KR102035447B1 - 투수성 혼합물을 이용한 배수구 그레이팅 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투수성 혼합물을 이용한 배수구 그레이팅을 제안한다. 상기 배수구 그레이팅은 골재와 폴리우레탄(polyurethane) 용액이 혼합 및 교반된 투수성 혼합물, 상기 투수성 혼합물이 양생되는 사각틀, 및 상기 사각틀 내에서 양생된 투수성 혼합물이 상기 배수구의 하부 방향으로 이탈하는 것을 방지하는 지지대를 포함할 수 있다.

Description

투수성 혼합물을 이용한 배수구 그레이팅 {Drain hole grating using permeable mixture}

본 발명은 도로 구조물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 투수성 혼합물을 이용한 배수구 그레이팅에 관한 것이다.

배수구 그레이팅(Drain hole grating)은 우천 시 차도 또는 인도 등의 노면에 흐르는 우수를 옥외 배수로로 흘려보내기 위한 배수구의 덮개 구조물이다. 이와 같은, 배수구 그레이팅은 일반적으로 격자(grid) 모양의 철물 또는 주철제로 제작되어, 스틸 그레이팅(steel grating)으로 불리우기도 한다.

그러나, 종래의 배수구 그레이팅은 격자 모양의 구조물 사이의 간격이 매우 넓어, 우수와 함께 유입되거나 또는 행인에 의해 투척된 오염물(예를 들어, 담배꽁초 등)을 제대로 걸러내지 못하였다. 이와 같이, 종래의 배수구 그레이팅에 의해 제대로 걸러내지 못한 오염물은 배수로 관 내부에서 퇴적되어, 결과적으로 배수로 관 내부를 막게 된다. 그리고, 배수로 관 내부가 막혀 고인 오수는 시간이 흐르면서 부패되어 심한 악취를 유발하고, 해충을 서식하게 하는 문제점이 있었다.

따라서, 오염물이 배수로 관 내부로 유입되지 않도록 차단하고, 우수만을 효과적으로 통과시킬 수 있으면서, 도로의 미관을 해치지 않는 배수구 그레이팅이 요구되는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-1130770호, ‘개량형 그레이팅 및 이를 이용한 배수구의 그레이팅 구조’, (2012.03.28. 공고)

본 명세서은 투수성 혼합물을 이용한 배수구 그레이팅을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 위에서 언급한 기술적 과제에 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 투수성 혼합물을 이용한 배수구 그레이팅을 제안한다. 상기 배수구 그레이팅은 골재와 폴리우레탄(polyurethane) 용액이 혼합 및 교반된 투수성 혼합물, 상기 투수성 혼합물이 양생되는 사각틀, 및 상기 사각틀 내에서 양생된 투수성 혼합물이 상기 배수구의 하부 방향으로 이탈하는 것을 방지하는 지지대를 포함할 수 있다.

상기 폴리우레탄 용액은 폴리올(polyol)계 수지와 이소시아네이트(isocyanate)계 수지의 우레탄(urethane) 반응으로 얻어질 수 있다. 또한, 상기 투수성 혼합물은 선행적으로 상기 골재와 상기 폴리올계 수지가 교반된 이후, 상기 폴리올계 수지가 교반된 골재에 이소시아네이트계 수지가 교반된 것일 수 있다. 이 경우, 상기 투수성 혼합물은 폴리올계 수지와 이소시아네이트계 수지는 1:0.7 내지 1:1.15 부피비를 가지고, 상기 골재와 상기 폴리올계 수지는 1:0.01 내지 1:0.2 중량비로 혼합될 수 있다.

상기 지지대는 상기 사각틀 내에서 양생된 투수성 혼합물에 대한 지지력을 높이기 위한 지지턱이 상기 사각틀에 접합되지 않은 면의 단부에 하나 이상 형성될 수 있다.

