KR101421178B1 - 도로 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초박층 포장 공법을 이용한 도로 보수 방법에 관한 것으로, 초박층 포장 공법을 이용한 도로 보수 방법은 우레탄-에폭시 수지 및 편장석률이 높은 골재를 도로의 균열 부위에 도포하며, 그로 인해 아스팔트 및 시멘트를 사용하지 않고 도로를 보수하는 기술을 제공한다.
본 발명에 의하면, 우레탄-에폭시 수지 위에 편장석률이 높은 골재를 포설함으로써, 골재가 고점도의 우레탄-에폭시 수지 내에 침적되는 것이 용이하며, 우레탄-에폭시 수지 및 골재 간의 결합력이 강해져 도로 보수 공정간 작업성이 향상되는 효과가 있다.

Description

도로 보수 방법{METHOD FOR REPAIRING ROAD}

본 발명은 도로 보수 방법에 관한 것이다.

장기간의 사용으로 노후화되거나 파손된 도로를 보수하는 방법에는 노후화된 부분을 전면 제거하고 재포장하는 방법과 기존 포장 위에 신규로 포장을 덧씌우는 방법 등이 개발되어 사용되고 있다.

전술한 도로 보수 방법 중 도로의 노후화된 부분을 전면 제거하고 재포장하는 방법은 공사비용이 많이 소요되고 공사기간이 오래 걸리기 때문에 교통량이 많은 도로의 경우에는 사용하기 어렵다는 단점이 있었다.

최근에는 종래의 콘크리트 포장 도로 상에 파손이 발생한 경우, 파손 부분에 아스팔트 또는 시멘트를 채우거나 에폭시 및 모래의 혼합물을 덧씌우는 초박층 포장 공법이 널리 활용되는 추세이며, 대한민국 등록특허공보 제10-0356036호, 제10-0908213호에는 아스팔트 또는 시멘트를 이용한 도로 보수 방법에 대해 제시된 바 있다.

하지만, 아스팔트를 이용한 도로 보수 방법은 수명이 짧고, 내구성이 부족하여 잦은 균열이 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 시멘트를 이용한 도로 보수 방법은 수십 일의 양생 시간으로 인해 공사 기간이 늘어나며, 건조 수축시 균열 발생에 취약하고 사하중의 증가 및 장비의 대형화로 공사비가 증가한다는 단점이 존재했다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아스팔트 및 시멘트를 사용하지 않고 도로를 보수하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 초박층 포장 공법을 이용한 도로 보수 방법은 표면이 균열된 도로의 보수에 사용할 골재를 분쇄하여 입도별로 분리하는 골재 준비 단계; 상기 도로의 표면에 존재하는 이물질을 제거하는 도로 표면 청소 단계; 상기 도로 표면 청소 단계 이후, 상기 도로의 표면에 에폭시 프라이머를 도포하는 프라이머 도포 단계; 상기 에폭시 프라이머가 도포된 면에 우레탄-에폭시 수지를 도포하는 수지 도포 단계; 상기 골재 준비 단계에서 입도별로 분리된 골재를 상기 우레탄-에폭시 수지가 도포된 면에 포설하는 골재 포설 단계; 상기 골재가 포설된 면에 상기 우레탄-에폭시 수지를 재도포하는 수지 재도포 단계; 상기 수지 재도포 단계 이후, 상기 우레탄-에폭시 수지가 재도포된 면에 상기 골재를 재포설하는 골재 재포설 단계; 상기 골재 재포설 단계 이후, 상기 골재가 재포설된 면을 롤러로 다지는 도로 다짐 단계; 및 상기 롤러에 의해 다져진 상기 도로의 표면을 양생하는 도로 양생 단계; 를 포함할 수 있다.

여기서, 골재 준비 단계는 상기 골재를 10~40mm의 직경이 되도록 임팩트 크러셔(Impact crusher)로 1차 분쇄하는 1차 분쇄단계; 상기 1차 분쇄단계에서 분쇄된 골재가 10~25mm의 직경이 되도록 조 크러셔(Jaw crusher)로 2차 분쇄하는 2차 분쇄단계; 상기 2차 분쇄단계에서 분쇄된 골재가 10~15mm의 직경이 되도록 콘 크러셔(Cone crusher)로 3차 분쇄하는 3차 분쇄 단계; 상기 3차 분쇄 단계에서 분쇄된 골재를 입도별로 분리하는 골재 분리 단계; 및 상기 골재 분리 단계에서 분리된 골재 중 조건에 맞는 편장석률을 갖는 편장석을 분류하는 편장석 분류 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 골재 분리 단계에서 상기 골재는 체통과 중량백분율을 기준으로 3.35mm체의 통과율이 75~100%, 2mm체의 통과율이 15~40%, 850㎛체의 통과율이 0~15%, 300㎛체의 통과율이 0.5% 미만인 것으로 마련될 수 있다.

