KR102285844B1 - 수밀형 방음터널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도로 또는 철도 등의 소음원 상부를 폐합하여 교통 소음의 전파 및 확산을 방지하는 방음터널에 관한 것으로, 호형(弧形)의 판체인 호형부(31)와, 상판부(32), 입벽부(33) 및 하판부(34)로 구성되는 다중밀착관(30)의 양측에 각각 방음판(90)이 결합되고, 다중밀착관(30)을 프레임(20)에 압착시키는 압착판(40)이 설치되는 것이다.
본 발명을 통하여, 방음터널 구조에 대한 대대적인 변경 없이도 방음터널의 수밀성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

Description

수밀형 방음터널{WATERTIGHT SOUNDPROOF TUNNEL}
본 발명은 도로 또는 철도 등의 소음원 상부를 폐합하여 교통 소음의 전파 및 확산을 방지하는 방음터널에 관한 것으로, 호형(弧形)의 판체인 호형부(31)와, 상판부(32), 입벽부(33) 및 하판부(34)로 구성되는 다중밀착관(30)의 양측에 각각 방음판(90)이 결합되고, 다중밀착관(30)을 프레임(20)에 압착시키는 압착판(40)이 설치되는 것이다.
도로 또는 철도 등 소음원 상부를 완전 폐합하는 방음시설인 방음터널은 교통 소음의 전파를 전방향에 대하여 차단할 수 있는 바, 반사음 또는 회절음으로 인하여 방음벽으로는 충분한 방음 효과를 기대하기 어려운 고층건물 밀집 도심지 또는 주거지 등에서 유용하게 활용될 수 있으며, 관련 종래기술로는 특허 제1599334호를 들 수 있다.
특허 제1599334호를 비롯한 종래의 방음터널은 터널 구조체를 형성하는 형강 등의 구조재(10)에 다수의 방음판(90)이 부착되는 기본 구조를 가지는 것으로, 도로 또는 철도의 채광 및 주변 경관을 고려하여 투광성 합성수지 패널이 방음판(90)으로 적용될 수 있다.
구조재(10)에 부착되는 방음판(90)은 방음판(90)의 판체 자체가 골조에 직접 결속될 수도 있으나, 투광성 방음판(90)의 경우 주로 강재가 적용되는 골조에 비하여 강성이 낮을 뿐 아니라 취성 파괴 가능성이 상존하는 바, 도 1에서와 같이, 방음판(90) 외곽에 방음판(90)을 지지하는 강제 프레임(20)이 구성되고, 이 프레임(20)이 골조에 체결되는 방식이 주로 적용된다.
이렇듯, 방음판(90)을 프레임(20)에 결합한 상태로 골조에 부착함으로써, 방음판(90)의 물성상 한계로 인하여 초래될 수 있는 구조적 문제 및 내구성 문제는 상당 수준 해결할 수 있으나, 방음판(90)의 유지관리 및 방음터널 내부 구성에 대한 지수(止水) 환경 조성에 있어서 다음과 같은 다양한 문제가 초래된다.
전술한 종래의 방음터널은 도 1에서와 같이, 프레임(20) 상면에 한쌍의 방음판(90)이 부착되되, 각각의 방음판(90) 말단부에 패킹(39)이 결합되고, 패킹(39) 상부에 캡(49)이 압착되는 구조로서, 캡(49)을 관통하는 고정볼트(50) 하단부가 프레임(20)에 체결됨으로써 전체 구성이 고정되며, 따라서 캡(49)의 고정볼트(50) 관통 부위를 통하여 침투된 우수(雨水)가 프레임(20)을 비롯한 하부 구조물로 직접 유입될 수 밖에 없었다.
즉, 종래의 방음터널은 방음판(90)의 외곽부에 대한 지수 처리만이 가능한 것으로, 프레임(20) 상부에 부착되는 한쌍의 방음판(90)에 각각 별도의 패킹(39)이 결합됨에 따라 이들 한쌍의 패킹(39) 사이의 공간으로 우수가 침투될 경우 이에 대한 차수가 불가능할 뿐 아니라, 패킹(39) 상부를 압박하고 방음판(90) 등 하부 구성을 고정하는 캡(49)이 중심부에 결합되는 고정볼트(50)로 프레임(20)에 고정됨에 따라, 고정볼트(50) 관통 부위를 통하여 침투, 유입된 우수에 프레임(20)을 비롯한 하부 구성이 무방비로 노출될 수 밖에 없는 것이다.
또한, 대형 방음판(90)을 설치하기 위하여 패킹(39)을 축방향으로 연결하거나, 방음판(90)의 모서리 부위에서 패킹(39)을 직각으로 연결할 경우, 연결되는 패킹(39) 사이에 불연속면이 형성될 수 밖에 없으며, 이러한 불연속면을 통한 누수가 불가피한 문제점이 있었다.
