KR101973015B1 - 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 이용한 친환경 도로 포장 및 이의 제조방법 - Google Patents

석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 이용한 친환경 도로 포장 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은, 지반 상에 위치하고, 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량% 및 제1 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 보조 기층, 그리고 보조 기층 상에 위치하고, 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량% 및 제2 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 표층을 포함한다.

Description

석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 이용한 친환경 도로 포장 및 이의 제조방법 {ECO-FRIENDLY PAVEMENT USING STONE SLUDGE OR SOIL SLUDGE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도로 포장 및 이의 제조방법이 제공된다.
1970년대 후반부터 급격하게 증가한 건설 수요는 콘크리트 시장을 급속히 성장시켰으며, 이에 따라 콘크리트 생산시 필요한 골재의 수요가 크게 증가하였다.
건설 산업의 초반부터 하천 골재를 콘크리트 배합용 골재로 사용하였으며, 장기간에 걸친 대량 사용으로 인해 현재는 하천 골재가 부족한 상태에 이르렀고, 최근에는 석산에서의 채석을 통한 부순 골재의 사용이 불가피하게 되었으며, 콘크리트에 사용되는 골재 중 부순 골재가 가장 큰 비중을 차지하고 있다.
부순 골재의 생산량은 연 평균 약 2억톤 이상이고, 부순 골재를 생산하는 과정에서 약 70% 정도의 굵은 골재가 발생되며, 이 굵은 골재를 파쇄하여 이 석분을 파쇄하여 잔 골재를 생산하는 과정에서 다시 약 10 내지 약 20% 정도의 석분 슬러지(sludge)가 발생할 수 있다. 또한 마사토를 채취하여 모래를 생산하는 과정에서도 약 10% 내지 약 20%의 마사토 슬러지가 발생한다.
석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 양은 연간 약 2천만톤에 달하고, 석분 슬러지나 마사토 슬러지를 폐기물로 처리하기 위해서 많은 비용이 발생되어 골재 생산업자들에게 경제적 부담이 가중될 수 있다. 또한 석분 슬러지나 마사토 슬러지가 야적 또는 방치되는 경우, 자연 경관을 훼손시키고, 주변의 토양 및 지하수를 오염시킬 수 있다. 현재 석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 대부분이 적치되거나 매립되고 있는 실정이므로, 자원의 재활용 차원에서 석분 슬러지 및 마사토 슬러지를 다량으로 소비할 소비처 확보가 절실한 상황이다.
한편, 최근 친화적인 환경 조성 및 아름다운 경관에 대한 국민 의식이 높아짐으로써, 자연 경관을 훼손하지 않으면서 역학적 성능을 확보할 수 있는 친환경적인 산책로나 자전거 도로, 인도, 스포츠용 도로 등과 같은 생태도로에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은 폐기물 발생을 최소화하고 석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 매립시 발생되는 토양 및 지하수 오염을 방지하기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은 산업 폐기물인 석분 슬러지 및 마사토 슬러지를 재활용함으로써 포화 상태의 폐기물 처리로 인한 공익적 비용 낭비를 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은 친환경적인 재료 사용으로 인해 자연 경관을 훼손하지 않고, 시각적 피로감을 저하시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은 일반 콘크리트 또는 아스팔트 도로와 동등한 압축 강도, 휨 강도, 미끄럼 저항성, 동결 융해에 대한 저항성, 투수 계수 등의 필요 성능을 확보하기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은 시멘트 사용량을 감소시켜 이산화탄소(CO2) 배출량을 감소시키기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은, 지반 상에 위치하고, 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량% 및 제1 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 보조 기층, 그리고 보조 기층 상에 위치하고, 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량% 및 제2 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 표층을 포함한다.
여기서 제1 혼합물은 고화제 40 ~ 70 중량% 및 경화제 30 ~ 60 중량%를 포함하고, 제2 혼합물은 고화제 85 ~ 95 중량%, 시멘트 4 ~ 12 중량% 및 소석회 0.5 ~ 3 중량%를 포함한다.
표층 전체에 대한 고화제의 중량비가 보조 기층 전체에 대한 고화제의 중량비보다 클 수 있다.
