KR102153959B1 - 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법 - Google Patents

다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법에 관한 것으로서, 시공대상이 될 지반을 절토, 터파기한 후, 다짐하여 정리하는 지반정리단계와, 상기 정리된 지반의 상면에 입도범위가 5~25mm인 골재를 포설하여 150~300mm 두께로 기층을 형성하는 기층 형성단계와, 상기 형성된 기층의 상면에 50~200mm 두께로 투수층을 형성하는 투수층 형성단계와, 상기 형성된 투수층의 상면에 10~200mm 두께로 황토포장재를 포설하는 1차 포설단계와, 상기 포설된 황토포장재를 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 1차 다짐단계와, 상기 다짐된 표면에 50~100mm 두께로 황토볼을 함유한 황토포장재를 포설하는 2차 포설단계와, 상기 포설된 황토볼을 함유한 황토포장재를 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 2차 다짐단계와, 상기 2차 다짐된 표면에 구배를 형성하여 표면을 마무리하는 마무리단계와, 상기 마무리된 표면에 1~10mm 두께로 강화코팅제를 도포하는 강화코팅제 도포단계와, 상기 강화코팅제가 코팅된 표면을 48~72시간 동안 양생하는 양생단계와, 상기 양생된 표면의 양측면에 황토블럭을 이용하여 경계석을 설치하는 경계석 설치단계 및 상기 설치된 경계석의 표면에 일정간격마다 색상을 다르게 형성하는 색 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법에 따르면, 황토의 기본적인 특성인 다량의 원적외선 방출, 보수 및 통기성이 우수할 뿐 아니라, 황토가 갖는 자연정화능력으로 쾌적한 환경보존과 시민 건강 증진에 유익하고, 콘크리트보다 표면온도 상승이 낮아 쾌적한 환경을 제공하며, 자연친화적인 느낌을 주어 정서적 안정감을 느끼게 되는 효과가 있다.
또한, 시공과정에서, 기층 및 투수층을 통해 지반을 단단히 하고 배수를 원활히 하며, 1차 및 2차에 걸쳐 포설된 황토포장재를 통해 황토가 갖는 장점을 최대한 구현하면서도, 크랙이 없고 내구성이 우수한 시공방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법{Construction method crack prevention and durability using yellow soil pavement material}
본 발명은 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법으로서, 주재료인 황토가 갖는 자연정화능력으로 쾌적한 환경보존과 시민 건강 증진에 유익하고, 콘크리트보다 표면온도 상승이 낮아 쾌적한 환경을 제공하며, 자연친화적인 느낌을 주어 정서적 안정감을 느낄 뿐만 아니라, 시공 후 크랙이 발생하지 않고, 내구성이 강한 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법에 관한 것이다.
자동차가 주행하는 도로, 자전거 도로, 농로, 그리고 공원의 산책로는 도로에 기본적으로 요구되는 강도 충족과 유지보수의 편의를 위해 아스콘 또는 시멘트를 이용하여 시공된다. 일반적으로 차량 등이 다니는 포장도로는 일정한 폭으로 굴토한 후 모래, 자갈 또는 쇄석 등을 균일한 두께로 다진 후 그 위에 아스팔트 콘크리트를 포장함으로써 그 시공이 이루어진다.
그러나, 이러한 포장도로는 모래, 자갈 또는 쇄석 등의 골재가 많이 소요되므로 비용이 크게 발생될 뿐 아니라, 골재의 사용으로 인하여 자연환경을 훼손하는 심각한 문제점을 안고 있다. 또한, 포장도로는 무더운 여름철의 경우 뜨거운 열기로 인해 도로표면의 아스팔트 콘크리트(일명 아스콘)가 소성변형하는 현상이 발생하여 자전거나 사람의 통행에 많은 지장을 주고, 열섬 현상을 일으키는 큰 요인이 되고 있다. 더욱이 포장도로에 사용되는 아스팔트 콘크리트는 그 제조과정에서 골재를 많이 사용할 뿐 아니라, 석유 찌꺼기가 사용되므로 환경오염을 가중시키는 심각한 문제를 갖는다.
이에 따라, 최근에는 포장도로를 황토길의 느낌을 주면서 친환경적 시공을 하려는 움직임이 활발하다. 즉, 생태공원의 산책로, 자전거 도로 등을 아스팔트나 시멘트 대신 친환경 제품으로 시공하는 것이 추세이다.
