KR101913602B1 - 투수블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투수블록에 관한 것으로, 합성수지로 형성되고 다수의 수직 투수홀(21)이 형성된 상부 블록(20)과; 합성수지로 형성되고 중심에 삽입홈을 형성하는 내벽(33)과, 상기 내벽(33)과 일체로 합성수지로 형성되고 내벽(33)의 외측으로 우수배출공간(35)을 형성하는 외벽(34), 상기 삽입홈으로 삽입되는 무기계 소재로 형성된 지지블록(31) 및 상기 지지블록(31) 하부에 구비되는 격자형의 지지망(37)을 포함하여 구성되는 하부 블록(30); 상기 상부 블록(20)과 하부 블록(30) 사이에 형성되며 수직 투수홀(21)과 우수배출공간(35)을 연결하는 우수배출 유도공간(32);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하여 상부 블록(20)과 우수배출 유도공간(32) 및 하부 블록(30)가 층상구조로 형성되는 투수블록을 제공하여 투수성과 기계적 강도가 모두 향상되도록 한 것이다.

Description

투수블록{PERMEABLE BLOCK}

본 발명은 투수블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투수성과 기계적 강도가 모두 향상된 투수블록에 관한 것이다.

최근 대부분의 인도나 차도 등의 도로는 사람이나 자동차가 안전하고 편리하게 보행 또는 주행할 수 있도록 시멘트, 아스팔트, 우레탄 등으로 포장되어 있으나, 포장된 도로에서는 빗물 등이 지하로 원활하게 투수되지 못하여 도로 표면에 물이 고임으로써 보행 또는 주행에 불편을 초래하고, 경우에 따라서는 침수피해를 일으키는 문제점이 있었다.

이에 따라 대한민국 특허등록 제 10-1694410호 등에서 도로포장에 사용되는 블록을 물이 통과할 수 있는 투수블록형태로 제조하는 기술이 제시되어 사용되고 있는데, 상기 투수블록은 대부분 골재 등의 충진 소재 입도를 조절하여 그 사이 사이에 형성된 배출통로를 통해 우수가 블록 내부로 흘러들어 하부로 배출되도록 한 것이다.

이러한 종래 투수블록은 배출통로가 충진 소재 사이의 틈으로 형성되므로 굴곡이 많고 미로형태로 복잡하게 형성되어 있으며 배출통로의 길이가 블록의 두께보다 1.5배 내지 2배 이상 길고, 배출통로의 직경이 일정하지 않고 넓은 곳과 좁은 곳이 혼재되어 있어, 우수가 통과하는 시간이 길어지고 좁은 곳을 통과할 때는 병목현상이 발생하여 배출이 어렵고, 굴곡 부분에 먼지와 모래 흙 등의 이물질이 쌓이면서 막히게 되어 투수기능이 상실되는 원인을 제공한다.

이에 따라 우수 배출기능을 향상시키기 위한 기술들이 개발되고 있는데 그 예로는 대한민국 등록특허 제10-1176040호에서 투수블록의 일부분에 투수코어를 별도로 설치하여, 투수코어로 우수가 배출되도록 한 것이다.

그러나 상기 선행기술은 투수블록 본체의 배출통로는 투수코어와 직접 연결되지 않아 투수블록 본체로 유입된 물은 여전히 미로형태로 구불구불하고 길이가 길며 넓은 부분과 좁은 부분이 혼재된 배수통로를 통과하여야 하므로 시간이 경과되면 상기 배출통로가 막히면서 투수블록 본체는 투수기능을 상실하게 되는 문제점을 여전히 가지고 있으며, 상기 투수코어는 시멘트 콘크리트로 제조되는 투수블록본체와 달리 플라스틱으로 제조되어 압축강도가 투수블록 본체에 비해 현격히 떨어지는 문제점이 있었으나, 이를 지지할 구성이 없어서 투수코어부분이 파손되는 등의 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 투수블록을 상부 블록과 우수배출 유도공간 및 하부 블록의 층상구조로 형성하고, 상부 블록에는 균일한 직경을 갖고 짧으며 수직으로 형성되어 이물질이 걸리지 않고 우수가 신속하게 배출되는 수직 투수홀이 우수배출 유도공간과 연결되게 다수개 형성되고, 하부 블록에는 가장자리에 상기 우수배출 유도공간과 연결된 소정 폭의 우수배출공간을 형성하여 투수기능을 극대화시킴과 아울러 오래 사용하여도 투수기능이 상실되지 않도록 한 투수블록을 제공하는 데 있다.

