KR101512275B1

KR101512275B1 - 도로용 미끄럼방지 안전 데크 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR101512275B1
Application number: KR1020140125342A
Authority: KR
Inventors: 최찬우; 강승모
Original assignee: 최찬우; 강승모
Priority date: 2014-09-20
Filing date: 2014-09-20
Publication date: 2015-04-17

Abstract

본 발명은 도로용 미끄럼방지 안전 데크 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 노면에 설치된 데크로드 장선에 설치되는 것으로, 일정 면적으로 형성되고, 상부에 블록 삽입홈이 형성되는 상판;을 포함하고, 상기 블록 삽입홈에는, 이형철선이 가로 및 세로로 다수로 설치되고, 미끄럼방지용 수지 조성물이 주입된 후 경화되어 야광 논슬립 패널부가 형성되어 이루어지는 것이며, 도로의 경사구간 및 곡선구간에 주로 시공함으로써 미끄럼사고를 방지할 수 있고, 야광기능에 의해 우천시나 야간에 자전거 이용자가 노면에 대한 시인성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

도로용 미끄럼방지 안전 데크 및 이의 시공방법{Anti-Slip Deck for Bicycle Road Safety and its Construction Method}

본 발명은 도로용 미끄럼방지 안전 데크 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시공의 편의성이 향상되어 신속하게 시공할 수 있어 시공기간의 절감효과가 있음과 동시에 데크의 상면에 미끄럼방지 및 야광기능을 갖는 논슬립부를 일체로 성형시킴으로써 외관상 미려하고, 보행시나 자전거의 운행시 안정성을 확보할 수 있도록 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

친환경 녹색성장사업의 일환으로 친환경 교통수단인 자전거 이용 활성화를 위하여 자전거 도로와 같은 관련 인프라를 구축하기 위하여 2010년부터 국가자전거도로 구축사업을 시작하였고 2019년까지 총 연장 3,120km에 달하는 전국 차원의 자전거도로 네트워크를 구축하는 대형 사업이다.

2014년 현재까지 대부분의 지자체는 중앙정부의 예산지원을 통해 자전거도로를 구축하였으며, 기 구축된 자전거도로에 대하여 유지관리 업무의 중요성이 대두되고 있다.

자전거 도로의 특성상 기존 자동차 도로 노선과 겸용하거나, 도로 측면부에 설치하게 되어 용지의 제한성으로 인하여 캔틸레버 형식이나 교량 형태로 구축된 곳이 많아 질 수밖에 없는 실정이다. 따라서 이러한 구조적 특성으로 합성목재나 천연목재를 이용한 목재데크로 이루어진 자전거 도로가 상당히 많이 분포하게 되었으며, 이는 경관 특성과 시공의 용이함 등의 장점이 있지만, 목재데크의 변형 및 탈락 등의 이유로 유지관리가 중요한 공법이라 할 수 있다.

국내 등록특허 10-1250397호에는 테크 구조물에 관련된 기술이 개시되어 있다.

상기 선행기술을 살펴보면, 바닥에 설치되는 받침대; 상기 받침대의 양측면에 밀착되고 양단부의 상면에 소정면적이 걸치도록 형성된 제1,2 측면경계목; 상기 받침대의 중앙에 위치하되, 데크를 안착하기 위한 걸림턱이 내부를 향하도록 형성된 제1,2 중앙경계목; 상기 받침대의 상부에 위치하되, 상기 측면경계목과 중앙경계목의 사이에 하나 이상 형성되는 지지대; 상기 제1 측면경계목의 걸림턱과 상기 제1 중앙경계목의 걸림턱에 안착되는 제1 데크; 및 상기 제2 측면경계목의 삽입홈에 일단부는 삽입되고 상기 제2 중앙경계목의 걸림턱에 타단부는 안착되는 제2 데크; 상기 제1 측면경계목과 제1,2 중앙경계목의 상부에 위치하되, 상기 제1 데크의 양단부와 상기 제2 데크의 일단부 상면에 밀착되도록 체결수단에 의해 고정되는 제1,2마감목;으로 구성되되, 상기 제1,2 데크는 상기 지지대의 상면에 형성된 실리콘에 의해 고정·지지가 되도록 하는 것이다.

한편 자전거 도로용 데크를 시공함에 있어서 안전에 대한 측면을 고려할 때 간과해서는 안 될 점이 목재데크의 특성상 우천시나 강과 호숫가에 설치할 경우 습기로 인하여 미끄러움이 증가한다는 점이다.

특히 경사진 곳에서의 자전거 도로 주행시 미끄러움으로 인하여 사고가 발생할 수 있는 위험성이 크므로 이에 대한 안전관리가 필요한 실정임에도 현재로서는 안전표지에 의존하여 자전거 이용자 스스로 주의하여야 하는 것이 현실이다.

