KR102062555B1

KR102062555B1 - 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법

Info

Publication number: KR102062555B1
Application number: KR1020190070780A
Authority: KR
Inventors: 한재각
Original assignee: 한재각
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-02-11

Abstract

본 발명은 도로 표면을 청소하여 건조시키는 표면 정리 단계; 도로 표면에 바인더가 포함된 마찰력 증가재를 살포 및 양생하는 마찰력 증가재 살포 단계; 마찰력 증가재가 살포된 도로 표면에 횡방향 또는 종방향으로 복수 개의 그루브를 형성하되, 그루브는 하부에 바닥홈이 형성되고, 양측에 경사면이 포함되며, 다수의 미세요철들이 반복 형성되도록 한 그루브 형성 단계; 및 그루브의 바닥홈에 충진재를 도포하여 충진재층을 형성하는 충진 단계를 포함하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 차량의 미끄럼 저항성을 증대시키고, 주행 안정성을 향상시키며, 그루브의 함몰을 방지하여 그루브 구조체의 강도를 증가시키고, 노면 손상을 방지하여 보수비를 절감하며, 진동과 소음을 완화시키고, 시인성과 배수성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법{CONSTRUCTING METHOD OF GROOVING FOR PREVENTING SLIP OF ROAD SURFACE}

본 발명은 그루빙 시공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로 노면에 입체홈을 형성하여 타이어 패턴과 같은 효과를 제공함으로써 차량의 미끄럼 저항성을 증대시키고 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도로에서 차량의 미끄럼을 방지하기 위해 시공하는 그루빙(Grooving)은 포장도로의 표면처리 공법의 하나로서 도로 노면에 입체홈을 형성하여 타이어패턴과 같은 효과를 제공함으로써, 미끄럼 방지, 주행안정성 확보, 수막 및 결빙현상 방지, 배수성 향상 등을 위해 시공되는 것이다.

이러한 그루빙은 곡선구간, 급구배구간, 교량구간, 터널구간, 횡단보도 앞부분 등과 같이 주의를 요하는 장소나 적설 내지 한냉 지역과 같은 심한 미끄럼 발생이 예상되는 장소에 주로 시공되고 있다.

도 1a는 일반적인 포장 도로 노면에 형성된 홈의 구분 기준을 도시한 도면이고, 도 1b는 일반적인 그루빙이 시공된 개략도를 나타내고 있다. 도 1a를 참고하면 국제그루빙그라인딩협회(IGGA)의 정의에 따르면 포장 도로의 노면에 형성된 홈은 단위 패턴의 간격(W)에 따라 텍스쳐링(Texturing)과 그루빙(Grooving)으로 구분하는 바, 서로 인접한 홈(V)의 골 중앙부 사이의 단위 패턴의 간격(W)의 크기가 1/2인치, 즉 12.7mm 이상이면 그루빙으로 분류되고, 12.7mm 보다 작으면 텍스쳐링으로 분류하고 있다.

또한, 도 1b를 참고하면 그루빙을 패턴별로 분류하는 경우, 차량의 주행방향과 수평하게 도로(10)에 홈을 절단하는 종방향(Longitudinal) 그루빙과, 차량의 주행방향에 수직으로 절단하는 횡방향(Transverse) 그루빙으로 구분된다. 이때, 종방향 그루빙은 곡선구간, 경사구간, 교량구간, 터널구간에 적합하며, 접지력 향상, 운전자의 시선유도, 시인성 향상, 소음감소, 운전편의성 향상 등의 효과가 있고, 횡방향 그루빙은 제동거리 단축과 의도적인 주행 진동 및 소음을 발생시킴으로써 감속 경고 효과를 목적으로 적용되며, 배수성이 취약하거나 동계 결빙사고가 잦은 음지의 평면 구간에 주로 적용되고 있다.

지금까지 국내에서는 제동거리 단축과 감속 경고 효과를 목적으로 횡방향 그루빙을 주로 시공해 왔으나, 곡선구간, 경사구간, 교량구간, 터널구간을 중심으로 종방향 그루빙이 확대 시공되어 좋은 평가와 함께 교통사고 감소에 크게 기여하고 있다.

이와 관련된 종래기술로, 특허문헌 1에는 포장도로면에 그루빙이 가해지는 노면 형성 공법으로, 그루빙 단계를 통하여 형성된 그루빙에 코팅 피복이 가해지기 위한 그루브 피복 단계를 포함하고, 그루브에 피복되는 코팅재는 마찰 저항이 크고 침하성이 우수한 합성수지재인 수용성 폴리머로 이루어진 노면의 분진방지 피복 그루빙 공법이 공개되어 있다.