아울러, 편장석 분류 단계에서 분류된 상기 편장석의 편장석률은 80% 이상이고, 상기 편장석의 모스 경도는 6.5 이상인 것으로 마련될 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 도로의 파손된 부분에 우레탄-에폭시 수지를 도포함에 따라, 종래의 아스팔트를 이용한 보수 방법보다 내구성이 우수하다.

둘째, 본 발명은 종래의 시멘트를 이용한 보수 방법보다 양생시간이 짧아 시공시간을 단축할 수 있다.

셋째, 우레탄-에폭시 수지 위에 편장석률이 높은 골재를 포설함으로써, 골재가 고점도의 우레탄-에폭시 수지 내에 침적되는 것이 용이하며, 우레탄-에폭시 수지 및 골재 간의 결합력이 강해져 도로 보수 공정간 작업성이 향상되는 효과가 있다.

도1 및 도2는 본 발명의 실시예에 따른 흐름도를 도시한 것이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 도로 보수 방법이 적용된 도로의 단면도를 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

도 1 및 도2는 본 발명의 실시예에 따른 도로 보수 방법에 대한 흐름도로서, 도1 및 도2를 참조하되 편의상 순서를 붙여 설명한다.

1. 골재 준비 단계<S100>

본 단계에서는 표면이 균열된 도로의 보수에 사용할 골재를 분쇄하여 입도별로 분리하는 과정이 이루어진다. 즉, 본 단계는 발파작업을 통해 석산으로부터 채취된 골재를 일정한 직경으로 분쇄하는 1차 내지 3차 분쇄 단계, 분쇄된 골재를 입도별로 분리하는 골재 분리 단계 및 분리된 골재로부터 분류된 편장석의 편장석률을 측정하는 편장석 분류 단계로 세분화될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예 따른 골재는 마찰계수가 크고 능각이 많으며 내마모성이 우수한 골재라면 어떠한 종류라도 무방하며, 화강암, 석회암, 화강 편마암 등의 분쇄물이나 모래 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 가능하다.

1-1. 1차 분쇄단계<S110>

본 단계에서는 발파작업에 의해 석산으로부터 채취된 골재를 10~40mm의 직경이 되도록 임팩트 크러셔(Impact crusher)로 1차 분쇄한다. 즉, 채취된 골재는 덤프 트럭 또는 포크레인 등의 장비를 이용하여 진공공급기가 장착된 호퍼에 투입되고, 투입된 골재는 임팩트 크러셔에 의해 직경이 10~40mm가 되도록 분쇄된다.

임팩트 크러셔를 통해 분쇄된 골재는 건식 방식의 진동스크린에 의해 분급됨에 따라, 직경이 10~40mm인 골재는 컨베이어 벨트를 타고 단계 S120의 조 크러셔로 이송되며, 직경이 40mm를 초과하는 골재는 다시 임팩트 크러셔에 투입되어 분쇄된다.

1-2. 2차 분쇄단계<S120>

단계 S110에서 컨베이어 벨트에 의해 이송된 골재는 조 크러셔(Jaw crusher)의 내부로 투입되며, 투입된 골재는 조 크러셔에 의해 직경이 10~25mm가 되도록 분쇄된다.

조 크러셔를 통해 분쇄된 골재는 별도의 진동스크린에 의해 분급됨에 따라, 직경이 10~25mm인 골재는 컨베이어 벨트를 타고 단계 S130의 콘 크러셔로 이송되며, 직경이 25mm를 초과하는 골재는 다시 조 크러셔에 투입되어 분쇄된다.

1-3. 3차 분쇄단계<S130>

단계 S120에서 이송된 골재는 콘 크러셔(Cone crusher)의 내부로 투입되며, 투입된 골재는 직경이 10~15mm가 되도록 분쇄된다. 콘 크러셔를 통해 분쇄된 골재는 별도의 진동스크린에 의해 분급되고, 직경이 15mm를 초과하는 골재는 다시 조 크러셔에 투입되어 분쇄된다.

1-4. 골재 분리 단계<S140>

본 단계에서는 단계 S130에서 분쇄된 골재를 진동스크린에 투입하여 입도별로 분리하는 과정이 이루어진다. 즉, 본 단계에서는 체통과 중량백분율을 기준으로 3.35mm체의 통과율이 75~100%, 2mm체의 통과율이 15~40%, 850㎛체의 통과율이 0~15%, 300㎛체의 통과율이 0.5% 미만이 되는 골재를 획득한다.