이러한 현실적 한계로 인하여 자전거 이용 인구가 증가함에 따라 안전사고가 빈번해 짐에도 자전거 도로에 대한 인프라 구축이 어느 정도 완료되는 시점에서 자전거 도로의 안전 및 유지관리에 대한 인식변화가 절실히 요구되는 시점이라 할 수 있다.

자전거 도로의 안전시설은 일반 자동차 도로와 같이 표지판 설치 및 노면표지 그리고 실제 기능적인 효과를 갖는 다양한 시설을 갖추는데 한계가 있어 안전표지판 설치 외에 노면표지 및 시인성 증대 및 기능적 효과를 갖는 안전시설이 거의 없는 실정이므로 자전거 도로의 안전한 주행을 위해서는 자전거 도로의 구조적 특성을 이해하고 이를 바탕으로 하여 자전거 도로에 가장 적합하게 적용할 수 있는 안전시설을 개발하는 것이 시급하다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 자전거 도로의 다양한 공법 중에서 목재 데크 공법에 대하여 경사구간 및 곡선구간에서 미끄럼저항치가 낮은 목재데크로 인해 자전거 이용자가 넘어지는 경우가 빈번할 뿐 아니라, 그 외의 구간에서도 우천이나 습기로 인한 미끄럼 증가로 인하여 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있도록 목재 데크의 미끄럼방지 효과를 갖도록 하며 경사구간 및 급커브구간을 비롯하여, 우천시나 야간에 자전거 이용자가 노면에 대한 시인성을 확보할 수 있는 도로용 미끄럼방지 안전 데크 및 이의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 노면에 설치된 데크로드 장선에 설치되는 것으로, 일정 면적으로 형성되고, 상부에 블록 삽입홈이 형성되는 상판;을 포함하고, 상기 블록 삽입홈에는 미끄럼방지용 수지 조성물이 주입된 후 경화되어 논슬립 패널부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크에 의해 달성될 수 있다.

상기 상판의 하부에 형성되는 지지다리; 상기 지지다리에 형성된 걸림구를 포함하며, 상기 걸림구가 데크로드 장선에 걸림구가 걸리거나 분리되어 상판이 탈착가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 걸림구는 지지다리에 형성된 매립공에 매립된 용수철과, 상기 용수철에 탄력적으로 지지되며 일측으로 노출되는 스토퍼로 구성되며, 상기 스토퍼는 일면이 경사지게 형성되어 데크로드 장선에 접촉되었을 때 미끄러지면서 내부로 삽입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

도로용 미끄럼방지 안전 데크를 시공하는 방법으로, 미끄럼방지용 수지 조성물을 몰드에 포설하고, 양생하여 규격화된 미끄럼방지용 블록으로 제조하는 1단계; 상기 상판에 형성된 블록 삽입홈에 접착용 프라이머를 바른 후 상기 미끄럼방지용 블록을 상기 상판의 블록 삽입홈에 끼워 넣어 상판과 일체화시키는 2단계; 경사로 및 곡선부와 같이 위험성이 큰 구간에 데크로드 장선을 복수로 설치하는 3단계; 상기 2단계에 의한 미끄럼 방지 안전 데크를 상기 데크로드 장선에 안착시킨 후 고정나사를 체결하여 설치하는 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 시공방법에 의해 달성될 수 있다.

또한, 도로용 미끄럼방지 안전 데크를 시공하는 방법으로, 상판에 형성된 블록 삽입홈에 미끄럼방지용 수지 조성물을 주입하여 경화시켜 미끄럼방지 안전 데크를 완성하는 1단계; 경사로 및 곡선부와 같이 위험성이 큰 구간에 데크로드 장선을 복수로 설치하는 2단계; 상기 1단계에 의한 미끄럼방지 안전 데크의 지지다리의 걸림구를 데크로드 장선에 걸어 고정시키는 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 시공방법에 의해 달성될 수 있다.

