KR101522505B1 - 콘크리트, 아스팔트 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트, 아스팔트 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는, 콘크리트 및 아스팔트 도로에서 범위가 비교적 광범위한 부분적 파손부분을 비롯하여 비교적 범위가 넓게 파손되어 전면 미장도포가 필요한 경우에 전면 미장도포를 실시할 수 있도록 할 목적으로, 노후화된 표면을 표면절삭기로 절삭 제거하는 제1단계와, 크렉을 보수하는 제2단계와, 속경성 에폭시를 도포하고 즉시 실리카샌드를 뿌려 주는 제3단계와, 속경성 에폭시와 4~40메쉬의 실리카샌드를 부피비 1:2.5 ~ 1:5로 혼합하여 속경성 에폭시몰탈을 2~8 mm 두께로 전면적으로 미장하여 보수 미장체를 형성하는 제4단계와, 상기 보수 미장체 중 실리카샌드와 실리카샌드의 사이로 우레탄이 흘러 들어가게 전면적으로 우레탄을 도포하고 즉시 실리카샌드를 뿌려 주어 열기와 습기가 우레탄을 통하여 빠져 나가게 하는 제5단계로 이루어지는 콘크리트, 아스팔트 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법이 제공된다.

Description

콘크리트, 아스팔트 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법{OVERALL REPAIRING METHOD FOR CONCRETE AND ASPHALT ROAD AFTER REPAIRING CRACKS BY USING THE OVERALL PAVEMENT PRODUCTS}

본 발명은 콘크리트 및 아스팔트 도로의 노후화된 표면을 살짝 제거한 다음 크랙을 보수하고 도로 위에 2~8mm까지 전면적으로 미장하고 도포할 수 있도록 하는 도로용 전면 미장도포재 및 이를 이용한 콘크리트, 아스팔트 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 도로는 크게 아스팔트 포장 도로와 콘크리트 포장 도로로 분류할 수 있고, 이중 본 발명에 관계된 콘크리트 포장에 사용되는 콘크리트는 햇빛에 노출되어 신축이 항상 일어나고 여름과 겨울에 온도 변화 및 얼고 녹고를 반복하므로 종방향으로 일정간격로 신축줄눈을 설치하는 것이 기본적인 설계이다.

아스팔트는 천연적으로 산출되는 것과 석유에서 인공적으로 생산되는 것이 있으며, 현재 도로 포장용으로 사용되는 대부분의 아스팔트는 석유 아스팔트이다. 아스팔트는 온도가 높으면 액체 상태가 되고, 저온에서는 매우 딱딱해지는 성질이 있으며, 도로 포장시 고형(固形)의 아스팔트를 가열하여 액상으로 용융시킨 뒤 쇄석(碎石)이나 모래, 돌가루 등의 골재와 액상 아스팔트를 약 5~6% 혼합하여 도로에 도포한 뒤 다져서 도로를 포장하면 아스팔트 도로가 형성된다.

콘크리트 도로는 다짐이 부족하거나 시멘트 및 골재의 배합비가 적합하지 않은 경우 등 도로 포장시의 시공 품질관리가 미흡한 경우와, 특히 겨울철에 시공이 이루어진 경우 등 환경적인 영향 등의 여러 가지 요인에 의해서 부분적인 파손이나 균열이 발생한다.

예를 들면, 포장 단면 부족 또는 포장의 하부층이나 노상이 불안정한 경우 자동차 등의 하중에 의한 과도한 하중 집중으로 균열되는 피로파괴 현상이 발생하고, 또한 도로의 배수가 원활하지 않을 경우 신축줄눈 안에 고인 물이 계절 변화에 따라 동결 시 부피가 팽창하고 융해 시 부피가 축소하는 것을 반복함에 따라 골재의 결집력 저하로 인해 골재가 포장체로부터 탈리되어 신축줄눈 부위 콘크리트도로의 일부분이 떨어져 나가는 현상 등이 발생하는 것이다.

이와 같이 도로 포장면의 부분 파손 혹은 균열이 발생한 경우 차량에 불의의 충격이 가해져서 교통사고를 유발하는 등의 문제점이 있으므로, 이를 보수할 필요가 있다.

종래의 콘크리트 도로 보수방법은 기존 포장체를 절단하고 고강도의 콘크리트를 타설하고 표면 평탄기를 사용하여 기계 자동수평 미장을 실시한다. 이렇게 보수를 진행했을 때에 보수한 포장체면과 기존 포장체면에 필수적으로 죠인트가 형성되고 이렇게 형성된 죠인트를 중심으로 또 다시 파손이 일어나게 된다.