상기 투수성 혼합물은 제1 크기보다 큰 골재와 상기 폴리우레탄 용액이 교반된 제1 혼합물 층(layer) 위에, 상기 제1 크기보다 작은 골재와 상기 폴리우레탄 용액이 교반된 제2 혼합물 층(layer)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 혼합물 층과 상기 제2 혼합물 층이 서로 혼합되는 것을 방지하기 위한 초커 층(choker layer)을 상기 제1 혼합물 층과 상기 제2 혼합물 층 사이에 포함하여 구성될 수 있다.

상기 투수성 혼합물은 외부로 노출되는 면에 상기 골재가 박리되는 것을 방지하기 위한 오버코트(overcoat)가 도포될 수 있다. 이 경우, 상기 오버코트의 색상은 상기 투수성 혼합물의 색상과 상이할 수 있다.

상기 배수구 그레이팅은 상기 사각틀이 내부로 삽입될 수 있는 외부 프레임을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 외부 프레임은 상기 사각틀 내에서 양생된 투수성 혼합물을 고정하는 고정력을 높이기 위한 압박 돌기가 상기 사각틀 둘레면과 접하는 네 개의 내면에 각각 하나 이상 형성될 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 배수구 그레이팅은 오염물이 배수로 관 내부로 유입되지 않도록 차단하고, 우수만을 효과적으로 통과시킬 수 있다.

특히, 본 발명의 실시 예들에 따른 배수구 그레이팅은 격자 모양의 구조물이 외부로 노출되지 않으므로, 여성용 신발의 굽 끼임 또는 영유아의 발목 끼임 등과 같은 안전 사고를 차단할 수 있다. 또한, 배수구 그레이팅의 표면이 도로 포장에 흔히 이용되는 골재로 구성되어 있으므로, 주변 도로와 배수구 덮개가 일체화된 미적 감각을 전달할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅 제작 과정의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골재 전처리 과정의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대의 특징을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 프레임의 특징을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수 개의 층으로 적층된 투수성 혼합물을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초커 층(choker layer)을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오버코트(overcoat)를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토목섬유 층(geosynthetic layer)을 설명하기 위한 사시도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 발명의 배경이 되는 기술에서 상술한 바와 같이, 종래의 배수구 그레이팅은 우수와 함께 유입되거나 행인에 의해 투척된 오염물을 제대로 걸러내지 못하여, 배수로 관 내부에서 오수가 부패되고 해충이 서식하는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 배수구 그레이팅은 격자 모양의 구조물에 의해 여성용 신발의 굽 끼임 또는 영유아 발목 끼임 등의 안전 사고가 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 본 발명은 투수성 혼합물을 이용한 배수구 그레이팅을 제안한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅의 사시도이다 .

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)은 배수구의 상부에 설치될 수 있다. 배수구 그레이팅(100)의 상면(上面)은 외부로 노출되며, 하면(下面)은 배수구와 연통될 수 있다. 특히, 배수구 그레이팅(100)의 상면에는 투수성 혼합물(110)이 투입될 수 있다.

여기서, 투수성 혼합물(110)은 일정 크기를 가지는 골재(aggregate)가 바인더(binder) 용액에 의해 접합된 것으로서, 차도 또는 인도 등의 노면에 흐르는 우수를 배수로로 통과시킬 수 있다.