보조 기층의 투수율이 표층의 투수율보다 클 수 있다.
표층의 압축 강도가 보조 기층의 압축 강도보다 클 수 있다.
표층 상에 위치하고, 아스팔트 또는 콘크리트 물질이 포함되어 있는 포장층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장의 제조방법은, 지반 상에 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량%와 제1 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 보조 기층재를 포설하는 제1 포설 단계, 보조 기층재에 물 및 혼화제를 살포하여 롤링하는 제1 다짐 단계, 보조 기층재를 건조시켜 보조 기층을 형성하는 제1 양생 단계, 보조 기층 상에 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량%와 제2 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 표층재를 포설하는 제2 포설 단계, 표층재에 물 및 혼화제를 살포하여 롤링하는 제2 다짐 단계, 그리고 표층재를 건조시켜 표층을 형성하는 제2 양생 단계를 포함한다.
여기서, 제1 혼합물은 고화제 40 ~ 70 중량% 및 경화제 30 ~ 60 중량%를 포함하고, 제2 혼합물은 고화제 85 ~ 95 중량%, 시멘트 4 ~ 12 중량% 및 소석회 0.5 ~ 3 중량%를 포함한다.
표층 상에 아스팔트 또는 콘크리트 물질이 포함되어 있는 포장층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 도로 포장은 폐기물 발생을 최소화하고 석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 매립시 발생되는 토양 및 지하수 오염을 방지할 수 있고, 산업 폐기물인 석분 슬러지 및 마사토 슬러지를 재활용함으로써 포화 상태의 폐기물 처리로 인한 공익적 비용 낭비를 감소시킬 수 있으며, 친환경적인 재료 사용으로 인해 자연 경관을 훼손하지 않고, 시각적 피로감을 저하시킬 수 있고, 일반 콘크리트 또는 아스팔트 도로와 동등한 압축 강도, 휨 강도, 미끄럼 저항성, 동결 융해에 대한 저항성, 투수 계수 등의 필요 성능을 확보할 수 있으며, 시멘트 사용량을 감소시켜 이산화탄소(CO2) 배출량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 도로 포장의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 한 실시예에 따른 도로 포장의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 한 실시예에 따른 도로 포장의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 한 실시예에 따른 도로 포장을 적용한 사진이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 한 실시예에 따른 도로 포장의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 한 실시예에 따른 도로 포장은 지반 상에 위치하는 보조 기층(20)과, 보조 기층(20) 상에 위치하는 표층(30)을 포함한다.
보조 기층(20)은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 약 70 중량% 내지 약 90 중량% 및 제1 혼합물 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 포함한다. 표층(30)은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 약 70 중량% 내지 약 90 중량% 및 제2 혼합물 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 포함한다.
본 명세서에서 석분 슬러지(sludge)는 채석장 등에서 건설용 골재를 제조하는 과정 중 발생될 수 있고, 마사토 슬러지는 마사토를 세척하여 모래를 제조하는 과정에서 발생할 수 있다. 따라서 실시예들에 따른 도로 포장은 석분 슬러지나 마사토 슬러지 등의 친환경 소재를 포함함으로써 주위 자연 환경과의 친화성이 향상되고, 이질감이 발생되지 않으며, 전체 자연경관을 손상시키지 않을 수 있다.
석분 슬러지 또는 마사토 슬러지는 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, SO3, TiO2, P2O5, MnO, Na2O, K2O, Cl 등의 물질을 포함할 수 있다. 또한 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지의 평균 pH는 약 7 내지 약 9 일 수 있다.
고화제(firming agent)는 제조 과정 중에 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 결합 상태로 응고시킬 수 있고, 고화제의 함량이 많을수록 도로 포장의 압축 강도 및 휨 강도가 커질 수 있다.
고화제는, 예를 들어, 플라이 애쉬(fly ash) 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 제지 소각재(제지 애쉬) 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 산화 칼슘(calcium oxide) 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 알루미늄 황산염 수화물(aluminum sulfate hydrate) 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 그리고 황산 칼슘 무수물(calcium sulfate anhydrous) 약 5 중량% 내지 약 40 중량%를 포함할 수 있다.