대한민국 등록특허 제 10-1178520호에서 제안한 보수방법과 같이 바닥을 5cm로 절삭한 다음에 개질아스콘을 포장한다. 또한 이러한 바닥은 일정두께로 파쇄 커팅제거하고 아스팔트포장을 전면적으로 실시하는 것이 현재까지의 전면 시공밥법이다. 이렇게 시공된 아스팔트는 기존의 콘크리트와 접착력이 약하므로 차량이 통행하면서 울리면서 크랙이 발생하거나 부분적으로 파여 나가기 시작하므로 계속해서 일정기간마다 아스팔트포장을 다시 실시하여야하는 악순환이 반복된다.

장시간 차량 통행을 차단 혹은 제한하게 되어 교통체증을 유발할 뿐 아니라, 기존 도로면과 재포장된 재료의 경계부분의 결집력이 약하여 재포장된 부분과 기존 콘크리트 접합부위에서 쉽게 파손되거나 탈리되는 등 내구성이 취약하여 유지 관리비용이 과다하는 등의 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록특허 제 10-1178520호

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 제1목적은, 콘크리트 및 아스팔트 도로에서 범위가 비교적 광범위한 부분적 파손부분을 비롯하여 비교적 범위가 넓게 파손되어 전면포장이 필요한 경우에 전면포장을 실시할 수 있도록 하는 전면 미장도포재를 제공하되, 콘크리트의 전면절단 제거 공정을 배제하고 속경성에폭시를 도포하고 속경성 에폭시와 실리카샌드 혼합물인 속경성 에폭시몰탈을 미장하는데 이 때 통기성을 제공하는 형태로 미장해 줌으로써 도포재 및 아스팔트와 콘크리트로부터 올라오는 열기 및 습기를 빠져나가서 탈락을 방지하게 한 후에 고강도 고탄성의 우레탄을 도포하고 실리카샌드룰 뿌려 주어 시공을 마무리하는 전면 미장도포재를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은, 상기 전면 도포재를 이용하여 보수된 도로면의 고 인장강도와 고 연신율로 인하여 기존 도로 포장체와의 결집력이 우수하며 물이 스며들지 않도록 방수성을 가지면서도 우레탄이 에폭시몰탈을 타이어의 충격으로부터 보호하고 햇빛의 자외선을 차단하여 오랫동안 견딜 수 있는 미장도포재를 이용한 전면 미장도포방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트, 아스팔트 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법은, 도로 포장체에서 크랙이 형성된 표면을 2 ~ 5mm 깊이로 절삭하는 제1단계와, 크랙을 보수하는 제2단계와, 속경성 에폭시 도포 후 실리카샌드를 살포하는 제3단계와, 속경성 에폭시와 실리카샌드를 부피비 1:2.5 ~ 1:5로 혼합하여서 된 에폭시몰탈을 전면적으로 2~8mm 두께로 미장하는 제4단계와, 상기 에폭시몰탈 위에 우레탄 도포 후 실리카샌드를 살포하여 우레탄이 에폭시몰탈의 실리카샌드 사이로 흘러들어가도록 함으로써 열기와 습기가 우레탄을 통하여 배출 가능하게 하는 제5단계가 순차적으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 제2단계에서 콘크리트 포장체의 크랙 보수는, 크랙을 따라 일정 간격으로 구멍을 뚫은 후, 구멍에 에폭시를 충진시켜서 전단력을 갖게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2단계에서 아스팔트 포장체의 크랙 보수는, 크랙을 따라 커팅하고, 커팅 면에 에폭시를 도포하고, 커팅부에 우레탄을 충진하고, 우레탄 위에 실리카샌드를 뿌림으로써 우레탄이 아스팔트의 신축을 흡수 가능하게 한 것을 특징으로 한다.

속경성 에폭시몰탈을 이용하여 전면적으로 미장을 실시할 경우 자갈이나 실리카샌드끼리 접촉이 일어나고 약간의 공극이 생기는 정도의 미장을 실시한다. 이 공극을 통하여서 콘크리트나 아스팔트의 열기와 습기가 후속으로 도포하는 통기성우레탄을 통하여서 밖으로 배출되어 열기나 습기가 에폭시몰탈 안에 머물러 있지 않게 함으로써 오래 견디는 전면 도로포장체를 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 콘크리트 및 아스팔트 도로용 전면 미장도포재는, 미장재에 포함된 실리카샌드와 속경성 에폭시를 혼합하여 에폭시의 특성인 압축강도와 부착력이 부가되어 있으므로 미장도포재가 바탕에 결집력을 가지고 부착되어 있다. 또한 미장하기 전에 기존 포장체에 에폭시를 도포하고 실리카샌드를 뿌려 주어 에폭시몰탈미장을 실시할 때에 에폭시몰탈이 미끄러지지 않고 쉽게 미장이 되게 하며 보수체에 수분이 흡수되거나 자체 열기 및 콘크리트와 아스팔트바탕으로부터 나오는 열기와 습기를 실리카샌드나 자갈 사이의 미세한 틈에 도포된 우레탄을 통해 빠져나가게 함으로써 전면 미장도포체가 바탕면으로부터 탈락분리되는 현상을 방지한다.