그러나, 상술한 종래기술은 단순히 그루브에 코팅재가 채워지는 것으로, 단순한 그루브 형성만으로는 미끄럼 방지 효과가 크지 않고, 그루브의 모서리가 함몰되어 내구성이 저하될 수 있으며, 완충 기능이 떨어져 소음과 진동이 크게 발생하고, 조향성이 나빠지며, 시인성 확보가 어렵고, 배수성도 저하되는 문제가 있다.

또한, 종래기술은 도로 표면에 프라이머를 도포하고, 그 위에 에폭시 수지 등의 접착물질을 도포한 후 골재나 규사 등의 단순 구성으로 이루어진 마찰력 증가재를 살포하기 때문에 시공이 복잡하고, 시공 시간이 많이 소요되며, 차량 하중과 충격에 의해 쉽게 노면이 깨지거나 균열이 발생되는 문제가 있다.

특허공개공보 제10-2005-0047225호(2005.12.21. 공개)

본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량의 미끄럼 저항성을 증대시키고, 주행 안정성을 향상시키며, 그루브의 함몰과 분진 발생을 방지하여 그루브 구조체의 강도를 증가시키고, 노면 손상을 방지하여 보수비를 절감하며, 진동과 소음을 완화시키고, 시인성과 배수성을 향상시킬 수 있는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법의 제공에 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 도로 표면을 청소하여 건조시키는 표면 정리 단계; 도로 표면에 바인더가 포함된 마찰력 증가재를 살포 및 양생하는 마찰력 증가재 살포 단계; 마찰력 증가재가 살포된 도로 표면에 횡방향 또는 종방향으로 복수 개의 그루브를 형성하되, 그루브는 하부에 바닥홈이 형성되고, 양측에 경사면이 포함되며, 다수의 미세요철들이 반복 형성되도록 한 그루브 형성 단계; 및 그루브의 바닥홈에 충진재를 채우는 충진 단계를 포함하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 차량의 미끄럼 저항성을 증대시키고, 주행 안정성을 향상시키며, 그루브의 함몰과 분진 발생을 방지하여 그루브 구조체의 강도를 증가시키고, 노면 손상을 방지하여 보수비를 절감하며, 진동과 소음을 완화시키고, 시인성과 배수성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 일반적인 포장 도로 노면에 형성된 홈의 구분 기준을 도시한 도면이고, 도 1b는 패턴별로 분류된 그루빙의 개략도이며, 도 1c는 그루브가 마모되어 손상된 상태를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법의 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 구조체를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 그루빙 장비의 일례를 도시한 사진이고, 도 4b는 그루빙 장비의 절삭날을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 발명에서 충진재와 도료를 도포하는데 사용되는 분사기구의 일례를 도시한 것이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 충진재층과 도료층이 형성된 그루브를 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명에 따른 그루빙 시공 방법에 의해 시공된 도로를 도시한 사진이고, 도 6b는 타이어가 본 발명에 따라 시공된 그루브 통과시 작용을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 그루브와 배수홈이 함께 시공된 사용상태도이다.

이하에서, 이하에서, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용에 관하여 실시예를 중심으로 상세히 설명한다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법은 도로 노면에 입체홈을 형성하여 타이어 패턴과 같은 효과를 제공함으로써 차량의 미끄럼 저항성을 증대시키고 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 것으로, 표면 정리 단계(S10), 마찰력 증가재 살포 단계(S20), 그루브 형성 단계(S30), 배수홈 형성 단계(S35), 충진 단계(S40) 및 도료 형성 단계(S50)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

상기 표면 정리 단계(S10)는 작업대상이 되는 포장 도로(10)의 표면을 청소하여 건조시키는 것으로, 노면의 흙이나 먼지 등의 이물질을 솔이나 평삭기 등을 이용하여 취핑하거나 고압세척기를 이용하여 청소 제거하고, 물 등의 액체를 이용하여 청소하는 경우 다음 단계들의 수행을 위해 노면을 완전히 건조시켜야 한다.

상기 마찰력 증가재 살포 단계(S20)는 건조된 도로 표면에 바인더가 포함된 마찰력 증가재(20)를 살포 및 양생하는 것으로, 종래기술에서는 마찰력 증가재 살포 전에 도로 표면에 프라이머 및 에폭시 수지를 순차적으로 도포한 후 도포된 물질들이 반경화된 상태에서 골재나 규사 등의 단순 구성으로 이루어진 마찰력 증가재를 살포하였기 때문에 작업이 복잡하고, 시공 시간이 많이 소요되며, 차량 하중과 충격에 의해 쉽게 노면이 깨지거나 균열이 발생되는 문제가 있었다. 하지만 본 발명에서는 바인더가 포함된 마찰력 증가재를 살포한 후 수시간동안 양생함으로써 작업이 용이하고, 시공 시간이 상대적으로 적게 소요되며, 마찰력 증가재는 복수 개의 물질들을 혼합 사용하여 우천시 노면의 수분 응집을 방지하여 수막 현상을 억제하고, 타이어의 마찰력을 증대시켜 미끄럼 저항성과 차량 조향성을 향상시키며, 내부식성 및 내광성을 제공하여 도로의 내구성을 증가시킬 수 있게 된다.

