KR102073814B1

KR102073814B1 - 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR102073814B1
Application number: KR1020190147475A
Authority: KR
Inventors: 박서진
Original assignee: 박서진
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2020-03-17

Abstract

본 발명은 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법에 관한 것으로, 원단과 원단의 이음부위의 인장강도가 원단 자체의 인장강도에 비해 상대적으로 높은 인장강도를 가지도록 함으로써 이음부위의 파손을 방지할 수 있는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법에 관한 것으로, 본 발명은, 복수의 재단된 원단을 결합하여 내부에 토사 또는 소일시멘트(soilcement)를 채워서 사용하는 초대형 마대에 있어서, 복수의 재단된 원단의 폭 방향 또는 길이 방향 단부 중 어느 일단을 이음부재를 통해 상호 연결하여 원단의 너비 또는 길이를 증가시키고, 상기 이음부재를 통해 상호 연결되는 원단의 이음부위 파손을 방지하기 위한 보강부재가 구비되되, 상기 이음부재는, 상기 원단과 상기 보강부재를 관통 결합하는 고정용 볼트와, 한 쌍이 상기 원단을 사이에 두고 상호 마주보도록 배치되며 상기 고정용 볼트가 관통 결합하는 압착플레이트와, 상기 압착플레이트의 일면에 배치되어 상기 고정용 볼트가 맞물려 결합하는 고정용 너트를 포함하고, 상기 보강부재는, 상기 원단의 이음부위에 맞대어져 배치되고 상기 고정용 볼트가 관통 결합되는 결합공이 형성되되, 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법{Extra-large sack using geotextiles with improved tensile strength at joints and its manufacturing method}

본 발명은 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법에 관한 것으로, 원단과 원단의 이음부위의 인장강도가 원단 자체의 인장강도에 비해 상대적으로 높은 인장강도를 가지도록 함으로써 이음부위의 파손을 방지할 수 있는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 직조 토목섬유는 경사(날줄:warp threads)와 위사(씨줄:welf threads) 두 가닥의 실이 상호 직교되면서 조직된 직물(fabric)이다. 기본적인 직물의 3원조직으로는 평직, 능직, 주자직이 있고 이 중 평직이 가장 기본적인 조직이다.

평직은 경사와 위사가 한 가닥씩 상하교대로 교차되는 것으로 1up, 1down으로 조직되어 경위사 각 두 올이 하나의 완전조적일 이루는 조직이며, 능직은 두 올씩 up 또는 down이 교대로 계속된 조직이고, 주자직은 경사 또는 위사가 다섯 올 이상의 경위사가 교대로 계속된 조직이다.

토목섬유는 인장강도가 강하고 친환경 물질로 생산되고 자외선에 노출되어도 부식의 속도가 느리기 때문에 건설공사장에서 많이 사용되고 있다.

또한, 토목섬유는 직물로 생산되어서 직물생산기계의 폭원에 제한을 받는데, 폐합단면의 토목섬유를 생산하기 위해서는 너무 고가의 원가가 소요되기 때문에 생산 공장이 없다.

그러므로 토목섬유를 이용하여 초대형 마대를 만들려면 폐합부위의 이음이 필수적으로 필요하다.

현재 폐합부위의 이음방법은 재봉으로 봉합하는 방법을 주로 사용하고 있다.

그러나 재봉봉합의 봉합강도는 토목섬유의 인장강도보다 훨씬 작게 발현되어서 토목섬유의 원래 성능을 발휘하지 못하므로 봉합강도가 토목섬유의 성능을 지배하고 있다.

보통의 토목섬유에서는 롤 방향이 경사방향이고, 폭 방향이 위사방향이다. 특히 폭 방향의 길이가 제한적이어서 경사방향으로 이음부위 형성이 불가피하다. 여기서 이음부위는 통상 경사방향으로 길게 형성되며, 이음부위의 폭은 20~50Cm이며, 2개의 원단이 서로 겹쳐 중첩된다. 토목섬유를 이용하여 형성한 마대의 경우 내부에 채워진 토사와 설치된 이후 상면에 배치되는 장비 하중에 의하여 큰 인장력을 받게 된다.

여기서 상기 이음부위는 인장력에 대하여 취약한 부분으로서, 이는 이음부의 조직과 원단 자체조직이 전혀 상이하기 때문이다.

즉, 원단은 인장강도, 인열강도, 신율 등의 물리적 성질이 전적으로 위사와 경사에 의존된 조직인데 반하여, 이음부위의 조직은 그 물리적 성질이 중첩된 이음부에 의존된 조직이기 때문이다.