상기 미끄럼방지용 수지 조성물은 하이브리드 폴리머 수지 5~25 중량%와, 골재 68~93중량%, 무기안료 1~4중량%를 포함하고, 상기 하이브리드 폴리머 수지는, 폴리올 수지 58~82.5 중량%, 에폭시 수지 15~25 중량%, 반응성희석제 1~4 중량%, 실란커플링제 0.2~5 중량%, 항균제 중량 0.3~5 중량%, 소포제 중량 1~3 중량%로 구성된 주제와, 경화제로 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 미끄럼방지용 수지 조성물은 형광안료 및 축광안료 가운데 선택된 일 이상의 안료 1~3%가 더 혼합되는 도로용 미끄럼 방지 안전 데크 및 그 시공방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 도로의 경사구간 및 곡선구간에 주로 시공함으로써 미끄럼사고를 방지할 수 있고, 야광기능에 의해 우천시나 야간에 자전거 이용자가 노면에 대한 시인성을 확보 할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크를 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크를 나타낸 사시도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 설치예를 나타낸 사시도 및 정면도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크를 나타낸 사시도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크를 나타낸 사시도 및 정면도,
도 8은 본 발명의 미끄럼방지용 안전 데크를 제조하기 위한 몰드를 나타낸 도면,
도 9는 상기 도 8의 제조공정을 보여주는 흐름도,
도 10은 본 발명에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 설치예를 보여주는 흐름도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 제조예를 나타낸 흐름도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 장착예를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명에 따른 하이브리드 폴리머 수지와 골재의 혼합비율에 따른 압축강도를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 하이브리드 폴리머 수지와 골재의 혼합비율에 따른 휨강도를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명에 따른 하이브리드 폴리머 수지와 골재의 혼합비율에 따른 미끄럼저항치를 나타내는 그래프이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크(A1)는, 노면에 설치된 데크로드 장선(240)에 장착되는 것으로, 일정 면적으로 형성되고, 상부에 블록 삽입홈(290)이 형성되는 상판(200)과, 상판(200)을 관통하여 데크로드 장선(240)에 체결되는 고정나사(230)를 포함한다.

상판(200)의 블록 삽입홈(290)에는 이형철선(310)이 가로 및 세로로 다수로 설치되고, 미끄럼방지용 수지 조성물(100)이 주입된 후 경화되어 야광 미끄럼방지용 블록(B)가 형성된다.

미끄럼방지용 수지 조성물(100)에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상판(200)은 일정 면적을 갖도록 직사각형의 육면체로 이루어지고, 목재로 이루어진다. 상판(200)의 상면에 특정된 형상을 갖도록 블록 삽입홈(290)이 형성된다.

블록 삽입홈(290)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 글자 또는 도형 등을 의미하는 형상이 바람직하다.

따라서 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수의 데크로드 장선(240)을 평행되게 배치하고, 양측에 배치된 데크로드 장선(240)의 상부에 상판(200)의 하면이 지지가 되도록 하여 배치한 후 고정나사(230)가 상판(200)을 관통하여 데크로드 장선(240)까지 체결되어 결합함으로써 본 발명에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크가 설치된다.

한편 고정나사(230)의 파손이나 마모 등의 경우 교체가 어렵게 되므로 보다 용이하게 교체할 수 있도록 제2실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크가 제시된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 도로용 미끄럼방지 안전 데크(A2)는, 일정 면적으로 형성되고, 상부에 블록 삽입홈(390)이 형성되는 상판(300)과, 상판(200)의 모서리 하부에 수직되게 형성되는 복수의 지지다리(303)와, 복수의 지지다리(303) 각각에 형성된 걸림구(320)를 포함하며, 상기 걸림구(320)가 데크로드 장선(240)에 걸려져 고정되도록 하거나 또는 분리되도록 하여 상판(200)이 데크로드 장선(240)으로부터 탈착가능하도록 하는 것이다.

블록 삽입홈(390)에는 이형철선(310)이 가로 및 세로로 다수로 설치되고, 미끄럼방지용 수지 조성물(100)이 주입된 후 경화되어 야광 논슬립 패널부(B)가 형성된다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 걸림구(320)는, 지지다리(303)에 형성된 매립공에 매립된 용수철(321)과, 상기 용수철(321)에 탄력적으로 지지되며 일측으로 노출되는 스토퍼(322)로 구성되며, 스토퍼(322)는 외력에 의해 인입 및 인출되는 출몰작동을 하게 된다.

스토퍼(322)는 일면이 경사지게 형성되어 데크로드 장선(240)에 접촉되었을때 미끄러지면서 상기 매립공의 내부로 인입된다.

이후 데크로드 장선(240)을 지나면 용수철(321)의 팽창복원력에 의해 스토퍼(322)가 인출되어 데크로드 장선(240)의 하부에 걸림상태가 된다.

한편 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상술한 제1실시예에 따른 미끄럼방지 안전 데크를 시공하는 방법은 다음과 같다.

미끄럼방지용 수지 조성물(100)을 몰드(M)에 포설하여 6시간 정도 양생하여 규격화된 야광 미끄럼방지용 블록(B)으로 제조하는 1단계(도 8, 도 9의 (a)~(c) 참조);

전술한 상판(200)에 형성된 블록 삽입홈(290)에 접착용 프라이머를 바른 후 상기 야광 미끄럼방지용 블록(B)을 상기 블록 삽입홈(290)에 끼워 넣어 상판(200)과 일체화시키는 2단계(도 10의 (a)~(d) 참조);

경사로 및 곡선부와 같이 위험성이 큰 구간에 데크로드 장선(240)을 복수로 설치하는 3단계;

상기 2단계에서 완성된 미끄럼방지 안전 데크(A)를 상기 데크로드 장선(240)에 안착시킨 후 고정나사(230)를 체결하여 설치하는 4단계(도 10의 (e) 참조)로 구성된다.

