KR101883392B1 - 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 발명에 따른 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치는, 차량의 후단부분과 별도의 체결유닛을 통해 일측이 힌지결합되고, 중심부위에 관통공이 형성된 일정형상의 커팅테이블과; 상기 커팅테이블 상에서 브라켓을 통해 고정되며, 회전축에 제1구동기어가 장착되는 구동모터와; 상기 커팅테이블 상에서 자전 가능한 구조를 가지는 제2구동기어와; 상기 제2구동기어와 함께 자전하는 승하강 레일과; 상기 승하강 레일에 일단이 결합되고 수평방향으로 연장되는 슬라이딩 레일과; 상기 슬라이딩 레일 상에서 수평방향 이동이 가능하도록 결합되고, 고압수를 분사하기 위한 분사노즐이 구비되는 워터젯 절삭유닛과; 상단부분이 상기 제2구동기어를 관통하여 자전가능한 구조로 상기 제2구동기어와 결합되고, 하단부분은 상기 슬라이딩 레일과 나사결합되어, 자전방향에 따라 상기 슬라이딩 레일을 승강 또는 하강시키는 승강스크류와; 상기 승강스크류의 상단부분과 고정결합되는 회전손잡이를 구비한다.

Description

워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법{Apparatus for cutting road surface to repair manhole using waterjet and method for repairing manhole}

본 발명은 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법에 관한 것으로, 자동으로 노면절삭이 가능하고, 사용이 편리하며, 절삭깊이조절 및 절삭라인의 직경조절이 자유로운 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법에 관한 것이다.

일반적으로 도로의 지하에는 상수관, 하수관, 전선, 통신 케이블 등의 각종 시설물이 매설되어 있고, 이들 시설물의 설치 및 보수를 위해 도로상에는 소정의 거리를 두고 맨홀이 설치되어 있다.

한편 도로는 빈번한 자동차의 통행 및 다양한 이유들로 인해 표면이 노화되어 고르지 못하게 되므로 일정기간이 경과하면 보수공사를 실시하여야 한다. 이러한 보수공사는 주로 도로의 표면을 덧씌우는 작업을 수반하게 되는 데, 이러한 덧씌우기 작업에 의해 맨홀 또한 도로표면보다 낮게 위치되거나 지반의 미세한 침하로 인해 균열이 발생되는 등 다양한 이유로 인하여 노후화되므로 통상 4~5년의 주기로 맨홀 보수 작업을 실시하여야 한다.

상기와 같은 맨홀보수공사는 절단기를 사용하여 맨홀커버의 주변 노면층을 수직절단한 후 수직 절단된 노면층을 굴착 제거하고, 맨홀커버를 들어 올린 상태에서 맨홀커버가 놓이는 바닥면에 높이조절 부재를 설치한 다음 그 위에 다시 맨홀 철개를 올려놓고 굴착 제거된 노면층의 공간부위에 아스팔트와 같은 도로 포장재를 충진 양생하는 과정으로 이루어진다.

도 1은 종래의 노면커팅장치의 사시도이다.

종래의 노면커팅장치는 맨홀커버가 안착되는 지점을 중심으로 원형으로 노면을 절단하기 위한 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 맨홀커버 안착부(10)에 안착되는 안착원판(20)과, 상기 안착원판(20)의 상면에 구비된 중심블록(22)에 수직으로 삽입되는 삽입봉(30)과, 상기 삽입봉(30) 상단에 결합되어 상기 삽입봉(30)을 중심으로 회전하는 회전봉(40)과, 상기 회전봉(40)의 일측 끝단에 결합되어 상기 회전봉(40)의 회전축 즉, 삽입봉(30)을 중심으로 노면을 원형으로 절단하는 절삭유닛(50)으로 구성된다. 상기 절삭유닛(50)은, 회전봉(40) 일단이 결합되는 몸체(52)와, 상기 몸체(52)에 내장 장착되며 전선(56)을 통해 전력을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터(미도시)와, 몸체(52)에 장착되며 상기 구동모터로부터 회전력을 전달받아 노면을 절삭하는 절삭블레이드(58)를 포함한다.

이와 같이 종래의 노면커팅장치는, 몸체(52)가 안착원판(20)의 중심에 삽입된 삽입봉(30)을 중심으로 공전을 하는 동안 상기 몸체(52)에 장착된 절삭블레이드(58)가 노면을 절삭하는바, 상기 노면에 형성되는 절삭선(12)은 하나의 원을 그리게 된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 노면커팅장치를 이용하기 위해서는, 상기 맨홀커버 안착부(10)에 안착원판(20)을 안착시키기 위하여 맨홀커버 안착부(10)에 안착되어 있던 맨홀커버(미도시)를 탈거해야 하는데, 상기 맨홀커버는 중량이 매우 크므로 맨홀커버 탈거에 많은 힘이 소요된다는 단점이 있다. 특히, 맨홀커버가 안착된 지 오랜 기간이 소요된 경우, 상기 맨홀커버는 맨홀커버 안착부(10)에 고착되므로, 맨홀커버 탈거가 더욱 어려워진다는 문제점이 있다.

또한 절삭날의 교체가 필요해 유지비용이 많이 든다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1586808호(2016.01.13.)

