 2는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적외선 발열부 제1실시예 개략도이고, 도 3은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적외선 발열부 제2실시예 개략도이며, 도 4는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 분사관부 제1실시예 개략도이고, 도 5는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 분사관부 제2실시예 개략도이며, 도 6은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적외선 발열체 개략도이고, 도 7은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 챔버 개략도이며, 도 8은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 신재 아스팔트혼합물 보관부 사시도이고, 도 9는 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 적재부 벽면 A-A 부분 단면도이며, 도 10은 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비에 따른 시공방법 순서도이다.

도 1에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비는 열이 일어나고 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로를 현장에서 직접 보수할 부분을 가열하여 보수하는 장비로서, 균열이 일어나거나 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로 부분을 가열하여 일정 온도로 올리는 적외선 발열부(1)와; 상기 적외선 발열부(1)에 결합되어 상기 적외선 발열부(1)를 수직 상태에서 수평 상태로 위치를 변경시키고, 뒷부분의 높이를 조절하여 상기 적외선 발열부(1)가 지면과 수평을 유지할 수 있게 상기 적외선 발열부(1)를 유압에 의해 움직이게 하는 적외선 발열부 작동장치부(2)와; 도로 보수 시 부족한 아스팔트혼합물을 공급하기 위하여 신재 핫 아스팔트혼합물을 일정 온도로 유지하고 보관하는 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)와; 상기 적외선 발열부(1)와 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)의 가열 열원에 필요한 연료를 공급하는 가스통 보관부(4)와; 상기 적외선 발열부(1)와 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)의 온도와 운전을 제어하고, 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)의 기계적 작동을 제어하는 제어장치부(5)와; 아스팔트 도로 보수를 위해 필요한 빗자루, 삽, 레이크, 외발리어카, 롤러(61) 등의 도구 및 소형 장비를 적재하는 적재함부(6)와; 상기 적외선 발열부(1), 적외선 발열부 작동장치부(2), 신재 아스팔트혼합물 보관부(3), 가스통 보관부(4), 제어장치부(5) 및 적재함부(6)가 설치되며, 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)에 유압을 공급하고, 이동을 위한 차량부(7)로 구성된다.

상기 가스통 보관부(4)는 다수 개의 LPG통(41)과; 상기 LPG통(41)의 각각의 LPG 압력을 조정하는 LPG통 수량과 동일한 수량의 레규레이터와; 상기 적외선 발열부(1)와 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)로 LPG를 공급하는 배관과 ON/OFF를 위한 솔레노이드 밸브를 포함한 밸브류로 이루어진 배관부로 구성된다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)는 상부의 양측사이드로 신재 아스팔트혼합물을 보충할 수 있는 2개의 어퍼 로딩 도어(324)와, 측면으로 배출할 수 있는 2개의 사이드 언로딩 도어(325)를 갖춘 구조이며, - 15℃ ~ + 40℃의 외기에서도 135 ~ 150℃로 최대 48시간 홀딩할 수 있게 히팅시스템(33)을 갖춘 구조이다.

상기 신재 아스팔트혼합물은 어퍼 로딩 도어(324)를 열어 직접 아스콘플랜트에서 슈트를 통해 받을 수 있고, 아스콘 수송차량에서 버켓으로 받아 버켓을 올려 쏟을 수도 있다.

상기 적외선 발열부(1)는 LPG와 에어를 프리믹서하여 분사관(122)의 노즐(1221)을 통해 분사되는 것을 점화시켜 연소시킨 후 적외선 발열체(13)에서 적외선의 복사열로 바꾸므로 화염이 아니므로 구재 아스팔트혼합물의 특성을 변화시키거나 손상시키지 않는다.

상기 제어장치부(5)의 상부에는 작업 중 차량을 유도하기 위한 2개의 방향표시등(511)과 야간 작업을 위한 2개의 작업등(512)이 설치된 라이팅 바(51)가 형성되는 구조이다.

상기 적재함부(6)는 아스팔트 도로 보수를 위해 필요한 빗자루, 삽, 레이크, 외발리어카, 롤러(61) 등의 도구 및 소형 장비를 적재하며, 필요 시 물이나 접착제를 담은 용기가 적재될 수 있다.

상기 적재함부(6)에는 상기 롤러(61)를 인력으로 쉽게 오르내릴 수 있게 경사로를 만드는 램프장치(62)가 형성되며, 상기 램프장치(62)는 지면으로 내렸다 상기 차량부으로 올렸다 할 수 있는 구조여야 한다.

상기 롤러(61)는 뒤에서 밀면서 걷는 타입(Walk Behind 타입)으로 1.5톤 용량이며, 분당 60m 진행속도와 컨팩션 깊이 25cm 까지 할 수 있는 사양인 것이 바람직하다.

상기 제어장치부(5)는 상기 적외선 발열부(1)와 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)의 온도와 운전을 제어하고, 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)의 기계적 작동을 제어하며, 화염감지기가 상기 적외선 발열부(1) 및 신재 아스팔트혼합물 보관부에 설치되어 화염감지가 되지 않을 때 상기 가스통 보관부(4)에서 공급되는 LPG를 차단하기 위해 솔레노이드 밸브 타입의 ON/OFF 밸브를 작동시키는 제어를 포함할 수도 있으며, 상기 적외선 발열부(1) 및 신재 아스팔트혼합물 보관부의 운전 및 제어는 공지의 기술이므로 본 발명에서는 상세한 내용을 생략한다.