한편 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 미끄럼방지 안전 데크를 시공하는 방법은 다음과 같다.

상판(300)에 형성된 블록 삽입홈(390)에 미끄럼방지용 수지 조성물(100)을 주입하여 경화시켜 미끄럼방지 안전 데크를 완성하는 1단계(도 11의 (a)~(c) 참조);

경사로 및 곡선부와 같이 위험성이 큰 구간에 데크로드 장선(240)을 복수로 설치하는 2단계;

경화된 미끄럼방지 안전 데크의 지지다리(303)의 걸림구(320)를 데크로드 장선(240)에 걸어 고정시키는 3단계(도 11의 (d) 참조);로 이루어진다.

블록 삽입홈(390)에는 미끄럼방지용 수지 조성물(100)이 양생되어 상판(300)과 일체화되고 탈락을 방지할 수 있도록 이형철선(310)이 가로 및 세로로 직각되게 다수 배열되어 있다.

또한 상판(300)의 각 모서리 하부에는 결합구(320)가 장착된 지지다리(303)가 형성되어 있어 결합구(320)가 데크로드 장선(240)과 탈착 가능하게 결합된다.

한편 본 발명에서 제시하고 있는 미끄럼방지용 수지 조성물(100)은 미끄럼 방지 성능과 야광성능이 복합된 것으로, 이를 경화시켜 야광 미끄럼방지용 블록(B)이 제조된다.

본 발명에 따른 미끄럼방지용 수지 조성물(100)은 폴리올 수지와 에폭시 수지를 반응시켜 제조된 하이브리드 폴리머 수지 5~25 중량%와, 골재 68~93중량%, 무기안료 1~4중량%, 축광안료 1~3 중량%를 혼합하여 이루어진다.

폴리올 수지는 폴리올 수지로 본 발명에 적용된 제품은 국도화학의 경질용 폴리올로 TE-360을 사용한다.

에폭시 수지는 조성물의 기계적 물성을 증진시키기 위하여 사용하였고, 비스페놀A 타입의 국도화학의 YD-128 수지를 사용한다.

에폭시 수지의 함량이 25%를 초과하면 수지의 물성이 강도가 커지나 내충격성이 감소하고 우레탄 특유의 유연성이 떨어지는 현상이 나타나고 에폭시 수지의 함량이 15%이하이면 에폭시 첨가에 따른 우레탄의 강도증진 현상이 떨어진다.

골재는 재생골재, 폐점토 블록 파쇄 골재, 폐세라믹, 규사, 글라스 비드, 폐유리, 금강사, 슬래그, PS-BALL로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이다.

하이브리드 폴리머 수지는 폴리올 수지 58~82.5 중량%, 에폭시 수지 15~25 중량%, 반응성희석제 1~4 중량%, 실란커플링제 0.2~5 중량%, 항균제 중량 0.3~5 중량%, 소포제 중량 1~3 중량%가 혼합된 주제부가 포함된다.

상기 주제 100 중량부에 대하여 경화제로서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머를 주제 100 중량부에 대하여 경화제 100~250 중량부를 혼합한다.

이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 이소포론 이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI), 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트(Tetramethylxylene Diisocyanate, TMXDI), 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl diisocyanate, MDI), 톨루렌 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 또는 그 이상이 혼합된 이소시아네이트 혼합물 100 중량부에 대하여 수산기(-OH)를 가진 폴리올(Polyol)을 80~110 중량부를 혼합한 것을 사용하고, 이 때 NCO 함량이 5~10 중량%, 우레탄기(NHCOO)의 함량이 70~85 중량%이다.

반응성 희석제는 국도화학 알리파틱 글리시딜 에테르(Aliphatic glycidyl ether) 형태의 1관능성 반응성 희석제로 에폭시 수지의 점도 감소 및 가소성 부여를 목적으로 사용한다.

실란커플링제는 가장 간단한 실리콘 단량체로 동일 분자중에 유기재료와 결합하는 유기관능기와 무기재료와 반응하는 가수분해성기를 가지고 있어 양자를 결합시키는 역할을 하며 유기, 무기복합계로 된 재료의 재질, 즉 기계적 강도의 향상, 내수성의 향상 및 침수 후 전기특성의 개선 등을 목적으로 사용된다.

실란커플링제는 0.2%이상 사용하며 5%이상 첨가할 수 있으나 실란커플링제의 가격이 고가이므로 경제성이 떨어져 사용량을 5%로 제한한다.