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 자동으로 노면절삭이 가능하고, 사용이 편리하며, 절삭 깊이조절 및 절삭라인의 직경조절이 자유롭고, 절삭속도조절이 가능한 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절삭을 위해 물을 사용하므로 유지비가 적게 들고, 차량과 연결된 상태로 작업이 가능해 사용이 간편한 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치 및 이를 이용한 맨홀보수공법을 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치는, 워터젯 절삭을 위해 고압의 물을 공급하는 고압펌프가 탑재된 차량의 후단부분과 별도의 체결유닛을 통해 일측이 힌지결합되고, 중심부위에 관통공이 형성된 일정형상의 커팅테이블과; 상기 커팅테이블 상에서 브라켓을 통해 고정되며, 회전축에 제1구동기어가 장착되는 구동모터와; 하부부분이 상기 관통공에 삽입되어 상기 커팅테이블과는 베어링을 통해 결합되고 상부부분이 상기 제1구동기어와 맞물리도록 장착되어, 상기 커팅테이블 상에서 자전 가능한 구조를 가지는 제2구동기어와; 상기 제2구동기어의 하부측에 상단이 고정 결합되어 수직방향으로 연장되고, 상기 제2구동기어와 함께 자전하는 승하강 레일과; 상기 승하강레일 상에서 승강 및 하강이 가능하도록 상기 승하강 레일에 일단이 결합되고 수평방향으로 연장되는 슬라이딩 레일과; 상기 슬라이딩 레일 상에서 수평방향 이동이 가능하도록 결합되고, 고압수를 분사하기 위한 분사노즐이 구비되는 워터젯 절삭유닛과; 상단부분이 상기 제2구동기어를 관통하여 자전가능한 구조로 상기 제2구동기어와 결합되고, 하단부분은 상기 슬라이딩 레일과 나사결합되어, 자전방향에 따라 상기 슬라이딩 레일을 승강 또는 하강시키는 승강스크류와; 상기 승강스크류의 상단부분과 고정결합되는 회전손잡이와; 상기 제2구동기어의 중심축을 수직방향으로 관통하도록 일정길이로 구비되어 상기 제2구동기어와 고정결합되는 제1 고압수배관과; 일단이 상기 고압펌프와 연결되고, 타단이 스위블 조인트(swivel joint)를 통해 상기 제1 고압수배관의 상단과 결합되는 제2 고압수배관과; 일단이 상기 제1 고압수배관의 하단과 결합되고 타단이 상기 워터젯 절삭유닛과 결합되는 제3 고압수배관을 구비한다.

상기 커팅테이블은 수평방향에서 수직방향으로 또는 수직방향에서 수평방향으로 회전이 가능하도록, 차량의 후단부분과 상기 체결유닛을 통해 힌지결합될 수 있다.

상기 제2 고압수 배관 및 상기 제3 고압수 배관은 플라스틱 재질을 가지거나 플렉서블 구조의 배관일 수 있다.

상기 워터젯 절삭유닛이 상기 슬라이딩 레일 상에서 수평방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 고정유닛이 더 구비될 수 있다.

상기 차량에는 연마재 공급탱크가 탑재되고, 상기 제2구동기어 상에는 연마재 보조탱크가 장착되며, 상기 연마재 보조탱크의 연마재는 플라스틱 재질 또는 플렉서블 구조의 연마재 공급배관을 통해 상기 워터젯 절삭유닛으로 공급될 수 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 맨홀보수용 노면절삭장치를 이용한 맨홀보수 공법은, 상기 차량을 맨홀 주변에 정차하고, 상기 커팅테이블이 수평방향으로 놓이도록 한 상태에서, 상기 회전손잡이를 이용하여 상기 워터젯 절삭유닛의 높이를 조절하고, 상기 워터젯 절삭유닛을 슬라이딩 레일 상에서 이동시켜 절삭라인을 설정하는 제1단계와; 상기 구동모터를 이용하여 상기 제2구동기어를 회전시켜 상기 워터젯 절삭유닛이 상기 절삭라인을 따라 이동하면서 동작하도록 하여, 맨홀커버 주변의 도로포장재를 원형으로 절삭하는 제2 단계와; 상기 절삭라인 내측 영역의 도로포장재를 파쇄하는 제3 단계와; 맨홀철개의 상단 높이를 도로포장면에 일치시키는 제4 단계와; 맨홀철개와 맨홀구 사이에 거푸집을 삽입시키는 제5 단계와; 상기 거푸집의 외측공간에 속경화성 모르타르를 타설하는 제6 단계와; 상기 속경화성 모르타르 양생이 완료되면, 상기 속경화성 모르타르 상측에 아스콘을 타설하는 제7 단계와; 상기 아스콘 타설영역 상부를 다지고 마무리하는 제8 단계; 를 포함한다.

본 발명에 따르면, 자동으로 노면절삭이 가능하고, 사용이 편리하며, 절삭 깊이조절 및 절삭라인의 직경조절이 자유롭고, 절삭속도조절이 가능한 장점이 있다. 또한, 절삭을 위해 물을 사용하므로 유지비가 적게 들고, 차량과 연결된 상태로 작업이 가능해 사용이 간편한 장점이 있다.