또한, 보수재에 포함된 속경성 에폭시에 의해 도로 보수 포장 후 신속하게 경화되고, 콘크리트를 타설하기 위해 행해지는 커팅, 파쇄, 폐기물수집, 물청소, 건조 등의 선 공정이 배제되므로 보수 공사시간을 단축할 수 있게 되어 차량 이동 제한 시간을 최소화할 수 있게 된다.

결정적인 것은, 기존 방식은 기존 콘크리트나 아스팔트 포장체를 2cm내지 5cm를 제거한 다음에 아스팔트 포장을 실시하는 형식인데 이는 필연적으로 폐기물이 많이 발생해서 친환경적이지 않을 뿐 아니라 콘크리트 포장의 경우에 30cm 내외의 포장이 일정두께 이상 절삭되어 자체강도가 상당히 저하되고 아스팔트포장의 경우에 5cm인 포장을 2cm 정도 제거한다면 제거하는 과정에서 충격으로 3cm 정도 남은 아스팔트가 강도를 유지할 수 없고 또한 크랙이 발생하여 바탕면으로부터 탈락분리되는 현상이 일어난다. 따라서 노후화된 콘크리트 및 아스팔트 표면을 2~5mm 내외로 절삭하고 본 발명의 전면 미장도포를 실시하면 탈락분리 현상도 없고 일정시간 사용한 후에 일부 탈락한 에폭시몰탈 부분은 다시 미장헤 주고 닳아 없어진 우레탄과 실리카샌드 부분만 다시 시공해 주면 또 다시 폐기물을 발생하지 않으면서 본 발명을 처음 시공할 때와 똑같은 효과를 발휘할 수 있어 차량 정체로 인한 손실을 대폭 절감할 수 있고 그렇지 않으면 전면포장을 실시해야할 상황으로 연속적인 추가비용이 지출되어야 하는데 이를 방지할 수 있어 그만큼 내구성이 향상되어 도로의 유지관리비용이 감소하게 되어 경제적이고, 예상치 못한 갑작스런 포트홀로 인한 인명피해를 줄일 수 있어 인명에 안전하며 그에 따른 사회적 비용손실을 절감할 수 있다.

도 1은 기존 도로에서 표면에 전면적으로 콘크리트나 아스팔트가 부분적으로 탈락한 파손부 형태를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트나 아스팔트 도로의 표면을 2~5mm 정도로 살짝 절삭제거하는 표면 소량 절삭 단계(S1)의 단면도이다.
도 3는 본 발명에 따른 콘크리트나 아스팔트 도로에 에폭시 후 실리카샌드를 뿌린 상태(S3)의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 콘크리트나 아스팔트 도로에 에폭시몰탈을 미장한 상태(S4)의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트나 아스팔트 도로에 에폭시몰탈을 미장한 후에 우레탄을 도포하고 실리카샌드를 뿌린 상태(S5)의 단면도이다.
도 6은 도 5의 'A'부 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 콘크리트나 아스팔트 도로의 미장도포 보수공정을 단계별로 보인 블록도이다.
도 8은 콘크리트 포장체의 크랙을 보수하는 방법을 설명하기 위한 크랙부분의 평면도 및 단면도이다.
도 9는 아스팔트 포장체의 크랙을 보수하는 방법을 설명하기 위한 크랙부분의 단면도이다.
도 10(a)는 콘크리트 도로의 표면절삭 사진이고 도 10(b)는 아스팔트 도로의 표면절삭 사진이다.
도 11(a)는 콘크리트 위 아스팔트포장 하자사진이고 도 11(b)는 아스팔트 포장 하자사진이다.
도 12(a)는 콘크리트 위 비교제품 포장 하자 사진이고 도 12(b)는 아스팔트 위에 포장된 비교제품 하자사진이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 형태의 구조를 예시하고 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 형태만으로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 콘크리트 도로용 미장도포재는 도로가 전면적인 면에서 부분적으로 파손되어 표면을 소량 절삭하고 크랙보수 후 전면 미장 및 도포함으로써 간편하고 유지관리가 쉽고 폐기물 발생이 최소화하는 친환경 보수재 이다.

먼저, 콘크리트 도로의 크랙 주위를 구멍을 뚫어 탄성에폭시를 주입함으로써 향 후 전면 포장되는 면으로 반사균열이 진행되지 않게 한다.

아스팔트 크랙은 움직임이 심하므로 에폭시와 우레탄의 복합 방식으로 크랙을 보수한 다음에 전면 미장, 도포를 실시한다.

