KR101394439B1 - 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재 및 그 포장공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 아스팔트, 콘크리트 및 시멘트를 첨가한 도로포장과 달리 시멘트가 전혀 첨가되지 않고, 바텀애쉬와 함께 도로 포장공사 주변 또는 자연 상태로 널리 분포되어 있는 결속력이 약한 점토질 모래, 실트질 모래, 모재질 흙, 마사토 등을 사용하여 공원부지, 운동장, 골프장, 카트도로, 산책로, 보행자 도로, 자전거 도로 및 자동차 전용도로 포장공사를 할 수 있으며, 줄눈시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재 및 그 포장공법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재는 바텀애쉬 골재 30~70중량%, 토사 30~70중량%가 혼합되어 포장입자가 형성되고, 상기 포장입자 1m³당 안정제가 50~70ℓ 혼합되어 구성된다.

Description

줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재 및 그 포장공법 {Ground pavement and ground pavement method without expansion joint}

본 발명은 기존의 아스팔트, 콘크리트 및 시멘트를 첨가한 도로포장과 달리 시멘트가 전혀 첨가되지 않고, 바텀애쉬와 함께 도로 포장공사 주변 또는 자연 상태로 널리 분포되어 있는 결속력이 약한 점토질 모래, 실트질 모래, 모재질 흙, 마사토 등을 사용하여 공원부지, 운동장, 골프장, 카트도로, 산책로, 보행자 도로, 자전거 도로 및 자동차 전용도로 포장공사를 할 수 있으며, 줄눈시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재 및 그 포장공법에 관한 것이다.

본 발명은 아스팔트, 콘크리트 및 시멘트를 첨가하지 않고 바텀애쉬와 도로 포장공사 주변 또는 자연 상태로 널리 분포되는 각종 흙을 이용한 도로포장 공법에 관한 것이다.

일반적인 도로 포장은 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장으로 시공되고 있다.

콘크리트 포장은 환경 폐기물이 발생되고 탄산칼슘 등에 의한 수질 오염이 발생되는 등의 환경오염이 발생하고, 작업공정이 복잡하며, 수직 또는 수평 줄눈 설치 및 오랜 양생기간이 소요되므로 공기가 오래 소요되고, 취성 거동에 의해 부등침하에 취약하며, 균열발생량이 많아 유지,보수가 힘들고 유지,보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제1032041호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 시공과 유지 보수가 매우 간편하고, 환경오염 물질이 배출되지 않으며, 시공현장 주변의 토양을 사용하여 간편하게 시공할 수 있는 도로포장재 및 그 포장공법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 줄눈을 시공할 필요가 없으므로 시공이 간편한 도로포장재 및 그 포장공법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재는 바텀애쉬 골재 30~70중량%, 토사 30~70중량%가 혼합되어 포장입자가 형성되고, 상기 포장입자 1m³당 안정제가 50~70ℓ 혼합되어 구성된다.

이때, 상기 안정제는 아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%가 혼합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로 포장공법은 진동롤러 또는 타이어롤러로 원지반의 지지력을 증대하고 평탄성을 향상하기 위한 원지반 다짐단계;, 상기 원지반 다짐단계 후 원지반 상부에 토사를 포설하고 고르는 토사포설 및 고르기 단계;, 로터리 장비로 뭉친 상태의 토사입자를 파쇄하는 토사 파쇄단계;, 상기 토사 파쇄단계 후 포설된 토사에 안정제를 살포하는 살포단계;, 로터리 장비로 안정제와 토사를 균일하게 혼합하는 교반 혼합단계;, 진동롤러 또는 타이어롤러로 안정제와 혼합된 토사를 다지는 혼합지반 다짐단계;, 혼합지반 다짐단계를 통해 다져진 혼합지반의 표면에 안정제를 살포하여 혼합지반의 표면을 경화시키는 코팅단계;를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 안정제는 아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%가 혼합되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반혼합단계와 혼합지반 다짐단계 사이에는 토사에 안정제를 2차 살포하는 2차살포단계와, 로터리 장비로 안정제와 토사를 균일하게 혼합하는 2차 교반 혼합단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합지반 다짐단계 후, 안정제가 혼합된 혼합지반을 1~2시간 동안 경화시키는 경화단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코팅단계 후 안정제가 혼합된 혼합지반과 혼합지반의 표면에 살포된 안정제를 1~3시간 동안 경화시키는 경화단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재 및 그 포장 공법은 시공과 유지 보수가 매우 간편하고, 환경오염 물질이 배출되지 않으며, 시공현장 주변의 토양을 사용하여 간편하게 시공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 도로에 줄눈을 시공할 필요가 없으므로 시공이 매우 간편한 장점이 있다.

이하 본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재 및 그 포장 공법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로 포장재는 바텀애쉬 골재 30~70중량%와 토사 30~70중량%를 혼합하여 포장입자를 형성하고, 상기 포장입자 1m³당 안정제 50~70ℓ를 혼합하여 도로포장재가 구성된다.

