KR101794070B1 - 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 교량 상판(슬래브) 상부에 포설된 도로포장재를 슬래브와 슬래브가 연결되는 부분을 중심으로 일정 폭만큼 절단하고, 절단부에 충진한 탄성이음재를 수직방향으로 절단하여 신축률이 높은 실란트(sealant)를 주입해 줌으로써 수직하중 및 진동으로 인한 신축이음부에 수직방향 균열이나 파손이 발생하는 것을 방지해 줄 수 있는, 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조{Elastic joint structure for vertical crack prevention of bridge slab}

본 발명은 교량 상판 연결부 상부에 충진된 탄성이음재의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 교량 상판(슬래브) 상부에 포설된 도로포장재를 슬래브와 슬래브가 연결되는 부분을 중심으로 일정 폭만큼 절단하고, 절단부에 충진하여 형성한 탄성이음재에 수직하중으로 인한 균열이나 파손이 발생하는 것을 방지하도록 실란트(sealant)를 주입하여 시공하는, 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 도로구조물은 콘크리트 구조물(슬래브) 사이에 소정의 간극을 형성해 두기 때문에 외기온도 변화에 따라 콘크리트 구조물이 횡방향(수평방향)으로 수축 또는 팽창되더라도 간극이 이를 흡수해 주므로 콘크리트 구조물에는 균열이 발생하지 않을 수 있다. 하지만, 외기온도 변화에 따라 슬래브 상부에 포설된 도로포장재가 팽창 또는 수축하게 되면 도로포장재에 균열이 발생하게 되는 문제가 있으므로 도로구조물에 일정 거리마다 신축이음구조를 형성해 주어야 한다.

교량에 설치되는 도로구조물의 경우를 살펴보면, 교량 상판(슬래브)은 하중, 외기온도의 변화 등에 따라 팽창 또는 수축 변형이 발생하기 때문에 이러한 변형을 흡수해 주기 위해 교량 상판(슬래브)끼리는 소정 간격을 이격시켜 설치하고, 이격된 공간의 상부에 신축이음구조를 형성하고 있는데, 이러한 신축이음구조는 슬래브와 슬래브가 연결되는 부위에서 슬래브 상부에 포설된 도로포장재를 일정 폭으로 절단하여 절단부를 형성하고, 절단부에 탄성이음재를 충진하여 외기의 온도변화에 따라 도로포장재가 팽창 또는 수축할 때 탄성이음재도 함께 팽창하거나 수축하면서 도로포장재의 균열을 방지해 주게 된다.

본 발명의 출원인은 교량의 도로구조물에서 발생하는 균열을 방지하기 위해 많은 연구 개발을 한 결과 특허등록 제1355399호 "지하차도와 교량의 도로구조물 신축이음구조 및 그 시공방법"에 대하여 특허받았다. 상기 특허는 도로포장재를 절단한 절단부의 바닥면과 벽에 난연섬유부재를 부착하고, 콘크리트 구조물 사이에 탄성봉함재를 도포하며, 절단부 공간에 탄성이음재를 충진시켜서 신축이음구조를 형성함으로써, 시공후 시간이 지나더라도 도로포장재와 신축이음부 사이의 부착강도가 유지되어 균열이 발생하지 않도록 한 구조이다.

그런데 교량에 설치되는 도로구조물은 교각 상부에 설치되는 콘크리트 구조물(슬래브)이 일정 간격 이격되어 설치되어 있고, 슬래브 상부에는 도로포장재가 포설되어 있으며, 슬래브가 공중에 떠있는 상태로 설치되어 있고 그 상부에서 차량이 이동하면서 윤하중이 작용하기 때문에 슬래브가 상하방향으로 수직하중으로 작용하면서 진동을 하게 되고, 또한, 슬래브의 양단(兩端)에서는 슬래브가 연속되지 않기 때문에 슬래브와 슬래브 사이의 상부에 위치하게 되는 탄성이음재에는 수직하중이 상하방향에서 국부적으로 전단력으로 작용하여 수직방향으로 균열 및 파손이 발생하게 된다는 문제점이 있다.