콘크리트나 아스팔트 면을 전면 미장도포하기 위한 미장도포재는, 속경성에폭시 및 실리카샌드와 속경성 에폭시 및 실리카샌드로 이루어진 에폭시 몰탈과 우레탄 및 실리카샌드를 사용한다.

상기 미장도포재를 이용하여 콘크리트 도로의 파손부를 에폭시몰탈로 미장하고 우레탄을 도포한 후에 실리카샌드를 뿌려 주는 공정으로 보수 포장체를 형성하고 기존도로와 보수 포장체를 포함하여 전면적으로 방수층을 형성한다.

여기서 상기 보수재를 이루는 실리카샌드 및 자갈의 입경은 4메쉬 내지 40메쉬로 하고 에폭시와 실리카샌드의 배합비는 1 : 2.5 내지 1 : 5 부피비로 한다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 기존에 사용하는 콘크리트나 아스팔트 도로 포장체(10)의 전체 면에서 부분적으로 깨진 파손부(10a) 형태를 보인 단면도이다.

이와 같은 도로 파손부(10a)를 보수하기 위해 본 발명은 도 7에서와 같이 표면을 소량 절삭하는 제1단계(S1)와, 크랙을 보수하는 제2단계(S2)와, 에폭시 도포 후 실리카샌드를 도포하는 제3단계(S3)와, 에폭시 몰탈을 미장하는 제4단계(S4) 및 우레탄 도포 후 실리카샌드를 도포하는 제5단계(S5)를 포함한다.

상기 표면을 소량 절삭하는 제1단계(S1)는, 도 2와 같이 콘크리트나 아스팔트 도로 포장체(10)의 노후화된 표면을 다이어몬드 커터기를 사용하여 두께 2mm 내지 5mm로 절삭 제거하여 표면 절삭부(20)를 형성한다.

기존의 방법은 20mm 내지 50mm 를 철거한 다음에 40mm 내지 50mm로 포장을 실시하므로 기존 콘크리트 두께인 약 30cm 가 25cm 이하로 줄어들므로 하자가 난 상태에서 두께가 줄어드니 다시 보수를 한다 해도 바탕포장체가 이미 약해지고 갈라져 있으므로 다시 하자가 날 확률이 높다. 또한 콘크리트와 아스팔트 등의 재질이 이질재 로 아스팔트나 개량아스팔트의 모든 자재가 기존 콘크리트 바탕체와 일체화되지 않으므로 계속되는 반복 충격에 의해 일부가 탈락 분리되면 다시 하자로 이어진다.

콘크리트 면을 잘삭하고 아스팔트 및 개량 아스팔트를 40mm 내지 50mm 로 포장을 하는데 이 때 콘크리트 도로를 50mm 를 절삭하면 너무 힘이 들고 바탕 콘크리트가 약해지므로 20mm 를 절삭하고 후속작업을 진행하는 경우가 많은데 이 때에는 도로의 기존 면과 20mm 이상의 두께 차이가 발생해서 고속주행 시에 위험요인으로 작용한다.

또한 아스팔트의 경우에 20mm를 철거하면 남는 것은 30mm 인데 철거하는 과정에서 이미 충격을 받으므로 남은 30mm의 상태가 좋지 않고 충격으로 이미 바탕과 탈락 분리되어서 이후에 다시 포장되는 포장체가 같이 하자가 날 가능성이 높다.

반면 본 발명은 열화된 콘크리트나 아스팔트의 표면만 긁어 내듯이 철거하므로 모체에 충격을 최소화 하고 포장체 또한 2mm 내지 8mm 를 형성하므로 기존 포장바닥과 평탄성도 일정하게 유지된다.

상기 에폭시 도포 후 실리카샌드를 도포하는 제2단계(S3)는, 도 3을 참조하는 바와 같이 상기 표면 절삭부(20)에 에폭시(30a)를 도포한 후에 실리카샌드(30b)를 뿌려주는 공정으로 이는 기존 포장체와 본 발명의 포장체가 일체화 되는 층으로 매우 중요하다. 에폭시(30a)가 콘크리트에 스며들어가 일체화가 되어 한 덩어리가 된다.

에폭시(30a)의 인장강도, 압축강도 및 부착력은 주지하는 바와 같이 아주 우수하고, 접착력은 에폭시가 현존하는 일반 제품 중에서 으뜸이라 할 수 있다. 그런데 이 공정에서 본 말명은 실리카샌드(30b)를 에폭시(30a) 도포 후에 즉시 뿌려 준다. 이것이 굳은 후에 후속 에폭시몰탈을 미장하면 밀리지 않고 잘 미장을 할 수 있게 한다. 이 실리카샌드(30b)를 뿌리지 아니하면 에폭시(30a)가 양생된 후 맨질맨질 해지므로 후속 에폭시몰탈이 고정이 되지 않아 많은 양의 미장을 동시에 할 수 없고 밀리면서 두께도 일정하게 펼 수 없다. 그러므로 이 과정은 표면 절삭부(20)와의 접착력을 좌우하고 후속 작업과의 접착력 및 시공성을 좌우하므로 매우 중요한 1단계 작업이라 할 수 있다.