또한, 상기 하부 블록은 합성수지로 내벽과 외벽을 형성하여 내벽의 내측에 무기계 소재의 지지블록이 구비되고 내벽과 외벽사이에 우수배출공간을 형성하여 기계적 압축 강도와 내충격성을 향상시킬 뿐 아니라 온도차로 인한 수축과 팽창을 흡수하도록 하여 사용수명이 길어지도록 하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 투수블록을 수직방향으로 상부 블록과 우수배출 유도공간 및 하부 블록으로 구획하되, 상기 상부 블록은 합성수지로 형성하고 우수배출 유도공간과 연결된 다수의 수직 투수홀을 형성하고, 하부 블록은 합성수지로 형성되고 삽입홈을 형성하는 내벽과 상기 내벽과 연결되어 내벽의 외측으로 우수배출 유도공간과 연결된 우수배출공간을 형성하는 외벽 및 상기 삽입홈의 하부에 구비되는 격자형의 지지망, 상기 삽입홈으로 삽입설치되는 무기계 소재로 형성된 지지블록을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투수블록을 제공하는 데 있다.

상기 상부 블록 표면에는 다수의 수직 투수홀과 연결된 우수유도홈을 더 형성한다.

또한, 상기 상부 블록과 하부 블록은 서로 분리형성하여 체결수단에 의하여 서로 조립하여 중심부에 우수배출 유도공간을 형성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 수직 투수홀이 길이가 짧고 직경이 균일하여 이물질에 의한 막힘 등이 발생하지 않으며, 상기 수직 투수홀로 투수된 우수 등이 우수배출 유도공간과 우수 배출 공간을 통해서 지하로 배출되므로, 오랫 동안 우수한 투수성을 유지할 수 있고, 막힘이 발생하지 않아 종래와 같이 막힌 배출통로를 뚫기 위한 청소를 할 필요가 없어 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 무기계 소재로 형성된 블록을 합성수지로 감싸는 형태로 형성되어 압축강도가 높고 도로포장용으로 사용시에 차량의 하중 또는 외부 충격에 시멘트 콘크리트로 된 압축강도가 높은 지지블록이 쉽게 파손되지 않아 수명이 길어지는 효과가 있으며, 우수배출공간이 우수배출 역할뿐 아니라 온도차로 인한 합성수지의 팽창과 수축을 흡수하여 투수블록의 수명이 길어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 투수블록을 나타내는 사시도
도 2는 본 발명에 따른 투수블록의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 투수블록의 저면사시도
도 4는 본 발명에 따른 투수블록의 저면도
도 5는 본 발명에 따른 투수블록의 평면도
도 6은 본 발명에 따른 투수블록의 체결수단을 나타내는 도면
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 투수블록의 위치고정돌기를 나타내는 도면

이하 본 발명의 실시 예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 투수블록(10)은 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이 수직방향으로 상부로부터 상부 블록(20)과 우수배출 유도공간(32) 및 하부 블록(30)으로 구획된다.

상기에서 상부 블록(20)은 도 1 내지 도 6에 나타내는 바와 같이 우수배출 유도공간(32)과 연결된 다수의 수직 투수홀(21)이 형성되는데, 상기 수직 투수홀(21)은 상하 동일한 직경으로 길이가 짧고 수직으로 형성되며, 일반 투수블록이 갖는 면적공극률인 2% 이상의 면적공극율을 갖도록 상부 블록 표면적의 2%이상의 면적으로 형성한다.

구체적으로 상기 수직 투수홀(21)은 투수에 필요한 면적공극률을 갖도록 직경 1~10mm 크기의 원형이나 타원형 또는 다각형으로 천공하는데, 1mm이하인 경우 모래나 흙 등에 의하여 막힐 염려가 있고 10mm를 초과하면 도보자의 하이힐 등 뾰족한 물체가 걸릴 위험이 있다.

또한, 우수한 투수효과를 확보하면서 보행자에게 위험하지 않도록 상기 수직 투수홀(21)은 다른 직경으로 형성할 수 있는데, 그 예로 수직 투수홀(21)의 최대크기인 직경 10mm 크기의 수직 투수홀(21)을 각 투수블록당 최소 10개 이상 형성하고 다른 수직 투수홀(21)의 직경은 보다 작은 직경으로 형성한다.

그리고, 상기 수직 투수홀(21)들 사이의 간격은 수직 투수홀(21)의 직경보다 크도록 형성하여 상부 블록(20)의 강도가 저하되는 것을 방지한다.