하지만, 상기 특허를 포함한 지금까지 출현했던 대부분의 교량 상판(슬래브) 연결부의 신축이음구조는, 외기온도 변화에 따라 탄성이음재와 도로포장재의 신축률 차이로 인하여 횡방향(수평방향)으로 작용하는 힘에 의한 균열 및 파손을 방지하기 위한 것이기 때문에 수직하중에 의해 종방향(수직방향)으로 발생하는 균열 및 피손에 대하여는 아무런 효과가 없을 뿐만 아니라 대책도 없다는 문제가 있다. 다시 말하면, 수평방향(좌우방향)의 균열은 흡수해 주지만 수직방향(상하방향)으로 발생하는 균열은 흡수해 주지 못한다는 문제가 있다. 따라서 교량 상판(슬래브) 연결부 상부에 충진된 탄성이음재의 종방향(수직방향) 균열 및 파손방지를 위한 기술의 출현이 절실히 요구된다고 하겠다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 교량 상판(슬래브) 상부에 포설된 도로포장재를 슬래브와 슬래브가 연결되는 부분을 중심으로 일정 폭만큼 절단하고, 절단부에 충진한 탄성이음재를 수직방향으로 절단하여 신축률이 높은 실란트(sealant)를 주입해 줌으로써 수직하중 및 진동으로 인한 신축이음부에 수직방향 균열이나 파손이 발생하는 것을 방지해 줄 수 있는, 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 슬래브와 슬래브 사이에 형성된 간극(틈새)에 충진시킨 탄성봉함재의 상부에 에어스페이스(air space) 공간을 형성하여 탄성이음재에 작용하는 수직하중과 진동을 흡수할 수 있도록 하여 수직하중 및 진동으로 인한 신축이음부에 수직방향 균열이나 파손이 발생하는 것을 방지해 줄 수 있는, 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 도로포장재 절단부의 바닥면은 물론 수직벽까지 보강섬유를 부착하고 탄성봉함재를 도포함으로써 수직벽에서 탄성봉함재가 흘러내리지 않게 하여, 외기온도에 따라 도로포장재와 신축이음부에서 각각 신축이 발생하더라도 두껍게 도포된 탄성봉함재에 의해 도로포장재와 신축이음부 사이의 부착강도가 유지되어 도로포장재와 신축이음부 사이에 균열 및 파손이 발생하지 않는, 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조 및 그 시공방법을 제공하기 위한 것이다

본 발명에 따른 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조는, 소정 간격을 두고 이격 설치된 슬래브 상부에 도로포장재가 포설된 교량의 도로구조물에서 슬래브의 연결부 상부에 포설된 도로포장재를 일정 폭으로 절단하고, 도로포장재 절단부에 탄성이음재를 충진하여 형성되는데, 상기 신축이음구조는, 슬래브와 슬래브 사이의 이격된 간극의 일정 깊이에 삽입된 백업재; 상기 간극에 삽입된 백업재의 상부에 충진된 제1탄성봉함재; 상기 도로포장재 절단부의 양측 수직벽과 바닥면에 도포한 프라이머; 상기 도로포장재 절단부의 양측 수직벽과 바닥면 및 제1탄성봉함재 상부 전체에 걸쳐 부착된 보강섬유; 상기 보강섬유 표면에 도포된 제2탄성봉함재; 골재와 열가소성수지가 혼합되어 조성되어, 상기 제2탄성봉함재의 내측으로 도로포장재 절단부에 충진된 탄성이음재; 상기 슬래브 사이의 이격된 간극의 상방에서, 교량의 폭방향을 따라 수직방향으로 탄성이음재에 일정 깊이를 갖도록 유도줄눈을 형성하고, 상기 유도줄눈에 주입한 실란트; 상기 탄성이음재 및 실란트의 상부에 도포한 마감재;를 포함하여 구성되고, 보강섬유의 상부와 제2탄성봉함재의 하부 사이의 간극에 일정 공간으로 형성된 에어스페이스가 더 형성되고, 에어스페이스 상부에는 테이프를 접착시켜 상방으로 개방된 에어스페이스를 폐쇄하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

삭제

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바람직하게는, 도로포장재 절단부에 도로포장재의 단부(端部) 수직벽을 따라 슬래브를 절단하여 형성한 콘크리트 절단부에 유공관을 더 삽입하고, 콘크리트 절단부의 개방된 상부에는 커버를 부착하여 개방된 콘크리트 절단부의 상부를 폐쇄하도록 구성된다.

바람직하게는, 실란트는 아스팔트에 고무와 가소제 및 연화제를 첨가하여 400% 이상의 신장률을 가지며, 유도줄눈은 탄성이음재의 표면으로부터 70∼90% 깊이까지만 수직방향으로 형성된다.