그러나, 종래의 친환경 도로 포장의 경우, 사람에게 주는 시각적 이미지만 황토길의 친환경적 느낌만 줄 뿐 도로 포장 재료 자체는 황토 성분을 포함하지 않은 것이 대부분이다. 예를 들어, 현재 친환경 황토길 도로 포장에 사용되는 포장재료의 주성분은 마사토와 황토색 느낌을 주는 안료로서 산화철을 포함한 것이며, 상기 포장재료에 결합재로서 시멘트계 물질을 혼합하고 있다. 또한, 종래의 황토길 도로포장재를 구성하는 시멘트계 물질은 시공될 지반이 점성토이거나 유기성분을 함유하고 있으면 이용하기 어려운 한계를 가지고 있어 시멘트에 고화제 및 계면활성제를 첨가하여 도로를 포장하였는데, 이렇게 고화제가 첨가된 시멘트의 경우 황토색을 내기 위하여 중금속이 함유된 산화철을 포함하고 있는 발색제를 첨가하여야 한다. 그러나, 이는 친환경적인 황토길 도로 포장의 근본 시공 취지와는 반대로 인체에 유해한 성분이 섞여 환경 친화적이지 못하다는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 종래의 황토길 도로 포장재 조성물은 시멘트의 수화열 및 고화제의 급격한 수화반응으로 크랙이 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 황토를 주재료로 사용하여 친환경적이면서도 황토 본연의 느낌을 살리고, 시공 후 크랙이 발생하지 않으며 내구성이 강한 시공방법이 필요한 실정이다.
KR 10-1747317 (2017.06.08.)
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법에 있어서 황토를 주재료로 사용하여 친환경적이면서도 황토 본연의 느낌을 살리고, 시공 후 크랙이 발생하지 않으며 내구성이 강한 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법은 시공대상이 될 지반을 절토, 터파기한 후, 다짐하여 정리하는 지반정리단계와, 상기 정리된 지반의 상면에 입도범위가 5~25mm인 골재를 포설하여 150~300mm 두께로 기층을 형성하는 기층 형성단계와, 상기 형성된 기층의 상면에 50~200mm 두께로 투수층을 형성하는 투수층 형성단계와, 상기 형성된 투수층의 상면에 10~200mm 두께로 황토포장재를 포설하는 1차 포설단계와, 상기 포설된 황토포장재를 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 1차 다짐단계와, 상기 다짐된 표면에 50~100mm 두께로 황토볼을 함유한 황토포장재를 포설하는 2차 포설단계와, 상기 포설된 황토볼을 함유한 황토포장재를 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 2차 다짐단계와, 상기 2차 다짐된 표면에 구배를 형성하여 표면을 마무리하는 마무리단계와, 상기 마무리된 표면에 1~10mm 두께로 강화코팅제를 도포하는 강화코팅제 도포단계와, 상기 강화코팅제가 코팅된 표면을 48~72시간 동안 양생하는 양생단계와, 상기 양생된 표면의 양측면에 황토블럭을 이용하여 경계석을 설치하는 경계석 설치단계 및 상기 설치된 경계석의 표면에 일정간격마다 색상을 다르게 형성하는 색 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 1차 포설단계의 황토포장재는 황토 100중량부에 대하여, 보강재 3~7중량부를 더 포함하되, 상기 보강재는 유리섬유, 케블라 섬유, 노멕스 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 후, 테프론(Teflon)을 함침하여 제조한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 2차 포설단계의 황토볼을 함유한 황토포장재는 상기 1차 포설단계의 황토포장재 100중량부에 황토볼을 30~50중량부 포함한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 황토볼의 식물성 오일은, 시트로넬라 추출오일 100중량부에 대하여, 레몬그래스 추출오일 20~30중량부, 라벤더잎 추출오일 20~30중량부, 로즈마리잎 추출오일 20~30중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법에 따르면, 황토의 기본적인 특성인 다량의 원적외선 방출, 보수 및 통기성이 우수할 뿐 아니라, 황토가 갖는 자연정화능력으로 쾌적한 환경보존과 시민 건강 증진에 유익하고, 콘크리트보다 표면온도 상승이 낮아 쾌적한 환경을 제공하며, 자연친화적인 느낌을 주어 정서적 안정감을 느끼게 되는 효과가 있다.
또한, 시공과정에서, 기층 및 투수층을 통해 지반을 단단히 하고 배수를 원활히 하며, 1차 및 2차에 걸쳐 포설된 황토포장재를 통해 황토가 갖는 장점을 최대한 구현하면서도, 크랙이 없고 내구성이 우수한 시공방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법을 개략적으로 도시한 단계흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법을 개략적으로 도시한 단계흐름도이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법은 지반정리단계(S10), 기층 형성단계(S20), 투수층 형성단계(S30), 1차 포설단계(S40), 1차 다짐단계(S50), 2차 포설단계(S60), 2차 다짐단계(S70), 마무리단계(S80), 강화코팅제 도포단계(S90), 양생단계(S100), 경계석 설치단계(S110) 및 색 형성단계(S120)를 포함하여 이루어진다.
1. 지반정리단계(S10)
지반정리단계(S10)는 시공대상 지반을 정리하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 시공대상이 될 지반을 절토, 터파기한 후, 다짐하여 정리하는 것이다.