여기서 원단의 조직은 위사와 경사가 균등하게 배열된 균등조직인데 반해 이음부의 조직은 비균등조직이다. 따라서, 토목섬유를 이용하여 형성한 마대에 하중이 가해지면 균등조직인 원단은 인장력에 강한데, 이는 처음부터 인장력에 견디도록 설계되고 제작되기 때문이다.

이에 반해 비균등조직인 이음부위는 균등조직에 비해 인장력에 대한 대처 유연성이 없어 쉽게 파손되는 문제점이 있었다. 한편, 연약지반은 주로 부드럽고 압축성이 큰 점토, 실트, 이탄 등의 토층으로 구성되며, 이러한 연약지반 위에 구조물을 건설하기 위해서는 직접 또는 간접적으로 지반을 강화, 안정시키기 위한 처리가 필요하다. 종래 연약지반을 안정화하기 위한 처리방법으로는 지반의 표층을 처리하는 표층처리공법, 연약지반을 제거한 상태에서 양질의 재료로 치환하는 치환공법, 연약지반 내에 시멘트, 석회, 약액 등을 주입한 후 교반하여 혼합 고결하는 고결공법, 연약지반 내에 배수재를 삽입하여 수분의 탈수로 인한 압밀을 촉진하여 강도를 증진시키는 탈수공법, 성토하중 조절공법, 파일을 이용하여 성토하중을 지지층에 도달하는 공법 등이 알려져 있고, 이러한 공법들은 각각 독립적으로 도입하여 지반의 개량효과를 기대하기에는 연약지반에서 발생하는 문제점이 비교적 복잡하므로 연약지반 토질 특성상 몇 가지 공법을 조합하여 도입하는 것이 효과적이다.

이중에서 토목섬유를 이용하여 형성한 마대에 토사를 채워서 보강하는 공법이 토목섬유 포설공법이라 하는데, 토목섬유 포설공법이 가장 경제적이고 시공이 쉽기 때문에 일반적으로 사용되고 있다. 상기 토목섬유 포설공법은 복토재와 시공장비의 하중을 인장재인 토목섬유의 인장력에 의해 일부 지지될 수 있도록 인장력이 매우 큰 장섬유를 사용하는데, 제작되는 원단의 폭과 길이가 한정되기 때문에 상술한 바와 같이 다수개의 원단을 연결하여 필요한 폭 및 길이를 가지는 장섬유를 제작한 후 설계 규격에 맞춰 재단하여 마대를 형성한다.

그러나, 종래 원단을 연결하는데 사용하는 이음 방법은 재봉기 또는 수작업으로 원단의 이음부위를 겹쳐 재봉하였으나, 이렇게 수작업으로 재봉하거나 재봉기로 재봉하는 과정에서 재봉바늘에 의해 원단의 이음부에 상처나 구멍 등이 생기거나 이음부의 간격이 벌어져 이음부의 인장 강도가 원단의 강도, 인장력에 도달하지 못하는 문제점이 있었다.

그리고 재봉에 사용되는 재봉사는 원단보다 강도를 크게 하기 위하여 굵고 강도가 큰 것이 사용되었으나, 이의 경우 굵은 재봉바늘로 천공되는 원단 이음부인 재봉선의 바늘구멍에 재봉사가 통과될 때 재봉사가 재봉선의 바늘구멍을 완전히 메우지 못하고 재봉사와 바늘구멍 간에 틈새가 발생하며 이로 인해 이음부위의 간격이 상기 틈새에 의해 벌어지게 되어 원단 이음부위의 이음 효율이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 토목섬유의 이음부위 강도 및 이음 효율이 저하되면 연약지반처리시 상부지반을 지지하기 위한 인장력이 제대로 발휘되지 못하고, 특히 이음부위에 극한 하중이 가해지면 이음부위의 경계면이 먼저 찢어지며, 이는 곧 상부지반의 국부적인 파괴 및 유동, 융기, 함몰, 침하 등의 현상을 발생시키는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1997786호(2019.07.02., 등록) 대한민국 등록특허 제10-1524461호(2015.05.26., 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 제작된 원단을 폭 방향 또는 길이 방향으로 연장하기 위하여 복수 개를 연결할 때 이음부재를 통해 상호 연결하여 원단의 너비 또는 길이를 증가시키고, 이음부재를 통해 상호 연결되는 원단의 이음부위 파손을 방지하며 나아가 이음부위가 원단의 인장력에 상응하는 인장력을 가지도록 보강부재를 배치하여 형성한 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 볼트접합을 위한 봉합부위 원사를 보강하기 위해 철판을 덧대거나 FRP평판을 덧대거나, 원사에 에폭시 레이진을 발라서 FRP평판으로 변형시키거나, 슬링벨트를 덧대어 봉합부위 원사의 보강을 통해 원사의 인강강도 보다 더 강한 인장강도를 갖도록 하는데, 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수의 재단된 원단을 결합하여 내부에 토사 또는 소일시멘트(soilcement)를 채워서 사용하는 초대형 마대에 있어서, 복수의 재단된 원단의 폭 방향 또는 길이 방향 단부 중 어느 일단을 이음부재를 통해 상호 연결하여 원단의 너비 또는 길이를 증가시키고, 상기 이음부재를 통해 상호 연결되는 원단의 이음부위 파손을 방지하기 위한 보강부재가 구비되되, 상기 이음부재는, 상기 원단과 상기 보강부재를 관통 결합하는 고정용 볼트와, 한 쌍이 상기 원단을 사이에 두고 상호 마주보도록 배치되며 상기 고정용 볼트가 관통 결합하는 압착플레이트와, 상기 압착플레이트의 일면에 배치되어 상기 고정용 볼트가 맞물려 결합하는 고정용 너트를 포함한다.