작업의 일실시예로, 마찰력 증가재(20)는 살포장치를 이용하여 노면에 3 내지 5kg/㎡의 양으로 고르게 살포한 후, 롤러를 이용하여 압착시켜 표면을 거칠게 처리한 다음, 수 시간 동안 양생시킨다. 이때, 마찰력 증가재의 살포 작업시 살포 대상 주변으로 마찰력 증가재가 확산되지 않도록 살포 대상 주변에 차단막 등을 이용하여 차단할 수 있다. 물론 본 발명에서도 마찰력 증가재(20)의 살포 전에 프라이머 또는 수지를 도포한 후 그 위에 마찰력 증가재(20)를 살포하여 시공할 수도 있다.

상기 마찰력 증가재(20)는, 중량%로 경질 골재 20 내지 30%, 다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트 20 내지 30%, 제강슬래그 10 내지 15%, 모래 5 내지 10%, 탄성재 5 내지 10%, 규조토 1 내지 5%, 탄화우드펠렛 1 내지 5%, 코코넛섬유 1 내지 3%, 펄라이트 1 내지 3%, 실리카졸 1 내지 3%, 소듐폴리아크릴레이트는 0.5 내지 1.5%, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트 0.5 내지 1.5%, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란은 0.5 내지 1.5%, 디사이클로헥실카보디이미드 0.5 내지 1.5%, 질산리튬 0.5 내지 1.5%, 질산알루미늄 0.5 내지 1.5%, 징크옥사이드 0.1 내지 1.0%, 아타풀자이트 0.1 내지 1.0%를 포함하여 이루어질 수 있다.

경질 골재는 20 내지 30 중량%가 포함되는데, 골재로 입도가 2 내지 3mm의 크기를 사용하며, 노면에 노출되어 미끄럼 저항을 증가시키며, 경질 골재 사이에 형성된 공극으로 투수성이 향상될 수 있다.

다이메일아미노에틸 메타크릴레이트는 우수한 접착력으로 바인더로 작용하여 마찰력 증가재를 노면에 정착시켜 안정화시키며, 더불어 강도와 내열성을 증가시키고, 이를 위하여 20 내지 30 중량%가 함유되는 것이 바람직하며, 30 중량%를 초과하는 경우 점성이 증가하여 접착력이 나빠질 수 있다.

제강슬래그는 10 내지 15 중량%가 포함되는데, 제강 공정에서 발생하는 슬래그로, 선철을 전로에서 정련하여 불순물인 탄소, 인, 유황을 제거하는 과정에서 발생하고, CaO, SiO₂ 등 유용한 성분들을 함유하고 있으며, 본 발명에서 입도는 0.5 내지 2mm인 것을 사용하고, 미끄럼 저항을 증가시키면서 노면의 강도를 보강한다.

모래는 5 내지 10 중량%가 포함되는데, 제강슬래그보다 작은 입자들로 구성되고, 경질 골재, 제강슬래그, 규조토와 함께 혼합되어 공극을 어느 정도 메워주는 혼합재로 작용하며, 공극률이 있어 수분을 흡수 및 배출할 수 있다.

탄성재는 5 내지 10 중량%가 포함되어 차량 주행시 진동과 소음의 발생을 완화시키고, 차량의 교통 하중에 의해 발생되는 높은 응력과 변형에 대해 저항하며, 신축성으로 인해 균열이 방지되고, 마찰력 증가재의 산화 및 노화를 방지할 수 있다. 이를 위한 탄성재의 상세 구성은 후술하기로 한다.

규조토는 단세포 조류인 규조의 규산질유해가 바다나 호수 바닥에 쌓여서 생성된 퇴적물로 주로 규산으로 이루어지며, 백색 또는 회백색을 띤다. 다공질이기 때문에 흡수성이 강하며, 1 내지 5 중량%가 포함되어 공극을 어느 정도 메워주고, 우천시 흡수된 물이 용이하게 통과되면서 배수될 수 있도록 한다.

탄화우드펠렛은 나무를 분쇄한 우드펠렛에 열을 가하여 탄화시킨 것으로, 1 내지 5 중량%가 포함되어 마찰력 증가재의 탄성을 증가시키고, 유해한 곤충의 서식을 방지할 수 있다.