이에 따라, 지반의 평활도가 높아지고, 강도가 높아짐에 따라 땅 꺼짐 현상이 방지된다.
지반의 다짐은 다짐장비 또는 지반개량공법 등을 이용할 수 있다.
여기서, 시공대상이 될 지반은 보도, 공원, 산책로, 아파트 내부 도로, 문화재주변, 하천제방로 및 자전거 도로 등이다.
2. 기층 형성단계(S20)
기층 형성단계(S20)는 상기 정리된 지반의 상면에 기층을 형성하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 상기 정리된 지반의 상면에 입도범위가 5~25mm인 골재를 포설하여 150~300mm 두께로 기층을 형성하는 것이다.
골재는 안산암, 경질사암, 석회암 및 화강암으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 골재를 통해 형성된 기층은 지반의 지지력을 보강해주고, 하기의 단계를 통해 형성된 표층의 침하를 방지하는 역할을 한다.
3. 투수층 형성단계(S30)
투수층 형성단계(S30)는 상기 형성된 기층의 상면에 투수층을 형성하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 상기 형성된 기층의 상면에 50~200mm 두께로 투수층을 형성하는 것이다.
여기서, 투수층은 입자크기가 5~25mm인 골재 100중량부에 대하여, 입자크기가 30~50mm인 현무암 20~30중량부, 입자크기가 30~50mm인 산호석 10~20중량부, 활성탄 5~10중량부, 경화제 5~10중량부를 포함하여 이루어진다.
상기의 조성 및 두께로 이루어진 투수층을 통해, 상부로부터 다량의 수분이 이송되더라도 빠르게 배수시킬 수 있고, 특히, 하절기에는 빗물의 고임현상을 원천적으로 방지하며, 동절기에는 수분의 동결현상을 방지하게 된다.
골재는 조성물들의 공극율 및 강도를 높이는 역할을 한다.
현무암은 흑색 내지 암회석의 고철질 화산암으로 주로 Ca-사장석과 단사휘석으로 구성되어 있다. 마그마가 지표면으로 나와 곧바로 식어 굳어져 된 암석이기 때문에 마그마 속에 녹아있던 기체가 날아가 불규칙한 구멍이 많으며, 곧바로 굳게된 이유로 결정이 미처 생기지 못하여 결정체가 매우 작거나 없다. 따라서, 이러한 현무암은 투수성이 높을 뿐만 아니라, 항균, 탈취 및 제습 효과가 있다.
만약, 상기 골재 100중량부에 대하여, 현무암을 20중량부 미만으로 포함할 경우에는 투수성이 떨어지고, 항균, 탈취 및 제습 효과를 충분히 발휘할 수 없으며, 30중량부를 초과하여 포함할 경우에는 필요 이상의 함유량으로 인하여 오히려 강도 및 내구성이 떨어지게 된다.
산호석은 해저층의 산호 조각, 어패류 및 해초 등의 각종 무기물이 자연적으로 합성된 대리석의 일종인 석회석으로, 칼슘과 마그네슘, 게르마늄 등의 많은 원소를 포함하고 있다. 이러한 산호석은 투수성이 높을 뿐 아니라, 항균, 탈취, 전자파차단 등의 효과가 있다.
만약, 상기 골재 100중량부에 대하여, 산호석을 20중량부 미만으로 포함할 경우에는 투수성이 떨어지고, 항균, 탈취 및 전자파차단 효과를 충분히 발휘할 수 없으며, 30중량부를 초과하여 포함할 경우에는 필요 이상의 함유량으로 인하여 오히려 강도 및 내구성이 떨어지게 된다.
활성탄은 자연에서 서식하는 식물과 재배 식물의 잎과 줄기, 식물의 껍질, 식물의 뿌리, 열매 등을 고열처리에 의한 연소공법을 통해 탄소제로 만들고, 상기 탄소제를 미세분말기를 이용하여 0.1~0.2mm의 입경을 갖는 분말로 가공한 후 다시 고열처리한 것으로, 파장이 10~100㎛대의 원적외선을 방사하며, 유해세균을 살균하는 작용을 하는 것으로 각종 항균, 정화, 탈취 기능을 수행한다.
만약, 상기 골재 100중량부에 대하여, 활성탄을 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 항균작용을 충분히 할 수 없으며, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 필요 이상의 함유량으로 인하여 오히려 강도 및 내구성이 떨어지게 된다.
경화제는 경화반응을 촉진하는 개시제 역할을 하여 조성물들이 혼합되면서 경화반응이 신속히 이루어지게 하기 위한 것으로서, 본 발명에서는 과산화물계 경화제를 사용한다.