상기 보강부재는, 상기 원단의 이음부위에 맞대어져 배치되고 상기 고정용 볼트가 관통 결합되는 결합공이 형성되되, 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강부재는, 복수의 재단된 원단의 이음부위를 감싸도록 각각 배되고, 각각에 상기 결합공이 길이 방향을 따라 다수개 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정용 볼트는, 길이 방향으로 연장되며 상호 이격된 위치에 배치된 삽입부와, 상기 삽입부의 일단을 연결하는 결합부를 포함하여, 상기 삽입부가 이격된 위치에 배치된 한 쌍의 보강부재를 일체로 결합하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 결합공은, 상기 고정용 볼트에 의해 결합되는 한 쌍의 보강부재에서 상호 교호(交互) 배치되어, 상기 고정용 볼트가 지그재그(zigzag)형태로 결합하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기와 같이 이루어진 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대를 제작하는 제작방법으로, 원단 성형 단계; 성형된 원단에서 증가시키고자 하는 폭 방향 또는 길이 방향의 단부에 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 선택된 어느 하나로 이루어진 보강부재를 맞대는 단계; 맞대어진 보강부재와 원단을 타공하여 상호 간격을 두고 다수개의 결합공을 성형하는 단계; 인접한 한 쌍의 보강부재에 성형된 결합공에 이음부재를 구성하는 고정용 볼트를 삽입한 후 상기 고정용 볼트의 단부를 고정용 너트를 통해 고정하여 일체로 결합하는 단계; 일체로 결합된 원단을 토사 또는 소일시멘트가 채워지는 공간과, 상기 공간과 연통되는 입구 및 인양을 위한 고리를 결합하여 소요규격에 맞춰 제작하는 마대 제작단계;를 포함한다.

이때, 상기 원단에 보강부재를 맞대는 단계 이후에는, 편평한 플레이트 형태로 이루어진 압착플레이트를 상기 보강부재의 양면에 밀착하도록 배치하는 단계를 더 포함한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 토목섬유를 이용하여 초대형 마대를 형성하되, 재단된 원단을 복수 개 연결하여 대량의 토사 또는 소일시멘트를 채울 수 있는 초대형 마대를 제작하여, 중력식옹벽, 임시토류벽, 해안이나 호수가에 배치되는 가체절, 수중에 설치되는 가축도 등으로 활용할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 이음부위의 인장강도를 보강하여 하중압력에 의해 손상되는 것을 최소화하여 유지 보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 종래 소형 마대를 사용하는 것에 비해 공사기간도 줄일 수 있기 때문에 설치에 소요되는 비용도 절감할 수 있는 경제성이 높은 효과가 있다.

