KR101327860B1 - 콘크리트 포장 도로의 보수 방법 - Google Patents

콘크리트 포장 도로의 보수 방법 Download PDF

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KR101327860B1
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Abstract

콘크리트 포장 도로의 보수 방법이 개시된다.
콘크리트 포장 도로의 보수 방법은
균열 및 포트홀이 발생된 부위를 U자형으로 절삭하고, 콘크리트 절삭면에 균열방지재의 접착성을 높이기 위한 프라이머를 도포하는 과정;
상기 프라이머의 상부에 반사균열을 방지하기위한 상기 균열방지재를 도포하는 균열 방지제 도포 과정;
상기 균열방지재의 상부에 상기 균열방지재를 보호하기 위한 균열방지 보호재를 도로 표면에서 일정한 깊이까지 설치하는 보호재 설치 과정; 및
상기 균열방지 보호재의 상부에 도포 표면에 맞추어 개질 아스팔트 콘크리트로 포장하는 포장 과정;
을 포함한다.

Description

콘크리트 포장 도로의 보수 방법 {Repairing method of concrete pavement}
본 발명은 콘크리트 포장 도로의 보수 방법에 관한 것으로서, 특히 파손된 줄눈을 포함하는 균열, 포트홀(porthole) 등에 대한 보수 방법을 개시한다.
본 발명은 반사균열을 방지할 수 있는 고무 아스팔트 접착씰을 이용함으로써 콘크리트 포장 도로의 균열, 포트홀 등의 보수에 따른 필요한 시간과 경비가 절약되고, 스폴링(spalling) 현상에 대해 강인한 콘크리트포장 도로를 제공할 수 있으며 콘크리트 포장 도로의 공유수명을 연장하도록 함으로써 도로의 유지 및 보수에 따른 직간접적인 경제이익을 창출한다.
콘크리트 포장 도로는 아스팔트 포장 도로에 비하여 내구성이 우수하나 마모 또는 파손시 보수 등 유지관리에 불리하다.
콘크리트 포장 도로에는 다양한 형태의 파손이 발생하는 데, 특히 상대적으로 취약한 줄눈 부위에서 거의 대부분의 파손이 발생한다.
모든 줄눈은 온도 및 습도에 따라 반복적으로 수축·팽창되고 또한 시간이 지나면 재료의 산화 및 열화에 의한 접착력의 손실 때문에 손상이 발생한다.
콘크리트균열의 발생요인은
1. 체적변화와 구속력
1) 양생시 건조수축 및 온도변화
2) Slab 하단의 마찰력
3) Warping(휘거나 뒤틀리는)현상
2. 교통하중
1) Slab하단부 인장에 의한 균열 Cantilever
2) Slab 하단부 공동발생시 차량하중에 의한 균열
3. 기타 화학적 요인 동결융해
1) 알칼리(Cement) - 골재(규소)반응에 의한 Gel 생성
2) 동결융해 콘크리트 내 침투수 동결 체적증가 균열
3) Pumping : 보조기층의 세립자가 물과 함께 솟아올라 공동현상- 지지없어 Cantilever 균열 발생
4) 단차발생 : AASHO 도로시험에서 발생 ,
이로 인하여, 줄눈이 파손되면, 콘크리트 포장 도로에 이물질 또는 물이 침투하여 스폴링 현상에 의한 균열, 포트홀 등의 부가적인 파손이 생긴다.
포트홀이란 도로 표층이 떨어져 나가 구멍이 패인 것을 일컫는 것으로서 겨울철의 눈과 염화칼슘으로 인해 도로 표면이 약해지면서 발생하는 것으로 알려져 있다.
종래의 콘크리트 포장 도로의 보수 방법은 먼저 파손된 부위 즉, 균열, 포트홀 등이 발생한 부위에 레디믹스드 콘크리트(ready-mixed concrete)를 타설 및 양생한 이후에 줄눈을 재설치하였다.
줄눈을 재설치함에 있어서는 먼저, 타설된 콘크리트에서 줄눈을 설치할 부분을 U자형으로 컷팅하여 줄눈재 충진면을 형성하고, 줄눈재 충진면에서 이물질을 제거한다. 다음으로, 줄눈재의 부착성을 높이기 위해 줄눈재 충진면에 프라이머를 도포하고, 줄눈재가 줄눈재 충진면 아랫부분의 균열 내부로 흘러들어가 유실되는 것을 방지하기 위해 백업재를 설치한 후 시멘트 계열의 줄눈재를 충진하여 양생시킨다. 줄눈재는 통상 포장 표면으로부터 약 0.3cm 아래 깊이까지 충진한다.