좀 더 상세하게는, 벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘히드로퍼옥사이드 및 2,5-디메틸헥실-2,5-디퍼옥시벤조에이트 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
만약, 골재 100중량부에 대하여, 경화제를 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 경화반응이 저하되어 강도 특성이 낮아지는 문제가 생길 수 있으며, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 경화반응을 효율적으로 제어하기 어려울 수 있다.
4. 1차 포설단계(S40)
1차 포설단계(S40)는 상기 형성된 투수층의 상면에 황토포장재를 포설하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 상기 형성된 투수층의 상면에 10~200mm 두께로 황토포장재를 포설하는 것이다.
여기서, 황토포장재는 황토 100중량부에 대하여, 무기질 수성 바인더 5~10중량부, 강화규사 15~20중량부, 골재 20~30중량부, 편백나무 분말 5~10중량부, 항균제 5~10중량부, 음이온 방사물질 10~20중량부, 자외선 안정제 3~10중량부, 혼화제 0.1~1중량부를 포함하여 이루어진다.
황토는 1,000~1,100℃에서 5~6시간 동안 소성시킨 후, 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분쇄된 황토는 분말도가 2,500~3,000㎠/g 인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도가 2,500㎠/g 미만이면 포장재의 표면재질이 거칠어지고, 동절기 재료 분리 현상이 발생할 수 있으며, 분말도가 3,000㎠/g 초과이면 수화열이 발생되어 구조 크랙이 생길 수 있다.
무기질 수성 바인더는 액상규산소듐, 액상규산포타슘, 액상규산리튬 및 물을 혼합한 규산염혼합물 100중량부에 대하여, 경화제 5~10중량부, 습윤제 2~3중량부, 소포제 3~5중량부로 이루어진다.
경화제로는 과산화물계 경화제를 사용할 수 있고, 습윤제로는 비이온계 계면활성제를 사용할 수 있으며, 소포제로는 폴리에테르-실록산계 에멀젼을 사용할 수 있다.
만약, 상기 황토 100중량부에 대하여, 무기질 수성 바인더를 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 조성물들이 고르게 결합되지 못할 수 있으며, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 경화가 빠르게 이루어지게 되어 강도가 저하되게 된다.
강화규사는 입자크기가 3~5mm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 골재는 입자크기가 3~7mm인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 황토와 혼합되어 타 조성물들과의 결합력을 높이고 전체적인 강도를 높이는 역할을 한다.
만약, 상기 강화규사 및 골재를 상기의 범위 미만으로 포함할 경우에는 상기 황토와 고르게 혼합되지 못하게 되어 결합력 및 강도를 저하시키게 되고, 상기의 범위를 초과하여 포함할 경우에는 통기성 및 내수성이 떨어진다.
편백나무 분말은 편백나무를 수분함량이 5% 이하가 되도록 건조한 후, 입자크기가 3~5mm의 크기가 되도록 분쇄한 것으로, 상기 편백나무에는 피톤치드가 포함되어 있어 피톤치드 고유의 향으로 인하여 쾌적함 및 안정감을 제공하고, 항균작용을 할 뿐 아니라, 황토와 혼합되어 보강재로서의 역할도 수행하게 된다.
만약, 상기 황토 100중량부에 대하여, 편백나무 분말을 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 상기 황토 및 타 조성물들과 고르게 혼합되지 못하여 그 효과를 충분히 발휘하지 못할 수 있으며, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 통기성 및 내수성이 떨어지게 된다.
항균제는 편백나무 추출액과 편백나무 오일이 중량대비 1 : 0.1~0.3의 비율로 혼합되어 제조된 것이다.
편백나무 추출액은 세척한 편백나무의 잎과 가지를 증류탱크에 넣고 80~110℃의 온도에서 8~10시간 동안 고온의 스팀을 공급한 후, 서서히 온도를 낮추어 증발시켜 추출되도록 한다.
편백나무 오일은 상기 편백나무 추출액을 다시 60~80℃의 온도에서 6~8시간 동안 가열하여 수분을 발산시켜 추출한다.
상기 편백나무 추출액과 편백나무 오일에 함유되어 있는 피톤치드는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 억제하고, 주성분인 테르펜(terpene)은 알파파를 형성하여 심신안정 효과가 우수하며, 특히 가려움증, 여드름과 같은 피부트러블 및 아토피 피부염 완화 및 치료, 진드기와 같은 해충의 서식 억제 효과 뿐만 아니라 항균, 제균, 살균 및 탈취작용에도 우수한 효과가 있다.
그리고, 상기 편백나무 추출액과 편백나무 오일을 중량대비 1 : 0.1~0.3의 비율로 혼합하는 것은 피톤치드의 지속력을 높이기 위함이다.
만약, 상기 편백나무 추출액과 편백나무 오일을 중량대비 1 : 0.1 미만의 비율로 혼합할 경우에는 상기 편백나무 추출액에 편백나무 오일이 골고루 혼합되지않아 피톤치드의 지속력이 낮아질 수 있으며, 중량대비 1 : 0.3을 초과하여 혼합할 경우에는 효과에 비해 비경제적이다.
