KR101934884B1 - 충진프레임과 보강철선을 이용한 도로의 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 도로의 보강구조는, 지반의 상면에 구성되는 일정두께의 지지층과, 상기 지지층의 상면에 구성되어 도로의 표면을 형성하며, 투수성 소재로 이루어지는 표층을 포함하며, 상기 지지층은 다수개의 플레이트가 서로 직교되게 조합되어 다수개의 충진공간을 형성하는 충진프레임과, 상기 충진프레임의 플레이트를 수평으로 관통하는 보강철선과, 상기 다수개의 충진공간 중에서 일부 충진공간에 구성되는 보강블럭과, 상기 충진공간 중에서 보강블럭이 구성되지 않은 충진공간에 충진되는 충진골재를 포함하여 이루어진다.
상기 보강블럭은 충진공간에 몰타르 또는 콘크리트가 타설되어 양생됨으로써 이루어진다.
상기 보강블럭은 충진공간을 하나씩 건너띄어서 구성되며, 충진공간의 홀수열과 짝수열에 구성된 보강블럭은 서로 엇갈리게 배치된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 지지층의 내하중성이 강화됨과 더불어 투수성이 고르게 유지됨으로써 표층 균열 및 지반 침하 등의 문제가 감소된다는 이점이 있다.

Description

충진프레임과 보강철선을 이용한 도로의 보강구조{reinforcement structure of roads}

본 발명은 빗물에 대한 투수성이 유지될 뿐만 아니라, 표층으로 가해지는 하중에 대한 내하중성이 강화되는 지지층을 갖는 도로의 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 도심의 도로는 그 표면이 아스팔트나, 콘크리트, 보도블럭 등으로 포장됨으로써 녹지면적이 줄어들고, 빗물이 지표면 아래로 흡수되지 않는 이른바 불투수면적이 증가하고 있다.

불투수 면적이 증가하게 되면, 강우시 빗물이 땅 속으로 침투하지 못하고 배수시설을 통해 그대로 배수됨으로써 지하수가 고갈되는 등 물 순환 체계를 왜곡시키고 있으며, 불투수면에서 집수된 빗물이 일시에 우수관 및 하수관에 유입되어 하수관거에 과부하를 야기함은 물론 호우시 하수관 역류에 따른 도심 침수를 야기하고 있다.

더불어, 여름철과 같이 기온이 높은 때에 토사 속에 함유되어 있는 수분의 증발이 억제되어 도시의 열섬화가 가속된다는 문제 또한 유발되고 있다.

따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 도로 및 보도 등에 있어서 투수성을 갖도록 포장하는 다양한 기술들이 안출되었다.

종래의 투수성 포장기술의 한예로서, 도로의 표층을 구성하는 아스콘, 콘크리트, 보도블럭 등이 다공성(多孔性)을 갖도록 구성하고, 자갈이나 모래 등의 이른바 입자성 골재를 사용하여 표층을 지지하는 지지층을 구성하는 방식이 안출된 바있다.

이에 따르면, 표층이 다공성 재질로 이루어질 뿐만 아니라, 지지층에서도 사용되는 골재의 특성상 수분 함입이 가능한 공극이 형성되기 때문에 표층으로 떨어진 빗물이 표층을 통과하여 지지층으로 유입되고, 이어서 지지층에 형성된 공극에 함입된다.

그리고, 지지층의 공극에 함입된 빗물은 곧바로 흘러 내려가지 않고 서서히 배출됨으로써 빗물이 저류되는 것과 같은 효과가 발생하게 되며, 이에 따라 빗물이 급속히 배출됨에 따른 문제가 어느정도 완화된다고 볼 수 있다.

그러나, 이러한 종래기술에 의하면, 지지층을 구성함에 있어서, 많은 공극이 형성되도록 하기 위하여 골재의 밀집도를 낮추게 되면, 표층에 대한 보강구조 역시 약해지기 때문에 결과적으로 표층(도로)의 내하중성이 저하되어 균열이 쉽게 발생하는 등의 문제가 유발된다.

반대로, 지지층을 구성하는 골재의 밀집도를 높이게 되면, 도로의 표층에 가해지는 하중에 대한 내하중성이 강해지기는 하지만, 지지층의 공극이 감소하게 됨으로써 투수성이 저하되어 빗물의 저류량이 감소된다는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 표층으로 가해지는 하중에 대한 내하중성이 향상됨과 더불어 투수성이 저하되지 않는 지지층을 갖는 도로의 보강구조 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 도로의 보강구조는, 지반의 상면에 구성되는 일정두께의 지지층과, 상기 지지층의 상면에 구성되어 도로의 표면을 형성하며, 투수성 소재로 이루어지는 표층을 포함하며, 상기 지지층은 다수개의 플레이트가 서로 직교되게 조합되어 다수개의 충진공간을 형성하는 충진프레임과, 상기 충진프레임의 플레이트를 수평으로 관통하는 보강철선과, 상기 다수개의 충진공간 중에서 일부 충진공간에 구성되는 보강블럭과, 상기 충진공간 중에서 보강블럭이 구성되지 않은 충진공간에 충진되는 충진골재를 포함하여 이루어진다.