코코넛섬유는 코코넛 껍질을 분쇄하여 추출한 섬유질로, 강도가 높고, 빛에 노출되어도 쉽게 성질이 변화되지 않아서 내광성이 우수하며, 공극을 형성하여 통기성을 확보하여 노면이 흡수한 열을 방출할 수 있고, 통수성을 확보하여 배수가 잘 이루어지며, 이를 위하여 1 내지 3 중량%가 포함된다.

펄라이트(perlite)는 진주암을 분쇄하여 발포 및 팽창시킨 미립자로 미세 공극이 많고 표면적이 큰 다공질체로 이루어지고, 0.01 내지 0.02mm의 입도를 가지며, 용적밀도가 극히 낮기 때문에, 1 내지 3 중량%가 포함되어, 경도, 응집성을 증가시키고, 유효공극과 조공극을 증대시켜 통기성과 투수성을 높여 열 방출과 배수성을 증대시킬 수 있다.

실리카졸은 실리콘 제조시 발생되는 초미립자의 규소 부산물로, 0.5 내지 1.5 중량%가 포함되어 마찰력 증가재 입자 사이의 공극을 어느 정도 메워주는 기능을 하고, 장기적인 강도를 증대시킨다.

소듐폴리아크릴레이트는 아크릴산 아마이드 모노머를 과산화수소수 촉매 하에 중합하여 생산한 것으로, 0.5 내지 1.5 중량%가 포함되어 다이메일아미노에틸 메타크릴레이트의 점도를 조절하고 성질을 유화시켜 접착력이 유지될 수 있도록 하고, 부착력을 증대시키며, 외부 온도차에 의한 수축 및 팽창에 따른 차이를 경감시키며, 피막을 형성하여 고분자 수지의 변형을 방지한다.

디프로필렌글리콜디아크릴레이트는 가교제로 기능하며 0.5 내지 1.5 량%가 포함되는 것이 바람직하다.

3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란은 0.5 내지 1.5 중량%가 첨가되어 접착력과 밀착력을 증대시킨다

디사이클로헥실카보디이미드는 0.5 내지 1.5 중량%가 포함되어 경화제로 작용하여 경화 속도를 촉진시킨다.

질산리튬과 질산알루미늄은 우수한 내부식성 내염성이 있고, 염소이온을 고정시켜 염소이온의 침투에 대해 저항하여 염화칼슘과 같은 제설제 살포에 의한 노면의 부식을 방지할 수 있으며, 이를 위하여 각각 0.5 내지 1.5 중량%를 첨가한다.

징크옥사이드는 0.1 내지 1 중량%로 포함되며, 초친수성이 있어 물이 마찰력 증가재에 접촉되었을 때 접촉각이 생기지 않아 물이 표면에 고루 퍼지게 되고 이러한 초친수성으로 인하여 도로 표면이 오염되더라도 쉽게 제거할 수 있다.

아타풀자이트는 미정질이고 규산 4면체의 사슬구조에 의한 터널 구조를 갖고 있으며, 가볍고 기공성이 있는 점토 광물이고, 결합력과 흡수성 및 흡착력이 뛰어나며, 본 발명에서는 0.1 내지 1.0%가 포함되어 우수한 결합력과 흡수력 및 흡착력을 갖고 있어 분진 발생을 방지한다.

이때, 상기 탄성재는, 중량%로 EVA 수지 20 내지 30%, 폴리올레핀계 수지 20 내지 30%, 실리콘 수지 10 내지 20%, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머 5 내지 10%, 폴리에테르실록산공중합체 1 내지 5%, 유리섬유가 1 내지 5%, 메틸렌디페닐디이소시아네이트 1 내지 5%, 폴리비닐피롤리돈 1 내지 5%, 테트라히드로퍼푸릴메타크릴레이트 0.5 내지 1.5%, 2,2-다이메틸트라이메틸렌 아크릴레이트 0.5 내지 1.5%, N-뷰틸 메타크릴레이트 0.5 내지 1.5%, 2-에틸페녹시메타크릴레이트 0.5 내지 1.5%를 포함하여 이루어질 수 있다.

EVA 수지는 에틸렌과 초산비닐모노머를 공중합시켜 얻어지는 중합체로, 탄성과 유연성이 뛰어나 완충 효과가 있고, 크랙 발생이 방지되며, 내구성이 우수하여 쉽게 파손되지 않고, 피복력이 우수하여 보존성이 뛰어나며, 발수성 및 방청성이 우수하여 고온 및 고습 조건에서 사용할 수 있고, 이와 같은 특성으로 인해 본 발명에서는 20 내지 30 중량%를 첨가한다.