또한, 본 발명은 슬링벨트를 통해 인장강도가 뛰어나 중량물 인양용 벨트로 사용되고 있고, 토목섬유 원사와 유사한 원료로 생산되고 있으므로 슬링벨트를 덧대어 볼트구멍의 원사가 찢어지는 현상을 방지하고 봉합강도를 증진시키고, 볼트접합은 ㄷ-볼트 또는 평와셔볼트 철물로 이음을 실시하여 봉합부위의 인장강도가 원사보다 강하게 발휘하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 이음부재를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 이음부재의 다른 실시예를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 이음부재의 다른 실시예를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 보강부재를 도시한 예시도.
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 보강부재의 다른 실시예를 도시한 예시도.
도 6은 종래의 건설공사장 임시토류벽을 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 초대형 마대를 도로확장공사 현장의 임시토류벽으로 사용한 활용예를 도시한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 초대형 마대를 해안이나 호수내의 가체절로 사용한 활용예를 도시한 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 초대형 마대를 수중 가축도로 사용한 활용예를 도시한 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대의 제작방법을 도시한 단계도

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대 및 그 제작방법의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명에 따른 초대형 마대(1)는, 위사와 경사를 직조하여 형성하고 소정 길이와 폭을 가지도록 재단한 복수의 원단(10)을 결합하여 형성하되, 복수의 재단된 원단(10)의 폭 방향 또는 길이 방향 단부 중 어느 일단을 이음부재(20)를 통해 상호 연결하여 원단(10)의 너비 또는 길이를 증가시키고, 상기 이음부재(20)를 통해 상호 연결되는 원단(10)의 이음부위(11) 파손을 방지하기 위한 보강부재(30)가 구비된 것으로, 이음부위의 인장강도를 원단의 인장강도에 상응하도록 형성함으로써 하중 압력에 의해 이음부위가 파손되는 것을 방지할 수 있고, 기존의 마대에 비해 이음부위의 인장강도가 강해지기 때문에 상대적으로 크고 많은 충전용량을 가지는 초대형 마대를 형성할 수 있어 설치 기간을 단축시키고, 부식, 파손 등에 대한 염려가 적어 교체주기가 길어지기 때문에 유지 보수에 소요되는 비용도 절감할 수 있는 경제성이 매우 높은 장점이 있다.

이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 살펴보면, 먼저 상기 원단(10)은 통상적인 직조 방법으로 직조된 것으로 이러한 원단(10)의 직조된 형태, 폭, 길이 등은 다양하게 변경 가능한 것으로 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다. 다만, 원단의 직조된 폭, 길이는 원단을 직조하는 장치에 의해서 제한될 수 있고, 원단을 직조하는데 사용하는 위사 및 경사의 재질과 직경은 최종 제작된 원단의 인장강도, 인열강도, 신율에 따라 변경 가능하다.

상기 이음부재(20)는 원단의 너비 또는 길이를 증가시키기 위하여 복수의 재단된 원단(10)을 결합하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 원단(10)과 후술하는 보강부재(30)를 관통 결합하는 고정용 볼트(21)와, 한 쌍이 상기 원단(10)을 사이에 두고 마주보도록 배치되며 상기 고정용 볼트(21)가 관통 결합하는 압착플레이트(2)와, 상기 압착플레이트(2)의 일면에 배치되어 상기 고정용 볼트(21)가 맞물려 결합하는 고정용 너트(23)를 포함한다.

상기 고정용 볼트(21)는, 도 2에 도시된 바와 같이 이격된 위치에 한 쌍이 나란히 배치된 삽입부(211)와 상기 삽입부(211)를 잇는 결합부(212)로 이루어져 상기 삽입부(211)가 이격된 위치에 배치된 한 쌍의 보강부재(30)를 일체로 결합한다. 이때, 상기 삽입부(211)의 외주면에는 일정 간격으로 결합용 나사산이 형성되어 상기 고정용 너트(23)가 치(齒)결합하는 것이 바람직하나 고정용 너트가 억지끼움 형태로 결합될 수 있는 것으로 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

한편, 상기 고정용 볼트(21)는 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 공지된 볼트로 이루어질 수 있고, 이때 상기 압착플레이트(2)는 길이 방향으로 연장되어 이격된 위치에 배치된 한 쌍의 원단에 밀착하여 배치되어 한 쌍의 고정용 볼트(21)에 의해 이음부위에 배치된 한 쌍의 원단을 고정할 수 있도록 구성된다. 상기 압착플레이트(2)는 편평한 플레이트 형태로 이루어져 상기 원단(10) 또는 후술하는 보강부재(30)와 맞닿게 배치되고, 상기 고정용 볼트(21)가 관통 삽입되는 구멍이 형성된다.

여기서 상기 압착플레이트(2)는 한 쌍이 상기 원단(10)을 사이에 두고 마주보도록 배치되어 고정용 볼트(21)가 조여지면 중앙에 배치된 원단을 가압하여 인장력 발생시 원단으로 가해지는 압력을 분산하여 지지함으로써 원단의 파손을 최소화한다.