이와 같은, 투수성 혼합물(110)의 성능은 투수력과 압축 강도에 의해 결정될 수 있다. 투수력(infiltration capacity)은 투수성 혼합물(110)이 일정 시간 동안 통과시킬 수 있는 물의 양에 대한 능력이다. 압축 강도(compressive strength)는 투수성 혼합물(110)이 파괴되지 않으면서 견딜 수 있는 최대 압축 응력이다. 한편, 환경부 고시 제2012-36호에는 투수성 포장재의 인증 기준에 관하여 규정하고 있다. 해당 규정에 따르면, 주택 건설용 자재, 재료 및 설비의 투수 콘크리트 제품은 투수 계수 1.0 X 10^-2 cm/sec 이상, 공극률 20% 이상 및 압축 강도 14.70 MPa 이상을 만족해야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 혼합물(110)은 골재의 전처리(가공, 세정, 건조 및 선별 과정)를 통해 투수력을 확보하고, 폴리우레탄(polyurethane) 용액을 이용하여 압축 강도를 확보할 수 있다. 이와 같은, 투수성 혼합물(110)의 전처리 과정과 폴리우레탄 용액에 대해서는, 추후 도 2 및 도 4를 참고하여 구체적으로 후술하기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)은 투수성 혼합물(110)을 이용하여 제작됨으로써, 오염물이 배수로 관 내부로 유입되지 않도록 차단하고 우수만을 효과적으로 통과시킬 수 있다.

특히, 배수구 그레이팅(100)은 격자 모양의 구조물이 외부로 노출되지 않으므로, 여성용 신발의 굽 끼임 또는 영유아의 발목 끼임 등과 같은 안전 사고를 차단할 수 있다. 또한, 배수구 그레이팅(100)은 표면이 도로 포장에 흔히 이용되는 골재로 구성되어 있으므로, 주변 도로와 배수구 덮개가 일체화된 미적 감각을 전달할 수 있다.

이하 상술한 바와 같은, 배수구 그레이팅(100)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅의 분해 사시도이다 .

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)은 투수성 혼합물(110), 사각틀(120), 지지대(130) 및 외부 프레임(140)을 포함하여 구성될 수 있다.

각각의 구성요소에 대해 설명하면, 투수성 혼합물(110)은 바인더 용액에 의해 접합된 골재의 혼합물이다. 투수성 혼합물(110)은 차도 또는 인도의 노면에 흐르는 우수를 배수로로 통과시키는 역할을 수행한다.

이와 같은, 투수성 혼합물(110)은 투수력을 확보하기 위하여, 골재의 전처리 과정을 거칠 수 있다. 골재의 전처리 과정은 골재의 가공, 세정, 건조 및 선별 단계로 구성된다. 이와 같은, 투수성 혼합물(110)을 제조하기 위한, 골재의 전처리 과정에 대해서는 추후 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

투수성 혼합물(110)은 압축 강도를 확보하기 위하여, 전처리 과정을 거친 골재와 폴리우레탄 용액을 혼합 및 교반하여 제조될 수 있다. 여기서, 폴리우레탄은 반응성 수산기(hydroxyl group)를 가지는 고분자 폴리올(polyol)계 수지와 이소시아네이트(isocyanate)계 수지를 우레탄(urethane) 반응시켜 얻어진 고분자 물질이다. 이와 같은, 폴리우레탄은 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내마모성 및 탄성에 의한 충격 흡수 성능을 가지고 있다. 이와 같은, 투수성 혼합물(110)을 제조하기 위한, 폴리우레탄 용액의 혼합 및 교반에 대해서는 추후 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

품질 검사 전문기관인 "건설기술원"의 품질 시험 및 검사 성적서에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 혼합물(110)의 투수 계수는 2.92 X 10^-2 cm/sec로 측정되고, 평균 압축 강도는 16.3 MPa로 측정되었다(시험 제809호, 2012년 3월 14일 발급). 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 혼합물(110)은 배수구 그레이팅(100)에 요구되는 투수 계수 및 압축 강도가 충분히 확보된다.

다음 구성으로, 사각틀(120)은 상면이 개방된 사각형 형상의 틀이다. 사각틀(120)은 내부에 투수성 혼합물(110)이 양생될 수 있다. 구체적으로, 사각틀(120)은 길이 방향에 나란하게 양 측에 배치된 두 개의 횡 플레이트와 길이 방향의 수직 방향으로 나란하게 양 측에 배치된 두 개의 종 플레이트가 결합되어 구성될 수 있다. 사각틀(120)의 상면은 외부로 노출되는 면이고, 사각틀(120)의 하면은 배수구와 연통되는 면으로 다수 개의 지지대(130)가 접합될 수 있다.