도 2와 도 3에 도시되어 있는 것 같이 상기 적외선 발열부(1)는 균열이 일어나거나 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로 부분을 가열하여 일정 온도로 올리는 역할을 한다.

상기 적외선 발열부(1)은 상기 가스통 보관부(4)에서 공급되는 LPG와 공기를 일정 비율로 혼합하여 만들어진 혼합가스를 공급하는 가스공기혼합펌프(11)와; 상기 가스공기혼합펌프(11)에서 공급되는 혼합가스가 인입되는 헤드(121)와, 상기 헤드(121)에서 분기되어 가스에 분사되는 노즐(1221)이 있는 다수 개의 분사관(122)을 포함한 분사관부(12)와; 상기 분사관(122)의 외측에 설치되어 이그네이터로 LPG에 점화 후 발생하는 화염을 받아 적외선을 복사시키는 상기 분사관(122) 수량과 동일한 수량의 적외선 발열체(13)와; 상기 적외선 발열체(13)에서 발산되는 열을 앞쪽으로만 보내주는 열반사판(14)과; 상기 분사관부(12)와 적외선 발열체(13)와 열반사판(14)이 설치되어 2개의 히팅존(151)을 가지고, 상기 적외선 발열부(1)의 위치를 변경할 수 있게 하기 위하여 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)가 후면에 결합되며, 사각 형태의 외형을 이루는 챔버(15)와; 상기 적외선 발열부(1)를 작동하지 않을 때 LPG의 공급을 차단하는 안전장치로 구성된다.

상기 챔버(15)는 후면에 보강부(152)를 가지며 모든 재질이 스테인레스 스틸이고, 상기 챔버(15)는 240 x 180cm의 내부 크기를 가져 상기 히팅존(151)이 120 x 180cm의 크기가 되게 한다.

상기 챔버(15)의 후면에는 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)가 결합되는 작동장치부 결합대(153)가 형성되며, 상기 챔버(15)의 전면의 전방 좌우 모서리에는 보수할 바닥면의 아스팔트가 손상되는 것을 방지하기 위한 이격거리를 두기 위하여 5~8cm 높이의 지지받침대(154)가 형성된다.

상기 분사관부(12)와 적외선 발열체(13)와 열반사판(14)은 스테인레스 스틸 재질로 제작되어야 한다.

상기 분사관부(12)의 중앙에는 상기 분사관부(12)를 상기 챔버(15)에 고정하기 위한 고정대(1222)가 형성된다.

상기 적외선 발열체(13)는 파이프 형상으로 상기 분사관(122)에 삽입되는 발열본체(131)와; 상기 발열본체(131)의 결합되며, 상기 열반사판(14)과 결합되는 끼움편(1321)과 상기 끼움편(1321)이 끼워지는 끼움구(1322)로 이루어진 끼움부(132)와; 상기 발열본체(131)의 양말단에 설치되어 화염이 방출되는 것을 막아주기 위하여 방출방지캡(133)으로 구성된다.

상기 열반사판(14)은 양측으로 20~30°씩 꺽여서 상기 열반사판(14)이 이루른 각도가 140~160°를 이루어 적외선 복사열이 바닥면에 집중되도록 해야 한다.

상기 열반사판(14)에는 상기 끼움편(1321)이 끼우지는 끼움홀이 형성되는 구조이다.

상기 가스공기혼합펌프(11)는 상기 가스통 보관부(4)에서 공급되는 LPG와 공기를 일정 비율로 혼합하여 상기 헤드(121)로 공급한다.

상기 안전장치는 화염감지기를 설치하고 점화 후 작동을 시키면 화염이 감지 되지 않을 때 밸브를 차단하여 LPG의 공급이 차단되게 하며 밸브는 전기신호를 받아 On/Off가 가능한 솔레노이드밸브 타입을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 적외선 발열부(1)의 점화는 상기 제어장치부(5)에서 상기 가스통 보관부(4)에 있는 상기 적외선 발열부(1)로 LPG를 공급하는 솔레노이드 밸브를 On 한 후 자동식 이그네이트로 점화를 시키거나 토치로 밖에서 불을 중간 중간에 붙여 주거나 하면 확산되어 전체에 불이 붙는다.

상기 적외선 발열부(1)의 적외선 발열체(13)에서의 발열온도는 500℃ 이상이며, 아스팔트 위에 덮으면 아스팔트의 온도가 180℃ 이상이 되며 발열체를 덮은 후 4 ~9분 후에 들어올리고 레이크로 긁어 구재 아스팔트혼합물을 잘게 부수고 골라 평평하게 만든다.

적외선 발열체(13)에서의 발열온도는 500℃ 이상이나 화염이 직접 닿는 것이 아니라 적외선 복사열이 구재 아스팔트혼합물을 가열하는 것이므로 구재 아스팔트혼합물를 손상시키거나 성능을 저하시키지 않는다.

즉, 보수가 필요한 부분을 일반적인 방법에 의한 보수는 보수한 부분과 보수하지 않은 부분의 조인트 부분에 취약한 부분이 선명하게 생기나, 본 발명에서는 구재 아스팔트혼합물을 상기 적외선 발열부(1)에서 180℃ 정도까지 가열하여 신재 아스팔트혼합물과 열접합을 하는 것이므로 조인트 부분이 생기지 않아 취약부분이 생기지 않는 장점이 있으며, 공정이 간단하여 보수시간이 짧고 인력도 적게 들어, 적은 시간과 비용으로 영구적인 보수방법을 채택할 수 있는 장점이 있다.