본 발명에 따른 신축이음구조의 시공방법은, 소정 간극으로 이격 설치된 슬래브 상부에 포설된 도로포장재를 절단하여 상기 간극 상부를 중심으로 도로포장재 절단부를 형성하는 단계; 상기 도로포장재 절단부의 수직벽 하부에 슬래브를 폭방향을 따라 일정 폭으로 절단하여 콘크리트 절단부를 형성하는 단계; 상기 슬래브 사이의 간극에 일정 깊이로 백업재를 삽입하고, 콘크리트 절단부에 유공관을 삽입 설치하는 단계; 상기 콘크리트 절단부에 삽입 설치된 유공관 상부에 커버를 부착하여 개방된 콘크리트 절단부 상부를 폐쇄시키는 단계; 상기 백업재 상부의 간극에 제1탄성봉함재를 충진시키는 단계; 상기 도로포장재 절단부의 바닥면과 양측 수직벽에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머 상부 및 제1탄성봉함재 상부에 보강섬유를 부착시키는 단계; 상기 보강섬유 상부에 제2탄성봉함재를 도포하는 단계; 상기 도로포장재 절단부에 골재와 열가소성수지가 혼합된 탄성이음재를 충진 및 포설시키는 단계; 상기 슬래브 사이의 이격된 간극의 상방에서, 교량의 폭방향을 따라 수직방향으로 탄성이음재에 일정 깊이를 갖도록 컷팅하여 유도줄눈을 형성하는 단계; 상기 유도줄눈에 실란트를 주입하는 단계; 상기 탄성이음재 및 실란트의 상부에 마감재를 도포하는 단계;를 거쳐서 시공하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 백업재 상부의 간극에 제1탄성봉함재를 충진시키는 단계에서 제1탄성봉함재는 슬래브 사이에 형성된 간극의 일정 깊이까지만 형성하여, 그 상부에 에어스페이스 공간이 형성되도록 하며, 에어스페이스 상부에는 테이프를 접착시켜 상방으로 개방된 에어스페이스를 폐쇄하는 단계를 더 거친다.

본 발명에 따른 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조는, 교량 상판(슬래브) 상부에 포설된 도로포장재를 슬래브와 슬래브가 연결되는 부분을 중심으로 일정 폭만큼 절단하고, 절단부에 탄성이음재를 충진 및 포설한 다음, 슬래브와 슬래브가 이격된 부분의 상부에 위치하는 탄성이음재를 수직방향으로 절단하여 유도줄눈을 형성한 후, 유도줄눈에 방수기능과 신축률 및 접착력이 탁월한 실란트를 주입했기 때문에 실란트가 수직하중 및 진동을 흡수해 주게 되어 탄성이음재에 수직방향으로 균열이나 파손이 발생하는 것을 방지해 줄 수 있다.

또, 슬래브와 슬래브 사이에 형성된 간극(틈새)에 충진시킨 탄성봉함재의 상부와 탄성이음재 사이에 에어스페이스(air space)를 형성해 두었기 때문에, 에어스페이스가 슬래브와 슬래브가 이격된 부분의 탄성이음재에 작용하는 수직하중과 진동을 흡수해 주므로, 수직하중 및 진동으로 인한 탄성이음재의 수직방향 균열이나 파손이 발생하는 것을 방지해 줄 수 있다.

또한, 도로포장재 절단부의 바닥면은 물론 수직벽까지 보강섬유를 부착하고 탄성이음재를 포설했기 때문에 콘크리트 구조물(슬래브) 표면에 요철이 있더라도 탄성이음재가 콘크리트 구조물과 분리되지 않고 완벽하게 밀착될 뿐만 아니라 대기온도 변화에 따라 도로포장재와 콘크리트 구조물의 팽창계수가 달라 신축이음부에서 각각 다른 신축이 발생하더라도 도로포장재 절단부의 수직벽에서 탄성봉함재가 흘러내리지 않고 일정 두께의 도포층을 유지하게 되므로, 도로포장재 절단부에 도포된 탄성봉함재와 도로포장재가 각각 신축하면서 분리되려고 해도 수직벽에 도포된 탄성봉함재가 신축량을 흡수하면서 이들을 결합시켜 주는 역할을 하게 되어, 시공후 시간이 지나더라도 도로포장재와 신축이음부 사이의 부착강도가 유지되어 균열 및 파손이 발생하지 않는다.