이러한 압착플레이트(2)는 고정용 볼트(21)가 원단을 관통한 부위가 외부에서 가해진 힘에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있고, 이때 고정용 볼트(21)가 원단을 관통하는 부위에 별도의 와셔가 배치되어 파손을 방지할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 원단에 고정용 볼트(21)가 삽입되는 구멍을 미리 성형한 후 성형된 구멍에 아일렛(eyelet)을 결합하여 구멍이 확장되는 것을 방지하나, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 상기 고정용 너트(23)는 압착플레이트(2)의 일면에 배치되어 상기 고정용 볼트(21)의 삽입부(211)가 맞물리는 것으로, 고정용 볼트(21)와, 압착플레이트(2)가 원단을 결합한 상태를 유지하도록 고정시킨다.

상기 보강부재(30)는, 상기 이음부재(20)를 통해 상호 연결되는 원단(10)의 이음부위에 배치되어 이음부위의 파손을 방지하기 위한 것으로, 상기 원단(10)의 이음부위에 맞대어져 배치되고 상기 고정용 볼트(21)가 관통 결합되는 결합공(31)이 형성되되, 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 어느 하나로 이루어진다. 또한, 본 발명에서 보강부재(30)는 원단을 압착플레이트(2)에 맞댄 후 표면에 에폭시레진을 도포하여 경화시켜 구성할 수 있다.

본 발명에서 상기 보강부재(30)는 원단에 맞대어져 배치되고, 고정용 볼트(21)가 관통 결합되는 결합공(31)이 형성되어 고정용 볼트(21) 및 고정용 너트(23), 그리고 한 쌍의 압착플레이트(2)에 의해 가압되면서 원단을 압착하여 원단의 파손을 방지함과 동시에 자체 인장강도가 원단에 비해 상대적으로 큰 인장강도를 가진 소재로 이루어져 이음부위의 인장강도를 높일 수 있는 것이다.

이를 위해서 보강부재(30)는 상술한 바와 같이, 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 어느 하나로 이루어진다. 여기서 탄성복원력을 갖는 벨트는, 고중량의 화물을 인상하여 이동하는 공정에서 사용하는 슬링벨트(sling belt)로 이루어질 수 있다. 상기 보강부재(30)를 슬링벨트로 구성하는 것은, 인장강도가 매우 높아 고중량의 화물을 인상하는데 사용하는 슬링벨트를 통해 높은 인장강도를 구현할 수 있고, 원단과 유사한 원료 즉 직물로 구성되기 때문에 원단과 슬링벨트 간의 이질감이 없어 마감처리가 용이한 장점이 있고, 나아가 원단에 슬링벨트를 맞댄 후 상술한 에폭시레진을 도포하여 원단과 슬링벨트를 일체로 접착시켜 일체화된 이음부위를 형성할 때 유사한 원료이기 때문에 접착 효율이 서로 다른 원료로 이루어진 두 물체를 접합하는 것에 비해 상대적으로 매우 높기 때문이다. 도 4는 탄성복원력을 갖는 슬링벨트로 구성한 실시예를 도시한 것으로, 여기서 슬링벨트의 폭은 이음부위의 폭에 따라 변경 가능하고, 배치되는 개수 또한 이음부위의 폭에 따라 변경 가능하다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(30)는 상호 이격된 위치에 한 쌍을 나란히 배치하되, 각각의 보강부재(30)에는 다수개의 결합공(31)이 상호 간격을 두고 구비된다

여기서 상기 보강부재(30)에 형성된 결합공(31)은 한 쌍의 보강부재(30)에서 동일한 수평선상에 한 쌍이 배치되어 상기 고정용 볼트(21)가 수평을 이루면서 결합될 수 있고, 다른 실시예로서 상기 결합공(31)이 서로 다른 수평선상에 배치되어 상기 고정용 볼트(21)가 지그재그 형태로 결합될 수 있다. 이때, 상기 결합공(31)이 서로 다른 수평선상에 배치되는 도 4의 확대 원안에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(30)가 상호 간격을 두고 다수개 배치될 때 중앙에 배치된 보강부재(30)에 형성된 결합공(31)과 좌우 양측에 배치된 보강부재(30)에 형성된 결합공(31)이 서로 다른 수평선상에 배치되어 좌측에 배치된 보강부재와 중앙에 배치된 보강부재를 결합하는 고정용 볼트(21)가 사선으로 배치되고, 이후 우측에 배치된 보강부재와 중앙에 배치된 보강부재를 결합하는 고정용 볼트(21)가 이에 대향하는 사선 방향으로 배치되어 지그재그 형태로 배치됨으로써 보다 강한 결합력을 얻을 수 있음과 동시에 고정용 볼트의 개수를 줄여 결합 공정에 소요되는 시간을 줄이고 비용을 절감할 수 있는 것이다. 이하에서는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 보강부재(30)를 설명하도록 한다.