이와 같은, 사각틀(120)은 철물 또는 주철제에 한정되지 아니하고, 플라스틱제로도 제작될 수 있다. 즉, 종래의 배수구 그레이팅은 오직 철물 또는 주철제로 제작되나, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)은 투수성 혼합물(110)이 지지 역할을 수행하므로, 사각틀(120)이 플라스틱제로도 제작될 수 있다.

다음 구성으로, 지지대(130)는 사각틀(120) 내에서 양생된 투수성 혼합물(110)이 사각틀(120)의 하면(즉, 배수구의 하부 방향)으로 이탈하는 것을 방지하기 위한 구조물이다. 구체적으로, 지지대(130)는 사각틀(120)의 길이 방향으로 일정 간격에 따라 배치되는 복수 개의 횡 지지대와, 횡 지지대를 가로 지르는 복수 개의 종 지지대로 구성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 아니하고, 지지대(13)는 횡 지지대 또는 종 지지대 중 하나만으로 구성될 수도 있다.

이와 같은, 지지대(130)는 사각틀(120)의 하면(즉, 배수구 방향) 또는 외부 프레임(140)의 상면 또는 하면 중 어느 하나에 접합될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대(130)는 사각틀(120) 내에서 양생된 투수성 혼합물(110)에 대한 지지력을 높이기 위한 지지턱을 가질 수 있다. 이와 같은, 지지턱은 지지대(130)의 사각틀(또는 외부 프레임)에 접합되지 않은 면의 단부에 하나 이상 형성될 수 있다.

다음 구성으로, 외부 프레임(140)은 내부에 삽입된 사각틀(120)을 지지하는 구조물이다. 구체적으로, 외부 프레임(140)은 상면이 완전 개방되고, 하면은 고정 턱을 제외하고 일부 개방된 프레임이다. 외부 프레임(140)의 상면으로 삽입된 사각틀(120)은 고정 턱에 의해 외부 프레임(140) 내부에 안착될 수 있다. 외부 프레임(140) 내부에서 투수성 혼합물(110)에 의해 통과된 우수는 일부 개방된 하면으로 배출될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 프레임(140)은 사각틀(120) 내에서 양생된 투수성 혼합물(110)을 고정하는 고정력을 높이기 위한 압박 돌기를 가질 수 있다. 이와 같은, 압박 돌기는 사각틀(120)의 둘레면과 접하는 외부 프레임(140)의 네 개의 내면에 각각 하나 이상 형성될 수 있다.

이하, 상술한 바와 같은, 배수구 그레이팅(100)의 제작 과정에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅 제작 과정의 순서도이다 .

도 3을 참조하면, 투수력을 확보하기 위하여 골재에 대하여 가공, 세정, 건조 및 선별 단계의 전처리 과정을 수행할 수 있다(S100). 여기서, 가공, 세정, 건조 및 선별 단계에 대한 구체적인 설명은 추후 도 4를 참조하여 하기로 한다.

다음으로, 전처리 과정이 수행된 골재를 폴리올계 수지와 혼합 및 교반할 수 있다(S200). 구체적으로, 폴리올계 수지는 2개 이상의 수산기를 가지는 지방족 화합물이다. 이와 같은, 폴리올계 수지로는 폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시프로필렌폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시부틸렌글리콜, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜, 폴리옥시프로필렌트리올, 폴리옥시프로필렌폴리옥시에틸렌트리올, 폴리옥시프로필렌폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌트리올과 같은 말단 히드록실기를 갖는 폴리에테르계 폴리올 또는 프탈산, 아디프산, 말레산 같은 폴리카복실산과 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸올프로페인, 글리세린, 펜타에리트리톨 같은 다가 알코올로부터 유도되는 말단 히드록실기를 갖는 폴리에스테르계 폴리올 등이 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예는 상기 폴리올계 수지를 단독 또는 둘 이상 조합하여 혼합할 수 있다.