아울러, 상기 상부 블록(20)의 표면에는 다수의 수직 투수홀(21)과 연결된 우수 유도홈(22)을 형성하여, 우수 등이 우수 유도홈(22)과 수직 투수홀(21)을 거쳐 우수배출 유도공간(32)으로 흐르도록 하는데, 상기 우수 유도홈(22)은 상부 블록(20) 표면에서 약 0.5-5mm 음각으로 다수개 형성하여 우수를 모집하면서 보행자 등의 미끄럼을 방지한다.

또한 상기 상부 블록(20) 표면은 미끄럼을 방지하기 위하여 물결형태로 요철(20a)(20b)을 형성하는데, 요철(20a)(20b)의 방향을 도 6에 나타내는 바와 같이 상부 블록(20) 전체에서 일정범위(가 내지 라)로 일정영역에서 엇갈리게 배치해 즉, 도 6의 가,다와 나,라구역의 요철(20a)(20b)을 다른 방향으로 배치하여 미끄럼 방지효과를 향상시키며, 상기 요철은 당업자가 필요에 따라 다양한 형상과 배치로 실시할 수 있는 것이고, 상기 요철(20a)(20b)의 깊이는 우수 유도홈(22)에 비하여 깊지 않도록 한다.

이와 같은 구성을 갖는 상부 블록(20)은 합성수지를 사출성형하여 제조하는데, 그 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트 등의 유기계 합성수지 중에서 택일된 하나 혹은 이들의 혼합물을 사용하고, 여기에 채색안료, 체질안료 등을 혼합하여 성형한다.

또한, 목분을 합성수지에 포함한 합성목재수지를 사용하거나 석분을 합성수지에 포함한 합성석재수지를 이용하여 성형할 수도 있고, 기계적 강도를 강화하기 위하여 섬유상 또는 분말상의 탄소, 나일론, 케블라 같은 유기계 강화재나 실리카와 같은 무기계 강화재를 혼합한 합성수지를 사용할 수도 있다.

상기 합성수지는 신재와 재활용재 모두 사용 가능하고, 탄성을 갖도록 SBS(Styrene Butadiene Block Copolymer), SEBS(Styrene-Etylene-Butylene-Styrene Block Copolymer), SIS(Styrene-Isoprene-Styrene Triblock Copolymer), SES등 열가소성 엘라스토머를 이용하여 사출성형으로 제조할 수 있고, 우레탄, 폴리에스터, 에폭시와 같은 열경화성 합성수지를 성형틀에서 경화해 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 상부 블록(20)은 3~30mm 두께로 형성되는데 3mm이하에서는 도로포장용 블록으로 강도가 부족하고 30mm이상은 하부 블록을 포함한 투수블록의 두께가 과도하게 두꺼워지고 사출성형도 복잡하다.

한편, 상기 수직 투수홀(21)의 직경을 d라고 하면 1개의 수직 투수홀(21)이 상부 블록(20) 표면에서 차지하는 면적은 πd²/4 이다.

n 개의 수직 투수홀(21)로 구성된 표면의 공극면적(Ap)은 다음과 같다.

Ap=nπd²/4

여기서 250 x 125mm 크기의 투수블록(10)에 직경3mm 크기의 원형 수직 투수홀(21)을 만들면서 일반 투수블럭의 최대면적 공극률인 4% 이상의 면적공극률을 가지려면 필요한 수직 투수홀(21)의 수량은 다음과 같다.

n=4 x Ap / (d²) = 4x(230x125x0.04)/(πx3²)=163개

즉, 일반 투수블록의 면적공극률 이상의 면적공극률을 본 발명의 투수블록(10)이 가지려면 직경 3mm 크기의 수직 투수홀(21)이 163개 이상 되도록 상부 블록(20)를 형성하여야한다.

한편, 하부 블록(30)은 도 1 내지 도 3 및 도 7 내지 도 8에 나타내는 바와 같이 합성수지로 형성되고 중심에 삽입홈(33a)을 형성하는 내벽(33)과, 상기 내벽(33)과 일체로 합성수지로 형성되고 내벽(33)의 외측으로 우수배출공간(35)을 형성하는 외벽(34), 상기 삽입홈(33a)으로 삽입되는 무기계 소재로 형성된 지지블록(31) 및 상기 지지블록(31) 하부에 구비되는 격자형의 지지망(37)을 포함하여 구성된다.

상기 내벽(33)과 외벽(34)은 다수개의 연결바(36)로 서로 연결되며, 상기 연결바(36)는 내벽(33)과 외벽(34)의 상하 길이에 대응되는 길이로 판형으로 형성될 수도 있고 상부 또는 하부 일부에만 형성되거나 상/하부 모두에 각각 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 삽입홈은 상부가 완전 개방된 형태로 형성될 수도 있고 상부가 그물망형 또는 판형으로 막히게 형성할 수도 있다.