도 2는 2개의 히팅존(151)을 갖되 1개소에서 연료를 공급하여 각각의 히팅존을 분리하여 사용하지는 못하는 것을 도시하였다.

도 3은 상기 헤드(121)로 가는 라인에 On/Off용 솔레노이드밸브(123)를 두어 2개의 히팅존(151)에 각각으로 연료를 공급하고 차단할 수 있게 하여 각각의 히팅존(151)을 분리하여 사용할 수 있게 한 것이다.

도 4와 도 5에 도시되어 있는 것 같이 상기 분사관부(12)는 상기 가스공기혼합펌프(11)에서 LPG와 공기를 일정 비율로 혼합하여 만들어진 혼합가스를 공급를 공급받아 노즐(1221)에서 분사할 수 있게 하며, 상기 가스공기혼합펌프(11)에서 공급되는 혼합가스가 인입되는 헤드(121)와, 상기 헤드(121)에서 분기되어 가스에 분사되는 노즐(1221)이 있는 다수 개의 분사관(122)을 포함한다.

상기 노즐(1221)은 상기 분사관(122)에 가스가 나오도록 옆줄 형태의 구멍을 형성시킨 것이다.

상기 분사관(122)는 길이가 길어 고정대(1222)로 중앙을 고정해 혼합가스의 공급압력에 의해 상기 분사관(122)가 움직이지 않게 해야 한다.

상기 고정대(1222)는 볼트가 삽입되는 볼트홀이 2개씩 형성되어 상기 챔버(15)에 형성된 고정대 결합구(155)와 볼트 결합한다.

도 4는 1개의 상기 헤드(121)로 2개의 히팅존(151)를 동시에 혼합가스를 공급하므로 히팅존(151)을 분리하여 사용할 수 없다.

도 5는 2개의 상기 헤드(121)에서 별도의 라인으로 각각의 히팅존(151)로 공급되므로 각각의 히팅존(151)을 분리하여 사용할 수 있게 한 것이며, 상기 분사관(122)의 중간이 막혀 있는 구조이며 각각의 헤드(121)의 인입부에는 솔레노이드밸브(123)이 설치되어 한쪽 히팅존만 사용 시 차단할 수 있어야 한다.

도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 적외선 발열체(13)은 상기 분사관(122)의 외측에 설치되어 이그네이터로 LPG에 점화 후 발생하는 화염을 받아 적외선 복사열로 변환시키며, 상기 분사관(122) 수량과 동일한 수량을 갖는다.

상기 적외선 발열체(13)에서의 발열온도는 500℃ 이상이며, 아스팔트 위에 덮으면 아스팔트의 온도가 180℃ 이상이 되며 발열체를 덮은 후 4 ~ 9분 후에 들어올리고 레이크로 긁어 구재 아스팔트혼합물을 잘게 부수고 골라 평평하게 만든다.

상기 적외선 발열체(13)에서의 발열온도는 500℃ 이상이나 화염이 직접 닿는 것이 아니라 적외선 복사열이 구재 아스팔트혼합물을 가열하는 것이므로 구재 아스팔트혼합물를 손상시키거나 성능을 저하시키지 않는다.

도 7에 도시되어 있는 것 같이 상기 챔버(15)는 상기 분사관부(12)와 적외선 발열체(13)와 열반사판(14)이 설치되어 2개의 히팅존(151)을 가지고, 상기 적외선 발열부(1)의 위치를 변경할 수 있게 하기 위하여 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)가 후면에 결합되며, 사각 형태의 외형을 이룬다.

상기 챔버(15)는 후면에 보강부(152)를 가지며 모든 재질이 스테인레스 스틸이다.

상기 챔버(15)는 사각 형태의 외형을 이루는 테두리(156)과 상기 테두리의 내부를 막고 전면에는 상기 분사관부(12)와 적외선 발열체(13)이 설치되며 후면에는 작동장치부 결합대(153) 및 상기 챔버를 보강하는 상기 보강부(152)가 설치되는 판부(157)로 구성된다.

상기 챔버(15)는 240 x 180cm의 내부 크기를 가져 상기 히팅존(151)이 120 x 180cm의 크기가 되게 한다.

상기 챔버(15)의 후면에는 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)가 결합되는 작동장치부 결합대(153)가 형성된다.

상기 챔버(15)의 전면의 전방 좌우 모서리에는 보수할 바닥면의 아스팔트가 손상되는 것을 방지하기 위한 이격거리를 두기 위하여 5~8cm 높이의 지지받침대(154)가 형성된다.

상기 챔버(15)의 판부(157) 내면에는 상기 분사관(122)의 중앙을 고정하는 상기 고정대(1222)의 볼트로 고정할 수 있게 고정대 결합구(155)가 형성된다.