경화제는 경화 또는 건조의 온도를 낮게 하는 경화 반응 촉진 첨가물로서, 예를 들어, 산화마그네슘, 연탄재, 고로에서 생성된 슬래그 등이 분말화 된 상태로 이용될 수 있다.
석분 슬러지 또는 마사토 슬러지와 고화제가 혼합되어 경화된 경우, 고화제는 응집되어 있는 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지의 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지가 경화제와 혼합되어 경화된 경우, 경화제는 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지의 탄력성 및 쿠션감을 향상시킬 수 있다. 이는 경화제에 의한 석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 경화가 고화제에 의한 석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 경화보다 약한 수준으로 이루어지기 때문이다.
보조 기층(20)은 지반(10)과 표층(30) 사이에 위치한다. 보조 기층(20)은 도로 포장에 탄력성 및 쿠션감을 부여할 수 있어 도로 포장이 운동장 트랙, 조깅용 도로, 자전거 도로 등의 스포츠용 도로 포장으로 사용되도록 기능할 수 있다. 또한 보조 기층(20)은 미리 정해진 범위의 기공률 또는 투수율을 갖고 있어 우천시 표층(30)을 통해 스며든 물을 신속하게 통과시킴으로써 도로 포장이 지반(10)의 이완에 효과적으로 대응하도록 할 수 있다.
보조 기층(20)은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지와 제1 혼합물을 포함하고, 제1 혼합물은 고화제 및 경화제를 포함한다. 여기서, 제1 혼합물은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지가 응집하여 결합한 상태를 유지할 수 있도록 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 경화시킬 수 있다.
보조 기층(20)은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 약 70 ~ 90 중량%와 제1 혼합물 약 10 ~ 30 중량%를 포함하고, 이러한 범위 내에서 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지가 효과적으로 결합 및 응집하여 강도 및 내구성 저하가 최소화될 수 있고, 사용 도중 쉽게 파손되거나 크랙이 발생하는 현상이 최소화될 수 있으며, 동시에 탄력성 및 쿠션감이 부여될 수 있고, 투수 성능이 향상될 수 있다.
보조 기층(20)에서, 제1 혼합물은 고화제 약 40 중량% 내지 약 70 중량% 및 경화제 약 30 중량% 내지 약 60 중량%를 포함한다. 이러한 범위 내에서 필요한 압축 강도 및 휨 강도를 확보함과 동시에 쿠션감 및 투수 성능이 부여될 수 있다. 예를 들어, 제1 혼합물에서의 경화제 함량이 약 60 중량%을 초과하는 경우, 도로 포장으로서 필요로 하는 강도를 확보하지 못하여 파손 및 크랙이 발생할 수 있다. 경화제 함량이 약 30 중량% 미만인 경우에는, 도로 포장이 충분한 탄력성이나 쿠션감을 확보하지 못할 수 있고, 기공률 또는 투수율이 지나치게 작아 지반의 이완에 효과적으로 대응하지 못할 수 있다. 또한 전술한 범위 이내에서, 고화제의 함량이 증가할수록 압축 강도 및 휨 강도가 강해질 수 있고, 반대로 경화제의 함량이 증가할수록 도로 포장의 유연성, 탄력성, 쿠션감, 투수율 등이 향상될 수 있다.
표층(30)은 보조 기층(20) 상에 위치하고, 사람, 자전거, 자동차 등과 직접 접촉되는 부분이다. 표층(30)은 미리 정해진 정도의 압축 강도 및 휨 강도를 가짐으로써, 도로 포장이 특정 범위의 하중을 견딜 수 있도록 기능할 수 있다. 예를 들어, 표층(30)의 압축 강도는 약 21 내지 약 24 MPa 일 수 있고, 표층(30)의 휨 강도는 약 5.2 내지 약 5.3 MPa일 수 있다.
표층(30)은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지와 제2 혼합물을 포함하고, 제2 혼합물은 고화제, 시멘트, 그리고 소석회를 포함한다. 여기서, 제2 혼합물은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지가 응집하여 결합한 상태를 유지할 수 있도록 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 경화시킬 수 있다.