폴리올레핀계 수지는 신축성을 부여하고 강성 및 내열성을 향상시키며, 도로 표면의 가열에 따른 온도 상승에도 열적으로 안정성을 나타낼 수 있고, 실리콘 수지와 혼합될 때 낮은 점도로 인하여 흐름성이 향상되고 탄성재의 신축성이 계속 유지될 수 있다. 이러한 폴리올레핀계 수지로서 아이소택틱 폴리프로필렌을 사용할 수 있다. 폴리올레핀계 수지는 20 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 20 중량% 미만이면 흐름성과 내열성이 저하될 수 있고, 30 중량%를 초과하면 강도가 저하될 수 있다.

실리콘 수지는 신축성이 있고 탄성과 유연성을 나타내고, 내습성이 우수하여 고온 고습 조건에서도 사용할 수 있으며, 보존성이 우수하고, 이를 위하여 10 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 10 중량% 미만이면 탄성과 유연성이 저하되어 크랙이 발생될 수 있고, 20 중량%를 초과하면 내열성과 흐름성이 저하되어 사용이 어렵게 될 수 있다.

우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머는 폴리올 및 폴리이소시아네이트 화합물을 반응시켜 얻어진 것으로 밀착성이 우수하고, 유연성, 경도, 내광성 등이 우수하며, 5 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 15 중량%를 초과하면 분산성 및 흐름성이 저하될 수 있다.

폴리에테르실록산공중합체는 폴리에테르와 실록산의 공중합체로 내열성과 내마모성이 우수하여 1 내지 5 중량%를 첨가한다.

유리섬유는 1 내지 5 중량%가 고르게 분산 포함되어 EVA 수지의 성질을 강화하고, 내부식성 및 내열성을 증가시킨다.

메틸렌디페닐디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트류 화학 물질로, 탄성재에 얇은 막을 형성하여 탄성재의 산화와 경질화를 방지하여 탄성이 계속 유지될 수 있도록 하고, 내열성이 우수하여 노면의 온도 상승에 저항하여 내구성을 향상시키며, 이를 위하여 1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 5 중량%를 초과하면 흐름성이 저하될 수 있다.

폴리비닐피롤리돈은 N-비닐-2-피롤리돈의 중합체로, 바인더로 작용하고, 산에 강하며, 1 내지 5 중량%를 첨가하고, 5 중량%를 초과하면 분산성 및 흐름성이 저하될 수 있다.

테트라히드로퍼푸릴메타크릴레이트는 0.5 내지 1.5 중량%를 첨가되는데 희석제로 기능하면서 부착력을 우수하게 한다.

2,2-다이메틸트라이메틸렌 아크릴레이트는 복수 개의 이중결합과 다중결합 및 에스테르로 구성되어 결합력 및 밀착성이 우수하고, 이를 위하여 0.5 내지 1.5 중량%가 포함될 수 있다.

N-뷰틸 메타크릴레이트는 0.5 내지 1.5 중량%를 첨가하는데 탄성재의 분산력과 부착력을 우수하게 한다.

2-에틸페녹시메타크릴레이트는 방향족 메타크릴레이트로, 마찰계수를 낮춰주고, 내마모성이 우수하며, 이러한 성질 발현을 위하여 0.5 내지 1.5 중량%가 포함되는 것이 바람직하다.

상기 그루브 형성 단계(S30)는 마찰력 증가재가 살포 및 양생된 도로 표면에 그루빙 장비를 이용하여 횡방향 또는 종방향으로 복수 개의 그루브(30)를 일정한 간격마다 형성하되, 상기 그루브(30)는 하부에 2 내지 5mm 높이의 바닥홈(31a)이 형성되고, 양측에 경사면이 포함되며, 다수의 미세요철(35)들이 반복 형성되도록 한 것이다. 상기 그루브(30)의 시공은 도 4a와 같은 그루빙 장비를 이용하여 기존 포장도로의 표면의 일부를 제거하는 방식으로 이루어지고, 그루브(30)를 횡방향 또는 종방향으로 형성할 지 여부는 그루브 형성 목적에 따라 결정될 수 있다. 그루브(30) 형성 작업시 포장도로의 일부가 절단되어 분진이 발생하게 되고, 이러한 분진은 집진장치로 수거하고, 그루브(30)가 형성된 노면은 깨끗하게 청소한다.