도 1은 종래의 노면커팅장치의 사시도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치의 개략도이고,
도 4는 상기 노면절삭장치의 단면도이고,
도 5는 커팅테이블을 제거한 상태에서의 노면절삭장치의 분해사시도이고,
도 6은 도 5의 결합사시도이고,
도 7 및 도 8은 차단수단의 사시도와 단면도를 나타낸 것이고,
도 9는 본 발명에 의한 맨홀 보수용 노면절삭장치에 의해 도로포장면 또는 노면이 절삭되는 과정을 도시하는 사시도이고,
도 10은 본 발명에 의한 맨홀 보수공법의 동작순서도이고,
도 11은 본 발명에 의한 맨홀 보수용 노면절삭장치에 의해 절삭라인이 형성된 상태의 평면도이고,
도 12 내지 도 14는 본 발명에 의한 맨홀 보수공법에 의해 맨홀주변이 보수되는 과정을 도시하는 수직단면도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치의 개략도이고, 도 4 내지 6은 도 2 및 도 3의 노면 절삭장치(100)의 일부 또는 전체 확대도들이다. 도 2는 노면절삭장치(100) 펼침상태를 가지는 경우이고, 도 3은 노면절삭장치(100)가 접힘상태를 가지는 경우이다. 또한 도 4는 상기 노면절삭장치(100)의 단면도이고, 도 5는 커팅테이블을 제거한 상태에서의 노면절삭장치(100)의 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 결합사시도이다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치(100)는 차량(300)의 후면과 결합된 상태로 차량에 탑재하여 이동이 가능하고, 차량의 후면과 결합된 상태에서 노면 절삭이 가능한 구조를 가지는 점에 특징이 있다. 이에 따라, 노면의 절삭을 위해 절삭장치를 노면이나 지면에 설치하는 과정이 불필요하여, 이동이 간편하고 사용이 간편하며 작업시간을 줄일 수 있다는 장점을 가진다. 또한, 본 발명에서는 노면 절삭을 위해 고압의 물을 커팅수단으로 이용하는 워터젯(water jet) 시스템이 이용된다.

상기 차량(300)에는 워터젯 절삭을 위해, 고압의 물을 공급하는 고압펌프(210), 물탱크(220), 연마재탱크(240) 등이 탑재된다. 필요에 따라, 상기 고압펌프(210)의 냉각을 위한 냉각기(230)가 추가적으로 탑재가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치(100)는 커팅테이블(110), 구동모터(120), 제1구동기어(130), 제2구동기어(140), 승하강 레일(150), 슬라이딩 레일(160), 워터젯 절삭유닛(170), 승하강유닛(180), 고압수배관(190a,190b,190c)을 구비한다. 이외에, 고압펌프(210), 물공급탱크(220), 고압펌프(210)의 냉각을 위한 냉각기(230), 연마재 공급탱크(240), 연마재 공급배관(250a,250b)이 구비될 수 있다. 이외에 워터젯 커팅에 필수적으로 필요한 구성요소가 추가되는 것이 가능하다.

상기 커팅테이블(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 접힘상태에서는 수직방향으로 놓이고, 도 2에 도시된 바와 같이, 펼침상태에서는 수평방향으로 놓이도록, 일측이 상기 차량(300)의 후단에 힌지결합되는 구조를 가진다. 상기 커팅테이블(110)은 커팅테이블(110) 상부 및 하부에 결합되어 있는 각종 유닛들 및 구조물을 보호하기 위해, 최대 90도 이상으로는 회전이 불가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 커팅테이블(110)은 수평방향에서 수직방향으로 또는 수직방향에서 수평방향으로 최대 90도 회전이 가능하도록, 별도의 체결유닛(115)을 통해 힌지결합될 수 있다. 체결유닛(115)은 통상의 기술자에게 잘 알려진 다양한 체결유닛을 통해 체결되는 것이 가능하며, 필요시 분리가 가능한 체결유닛을 통해 체결되는 것이 가능하다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커팅테이블(110)은 작업시에는 수평방향으로 놓이도록 펼쳐지고, 작업 완료시 및 이동시에는 체결유닛(115)을 기준으로 회전하여 수직방향으로 접혀져 접힘상태로 된다. 그리고 상기 체결유닛(115)은 상기 커팅테이블(110)이 펼침 상태를 그대로 유지하거나 접힘 상태를 그대로 유지하고자 하는 경우에 고정을 위한 별도의 고정수단(미도시)이 구비되어, 이동시에는 접힘상태를 유지하도록 하고, 작업시에는 펼침 상태를 유지하도록 할 수 있다. 상기 커팅테이블(110)은 유니버셜 조인트(universal joint)를 이용하여 상기 차량(300)의 후면과 결합되는 것도 가능하다.

상기 커팅테이블(110)은 상기 차량(300)과의 결합에 의해 높이가 결정되므로, 차량(300)의 후면과의 결합시 적절한 높이가 설정되도록 브라켓이나 별도의 높이조절장치를 상기 커팅테이블(110)과 차량(300) 사이에 부착하는 것이 가능하다.

상기 커팅테이블(110)의 중심부위에는 관통공(112)이 형성되며, 상기 관통공(112)에는 상기 제2구동기어(130)의 하부부분이 삽입되게 된다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(120)는 상기 커팅테이블(110) 상에서 브라켓(122)을 통해 상기 커팅테이블(110)에 고정결합된다. 상기 구동모터(120)는 볼륨 및 속도조절이 가능한 모터가 이용될 수 있다. 스텝모터, DC 모터, AC 모터, 서보모터 등 다양한 모터가 이용될 수 있다. 상기 구동모터(120)는 수직방향으로 회전축을 가지도록 장착될 수 있으나, 필요에 따라 수평방향으로 회전축을 가지도록 장착되는 것도 가능하다.