또한, 만약, 상기 황토 100중량부에 대하여, 항균제를 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 상기 황토 및 타 조성물들과 고르게 혼합되지 못하여 그 효과를 충분히 발휘하지 못할 수 있으며, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 필요 이상의 함유량으로 인하여 비경제적이다.
음이온 방사물질은 음이온 및 원적외선을 방사하기 위한 것으로서, 옥, 규조토, 토르마린, 모자나이트, 귀양석, 일라이트, 견운모, 토탄 중에서 하나 또는 둘 이상을 혼합하고 입자크기를 0.01~0.03mm로 분쇄한 것이고, 상기 음이온 방사물질의 분쇄크기는 상기 무기질 수성 바인더와 혼합할 경우에 미세기공을 발생시키지 않도록 하기 위하여 미세한 크기로 분쇄한 것이다.
만약, 황토 100중량부에 대하여, 음이온 방사물질을 10중량부 미만으로 포함할 경우에는 상기 황토 및 티 조성물들과 골고루 혼합되지 않아 음이온 및 원적외선을 원활하게 방사하지 못하며, 20중량부를 초과하여 혼합할 경우에는 황토포장재의 결합력을 떨어뜨릴 수 있다.
자외선 안정제는 UV 조사에 따른 수지 조성물의 색상 변화 및 광반사성 저하를 억제하는 역할을 하는 것으로, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 트리아진계 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
만약, 상기 황토 100중량부에 대하여, 자외선 안정제를 3중량부 미만으로 포함할 경우에는 조성물의 색상 변화 및 광반사성 저하를 억제하는 역할을 충분히 할 수 없으며, 10중량부를 초과하여 포함할 경우에는 필요 이상의 함유량으로 인하여 오히려 물성이 저하될 수 있다.
혼화제는 KSF 2560에 적합한 것으로, 나프탈린계, 리그닌계, 폴리카르본산계 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기의 조성 및 두께로 이루어진 황토포장재의 포설을 통해, 황토의 기본적인 특성인 다량의 원적외선 방출, 보수 및 통기성이 우수할 뿐 아니라, 황토가 갖는 자연정화능력으로 쾌적한 환경보존과 시민 건강 증진에 유익하고, 콘크리트보다 표면온도 상승이 낮아 쾌적한 환경을 제공하며, 자연친화적인 느낌을 주어 정서적 안정감을 느끼는 효과가 있다.
본 발명에서는 황토 100중량부에 대하여, 보강재 3~7중량부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 보강재는 유리섬유, 케블라 섬유, 노멕스 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 후, 테프론(Teflon)을 함침하여 제조한다.
유리 섬유는 유리를 잡아늘여 극단적으로 가늘게 한 인조 섬유로 내열성, 내식성 및 내습성이 큰 특징을 가지고 있다.
케블라(KEVLAR) 섬유는 분해온도가 400℃ 이상인 고내열성의 특징을 가지며, -160℃에서도 섬유의 특성을 유지하는 우수한 내한성과, 우수한 절연성, 높은 인장강도, 탄성율 및 절단저항을 가지고 있다.
노멕스(Nomex)는 방향족 폴리아마이드 섬유로 내열성, 내후성, 내약품성, 방사성 및 안정성이 우수한 섬유이다.
테프론은 테트라플루오르에틸렌(Tetrafluoroethylene)의 첨가중합으로 얻는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)으로 만든 섬유로, 우수한 내열성과 내약품성을 가지고 있다.
상기 아라미드 섬유, 케블라 섬유, 노멕스를 테프론과 함침할 경우, 인장강도를 더욱 높이고, 내열성을 더욱 높일 수 있게 된다.
5. 1차 다짐단계(S50)
1차 다짐단계(S50)는 상기 황토포장재가 포설된 표면을 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 단계이다.
6. 2차 포설단계(S60)
2차 포설단계(S60)는 상기 다짐된 표면에 황토볼을 함유한 황토포장재를 포설하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 상기 다짐된 표면에 50~100mm 두께로 황토볼을 함유한 황토포장재를 포설하는 것이다.
여기서, 황토볼을 함유한 황토포장재는 상기 1차 포설단계(S40)의 황토포장재 100중량부에 황토볼을 30~50중량부 포함한 것이다.
먼저, 황토볼은 입자크기가 1~5mm인 황토 분말 100중량부에 대하여, 입자크기가 3~10mm인 팽창점토 분말 30~70중량부, 열가소성 수지 20~30중량부를 혼합하여 볼 형태로 성형하고, 700~1,200℃의 온도에서 30~50시간 동안 열처리하여 냉각한 후, 상기 냉각된 볼 100중량부에 식물성 오일 5~10중량부를 더 첨가하여 제조된다.