도 3을 참고하면, 상기 그루브(30)는 노면에 대하여 일정한 폭과 깊이로 형성되고, 바닥부의 하단폭(S1)은 8 내지 16mm, 노면과 경계를 이루는 상단폭(S2)은 16 내지 32mm, 깊이(D)는 10 내지 20mm, 서로 인접하는 그루브 정중앙 사이의 그루브 간격(L)은 50 내지 150mm가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 상기 그루브(30)는, 하부에는 양측면이 수직 방향으로 형성된 바닥부(31)가 구비되고, 상기 바닥부(31)는 바닥면에 바닥홈(31a)이 역사다리꼴 단면 형상을 갖도록 요입 형성되어 바닥홈(31a)이 사각 단면으로 절단되는 것에 비하여 그루브의 침하가 방지되고, 그루브 구조체의 강도가 증가되어 함몰을 방지할 수 있다. 바닥홈(31a)에는 충진재가 도포되어 채워진 충진재층(40)이 형성됨으로써 차량의 하중과 충격에 의한 그루브의 침하를 방지할 수 있고, 그루브의 강도가 더욱 증가될 수 있으며, 충진재층(40)의 상부에 고휘도의 차선용 도료가 밀착 형성되어 도료층(50)이 박리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 바닥부(31) 양측면 상부에는 제1경사부(32) 상향 경사지도록 연결 형성되고, 상기 제1경사부(32)에는 단차부(33)가 수평 방향으로 연결 형성되며, 상기 단차부(33)에는 제2경사부(34)가 상향 경사지도록 연결되되 제1경사부(32)에 비하여 비교적 완만한 각도로 형성될 수 있다. 이때, 도 4b와 같이 그루빙 장비의 절삭날은 그루브의 절삭면 형상에 대응되도록 수직면과 경사면을 갖도록 제작하여 사용한다.

이와 같이, 바닥부(31)의 양측으로 제1경사부(32)와 제2경사부(34) 및 그 사이의 단차부(33)가 각각 형성됨으로써, 도 6b와 같이 그루브(30)의 양측 외곽에서 차량 하중과 충격을 지지할 수 있고, 그루브(30)의 각진 모서리의 함몰을 방지하며, 타이어(T)가 그루브(30)에 충진된 도료층(50)과 접촉되지 않아 도료층(50)의 손상을 방지하고, 그루브(30)의 노면과의 경계부가 확개되어 도료층(50)의 시인성이 증대되며, 차량의 그루브(30) 통과시 미끄럼 저항성을 제공함과 동시에 타이어의 충격을 감소시켜 소음과 진동 발생을 감소시키고, 더불어 조향성을 양호하게 하며, 우천시 배수가 더욱 촉진될 수 있다.

아울러, 제1경사부(32), 단차부(33) 및 제2경사부(34)의 면에는 미세요철(35)들이 반복 형성되어 그루브(30)의 타이어에 대한 미끄럼 저항성을 보완할 수 있다.

상기 충진 단계(S40)는 그루브(30)의 바닥홈(31a)에 충진재를 도포하여 충진재층(50)을 형성하는 것으로, 충진재를 구성하는 여러 물질들을 투입받아 혼합한 후, 도 5a와 같이 복수 개의 투입관을 통해 투입된 원료들이 내부에 구비된 교반샤프트의 회전에 의해 혼합되어 분사노즐로 분사되는 분사장치를 이용하거나, 분사관에 복수 개의 분사노즐이 형성된 분사장치를 이용하여 충진재를 바닥홈(31a)에 도포할 수 있다. 이로써, 차량의 하중과 충격에 의한 그루브(30)의 침하를 방지할 수 있고, 그루브(30)의 강도가 더욱 증가될 수 있으며, 충진재층(40)의 상부에 고휘도의 도료가 밀착되도록 하여 도료층(50)이 박리되는 것을 방지할 수 있다.

이를 위하여 상기 충진재는, 중량%로 폴리메타메틸아크릴레이트 35 내지 55%, 테프론수지 10 내지 20%, 탄산칼슘 5 내지 10%, 유리섬유 5 내지 10%, 탄소섬유 1 내지 5%, 미네랄 파이버는 1 내지 5%, 플라이애쉬 1 내지 5%, 세리사이트 1 내지 5%, 폴리비닐피롤리돈 1 내지 5%, 질산리튬 1 내지 3% 및 2-에틸헥사노익산 0.1 내지 1%를 포함하여 이루어질 수 있다.

폴리메타메틸아크릴레이트는 충진재층의 강도와 내열성을 증가시키고, 흡습성이 있어 도료의 일부를 수용 및 흡수하여 도 5b와 같이 충진재층(40)의 상부면에 흡수부(51)를 형성하며, 부착력이 우수하여 도료의 부착력이 증대되어 도료를 정착시켜 안정화시키고, 이를 위하여 35 내지 55 중량%가 함유되는 것이 바람직하다.

테프론수지는, 10 내지 20 중량%가 포함되는 바, 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성한 것으로, 화학적 비활성, 내열성, 안정성, 낮은 마찰계수 등의 성질을 갖고 있어 충진재층의 강도와 내구성을 증가시킨다.

탄산칼슘은 수분 함량이 0.5% 미만인 것을 사용하고, 5 내지 10 중량%가 포함되어 충진재층의 갈라짐을 방지하고 강성을 향상시키며 미끄럼을 방지하는 기능을 한다.