상기 제1구동기어(130)는 상기 구동모터(120)의 회전축에 장착되며, 상기 제2구동기어(130)와 맞물리도록 구성되고, 상기 구동모터(120)의 동작시 회전하여 상기 제2구동기어(130)를 회전시키게 된다. 상기 제1구동기어(130)는, 상기 구동모터(120)의 회전축이 수직방향인 경우에는 상기 구동모터(120)의 구동력을 그대로 전달하도록 상기 제2구동기어(140)와 함께 평기어 구조를 가지나, 상기 구동모터(120)의 회전축이 수평방향을 가지는 경우에는 구동모터(120)의 회전력을 수직방향으로 변경해줘야 하므로, 웜기어 또는 베벨기어 구조를 가져야 할 것이다.

상기 제2구동기어(140)는 하부부분이 상기 관통공(112)에 삽입되어 상기 커팅테이블(110)과는 베어링(145)을 통해 결합되고 상부부분이 상기 제1구동기어(130)와 맞물리도록 장착되어, 상기 커팅테이블(110) 상에서 자전 가능한 구조를 가지도록 장착된다. 이에 따라 상기 제2구동기어(140)는 상기 커팅테이블(110) 상에서 상기 커팅테이블(110)이 고정되어 있는 상태에서 자유롭게 자전이 가능한 구조를 가진다.

상기 제2구동기어(140)는 상기 제1구동기어(130)보다 더 큰 사이즈를 가지며, 사이즈조절을 통해 회전속도 조절이 가능하다. 즉 상기 제2구동기어(140)는 상기 제1구동기어(130)에 비해 상대적으로 큰 사이즈(대략 10배)를 가지게 되어, 상기 제1구동기어(130)의 자전주기보다 큰 자전주기를 가지도록 하는 것이 가능하다. 여기서 상기 제2구동기어(140)의 회전속도 조절은 상기 제2구동기어(140)의 사이즈 조절을 통해 가능하지만, 상기 구동모터(120)의 속도 조절을 통해서도 가능하다.

상기 승하강레일(150)은 상기 제2구동기어(140)의 하부측에 상단이 고정 결합되어 수직방향으로 연장되고, 상기 제2구동기어(140)와 일체형으로 함께 구성되어 상기 제2구동기어(140)의 자전시 함께 자전하게 된다.

상기 승하강 레일(150)은 서로 평행한 복수(예를 들면 2개)의 제1레일홈(155)이 수직방향으로 길게 형성될 수 있다. 상기 승하강 레일(150)에는 상기 슬라이딩 레일(160)이 결합장착되며, 상기 슬라이딩 레일(160)은 상기 승하강 레일(150) 상에서 승강 또는 하강하면서 상기 슬라이딩 레일(160)에 장착된 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 높이를 조절하게 된다.

상기 승하강 레일(150)은 상기 제2구동기어(140)의 하부측에 상단이 일체로 결합된 상태로 수직 하부방향으로 일정길이만큼 연장되어 형성된다. 상기 승하강 레일(150)은 별도의 프레임에 장착된 상태로 상기 제2구동기어(140)와 결합되는 것도 가능하다.

상기 슬라이딩 레일(160)은 상기 승하강레일(150) 상에서 승강 및 하강이 가능하도록 상기 승하강 레일(150)에 일단이 결합되고 수평방향으로 일정길이 연장되는 구조를 가진다. 또한 상기 슬라이딩 레일(160)은 별도의 프레임에 장착된 상태로 상기 승하강 레일(150)과 결합되는 것도 가능하다. 상기 슬라이딩 레일(160)에는 수직방향으로 길게 형성되며, 일측에 서로 평행한 복수(예를 들면, 2개)의 제1레일 돌기(165)가 구비된다. 상기 제1레일 돌기(165)가 상기 승하강 레일(150)의 상기 제1레일홈(155)에 삽입되는 방식으로 상기 슬라이딩 레일(160)과 상기 승하강 레일(150)이 결합되게 된다. 상기 제1레일돌기(165)는 상기 제1레일홈(155)에 삽입된 상태로, 상기 레일홈(155)을 따라 상하로 이동가능하며, 이에 의해 상기 슬라이딩 레일(160)이 상하로 이동하게 된다. 상기 슬라이딩 레일(160)의 일측 중앙부분인 2개의 레일돌기(165) 사이에는 상기 승강스크류와 나사결합되기 위해 나사홀이 형성된 결합부(166)가 돌출 형성된다.

또한, 상기 슬라이딩 레일(160)의 타측에는 상기 워터젯 절삭유닛(170)이 결합되어 수평방향으로 이동가능하도록 하기 위해, 서로 평행한 복수(예를 들면, 2개)의 제2레일홈(168)이 수평방향으로 길게 형성될 수 있다.

상기 워터젯 절삭유닛(170)은 상기 슬라이딩 레일(160) 상에서 수평방향 이동이 가능하도록 결합된다. 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 일측에는 상기 제2레일홈(168)에 삽입된 상태로 상기 제2레일홈(168)을 따라 수평이동 가능하도록 제2레일돌기(미도시)가 구비된다.

상기 워터젯 절삭유닛(170)은 상기 슬라이딩 레일(160) 상에서 수평방향으로 이동하면서 원하는 절삭라인이나 절삭위치가 결정되고, 위치가 결정되는 경우 상기 슬라이딩 레일(160) 상의 결정된 위치에서 고정이 가능하도록 하는 고정유닛(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 고정유닛은 고정나사를 포함하여 통상의 기술자에게 잘 알려진 고정수단이 포함될 수 있다.