도 8에 도시되어 있는 것 같이 상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)는 도로 보수 시 부족한 아스팔트혼합물을 공급하기 위하여 신재 핫 아스팔트혼합물을 일정 온도로 유지하고 보관하는 역할을 한다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)는 상부의 양측사이드로 신재 아스팔트혼합물을 보충할 수 있는 2개의 어퍼 로딩 도어(324)와, 측면으로 배출할 수 있는 2개의 사이드 언로딩 도어(325)를 갖춘 구조이며, -15℃ ~ +40℃의 외기에서도 135 ~ 150℃로 최대 48시간 홀딩할 수 있게 히팅시스템(33)을 갖춘 구조이다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)의 신재 아스팔트혼합물 적재 용량은 2톤이며, 상기 히팅시스템(33)의 적외선 히터(331)가 설치되는 히터 설치부(31)와, 상기 히터 설치부(31)의 상부에 설치되어 상기 신재 아스팔트혼합물이 적재되는 적재부(32)로 구성된다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)는 신제 아스콘 생산공장에서 180~200℃의 신재 아스팔트혼합물을 상기 어퍼 로딩 도어(324)를 열고 받은 후 상기 어퍼 로딩 도어(324)을 닫아서 보관하며, 상기 가스통 보관부(4)에서 공급되는 LPG를 열원으로 상기 히팅시스템(33)을 가동하여 적정온도를 유지하도록 제어하며, 상기 적재부에 온도센서가 있어서 상기 제어장치부(5)의 온도컨트롤러에서 상기 히팅시스템(33) 제어하여 적정온도를 유지시킨다.

상기 히팅시스템(33)은 상기 LPG를 열원으로 상기 적외선 히터(31)의 복사열로 에어를 히팅하여 히팅 에어가 사방 벽을 통해 위로 순환시킨 후 상기 신재 아스팔트혼합물의 건조를 막기 위해 외부로 밴트시켜 상기 신재 아스팔트혼합물의 온도를 유지시킨다.

상기 적외선 히터(331)는 10,000kcal/hr 용량의 2기로 구성된다.

상기 적재부(32)의 정면 양측벽은 중간에 2개소의 공기층이 있는 3겹의 벽으로 구성되며, 외기와 만나는 외측벽(321)은 2.0mm 두께의 철판을 사용하고, 중간벽(322)은 양측에 고온 차열페인트(3221)로 페인팅한 1.6mm 두께의 철판을 사용하며, 상기 신재 아스팔트혼합물이 맞닿는 내측벽(323)은 3.6mm 두께의 철판에 2.8mm 라이너(3231)가 부착된다.

상기 외측벽(321)과 중간벽(322) 사이는 50mm 두께의 고형 단열재(3211)를 사용하여 단열시킨다.

상기 중간벽(322)과 내벽(323) 사이는 히팅 에어가 통과하며 히팅 에어의 열 분배를 좋게 하기 위한 에어 채널(3222)이 형성되는 구조이며, 상기 에어 채널(3222)는 지그재그로 설치되어 에어가 체류하는 시간을 최대한 길게 해야 하며 상기 신재 아스팔트혼합물의 건조를 막기 위해 외부로 밴트시켜는 밴트량은 건조를 막기 위한 최소한의 양이어야 한다.

상기 신재 아스팔트혼합물의 손상을 방지하기 위하여 신재 아스팔트혼합물이 직접 닿는 상기 내측벽(323)의 온도는 온도컨트롤러로 상기 히팅시스템(33)을 제어하여 최대 170℃ 로 컨트롤 되는 것이 바람직하다.

상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)에는 상기 어퍼 로딩 도어 개폐용 유압실린더(34)가 설치되어, 상기 유압실린더(34)의 작동으로 상기 어퍼 로딩 도어(311)를 필요 시 상기 제어장치부(5)에서 자동으로 개폐할 수 있는 구조이다.

상기 어퍼 로딩 도어(324)는 보온을 위하여 이중벽으로 형성되어 도어외벽은 2mm 두께의 철판을 사용하고 도어내벽은 1.6mm 두께의 철판을 사용하며, 상기 도어외벽과 도어내벽 사이에는 단열을 위한 50mm 두께의 고형 단열재가 삽입된다.

상기 사이드 언로딩 도어(325)는 외측에 형성되며 앞으로 여는 타입의 외측 사이드도어(3251)와, 상기 외측 사이드도어(3251)를 열고 상기 신재 아스팔트혼합물을 언로딩하기 위해 위로 여는 타입이고 열었을 때 고정시킬 수 있는 구조인 내측 언로딩도어(3252)로 구성되는 구조이다.

도 9에 도시되어 있는 것 같이 상기 적재부(32)의 정면 양측벽은 중간에 2개소의 공기층이 있는 3겹의 벽으로 구성되며, 외기와 만나는 외측벽(321)은 2.0mm 두께의 철판을 사용하고, 중간벽(322)은 양측에 고온 차열페인트(3221)로 페인팅한 1.6mm 두께의 철판을 사용하며, 상기 신재 아스팔트혼합물이 맞닿는 내측벽(323)은 3.6mm 두께의 철판에 2.8mm 라이너(3231)가 부착된다.

상기 라이너(3231)는 상기 적재부(32)의 내부가 고온이고 습도가 많으므로 녹슬지 않게 SUS 304 이상의 스테인레스 스틸 재질인 것이 바람직하다.