항균제는 세풍산업의 퍼펙트 바이오 108(제품명:Perfect bio 108) 또는 암스텍 산업의 무기 나노 은 이온 항균제 중에 선택하였고 조성물에 원천적으로 항균성을 부여하여 쾌적한 환경을 조성할 목적으로 사용한다.

소포제는 한국산노프코의 DAPPO SN-367로 무색투명의 실리콘계 소포제로 조성물 제조 및 적용시 과다한 공기연행을 제어할 목적으로 사용한다.

한편, 상기 미끄럼방지용 수지 조성물은 형광안료 및 축광안료 가운데 선택된 일 이상의 안료가 미끄럼방지용 수지 조성물 중량 대비 1~3wt% 혼합된다.
형광안료(fluorescence pigme)는 유색 색소로 형광을 내는 것 중에 안료로 사용이 가능하여 조명을 가하면 자외선을 흡수, 장파장 색광으로 변하여 재방사하는 성질이 있다. 안료 색소형과 합성수지형의 2가지 종류가 있는데 주로 사용되고 있는 것은 합성수지형이다. 안료 색소형 형광 안료는 물에 녹지 않는 안료로서의 특성을 가진 색 가운데 형광성을 보이는 안료를 말하는데 형광성이 합성 수지형에 비하여 약하다. 축광안료는 빛이 밝은 경우 형광성을 띠고, 이 빛을 수용하여 주위가 어두운 경우에는 스스로 발광하는 성질을 가진다. 이러한 축광 안료는 주로 황화아연구리(ZnS-Cu)를 주성분으로 하거나, 최근 인체에 무해하면서 휘도가 탁월한 알카라인 알루미네이트(Alkaline Aluminate) 또는 실리케이트 알루미네이트(Silicate Aluminate) 등이 사용되고 있다.

주제 시공방법은 에폭시 수지의 에폭시 그룹을 실란커플링제와 반응시켜 에폭시 말단을 실란기로 대체한 에폭시수지 변성체에 폴리올 수지를 혼합한 후 반응성 희석제와 소포제로 예비중합체를 제조한 다음 항균제를 첨가하여 제조한다.

하이브리드 폴리머 수지 재료준비

하이브리드 폴리머 수지 조성물의 조성 함량비를 표 1에서와 같이 배합하여 하이브리드 폴리머 수지를 제조하였다.

하이브리드 폴리머 수지 제조

구 분		함량 %
주제	폴리올수지	66%
	에폭시수지	25%
	반응성희석제	3%
	실란커플링제	5%
	소포제	1%

상기 하이브리드 폴리머 수지는 폴리올 수지와 에폭시 수지를 반응시켜 다양한 첨가제를 혼합 제조하는 하이브리드 폴리머 수지를 사용하였으며 하이브리드 폴리머 수지의 특징은 다음 표 2와 같다.

하이브리드 폴리머 수지의 특징

구 분	단위	시험방법	시험결과
용기내에서의 상태	-	KS M 5000-2011:2009	이상없음
비중(241)	-	KS M ISO 2811-1:2012	1.01
혼합점도(241)	cP	KS A 0531:2011	2.412
불휘발분(1052, 3시간)	%	KS M ISO 3251:2011	93

한편, 본 실험에 사용한 골재는 건조한 규사를 사용하였으며, 미끄럼 저항치를 최대한으로 끌어올리기 위하여 혼합 입도보다는 단입도를 사용하였고 구성성분과 함량은, SiO₂ 95.1%, Fe₂O₃ 0.68%, TiO₂ 0.07%, AL₂O₃ 2.15%로 구성되었다. 골재 입자는 다음 표에서와 같이 차이를 두어 혼입하였다.

골재의 입자크기

구 분	크기
3호사	1.5~2.5mm
4호사	1.2~1.5mm
5호사	0.7~1.2mm
6호사	0.35~0.7mm

미끄럼방지용 수지 조성물 배합

상기 하이브리드 폴리머 수지에 골재, 무기안료를 혼합하여 미끄럼방지용 수지조성물을 제조하였다. 배합설계는 주제(폴리올 수지, 에폭시 수지, 반응성희석제, 실란커플링제, 항균제와 소포제를 포함)와 경화제(폴리 우레탄 프리폴리머 포함)의 배합비율은 주제부 중량 대비 경화제가 1:2.18인 하이브리드 폴리머를 하이브리드 폴리머 수지로 하여 다양한 사이즈의 골재를 이용하여 표 4. 하이브리드 폴리머 콘크리트 배합설계와 같은 배합을 도출하여 시험을 실시하였다.