1-5. 편장석 분류 단계<S150>

본 단계에서는 단계 S140에서 입도별로 분리된 골재 중 조건에 맞는 편장석률을 갖는 편장석을 분류하는 과정이 이루어진다. 즉, 단계 S150에서 획득한 골재로부터 편장석을 분류하고, 분류된 편장석의 편장석률 및 모스 경도를 측정한다. 본 단계에서 이루어지는 편장석의 분류 및 편장석률은 KS F 2575에 의거하여 측정된다.

먼저, KS F 2575의 편장석 함유량 시험법에 제시된 편장석 측정자를 사용하여 단계 S140에서 획득한 골재로부터 편장석을 분류한다.

아울러, 분류된 편장석의 편장석률은 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.

[수학식 1]

편장석률(%) = Ms/M×100

(여기서, M은 각 체에 잔류한 골재의 질량(g), Ms는 각 체에 잔류된 골재 중 편장석으로 분리된 골재 질량(g))

이때, 본 단계에서 편장석의 분류시, 고점도의 우레탄-에폭시 수지 내에 편장석이 용이하게 침적될 수 있도록 편장석률이 80% 이상인 골재만을 분류하고, 분류된 편장석의 모스 경도를 측정하여 모스 경도가 6.5 이상인 편장석을 도로 보수용 골재로 선정하는 것이 도로의 마모율을 개선하는 측면에서 바람직하다.

2. 도로 표면 청소 단계<S200>

본 단계에서는 도로의 균열부위에 존재하는 이물질을 제거하기 위해 고압의 블라스팅 장비를 이용하여 도로 표면의 오염 및 미세물질을 제거하는 과정이 진행된다.

일 예로, 본 단계에서는 숏 블라스팅(Shot blasting), 샌드 블라스팅(Sand blasting) 또는 워터 블라스팅(Water blasting) 장비를 이용하여 도로의 균열부분을 청소할 수 있다.

3. 프라이머 도포 단계<S300>

본 단계에서는 이물질이 제거된 도로의 표면에 피막을 형성하여 접착력을 증대시키기 위한 에폭시 프라이머를 도포하는 과정이 이루어진다. 즉, 본 단계에서 도포된 에폭시 프라이머는 아스팔트 또는 콘크리트로 구성된 도로의 균열부위를 메우게 된다. 만일, 에폭시 프라이머가 도포되는 도로 표면이 콘크리트일 경우, 에폭시 프라이머는 차후 도포될 우레탄-에폭시 수지 및 골재의 혼합물과 콘크리트 사이의 부착력을 증대시킨다.

4. 수지 도포 단계<S400>

본 단계에서는 단계 S300에서 에폭시 프라이머가 도포된 면에 우레탄-에폭시 수지를 경화제와 배합시켜 도포하는 과정이 이루어진다. 본 발명에서 도포되는 우레탄-에폭시 수지는 취성적인 에폭시의 특성을 보완하기 위해 에폭시의 유연성이 강화되도록 우레탄을 혼합하여 제조한 것이다.

5. 골재 포설 단계<S500>

단계 S150에서 입도별로 분리된 골재를 우레탄-에폭시 수지가 도포된 면 위에 포설한다. 이때, 단계 S400에서의 우레탄-에폭시 수지는 경화제와 배합되어 도로 표면에 도포되므로 골재의 포설은 우레탄-에폭시 수지의 경화시간을 고려하여 신속하게 이루어지는 것이 바람직하다.

6. 수지 재도포 단계<S600>

본 단계에서는 단계 S500에서 골재가 포설된 면 위에 우레탄-에폭시 수지를 경화제와 배합시켜 재도포하는 과정이 이루어진다. 도3에 도시된 바와 같이, 본 단계에서 재도포되는 우레탄-에폭시 수지는 단계 S500에서 포설된 골재의 사이로 스며들어 각 골재 간 형성된 공극을 메우게 된다.

7. 골재 재포설 단계<S700>

단계 S600에서 우레탄-에폭시 수지가 재도포된 면 위에 골재를 다시 포설하는 과정이 진행된다. 본 단계에서는 단계 S500에서 포설된 골재의 입도보다 작은 골재를 사용함으로써, 차량의 타이어와 접촉되는 도로의 표면을 매끄럽게 형성하는 것이 바람직하다.

8. 수지 재도포 단계<S800>

본 단계에서는 도로 표면의 내구성 증진을 위해 단계 S600에서 도포된 수지와 동일한 우레탄-에폭시 수지를 경화제와 함께 배합하여 도포되며, 본 단계에서 도포된 우레탄-에폭시 수지는 단계S700에서 포설된 골재의 사이로 스며들어 각 골재 간 형성된 공극 내부를 충진시킨다.