도 1a와 1b은 본 발명에 따른 신축이음구조를 도시한 단면도인데, 유도줄눈에 실란트를 주입하지 않은 상태와 주입한 상태를 각각 도시한 도면이다.
도 2는 유공관을 도시한 도면이다.
도 3은 신축이음구조를 시공하기 위해 슬래브 사이의 간극에 백업재를 삽입하고, 콘크리트 절단부에 유공관을 삽입한 다음 절단부에 커버를 부착하여 개방된 상부를 폐쇄한 상태를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조의 기술적 특징은, 슬래브와 슬래브가 연결되는 부위의 상부에 충진된 탄성이음재를 수직방향으로 절단하고 실란트를 주입하며, 슬래브와 슬래브 사이에 형성된 간극(틈새)에 충진시킨 탄성봉함재의 상부에 에어스페이스를 형성하여 탄성이음재에 작용하는 수직하중과 진동을 흡수할 수 있도록 함으로써 수직하중 및 진동으로 인한 종방향(수직방향) 균열이나 파손을 방지할 수 있도록 했다는 점이다.

본발명의 명세서에서 '도로포장재'는 콘크리트 구조물 상부에 포장되어 상면으로 차량이 주행하게 되는 면을 말하는데, 일반적으로 아스콘 포장하여 시공하게 된다. 또한, 본 발명의 신축이음구조는 교량이나 고가차도 등과 같이 차량이 통행할 수 있는 도로구조물에 적용되며, '교량 상판'은 교량이나 고가차도의 교각 상부에 설치되는 콘크리트 구조물인 슬래브를 말하며, '슬래브'라고 표기했다는 점을 미리 밝혀둔다.

모든 콘크리트 구조물은 외기온도에 따라 수축과 팽창이 일어나기 때문에 일반적으로 도로구조물에 설치된 콘크리트 구조물은 일정 길이(약 10m∼100m)마다 일정한 간극을 두고 설치하며, 그 간극 위에 신축이음부를 설치하게 된다. 본 발명의 신축이음부(30)는 소정 간격을 두고 이격 설치된 슬래브(10)의 상부에 도로포장재(20)가 포설된 교량의 도로구조물에서, 슬래브(10)끼리의 연결부 상부에 포설된 도로포장재(20)를 일정 폭으로 절단하여 도로포장재 절단부(21)를 형성하고, 도로포장재 절단부(21)에 탄성이음재(37)를 충진 및 포설하여 시공된 것이다.

본 발명의 신축이음구조는, 슬래브 사이의 간극(11)에 삽입되는 백업재(31), 백업재(31)의 상부에 충진되는 제1탄성봉함재(32), 도로포장재 절단부(21)의 벽면과 바닥면에 도포되는 프라이머(33), 프라이머(33)에 부착되는 보강섬유(34), 보강섬유(34)의 표면에 도포되는 제2탄성봉함재(32'), 도로포장재 절단부(21)의 제2탄성봉함재(32') 내측에 충진되는 탄성이음재(37), 탄성이음재(37)에 수직방향(상하방향)으로 일정 깊이만큼 형성된 유도줄눈(37a)에 주입되는 실란트(38), 신축이음부(30)의 표면에 도포되는 마감재(39)를 기본적으로 포함하여 구성된다.

백업재(31)는 우레탄이나 폴리우레탄 등을 발포시킨 것으로, 단면(斷面)은 원형 또는 사각형이며, 슬래브(10)와 슬래브 사이의 이격된 간극(11)의 일정 깊이에 삽입되고, 그 상부에 있는 공간에 충진되는 제1탄성봉함재(32)가 고화되기 전에 흘러내리지 않도록 막아주게 된다.

제1탄성봉함재(32)는 간극(11)에 삽입된 백업재(31)의 상부에 충진되게 되는데, 탄성봉함재(elastic sealant)는 아스팔트 AP제, 고무, 오일, 혼화제 등을 주성분으로 하여 제조된 것인데, 고체상태로 있다가 사용시 220℃ 정도의 열을 가하여 겔(gel)상태('죽'과 같은 상태)로 만들어서 도포하는 일종의 접착제 기능을 하는 물질로, 탄성봉함재는 탄성복원력을 갖고 있어서 신축시 신축량을 흡수할 수 있어서 신축이음 역할을 하게 되며, 교량 신축이음용으로 사용하기 위해서는 ASTM K6297의 규격에서 제시한 규격에 합격한 제품을 사용하면 되는데 이 제품은 시중에 다양한 회사 제품군을 상품으로 시중에 판매되고 있고, 본 발명의 발명 대상이 탄성봉함재가 아니므로 구체적인 설명은 생략한다.