유리섬유는 테프론수지의 성질을 강화하고, 내부식성, 단열성을 증가시킨다. 유리섬유가 10 중량%를 초과하면 충진재층의 부착력이 감소할 수 있으므로, 5 내지 10 중량%가 함유되는 것이 바람직하다.

탄소섬유는 탄소 소재를 섬유상의 형태로 가공한 것으로, 탄소 함량이 90% 이상인 섬유상의 모양을 갖고 있고, 특히 고온에서 우수한 특성을 보인다. 고온일수록 기계적 강도가 낮아지는 금속과는 달리 온도가 높아질수록 기계적 강도가 증가하는 특성을 가지며, 열팽창계수가 낮고, 비산화분위기에서 3,000℃까지 사용할 수 있는 유일한 소재로 손꼽힌다. 이러한 탄소섬유가 1 내지 5 중량%가 포함되어 충진재층 내에 불규칙하게 분산 존재하여 충진재층을 지지하고, 고온특성을 증가시킨다.

미네랄 파이버는 1 내지 5 중량%가 포함되어 충진재층의 강도를 증가시키고, 균열을 방지하는 기능을 한다.

플라이애쉬는 1 내지 5 중량%가 포함되는데, 석탄이나 중유를 연소하는 화력발전소의 산업부산물로 굴뚝으로부터 집진되는 미세한 입자상으로, 주성분은 SiO2, Al2O3, 유리질이고, 구형에 가까운 입자이며, 충진재층의 수밀성을 향상시키고, 장기 강도 발현에 기여한다.

세리사이트는 1 내지 5 중량%가 포함되는 바, 작은 비늘 모양이나 엽상 구조로 이루어지고, 입자가 미세하며, 우수한 피복력을 제공하여 충진재층을 보호하고, 충진재층의 점성이 낮아지는 것을 방지하여 접착력이 유지되도록 한다.

폴리비닐피롤리돈은 N-비닐-2-피롤리돈의 중합체로, 바인더로 작용하고, 흡습성이 있어 도료가 폴리메타메틸아크릴레이트에 수용 및 흡수되는 것을 촉진시켜 도료층(50)이 충진재층(40)에 밀착되도록 하며, 산에 강하고, 1 내지 5 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 5 중량%를 초과하면 분산성 및 흐름성이 저하될 수 있다.

질산리튬은 우수한 내부식성 내염성이 있고, 염소이온을 고정시켜 염소이온의 침투에 대해 저항하여 염화칼슘과 같은 제설제 살포에 의한 노면의 부식을 방지할 수 있으며, 이를 위하여 1 내지 3 중량%를 첨가한다.

2-에틸헥사노익산은 충진재층이 균일하게 형성되도록 첨가하는 것으로, 1중량%를 초과하면 강도가 저하되므로 0.1 내지 1 중량%가 포함되는 것이 바람직하다.

도 5b를 참고하면, 상기 도료 형성 단계(S50)는 상기 충진 단계(S40)의 수행 후, 그루브(30) 내측의 충진재층(40) 위에 고휘도를 갖는 도료를 도포하여 도포층(50)을 형성하여 차량 운전자의 시인성을 증가시키기 위한 것으로, 도료의 일부가 충진재층(40)에 흡수되어 흡수부(51)가 형성되도록 하여 도료의 접착력과 밀착력을 증대시킬 수 있다. 이때, 도료층(50)은 바닥부(31)의 바닥면으로부터의 깊이의 1/2 이내로 충진됨으로써 차량 운전자에 대한 시인성을 확보할 수 있고, 타이어(T)와의 접촉을 차단하여 도료층(50)의 손상을 방지할 수 있다. 도 6a는 상술한 그루빙 시공 방법에 의해 그 시공된 도로의 일례를 도시한 사진이다.

아울러 도 7을 참고하면, 상기 배수홈 형성 단계(S35)는 상기 그루브 형성 단계(S30)의 수행 후, 도로의 폭 방향에 걸쳐 마름모 형상을 이루도록 배수홈(60)을 형성하고, 배수홈(60)의 단부는 도로가의 배수구와 연통될 수 있다. 이때, 배수홈(60)은 폭이 15 내지 30mm, 깊이가 10 내지 20mm로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 배수홈(60)은 횡방향 및 종방향 그루브에 모두 적용 가능하고, 이와 같이 배수홈이 마름모 형상으로 배치되어 우천시 노면의 수분을 여러 방향으로 분산시켜 수분 응집을 방지하고, 수막 현상을 최대한 억제하며, 이로써 타이어의 마찰력을 증대시켜 미끄럼 저항성과 차량 배수성을 증가시킬 수 있으며, 배수홈도 일종의 그루브 역할을 하기 때문에 마찰력 저항성도 증가된다.