표층(30)은 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 약 70 중량% 내지 약 90 중량% 및 제2 혼합물 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 포함한다. 이러한 범위 내에서 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지가 효과적으로 결합 및 응집하여 강도 및 내구성이 향상될 수 있다.
표층(30)에서, 제2 혼합물은 고화제 약 85 중량% 내지 약 95 중량%, 시멘트 약 4 중량% 내지 약 12 중량% 및 소석회 0.5 중량% 내지 약 3 중량%를 포함한다. 이러한 범위 내에서 표층(30)의 강도 및 내구성이 향상될 수 있다.
시멘트는 전술한 함량 범위 이내에서 표층(30)의 강도를 더욱 강화시킬 수 있고, 표층(30)의 기공률, 투수율 및 함수율을 감소시킴으로써 시간의 흐름에 따른 표층(30)의 강도 저하를 최소화할 수 있다.
소석회는 전술한 함량 범위 이내에서 표층(30)이 지나치게 산성화되는 현상을 방지할 수 있다.
표층(30) 전체에 대한 고화제의 중량비는 보조 기층(20) 전체에 대한 고화제의 중량비보다 클 수 있다. 이로 인해, 표층(30)의 압축 강도 및 휨 강도가 보조 기층(20)의 압축 강도 및 휨 강도보다 클 수 있다. 이에 더하여 표층(30)은 시멘트 및 소석회를 추가적으로 포함하므로, 강도가 더욱 향상될 수 있다. 따라서 표층(30)의 압축 강도가 보조 기층(20)의 압축 강도보다 클 수 있다. 반면, 사람이나 자동차에 직접적으로 접촉되는 부분이 아닌 보조 기층(20)은 시멘트 및 소석회를 포함하지 않고 표층(30)에 비해 적은 함량의 고화제를 포함하여 상대적으로 강도가 약하지만, 도로 포장 전체에 쿠션감을 부여할 수 있고, 지반의 변화에 대한 완충 기능을 수행하고 지반의 침하를 방지할 수 있다.
보조 기층(20)의 투수율은 표층(30)의 투수율보다 클 수 있다. 표층(30)에는 시멘트 및 소석회가 포함되어 있고, 시멘트 및 소석회가 응집되어 있는 무기성 오니의 기공 또는 틈에 충진되어 있기 때문에, 표층(30)의 기공률이 보조 기층(20)의 기공률보다 작을 수 있고, 표층(30)의 투수율 또한 보조 기층(20)의 투수율보다 작을 수 있다. 예를 들어, 우천시, 대부분의 빗물은 표층(30)에 스며들지 않고 외부로 흐르게 되어 표층(30)의 강도 및 내구성 저하를 최소화할 수 있고, 동결 융해에 대한 저항성 또한 향상될 수 있다. 일부의 빗물이 표층(30)으로 스며들었다고 하더라도, 표층(30)의 하부에 위치하는 보조 기층(20)이 표층(30)에 비해 상대적으로 큰 기공률 및 투수율을 갖고 있으므로 빗물이 신속하게 지반(10)으로 빠져나갈 수 있고, 지반의 이완 등의 변화에 효과적인 대응이 가능할 수 있다.
전술한 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 이용한 도로 포장은 산책로, 인도, 운동장, 조깅용 도로, 자전거 도로, 주차장 등으로 사용될 수 있다. 또한 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 이용한 도로 포장이 하수관로나 오폐수관로 등 지하에 설치되는 관로의 하부에 위치하여 관로의 뒤틀림과 침하를 방지하고, 지반을 안정화시키며, 땅꺼짐을 방지할 수도 있다. 도 4는 실시예에 따라 산책로로 조성된 도로 포장의 예시를 나타내는 도면이다.
이하에서 도 1의 도로 포장과 관련하여 설명된 구성 요소와 중첩되는 부분에 대해서는 상세한 설명이 생략될 수 있다.
도 2는 한 실시예에 따른 도로 포장의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 도로 포장은, 표층(30) 상에 위치하고, 아스팔트 또는 콘크리트 물질이 포함되어 있는 포장층(40)을 더 포함할 수 있다.