미끄럼방지용 수지 배합

No .	수지: 골재비	하이브리드 폴리머 수지		골재
No .	수지: 골재비	주제 (1)	경화제 (2.18)	3호사	4호사	5호사	6호사
1	1:8.57	3.29%	7.16%	89.55%
2					89.55%
3						89.55%
4							89.55%
5	1:10.00	2.86%	6.23%	90.91%
6					90.91%
7						90.91%
8							90.91%
9	1:11.43	2.53%	5.52%	91.95%
10					91.95%
11						91.95%
12							91.95%
13	1:12.86	2.27%	4.95%	92.78%
14					92.78%
15						92.78%
16							92.78%

미끄럼방지용 수지의 제조방법은 KS F 2476 [폴리머 시멘트 모르타르의 시험 방법]의 제조방법에 준하여 실시하였으며, 하이브리드 폴리머 수지의 주제와 경화제를 2분간 혼합한 후 사진 1과 같은 배합용기에 골재를 투입하고 하이브리드 폴리머 수지를 투입한 후 혼합기를 저속으로 90초간 교반하고 혼합직후 60초간 혼합을 쉬면서 최초의 15초 사이에 벽면에 붙은 모르타르를 떨어트리고 시간이 경과 후 다시 고속으로 90초간 혼합한다. 혼합시간은 쉬는 시간까지 포함시켜 4분으로 하였다.

상기 배합비로 제조된 미끄럼방지용 수지의 강도시험을 한 결과는 다음 표 5와 표 6에서와 같다. 도 13은 본 발명에 따른 하이브리드 폴리머 수지와 골재의 혼합비율에 따른 압축강도를 나타내는 그래프이고, 도 14는 본 발명에 따른 하이브리드 폴리머 수지와 골재의 혼합비율에 따른 휨강도를 나타내는 그래프이다.

강도시험결과

미끄럼방지용 수지의 압축강도와 휨강도 시험은 7일 기건 양생을 하였고, 강도시험결과는 아래 표 5와 같은 값을 얻을 수 있었다.

강도시험결과

No .	하이브리드 폴리머 수지: 규사비	압축강도	휨강도	비고
1	1:8.57	12.09	6.48	3호사
2		16.28	7.45	4호사
3		15.94	6.95	5호사
4		13.24	6.47	6호사
5	1:10.00	11.53	5.98	3호사
6		15.78	6.81	4호사
7		15.01	6.23	5호사
8		10.92	4.9	6호사
9	1:11.43	10.77	5.12	3호사
10		14.66	6.18	4호사
11		13.28	5.81	5호사
12		8.57	3.1	6호사
13	1:12.86	6.11	0.59	3호사
14		9.02	3.4	4호사
15		8.37	2.9	5호사
16		2.71	0.44	6호사

상기 강도시험은 KS F 4916 시멘트 혼화용 폴리머에 규정되어있는 40×40×160mm몰드를 이용하여 2층 15회 다짐을 실시하여 제작된 공시체를 7일 기건양생을 실시하였다. 상기의 과정으로 준비한 공시체를 KS F 2477 [폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험방법]에 준하여 압축강도와 휨강도를 측정하였다. 도 13은 하이브리드 폴리머 수지 골재비 별 압축강도를 나타낸 그래프이다.

[압축강도 산출식]

압축강도 시험기는 (80050)N/s의 재하속도로 실시한다.

[단위

: (MPa), P : (N)]

상기 표에서와 같이, 압축강도시험결과 하이브리드 폴리머 수지: 골재 = 1:11.43 이상의 4호사, 5호사를 사용배합이 가장 우수한 물성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 3호사의 경우 골재의 크기가 컸지만 하이브리드 폴리머 수지의 점도가 낮아 성막 두께가 얇아지고 골재와 골재 간 맞붙은 면적이 적어 하이브리드 폴리머 수지의 사용량이 늘어도 골재 표면에 하이브리드 폴리머 수지 두께가 두꺼워지지 않아 강도가 크게 증진하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 4호사의 경우 하이브리드 폴리머 수지: 골재 = 1:11.43 이상에서 우수한 강도특성을 나타내며, 하이브리드 폴리머 수지의 함량이 높을수록 강도가 소폭 증진된다는 것을 알 수 있었다. 5호사의 경우도 4호사의 배합결과와 마찬가지로 하이브리드 폴리머 수지: 골재 = 1:11.43 이상에서 우수한 강도특성을 나타내며, 하이브리드 폴리머 수지의 함량이 높을수록 강도가 소폭 증진된다는 것을 알 수 있었다. 6호사의 경우 골재의 크기가 작아 높은 비표면적을 가지므로 하이브리드 폴리머 수지의 소요량이 증가하여 압축강도가 낮게 측정되었고 하이브리드 폴리머 수지양의 증가에 따른 압축강도 증가가 상대적으로 큰 것을 알 수 있었다.

결국 하이브리드 본 발명에 따른 미끄럼방지용 수지의 압축강도시험결과 최적의 배합비는 하이브리드 폴리머 수지: 골재 = 1:11.43 이상에서 4호사 골재와 5호사 골재를 사용한 배합임을 알 수 있었으며, 특히 4호사 골재를 사용했을 경우가 동일 배합비에서 우수한 압축강도 성능을 발현하는 것을 알 수 있었다.