상기 에폭시 몰탈을 미장하는 제4단계(S4)는, 도 4를 참조하는 바와 같이 에폭시와 4~40메쉬의 실리카샌드를 각각 부피비 1:2.5 내지 1:5로 혼합한 에폭시 몰탈(40)로 미장을 실시하는 본 발명의 중추가 되는 공정이다. 이 공정은 매우 중요해서 작업의 핵심 공정이라 할 수 있다.

에폭시는 인장강도와 압축강도 및 부착강도가 매우 우수해서 에폭시를 잘 활용하면 건설 및 토목의 현장에서 아주 성공적으로 작업을 완성할 수 있다. 그러나 이 성질을 잘 이용하지 못하고 그냥 도포를 하면 햇빛의 팽창력과 열기와 습기를 이겨내지 못하고 도막이 터져 나와 제품에 하자가 생기고 전면 재 공사를 실시해야 한다.

에폭시는 인장강도,압축강도 및 부착력이 우수한 반면 통기성, 열기배출성, 습기배출성이 없다. 따라서 에폭시를 비율을 안 맞추고 미장을 하거나 도포를 하면 습기와 열기로 말미암아 다 터져 나가는 것이다.

이를 방지하기 위해 본 발명에서는 실리카샌드와 실리카샌드 또는 자갈과 자갈 사이에 접착은 잘 이루어 지면서 약간의 공극이 생기게 해서 후속 우레탄 작업 시에 우레탄이 이 공극 사이로 흘러 들어가서 습기와 열기가 이 통기성 우레탄을 통하여 바같으로 배출되면 에폭시 몰탈 내부에 팽창 압력이 안 생기고 하자도 나지 않으면서 동시에 방수 성능까지 얻는 획기적인 시스템이다.

상기 우레탄 도포 후 실리카샌드를 도포하는 제5단계(S5)는 도 5를 참조하는 바와 같이 에폭시몰탈(40)이 굳은 다음에 우레탄(50a)을 도포하고 실리카샌드(50b)를 뿌려 주는 공정이다.

우레탄 몰달(50a)(50b)은 차량 바퀴의 충격을 흡수하고 실리카샌드를 잡아 주어 미끄럼을 방지하는 아주 중요한 역할을 수행한다.

도 6은 본 발명의 단면 상세도를 나타내는 것으로 특이한 것은 에폭시몰탈(40) 사이로 우레탄(50a)이 흘러 들어와서 일체화가 되면서 열기와 습기를 밖으로 배출하는 아주 중요한 역할을 하는 상세도이다.

도 7에서 설명하지 않은 크랙을 보수하는 제2단계(S2)는, 콘크리트의 크랙 보수방법과 아스팔트의 크랙 보수방법에 차이가 있으므로 이를 도 8과 도 9를 통해 상세하게 설명한다.

앞서 도 1 내지 도 6을 통해 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도로보수 포장방법은, 기존 도로 포장체(10)에 발생한 파손부(10a) 위에 2~5mm 로 절삭을 실시하는데 그러면 파손부(10a)의 깊이가 얕아진다(S1).

이후 도 8 및 도 9를 통해 후술하여 설명하는 바와 같이 콘크리트 및 아스팔트에 따라 각각 크랙을 보수(S2)한 다음, 도 3과 같이 에폭시(30a)를 전면적으로 도포하고 실리카샌드(30b)를 뿌려준다(S3).

이후 표면이 밟을 정도가 되는 약 30분 후에 도 4와 같이 에폭시몰탈(40)을 미장한다(S4). 이 때에 울퉁불퉁한 표면이 평탄면으로 미장이 된다.

또 다시 30분 내외가 경과 후 밟을 수가 있을 때에 도 5와 같이 우레탄(50a)을 도포하고 즉시 실리카샌드(50b)를 뿌려준다(S5). 이 때 뿌리는 실리카샌드(50b)는 우레탄(50a) 아래로 가라 앉으며, 우레탄(50a) 표면에 실리카샌드(50b)가 덮일 정도로 뿌려 주어 전면적으로 논슬립이 되게 한다. 이는 향 후 우레탄(50a)이 차량 통행으로 인해 마모가 진행되었을 때에 계속해서 논슬립상태를 유지해서 미끄럼 방지성능을 계속 유지한다.

도 8은 크랙을 보수하는 제2단계에서 특히 콘크리트 포장체(80)의 크랙(81)을 보수하는데 적합한 보수 방법을 보인 것으로 콘크리트 포장체의 평면도이다.