상기 워터젯 절삭유닛(170)은 상기 고압펌프(210)를 통해 공급되는 초고압의 물을 절단하고자 하는 노면에 순간적으로 방출시키는 분사노즐(175)을 구비하고 있으며, 상기 분사노즐(175)에는 초고압의 물을 주입하기 위한 고압수 주입구(172)와 연마재를 주입하기 위한 연마재 주입구(174)가 구비되어 있다. 상기 워터젯 절삭유닛(170)은 노면을 절단하기 위해 초고압의 물과 연마재를 집중적으로 방출되게 하여 물과 연마재의 마찰에 의한 침식으로 노면을 절단 가공한다.

상기 워터젯 절삭유닛(170)은 가공 높이의 조절이 가능하다. 즉 상기 승하강 레일(150) 상에서 승강 및 하강 가능한 상기 슬라이딩 레일(160)의 높이를 조절함에 의해 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 높이 조절이 가능하다. 또한 상기 워터젯 절삭유닛(170)에 의해 절단되는 노면의 사이즈(즉 절단되는 원형의 직경)의 조절은 상기 슬라이딩 레일(160) 상에서의 수평방향으로 이동가능한 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 위치를 조절함에 의해 가능하다.

상기 승하강 유닛(180)은 승강스크류(185)와 회전손잡이(182)를 구비한다.

상기 승강스크류(185)는 상단부분이 상기 제2구동기어(140)를 관통하여 자전가능한 구조로 상기 제2구동기어(140)와 결합되고, 하단부분은 상기 슬라이딩 레일(160)의 결합부(166)와 나사결합되고, 상기 승강스크류(185)의 자전방향에 따라 상기 슬라이딩 레일(160)을 승강 또는 하강시키게 된다. 여기서 상기 슬라이딩 레일(160)은 상기 승하강 레일(150) 상에서 상기 승하강 레일(150)을 따라 상하로 승강 또는 하강하게 된다. 상기 승강스크류(185)는 상기 제2구동기어(140)와는 베어링을 통해 결합되어, 상기 제2구동기어(140)와는 별도로 자전가능한 구조를 가지게 된다.

상기 회전손잡이(182)는 상기 제2구동기어(140)의 상측에 위치되며, 상기 승강스크류(185)의 상단부분과 고정결합된다. 상기 회전손잡이(182)는 작업자에 의해 수동으로 작동된다. 상기 회전손잡이(182)를 통한 높이 조절이 수행된 이후에 상기 회전손잡이(182)의 회전을 방지하기 위한 회전방지 수단(미도시)이 더 구비될 수 있다.

이와 같이 상기 승강유닛(180)이 상기 회전손잡이(182)와 승강스크류(185)로 구성되면, 작업자가 회전손잡이(182)를 회전 또는 자전시키는 방향에 따라 상기 슬라이딩 레일(160) 및 이에 결합된 워터젯 절삭유닛(170)의 높이가 변경되고, 이에 따라 절삭깊이가 조절될 수 있다. 물론, 상기 승강유닛(180)은 별도의 구동모터에 의해 상기 승강스크류(185)를 자전시킴에 의해 상기 슬라이딩 레일(160)을 승강시키도록 구성될 수도 있다.

상기 고압수배관(190a,190b,190c)은 상기 고압펌프(210)에서 공급되는 고압수를 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 분사노즐(175)로 공급하기 위한 것으로, 고압펌프(210)와 상기 고압수 주입구(172) 간을 서로 연결하는 배관이다.

상기 워터젯 절삭유닛(170)이 상기 제2구동기어(140)에 연결되어 회전하기 때문에, 상기 고압수 배관(190a,190b,190c)이 상기 고압펌프(210)와 상기 고압수 주입구(172) 간을 직접 연결하는 경우에, 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 회전시 고압수 배관(190a,190b,190c)이 꼬여 작업이 불가능하게 된다. 따라서 상기 고압수 배관(190a,190b,190c)은 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 회전에도 영향을 받지 않도록 연결되어야 한다.

상기 고압수 배관(190a,190b,190c)은 제1고압수 배관(190a), 제2고압수 배관(190b) 및 제3고압수 배관(190c)로 구성될 수 있다.

상기 제1고압수 배관(190a)은 상기 제2구동기어(140)의 중심축을 수직방향으로 관통하면서 일정길이로 구비되어 상기 제2구동기어(140)와 고정결합된다. 즉 상기 제1고압수 배관(190a)은 상기 제2구동기어(140)와 일체형으로 구비되고, 상기 제2구동기어(140)의 중심축을 수직방향으로 관통하도록 배치되게된다.

상기 제2고압수 배관(190b)은 일단이 상기 고압펌프(210)와 연결되고, 타단이 스위블 조인트(swivel joint)(195)를 통해 상기 제1 고압수배관(190a)의 상단과 결합되어, 상기 고압펌프(210)를 통해 공급되는 고압수를 상기 제1고압수 배관(190a)에 제공하게 된다. 상기 제2고압수 배관(190b)은 상기 제1고압수 배관(190a)과 스위블 조인트를 통해 연결되기 때문에, 상기 제2구동기어(140)가 회전하게 되어 상기 제1고압수 배관(190a)이 회전(자전)한다고 하여도 상기 제2고압수 배관(190b)에 회전력이 전달되지 않기 때문에, 고압수 배관이 회전에 영향을 받지 않아 꼬이거나 손상되지 않게 된다.