황토분말과 팽창점토분말은 미네랄 성분을 함유하여 미생물의 성장을 돕고, 보습력 및 통기성이 우수하며, 황토 분말과 팽창점토 분말은 열처리과정을 통하여 점성을 갖게 되어 결합력을 더욱 높일 수 있으며, 열처리 이후에 투수성 기공이 형성된다.
따라서, 황토 분말, 팽창점토 분말, 열가소성 수지를 혼합하여 열처리 및 냉각한 후, 투수성 기공이 형성된 볼에 식물성 오일을 첨가하게 되면 원활하게 흡수시킬 수 있게 된다.
식물성 오일은 시트로넬라 추출오일 100중량부에 대하여, 레몬그래스 추출오일 20~30중량부, 라벤더잎 추출오일 20~30중량부, 로즈마리잎 추출오일 20~30중량부를 포함하여 이루어진다.
본 발명에서의 상기 추출오일들은 수증기 증류법에 의하여 제조된다. 먼저 추출하고자 하는 식물을 잘 건조하여 절단한 다음 플라스크에 넣고, 샘플이 담긴 플라스크에 약 10배 이상의 물을 넣고 다른 쪽의 플라스크에 증류수 부피의 1/10에 해당하는 유기용매를 넣은 후 냉각수를 연결하여 수 시간 환류시킨다. 그런 다음 서서히 냉각시키고 유기용매층을 취하여 탈수제를 첨가하여 탈수한 다음, 여과하여 탈수제를 제거하고 여과액을 증발시켜 제조된다.
상기의 방법으로 제조된 식물성 오일은 모기 기피 활성이 우수할 뿐만 아니라 지속 효과도 우수하고, 인체나 동물에 대한 독성이 없으며 환경오염의 가능성이 없는 천연 모기 기피제로 사용될 수 있다.
따라서, 상기의 조성 및 두께로 이루어진 황토볼을 함유한 황토포장재의 포설을 통해, 황토의 기본적인 특성인 다량의 원적외선 방출, 보수 및 통기성이 우수할 뿐 아니라, 황토볼을 통한 투수성 향상과 함께, 지속적으로 발산되는 식물성 오일의 성분으로부터 상쾌한 향기와 함께 모기 기피 효과도 얻을 수 있게 된다.
7. 2차 다짐단계(S70)
2차 다짐단계(S70)는 상기 포설된 황토볼을 함유한 황토포장재를 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 단계이다.
8. 마무리단계(S80)
마무리단계(S80)는 상기 다짐된 표면에 구배를 형성하여 표면을 마무리하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 시공 이후 통행과 배수를 용이하게 하기 위해, 상기 다짐된 표면에 구배를 형성하여 표면을 마무리하는 것이다.
9. 도포단계(S90)
도포단계(S90)는 상기 마무리된 표면에 강화코팅제를 도포하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 상기 마무리된 표면에 1~10mm 두께로 강화코팅제를 도포하는 것이다.
여기서, 강화코팅제는 아크릴 우레탄 100중량부에 대하여, 칼라규사 5~20중량부, 자외선 안정제 0.5~3중량부, 박리방지제 1~3중량부, 경화제 2~5중량부를 포함하여 이루어진다.
상기의 강화코팅제는 강도 및 내마모성이 우수할 뿐 아니라, 자외선 차단효과를 통해 변색이 일어나지 않는 효과가 있다.
아크릴 우레탄은 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 테트로플로오르에틸렌 공중합체 3~10중량부, 크실렌 20~30중량부, 부틸 아세테이트 5~10중량부, 무변색 세라믹 안료 10~20중량부, 에틸 아세테이트 40~50 중량부를 포함하여 이루어진다.
아크릴 우레탄의 성분 중, 폴리에스터 수지는 아크릴 우레탄의 표면경도를 높이고, 부착력을 강화하는 역할을 한다.
폴리에스터 수지에 불소수지의 주성분인 테트로플로오르에틸렌 공중합체가 소량 포함되어 구성되는데, 테트로플로오르에틸렌 공중합체를 3중량부 미만으로 포함할 경우에는 내오존 성능이 저하되며, 테트로플로오르에틸렌 공중합체를 10중량부 초과하여 포함할 경우에는 제조단가가 상승하게 되어 비경제적이다.
폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 크실렌을 20중량부 미만으로 포함할 경우에는 안료와의 혼합성이 저하되고, 크실렌을 30중량부 초과하여 포함할 경우에는 내수성이 저하될 수 있다.
폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 부틸 아세테이트를 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 아크릴 우레탄의 전체적인 물성이 저하되고, 부틸 아세테이트를 10중량부 초과하여 포함할 경우에는 내수성이 약화될수 있다.