아무리 훌륭한 바닥이라 할 지라도 바탕의 망상균열 등이 포장보수 후에 새로이 시공된 포장체로 이어지는 반사균열이 일어난다면 이 시스템은 완전하게 성공할 수 없고 이제껏 망상균열 등이 반사균열로 이어지는 것을 방지하는 효과적인 기술은 없었다.

따라서 본 발명은 전단력 힘의 원리에 착안해서 도 8(a)에서 보는 바와 같이 콘크리트 포장체(80)의 크랙(81)을 따라 일정 간격으로 드릴로 구멍(82)을 뚫은 다음에 먼지를 불어내고 상기 구멍(82)에 탄성에폭시(83)를 흘려 넣는다. 도로는 많은 작업 시간이 주어지지 않으므로 인젝션을 실행할 수 없음은 모두가 주지하는 바이다. 이는 구멍(82)을 뚫었으므로 탄성 에폭시(83)가 깊숙이 들어가고, 상기 구멍(82)이 20cm 정도의 일정 간격으로 뚫려 있으므로 에폭시(83)가 일정 간격으로 아래까지 완전히 접착이 된다.

이 때 도 8(b)에서 보는 바와 같이 전단력이 발생하므로 구멍(82)을 중심으로 양쪽으로 밀어내야만 이 크랙 구멍(82)을 분리할 수 있다. 그런데 20cm 옆에 또 전단력을 발휘하는 구멍(82)이 있기 때문에 이 크랙(81)을 분리시킬 방법이 없는 것이다.

도 8(c)에서 보는 바와 같은 일반 크랙[구멍(82)을 형성하지 않은 크랙](81)은 어떤 힘이 가해지면 바로 분리된다. 또한 도 8(e)와 같이 표면만 에폭시(83)가 묻어 있어 큰 힘을 발휘할 수가 없다.

도 8(d)에서는 본 발명과 같이 구멍(82)을 뚫어서 에폭시(83)를 흘려 넣은 시공면의 단면도를 보여 준다. 여기서 우리는 구멍(82)을 따라 바닥까지 에폭시(83)가 흘러 들어간 것을 발견할 수 있다.

반면 도 8(e)에서는 기존 방식대로 구멍을 뚫지 않고 표면에 에폭시(83)만 흘려 넣은 것을 보여 준다. 표면에만 에폭시가 묻어 있기 때문에 힘을 발휘 할 수 없고 여기에는 전단력이 없기 때문에 약간의 힘만 가해지면 크랙(81)으로 이어진다.

도 9는 본 발명에서 아스팔트 도로 포장체(100)의 크랙(110)을 보수하는 방법을 보인 것이다.

도 9(a)는 일반적인 아스팔트 포장체(90)의 크랙(91)을 보인 것으로 아스팔트 포장체(90)는 여름과 겨울에 온도 변화에 따라 많이 움직이므로 도 8과 같은 콘크리트 포장체의 보수방법과 같이 에폭시를 넣어 준다 해도 그 자리에서 크랙이 발생하고 후속 포장체에 크랙이 전달된다.

따라서 도 9 (b)에서와 같이 크랙(91)을 따라 단면이 'V'자 형태로 커팅을 한 후, 커팅한 면에 에폭시(92)를 얇게 도포하고 우레탄(93)을 크랙(91) 부분에 충진하고 우레탄(93) 위에 실리카샌드(94)를 뿌려 준다. 이 때 실리카샌드(94)는 우레탄(93)이 약간 경화가 진행되어 실리카샌드(94)가 가라앉지 않을 시간을 잘 맞추어서 시행함으로써 반은 우레탄(93)과 접착을 하고 반은 후속하는 제3단계(S3)의 에폭시(30a)와 접착을 해서 탈락분리현상이 없는 일체화된 구조를 이룰 수 있다.

이 경우 아스팔트 포장체(90)의 신축 팽창이 있다 하더라도 우레탄(93)이 신축 팽창을 흡수해서 본 발명의 포장체에는 신축팽창에 대한 영향을 미치지 않는다. 이를 도 9(c)에 표현했다.

즉, 도 9(c)와 같이 아스팔트 포장체(90)의 크랙(91) 아래에서 많은 양의 신축팽창이 일어난다 하더라도 우레탄(93)이 신축팽창 성능이 있기 때문에 그 팽창력은 위로 올라갈수록 영향력이 감소되어 우레탄(93)의 표면층으로 오면 신축팽창력이 전혀 전달되지 않는다. 반면 콘크리트 포장체 보수 방법과 같이 크랙(91)을 에폭시로 메꾸었다면 그 신축팽창력이 그대로 표면까지 전달되어 아스팔트 보수 포장체의 균열로 이어지는 것이다.