[휨강도 산출식]

휨 강도 시험기는 (50±10)N/s의 재하속도로 실시하였다.

[단위

: (MPa), P : (N)]

휨강도시험결과 하이브리드 폴리머 수지: 골재 = 1:11.43 이상의 3호사, 4호사, 5호사를 사용한 배합이 가장 우수한 물성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 특히 4호사를 사용한 배합이 휨강도가 가장 높게 나왔으며, 하이브리드 폴리머 수지의 사용량이 많을수록 휨강도 증진이 되는 것을 알 수 있었다. 6호사를 사용한 배합의 경우는 압축강도와 마찬가지로 골재의 비표면적의 증대에 따라 낮은 휨강도값을 보였으며, 하이브리드 폴리머 수지량의 증가에 따라 휨강도가 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 하이브리드 폴리머 콘크리트의 휨강도시험결과 기존에 범용적으로 사용되고 있는 아스팔트 및 콘크리트에 비하여 휨강도가 매우 우수하게 나오는 것을 알 수 있었으며, 이는 사용한 폴리머의 특징에 기인한다. 도 14는 하이브리드 폴리머 수지 골재비별 휨강도를 나태내는 그래프이다.

노면의 미끄럼 저항성 시험

미끄럼저항의 시험 방법은 KS F 2375 노면의 미끄럼 저항성 시험 방법(BPT)에 준하여 실시한다. 해당규격에 사용되는 시험기는 영국식 진자 시험기(BPN, Portable Skid Resistance Tester)로 본 장비로 미끄럼 저항 지수(BPN)을 측정하였다. 미끄럼 저항성 측정 시험 방법은 현재 ASTM(미국 시험 재료 협회, American society for testing materials) E 303과 같은 정치식과 ASTM E274에 의한 이동식 측정방법이 있다. 이 가운데 영국식 미끄럼 저항 측정기는 수동식으로 측정 대상 위치에 거치시키고 노면에 물을 뿌린 다음 1.5kg의 추를 낙하시켜 젖은 노면을 미끄러지도록 함으로써 노면의 미끄럼 저항성을 측정하는 방법이다. 이 시험 방법은 AASHTO(미국 도로교통 공무원협회, American Association of State Highway and Transportation Officials) T 278에도 규정되어 있으며, 필요한 장소에서 간단히 측정할 수 있는 평가 시험이다. 도 15는 본 발명에 따른 하이브리드 폴리머 수지와 골재의 혼합비율에 따른 미끄럼 저항치를 나타내는 그래프이다.

미끄럼 저항 시험 결과

구분	하이브리드 폴리머 수지 : 규사비	미끄럼저항치
4호사	1:8.57	53
	1:10	55
	1:11.43	60
	1:12.86	60
5호사	1:8.57	49
	1:10	51
	1:11.43	54
	1:12.86	55

미끄럼 저항 시험의 경우는 4호사와 5호사 모두 하이브리드 폴리머 수지량이 늘어날수록 미끄럼 저항치가 저하된다는 것을 알 수 있었으며, 이는 하이브리드 폴리머 수지 함량이 증가할수록 압축강도, 휨강도 모두 증진하지만 하이브리드 폴리머 수지가 골재 표면에 많이 남아 더 미끄럽다는 것을 알 수 있었다. 또한 미끄럼 저항치는 골재의 크기와도 상관관계가 있어 동일 배합에서 골재의 크기가 클수록 미끄럼 저항치가 소폭 증진되는 것을 알 수 있었다. 도 15는 하이브리드 폴리머 수지 대비 골재 배합비율에 따른 미끄럼 저항치를 나타낸 그래프이다.

상기 시험을 통하여, 압축강도는 하이브리드 폴리머 수지: 골재 = 1:11.43 이상에서 4호사 5호사를 사용한 배합비가 우수한 압축강도특성을 보였으며, 하이브리드 폴리머 수지의 사용량이 증가할수록 압축강도는 증가한다. 휨강도 또한 압축강도와 마찬가지로 하이브리드 폴리머 수지: 골재 = 1:11.43 이상에서 4호사 5호사를 사용한 배합비가 우수한 휨강도특성을 보였으며, 하이브리드 폴리머 수지의 사용량이 증가할수록 휨강도는 증가한다. 미끄럼 저항 시험결과 우수한 미끄럼 저항치를 얻을 수 있었으며, 하이브리드 폴리머 수지의 함량이 높을수록 미끄럼 저항치가 저하되고 4호사를 사용한 배합이 더 높은 미끄럼저항특성을 보이는 것을 알 수 있었다.