또한 상기 우수배출공간(35)은 상부 블록(20)에서 배출된 우수가 용이하게 배출되도록 하는 역할을 하는데, 이외에도 투수블록(10)의 상부 블록(20) 상부면과 하부 블록 하부면 사이에 온도차로 인한 열팽창 또는 열수축을 흡수하여 투수블록이 파손되는 것을 방지한다.

이때, 우수 배출을 용이하게 하기 위하여 상부 블록의 최대면적공극률보다 우수배출공간(35)의 면적공극률이 커야 하는데, 우수배출공간(35)의 단면적(As)은 다음과 같이 계산된다.

As=2(L x S_L+W x Sw)

여기서 S_L는 길이방향의 우수배출공간(35)의 간격이고 Sw는 폭방향의 우수배출공간(35)의 간격이다.

투수블록(10)의 크기가 L=250mm, W=125mm 이고 상부 블록(20)의 면적공극률을 일반투수블록의 최대면적공극률인 4%로 하면 우수배출공간(35)의 폭이 길이방향과 폭 방향이 같은 경우 우수배출공간(35)의 최소 필요 폭은 다음과 같다.

S_L=Sw= (L x W x Pt) / (2 x (L +W))

S_L=Sw= (250x125x0.04)/(2x(250+125))=1.7mm

즉, 250x125mm 크기의 투수블록(10)의 경우 우수배출공간(35)의 최소 필요 폭은 1.7mm 인데 투수블록(10)의 크기가 200x100mm 인 경우에는 1.3mm로 줄어들므로 우수배출공간(35)의 최소 설계폭은 투수블록(10)의 크기와 연계되어 구성한다.

이에 따라 내벽(33)과 외벽(34) 사이의 간격 즉 우수배출공간(35)의 폭을 최소 1.2mm이상 유지되도록 구성한다.

그리고, 상기 내벽(33)과 외벽(34) 사이의 연결바(36)는 본 발명의 실시 예에서는 하부에만 형성하는데 상기 연결바(36)는 1mm이상의 두께를 갖도록 형성하여 우수배출공간(35)에 의하여 압축강도가 약해지는 것을 방지한다.

상기 지지망(37)은 지지블록(31)이 하부로 이동되는 것을 방지하기 위한 것으로 0.5mm 이상의 두께로 형성한다.

이와 같이 구성된 하부 블록(30)의 내벽(33)과 외벽(34) 및 지지망(37)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트 등의 합성수지를 단독 또는 혼련한 신재나 재활용재를 사용한다.

한편, 상기 지지블록은 압축강도를 유지하면서 투수블록의 수명을 길게 하는 기능을 갖는 것으로, 시멘트 외에도 모래, 콩자갈, 쇄석 및 잡석, 폐시멘트 콘크리트 같은 재활용골재와 점토블록 파쇄석, 제철소의 고로와 제강로의 슬래그 등을 시멘트 페이스트를 이용해 결합시키거나 유기계 합성수지로 결합시켜 투수기능을 더욱 상승시킨다.

그리고, 상기 우수배출 유도공간(32)은 도 3에 나타내는 바와 같이 상부 블록(20)과 하부 블록(30)을 결합한 상태에서 형성되는 것으로 상부 블록(20)에서 배출되는 우수를 우수배출공간(35)으로 유도해 우수가 원활하게 배출되도록 하는데, 그 최소 높이가 1.3mm 이상 되도록 한다.

이를 위하여 상기 상부 블록(20)의 저면 혹은 하부 블록(30)의 상부에는 우수배출 유도공간(32) 형성을 위한 다수개의 지지바(28)가 형성되는데, 상기 지지바(28)는 우수의 흐름을 방해하지 않도록 양 종단이 투수블록(10)의 경계로부터 소정거리 이격된 위치에 위치되고 다수개의 지지바(28)들은 서로 소정간격 이격되게 배치형성되며 일정간격으로 나란하게 배치되거나 지그재그로 배치될 수 있다.

그리고, 상기 상부 블록(20)과 하부 블록(30)은 도 1에 나타내는 바와 같이 체결수단(41)(42)으로 서로 결합되는데, 상기 체결수단(41)(42)은 상부 블록(20)과 하부 블록(30)에 각각 서로 대응되게 형성된 체결돌기(41)와 체결턱(42)으로 구성되며, 그 설치위치와 방향 및 형상은 당업자가 필요에 따라 선택가능한 것으로 별도로 제한되지 않는다.