도 10(a)는 콘크리트 도로 표면절삭 사진으로 이렇게 함으로써 표면에 열화되어 약화된 콘크리트를 제거하는 것이고 압축강도가 상승되어 새로운 바탕체를 형성한다. 또한 표면에 굴곡이 생기므로 본 발명의 보수포장체와 접착이 아주 용이하게 된다.

도 10(b)는 아스팔트 도로 표면 절삭 사진으로 이 또한 얇게 절삭하여 아스팔트 두께 50mm의 두께 감소를 최소화하고 표면에 노후화된 아스팔트를 제거하고 평탄성을 좋게 하며 굴곡이 져서 본 발명의 포장체와 접착성을 향상시킨다.

도 11(a)는 콘크리트 도로 위에 아스팔트를 포장한 사진으로 콘크리트 두께가 감소하여 바탕이 약화하고 또한 아스팔트와 콘크리트는 근본적으로 일체화가 될 수 없으므로 차량통행 시 반복되는 충격진동으로 인해 크랙이 발생하고 떨어져 나가는 현상이 벌어지고 향 후에 반복적으로 아스팔트 전면 재포장을 실시해야 하는 상황이다.

도 11(b)는 아스팔트를 50mm 철거하고 다시 50mm 재포장하는 광경이다. 이러한 방법이 현존하는 가장 일반적인 방법이다.

도 12(a)는 콘크리트 도로 위에 비교 제품을 포장한 사진으로 콘크리트 바탕과 일체화가 되지 않아 떨어지고 줄눈 부위는 깨져서 떨어져 나간 상태의 사진이다.

도 12(b)는 교차로에 흔히 사용되는 비교공법으로 제품을 전면도포 하므로 습기와 열기가 빠져 나가지 못하므로 일정시간이 지나면 비교제품의 표면이 터지기 시작하고 연이어 떨어져 나가기 시작한다. 교차로 부근에 임시로 사용하는 방법으로 전면적인 포장재료로는 사용할 수가 없다.

상기에서 언급된 에폭시는 속경성인 것이 바람직하며, 에폭시몰탈(40) 재료의 배합비는, 속경성 에폭시와 4~40메쉬의 실리카샌드를 각각 부피비 1:2.5 내지 1:5 비율로 혼합할 수 있다.

여기서 예시된 배합비는 후술하는 시험예와 같이 보수재의 인장강도,압축강도 및 부착강도 등을 고려한 최적의 수치 범위이며, 이때 본 발명은 속경성 에폭시와 실리카샌드를 혼합한 속경성 에폭시몰탈을 사용하는 것을 그 요지로 하므로 위에서 예시된 속경성 에폭시와 실리카샌드를 적용하여 보수재를 제조하는 경우, 상기 예시된 배합 수치 범위를 벗어나더라도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2와 같이 파손부(10a)를 메우기 위해 속경성 에폭시와 실리카샌드를 혼합한 속경성 에폭시 몰탈을 파손부(10a)에 미장하면, 속경성 에폭시몰탈이 빠른 가사시간 안에 경화 및 건조되므로 교통 흐름을 부분 통제하여 부분보수나 전면보수를 구간별로 실시하는 형태로 시공할 수 있다. 이때 경화건조 시간은 온도에 따라 좌우되므로 실제 사용하는 콘크리트 바닥이 햇빛에 열을 받아 온도가 올라가면 더 단시간 내에 경화, 건조되어 차량을 조속히 통행시킬 수 있다. 30℃의 여름의 경우에는 30분 안에 작업을 완성할 수 있다.

상기 속경성 에폭시몰탈(40)은 현장에서 드럼믹서기나 드릴믹서기를 사용하여 혼합하고 쇠흙손이나 고무흙손 및 호퍼장비 등을 이용하여 바닥에 펴 준 후에 미장하듯이 바닥에 비벼서 작업을 시행한다. 이때 단 1회만 미장 도포하여 작업을 완성하고 기존 도로 포장체(10) 위로 파손부(10a)가 메꾸어 지면서 평탄면이 에폭시몰탈(40)로 완성되어 기존 포장체(10)와 수평으로 메워주는 아주 간단하면서 획기적인 방법으로 평평한 면을 만들 수 있는 새로운 방법이다. 기존의 방법은 전면을 다 철거하여 평평한 면을 만든 다음에 40mm 내지 50mm 의 일정두께를 유지하면서 포장하는 방법이다.

전술한 우레탄은 우레탄 인장강도 100 kg/㎠ 이상, 연신율 300% 이상의 제품을 추천하나 그 한도에 미달한다 하더라도 우레탄을 사용하여 이음매 없이 에폭시몰탈을 보호하는 기능으로 사용하였다는 개념을 광범위하게 인정하여야 함은 물론이다.