상기 보강블럭은 충진공간에 몰타르 또는 콘크리트가 타설되어 양생됨으로써 이루어진다.

상기 보강블럭은 충진공간을 하나씩 건너띄어서 구성되며, 충진공간의 홀수열과 짝수열에 구성된 보강블럭은 서로 엇갈리게 배치된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 지지층의 내하중성이 강화됨과 더불어 투수성이 저하되지 않음으로써 표층 균열 및 지반 침하 등의 문제가 감소될 뿐만 아니라, 빗물의 저류량이 감소되지 않는다는 이점이 있다.

도 1: 본 발명에 적용되는 충진프레임의 구성을 나타낸 예시도
도 2: 본 발명에 있어서 충진프레임에 보강철선이 갖추어진 상태를 나타낸 예시도
도 3: 본 발명에 있어서 충진프레임에 공극유지틀이 설치된 상태을 나타낸 예시도
도 4: 본 발명에 있어서 충진프레임에 몰타르가 타설된 상태를 나타낸 예시도
도 5: 본 발명에 있어서 충진프레임에서 공극유지틀이 제거되고, 몰타르가 양생되어 보강블럭이 구성된 상태를 나타낸 예시도
도 6: 본 발명에 있어서 충진프레임의 빈 충진공간에 충진골재가 충진된 상태를 나타낸 예시도
도 7: 본 발명에 적용되는 공극유지틀의 구조를 나타낸 확대 사시도
도 8: 본 발명의 다른 실시예에 의하여 충진프레임에 보강블럭만이 구성된 상태를 나타낸 예시도

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도 1 부터 도 8 까지를 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 도로의 보강구조는, 지반의 상면에 구성되는 일정두께의 지지층과, 상기 지지층의 상면에 구성되어 도로의 표면을 형성하며, 투수성 소재로 이루어지는 표층을 포함하여 이루어진다.

상기 지지층은 각 도면에 나타난 것과 같이 다수개의 플레이트(12)가 서로 직교되게 조합되어 다수개의 충진공간(10a)을 형성하는 충진프레임(10)과, 상기 충진프레임(10)의 플레이트(12)를 수평으로 관통하는 보강철선(14)과, 상기 다수개의 충진공간(10a) 중에서 일부 충진공간(10a)에 구성되는 보강블럭(16)과, 상기 충진공간(10a) 중에서 보강블럭(16)이 구성되지 않은 충진공간(10a)에 충진되는 충진골재(18)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 충진프레임(10)을 구성하는 각각의 플레이트(12)에는 상기 보강철선(14)이 끼워지도록 하기 위한 다수개의 끼움슬롯(12a)이 형성된다.

상기 보강블럭(16)은 충진공간(10a)에 몰타르 또는 콘크리트가 타설되어 양생됨으로써 이루어지고, 상기 보강블럭(16)은 충진공간(10a)을 하나씩 건너띄어서 구성되며, 충진공간(10a)의 홀수열과 짝수열에 구성된 보강블럭(16)은 서로 엇갈리게 배치된다.

이에 따라, 보강블럭(16)이 구성되는 충진공간(10a)과, 충진골재(18)가 충진되는 충진공간(10a)은 서로 엇갈려 배치됨으로써 전체적으로 볼 때 체스판의 무늬와 같은 형태를 이루게 된다.

상기 보강철선(14)은 선재형태로서 내인장력을 갖는 금속부재에 대한 통칭으로서 철근, 금속제 와이어 등이 포함된다고 볼 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 도로의 보강구조를 구성하는 방법은, 지반의 상면에 투수가능한 상기 지지층을 구성하고, 지지층의 상면에 콘크리트 또는 아스콘 등의 도로포장재를 타설하는 방식으로 이루어진다.

여기서, 상기 지지층 구성방법은

1) 지반의 상면에 다수개의 플레이트(12)를 서로 직교되게 입설 배치하여 격자형태 충진프레임(10)을 구성함으로써 다수개의 충진공간(10a)을 형성하는 충진공간 구성단계(도 1 참조)

2) 상기 충진프레임(10)의 플레이트(12)를 수평으로 관통하는 다수개의 보강철선(14)을 서로 교차하여 설치하는 보강철선 설치단계(도 2 참조)

3) 상기 충진공간(10a)에 공극유지틀(20)을 이격되게 설치하는 공극유지틀 설치단계(도 3 참조)

상기 공극유지틀(20)이 설치되지 않은 충진공간(10a)에 몰타르를 타설하여 일정기간 양생함으로써 보강블럭(16)을 구성하는 보강블럭 구성단계(도 4 참조)

4) 상기 보강블럭(16)이 구성된 후에 상기 공극유지틀(20)을 제거하는 공극유지틀 제거단계(도 5 참조)

5) 상기 공극유지틀(20)이 제거된 빈 충진공간(10a)에 충진골재(18)를 충진하는 충진골재 충진단계(도 6 참조)를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 따른 도로의 보강구조를 구성함에 있어서 사용되는 상기 공극유지틀(20)은 예시적으로 도 7에 나타난 것과 같이 충진공간(10a)의 상면을 덮는 상면커버부(201)와, 상기 상면커버부(201)의 선단으로부터 직각으로 하향 절곡되어 상기 상면커버부(201)를 받치는 측면커버부(202)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 공극유지틀(20)의 측면커버부(202)에는 상기 보강철선(14)이 통과하는 관통슬롯(20a)이 형성된다.