무변색 세라믹 안료는 아크릴 우레탄의 색상을 표현하는 물질로서, 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 상기 무변색 세라믹 안료를 10중량부 미만으로 포함할 경우에는 색상 표현 효과가 미미하고, 무변색 세라믹 안료를 20중량부 초과하여 포함할 경우에는 제조단가가 상승한다.
에틸 아세테이트는 유기물을 녹이는 힘이 강해 안료의 용제로 사용되며, 폴리에스터 수지 100중량부에 대하여, 상기 에틸 아세테이트를 40중량부 미만으로 포함할 경우에는 안료가 충분히 녹지 않아 색상 표현 효과가 저하되며, 에틸 아세테이트를 50중량부 초과하여 포함할 경우에는 아크릴우레탄의 표면 물성이 쉽게 깨지는 문제가 있다.
칼라규사는 천연규사 100중량부에 에폭시수지 3~5중량부를 사용하여 착색된 것을 사용한다. 상기 칼라규사는 자외선의 변색에 대한 내성이 증가하고 내마모성이 우수하며, 미끄럼방지 역할을 한다.
만약, 아크릴 우레탄 100중량부에 대하여, 칼라규사를 5중량부 미만으로 포함할 경우에는 내마모성 및 미끄럼방지 역할을 충분히 할 수 없으며, 칼라규사를 20중량부 초과하여 포함할 경우에는 오히려 도막이 깨지는 현상이 발생될 수 있다.
자외선 안정제는 UV 조사에 따른 수지 조성물의 색상 변화 및 광반사성 저하를 억제하는 역할을 하는 것으로, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 트리아진계 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
만약, 아크릴 우레탄 100중량부에 대하여, 자외선 안정제를 0.5중량부 미만으로 포함할 경우에는 조성물의 색상 변화 및 광반사성 저하를 억제하는 역할을 충분히 할 수 없으며, 자외선 안정제를 3중량부 초과하여 포함할 경우에는 필요 이상의 함유량으로 인하여 오히려 물성이 저하될 수 있다.
박리방지제는 접착성을 증진시켜 수분에 의한 파손에 대한 저항성을 개선시키는 역할을 한다.
본 발명에서는 박리방지제로 식물유지 지방산을 사용할 수 있으며, 이는 코코넛유, 팜유, 목화씨유, 올리브유, 포도씨유, 면실유, 대두유, 옥배유를 동일 비율로 혼합하여 유기용매에 용해시킨 후, 오존발생기를 사용하여 오존산화 처리하여 제조된다.
만약, 아크릴 우레탄 100중량부에 대하여, 박리방지제를 1중량부 미만으로 포함할 경우에는 조성물들의 수분저항성이 감소하게 되며, 3중량부를 초과하여 포함할 경우에는 필요 이상의 함유량으로 인하여 오히려 물성이 저하될 수 있다.
경화제는 점도가 2,000∼4,000cps인 지방족 폴리아민계 경화제를 사용하며, 상기 지방족 폴리아민계 경화제는 벤젠고리를 분자 내부에 함유하고 있지 않아 자외선 노출시 황변현상을 억제할 수 있다.
만약, 아크릴 우레탄 100중량부에 대하여, 경화제를 20중량부 미만으로 포함할 경우에는 경화 후 물성의 저하가 나타날 수 있으며, 50중량부를 포함할 경우에는 도막이 깨지는 현상이 발생될 수 있다.
10. 양생단계(S100)
양생단계(S100)는 상기 강화코팅제가 코팅된 표면을 양생하는 단계이다.
좀 더 상세하게는, 상기 강화코팅제가 코팅된 표면을 상온에서 48~72시간 동안 양생하는 것이다.
11. 경계석 설치단계(S110)
경계석 설치단계(S110)는 상기 양생된 표면의 양측면에 황토블럭을 이용하여 경계석을 설치하는 단계이다.
여기서, 황토블럭은 상기 1차 포설 및 2차 포설단계에서 사용된 황토포장재 조성물을 이용하여 용도 및 크기에 맞게 제조될 수 있다.
좀 더 상세하게는, 황토 100중량부에 대하여, 무기질 수성 바인더 5~10중량부, 강화규사 15~20중량부, 골재 20~30중량부, 편백나무 분말 5~10중량부, 항균제 5~10중량부, 음이온 방사물질 10~20중량부, 자외선 안정제 3~10중량부, 혼화제 0.1~1중량부를 포함하여 이루어진다.
12. 색 형성단계(S120)
색 형성단계(S120)는 상기 설치된 경계석의 표면에 일정간격마다 색상을 다르게 형성하는 단계이다.
예를 들면, 도보 및 자전거 도로에 적용될 경우에는 상기 설치된 경계석의 표면에 25m 마다 색상을 달리 형성함을 통해, 걷거나 달리기 또는 자전거를 탈 경우, 이동하는 거리를 인식하게 하거나 이동거리의 목표를 세우는데 도움을 줄 수 있다.