도 10에 도시되어 있는 것 같이 상기 아스팔트 도로 보수장비를 활용한 도로 보수 시공방법은 보수할 부분을 청소하고, 이물질과 적외선이 통과하지 않는 고인 물을 제거하는 제1단계와; 상기 적외선 발열부(1)의 상측 모서리가 안착될 부분을 ㄱ자 마킹을 하는 제2단계와; 상기 아스팔트 도로 보수장비를 적정 위치까지 이동한 후 상기 적외선 발열부(1)를 점화시키고 예열시키는 제3단계와; 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)를 작동하여 ㄱ 자 마킹 부분에 맞추어 보수할 부분 위에 상기 적외선 발열부(1)를 위치시키는 제4단계와; 보수할 부분을 상기 적외선 발열부(1)로 깊이, 계절, 골재 등에 따라 4 ~ 9분 동안 가열시키는 제5단계와; 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)를 작동하여 상기 적외선 발열부(1)를 수직으로 세우고 차량을 전진시켜 작업공간을 확보하는 제6단계와; 가열된 부분의 구재 아스팔트혼합물을 가장자리부터 안쪽으로 레이크와 삽으로 고르고 입자를 잘게 부수는 제7단계와; 신재 아스팔트혼합물이 일정 높이로 상층에 포설되도록 구재 아스팔트 혼합물의 일부를 필요 시 외부로 제거한 후 가열된 부분의 구재 아스팔트 혼합물을 같은 높이로 골고루 레이크로 펴는 제8단계와; 상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)에서 신재 아스팔트혼합물을 운반수단에 배출하는 제9단계와; 배출된 상기 신재 아스팔트혼합물을 이동하여 가열된 보수할 부분에 붓는 제10단계와; 부은 상기 신재 아스팔트혼합물을 가열된 부분 전체에 레이크로 골고루 펴는 제11단계와;상기 롤러(61)로 일정 높이로 편 부분을 가장자리부터 중앙으로 다지는 제12단계와; 보수한 부분을 정리하고 작업을 마무리하는 제13단계로 이루어진다.

상기 아스팔트 도로 보수장비의 시공방법의 순서를 단계별로 설명하면 다음과 같다.

제1단계는 보수할 부분을 청소하고, 이물질과 적외선이 통과하지 않는 고인 물을 제거하는 단계로서, 상기 적재함부(6)에 적재된 빗자루나 청소기로 균열이나 홈이 파인 부분과 같이 보수할 부분의 이물질을 제거하고 고인물(Standing Water)은 적외선의 복사열이 통과하지 않고 상기 고인물(Standing Water)은 고인물에 열이 전달되고 고인물과 구재 아스팔트혼합물과의 전도에 의해 열이 전달되므로 4 ~ 9분의 단시간에 구재 아스팔트혼합물을 가열하기 위해서는 반드시 고인물을 제거해야한다.

상기 제2단계는 상기 적외선 발열부(1)의 상측 모서리가 안착될 부분을 ㄱ자 마킹을 하는 단계로서, 정확한 위치에 상기 적외선 발열부(1)을 위치시키기 위하여 곱자를 이용해 상측 모서리가 안착될 부분을 ㄱ자 마킹을 하는 단계로서 상측 모서리 1개소만 할 수도 있고 정확한 안착을 필요로 할 때는 상측 모서리 2개소에 다 ㄱ자 마킹을 할 수 있다.

상기 ㄱ자 마킹은 균열이나 파인 홈이 상기 챔버(15)의 중앙에 위치하도록 마킹해야 한다.

상기 제3단계는 상기 아스팔트 도로 보수장비를 적정 위치까지 이동한 후 상기 적외선 발열부(1)를 점화시키고 예열시키는 단계로서, 적외선 복사열을 이용하므로 예열은 상기 적외선 발열부(1)의 전체로 완전히 확산된 후 상기 적외선 발열체(13)가 일정 온도로 올라가는 약 2~3분 정도면 충분하다.

상기 적외선 발열부(1)의 점화는 상기 제어장치부(5)에서 상기 가스통 보관부(4)에 있는 상기 적외선 발열부(1)로 LPG를 공급하는 솔레노이드 밸브를 On 한 후 자동식 이그네이트로 점화를 시키거나, 토치(Torch)로 밖에서 불을 중간 중간에 붙여 주거나 하면 확산되어 전체에 불이 붙는다.

상기 제4단계는 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)를 작동하여 ㄱ 자 마킹 부분에 맞추어 보수할 부분 위에 상기 적외선 발열부(1)를 위치시키는 단계이다.

상기 적외선 발열부 작동장치부(2)를 작동하여 상기 적외선 발열부(1)이 수직이 된 상태에서 수평이 된 상태 이상으로 회전시켜 상기 지지받침대(154)가 포장면에 닿게 한 후 상기 지지받침대(154)의 반대측을 내려 상기 지지받침대(154)가 포장면에 닿은 상태에서 상기 적외선 발열부(1)와 포장면이 평행한 상태를 이루도록 한다.

상기 지지받침대(154)의 높이는 보수할 바닥면의 아스팔트가 손상되는 것을 방지하기 위한 이격거리를 두기 위하여 5~8cm 인 것이 바람직하다. 너무 가까우면 기존 아스팔트가 타서 손상될 수 있고, 너무 멀면 가열이 잘안되는 문제가 있으므로 5~8cm 의 이격거리를 두는 것이 바람직하다.

상기 제5단계는 보수할 부분의 아스콘을 상기 적외선 발열부(1)로 깊이, 계절, 골재 등에 따라 4 ~ 9분 동안 가열시키는 단계이며, 깊이, 계절, 골재에 따라 보수할 부분의 아스콘을 160~180℃까지 올리는데 필요한 열량이 상이하므로 테스트하여 확실한 데이트를 가지고 작업해야 하며, 적당히 시간을 정하는 것은 기존 아스콘이 제대로 가열되지 않거나 너무 가열하여 기존 아스콘이 손상을 입어 아스콘의 성능이 저하되는 일이 발생할 수 있다.