먼저 도 5a에서 상기 보강부재(30)는, 편평한 플레이트 형태의 금속판을 원단의 이음부위에 맞닿도록 배치하고 고정용 볼트 및 너트를 통해 일체로 결합한다. 여기서 상기 금속판에는 일정 간격으로 다수개의 결합공이 타공 형성되어 상

기 고정용 볼트가 수평선상에서 이격된 한 쌍의 결합공에 삽입되어 한 쌍의 원단을 결합 고정한다. 다음 도 5b에서 상기 보강부재(30)는 FRP(Fiber Glas Reinforced Plastic : 유리섬유로 강화된 플라스틱)을 소재로 형성한 플레이트를 원단의 이음부위에 맞닿도록 배치한 후 고정용 볼트 및 너트를 통해 일체로 결합한다. 도 5c에서 상기 보강부재는 액상, 겔상의 에폭시레진을 원단의 이음부위에 도포한 후 경화시킨 실시예이다. 상기와 같이 이루어진 보강부재는 복수의 원단을 일체로 연결하되, 연결되는 부위인 이음부위의 인장강도를 원단의 인장강도에 상응하도록 형성함으로써 파손을 방지할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 초대형 마대를 사용하는 사용상태를 도 6 내지 도 9를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 6은 종래 건설공사장의 임시토류벽을 도시한 예시도로서, (a)는 H?Pile을 이용하여 토류벽을 형성한 것이고, (b)는 Shet Pile을 이용하여 토류벽을 형성한 것이고, (c)는 주열식 콘크리트말뚝을 이용하여 토류벽을 형성한 것을 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 종래 공사현장에서 임시로 토류벽을 형성하기 위해 사용하고 있는 H-Pile, Shet Pile, 주열식 콘크리트 말뚝은 가격이 고가이며 다수개의 파일을 일정 간격으로 설치해야 하기 때문에 이로 인한 공사 기간 및 공사 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, pile 또는 콘크리트 말뚝은 설치된 이후에 공기, 습기 등에 의해 부식이 시작되기 때문에 교체 주기가 짧고 이로 인한 유지 보수 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 초대형 마대에 토사 또는 소일시멘트를 채운 후 이를 공사현장에 임시토류벽으로 활용하여, 설치에 소요되는 시간을 줄일 수 있고 내부식성이 높은 토목섬유로 초대형 마대를 형성함으로써 부식에 대한 문제를 줄일 수 있어 장시간 사용이 가능한 장점이 있고, 이를 통해 유지 보수에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 8은 본 발명에 따른 초대형 마대를 해안이나 호수의 가체절(假締切)로 사용한 활용예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 해안 또는 호수를 매립하여 매립지를 형성하는 과정에서 매립지의 테두리에 미리 가체절을 형성한다.

여기서 본 발명에 따른 초대형 마대에 준설토, 토사 또는 소일시멘트를 채운 후 가체절이 형성되어야 하는 위치에 연속적으로 배열함으로서 가체절을 형성하는데 소요되는 비용을 줄이고 시간을 단축할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 수분 및 염분에 의한 부식의 염려를 줄여 장시간 사용이 가능한 장점이 있다. 도 9는 본 발명에 따른 초대형 마대를 수중 가축도로 사용한 활용예를 도시한 것으로, 내부식성이 강한 특성이 있고, 위사와 경사를 촘촘히 직조하여 내부에 채워진 토사 또는 소일시멘트를 유실을 최소화할 수 있고, 소일시멘트를 경화시킨 후 수중에 배치함으로서 강성이 높고 무거운 중량체로 형성되어 수중에 배치된다.

이를 통해 수중에서 발생하는 각종 압력에 의해서도 위치 이동을 제한되어 최초 설치된 위치를 유지할 수 있고, 수중에 설치하는 과정이 단순하고, 종래 크기가 작은 마대를 사용하는 것에 비하여 마대를 이동하는 횟수가 적기 때문에 설치에 사용하는 시간을 줄이고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 초대형 마대를 활용한 다양한 실시예에서 알 수 있듯이, 원단의 인장강도에 상응하는 인장강도를 갖는 이음부위를 형성하여 종래 토목섬유를 이용하여 형성한 마대에 비해 상대적으로 큰 초대형 마대를 제작할 수 있기 때문에 하중 압력에 대한 내인성 및 내구성이 높은 장점이 있고, 이러한 장점을 통해 각종 대형 공사 현장에 활용할 수 있는 장점이 있고 동시에 시공 시간을 단축하고 유지 보수에 소요되는 비용을 줄여 경제성을 높인 장점이 있다.