따라서, 이와 같은 형태의 공극유지틀(20)을 사용하게 되면, 공극유지틀(20)을 설치하거나 제거하는 과정에서 공극유지틀(20)의 측면커버부(202)가 보강철선(14)과 간섭되는 현상이 발생하지 않게 된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 도로의 보강구조에 의하면, 상기 충진프레임(10)에 의해 형성되는 다수개의 충진공간(10a)에 보강블럭(16)과 충진골재(18)가 교대로 배치되는 구성적인 특성상, 상기 보강블럭(16)에 의한 견고한 내하중성과, 상기 충진골재(18)에 의한 투수성이 고르게 분포되어 갖추어지게 된다.

특히, 상기 보강철선(14)에 의하여 각각의 보강블럭(16)이 서로 강하게 결속되기 때문에 표층을 통하여 과도한 하중이 지지층으로 인가되거나, 빗물에 의하여 지지층 아래의 지반이 약해지는 경우에도 보강블럭(16)간의 정렬상태가 흐트러지는 현상이 최대한 억제되며, 따라서, 표층(도로)의 균열이 발생하는 현상 또한 방지된다.

또한, 상기 보강블럭(16)간의 정렬상태가 흐트러지지 않기 때문에 결과적으로 표층에 강한 하중이 가해지더라도 보강블럭(16)과 보강블럭(16) 사이에 형성되는 충진공간(충진골재가 충진되는 충진공간) 역시 변형되지 않고 일정한 넓이로 유지되며, 결과적으로 충진공간(10a)에 충진되는 충진골재(18)의 조밀도 역시 달라지지 않고 일정하게 유지된다.

그리고, 이와 같이 지지층을 구성하는 충진골재(18)의 조밀도가 일정하고 안정적으로 유지되면, 빗물이 각각의 충진공간(10a)을 통하여 고르게 분산되어 투수되기 때문에 지반이 연약해짐으로써 지반이 부분적으로 침하되는 현상이 저하된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 도로의 보강구조는 상기 지지층의 구성에 있어서, 도 8에 나타난 것과 같이 다수개의 플레이트(12)가 서로 직교되게 조합되어 다수개의 충진공간(10a)을 형성하는 충진프레임(10)과, 상기 충진프레임(10)의 플레이트(12)를 수평으로 관통하는 보강철선(14)을 포함하여 이루어지며, 상기 모든 충진공간에 구성되는 보강블럭(16)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 보강블럭(16)은 상기 충진공간에 몰타르가 타설되어 양생되는 방식으로 구성된다.

즉, 다른 실시예에서는 충진공간(10a)을 형성하는 충진프레임(10)과 보강철선(14)의 구성은 앞선 실시예와 동일하지만, 충진골재(18)를 사용하지 않고, 보강블럭(16)만을 사용하여 충진공간(10a)을 전부 채우게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의하면 지지층의 구성상 강도가 매우 높아지기 때문에 표층에 가해지는 하중강도가 매우 높은 도로, 예를 들어 항만의 하역장, 공항의 활주로 등에서 활용성이 높다고 볼 수 있다.

10: 충진프레임 10a: 충진공간
12: 플레이트 12a: 끼움슬롯
14: 보강철선 16: 보강블럭
18: 충진골재 20: 공극유지틀
201: 상면커버부 202: 측면커버부
20a: 관통슬롯

Claims (8)

1. 지반의 상면에 구성되는 지지층과, 상기 지지층의 상면에서 도로의 표면을 형성하며, 투수성의 소재로 이루어진 표층을 포함하는 도로의 보강구조에 있어서,
   상기 지지층은
   다수의 직교되게 조합되어 보강블럭이 위치한 공간과 균일한 다수의 충진골재로 충진된 공간으로 구성되는 충진프레임과,
   상기 보강블럭을 수평의 일방향으로 지지하는 보강철선
   을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 도로의 보강구조
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강블럭은 충진공간에 몰타르 또는 콘크리트가 타설되어 양생됨으로써 이루어지는 것
   을 특징으로 하는 도로의 보강구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 보강블럭은 충진공간을 하나씩 건너띄어서 구성되며,
   충진공간의 홀수열과 짝수열에 구성된 보강블럭은 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 도로의 보강구조.
   
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