KR101590303B1 - 살수차 기능을 겸비한 하이브리드 스프레더 - Google Patents

살수차 기능을 겸비한 하이브리드 스프레더 Download PDF

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Abstract

자체 살수 시스템 및 오거시스템을 구비함으로써, 수분혼합 포설방식이 가능하여 보조기층을 안정화시킬 수 있고, 작업시간이 단축되어 경제성이 향상되고 품질향상을 극대화한 도로포장용 스프레더가 개시된다. 스프레더의 엔진룸 전후방에 는 전방 및 후방 물탱크가 각각 배치되고, 상기 전방 물탱크의 전방에는 호퍼시스템이 배치되고, 상기 호퍼시스템과 상기 전방 물탱크 그리고 상기 엔진룸의 아래에는 1차 오거시스템이 연장배치되며, 상기 1차 오거시스템의 양측에는 캐터필러가 배치되고, 상기 엔진룸의 후방 아래쪽에는 2차 오거시스템이 횡방향으로 배치되며,상기 후방 물탱크의 아래쪽에는 스크리드가 배치된다. 상기 스프레더는 도로포장용 린콘크리트의 포설에도 적용이 가능하다.

Description

살수차 기능을 겸비한 하이브리드 스프레더{Hybrid spreader having the features of the water sprinkler}
본 발명은 도로포장용 스프레더에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 골재에 물을 살포하여 함수비를 일정하게 유지시키기 위한 살수 시스템을 장착하고 골재를 전후방향 및 좌우방향으로 이송하기 위한 오거시스템을 구비함으로써, 수분혼합 포설방식이 가능하여 보조기층을 안정화시킬 수 있고, 작업시간이 단축되어 경제성 이 향상되고, 품질향상을 극대화한 도로포장용 스프레더에 관한 것이다.
일반적으로, 도로 포장용 아스콘은 보조기층, 기층, 표층으로 이루어져 있으며, 도로의 사용 목적에 적합한 특성을 지니도록 시공된다. 아스팔트 포장은 가요성 포장으로써 가열된 아스팔트 혼합물을 축조된 보조기층 위에 평탄하게 포설하는 작업을 말한다.
기존의 아스팔트 포장은 모터 그레이더 장비를 이용하여 골재를 포설하고 진동롤러를 이용하여 골재다짐을 수행한 후 살수차를 이용하여 골재에 살수하는 방식이다. 종래기술에 따른 장비를 이용한 도로포장시에는 골재의 다짐전에 살수차 투입은 타이어의 전진이 불가능하여 어렵다.
이와 같은 공정상의 제한요인으로 인하여, 롤러의 다짐으로 인해 다져진 골재에 수분침투가 지연되어 물이 흘러다니면서 석분, 모래, 토분 등의 세립자층을 형성하게 되는데, 이것은 아스콘 기층에 세립자가 침투하여 기층기능을 저하시키는 요인이 될 수 있다.
또한, 살수차에 의한 살수로 인하여 세립자막이 형성된 상태로 아스콘층에 침투하여 아스팔트의 노후화가 빨라진다. 게다가, 수차포설에 의해 작업시간이 지연되며, 1일 포설량이 500~600㎥에 그친다. 또한, 가장자리의 골재 처리가 불가하고 골재의 손실이 발생하며, 높은 평탄성 요구시에 작업자의 숙련도에 따라 차이가 많고 가장자리의 선형 유지가 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 골재에 물을 살포하여 함수비를 일정하게 유지시키기 위한 살수 시스템을 장착하고 골재를 전후방향 및 좌우방향으로 이송하기 위한 오거시스템을 구비함으로써, 수분혼합 포설방식이 가능하여 보조기층을 안정화시킬 수 있고, 작업시간이 단축되어 경제성이 향상되고, 품질향상을 극대화한 도로포장용 스프레더를 제공하기 위한 것이다.
전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은,
도로포장용 하이브리드 스프레더로서,
엔진 및 펌프가 내장된 엔진룸;
상기 엔진룸의 전후방에 각각 배치된 전방 및 후방 물탱크;
상기 전방 물탱크의 전방에 배치된 호퍼시스템;
상기 호퍼시스템과 상기 전방 물탱크 그리고 상기 엔진룸의 아래에 연장배치된 1차 오거시스템;
상기 1차 오거시스템의 양측에 배치된 캐터필러;
상기 엔진룸의 후방 아래쪽에 횡방향으로 배치된 2차 오거시스템; 및
상기 후방 물탱크의 아래쪽에 배치되고, 골재다짐 기계장치를 구비한 스크리드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스프레더를 제공한다.