[시험예]

속경성 에폭시몰탈을 제조하기 위해 먼저 속경성 에폭시와 입경이 4~40 메쉬인 실리카샌드를 각각 부피비 1:3으로 혼합한 재료를 준비하고 그 비율대로 혼합하여 가로, 세로, 높이가 각각 5cm, 5cm, 5cm의 정육면체인 제1시험체와, 30cm, 30cm, 5cm의 육면체인 제2시험체를 성형하여 경화시킨 다음, 한국화학융합시험연구원에서 제1시험체에 대하여 압축강도를, 제2시험체에 대하여 접착강도와 마모저항성 시험을 각각 수행하였으며, 그 결과는 하기 표 1 내지 표 3과 같다.

[표 1]

속경성 에폭시몰탈 압축강도

[표 2]

속경성 에폭시몰탈 접착강도

[표 3]

속경성 에폭시몰탈 마모저항성

(1) 압축강도 분석

상기 제1시험체의 압축강도는 속경성에폭시 : 실리카샌드의 부피비가 1 : 3 에서 63.96 MPa 이다. 보통 바탕 콘크리트의 압축강도는 25 ~ 30 MPa로써 바탕 콘크리트의 압축강도를 상회하는 아주 우수한 압축강도를 유지한다.

(2) 접착강도 분석

상기 제2시험체의 접착강도는 속경성에폭시 : 실리카샌드의 부피비가 1 : 3 에서 2.5 MPa이고, 콘크리트 바닥재의 기준 부착강도는 0.8 N/㎟ 이상이므로, 이를 통해 기존 도로용 콘크리트에 비하여 접착강도가 상당히 우수하다는 것을 알 수 있다.

(3) 마모저항성 분석

상기 제2시험체의 마모 저항성은 0.63mm이다. 한국도로공사에서 제시하는 콘크리트 도로용 콘크리트의 마모저항성 기준은 2mm 이하이다. 따라서 0.63mm의 마모 저항성은 아주 우수하다는 것을 알 수 있다.

더욱이 본 발명에서는 에폭시몰탈(40) 위에 우레탄을 도포하는 공정(S5)이 추가되어 있으므로 에폭시몰탈이 마모되는 것과 햇빛으로부터 에폭시몰탈이 직접 노출되어 노후화 되는 것을 방지할 수 있다.

에폭시의 경화건조시간은 온도에 아주 결정적인 영향을 받는데, 실제로는 콘크리트 및 아스팔트가 열을 받는 상태에서 시공이 되므로 이 구간에서 훨씬 빠른 시간 안에 경화건조가 된다. 여름에는 30분 안에 경화건조가 된다.

이와 같이 상기에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 예시적으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 실시 예들의 구성요소 일부를 변경, 혼합하는 등, 특허청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그러한 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10... 도포 포장체 10a... 파손부
20... 표면 절삭부
30a... 에폭시 30b... 실리카샌드
40... (속경성)에폭시몰탈
50a... 우레탄 50b... 실리카샌드
80... 콘트리트 포장체 81... 크랙 82... 구멍
83... 에폭시
90... 아스팔트 포장체 91... 크랙 92... 에폭시
93... 우레탄 94... 실리카샌드

Claims (3)

1. 콘크리트 및 아스팔트 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법으로서,
   도로 포장체에서 크랙이 형성된 표면을 2 ~ 5mm 깊이로 절삭하는 제1단계와,
   크랙을 보수하는 제2단계와,
   속경성 에폭시 도포 후 실리카샌드를 뿌려주는 제3단계와,
   속경성 에폭시와 실리카샌드를 부피비 1:2.5 ~ 1:5로 혼합하여서 된 에폭시몰탈을 전면적으로 2~8mm 두께로 미장하는 제4단계와,
   상기 에폭시몰탈 위에 우레탄 도포 후 실리카샌드를 뿌려주어 우레탄이 에폭시몰탈의 실리카샌드 사이로 흘러들어가도록 함으로써 열기와 습기가 우레탄을 통하여 배출 가능하게 하는 제5단계가 순차적으로 이루어지도록 하고,
   상기 제2단계에서 콘크리트 포장체의 크랙 보수는, 크랙을 따라 일정 간격으로 구멍을 뚫은 후, 구멍에 에폭시를 충진시켜서 전단력을 갖게 하고,
   상기 제2단계에서 아스팔트 포장체의 크랙 보수는, 크랙을 따라 커팅하고, 커팅 면에 에폭시를 도포하고, 커팅부에 우레탄을 충진하고, 우레탄 위에 실리카샌드를 뿌림으로써 우레탄이 아스팔트의 신축을 흡수 가능하게 한 것을 특징으로 하는 도로의 크랙 보수 및 전면 미장도포방법.
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