이 경우, 골재에 폴리올계 수지가 혼합되는 비율이 증가하면, 압축 강도는 증가될 수 있으나 투수 계수가 저하될 수 있다. 반대로, 골재에 폴리올계 수지가 혼합되는 비율이 감소되면, 투수 계수는 증가될 수 있으나, 압축 강도는 저하된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 혼합물(110)은 골재와 폴리올계 수지가 1:0.01 내지 1:0.2 중량비로 혼합할 것을 제안한다.

다음으로, 폴리올계 수지와 혼합된 골재를 사각틀(120)에 투입할 수 있다(S300). 구체적으로, 폴리올계 수지는 자체적인 경화 능력이 없으며, 증발되지 않고 액체 상태로 유지되는 성질이 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 배수구 그레이팅(100)의 제작 시간을 단축시키기 위하여, 선행적으로 전처리된 골재와 폴리올계 수지를 혼합 및 교반하여 저장한 후, 제작하고자 하는 배수구 그레이팅(100)의 사각틀(120)의 종류에 따라 사각틀(120)에 폴리올계 수지가 혼합 및 교반된 골재를 투입할 수 있다.

다음으로, 사각틀(120)에 투입된 폴리올계 수지와 혼합된 골재에 이소시아네이트계 수지를 혼합 및 교반할 수 있다(S400). 구체적으로, 이소시아네이트계 수지는 분자에 이소시아네이트기(-NCO)를 함유하는 유기화합물이다. 이와 같은, 이소시아네이트계 수지로는 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 중합체성 MDI, 톨리딘디이소시아네이트(TODI), p-페닐렌이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트, 헥사메틸 렌디이소시아네이트, 수소 첨가 MDI, 아이소포론 디이소시아네이트 등의 지방족 이소시아네이트 등이 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예는 상기 이소시아네이트계 수지를 단독 또는 둘 이상 조합하여 혼합할 수 있다.

이 경우, 골재에 혼합 및 교반되는 폴리올계 수지와 이소시아네이트계 수지는 1:0.7 내지 1:1.15의 부피비를 가질 수 있다. 또한, 선행적으로 폴리올계 수지가 혼합 및 교반된 골재를 이용함으로써, 폴리올계 수지가 균일하게 코팅된 골재에 이소시아네이트계 수지가 혼합 및 교반되면서 폴리올계 수지를 경화시켜 투수성 혼합물(110)의 압축 강도를 향상시킬 수 있다.

다음으로, 골재에 폴리올계 수지 및 이소시아네이트계 수지가 모두 혼합된 투수성 혼합물(110)에 후처리를 수행하여 양생할 수 있다(S500). 여기서, 후처리는 골재에 폴리올계 수지 및 이소시아네이트계 수지가 모두 혼합된 투수성 혼합물(110)에 열 또는 압력을 가하는 것이다. 이와 같은, 후처리는 투수성 혼합물(110)의 크기에 따라 달라질 수 있다.

다음으로, 내부에 투수성 혼합물(110)이 양생된 사각틀(120)을 외부 프레임(140)에 삽입하여, 배수구 그레이팅(100)을 완성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골재 전처리 과정의 순서도이다 .

도 4를 참조하면, 자연에서 채취한 골재를 가공할 수 있다(S110). 여기서, 골재의 가공 단계는 골재 사이의 공극률을 확보하며, 골재 사이의 접촉 면을 증가시키기 위한 단계이다.