상기 6단계는 일정시간 가열 후 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)를 작동하여 상기 적외선 발열부(1)를 수직으로 세우고 차량을 전진시켜 작업공간을 확보하는 단계이다.

상기 제7단계는 가열된 부분의 구재 아스팔트혼합물을 가장자리부터 안쪽으로 레이크와 삽으로 고르고 입자를 잘게 부수는 단계이다.

기존 포장면을 가열하면 구재 아스팔트혼합물이 유동성을 가지므로 레이크와 삽으로 한 덩어리가 되어 있는 구재 아스팔트혼합물의 입자를 잘게 부수고 고르는 단계이다.

상기 제8단계는 신재 아스팔트혼합물이 일정 높이로 상층에 포설되도록 구재 아스팔트혼합물의 일부를 필요 시 외부로 제거한 후 가열된 부분의 구재 아스팔트 혼합물을 같은 높이로 골고루 레이크로 펴는 단계이다.

신재 아스팔트혼합물이 20% 이상은 포함되어야 강도면에서 좋으므로 필요 시 구재 아스팔트혼합물의 일부를 외부로 제거한 후 가열된 부분의 구재 아스팔트 혼합물을 같은 높이로 골고루 레이크로 펴는 단계이다.

상기 제9단계는 상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)에서 신재 아스팔트혼합물을 운반수단에 배출하는 단계로서, 상기 외측 사이드도어(3251)를 옆으로 연 후 상기 내측 언로딩도어(3252)를 위로 열어 고정시킨 후 삽이나 슈트를 통해서 신재 아스팔트혼합물를 언로딩시킨다.

상기 제10단계는 배출된 상기 신재 아스팔트혼합물을 이동하여 가열된 보수할 부분에 붓는 단계이다.

상기 제11단계는 부은 상기 신재 아스팔트혼합물을 가열된 부분 전체에 레이크로 골고루 펴는 단계이다.

신재 아스팔트혼합물은 보수할 부분 전체에 골고루 펴서 보수할 부분의 강도가 일정하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제12단계는 상기 롤러(61)로 일정 높이로 편 부분을 가장자리부터 중앙으로 다지는 단계이다.

구재 아스팔트혼합물과 신재 아스팔트혼합물은 열접합을 하는 것이므로 조인트 부분이 생기지 않아 취약부분이 없다.

또한, 가장자리의 다짐이 중요하므로 먼저 가장자리부터 시작하여 중앙쪽으로 다짐을 해야만 하자가 발생하지 않는다.

상기 제13단계는 보수한 부분을 정리하고 청소한 후 작업을 마무리하여 교통을 개방하는 단계이다.

본 발명의 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비를 사용하면 보수가 필요한 부분을 일반적인 방법에 의한 보수는 보수한 부분과 보수하지 않은 부분의 조인트 부분에 취약한 부분이 선명하게 생기나, 본 발명에서는 구재 아스팔트혼합물과 신재 아스팔트혼합물이 열접합을 하는 것이므로 조인트 부분이 생기지 않아 취약부분이 생기지 않는 장점이 있다.

1: 적외선 발열부 11 : 가스공기혼합펌프
12 : 분사관부 121 : 헤드
122 : 분사관 123 : 솔레노이드밸브
1221 : 노즐
1222 : 고정대 13 : 적외선 발열체
131 : 발열본체 132 : 끼움부
1321 : 끼움편 1322 : 끼움구
133 : 방출방지캡 14 : 열반사판
15 : 챔버
151 : 히팅존 152 : 보강부
153 : 작동장치 결합대 154 : 지지받침대
155 : 고정대 결합구 156 : 테두리
157 : 후면
2 : 적외선 발열부 작동장치부
3 : 신재 아스팔트혼합물 보관부 31 : 히터 설치부
32 : 적재부 321 : 외측벽
3211 : 고형 단열재 322 : 중간벽
3221 : 고온 차열페인트 3222 : 에어 채널
323 : 내측벽 3231 : 라이너
324 : 어퍼 로딩 도어 325 : 사이드 언로딩 도어
3251 : 외측 사이드도어 3252 : 내측 언로딩도어
33 : 히팅시스템 331 : 적외선 히터
34 : 유압실린더 4 : 가스통 보관부
41 : LPG통
5 : 제어장치부 51 : 라이팅 바
511 : 방향표시등 512 : 작업등
6 : 적재함부 61 : 롤러
62 : 램프장치 7 : 차량부