프라이머(33)는 접착력을 강화하기 위해 도로포장재 절단부(21)의 양측 수직벽과 바닥면 모두에 도포되는 일종의 접착제이다. 보강섬유(34)는 유리섬유나 탄소섬유, 난연섬유, 부직포, 지오그리드, 아라미드그리드 등을 주로 사용하는데, 도로포장재 절단부(21)의 양측 수직벽과 바닥면 및 제1탄성봉함재(32) 상부 전체에 걸쳐 부착된다. 이와 같이 도로포장재 절단부(21)의 수직벽까지 보강섬유(34)를 부착시키고 그 상부인 보강섬유(34) 표면에 제2탄성봉함재(32')를 도포하므로, 도로포장재 절단부(21)의 수직벽에서도 도포된 탄성봉함재가 흘러내리지 않고 규정된 두께 이상으로 탄성봉함재가 도포되게 되어, 도로포장재(20)와 탄성이음재(37)에서 각각 서로 다른 신축량이 발생하더라도 탄성봉함재가 신축량을 흡수할 수 있게 되므로, 이들 사이의 접착을 유지할 수 있게 되어 신축이음부와 도로포장재 사이에 균열이 생기는 문제를 해결할 수 있게 된다.

탄성이음재(37)는 골재와 용해된 열가소성수지를 혼합기에서 혼합한 것으로, 도로포장재 절단부(21)의 제2탄성봉함재(32') 내측에 포설한 다음 콤펙터 등으로 상당한 하중과 압력을 가하여 다짐작업을 하여 도로포장재 절단부(21)에 충진하게 된다.

지금까지 설명한 제1 및 제2탄성봉함재(32, 32')와 보강섬유(34)는 도로포장재(20)와 신축이음부(30) 사이의 균열을 방지하기 위한 것이다. 본 발명의 가장 핵심적인 기술적 특징은, 슬래브(10)에 작용하는 수직하중과 진동으로 인하여 신축이음부의 탄성이음재(37)에 종방향(수직방향)으로 발생하게 되는 균열과 파손을 방지한다는 것이다. 이와 같이 탄성이음재(37)에 종방향으로 발생하는 균열과 파손을 방지하기 위하여 종방향(수직방향)으로 가장 균열 및 파손이 발생하기 쉬운 부분에 종방향(수직방향)으로 실란트(38)를 주입한 것이다.

실란트(38)를 주입하기 위해서는 먼저 탄성이음재(37)에 유도줄눈(37a)을 형성해야 한다. 유도줄눈(37a)은 슬래브와 슬래브 사이의 이격된 간극(11)의 상방에서 교량의 폭방향을 따라 수직방향으로 탄성이음재(37)에 일정 깊이를 갖도록 홈을 형성한 다음, 유도줄눈(37a)의 홈에 실링재(38)를 주입한다.

유도줄눈(37a)은 탄성이음재(37)를 관통하도록 설치하면 탄성이음재(37)가 유도줄눈(37a)을 중심으로 분할되어 조각으로 분리되면서 쉽게 파손될 수 있으므로, 탄성이음재(37)의 표면으로부터 70∼90% 깊이까지만 수직방향으로 형성하는데, 유도줄눈(37a)을 형성하는 방법은 충진 및 포설된 탄성이음재(37)를 장비를 사용하여 컷팅을 할 수도 있고, 충진 및 포설할 때 유도줄눈(37a)을 형성할 부분에 미리 판상(板狀)의 부재를 설치하고 시공한 다음 판상의 부재를 제거하는 등 다양한 방법으로 형성할 수 있다.