일반적으로, 자연에서 채취한 골재는 많은 능각(稜角)이 형성되어 그 공극이 크다. 그러나, 자연에서 채취한 골재를 입체적으로 혼합시키게 되면, 골재의 능각이 다른 골재들 사이에 끼워지게 되어 전체적인 공극률은 높아지지 않고, 오히려 골재 사이의 접촉 면이 줄어든다. 따라서, 골재의 가공 단계는 연마 장치 등을 이용하여 골재의 표면을 둥글게 가공하는 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면 골재의 가공 비용을 줄이기 위하여 단순히 골재의 능각을 없애는 정도까지만 연마할 수 있다.

다음으로, 가공된 골재를 세정할 수 있다(S120). 여기서, 골재의 세정 단계는 골재의 압축 강도를 유지하도록 골재에 포함된 이물질(석분, 분진 및 토사 등)을 제거하는 단계이다.

일반적으로, 자연에서 채석되어 분쇄된 골재 또는 가공된 골재에는 석분 및 분진을 포함한 많은 이물질이 포함되어 있다. 이러한 이물질이 폴리우레탄 수지와 혼합될 경우, 폴리우레탄 수지의 결합력을 저하시킬 뿐만 아니라, 골재의 공극을 막아 공극률을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 골재의 세정 단계는 골재가 서로 긴밀하게 결합되고, 골재의 표면에 폴리우레탄 수지가 균일하게 도포될 수 있도록, 세정수를 이용하여 골재를 세정하는 것이다.

다음으로, 세정된 골재를 건조할 수 있다(S130). 여기서, 골재의 건조 단계는 골재에 함유된 수분을 제거하는 단계이다.

골재에 잔존하는 수분은 폴리우레탄 수지의 코팅을 방해하는 요소로 작용한다. 수분이 골재에 잔존해 있으면, 투수성 혼합물(110)이 제조되는 과정 또는 양생되는 과정에서 폴리우레탄 수지가 알갱이 형태로 응집되어 골재의 표면에 도포되지 않는다. 따라서, 골재의 건조 단계는 세정 단계에 의해 잔존하는 세정수, 골재 내부의 습기 및 우수를 건조하는 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면 세정된 골재를 80℃ 내지 300℃로 가열하여 골재를 건조할 수 있다.

다음으로, 건조된 골재를 선별할 수 있다(S140). 여기서, 골재의 선별 단계는 골재를 입도에 따라 분리하는 단계이다.

배수구 그레이팅(100)은 다양한 실시 예에 따라, 다양한 입도의 골재가 이용될 수 있다. 따라서, 골재의 선별 과정은 선별 스크린 등을 이용하여 골재를 입도별로 분리하는 것이다. 이러한, 선별 과정은 건조된 골재의 입도 분포에 따라 생략될 수도 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)의 특징에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대의 특징을 설명하기 위한 사시도이다 .

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)의 지지대(130)는 횡 지지대(131), 종 지지대(133) 및 지지턱(135)을 포함하여 구성될 수 있다.

복수 개의 횡 지지대(131)와 종 지지대(133)는 서로 격자 구조를 형성하여, 사각틀(120)의 일면 또는 외부 프레임(140)의 일면에 접합될 수 있다.

지지턱(135)은 횡 지지대(131)와 종 지지대(133)의 사각틀(또는 외부 프레임)에 접합되지 않은 면의 단부에 하나 이상 형성될 수 있다. 이와 같이, 형성된 지지턱(135)은 사각틀(120) 내에서 양생된 투수성 혼합물(110)이 사각틀(120)에 대한 지지력을 높일 수 있다.

도 5에 도시된 지지턱(135)은 아치(arch) 형태의 면과 같은 모양을 가지고 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 아치 형태의 막대, 직선 형태의 면, 직선 형태의 막대 등 다양한 모양을 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 프레임의 특징을 설명하기 위한 사시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)의 외부 프레임(140)은 내면에 압박 돌기(141)를 포함하여 구성될 수 있다.