산책로나 자전거 도로보다 강한 강도가 요구되는 일반적인 자동차 도로 포장의 경우, 도로 포장은 보조 기층(20) 및 표층(30)을 포함하고, 도로의 강도 향상을 위해 최상위층에 포장층(40)을 포함할 수 있다. 이러한 자동차 도로 포장는 종래의 도로에 비해 아스팔트나 콘크리트 물질을 적게 포함하므로, 오염 물질을 보다 적게 방출할 수 있고, 친환경적일 수 있다.
이하에서는 도로 포장의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 3은 한 실시예에 따른 도로 포장의 제조방법을 설명하는 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도로 포장의 제조방법은, 지반(10) 상에 무기성 오니 70 ~ 90 중량%와 제1 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 보조 기층재를 포설하는 제1 포설 단계(S10), 보조 기층재에 물 및 혼화제를 살포하여 롤링(rolling)하는 제1 다짐 단계(S20), 보조 기층재를 건조시켜 보조 기층(20)을 형성하는 제1 양생 단계(S30), 보조 기층(20) 상에 무기성 오니 70 ~ 90 중량%와 제2 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 표층재를 포설하는 제2 포설 단계(S40), 표층재에 물 및 혼화제를 살포하여 롤링하는 제2 다짐 단계(S50), 그리고 표층재를 건조시켜 표층(30)을 형성하는 제2 양생 단계(S60)를 포함한다.
여기서, 제1 혼합물은 고화제 40 ~ 70 중량% 및 경화제 30 ~ 60 중량%를 포함하고, 제2 혼합물은 고화제 85 ~ 95 중량%, 시멘트 4 ~ 12 중량% 및 소석회 0.5 ~ 3 중량%를 포함한다.
우선, 도시되지는 않았지만, 도로 포장을 설치하고자 하는 지반(10)의 노상을 절토 및 터파기하여 정리하고, 지반 개량 공법 등에 의해 다짐할 수 있다. 이로 인해 지반(10)의 평활도가 높아질 수 있고, 강도가 높아질 수 있다.
이후, 지반(10) 상에 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지와 제1 혼합물을 포함하는 보조 기층재를 포설하는 제1 포설 단계(S10), 물 및 혼화제를 살포하고 롤링 장치 등을 통해 보조 기층재를 다짐하는 단계(S20), 그리고 이를 일정 기간 방치하여 건조시켜 보조 기층(20)을 형성하는 제1 양생 단계(S30)가 수행된다.
보조 기층(20)은 도로 포장의 용도에 따라 필요한 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 조깅 도로를 제조하는 경우, 도로의 탄력성 내지 쿠션감을 향상시키기 위해 보조 기층(20)을 표층(30)보다 두껍게 형성할 수 있다.
보조 기층(20)에서, 제1 혼합물은 고화제 약 40 중량% 내지 약 70 중량% 및 경화제 약 30 중량% 내지 약 60 중량%를 포함한다. 이러한 범위 내에서 필요한 압축 강도 및 휨 강도를 확보함과 동시에 쿠션감 및 투수 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 보조 기층(20)은 지반(10)의 지지력을 보강하고, 지반(10)의 변화에 대응할 수 있으며, 수분을 신속하게 통과시켜 수분의 동결을 방지하고, 도로 포장의 내구성을 향상시킬 수 있다.
다짐 단계에서, 롤링 장치는 일반적으로 사용되는 다짐 장치일 수 있고, 인력에 의한 마무리가 병행될 수 있다. 물과 함께 살포되는 혼화제는 AT제, 감수제 등 포장 분야에서 사용되는 재료가 사용 가능하며, 물 중량 대비 약 5 중량% 이내로 포함될 수 있고, 이러한 범위 내에서 제1 혼합물이 균일하게 분산될 수 있다.
이후, 보조 기층재가 일광의 직사, 풍우, 건조, 기온, 하중 및 충격 등에 의한 유해한 영향을 받지 않고 건조되어 보조 기층(20)이 형성될 수 있다.