이와 같은 종래의 콘크리트 포장 도로의 보수 방법은 균열, 포트홀 등을 먼저 보수한 이후에 추가로 줄눈을 재설치하여야 하였기 때문에 공정이 복잡하고 보수시간이 많이 소요되며 이에 따라, 장시간의 교통 통제로 인한 불편함이 매우 크다는 문제점이 있었다.
따라서 콘크리트 포장 도로의 보수에 소요되는 시간과 비용이 절약될 수 있는 콘크리트 포장 도로의 보수 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 콘크리트 포장 도로에 발생된 균열, 포트홀 등의 보수에 소요되는 시간과 비용이 절감될 수 있는 콘크리트 포장 도로의 보수 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 줄눈 재설치 과정이 필요 없는 콘크리트 포장 도로의 보수 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 미끄럼 방지 기능을 제공할 수 있는 콘크리트 포장 도로의 보수 방법을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로의 보수 방법은
콘크리트 포장 도로에 발생된 균열 및 포트홀을 보수하는 콘크리트 포장도로의 보수 방법에 있어서,
균열 및 포트홀이 발생한 부위를 U자형으로 절삭하고, 절삭면 상에 균열방지재의 접착성을 높이기 위한 프라이머를 도포하는 과정;
상기 프라이머의 상부에 반사균열을 방지하기 위한 상기 균열방지재를 도포하는 균열 방지제 도포 과정;
상기 균열방지재의 상부에 상기 균열방지재를 보호하기 위한 균열방지 보호재를 도로 표면에서 일정한 깊이까지 설치하는 보호재 설치 과정; 및
상기 균열방지 보호재의 상부에 도포 표면에 맞추어 개질 아스팔트 콘크리트로 포장하는 포장 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 균열방지재는 열가소성 고무아스팔트 접착씰인 것이 바람직하다. 또한, 상기 균열방지 보호재는 폴리프로필렌 수지를 필름화하고 양면에 열가소성 접착재를 도포한 것임이 바람직하다.
본 발명에 따른 콘크리트 포장도로의 보수 방법은 균열 및 포트홀 부위를 보수하면서 동시에 반사균열 방지용 줄눈 기능을 복원함으로써 보수공사에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있으며 또한 보수된 노면이 차량의 과속으로 일어날 수 있는 사고에 대한 제동력을 확보하는 미끄럼방지 역할을 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
이에 따라, 본 발명에 따른 콘크리트 포장도로의 보수 방법은 신속히 도로의 교통을 개방하여 도로의 기능을 복귀시킴으로써 직간접적인 경제 이익에 이바지할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로의 보수 방법은 콘크리트 포장도로의 수명을 연장함으로써 콘크리트 포장도로의 재보수 횟수를 감소시키는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로 보수 방법에 의해 보수된 노면은 부분 보수가 가능하므로 유지관리로 인해 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로의 보수 방법을 도시하는 과정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로의 보수 방법에 의한 시공 단면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3f는 도 1에 도시된 방법에 있어서의 각 단계의 상태를 보이는 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 열가소성 고무아스팔트 접착씰(seal)과 폴리에틸렌 재질의 보강재로 이루어지는 구조체에 의해 콘크리트 포장도로에 고무 도막층을 형성하여 반사 균열을 방지하는 기능을 수행하게 하는 것이다.
반사균열이란 콘크리트 포장층에서 발생하는 자체의 힘에 의해서 일어나는 균열을 말한다. 이를 방지하기 위해 콘크리트 포장도로에는 반사균열 방지용 줄눈을 설치한다. 이에 따라, 균열, 포트홀 등에 의해 파손된 부위가 줄눈을 포함하는 경우, 파손된 부위를 보수함과 더불어 반드시 줄눈을 재설치하여야 한다,
종래의 콘크리트 포장도로의 보수 방법은 균열, 포트홀 발생 부위에 리디믹스트 콘크리트를 타설 및 양생하였기 때문에 추가로 반사균열 방지용 줄눈을 재설치하여야 하였다. 이에 따라, 공사가 복잡해지고 시공 기간이 많이 소요되었다.