상기 전방 물탱크의 앞쪽 상부에는 다수의 제 1 분사노즐이 설치되고, 상기 제 1 분사노즐은 상기 전방 물탱크와 연통하도록 유체 연결되고, 상기 엔진룸 내부에 장착 배치된 상기 펌프의 작용에 의해서 상기 전방 물탱크에 저장된 물을 상기 1차 오거시스템에 의해서 운반되는 골재 위로 살포하는 것을 특징으로 한다.
상기 후방 물탱크의 앞쪽 상부에는 다수의 제 2 분사노즐이 설치되고, 상기 제 2 분사노즐은 상기 후방 물탱크와 연통하도록 유체 연결되고, 상기 엔진룸 내부에 장착 배치된 상기 펌프의 작용에 의해서 상기 후방 물탱크에 저장된 물을 상기 2차 오거시스템에 의해서 좌우로 펼쳐지게 운반되는 골재 위로 살포하는 것을 특징으로 한다.
상기 1차 오거시스템은 서로 이격되고 상기 하이브리드 스프레더의 종방향으로 쌍을 이루어 배치된 전후이동 오거를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 2차 오거시스템은 상기 하이브리드 스프레더의 횡방향으로 배치된 단일의 좌우이동 오거를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명은 기존의 골재포설 공법과 장비를 통합한 새로운 기능을 가진 하이브리드 스프레이더를 개발하여 경제성과 품질향상을 극대화하기 위한 것으로서, 자체 물탱크와 살수 시스템을 장착하고 3개의 오거를 내장함으로써, 골재에 적정하게 살수한 다음, 골재를 균등하게 혼합하여 스크리드(screed)를 통해 포설하므로 최상의 품질관리가 확보된다. 오거를 통과한 골재는 스크리드에 의해 평판하게 포설하며, 스크리드에 설치된 댐퍼와 바이브레이터의 1차 다짐에 의해 진동롤러 투입시에도 수정없는 높은 평탄성이 유지된다. 또한, 하이브리드 스프레더에 설치된 센서에 의해 레벨과 슬로프를 요구수준으로 수정없이 1회 포설함으로써, 평탄성의 정확도와 포설시간 단축으로 품질과 경제성이 우수하다. 8㎥의 호퍼로부터 3개의 오거를 통해 직접 전달되는 시스템으로 1일 작업 요구량은 기존 장비의 1.5배 이상 포설하고, 스크리드 연결시 12m폭까지 포설이 가능하므로 경제성이 월등하다. 또한, 골재 포설시 가장자리 선형이 정확하고 손실이 없으며 가장자리까지 롤러의 다짐이 용이하여 품질과 경제성이 높다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 살수차 기능을 겸비한 하이브리드 스프레더의 외부 사시도;
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 하이브리드 스프레더의 평면사시도로서, 후방 일부를 생략하여 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 하이브리드 스프레더의 일부 절개 측면 사시도; 및
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 하이브리드 스프레더에 채용된 골재다짐 기계장치의 구성 및 작용을 나타낸 도면.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 살수차 기능을 겸비한 하이브리드 스프레더에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 하이브리드 스프레더(10)의 전체적인 구조가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 하이브리드 스프레더(10)는 아스팔트 도로포장용 피니셔(finisher)를 개장한 장비로서, 주로 엔진(22) 및 펌프(24)가 내장된 엔진룸(20), 상기 엔진룸(20)의 전후방에 각각 배치된 물탱크(32,34), 전방 물탱크(32)의 전방에 배치된 호퍼시스템(40), 호퍼시스템(40)과 전방 물탱크(32) 그리고 엔진룸(20)의 아래에 연장배치된 1차 오거시스템(50), 1차 오거시스템(50)의 양측에 배치된 캐터필러(60), 엔진룸(20)의 후방 아래쪽에 횡방향으로 배치된 2차 오거시스템(70), 후방 물탱크(34)의 아래쪽에 배치되는 스크리드(80)와 골재다짐 기계장치(90)를 포함한다.