상기 제3고압수 배관(190c)은 일단이 상기 제1 고압수배관(190a)의 하단과 결합되고 타단이 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 상기 고압수 주입구(172)와 결합되어, 상기 제2고압수 배관(190b) 및 상기 제1고압수 배관(190a)을 통해 공급되는 고압수를 상기 워터젯 절삭유닛(170)에 제공하여 상기 분사노들(175)을 통해 방출되도록 한다.

상기 고압수 배관(190a,190b,190c)은 플라스틱 재질을 가지거나 플렉서블 구조의 배관으로 구성될 수 있다. 다만 제1고압수 배관(190a)의 경우에는 상기 제2구동기어(140)와 결합되므로, 금속 재질을 가질 수도 있다.

상술한 맨홀보수용 노면절삭장치(100)는 상기 연마재 공급탱크(240)에서 공급되는 연마재를 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 연마재 주입구(174)에 공급하기 위한 연마재 공급수단을 더 포함한다.

상기 차량에는 연마재 공급탱크(240)가 탑재되어 있고, 상기 제2구동기어(140) 상에는 상기 연마재 공급탱크(240)에서 공급되는 연마재를 일시적으로 보관하기 위한 연마재 보조탱크(245)가 장착된다. 또한 상기 연마재 보조탱크(245)에서 공급되는 연마재를 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 연마재 주입구(174)로 주입시키기 위한 제1연마재 공급배관(250a)을 구비할 수 있다. 상기 제1연마재 공급배관(250a)은 플라스틱 재질 또는 플렉서블 구조를 가질 수 있다. 상기 제1연마재 공급배관(250a)은 상기 제1고압수 배관(190a) 및 상기 제3고압수 배관(190c) 간의 배치 및 결합구조와 동일한 배치 및 결합구조를 가질 수도 있으나, 상기 연마재 보조탱크(245)와 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 연마재 주입구(174) 간을 직접 연결하도록 하는 배치구조를 가질 수도 있다.

상기 연마재 보조탱크(245)는 한번 작업이 가능한 정도의 연마재를 보관하고 있을 수 있으며, 이 경우 상기 연마재 공급탱크(240)와 상기 연마재 보조탱크(245) 간에는 고정적인 배관이 연결되지 않고, 일시적으로 결합하였다가 분리가 가능한 제2연마재 공급배관(250b)이 연결되는 것이 가능하다. 즉 작업전에 상기 제2연마재 공급배관(250b)을 상기 연마재 공급탱크(240)와 상기 연마재 보조탱크(245) 간을 연결하여, 상기 연마재 공급탱크(240)에서 상기 연마재 보조탱크(245)로 일정량의 연마재를 보관한 이후에 상기 제2연마재 공급배관(250b)을 분리한 상태에서 작업을 시작하는 것이 가능하다. 상기 연마재 보조탱크(245)에 연마재가 다 소진된 경우에는 작업을 멈추고 다시 제2연마재 공급배관(250b)을 통해 연마재를 보충하고 이후에 제2연마재 공급배관(250b)을 분리한 이후에 작업을 하는 것이 가능하다.

이와 달리 제2연마재 공급배관(250b)이 작업 전후에 분리됨이 없이 상기 연마재 공급탱크(240)와 상기 연마재 보조탱크(245) 간에 고정연결되는 구조를 가질 수도 있다. 이 경우에는 상기 제1고압수 배관(190a)와 상기 제2고압수 배관(190b)의 연결구조와 같이 스위블 조인트를 통해 서로를 연결하여 회전에 의해 꼬임이나 손상을 방지하는 것이 가능하다.

상기 맨홀보수용 노면절삭장치(100)는 상기 분사노즐(175)을 통해 분사되는 고압수와 연마재가 튀어 상기 차량(300)이나 작업자에게 손상을 입히는 것을 방지하기위해 차단막(260) 및 차단수단(도 7의 270)을 더 구비할 수 있다.

상기 차단막(260)은 차량(300)과 상기 맨홀보수용 노면절삭장치(100)의 사이에 상기 커팅테이블(110)과 결합되는 구조로 구비되어 작업시 차량(300)의 타이어나 기타 장치 등에 손상을 입히는 것을 방지할 수 있다. 상기 차단막(260)은 상기 슬라이딩 레일(160) 및 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 동작에 영향을 미치지 않는 위치에 배치되어야 한다. 즉 절삭라인의 외측에 배치되는 구조를 가지게 된다. 상기 차단막(260)은 상기 차단수단(270)이 배치되는 경우에는 구비되지 않을 수도 있다.

도 7 및 도 8은 상기 차단수단(270)의 사시도와 단면도를 나타낸 것이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 차단수단(270)은 절삭라인의 내측에 위치되어 절삭라인에서 튀는 고압수나 연마재가 튀는 것을 방지하기 위해 "C"자형 또는 "ㄷ" 자형 단면을 가지는 링형상의 제1차단수단(272)과 상기 제1차단수단(272)의 직경보다 더 크게 형성되어 절삭라인의 외측에 위치되며 "C"자형 또는 "ㄷ" 자형 단면으로 상기 절삭라인에서 수직으로 연장되는 선을 기준으로 단면이 서로 선대칭구조를 가지는 제2차단수단(274)이 구비될 수 있다. 상기 차단수단(270)을 설치한 상태에서 절삭작업을 진행하는 경우에는, 상기 차단수단에 의해 이물질이 튀는 것을 방지할 수 있고, 청소가 간편한 장점이 있다.