도 10은 본 발명에 따른 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대의 제작방법을 도시한 단계도로서, 원단 성형 단계(S10); 성형된 원단에서 증가시키고자 하는 폭 방향 또는 길이 방향의 단부에 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 선택된 어느 하나로 이루어진 보강부재를 맞대는 단계(S20); 맞대어진 보강부재와 원단을 타공하여 상호 간격을 두고 다수개의 결합공을 성형하는 단계(S30); 인접한 한 쌍의 보강부재에 성형된 결합공에 이음부재를 구성하는 고정용 볼트를 삽입한 후 상기 고정용 볼트의 단부를 고정용 너트를 통해 고정하여 일체로 결합하는 단계(S40); 일체로 결합된 원단을 토사또는 소일시멘트가 채워지는 공간과, 상기 공간과 연통되는 입구 및 인양을 위한 고리를 결합하여 소요규격에 맞춰 제작하는 마대 제작단계(S50);를 포함한다. 상기 원단 성형 단계(S10)는, 위사와 경사를 직조하여 폭과 길이를 갖는 원단을 성형하는 단계이다.

여기서 원단을 성형하는 방법은 통상의 직조기를 이용하여 직물을 제조하는 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. 다음, 보강부재를 원단의 이음부위에 맞대는 단계(S20)는, 편평한 플레이트

형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 선택된 어느 하나로 이루어진 보강부재를 원단의 폭 방향 또는 길이 방향의 단부에 맞대어 배치하는 단계이다.

여기서 상기 보강부재는 금속판, FRP판, 탄성복원력을 갖는 슬링벨트 중 선택된 어느 하나로 이루어지고, 이때 상기 보강부재는 원단의 이음부위 폭에 따라 다수개가 상호 이격된 위치에 나란히 배치될 수 있다. 한편, 상기 보강부재와 원단의 이음부위를 맞댄 후 맞대어진 부위에 에폭시 레진을 도포하여 경화시켜 양 부재의 결합력을 높이고, 에폭시레진 이외에도 도포 후 일정 시간이 지난 후 경화되는 접착성, 점착성 성질을 갖는 물질을 도포하여 양 부재간의 결합력을 높일 수 있다.

이때, 상기 고정용 볼트와 원단 또는 보강부재 사이, 상기 고정용 너트와 원단 또는 보강부재 사이에 편평한 압착플레이트를 더 배치하는 단계(S21)가 더 포함될 수 있는데, 상기 압착플레이트는 한 쌍이 원단과 보강부재를 사이에 두고 마주 보도록 배치되어 양측에서 이를 압착하고, 압착된 상태를 상기 고정용 볼트와 너트를 이용하여 고정하기 때문에 보다 견고한 결합력을 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 압착플레이트를 금속재의 편평한 판재로 구성하는 경우 원단의 인장강도에 상응하는 인장강도를 가지는 이음부위를 구현할 수 있는 것이다. 다음으로 맞대어진 보강부재와 원단을 타공하여 상호 간격을 두고 다수개의 결합공을 성형하는 단계(S30)는, 후술하는 이음부재의 결합을 위한 결합공을 성형

하는 단계이며, 결합공을 성형한 이후 상기 결합공에 삽입된 이음부재의 유동 또는 외부로부터 전달된 인장력에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 아일렛이 결합되는 단계가 더 포함될 수 있다.