이에 비해, 본 발명은 균열 및 포트홀 보수시 별도의 줄눈 재설치 공정이 필요하지 않다. 균열 및 포트홀 보수시 반사균열 방지재인 고무 아스팔트 접착씰과 균열방지보조재를 사용함으로써 줄눈을 대체하기 때문이다. 또한, 균열방지재를 설치 후 개질 아스팔트콘크리트로 덧씌우기를 하였을 때 기존 포장층의 균열이 발생하지 않는다. 또한, 콘크리트 포장과 개질 아스팔트 콘크리트의 조화로 차량의 제동력을 확보하는 미끄럼방지 역할을 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로의 보수 방법을 도시하는 과정도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로의 보수 방법은 노면 절단 과정(s102), 노면 파쇄 과정(s104), 노면 청소 과정(s106), 프라이머 도포 과정(s108), 균열 방지재 도포 과정(s110), 보호재 설치 과정(s112) 그리고 포장 과정(s114)으로 구성된다.
노면 절단 과정(s102)에서는 노면의 시공 부분을 일정한 폭으로 절단한다. 여기서, 시공 부분은 보수 작업의 대상이 되는 부분을 말한다. 다시 말해서, 시공 부분은 균열 및 포트홀이 발생한 부분을 말하며, 파손된 줄눈 부위를 포함할 수 있다.
노면 파쇄 과정(s104)에서는 절단된 노면을 정해진 두께로 파쇄하여 U자형 절단면을 형성한다.
노면 청소 과정(s106)에서는 절단면 상에 이물질이 남지 않도록 이물질을 제거한다.
이때 바닥면은 도로 포장면으로부터 일정한 깊이(t=70mm~50mm)를 유지하여야 한다. 또한, 바닥면의 함수율은 10% 이하이어야 하며, 고주파 수분계를 사용하여 확인한다.
여기서, 본 발명에서 균열 방지재로 사용하는 열가소성 고무 아스팔트 접착씰로 충진이 곤란한 홈(폭 2cm이상)의 경우 미리 에폭시 퍼티제(putty substance)를 이용하여 메움 작업(공극 채움)을 실시하는 것이 바람직하다.
프라이머 도포 과정(s108)에서는 절단면 상에 고무 아스팔트 접착씰 부착용 프라이머를 도포하고 건조시킨다.
구체적으로, 롤러, 붓, 스프레이 장비 등을 이용하여 절단면 상에 열가소성 고무 아스팔트 접착씰 부착용 프라이머를 0.2Kg/m2 이상으로 도포하여 건조시킨다.
바람직하게는, 프라이머를 0.3~0.4l/m2 정도의 양으로 솔 또는 롤러로 균일하게 도포하여 건조시킨다.
프라이머 도포 후 프라이머의 양생 완료시까지 출입을 금한다.
프라이머는 한국도로공사 프라이머 시험기준인 KS M 5000에 적합하거나 또는 열가소성 고무 아스팔트 접착씰 제조사가 제시하는 것을 사용한다.
프라이머 품질 기준을 표 1과 같다.
항목 고무아스팔트계 고무계(용제형) 수지계 시험법
1차 2차
지속건조시간(20℃) 60분 이내 30분 이내 60분 이내 60분 이내 KSM 5000
불휘발분(%) 20 이상 10 이상 25 이상 60 이상 KSM 5000
작업성 도포 작업에 이상이 없는 것
균열 방지재 도포 과정(s110)에서는 도포된 프라이머 상부에 균열방지재를 소정의 두께로 도포한다.
구체적으로, 프라이머 상에 160~180의 온도로 가열한 열가소성 고무 아스팔트 접착씰을 고무 레이커, 고온 용융 도포 장치 등을 이용하여 두께가 약 1.5~2mm 정도가 되도록 고르게 도포한다.
열가소성 고무 아스팔트 접착씰은 접착력이 부여된 열가소성 고무아스팔트로서, 콘크리트의 균열을 방지하는 역할 및 보호재(208)를 접착시키는 역할을 한다.
열가소성 고무 아스팔트 접착씰은 시공 전 220±20℃ 범위의 온도에서 충분히 용융시켜 시공상 지장 없이 공급될 수 있도록 한다. 열가소성 고무아스팔트 접착씰 시공전 시운전을 통하여 장비의 작동 상태를 확인한다.