압박 돌기(141)는 사각틀(120)의 둘레면과 접하는 면에 외부 프레임(140)의 네 개의 내면에 각각 하나 이상 형성될 수 있다. 이와 같은, 압박 돌기(141)는 외부 프레임(140) 내부에 삽입된 사각틀(120)의 외주면을 압박하여, 사각틀(120) 내에서 양생된 투수성 혼합물(110)의 고정력을 높일 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 사각틀(120)은 플라스틱제로 제작될 수 있으므로, 압박 돌기(141)에 의해 압박된 사각틀(120)의 횡 플레이트와 종 플레이트는 사각틀(120)의 중심 방향으로 휘어지며, 내부의 투수성 혼합물(110)을 압박하여 고정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수 개의 층으로 적층된 투수성 혼합물을 설명하기 위한 사시도이다 .

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)의 투수성 혼합물(110)은 골재의 크기에 따라 선별된 복수 개의 층(layer)으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 투수성 혼합물(110)이 2개의 층으로 구성된 경우, 투수성 혼합물(110)은 제1 크기보다 큰 골재와 폴리우레탄 용액이 혼합 및 교반된 제1 혼합물 층(111) 위에, 제1 크기보다 작은 골재와 폴리우레탄 용액이 혼합 및 교반된 제2 혼합물 층(113)을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 투수성 혼합물(110)은 상대적으로 크기가 큰 골재로 구성된 층(111)이 아래층(배수로를 향하는 면)에 위치하고, 상대적으로 크기가 작은 골재로 구성된 층(113)이 위층(외부로 노출되는 면)에 위치하도록 구성될 수 있다.

이와 같이, 상대적으로 크기가 큰 골재가 배수로를 향하는 면에 위치하면, 투수성 혼합물(110)로부터 박리되어 배수로로 투입되는 골재의 개수를 줄일 수 있게 된다. 또한, 상대적으로 크기가 작은 골재가 외부로 노출되는 면에 위치하면, 배수구 그레이팅(100)으로 투입되는 오염물을 효과적으로 막을 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초커 층(choker layer)을 설명하기 위한 사시도이다 .

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)은 투수성 혼합물(110)이 복수 개의 층(111, 113)으로 구성된 경우, 그 사이에 초커 층(115)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 초커 층(115)은 제1 혼합물 층(111)과 제2 혼합물 층(113) 사이에 포함되어, 초커 층(115)은 제1 혼합물 층(111)과 제2 혼합물 층(113)이 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 초커 층(115)은 상대적으로 크기가 작은 골재로 구성된 층(113)의 골재 중 일부가 침강하여, 상대적으로 큰 골재로 구성된 층(113)의 골재 사이로 이동하여 공극을 막는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 이와 같은, 초커 층(115)은 평균 직경 0.25 인치 내지 0.375 인치 사이의 분쇄 골재로 구성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오버코트(overcoat)를 설명하기 위한 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)은 투수성 혼합물(110) 위에 오버코트(150)가 도포될 수 있다.

구체적으로, 오버코트(150)는 투수성 혼합물(110)의 외부로 노출되는 면에 도포되어, 충격 또는 침식 등에 의해 투수성 혼합물(110)의 외부로 노출되는 면에 위치하는 골재가 박리되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은, 오버코트(150)는 UV 안전성 폴리우레탄 탄성중합체로 구성될 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 오버코트(150)는 착색제의 역할을 수행하여 배수구 그레이팅(100)의 심미감을 높일 수 있다. 예를 들어, 배수구 그레이팅(100)이 설치될 장소의 주변 노면 색상과 투수성 혼합물(110)의 색상이 상이한 경우, 투수성 혼합물(110) 위에 주변 노면 색상과 유사한 오버코트(150)를 도포하여, 배수구 그레이팅(100)과 주변 노면이 일체화된 심미감을 전달할 수 있다. 즉, 오버코트(150)의 색상은 투수성 혼합물(110)의 색상과 상이할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토목섬유 층( geosynthetic layer)을 설명하기 위한 사시도이다 .