이상의 시험을 통하여 미끄럼 방지용 수지 조성물의 최적배합은 하이브리드 폴리머 수지 : 골재 =1:11.43 이고 사용하는 골재가 4호사인 것을 알 수 있었다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

100 : 미끄럼방지용 수지 조성물 60 : 야광 논슬립 패널부
200 ;상판 240 : 데크로드 장선
290 : 블록 삽입홈 320 : 걸림구
321 : 용수철 322 : 스토퍼

Claims

삭제
노면에 설치된 데크로드 장선에 설치되는 것으로,
일정 면적으로 형성되고, 상부에 블록 삽입홈이 형성되는 상판;
상기 상판의 하부에 형성되는 복수의 지지다리;
상기 복수의 지지다리 각각에 형성된 걸림구;를 포함하며,
상기 걸림구가 데크로드 장선에 걸리거나 분리되어 상판이 탈착가능하도록 구성되고,
상기 블록 삽입홈에는 미끄럼방지용 수지 조성물로 이루어진 논슬립 패널부가 형성되는 것이며,
상기 걸림구는
상기 지지다리에 형성된 매립공에 매립된 용수철과, 상기 용수철에 탄력적으로 지지되며 일측으로 노출되는 스토퍼로 구성되며,
상기 스토퍼는 출몰작동되고, 데크로드 장선에 걸려 고정되도록 한 것이고,
상기 논슬립 패널부는 상기 상판에 형성된 블록 삽입홈에 미끄럼방지용 수지 조성물을 주입하여 경화시켜 형성되는 것이고,
상기 미끄럼방지용 수지 조성물은
하이브리드 폴리머 수지 5~25 중량%와, 골재 68~93중량%, 무기안료 1~4중량%, 축광안료 1~3 중량%를 혼합하여 이루어지고,
상기 하이브리드 폴리머 수지는
폴리올 수지 58~82.5 중량%, 에폭시 수지 15~25 중량%, 반응성희석제 1~4 중량%, 실란커플링제 0.2~5 중량%, 항균제 중량 0.3~5 중량%, 소포제 중량 1~3 중량%로 구성된 주제와, 경화제로 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전데크.
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삭제
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제 2항에 있어서,
상기 하이브리드 폴리머 수지는 상기 주제부 100 중량부 대비 경화제 100 ~ 250 중량부로 혼합하는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크.
삭제
제 2항에 있어서,
상기 미끄럼방지용 수지 조성물은
형광안료 및 축광안료 가운데 선택된 일 이상의 안료가 미끄럼방지용 수지 조성물 중량 대비 1~3wt%가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크.
삭제
제 2항에 있어서,
상기 미끄럼방지용 수지 조성물은, 상기 하이브리드 폴리머 수지 중량 대비 골재가 1: 11.43 이상의 비율로 배합되는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크.
제 2항에 있어서,
상기 골재는 입자크기가 1.2~1.5mm인 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크.
삭제
도로용 미끄럼방지 안전 데크를 시공하는 방법으로,
미끄럼방지용 수지 조성물을 몰드에 포설하고, 양생하여 규격화된 미끄럼방지용 블록으로 제조하는 1단계;
상판에 형성된 블록 삽입홈에 접착용 프라이머를 바른 후 상기 미끄럼방지용 블록을 상기 상판의 블록 삽입홈에 끼워 넣어 상판과 일체화시키는 2단계;
경사로 및 곡선부와 같이 위험성이 큰 구간에 데크로드 장선을 복수로 설치하는 3단계;
상기 2단계에 의한 미끄럼방지 안전 데크의 지지다리의 걸림구를 데크로드 장선에 걸어 고정시키는 4단계;를 포함하며,
상기 미끄럼방지용 수지 조성물은 하이브리드 폴리머 수지 5~25 중량%와, 골재 68~93중량%, 무기안료 1~4중량%, 축광안료 1~3 중량%를 포함하고,
상기 하이브리드 폴리머 수지는, 폴리올 수지 58~82.5 중량%, 에폭시 수지 15~25 중량%, 반응성희석제 1~4 중량%, 실란커플링제 0.2~5 중량%, 항균제 중량 0.3~5 중량%, 소포제 중량 1~3 중량%로 구성된 주제와, 경화제로 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 시공방법.
삭제
삭제
삭제
제 15항에 있어서,
상기 미끄럼방지용 수지 조성물은 형광안료 및 축광안료 가운데 선택된 일 이상의 안료가 미끄럼방지용 수지 조성물 중량 대비 1~3wt%가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 시공방법.
제 15항에 있어서,
상기 미끄럼방지용 수지 조성물은, 상기 하이브리드 폴리머 수지 중량 대비 골재가 1: 11.43 이상의 비율로 배합되는 것을 특징으로 하는 도로용 미끄럼방지 안전 데크의 시공방법.