종래의 도로포장 공사에서는 골재를 포설한 다음에 진동롤러를 이용한 골재다짐작업 후에 별도의 살수차를 이용하여 살수하는 방식이었으나, 본 발명에 따르면, 엔진룸(20)의 전방 윗쪽에 전방 물탱크(32)를 배치하고, 전방 물탱크(32)의 앞쪽 상부에 설치한 다수의 제 1 분사노즐(31)을 통해서 물을 분사하도록 설계하였다. 제 1 분사노즐(31)은 전방 물탱크(32)와 연통하도록 유체 연결되어 있고, 엔진룸(20) 내부에 장착 배치된 펌프(24)의 작용에 의해서 전방 물탱크(32)에 저장된 물을 1차 오거시스템(50)에 의해서 운반되는 골재 위로 살포하게 된다.
전방 물탱크(32)의 설치위치 근처에서 엔진룸(20)의 좌우측에는 센서(18)가 각각 배치된다. 센서(18)는 도로의 평탄도를 측정하기 위한 센서로서, 소닉센서나 경사센서가 채용될 수 있고, 하이브리드 스프레더(10)에 별도로 장착 가능한 mmGPS 센서(도시되지 않음)와 조합하여 사용될 수도 있다. 센서(18)는 하기에서 설명할 스크리드(80)를 이용한 콘크리트나 아스팔트 평탄화 작업시에 노면의 상태를 감지한 감지신호를 제공함으로써, 정확한 레벨링이 가능하게 하는 것이다.
전방 물탱크(32)의 전방에 배치된 호퍼시스템(40)은 한쌍의 호퍼(42)를 포함한다. 호퍼시스템(40)은 평상시에는 폐쇄된 상태로 유지되다가 도로포장 공사를 위해서 하이브리드 스프레더(10)를 구동시킬 때 별도의 유압장치(도시되지 않음)에 의해 한쌍의 호퍼(42)가 좌우 바깥쪽으로 펼쳐지면서 개방되는 방식으로 골재를 수용하게 된다.
호퍼시스템(40)과 전방 물탱크(32) 그리고 엔진룸(20)의 아래에는 1차 오거시스템(50)이 종방향으로 연장하여 배치된다. 1차 오거시스템(50)은 도 2에 나타낸 바와 같이 서로 이격된 복수개의 전후이동 오거(52)가 쌍을 이루어 하이브리드 스프레더(10)의 종방향으로 배치된다. 전후이동 오거(52)의 전방단부는 하이브리드 스프레더(10)의 전방 에 배치된 제 1 장착프레임(11)에 고정되고 전후이동 오거(52)의 후방단부는 엔진룸(20)의 하부로부터 아래로 연장된 제 2 장착 프레임(12)에 고정된다. 이때, 전후이동 오거(52)의 회전축(51)의 양단부는 베어링(도시되지 않음)을 거쳐서 장착프레임들(11,12)에 각각 원활하게 회전가능하도록 장착된다. 1차 오거시스템(50)은 상기 호퍼들(42)이 좌우로 개방된 후 장입되는 골재들을 하이브리드 스프레더(10)의 후방쪽으로 이송하도록 회전 구동하게 된다.
1차 오거시스템(50)의 좌우측에는 하이브리드 스프레더(10)의 궤도, 즉 캐터필러(60)가 배치된다. 캐터필러(60)는 도로포장용 장비에 통상적으로 장착 배치되는 것으로서, 울퉁불퉁한 비포장도로에서 작업시 하이브리드 스프레더(10)를 용이하게 이동시킬 수 있게 한다.
한편, 호퍼시스템(40)에 의해서 장입된 후 1차 오거시스템(50)을 통해서 포장될 노면을 따라서 하이브리드 스프레더(10)의 후방쪽으로 이송되는 골재는 하이브리드 스프레더(10)의 횡방향으로 배치된 2차 오거시스템(70)에 의해서 하이브리드 스프레더(10)의 하부에서 좌우측으로 이송되어 퍼지게 된다. 바람직하게는, 2차 오거시스템(70)은 단일의 좌우이동 오거(72)를 포함한다. 좌우이동 오거(72)의 양단부는 엔진룸(20)으로부터 하부로 연장된 장착 플랜지(도시되지 않음) 및 베어링(도시되지 않음)에 의해서 회전가능하게 고정 장착된다. 좌우이동 오거(72)는 1차 오거시스템(50)의 전후이동 오거(52)에 비해서 배치 방향만 다를 뿐, 그 구조 및 형상과 거의 유사하다.