상술한 바와 같은 맨홀보수용 노면절삭장치(100)는 동작은 도 9를 통해 설명된다. 도 9는 본 발명에 의한 맨홀 보수용 노면절삭장치에 의해 도로포장면 또는 노면이 절삭되는 과정을 도시하는 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 우선적으로, 상기 워터젯 절삭유닛(170)을 슬라이딩 레일(160)을 따라 수평방향으로 이동시켜 절삭라인의 사이즈를 결정하게 된다. 절삭라인은 원형으로 형성되고, 상기 워터젯 절삭유닛(170)을 슬라이딩 레일(160)을 따라 이동시켜 절삭라인의 반경을 결정하게 된다. 이후 슬라이딩 레일(160)을 상기 승하강 레일(150)을 따라 상하방향(수직방향)으로 이동시키면서 절삭깊이를 조절하게 된다.

여기서 절삭라인의 사이즈 조절과 절삭깊이의 조절은 순서에 관계없이 수행될 수 있으며, 동시에 수행되는 것도 가능하다. 상기 사이즈 조절과 절삭깊이의 조절은 수동으로 수행되는 것이 일반적이나, 필요에 따라 센서와 구동모터를 추가로 장착하여 자동으로 수행되도록 하는 것도 가능하다.

절삭깊이와 절삭라인이 결정되면, 상기 워터젯 절삭유닛(170)이 상기 슬라이딩 레일(160) 상에서 움직이지 않도록 고정유닛(176)을 통해 고정시키게 된다.

이후 상기 구동모터(120)를 구동시켜 제1구동기어(130)가 자전하도록 한다. 상기 제1구동기어(130)가 자전함에 따라 이에 맞물린 상기 제2구동기어(140)가 자전하게 되고, 상기 제2구동기어(140)가 자전함에 따라, 상기 제2구동기어(140)와 고정결합된 승하강 레일(150)도 자전하게 된다. 상기 승하강 레일(150)의 자전에 따라 상기 슬라이딩 레일(160)도 일정 궤적을 그리면서 회전(자전)하게 된다. 이에 따라 슬라이딩 레일(160)에 장착된 워터젯 절삭유닛(170)도 절삭라인을 따라 이동하게 된다. 상기 워터젯 절삭유닛(170)으로 고압수와 연마재가 공급되면, 상기 분사노즐(175)을 통해 고압수와 연마재가 분사되어 노면을 절삭라인을 따라 절삭하게 된다. 절삭과정에서 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 높이 조절이 가능하고, 상기 제2구동기어(140)의 회전속도나 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 절삭속도 조절도 가능하다.

도 10은 본 발명에 의한 맨홀 보수공법의 동작순서도이고, 도 11은 본 발명에 의한 맨홀 보수용 노면절삭장치에 의해 절삭라인이 형성된 상태의 평면도이고, 도 12 내지 도 14는 본 발명에 의한 맨홀 보수공법에 의해 맨홀주변이 보수되는 과정을 도시하는 수직단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 맨홀 보수공법에 의해 맨홀커버 주변을 보수하는 과정에 대하여 상세히 설명한다.

우선 도 11에 도시된 바와 같이, 보수대상 맨홀 주변에 상기 차량을 정차하고, 상기 커팅테이블(110)이 상기 맨홀커버(10)의 상단에 수평방향으로 놓이도록 한 상태에서, 상기 회전손잡이(182)를 이용하여 상기 워터젯 절삭유닛(170)의 높이를 조절하고, 상기 워터젯 절삭유닛(170)을 슬라이딩 레일(160) 상에서 이동시켜 가상의 절삭라인을 설정한다. 이후 상기 구동모터(120)를 이용하여 상기 제2구동기어(140)를 회전시켜 상기 워터젯 절삭유닛(170)이 가상의 절삭라인을 따라 이동하면서 동작하도록 하여, 맨홀커버(10) 주변의 도로포장재를 원형으로 절삭하여 절삭라인(20)을 형성한다(S10).

다음으로 절삭라인 및 그 주변을 청소하고(S20), 상기 절삭라인 내측 영역의 도로포장재를 파쇄한다(S30). 다음으로 철개 리프팅유닛을 이용하여 맨홀철개의 상단 높이를 도로포장면에 일치시킨다(S40). 이때, 상기 철개 리프팅유닛(70)은 본 발명이 해당하는 기술분야에서 다양한 구조로 제안되어 있는바, 상기 철개 리프팅유닛(70)의 구조 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.

맨홀철개(50)의 리프팅이 이루어지면, 도 12에 도시된 바와 같이 맨홀슬라브(30)의 맨홀구(32)와 맨홀철개(50)사이에 거푸집(60)을 삽입시키고(S50), 도 13에 도시된 바와 같이 거푸집(60)의 외측공간에 속경화성 모르타르(42)를 타설한다(S60). 속경화성 모르타르(42)는 맨홀철개(50)의 하단을 지지하기 위한 구성요소로서, 상기 속경화성 모르타르(42) 양생이 완료되면 상기 철개 리프팅유닛(70)을 제거하더라도 맨홀철개(50)는 아래로 처지지 아니하고 상단이 도로포장재의 상면과 일치하도록 높이가 유지된다.