바텀애쉬(Bootm Ash)는 석탄이 연소할 때 노 안에서 직접 보일러 바닥으로 떨어지는 재를 말하는 것으로, 입경 크기가 다양하며 천연골재의 대체자원으로 적합하고, 규산질이 60%이상 함유된 다공질로 형성되어 가벼우면서도 강도가 높은 특징이 있다.

또한, 상기 바텀애쉬는 일반 천연골재에 비해 그 표면이 거칠기 때문에 마찰력을 필요로 하는 도로포장재에 적용하면 미끄럼 방지 효과를 볼 수 있다.

상기 바텀애쉬와 함께 혼합되는 토사는 종류를 가리지 않고 도로포장 공사장에서 쉽게 구할 수 있고 결속력이 약한 토사 즉, 점토질 모래, 실트질 모래, 모래질 흙, 마사토, 혼합골재 등 종류와 상관없이 사용할 수 있다.

상기 바텀애쉬 30~70중량%와 토사 30~70중량%를 혼합하여 포장입자를 구성하고, 상기 포장입자 1m³당 안정제 50~70ℓ를 혼합하여 도로포장재를 구성한다.

상기 안정제는 아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%가 혼합되어 구성된다.

상기 안정제의 아크릴수지는 바텀애쉬와 토사가 혼합된 포장입자와 혼합되어 포장입자를 고형화시키는 것으로서 아크릴수지가 50중량% 미만으로 혼합되면 포장입자간의 결속력이 저하되어 포장된 도로가 쉽게 파손되고, 아크릴수지가 58중량%를 초과하여 혼합되더라도 포장입자들의 결속력은 더 이상 증가되지 않으므로 아크릴수지는 50~58중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.

안정제의 암모니아는 0.1~3중량%가 혼합되어 안정제의 산도를 중성화시키는 역학을 한다.

상기 안정제는 포장입자 1m³당 50~70ℓ가 혼합되는데, 안정제를 1m³당 50ℓ 미만 혼합하면 포장입자의 결속력이 약해지고, 1m³당 70ℓ를 초과하여 혼합하면 초과하는 양에 비례하여 결속력이 증가되지 않기 때문에 비경제적이다.

상기 안정제는 자외선에 오래 노출되더라도 부식되지 않고, 오염물질을 배출하지 않기 때문에 생태적 및 환경적으로 안정적이며, 환경폐기물이 발생되지 않고, 경화된 안정제는 소정의 탄성과 유연성을 가지기 때문에 노면에 크랙이 발생하지 않을 뿐더러 이러한 이유로 인해 포장도로에 줄눈을 시공할 필요가 없다.

콘크리트 포장인 경우에는 온도변화에 따라 수 cm 이상 팽창 및 수축할 수가 있고, 그에 따라 크랙이 발생할 수 있기 때문에 약 10미터 간격으로 포장면을 커팅하여 커팅된 지점에서 팽창량을 흡수할 수 있도록 줄눈을 설치한다.

그러나 본 발명에 의한 포장은 포장입자와 혼합되어 토립자를 결속하는 안정제는 경화되었을 때 탄성력이 있기 때문에 열팽창 또는 열수축을 하더라도 팽창 및 수축량을 흡수하기 때문에 줄눈 시공이 필요 없다.

그리고 본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장 공법에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 도로포장 공법은 원지반 다짐단계, 토사포설 및 고르기 단계, 토사 파쇄단계, 살포단계, 교반 혼합단계, 혼합지반 다짐단계 및 코팅단계로 구성된다.

1) 원지반 다짐단계

도로포장 예정 위치의 원지반 지지력 증대와 평탄성을 증대시키기 위하여 진동롤러 또는 타이어 롤러로 원지반을 다짐한다.

2) 토사포설 및 고르기 단계

상기 원지반 다짐단계를 거친 후에 원지반 상부에 도로포장재를 포설하고 고르는 토사포설 및 고르기 단계를 실시한다.

상기 도로포장재는 바텀애쉬 30~70중량%와, 토사 30~70중량%를 혼합하여 구성된다.

원지반 상부에 포설하는 토사는 외부에서 별도로 수송할 필요 없이 공사현장 주위에 널리 분포된 흙을 사용할 수 있다. 심지어, 결속력이 약한 점토질 모래, 실트질 모래, 모래질 흙, 마사토라도 종류와 상관없이 사용할 수 있다.

바텀애쉬는 상술한 바와 같이 석탄이 연소할 때 노 안에서 직접 보일러 바닥으로 떨어지는 재를 말하는 것으로, 입경 크기가 다양하며 천연골재의 대체자원으로 적합하고, 규산질이 60%이상 함유된 다공질로 형성되어 가벼우면서도 강도가 높으며, 입자가 거칠어 미끄럼방지에 효과적이다.

3) 토사 파쇄단계

상기 토사포설 및 고르기 단계 이후에 로터리 장비로 상기 원지반 상부에 포설된 토사와 바텀애쉬가 혼합된 도로포장재 중 뭉친 상태의 토사를 파쇄하는 토사 파쇄 단계를 실시한다.