Claims

균열이 일어나고 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로를 현장에서 직접 보수할 부분을 가열하여 보수하는 아스팔트 도로 보수장비에 있어서,
상기 아스팔트 도로 보수장비는 균열이 일어나거나 홈이 패여서 보수가 필요한 아스팔트 도로 부분을 가열하여 일정 온도로 올리는 적외선 발열부(1)와;
상기 적외선 발열부(1)에 결합되어 상기 적외선 발열부(1)를 수직 상태에서 수평 상태로 위치를 변경시키고, 뒷부분의 높이를 조절하여 상기 적외선 발열부(1)가 지면과 수평을 유지할 수 있게 상기 적외선 발열부(1)를 유압에 의해 움직이게 하는 적외선 발열부 작동장치부(2)와;
도로 보수 시 부족한 아스팔트혼합물을 공급하기 위하여 신재 핫 아스팔트혼합물을 일정 온도로 유지하고 보관하는 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)와;
상기 적외선 발열부(1)와 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)의 가열 열원에 필요한 연료를 공급하는 가스통 보관부(4)와;
상기 적외선 발열부(1)와 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)의 온도와 운전을 제어하고, 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)의 기계적 작동을 제어하는 제어장치부(5)와;
아스팔트 도로 보수를 위해 필요한 도구 및 소형 장비를 적재하는 적재함부(6)와;
상기 적외선 발열부(1), 적외선 발열부 작동장치부(2), 신재 아스팔트혼합물 보관부(3), 가스통 보관부(4), 제어장치부(5) 및 적재함부(6)가 설치되며, 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)에 유압을 공급하고, 이동을 위한 차량부(7)로 구성되며,
상기 적외선 발열부(1)는 상기 가스통 보관부(4)에서 공급되는 LPG와 공기를 일정 비율로 혼합하여 만들어진 혼합가스를 공급하는 가스공기혼합펌프(11)와;
상기 가스공기혼합펌프(11)에서 공급되는 혼합가스가 인입되는 헤드(121)와, 상기 헤드(121)에서 분기되어 가스에 분사되는 노즐(1221)이 있는 다수 개의 분사관(122)을 포함한 분사관부(12)와;
상기 분사관(122)의 외측에 설치되어 이그네이터로 LPG에 점화 후 발생하는 화염을 받아 적외선 복사열로 변환시키며, 상기 분사관(122) 수량과 동일한 수량의 적외선 발열체(13)와;
상기 적외선 발열체(13)에서 발산되는 열을 앞쪽으로만 보내주는 열반사판(14)과;
상기 분사관부(12)와 적외선 발열체(13)와 열반사판(14)이 설치되어 2개의 히팅존(151)을 가지고, 상기 적외선 발열부(1)의 위치를 변경할 수 있게 하기 위하여 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)가 후면에 결합되며, 사각 형태의 외형을 이루는 챔버(15)와;
상기 적외선 발열부(1)를 작동하지 않을 때 LPG의 공급을 차단하는 안전장치로 구성되며,
상기 가스통 보관부(4)는 다수 개의 LPG통(41)과;
상기 LPG통(41)의 각각의 LPG 압력을 조정하는 LPG통 수량과 동일한 수량의 레규레이터와;
상기 적외선 발열부(1)와 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)로 LPG를 공급하는 배관과 ON/OFF를 위한 솔레노이드 밸브를 포함한 밸브류로 이루어진 배관부로 구성되고,
상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)는 상부의 양측사이드로 신재 아스팔트혼합물을 보충할 수 있는 2개의 어퍼 로딩 도어(324)와, 측면으로 배출할 수 있는 2개의 사이드 언로딩 도어(325)를 갖춘 구조이며, -15℃ ~ +40℃의 외기에서도 135 ~ 150℃로 최대 48시간 홀딩할 수 있게 히팅시스템(33)을 갖춘 구조이며,
상기 제어장치부(5)의 상부에는 작업 중 차량을 유도하기 위한 2개의 방향표시등(511)과 야간 작업을 위한 2개의 작업등(512)이 설치된 라이팅 바(51)가 형성되는 구조인 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비
제 1항에 있어서,
상기 챔버(15)는 후면에 보강부(152)를 가지고 모든 재질이 스테인레스 스틸이며,
상기 챔버(15)는 240 x 180cm의 내부 크기를 가져 상기 히팅존(151)이 120 x 180cm의 크기가 되게 하고,
상기 챔버(15)의 후면에는 상기 적외선 발열부 작동장치부(2)가 결합되는 작동장치부 결합대(153)가 형성되며,
상기 챔버(15)의 전면의 전방 좌우 모서리에는 보수할 바닥면의 아스팔트가 손상되는 것을 방지하기 위한 이격거리를 두기 위하여 5~8cm 높이의 지지받침대(154)가 형성되고,
상기 분사관부(12)와 적외선 발열체(13)와 열반사판(14)은 스테인레스 스틸 재질로 제작되며,
상기 분사관부(12)의 중앙에는 상기 분사관부(12)를 상기 챔버(15)에 고정하기 위한 고정대(1222)가 형성되고,
상기 적외선 발열체(13)는 파이프 형상으로 상기 분사관(122)에 삽입되는 발열본체(131)와;