이와 같이 속경화성 모르타르(42)의 양생이 완료되면 도 14에 도시된 바와 같이 속경화성 모르타르(42) 상측에 아스콘(44)을 타설하여 도로포장층(40)과 맨홀철개(50) 사이를 밀실하게 메운 후, 상기 아스콘(44) 타설영역 상부를 다지는 등의 마무리 작업을 수행함으로써, 맨홀 보수를 완료하게 된다(S80).

본 발명에 따르면, 자동으로 노면절삭이 가능하고, 사용이 편리하며, 절삭 깊이조절 및 절삭라인의 직경조절이 자유롭고, 절삭속도조절이 가능한 장점이 있다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

110 : 커팅테이블 120 : 구동모터
130 : 제1구동기어 140 ; 제2구동기어
150 : 승하강 레일 160 : 슬라이딩 레일
170 : 워터젯 절삭유닛 180 : 승하강 유닛
190a,190b,190c: 고압수 배관 210 : 고압펌프
220 : 물탱크 240 : 연마재 탱크
300 : 차량

Claims (6)

1. 워터젯 절삭을 위해 고압의 물을 공급하는 고압펌프가 탑재된 차량의 후단부분과 별도의 체결유닛을 통해 일측이 힌지결합되고, 중심부위에 관통공이 형성된 일정형상의 커팅테이블과;
   상기 커팅테이블 상에서 브라켓을 통해 고정되며, 회전축에 제1구동기어가 장착되는 구동모터와;
   하부부분이 상기 관통공에 삽입되어 상기 커팅테이블과는 베어링을 통해 결합되고 상부부분이 상기 제1구동기어와 맞물리도록 장착되어, 상기 커팅테이블 상에서 자전 가능한 구조를 가지는 제2구동기어와;
   상기 제2구동기어의 하부측에 상단이 고정 결합되어 수직방향으로 연장되고, 상기 제2구동기어와 함께 자전하는 승하강 레일과;
   상기 승하강레일 상에서 승강 및 하강이 가능하도록 상기 승하강 레일에 일단이 결합되고 수평방향으로 연장되는 슬라이딩 레일과;
   상기 슬라이딩 레일 상에서 수평방향 이동이 가능하도록 결합되고, 고압수를 분사하기 위한 분사노즐이 구비되는 워터젯 절삭유닛과;
   상단부분이 상기 제2구동기어를 관통하여 자전가능한 구조로 상기 제2구동기어와 결합되고, 하단부분은 상기 슬라이딩 레일과 나사결합되어, 자전방향에 따라 상기 슬라이딩 레일을 승강 또는 하강시키는 승강스크류와;
   상기 승강스크류의 상단부분과 고정결합되는 회전손잡이와;
   상기 제2구동기어의 중심축을 수직방향으로 관통하도록 일정길이로 구비되어 상기 제2구동기어와 고정결합되는 제1 고압수배관과;
   일단이 상기 고압펌프와 연결되고, 타단이 스위블 조인트(swivel joint)를 통해 상기 제1 고압수배관의 상단과 결합되는 제2 고압수배관과;
   일단이 상기 제1 고압수배관의 하단과 결합되고 타단이 상기 워터젯 절삭유닛과 결합되는 제3 고압수배관을 구비하고,
   상기 커팅테이블은 수평방향에서 수직방향으로 또는 수직방향에서 수평방향으로 회전이 가능하도록, 차량의 후단부분과 상기 체결유닛을 통해 힌지결합되고,
   상기 제2 고압수 배관 및 상기 제3 고압수 배관은 플라스틱 재질을 가지거나 플렉서블 구조의 배관이고,
   상기 워터젯 절삭유닛이 상기 슬라이딩 레일 상에서 수평방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 고정유닛이 더 구비되고,
   상기 차량에는 연마재 공급탱크가 탑재되고, 상기 제2구동기어 상에는 연마재 보조탱크가 장착되며, 상기 연마재 보조탱크의 연마재는 플라스틱 재질 또는 플렉서블 구조의 연마재 공급배관을 통해 상기 워터젯 절삭유닛으로 공급됨을 특징으로 하는 워터젯을 이용한 맨홀보수용 노면절삭장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 따른 맨홀보수용 노면절삭장치를 이용한 맨홀보수 공법에 있어서:
   상기 차량을 맨홀 주변에 정차하고, 상기 커팅테이블이 수평방향으로 놓이도록 한 상태에서, 상기 회전손잡이를 이용하여 상기 워터젯 절삭유닛의 높이를 조절하고, 상기 워터젯 절삭유닛을 슬라이딩 레일 상에서 이동시켜 절삭라인을 설정하는 제1단계;
   상기 구동모터를 이용하여 상기 제2구동기어를 회전시켜 상기 워터젯 절삭유닛이 상기 절삭라인을 따라 이동하면서 동작하도록 하여, 맨홀커버 주변의 도로포장재를 원형으로 절삭하는 제2단계;
   상기 절삭라인 내측 영역의 도로포장재를 파쇄하는 제3단계;
   맨홀철개의 상단 높이를 도로포장면에 일치시키는 제4단계;
   맨홀철개와 맨홀구 사이에 거푸집을 삽입시키는 제5단계;
   상기 거푸집의 외측공간에 속경화성 모르타르를 타설하는 제6단계;
   상기 속경화성 모르타르 양생이 완료되면, 상기 속경화성 모르타르 상측에 아스콘을 타설하는 제7단계; 및
   상기 아스콘 타설영역 상부를 다지고 마무리하는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 맨홀 보수공법.

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