결국, 본 발명에 따른 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법은 차량의 미끄럼 저항성을 증대시키고, 주행 안정성을 향상시키며, 그루브의 함몰과 분진 발생을 방지하여 그루브 구조체의 강도를 증가시키고, 노면 손상을 방지하여 보수비를 절감하며, 진동과 소음을 완화시키고, 시인성과 배수성을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명에서 상기 실시형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

10. 도로
20. 마찰력 증가재
30. 그루브
31. 바닥부
31a. 바닥홈
32. 제1경사부
33. 단차부
34. 제2경사부
35. 미세요철
40. 충진재층
50. 도료층
51. 흡수부
60. 배수홈
T. 타이어

Claims

도로 표면을 청소하여 건조시키는 표면 정리 단계; 도로 표면에 바인더가 포함된 마찰력 증가재를 살포 및 양생하는 마찰력 증가재 살포 단계; 마찰력 증가재가 살포된 도로 표면에 횡방향 또는 종방향으로 복수 개의 그루브를 형성하되, 그루브는 하부에 바닥홈이 형성되고, 양측에 경사면이 포함되며, 다수의 미세요철들이 반복 형성되도록 한 그루브 형성 단계; 및 그루브의 바닥홈에 충진재를 충진하는 충진 단계를 포함하되,
마찰력 증가재는, 중량%로 경질 골재 20 내지 30%, 다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트 20 내지 30%, 제강슬래그 10 내지 15%, 모래 5 내지 10%, 탄성재 5 내지 10%, 규조토 1 내지 5%, 탄화우드펠렛 1 내지 5%, 코코넛섬유 1 내지 3%, 펄라이트 1 내지 3%, 실리카졸 1 내지 3%, 소듐폴리아크릴레이트 0.5 내지 1.5%, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트 0.5 내지 1.5%, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 0.5 내지 1.5%, 디사이클로헥실카보디이미드 0.5 내지 1.5%, 질산리튬 0.5 내지 1.5%, 질산알루미늄 0.5 내지 1.5%, 징크옥사이드 0.1 내지 1.0%, 아타풀자이트 0.1 내지 1.0%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법.
도로 표면을 청소하여 건조시키는 표면 정리 단계; 도로 표면에 바인더가 포함된 마찰력 증가재를 살포 및 양생하는 마찰력 증가재 살포 단계; 마찰력 증가재가 살포된 도로 표면에 횡방향 또는 종방향으로 복수 개의 그루브를 형성하되, 그루브는 하부에 바닥홈이 형성되고, 양측에 경사면이 포함되며, 다수의 미세요철들이 반복 형성되도록 한 그루브 형성 단계; 및 그루브의 바닥홈에 충진재를 충진하는 충진 단계를 포함하되,
상기 충진재는, 중량%로 폴리메타메틸아크릴레이트 35 내지 55%, 테프론수지 10 내지 20%, 탄산칼슘 5 내지 10%, 유리섬유 5 내지 10%, 탄소섬유 1 내지 5%, 미네랄 파이버는 1 내지 5%, 플라이애쉬 1 내지 5%, 세리사이트 1 내지 5%, 폴리비닐피롤리돈 1 내지 5%, 질산리튬 1 내지 3% 및 2-에틸헥사노익산 0.1 내지 1%를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 그루브는 하단폭은 8 내지 16mm, 상단폭은 16 내지 32mm, 깊이는 10 내지 20mm, 그루브 사이의 거리는 50 내지 150mm인 것을 특징으로 하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 그루브는, 하부에 양측면이 수직 방향으로 형성되고 바닥면에 역사다리꼴 단면을 갖는 바닥홈이 형성된 바닥부, 상기 바닥부 양측면 상부에 상향 경사지도록 연결 형성된 제1경사부, 상기 제1경사부에 수평으로 연결 형성된 단차부 및 상기 단차부에 상향 경사지도록 연결되어 제1경사부에 비하여 완만한 각도로 형성된 제2경사부를 포함하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 충진재 형성 단계의 수행 후, 그루브 내측 충진재층 위에 도료를 도포하여 도료의 일부가 충진재층에 흡수되도록 하여 도료의 접착력과 밀착력을 증대시키는 도료 형성 단계를 더 포함하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 그루브 형성 단계의 수행 후, 도로의 폭 방향에 걸쳐 마름모 형상을 이루도록 배수홈이 형성되고, 배수홈의 양단은 도로가의 배수구와 연통되도록 형성되되, 배수홈은 폭이 15 내지 30mm, 깊이가 10 내지 20mm인 배수홈 형성 단계를 더 포함하는 도로 노면의 미끄럼 방지를 위한 그루빙 시공 방법.
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