하이브리드 스프레더(10)의 후방에 배치된 후방 물탱크(34)는 위에서 설명한 전방 물탱크(32)의 구조와 마찬가지로 후방 물탱크(34)의 앞쪽 상부에 설치한 다수의 제 2 분사노즐(35)을 통해서 물을 분사하도록 설계하였다. 제 2 분사노즐(35)은 후방 물탱크(34)와 연통하도록 유체 연결되어 있고, 엔진룸(20) 내부에 장착 배치된 펌프(24)의 작용에 의해서 후방 물탱크(34)에 저장된 물을 2차 오거시스템(70)에 의해서 좌우로 펼쳐지게 운반되는 골재 위로 살포하게 된다.
후방 물탱크(34)의 아래에 배치되는 스크리드(80)는 경사 콘크리트나 아스팔트의 레벨링 작업에 사용하기 위한 것으로서, 하이브리드 스프레더(10)의 횡방향으로 배치된다. 스크리드(80)는 연결시에 최대 12m 폭까지 포설이 가능하다. 따라서, 노면의 가장자리까지도 골재포설이 가능하다. 앞서 설명한 바와 같이, 스크리드(80)는 엔진룸(20)의 외부 좌우측에 설치된 센서(18)로부터 감지된 노면의 평탄도 정보를 기초로 엔진룸(20)의 제어장치(도시되지 않음)에 의해서 제공되는 제어신호에 따라 작동하면서 콘크리트나 아스팔트 포장면의 평탄성을 극대화할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스크리드(80)의 하부에 설치되는 골재다짐 기계장치(90)는 댐퍼(92)와 바이브레이터(94)로 구성되며, 콘크리트나 아스팔트가 스크리드(80)에 의해서 평탄하게 포설된 후에 댐퍼(92)와 바이브레이터(94)의 다짐에 의해서 골재가 치밀하게 다져지게 된다.
하기에서는 전술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하이브리드 스프레더(10)의 작용에 대해서 간략하게 설명한다.
먼저, 포장할 노면의 현장 위치에 하이브리드 스프레더(10)가 위치한 다음, 덤프트럭 등에 의해서 운반된 골재는 하이브리드 스프레더(10)의 호퍼시스템(40)에 의해서 수용된다. 즉, 호퍼시스템(40)의 호퍼(42)가 좌우측으로 활짝 개방되면, 덤프트럭 등에 의해서 운반된 골재는 개방된 호퍼(42)에 의해서 노출되는 1차 오거시스템(50)의 전후이동 오거(52) 위로 쏟아지게 된다.
이렇게 투입된 골재는 전후이동 오거(52)에 의해서 하이브리드 스프레더(10)의 후방쪽으로 이송된다. 이때, 엔진룸(20)의 전방에 배치된 전방 물탱크(32)의 물이 제 1 분사노즐(31)을 통해서 골재 위로 뿌려지게 된다.
1차 오거시스템(50)의 전후이동 오거(52)에 의해서 하이브리드 스프레더(10)의 후방쪽으로 이송되는 골재는 엔진룸(20)의 후방 아래쪽에 배치된 2차 오거시스템(70)의 좌우이동 오거(72)에 의해서 하이브리드 스프레더(10)의 좌우측 방향으로 이송되어 퍼지게 된다. 이때, 하이브리드 스프레더(10)의 후방에 배치된 후방 물탱크(34)의 물이 제 2 분사노즐(35)을 통해서 골재 위로 뿌려지게 된다.
다음에는, 후방 물탱크(34)의 아랫쪽에 배치된 스크리드(80)에 의해서 골재의 평탄화 작업이 수행되는데, 이때 엔진룸(20)의 외부 좌우측에 설치된 센서(18)로부터 감지된 노면의 평탄도 정보를 기초로 엔진룸(20)의 제어장치(도시되지 않음)에 의해서 제공되는 제어신호에 따라 스크리드(80)가 작동하면서 콘크리트나 아스팔트 포장면의 평탄성을 극대화하게 된다.