다음으로 인접한 한 쌍의 보강부재에 성형된 결합공에 이음부재를 결합하여 일체로 결합하는 단계(S40)는, 여기서 이음부재는 고정용 볼트와 고정용 너트를 포함한 것으로, 고정용 볼트가 상기 결합공에 관통 결합되고 결합된 단부에 고정용 너트가 결합되어 그 사이에 배치된 원단과 이음부재를 일체로 고정한다. 다음으로, 상기와 같이 폭 방향 또는 길이 방향 또는 이들 모두로 넓어지 길이를 가지되 일체로 결합된 원단을 성형하여 토사 또는 소일시멘트가 채워지는 공간과, 상기 공간과 연통되는 입구 및 인양을 위한 고리를 결합하여 소요규격에 맞춰 제작하는 마대 제작단계(S50)이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 초대형 마대의 제작방법은, 보강부재와 이음부재를 통해 원단을 폭 방향 또는 길이 방향 또는 이들 모두로 연장하여 원하는 폭과 길이를 가지는 원단을 제작할 수 있는 장점이 있고, 폭과 길이를 증가시킴으로서 크기와 내부에 토사, 소일시멘트를 채울 수 있는 공간이 넓어진 초대형 마대를 제작할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대
10 : 원단
20 : 이음부재
21 : 고정용 볼트 22 : 압착플레이트
23 : 고정용 너트
30 : 보강부재
31 : 결합공
S10 : 원단성형단계
S20 : 보강부재배치단계
S30 : 결합공 형성단계
S40 : 이음단계
S50 : 마대 제작단계

Claims

복수의 재단된 원단(10)을 결합하여 내부에 토사 또는 소일시멘트(soilcement)를 채워서 사용하는 초대형 마대에 있어서,
복수의 재단된 원단(10)의 폭 방향 또는 길이 방향 단부 중 어느 일단을 이음부재(20)를 통해 상호 연결하여 원단(10)의 너비 또는 길이를 증가시키고,
상기 이음부재(20)를 통해 상호 연결되는 원단(10)의 이음부위 파손을 방지하기 위한 보강부재(30)가 구비되되,
상기 이음부재(20)는, 상기 원단(10)과 상기 보강부재(30)를 관통 결합하는 고정용 볼트(21)와, 한 쌍이 상기 원단(10)을 사이에 두고 상호 마주보도록 배치되며 상기 고정용 볼트(21)가 관통 결합하는 압착플레이트(2)와,
상기 압착플레이트(2)의 일면에 배치되어 상기 고정용 볼트(21)가 맞물려 결합하는 고정용 너트(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대.
청구항 1에 있어서,
상기 보강부재(30)는, 상기 원단(10)의 이음부위에 맞대어져 배치되고 상기 고정용 볼트(21)가 관통 결합되는 결합공(31)이 형성되되, 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 어느 하나로 이루어지며,
복수의 재단된 원단(10)의 이음부위를 감싸도록 각각 배치되고, 각각에 상기 결합공(31)이 길이 방향을 따라 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대.
청구항 1에 있어서,
상기 고정용 볼트(21)는, 길이 방향으로 연장되며 상호 이격된 위치에 배치된 삽입부(211)와, 상기 삽입부(211)의 일단을 연결하는 결합부(212)를 포함하여, 상기 삽입부(211)가 이격된 위치에 배치된 한 쌍의 보강부재(30)를 일체로 결합하는 것을 특징으로 하는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대.
청구항 3에 있어서,
결합공(31)은, 상기 고정용 볼트(21)에 의해 결합되는 한 쌍의 보강부재(30)에서 상호 교호(交互) 배치되어, 상기 고정용 볼트(21)가 지그재그(zigzag)형태로 결합하는 것을 특징으로 하는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대.
원단 성형 단계(S10);
성형된 원단에서 증가시키고자 하는 폭 방향 또는 길이 방향의 단부에 편평한 플레이트 형태의 금속판 또는 합성수지와 섬유기재를 혼합한 플레이트 형태의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)판 또는 탄성복원력을 갖는 벨트 중 선택된 어느 하나로 이루어진 보강부재를 맞대는 단계(S20);
맞대어진 보강부재와 원단을 타공하여 상호 간격을 두고 다수개의 결합공을 성형하는 단계(S30);
인접한 한 쌍의 보강부재에 성형된 결합공에 이음부재를 구성하는 고정용 볼트를 삽입한 후 상기 고정용 볼트의 단부를 고정용 너트를 통해 고정하여 일체로 결합하는 단계(S40);
일체로 결합된 원단을 토사 또는 소일시멘트가 채워지는 공간과, 상기 공간과 연통되는 입구 및 인양을 위한 고리를 결합하여 소요규격에 맞춰 제작하는 마대 제작단계(S50);를 포함한 것을 특징으로 하는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토
목섬유를 활용한 초대형 마대의 제작방법.
청구항 5에 있어서,
상기 원단에 보강부재를 맞대는 단계(S20) 이후에는, 편평한 플레이트 형태로 이루어진 압착플레이트를 상기 보강부재의 양면에 밀착하도록 배치하는 단계(S21)를 더 포함한 것을 특징으로 하는 이음부위의 인장강도를 향상시킨 토목섬유를 활용한 초대형 마대의 제작방법.