실란트(38)는 방수기능을 구비하고 신축률이 매우 양호할 뿐만 아니라 접착력이 있는 재질이어야 하는데, 아스팔트를 주재료로 하여 고무와 가소제 및 연화제 등을 첨가하여 신장률 400% 이상이고 원상회복률 80% 이상으로, 연성과 원상회복률이 매우 우수한 고무개질아스팔트를 사용한다. 예를 들면, 스트레이트 아스팔트 40∼60중량부, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 중합체 10∼20중량부, 천연아스팔트 5∼15중량부; 무기충진제 2∼10중량부, 나프탄계 합성오일 10∼15중량부, DOP(Di-Octyl-Phthalate) 5∼20중량부, PA(phenyl-α-naphthylamine), DCD(Substituted diphenylamine) 및 RD(trimethyl dihydroquinoline)를 같은 비율로 혼합한 산화방지제 3∼5중량부, 윤활제 3∼10중량부, 광안정제 3∼5중량부를 혼합하여 구성한 것을 사용할 수 있는데, 상기한 것과 같은 신장률과 원상회복률을 가진 제품이라면 어떤 것을 사용하더라도 문제는 없다.

스트레이트 아스팔트는 실란트의 주성분으로서의 역할을 하며, AP-3 또는 AP-5를 예로 들 수 있다. 스트레이트 아스팔트의 함량은 40∼60중량부를 사용하는데, 그 함량이 40중량부 미만으로 되면 융점이 높아져 유동성이 감소하고 가소성이 저하되는 문제가 있고, 또한 60중량부를 초과하는 경우에는 접착력이 감소되고, 경도가 상승되어 바람직하지 못하다. 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene-Butadiene-Styrene) 중합체는 스트레이트 아스팔트를 개질하기 위하여 사용되는 고무이다.

프로세스오일인 합성오일은 조성물의 유동성, 분산성 및 아스팔트의 물성 강화제로 사용되며, 소량 사용시 실란트의 신장률을 확보하기 곤란하며, 그 양이 지나치게 많을 경우 가소성을 상실하여 형태 안정성을 유지할 수 없으므로 합성오일의 적정함량은 10∼15중량부이다. 본 발명에서 사용하는 합성오일은 나프탄계이다.

가소제 또는 연화제는 각종 물성의 균형을 양호하게 할 목적으로 사용하는데, 본 발명에서 사용되는 가소제는 프탈레이트계 가소제인 DOP(Di-Octyl-Phthalate)를 사용하였다. 또한, 실란트의 산화와 균열 및 노화방지를 위한 산화방지제는 PA(phenyl-α-naphthylamine), DCD(Substituted diphenylamine) 및 RD(trimethyl dihydroquinoline)를 같은 비율로 혼합한 것을 사용한다.

이와 같은 제질의 실란트(38)는 수직하중과 진동이 작용하여 유도줄눈(37a)을 중심으로 양측에 서로 다른 방향으로 힘이 작용할 때 실란트(38)가 이를 흡수하여 유도줄눈(37a)이 형성된 부분에 생기는 수직방향의 균열 및 파손을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 탄성이음재(37)에 종방향(수직방향)으로 발생하게 되는 균열과 파손을 방지하기 위하여 에어스페이스(air space)(35)를 형성했다는 점이다. 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 에어스페이스(35)는 보강섬유(34)의 상부와 제2탄성봉함재(32')의 하부 사이의 간극(11)에 일정 공간으로 형성된 구성인데, 에어스페이스(35) 상부에는 테이프(36)를 접착시켜 상방으로 개방된 에어스페이스(35)를 폐쇄하도록 구성된다.

에어스페이스(35)를 형성하기 위해서는 제1탄성봉함재(32)가 간극(11)의 일정 깊이까지만 충진되고, 그 상부는 빈공간으로 남아 있어야 한다. 이와 같은 에어스페이스(35)는 슬래브와 슬래브 사이에 형성된 빈공간이기 때문에 에어스페이스(35)의 양측에 각각 위치하는 슬래브(10)가 수직하중과 진동에 의해 수직방향에서 서로 다른 방향으로 변위가 발생하더라도 이를 흡수해 줄 수 있어서 신축이음부의 탄성이음재(37)가 원상태를 유지할 수 있게 도와준다.

탄성이음재(37) 및 실란트(38)의 상부에는 마감재(39)를 도포하는데, 마감재(39)는 탄성봉함재를 사용할 수도 있는데, 이와 같이 탄성봉함재로 신축이음부(30) 상부를 코팅하여 마무리함으로써 방수 및 배수 문제를 해결하고, 신축이음부에서의 도로포장재(20) 노면과 연속성을 유지하여 노면의 평탄성을 현저하게 개선시켜 차량통행시 진동이나 소음 발생을 억제하며 차량 주행의 안전성을 확보할 수 있다.