스크리드(80)에 의한 평탄화가 끝나면, 스크리드(80) 하부에 장착된 댐퍼(92)와 바이브레이터(94)의 다짐에 의해서 골재가 치밀하게 다져지게 된다. 이후에는 별도의 진동롤러 장비를 이용하여 2차 다짐을 수행하게 된다.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 스프레더(10)는, 2개의 물탱크와 살수 시스템을 구비함으로써, 골재를 균등하게 물과 혼합하여 함수비를 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 수분혼합 포설방식으로 인하여 보조기층이 안정화되는 효과가 있다. 또한, 1회 포설 및 스크리드 펨터의 1차 다짐으로 작업시간이 단축된다. 1일 포설량은 900~1,000㎥ 이상이다. 게다가, 스크리드의 작용에 의해서 노면의 가장자리까지 포설이 용이하고 손실이 없다. 또한, 센서에 의한 작업으로 높은 평탄성이 유지되고 정확한 레벨이 확보된다. 가장자리 선형이 유지된다.
본 발명에 따른 하이브리드 스프레더(10)는 도로포장용 린콘크리트의 포설에도 적용이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 하이브리드 스프레더 18 : 센서
20 : 엔진룸 22 : 엔진
24 : 펌프 31,33 : 분사노즐
32 : 전방 물탱크 34 : 후방 물탱크
40 : 호퍼시스템 42 : 호퍼
50 : 1차 오거시스템 52 : 전후이동 오거
60 : 캐터필러 70 : 2차 오거시스템
72 : 좌우이동 오거 80 : 스크리드
90 : 골재다짐 기계장치 92 : 댐퍼
94 : 바이브레이터

Claims (5)

  1. 도로포장용 하이브리드 스프레더(10)로서,
    엔진(22) 및 펌프(24)가 내장된 엔진룸(20);
    상기 엔진룸(20)의 전후방에 각각 배치된 전방 및 후방 물탱크(32,34);
    상기 전방 물탱크(32)의 전방에 배치된 호퍼시스템(40);
    상기 호퍼시스템(40)과 상기 전방 물탱크(32) 그리고 상기 엔진룸(20)의 아래에 연장배치된 1차 오거시스템(50);
    상기 1차 오거시스템(50)의 양측에 배치된 캐터필러(60);
    상기 엔진룸(20)의 후방 아래쪽에 횡방향으로 배치된 2차 오거시스템(70); 및
    상기 후방 물탱크(34)의 아래쪽에 배치되고, 골재다짐 기계장치(90)를 구비한 스크리드(80);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스프레더.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전방 물탱크(32)의 앞쪽 상부에는 다수의 제 1 분사노즐(31)이 설치되고, 상기 제 1 분사노즐(31)은 상기 전방 물탱크(32)와 연통하도록 유체 연결되고, 상기 엔진룸(20) 내부에 장착 배치된 상기 펌프(24)의 작용에 의해서 상기 전방 물탱크(32)에 저장된 물을 상기 1차 오거시스템(50)에 의해서 운반되는 골재 위로 살포하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스프레더.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 후방 물탱크(34)의 앞쪽 상부에는 다수의 제 2 분사노즐(35)이 설치되고, 상기 제 2 분사노즐(35)은 상기 후방 물탱크(34)와 연통하도록 유체 연결되고, 상기 엔진룸(20) 내부에 장착 배치된 상기 펌프(24)의 작용에 의해서 상기 후방 물탱크(34)에 저장된 물을 상기 2차 오거시스템(70)에 의해서 좌우로 펼쳐지게 운반되는 골재 위로 살포하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스프레더.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 오거시스템(50)은 서로 이격되고 상기 하이브리드 스프레더(10)의 종방향으로 쌍을 이루어 배치된 전후이동 오거(52)를 포함하며, 상기 전후이동 오거(52)의 전방단부는 상기 하이브리드 스프레더(10)의 전방에 배치된 제 1 장착프레임(11)에 고정되고 상기 전후이동 오거(52)의 후방단부는 상기 엔진룸(20)의 하부로부터 아래로 연장된 제 2 장착 프레임(12)에 고정되며, 상기 전후이동 오거(52)의 회전축(51)의 양단부는 베어링을 거쳐서 상기 장착프레임들(11,12)에 각각 원활하게 회전가능하도록 장착된 것을 특징으로 하는 하이브리드 스프레더.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 오거시스템(70)은 상기 하이브리드 스프레더(10)의 횡방향으로 배치된 단일의 좌우이동 오거(72)를 포함하며, 상기 좌우이동 오거(72)의 양단부는 상기 엔진룸(20)으로부터 하부로 연장된 장착 플랜지 및 베어링에 의해서 회전가능하게 고정 장착된 것을 특징으로 하는 하이브리드 스프레더.
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