이어서, 보조 기층(20) 상에 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지와 제2 혼합물을 포함하는 표층재를 포설하는 제2 포설 단계(S40), 표층재에 물 및 혼화제를 살포하여 롤링하는 제2 다짐 단계(S50), 그리고 표층재를 건조시켜 표층(30)을 형성하는 제2 양생 단계(S60)가 수행된다.
표층(30)은 도로 포장의 용도에 따라 필요한 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 주차장을 제조하는 경우, 도로 포장의 강도 및 내구성을 향상시키기 위해 표층(30)의 두께를 보조 기층(20)의 두께보다 두껍게 형성할 수 있다.
표층(30)에서, 제2 혼합물은 고화제 약 85 중량% 내지 약 95 중량%, 시멘트 약 4 중량% 내지 약 12 중량% 및 소석회 0.5 중량% 내지 약 3 중량%를 포함한다. 이러한 범위 내에서 표층(30)의 강도 및 내구성이 향상될 수 있다.
표층재의 다짐 단계(S50)는 제1 다짐 단계(S20)와 동일한 장비에 의해 수행될 수 있고, 이후 교통이 허용 될 때까지 일광의 직사, 풍우, 건조, 기온, 하중 및 충격 등에 의한 유해한 영향을 받지 않도록 보호될 수 있다(S60).
추가적으로, 강도 향상을 위해 도로 포장의 표층(30) 상에 아스팔트 또는 콘크리트 물질이 포함되어 있는 포장층(40)이 형성될 수 있고, 포장층재를 포설 및 다짐하고 양생하는 단계가 수행될 수 있다.
실시예들에 따른 도로 포장은 각지에서 발생되는 석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 장기적인 수요를 제공할 수 있고, 이로 인해 석분 슬러지 및 마사토 슬러지의 매립시 발생되는 토양 및 지하수 오염을 방지할 수 있으며, 시멘트 사용량을 감소시켜 이산화탄소(CO2) 배출량을 감소시킬 수 있고, 비용을 절감시킬 수 있다. 또한 도로 포장은 일반적인 도로와 유사한 강도 및 내구성을 가짐과 동시에 탄성력 또는 쿠션감을 가질 수 있고, 빗물에 의한 내구성 저하가 최소화될 수 있다. 또한 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지를 사용함으로 인해 자연 경관을 훼손하지 않고, 주변 경관과 조화를 이룰 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 지반 20: 보조 기층
30: 표층 40: 포장층

Claims (7)

  1. 지반 상에 석분 슬러지(sludge) 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량%와 제1 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 보조 기층재를 포설하는 제1 포설 단계,
    상기 보조 기층재에 물 및 혼화제를 살포하여 롤링(rolling)하는 제1 다짐 단계,
    상기 보조 기층재를 건조시켜 보조 기층을 형성하는 제1 양생 단계,
    상기 보조 기층 상에 석분 슬러지 또는 마사토 슬러지 70 ~ 90 중량%와 제2 혼합물 10 ~ 30 중량%를 포함하는 표층재를 포설하는 제2 포설 단계,
    상기 표층재에 물 및 혼화제를 살포하여 롤링하는 제2 다짐 단계, 그리고
    상기 표층재를 건조시켜 표층을 형성하는 제2 양생 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 혼합물은 고화제 40 ~ 70 중량% 및 경화제 30 ~ 60 중량%를 포함하고,
    상기 제2 혼합물은 고화제 85 ~ 95 중량%, 시멘트 4 ~ 12 중량% 및 소석회 0.5 ~ 3 중량%를 포함하는
    도로 포장의 제조방법.
  2. 제1항에서,
    상기 표층 상에 아스팔트 또는 콘크리트 물질이 포함되어 있는 포장층을 형성하는 단계를 더 포함하는 도로 포장의 제조방법.
  3. 제1 항에서,
    상기 표층 전체에 대한 상기 고화제의 중량비가 상기 보조 기층 전체에 대한 상기 고화제의 중량비보다 큰 도로 포장의 제조방법.
  4. 제3 항에서,
    상기 보조 기층의 투수율이 상기 표층의 투수율보다 큰 도로 포장의 제조방법.
  5. 제4 항에서,
    상기 표층의 압축 강도가 상기 보조 기층의 압축 강도보다 큰 도로 포장의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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