또한, 밤에 걷거나 달리기 또는 자전거를 타는 경우에도 경계석의 색상을 통해 위치를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 통행자의 안전사고를 예방할 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법에 따르면, 황토의 기본적인 특성인 다량의 원적외선 방출, 보수 및 통기성이 우수할 뿐 아니라, 황토가 갖는 자연정화능력으로 쾌적한 환경보존과 시민 건강 증진에 유익하고, 콘크리트보다 표면온도 상승이 낮아 쾌적한 환경을 제공하며, 자연친화적인 느낌을 주어 정서적 안정감을 느끼게 되는 효과가 있다.
또한, 시공과정에서, 기층 및 투수층을 통해 지반을 단단히 하고 배수를 원활히 하며, 1차 및 2차에 걸쳐 포설된 황토포장재를 통해 황토가 갖는 장점을 최대한 구현하면서도, 크랙이 없고 내구성이 우수한 시공방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 시공대상이 될 지반을 절토, 터파기한 후, 다짐하여 정리하는 지반정리단계(S10);
    상기 정리된 지반의 상면에 입도범위가 5~25mm인 골재를 포설하여 150~300mm 두께로 기층을 형성하는 기층 형성단계(S20);
    상기 형성된 기층의 상면에 50~200mm 두께로 투수층을 형성하는 투수층 형성단계(S30);
    상기 형성된 투수층의 상면에 10~200mm 두께로 황토포장재를 포설하는 1차 포설단계(S40);
    상기 포설된 황토포장재를 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 1차 다짐단계(S50);
    상기 다짐된 표면에 50~100mm 두께로 황토볼을 함유한 황토포장재를 포설하는 2차 포설단계(S60);
    상기 포설된 황토볼을 함유한 황토포장재를 롤러 및 진동기를 이용하여 다짐하는 2차 다짐단계(S70);
    상기 2차 다짐된 표면에 구배를 형성하여 표면을 마무리하는 마무리단계(S80);
    상기 마무리된 표면에 1~10mm 두께로 강화코팅제를 도포하는 강화코팅제 도포단계(S90);
    상기 강화코팅제가 코팅된 표면을 48~72시간 동안 양생하는 양생단계(S100);
    상기 양생된 표면의 양측면에 황토블럭을 이용하여 경계석을 설치하는 경계석 설치단계(S110); 및
    상기 설치된 경계석의 표면에 일정간격마다 색상을 다르게 형성하는 색 형성단계(S120);
    를 포함하되,
    상기 투수층은,
    입자크기가 5~25mm인 골재 100중량부에 대하여, 입자크기가 30~50mm인 현무암 20~30중량부, 입자크기가 30~50mm인 산호석 10~20중량부, 활성탄 5~10중량부, 경화제 5~10중량부를 포함하여 이루어지고,
    상기 황토포장재는,
    황토 100중량부에 대하여, 무기질 수성 바인더 5~10중량부, 강화규사 15~20중량부, 골재 20~30중량부, 편백나무 분말 5~10중량부, 항균제 5~10중량부, 음이온 방사물질 10~20중량부, 자외선 안정제 3~10중량부, 혼화제 0.1~1중량부를 포함하여 이루어지며,
    상기 황토볼은,
    입자크기가 1~5mm인 황토 분말 100중량부에 대하여, 입자크기가 3~10mm인 팽창점토 분말 30~70중량부, 열가소성 수지 20~30중량부를 혼합하여 볼 형태로 성형하고, 700~1,200℃의 온도에서 30~50시간 동안 열처리하여 냉각한 후, 상기 냉각된 볼 100중량부에 식물성 오일 5~10중량부를 더 첨가하여 제조되고,
    상기 강화코팅제는,
    아크릴 우레탄 100중량부에 대하여, 칼라규사 5~20중량부, 자외선 안정제 0.5~3중량부, 박리방지제 1~3중량부, 경화제 2~5중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 포설단계(S40)의 황토포장재는,
    황토 100중량부에 대하여, 보강재 3~7중량부를 더 포함하되,
    상기 보강재는 유리섬유, 케블라 섬유, 노멕스 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 후, 테프론(Teflon)을 함침하여 제조한 것을 특징으로 하는 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 포설단계(S60)의 황토볼을 함유한 황토포장재는,
    상기 1차 포설단계(S40)의 황토포장재 100중량부에 황토볼을 30~50중량부 포함한 것을 특징으로 하는 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 황토볼의 식물성 오일은,
    시트로넬라 추출오일 100중량부에 대하여, 레몬그래스 추출오일 20~30중량부, 라벤더잎 추출오일 20~30중량부, 로즈마리잎 추출오일 20~30중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다공성 포장기술을 이용한 균열방지 및 내구성이 강한 황토포장의 시공방법.
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