콘크리트 절단부(12)는 도로포장재 절단부(21)의 수직벽 하부에 위치하는 교량 상판인 슬래브(10)을 컷팅하여 형성한 것으로, 도로포장재(20)로 빗물이 침투하게 되면 도로의 구배(기울기)에 따라 빗물이 슬래브(10) 상면을 타고 흘러서 신축이음부에 다다르게 되는데, 신축이음부에 다다른 물은 도로포장재(20) 표층으로 올라오고, 물을 머금고 있는 도로포장재(20)는 골재의 결집력이 약해져 골재가 하나씩 분리되는 포트홀로 진행되어 차량의 파손과 주행에 악영향을 끼칠 뿐만 아니라 겨울철에는 결로를 형성하게 되어 운전자의 안전사고를 유발하게 되므로, 이러한 물을 슬래브에 형성한 콘크리트 절단부(12)에 삽입 설치한 유공관(13)을 통해 신속하게 측구쪽으로 배수시켜야 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 콘크리트 절단부(12)는 도로포장재 절단부(21)의 수직벽 하부 일측에만 형성해도 되지만, 도로구조가 경사지지 않고 평평한 부분에 신축이음부가 시공되는 곳에서는 도로포장재 절단부(21)의 수직벽 하부 양측 모두에 콘크리트 절단부(12)를 형성하는 것이 바람직하다. 만일 도로구조가 경사진 부분에 신축이음부가 시공되는 곳에서는 물의 흐름을 고려하여 경사가 높은 쪽(우기시 포장층을 침투한 빗물이 고이는 방향)에 콘크리트 절단부(12)를 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 교량의 기울기가 중앙을 기점으로 양쪽으로 형성되어 있어 우기시 도로포장재로 침투한 침투수가 교량 종방향 신축이음 자리로 내려오지 않고 양쪽 가장자리로 신속하게 유도배수 되는 경우에는 콘크리트 절단부(12)와 유공관(13)을 설치 하지 않을 수도 있을 것이다.

유공관(13)은 폴리에스터와 같은 합성수지로 된 선상(線狀)의 부재를 엮어서 일정 직경의 관 형상으로 만들어진 것으로(도 2 참조), 콘크리트 절단부(12)에 삽입 설치되어, 빗물이 유공관(13)에 형성된 복수 개의 구멍을 통해 유공관(13)에 유입되어 도로구조물의 외측에 형성된 측구로 배출되게 된다.

커버(14)는 유공관(13)이 삽입 설치되어 있는 콘크리트 절단부(12)의 개방된 상부를 덮기 위한 구성인데, 탄성봉함재 도포시 또는 탄성이음재(37) 충진시 탄성봉함재나 탄성이음재(37)가 콘크리트 절단부(12)에 유입되지 않게 하기 위한 구성으로, 소재나 재질이 특별히 한정되는 것은 아니며 일정 폭을 갖고 약간의 접착력이 있는 테이프이면 사용 가능하다.

이하에서는 본 발명에 따른 신축이음구조의 시공방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 시공방법은, 소정 간극으로 이격 설치된 슬래브(10) 상부에 포설된 도로포장재(20)를 절단하여 간극(11) 상부를 중심으로 도로포장재 절단부(21)를 형성하는 단계(S1); 상기 도로포장재 절단부(21)의 수직벽 하부에 슬래브를 폭방향을 따라 일정 폭으로 절단하여 콘크리트 절단부(21)를 형성하는 단계(S2); 상기 슬래브 사이의 간극에 일정 깊이로 백업재(31)를 삽입하고, 콘크리트 절단부에 유공관(13)을 삽입 설치하는 단계(S3); 상기 콘크리트 절단부에 삽입 설치된 유공관(13) 상부에 커버(14)를 부착하여 개방된 콘크리트 절단부 상부를 폐쇄시키는 단계(S4); 상기 백업재 상부의 간극에 제1탄성봉함재(32)를 충진시키는 단계(S5); 상기 도로포장재 절단부의 바닥면과 양측 수직벽에 프라이머(33)를 도포하는 단계(S6); 상기 프라이머 상부 및 제1탄성봉함재 상부에 보강섬유(34)를 부착시키는 단계(S7); 상기 보강섬유 상부에 제2탄성봉함재(32')를 도포하는 단계(S8); 상기 도로포장재 절단부에 골재와 열가소성수지가 혼합된 탄성이음재(37)를 충진 및 포설시키는 단계(S9); 상기 슬래브 사이의 이격된 간극의 상방에서, 교량의 폭방향을 따라 수직방향으로 탄성이음재에 일정 깊이를 갖도록 컷팅하여 유도줄눈(37a)을 형성하는 단계(S10); 상기 유도줄눈에 실란트(38)를 주입하는 단계(S11); 상기 탄성이음재 및 실란트의 상부에 마감재(39)를 도포하는 단계(S12)를 거쳐서 시공한다.