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배수구 그레이팅(100)은 투수성 혼합물(110)과 지지대(130) 사이에는 토목섬유 층(160)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 토목섬유 층(160)은 투수성 혼합물(110)와 지지대(130)가 접하는 외면을 감싸도록 구성되어, 투수성 혼합물(110)로부터 박리된 골재가 배수로로 투입되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은, 토목섬유 층(160)은 유입된 우수가 빠져나가기 충분한 투수력을 확보하기 위하여, 지오텍스타일(geotextile), 지오그리드(geogrid), 지오네트(geonet), 지오멤브레인(geomembrane), 토목섬유 클레이 라이너(clay liner), 지오폼(geofoam), 지오컴포지트(geocomposite) 중 어느 하나를 이용하여 구성될 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 선정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

배수구 그레이팅: 100
투수성 혼합물: 110 사각틀: 120
지지대: 130 외부 프레임: 140
오버코트: 150 토목섬유 층: 160

Claims (10)

1. 배수구의 상부에 설치되는 그레이팅에 있어서,
   골재와 폴리우레탄(polyurethane) 용액이 혼합 및 교반된 투수성 혼합물;
   상기 투수성 혼합물이 양생되는 사각틀;
   상기 사각틀 내에서 양생된 투수성 혼합물이 상기 배수구의 하부 방향으로 이탈하는 것을 방지하는 지지대; 및
   상기 사각틀이 내부로 삽입될 수 있는 외부 프레임을 포함하되,
   상기 외부 프레임은
   내부로 삽입된 상기 사각틀의 외주면을 압박하여 상기 사각틀 내에서 양생된 상기 투수성 혼합물의 고정력을 높이기 위하여, 상기 사각틀의 둘레면과 접하는 네 개의 내면에 각각 하나 이상의 압박 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
2. 제1 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 용액은
   폴리올(polyol)계 수지와 이소시아네이트(isocyanate)계 수지의 우레탄(urethane) 반응으로 얻어진 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
3. 제2 항에 있어서, 상기 투수성 혼합물은
   선행적으로 상기 골재와 상기 폴리올계 수지가 교반된 이후, 상기 폴리올계 수지가 교반된 골재에 이소시아네이트계 수지가 교반된 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
4. 제3 항에 있어서, 상기 투수성 혼합물은
   폴리올계 수지와 이소시아네이트계 수지는 1:0.7 내지 1:1.15 부피비를 가지고,
   상기 골재와 상기 폴리올계 수지는 1:0.01 내지 1:0.2 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
5. 제1 항에 있어서, 상기 지지대는
   상기 사각틀 내에서 양생된 투수성 혼합물에 대한 지지력을 높이기 위한 지지턱이 상기 사각틀에 접합되지 않은 면의 단부에 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
6. 제1 항에 있어서, 상기 투수성 혼합물은
   제1 크기보다 큰 골재와 상기 폴리우레탄 용액이 교반된 제1 혼합물 층(layer) 위에, 상기 제1 크기보다 작은 골재와 상기 폴리우레탄 용액이 교반된 제2 혼합물 층(layer)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
7. 제6 항에 있어서, 상기 투수성 혼합물은
   상기 제1 혼합물 층과 상기 제2 혼합물 층이 서로 혼합되는 것을 방지하기 위한 초커 층(choker layer)을 상기 제1 혼합물 층과 상기 제2 혼합물 층 사이에 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
8. 제1 항에 있어서, 상기 투수성 혼합물은
   외부로 노출되는 면에 상기 골재가 박리되는 것을 방지하기 위한 오버코트(overcoat)가 도포된 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
9. 제8 항에 있어서, 상기 오버코트의 색상은
   상기 투수성 혼합물의 색상과 상이한 것을 특징으로 하는, 배수구 그레이팅.
10. 삭제

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