열가소성 고무 아스팔트 접착씰의 시공은 절단면의 바닥면 구배를 감안하여 도포 방법을 정하며, 낮은 방향으로 접착하여 진행한다.
인도와 도로 가장자리, 갓길, 중앙 분리대 및 조인트 부분의 경우는 수작업을 통하여 공사한다.
1라인의 시공은 멈추지 않고 한 번에 실시하여, 메쉬 기준 표시를 따라 고무 아스팔트 접합 부위에 바로 시공하고, 메쉬 겹침 부위에서 고무 아스팔트 접착씰이 흘러나오는지를 확인한다.
메쉬의 겹침은 길이방향 10cm이상, 폭 방향 5cm이상으로 하는 것이 바람직하다.
메쉬 겹침 부위까지 열가소성 고무 아스팔트 접착씰이 도포되도록 유의한다.
중앙분리대 및 양쪽 방호벽 부위의 단부 처리는 콘크리트 포설 두께보다 약간 낮은 높이까지 수작업으로 실시한다.
시공 전 주의 사항으로서, 열가소성 고무 아스팔트 접착씰의 용융온도는 160±20℃를 유지하는지 확인한다. 용융시에는 교반기를 이용하여 교반하여 균질하게 용융시켜야 한다.
고무 아스팔트씰의 가열시간은 7시간 이상 되지 않도록 후속 매쉬 접착 작업(균열방지 보호재의 접착 작업)의 공정을 확인하고 늦어질 시 용융 온도를 낮추어 물성변화가 오지않도록 주의한다.
보호재 설치 과정(s112)에서는 균열방지재의 상부에 균열방지재를 보호하기 위한 균열방지 보호재를 포장면으로부터 소정의 깊이, 바람직하게는 3cm깊이까지 설치한다. 균열방지 보호재는 폴리프로필렌(polyethylene) 수지를 얇게 필름화하고 그것의 양면에 열가소성 접착재를 도포한 제품으로서, 균열방지를 억제하기 위한 효과를 극대화한 보조재이다.
이러한 균열방지 보호재는
1) 열에 의한 함침으로 기존콘크리트와 줄눈 보수용 개질 아스팔트콘크리트의 부착을 극대화하며 또한 반사균열을 흡수함으로서 반사균열의 발생을 억제하는 역할을 한다.
2) 열가소성 PE 필름으로 되어있어 보조적인 반사균열방지 역할을 한다.
3) 개질 아스팔트콘크리트 포설시 고무 아스팔트 접착씰의 손상을 막아준다.
표 2는 접착용 프라이머, 고무 아스팔트 접착씰 그리고 균열방지 보호재의 사용량을 도시한다.
구분 품명 표준사용량(m2)
접착용 프라이머 PRO KOTE(P) 0.2~0.4Kg
반사균열방지용 고무 아스팔트 접착씰
(열가소성 고무 아스팔트 접착씰)		 mendseal(s) 2.35~3.5Kg
반사균열방지용 보호재 균열보호제(T) 1.05m2
표 3은 고무 아스팔트 접착씰의 제품 사양을 도시한다.
구분 재료명
mandseal(P) mandseal(S)
Applications Primer mandseal(S)
Color 검정 흑색
Dry curing time 20~30 min 30min
포장 과정(s110)에서는 도포 포장면에 맞추어 균열방지 보호재의 상부에 개질 아스팔트 콘크리트(아스콘)로 포장한다.
개질 아스팔트 콘크리트 포장시 개질 아스팔트 콘크리트 온도를 130℃로 유지하여 포장한다. 아스콘 포설시 아스콘 운반 차량에 의해 골재 찌꺼기가 바탕면으로 떨어지지 않게 주의하여야 하며 오염시 이를 제거하고 시공한다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 포장 줄눈 시공 방법에 의한 시공 단면도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 콘크리트 노면(202)의 보수 부위 즉, 균열 및 포트홀이 발생한 부위는 소정의 깊이로 U자형으로 절단 및 파쇄된다.
절단면 상에 프라이머(204)를 도포한다.
프라이머(204) 상에 균열방지재(206)로서 열가소성 고무 아스팔트 접착씰을 3mm가량 도포한다.
균열방지재(206) 상에 균열방지 보호재(208)를 도포한다.
균열방지 보호재(208)의 상부에 도포 포장면에 맞추어 개질 아스팔트 콘크리트(210)를 포장한다.