여기서, 탄성이음재(37)에 밸생하는 수직방향의 균열 및 파손을 방지하기 위한 에어스페이스(35)를 설치하기 위해서는, 백업재(31) 상부의 간극에 제1탄성봉함재(32)를 충진시키는 단계(S5)에서 제1탄성봉함재(32)는 슬래브 사이에 형성된 간극의 일정 깊이까지만 형성하여, 그 상부에 에어스페이스(35) 공간이 형성되도록 하며, 에어스페이스(35) 상부에는 테이프(36)를 접착시켜 상방으로 개방된 에어스페이스를 폐쇄하는 단계를 더 거쳐서 시공한다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 슬래브 11 : 간극
12 : 콘크리트 절단부 13 : 유공관
14 : 커버
20 : 도로포장재 21 : 도로포장재 절단부
30 : 신축이음부 31 : 백업재
32, 32' : 제1 및 제2탄성봉함재 33 : 프라이머
34 : 보강섬유 35 : 에어스페이스
36 : 테이프 37 : 탄성이음재
37a : 유도줄눈 38 : 실란트
39 : 마감재

Claims (9)

1. 소정 간격을 두고 이격 설치된 슬래브(교량 상판) 상부에 도로포장재가 포설된 교량의 도로구조물에서, 슬래브의 연결부 상부에 포설된 도로포장재를 일정 폭으로 절단하고, 도로포장재 절단부에 탄성이음재를 충진하여 형성한 슬래브(교량 상판) 연결부의 신축이음구조에 있어서,
   상기 신축이음구조는,
   슬래브와 슬래브 사이의 이격된 간극의 일정 깊이에 삽입된 백업재;
   상기 간극에 삽입된 백업재의 상부에 충진된 제1탄성봉함재;
   상기 도로포장재 절단부의 양측 수직벽과 바닥면에 도포한 프라이머;
   상기 도로포장재 절단부의 양측 수직벽과 바닥면 및 제1탄성봉함재 상부 전체에 걸쳐 부착된 보강섬유;
   상기 보강섬유 표면에 도포된 제2탄성봉함재;
   골재와 열가소성수지가 혼합되어 조성되어, 상기 제2탄성봉함재의 내측으로 도로포장재 절단부에 충진된 탄성이음재;
   상기 슬래브 사이의 이격된 간극의 상방에서, 교량의 폭방향을 따라 수직방향으로 탄성이음재에 일정 깊이를 갖도록 유도줄눈을 형성하고, 상기 유도줄눈에 주입한 실란트;
   상기 탄성이음재 및 실란트의 상부에 도포한 마감재;
   를 포함하여 구성되고,
   상기 보강섬유의 상부와 제2탄성봉함재의 하부 사이의 간극에 일정 공간으로 형성된 에어스페이스(air space)가 더 형성되고, 상기 에어스페이스 상부에는 테이프를 접착시켜 상방으로 개방된 에어스페이스를 폐쇄하도록 구성되며,
   상기 실란트는,
   스트레이트 아스팔트 40∼60중량부;
   스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 중합체 10∼20중량부;
   천연아스팔트 5∼15중량부;
   무기충진제 2∼10중량부;
   나프탄계 합성오일 10∼15중량부;
   DOP(Di-Octyl-Phthalate) 5∼20중량부;
   PA(phenyl-α-naphthylamine), DCD(Substituted diphenylamine) 및 RD(trimethyl dihydroquinoline)를 같은 비율로 혼합한 산화방지제 3∼5중량부;
   윤활제 3∼10중량부;
   광안정제 3∼5중량부;
   를 혼합하여 구성한 것을 특징으로 하는 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조.
   
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5. 제1항에 있어서,
   상기 유도줄눈은, 탄성이음재의 표면으로부터 70∼90% 깊이까지만 수직방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 교량 상판 연결부의 종방향 균열방지를 위한 신축이음구조.
   
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