4) 살포단계

상기 토사 파쇄단계 이후에 토사와 바텀애쉬가 혼합된 도로포장재에 안정제를 살포하는 살포단계를 실시한다.

상기 안정제는 아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%가 혼합되어 구성된다.

상기 안정제는 토사와 바텀애쉬가 혼합된 도로포장재와 혼합된 후 경화되어 토사와 바텀애쉬가 혼합된 도로포장재의 입자를 결속시킨다. 안정제는 탄성와 유연성을 가지게 되어 노면에 크랙이 발생하지 않을 뿐더러 날씨 변화로 인한 도로의 열팽창과 열수축의 열팽창량을 흡수하기 때문에 포장도로에 줄눈을 시공할 필요가 없다.

상기 안정제는 포설된 바텀애쉬와 토사가 혼합된 도로포장재 1m³당 50~70ℓ 양을 살포하는데, 안정제가 포설된 토사와 바텀애쉬가 혼합된 도로포장재 1m³당 50ℓ 미만으로 살포되면 도로포장재의 결속력이 약해지고 토사 1m³당 70ℓ를 초과하여 살포하더라도 살포하는 양에 비하여 도로포장재의 결속력이 증대되지 않기 때문에 비경제적이다.

5) 교반 혼합단계

상기 살포단계를 통해 안정제가 살포된 토사와 바텀애쉬가 혼합된 도로포장재를 로터리 장비로 안정제와 토사가 균일하게 혼합되도록 한다.

6) 혼합지반 다짐단계

상기 교반 혼합단계를 통해 안정제와 도로포장재가 균일하게 혼합된 후 진동롤러 또는 타이어롤러를 이용하여 다짐으로써 포설된 도로포장재가 조밀하게 결속되도록 하여 강도를 증대시킨다.

7) 코팅단계

상기 혼합지반 다짐단계를 거친 후 표면에 안정제를 살포하여 표면에 안정제 코팅층을 형성한다.

상기와 같이 안정제를 분사하여 코팅층을 형성함으로써 노면이 마모되거나 크랙이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다.

그리고 바람직하게는 상기 교반 혼합단계와 혼합지반 다짐단계 사이에는 토사에 안정제를 2차로 살포하는 2차 살포단계와, 상기 2차 살포단계 후 로터리 장비로 안정제와 바텀애쉬 및 토사가 혼합된 도로 포장제를 균일하게 혼합하는 2차 교반 혼합단계를 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합지반 다짐단계 후 안정제가 혼합된 지반을 1~2시간 동안 경화시키는 경화단계를 더 포함하고, 상기 코팅단계 후 안정제가 혼합된 지반과 표면에 살포된 안정제를 1~3시간 동안 경화시키는 경화단계를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

이는 도포포장재가 경화된 후 안정제를 표면에 분사함으로써 안정제가 지반에 흡수되지 않고 지반 표면에 별도로 형성된 코팅층을 형성할 수 있기 때문이다.

이상, 본 발명에 의한 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로포장재 및 그 포장공법에 대해 설명하였다.

상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 바텀애쉬 골재 30~70중량%, 토사 30~70중량%가 혼합되어 포장입자가 형성되고,
   아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%를 혼합하여 안정제를 구성하되, 상기 포장입자 1m³당 안정제를 50~70ℓ 혼합하여 구성한 것을 특징으로 하는 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로 포장재.
   
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3. 진동롤러 또는 타이어롤러로 원지반의 지지력을 증대하고 평탄성을 향상하기 위한 원지반 다짐단계;
   상기 원지반 다짐단계 후 원지반 상부에 바텀애쉬 골재 30~70중량%, 토사 30~70중량%가 혼합된 도로포장재를 포설하고 고르는 토사포설 및 고르기 단계;
   로터리 장비로 뭉친 상태의 토사입자를 파쇄하는 토사 파쇄단계;
   상기 토사 파쇄단계 후 포설된 토사에 아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%를 혼합하여 구성된 안정제를 살포하는 살포단계;
   로터리 장비로 안정제와 토사를 균일하게 혼합하는 교반 혼합단계;
   토사에 안정제를 2차 살포하는 2차살포단계와, 로터리 장비로 안정제와 토사를 균일하게 혼합하는 2차 교반 혼합단계;
   진동롤러 또는 타이어롤러로 아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%를 혼합하여 구성된 안정제와 혼합된 토사를 다지는 혼합지반 다짐단계;
   상기 안정제가 혼합된 혼합지반을 1~2시간 동안 경화시키는 경화단계;
   혼합지반 다짐단계를 통해 다져진 혼합지반의 표면에 아크릴수지 50~58중량%, 암모니아 0.1~3중량% 및 물 40~49중량%를 혼합하여 구성된 안정제를 살포하여 혼합지반의 표면을 경화시키는 코팅단계;
   상기 코팅단계 후, 안정제가 혼합된 혼합지반과 혼합지반의 표면에 살포된 안정제를 1~3시간 동안 경화시키는 경화단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 줄눈 시공이 필요 없는 바텀애쉬를 이용한 도로 포장공법.
   
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