한편, 통상 투수블록(10)을 시공하면서 간격을 일정하게 유지하고 위치를 고정하기위해 모래로 줄눈을 채우는 시공을 하고 있으나 본 발명에서는 상기 체결돌기(41)와 체결턱(42)이 모래 없이 투수블록(10)이 위치를 잡을 수 있도록 하는 역할을 하며, 이외에도 외벽(34) 외측에 별도의 위치고정돌기(미도시)를 1mm 이상의 두께와 5mm 이상의 길이로 형성할 수도 있다.

한편, 도면중 미설명부호 29a, 29b, 39는 상부 블록과 하부 블록간 결합을 안내 및 견고하게 하기 위한 보강편을 나타내며, 29a는 내벽(33)과 접하는 위치에 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 투수블록의 작용을 살펴본다.

통상 투수블록은 외부로부터 가해지는 하중에 대응하여 형상과 기능을 유지함으로써 사용자인 보행자가 늘 편안함을 느낄 수 있도록 파손되거나 형상을 유지하지 못하는 것을 방지하는 것이 기본적인 요건이다.

본 발명에 있어서는 지지블록(31)에 의하여 외부 하중에 견디고, 합성수지로된 내벽(33)과 외벽(34)에 의하여 지지블록(31)의 외부충격에 대해 파손을 방지할 수 있다.

더불어 외벽(34)과 내벽(33) 사이에 있는 우수배출공간(35)은 우수배출기능은 물론 하절기와 동절기 온도차에 의한 열팽창 또는 수축을 흡수하는 기능을 보유해 본 발명의 투수블록(10)이 계절에 관계없이 전체적인 형상과 기능을 유지할 수 있다.

또한 본 발명의 투수블록(10)은 상부 블록(20) 면적공극률이 일반 투수블록의 미로형태로 이루어진 면적공극률인 2~4%보다 높고, 투수홀이 직선형태로 수직으로형성되어 우수배출기능이 우수하고 우수배출경로가 짧고 넓어 이물질이 쌓이지 않아 사용기간동안 투수기능을 계속해서 유지하는 효과가 있다.

따라서, 기존의 미로형태의 투수통로를 갖고 있는 투수블록은 6개월에 한번씩 청소해야 투수기능의 저하를 방지할 수 있지만 본 발명의 투수블록은 투수홀이 수직형으로 형성되어 이물질이 쌓이지 않고 수직 투수홀의 길이도 투수블록 전체의 1/2~1/3로 짧아 배출소요시간도 짧고 이물질이 쌓일 확율도 적어 청소작업이 필요하지 않게 된다.

10 : 투수블록 20 : 상부 블록
21 : 수직 투수홀 22 : 우수 유도홈
30 : 하부 블록 31 : 지지블록
32 : 우수배출 유도공간 33 : 내벽
34 : 외벽 35 : 우수 배출공간

Claims (5)

1. 합성수지로 형성되고 다수의 수직 투수홀(21)이 형성된 상부 블록(20)과;
   합성수지로 형성되고, 삽입홈(33a)을 형성하는 내벽(33)과, 상기 내벽(33)과 연결되어 내벽(33)의 외측으로 우수배출 유도공간(32)과 연결된 우수배출공간(35)을 형성하는 외벽(34) 및 상기 삽입홈(33a)의 하부에 구비되는 격자형의 지지망(37), 상기 삽입홈(33a)으로 삽입설치되는 무기계 소재로 형성된 지지블록(31)을 포함하여 구성되는 하부 블록(30);
   상기 상부 블록(20)의 저면 혹은 하부 블록(30)의 상부에 서로 소정간격 이격되게 형성되고 각각의 양 종단은 상부 블록(20) 또는 하부 블록(30)의 경계로부터 소정거리 이격된 위치에 형성되는 다수개의 지지바(28)에 의하여 상기 상부 블록(20)과 하부 블록(30) 사이에 형성되며 수직 투수홀(21)과 우수배출공간(35)을 연결하는 우수배출 유도공간(32);
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하여 상부 블록(20)과 우수배출 유도공간(32) 및 하부 블록(30)이 층상구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 투수블록.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부 블록(20) 표면에는 다수의 수직 투수홀(21)과 연결된 우수 유도홈(22)을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 투수블록.
3. 제 1항에 있어서, 상기 상부 블록(20)과 하부 블록(30)은 서로 분리형성하여 체결수단(41)(42)으로 조립하여 중심부에 우수배출 유도공간(32)을 형성하는 것을 특징으로 하는 투수블록.
4. 제 3항에 있어서, 상기 체결수단(41)(42)은 줄눈역할을 하도록 외측으로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 투수블록.
5. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 상부 블록(20) 표면에는 요철(20a)(20b)을 형성한 것을 특징으로 하는 투수블록.

Images