상기 발열본체(131)의 결합되며, 상기 열반사판(14)과 결합되는 끼움편(1321)과 상기 끼움편(1321)이 끼워지는 끼움구(1322)로 이루어진 끼움부(132)와; 상기 발열본체(131)의 양말단에 설치되어 화염이 방출되는 것을 막아주기 위하여 방출방지캡(133)으로 구성되며,
상기 열반사판(14)에는 상기 끼움편(1321)이 끼우지는 끼움홀(141)이 형성되는 구조인 것을 특징으로 하는 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)의 신재 아스팔트혼합물 적재 용량은 2톤이며, 상기 히팅시스템(33)의 적외선 히터(331)가 설치되는 히터 설치부(31)와, 상기 히터 설치부(31)의 상부에 설치되어 상기 신재 아스팔트혼합물이 적재되는 적재부(32)로 구성되고,
상기 히팅시스템(33)은 상기 LPG를 열원으로 상기 적외선 히터(31)의 복사열로 에어를 히팅하여 히팅 에어가 사방 벽을 통해 위로 순환시킨 후 상기 신재 아스팔트혼합물의 건조를 막기 위해 외부로 밴트시켜 상기 신재 아스팔트혼합물의 온도를 유지시키며,
상기 적외선 히터(331)는 10,000kcal/hr 용량의 2기로 구성되고,
상기 적재부(32)의 정면 양측벽은 중간에 2개소의 공기층이 있는 3겹의 벽으로 구성되며, 외기와 만나는 외측벽(321)은 2.0mm 두께의 철판을 사용하고, 중간벽(322)은 양측에 고온 차열페인트(3221)로 페인팅한 1.6mm 두께의 철판을 사용하며, 상기 신재 아스팔트혼합물이 맞닿는 내측벽(323)은 3.6mm 두께의 철판에 2.8mm 라이너(3231)가 부착되고,
상기 외측벽(321)과 중간벽(322) 사이는 50mm 두께의 고형 단열재(3211)를 사용하여 단열시키며,
상기 중간벽(322)과 내벽(323) 사이는 히팅 에어가 통과하며 히팅 에어의 열 분배를 좋게 하기 위한 에어 채널(3222)이 형성되는 구조이고,
상기 내측벽(323)의 온도는 온도컨트롤러로 상기 히팅시스템(33)을 제어하여 최대 170℃로 컨트롤되며,
상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)에는 상기 어퍼 로딩 도어 개폐용 유압실린더(34)가 설치되어, 상기 유압실린더(34)의 작동으로 상기 어퍼 로딩 도어(311)를 필요 시 상기 제어장치부(5)에서 자동으로 개폐할 수 있는 구조이고,
상기 어퍼 로딩 도어(324)는 이중벽으로 형성되어 도어외벽은 2mm 두께의 철판을 사용하고 도어내벽은 1.6mm 두께의 철판을 사용하며, 상기 도어외벽과 도어내벽 사이에는 단열을 위한 50mm 두께의 고형 단열재가 삽입되며,
상기 사이드 언로딩 도어(325)는 외측에 형성되며 앞으로 여는 타입의 외측 사이드도어(3251)와, 상기 외측 사이드도어(3251)를 열고 상기 신재 아스팔트혼합물을 언로딩하기 위해 위로 여는 타입이고 열었을 때 고정시킬 수 있는 구조인 내측 언로딩도어(3252)로 구성되는 구조인 것을 특징으로 하는 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비
제 1항에 있어서,
상기 적재함부(6)에는 롤러(61)를 인력으로 쉽게 오르내릴 수 있게 경사로를 만드는 램프장치(62)가 형성되며, 상기 램프장치(62)는 지면으로 내렸다 상기 차량부(7)으로 올렸다 할 수 있는 구조이고,
상기 롤러(61)는 뒤에서 밀면서 걷는 타입(Walk Behind 타입)으로 1.5톤 용량이며, 분당 60m 진행속도와 컨팩션 깊이 25cm 까지 할 수 있는 사양인 것을 특징으로 하는 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비
제 3항에 있어서,
상기 아스팔트 도로 보수장비를 활용한 도로 보수 시공방법은
보수할 부분을 청소하고, 이물질과 적외선이 통과하지 않는 고인 물을 제거하는 제1단계와;
상기 적외선 발열부(1)의 상측 모서리가 안착될 부분을 ㄱ자 마킹을 하는 제2단계와;
상기 아스팔트 도로 보수장비를 적정 위치까지 이동한 후 상기 적외선 발열부(1)를 점화시키고 예열시키는 제3단계와;
상기 적외선 발열부 작동장치부(2)를 작동하여 ㄱ 자 마킹 부분에 맞추어 보수할 부분 위에 상기 적외선 발열부(1)를 위치시키는 제4단계와;
보수할 부분을 상기 적외선 발열부(1)로 깊이, 계절, 골재에 따라 4 ~ 9분 동안 가열시키는 제5단계와;
상기 적외선 발열부 작동장치부(2)를 작동하여 상기 적외선 발열부(1)를 수직으로 세우고 차량을 전진시켜 작업공간을 확보하는 제6단계와;
가열된 부분의 구재 아스팔트혼합물을 가장자리부터 안쪽으로 레이크와 삽으로 고르고 입자를 잘게 부수는 제7단계와;
신재 아스팔트혼합물이 일정 높이로 상층에 포설되도록 구재 아스팔트 혼합물의 일부를 필요 시 외부로 제거한 후 가열된 부분의 구재 아스팔트 혼합물을 같은 높이로 골고루 레이크로 펴는 제8단계와;
상기 신재 아스팔트혼합물 보관부(3)에서 신재 아스팔트혼합물을 운반수단에 배출하는 제9단계와;
배출된 상기 신재 아스팔트혼합물을 이동하여 가열된 보수할 부분에 붓는 제10단계와;
부은 상기 신재 아스팔트혼합물을 가열된 부분 전체에 레이크로 골고루 펴는 제11단계와;
롤러(61)로 일정 높이로 편 부분을 가장자리부터 중앙으로 다지는 제12단계와;
보수한 부분을 정리하고 작업을 마무리하는 제13단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 현장 가열 아스팔트 도로 보수장비