도 3a 내지 도 3은 도 1에 도시된 방법에 있어서의 각 단계의 상태를 보이는 것이다.
도 3a는 도로상의 파손된 부위를 도시한다. 줄눈재의 손상, 도로 평탄성의 저하 등이 발생한 것을 알 수 있다.
도 3b는 노면 절단 상태를 도시한다. 콘크리트 포장 도로에서 균열 및 포트홀이 발생한 부위를 포장면으로부터 50mm~70mm 깊이로 커팅한다. 커팅할 깊이는 균열 및 포트홀의 깊이에 따라 결정된다.
도 3c는 노면 파쇄 및 청소 상태를 도시한다. 평삭기, 숏블라스터(shot blaster) 등을 이용하여 파쇄하고, 물차 등을 이용하여 잔류물, 먼지, 오염물질 등을 제거한다. 절단면의 바닥은 평삭기 등을 이용하여 최소한의 요철 상태가 되도록 표면을 정리하여야 한다.
바닥면에는 잔유물, 먼지, 기름 등이 부착되어 있어서는 안 된다. 물차 및 에어 블로어를 이용하여 바닥면의 먼지 및 기타 오염물질을 불어낸다.
도 3d는 균열방지재 도포 상태를 도시한다. 먼저, 롤러, 붓, 스프레이 장비 등을 이용하여 절삭면에 열가소성 고무아스팔트 접착씰 부착용 프라이머를 0.2Kg/m2 이상으로 도포하여 건조시킨다. 이후 프라이머 상에 고무 레이커, 고온 용융 도포 장치 등을 이용하여 160~180의 온도로 가열한 열가소성 고무 아스팔트 접착씰을 두께가 약 1.5~2mm 정도가 되도록 고르게 도포한다.
도 3e는 균열방지 보호재 설치 상태를 도시한다.
도 3f는 포장 상태를 도시한다. 도포 포장면에 맞추어 개질 아스팔트 콘크리트(아스콘)로 줄눈 부위를 포장한다.
본 발명에 따른 콘크리트 포장 도로의 보수 방법은 콘크리트 도로에서 발생한 균열 및 포트홀의 보수시 줄눈 역할을 할 수 있는 재료를 사용하여 보수하도록 함으로써 종래의 보수 방법과는 다르게 추가로 줄눈을 재설치할 필요가 없어서 시공 방법이 간단해지는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 포장도로의 보수 방법은 비교적 저온에서 시공가능하여 시공 비용을 절감할 수 있으며, 시공 시간이 단축되어 교통 혼잡에 따른 시간을 최소화할 수 있는 등의 효과를 갖는다.
또한, 작업자의 안전사고 발생을 최대한 방지할 수 있으며, 하지의 수축, 팽창, 균열, 진동, 온도변화 등에 대한 저항성이 좋고, 기존 콘크리트 포장층과 우수한 접착력으로 접착함으로써 이형(밀림 등) 현상을 방지할 수 있다.
204...프라이머 206...균열방지재
208...균열방지 보호재 210...개질 아스팔트 콘크리트

Claims (4)

  1. 콘크리트 포장 도로의 균열 및 포트홀을 복구하면서 콘크리트 포장 도로의 줄눈을 복원하는 콘크리트 포장 도로의 보수 방법에 있어서,
    균열 및 포트홀이 발생한 부위를 U자형으로 절삭하고, 절삭면 상에 프라이머를 도포하는 과정;
    상기 프라이머의 상부에 반사균열을 방지하기 위한 균열방지재로서 열가소성 고무 아스팔트 접착씰을 도포하는 균열방지재 도포 과정;
    상기 균열방지재의 상부에 상기 균열방지재를 보호하기 위한 균열방지 보호재로서 폴리프로필렌 수지를 필름화하고 양면에 열가소성 접착재를 도포한 균열방지 보호재를 도로 표면에서 일정한 깊이까지 설치하는 보호재 설치 과정; 및
    상기 균열방지 보호재의 상부에 도로 표면에 맞추어 개질 아스팔트 콘크리트로 포장하는 포장 과정;
    을 포함하는 콘크리트 포장 도로의 보수 방법
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 균열방지재 도포 과정은 상기 열가소성 고무 아스팔트 접착씰로 충진이 곤란한 절삭면에 있는 홈을 에폭시 퍼티제를 이용하여 메움 작업을 실시하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 포장 도로의 보수 방법
  4. 삭제
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