9. 도로 다짐 단계<S900>

단계 S800이 완료된 후, 골재 및 우레탄-에폭시 수지에 의해 도포된 도로의 도포면 내부의 공기층을 최소화하여 도로 표면의 강도를 증가시키도록 롤러 등의 다짐용 장비를 이용하여 도로 표면에 소정의 압력을 가함으로써, 도로 표면을 다지는 과정이 진행된다.

10. 도로 양생 단계<S1000>

본 단계에서는 단계 S900에서 롤러에 의해 다져진 도로의 표면을 양생하는 과정이 이루어진다. 즉, 도로의 표면에 도포된 우레탄-에폭시 수지 및 골재의 경화시간을 고려하여 2~3시간동안 양생하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일실시예에서의 수지 재도포 및 골재 재포설 단계는 도로 보수면의 손상 정도를 고려하여 적어도 한번 이상 반복하여 시행하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도로 보수 방법은 도로의 보수면 위에 고점도의 우레탄-에폭시 수지를 도포한 후, 수지 도포면 위에 골재를 포설하는 과정이 이루어진다. 도로 보수면 위에 골재를 포설하기 위해서는 3차의 분쇄단계 및 입도별 분리 단계를 거쳐 편장석률이 80% 이상이고, 모스 경도가 6.5 이상인 골재만을 선별적으로 분류하는 과정이 선행된다.

본 발명에서는 고점도인 우레탄-에폭시 수지 위에 골재를 살포하여 도로 보수면을 형성함에 따라, 도로 보수면의 내구성을 향상시키기 위해서는 포설되는 골재의 침적율이 높을수록 유리하다.

즉, 본 발명의 일실시예에서는 1차 내지 3차의 분쇄단계를 통해 제조된 골재 중 편장석률이 80% 이상인 골재만을 선별하여 사용하므로 고점도의 우레탄-에폭시 수지 내부로 골재가 침적되는 것이 용이하며, 골재의 표면적이 증가되어 우레탄-에폭시 수지 및 골재 간의 결합력이 증대됨에 따라, 작업성이 향상되는 효과가 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 표면이 균열된 도로의 보수에 사용할 골재를 분쇄하여 입도별로 분리하는 골재 준비 단계;
   상기 도로의 표면에 존재하는 이물질을 제거하는 도로 표면 청소 단계;
   상기 도로 표면 청소 단계 이후, 상기 도로의 표면에 에폭시 프라이머를 도포하는 프라이머 도포 단계;
   상기 에폭시 프라이머가 도포된 면에 우레탄-에폭시 수지를 도포하는 수지 도포 단계;
   상기 골재 준비 단계에서 입도별로 분리된 골재를 상기 우레탄-에폭시 수지가 도포된 면에 포설하는 골재 포설 단계;
   상기 골재가 포설된 면에 상기 우레탄-에폭시 수지를 재도포하는 수지 재도포 단계;
   상기 수지 재도포 단계 이후, 상기 우레탄-에폭시 수지가 재도포된 면에 상기 골재를 재포설하는 골재 재포설 단계;
   상기 골재 재포설 단계 이후, 상기 골재가 재포설된 면을 롤러로 다지는 도로 다짐 단계; 및
   상기 롤러에 의해 다져진 상기 도로의 표면을 양생하는 도로 양생 단계; 를 포함하되,
   상기 골재 준비 단계는
   상기 골재를 10~40mm의 직경이 되도록 임팩트 크러셔(Impact crusher)로 1차 분쇄하는 1차 분쇄단계;
   상기 1차 분쇄단계에서 분쇄된 골재가 10~25mm의 직경이 되도록 조 크러셔(Jaw crusher)로 2차 분쇄하는 2차 분쇄단계;
   상기 2차 분쇄단계에서 분쇄된 골재가 10~15mm의 직경이 되도록 콘 크러셔(Cone crusher)로 3차 분쇄하는 3차 분쇄 단계;
   상기 3차 분쇄 단계에서 분쇄된 골재를 입도별로 분리하는 골재 분리 단계; 및
   상기 골재 분리 단계에서 분리된 골재 중 조건에 맞는 편장석률을 갖는 편장석을 분류하는 편장석 분류 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
   도로 보수 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 골재 분리 단계에서 상기 골재는 체통과 중량백분율을 기준으로 3.35mm체의 통과율이 75~100%, 2mm체의 통과율이 15~40%, 850㎛체의 통과율이 0~15%, 300㎛체의 통과율이 0.5% 미만인 것을 특징으로 하는
   도로 보수 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 편장석 분류 단계에서 분류된 상기 편장석의 편장석률은 80% 이상이고, 상기 편장석의 모스 경도는 6.5 이상인 것을 특징으로 하는
   도로 보수 방법.

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