본 발명는 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 방음판(90) 외곽을 지지하는 프레임(20)이 구조재(10)에 부착되는 방음터널에 있어서, 호형(弧形)의 판체인 호형부(31) 양 측단이 평판체인 상판부(32)로 연결되고, 상판부(32)의 호형부(31) 타측 면의 중심부에는 상판부(32)와 직교하는 한쌍의 벽체인 입벽부(33)가 형성되며, 입벽부(33)의 상판부(32) 타측 단에는 상판부(32)와 평행한 평판체인 하판부(34)가 형성되는 다중밀착관(30)의 하판부(34)가 프레임(20)의 구조재(10) 타측 표면에 밀착되어 설치되고, 다중밀착관(30) 양 측면의 상판부(32)와 하판부(34) 사이에는 각각 방음판(90)이 결합되며, 다중밀착관(30)의 호형부(31) 외측에는 압착판(40)이 설치되되, 압착판(40)의 중심부에 결합되는 고정볼트(50)가 호형부(31) 및 상판부(32)를 관통한 후 양측 입벽부(33) 사이를 통과하고 하판부(34)를 관통하여 프레임(20)에 체결됨으로써, 다중밀착관(30)이 프레임(20)에 고정됨과 동시에 상판부(32)와 하판부(34) 사이에 방음판(90)이 수밀상태로 고정됨을 특징으로 하는 수밀형 방음터널이다.
또한, 상기 압착판(40)은 양측에 하향 경사가 형성되고, 압착판(40)의 양 측단에는 안착대(41)가 설치되어, 안착대(41)가 방음판(90) 표면에 밀착됨을 특징으로 하는 수밀형 방음터널이며, 상기 고정볼트(50)는 나사선이 형성된 나선부(51)가 선단측에 형성되고, 나선부(51) 직경보다 확대된 직경을 가지는 확경부(52)가 두부측에 형성되어, 확경부(52)와 나선부(51)가 각각 호형부(31) 및 프레임(20)에 결합됨을 특징으로 하는 수밀형 방음터널이다.
본 발명을 통하여, 방음터널 구조에 대한 대대적인 변경 없이도 방음터널의 수밀성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
이로써, 방음터널의 누수를 방지하고 내부 구성의 부식을 억제할 수 있어 방음터널의 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 방음터널의 요부 발췌 단면도
도 2는 본 발명이 적용된 방음터널의 횡단면도
도 3은 본 발명의 요부 발췌 단면도
도 4는 본 발명의 요부 발췌 부분절단 사시도
도 5는 본 발명의 요부 발췌 부분절단 분해 사시도
도 6은 본 발명의 시공 방식 설명도
도 7은 본 발명 다중밀착관의 축방향 연결 방식 설명도
도 8은 본 발명 다중밀착관의 직각 연결 방식 설명도
본 발명의 상세한 구성을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2는 본 발명 방음터널의 횡단면을 예시한 것으로, 도시된 바와 같이, 본 발명은 도로 또는 철도 등 소음원 상부를 폐합하여 교통 소음의 전파 및 확산을 방지하는 방음터널로서, 방음터널의 구조를 구축 및 유지하는 구조재(10)와, 구조재(10)에 부착되는 프레임(20) 및 프레임(20)에 결합되는 방음판(90) 등으로 구성된다.
도 3은 도 2에 있어서 A-A'선 단면을 도시한 것으로, 도 3 하부의 발췌 확대부에 도시된 바와 같이, 본 발명은 방음판(90) 외곽을 지지하는 프레임(20)이 구조재(10)에 부착되는 방음터널로서, 형강 등으로 구성되는 철골 구조물인 구조재(10)에 프레임(20)이 부착되고, 이 프레임(20)에 방음판(90)이 결합되며, 이러한 프레임(20)에 대한 방음판(90)의 착탈 및 고정은 프레임(20) 외측 표면에 밀착 결합되는 다중밀착관(30) 및 압착판(40)에 의하여 수행된다.
도 4 및 도 5는 본 발명 방음터널을 구성하는 핵심 구성을 발췌하여 도시한 것으로, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 구조재(10)에 부착되는 각관체(角管體)로서 도면상 저면이 구조재(10) 상면에 부착되는 프레임(20)이 구성되고, 프레임(20)의 상면에는 호형부(31), 상판부(32), 입벽부(33) 및 하판부(34)로 구성되는 다중밀착관(多重密着管)(30)이 설치되며, 다중밀착관(30)의 양 측면에 방음판(90)이 결합되고, 다중밀착관(30)의 상부에는 압착판(40)이 설치된다.
즉, 종래기술에서는 도 1에서와 같이 단일 프레임(20)에 고정되는 한쌍의 방음판(90)에 각각 별도의 패킹(39)이 결합되는 반면, 본 발명은 도 5에서와 같이 단일 프레임(20)에 고정되는 한쌍의 방음판(90)이 단일 다중밀착관(30)의 양측에 결합되는 구조를 가지는 것으로, 이렇듯 단일 프레임(20)에 단일 지수재를 적용하고 및 지수재로서 복합 단면 관체(管體)인 다중밀착관(30)을 적용함으로써, 종래기술 대비 획기적으로 향상된 고도의 수밀성을 확보할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 시공 과정 및 완공 상태의 대표 단면을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 프레임(20)의 구조재(10) 타측 표면 즉, 도면상 상면에 다중밀착관(30)이 압착판(40)에 의하여 압착, 고정되되, 이 다중밀착관(30)의 양 측면부에 별도의 방음판(90)이 각각 결합되어 고정된다.
본 발명의 다중밀착관(30)은 그 사전적 의미에서와 같이, 다중의 밀착면이 형성되는 복합 단면 관체로서, 고무 또는 합성수지 등 신축성 소재로 제작되며, 도 5 및 도 6에서와 같이, 호형(弧形)의 판체인 호형부(31) 양 측단이 평판체인 상판부(32)로 연결되고, 상판부(32)의 호형부(31) 타측 면의 중심부에는 상판부(32)와 직교하는 한쌍의 벽체인 입벽부(33)가 형성되며, 입벽부(33)의 상판부(32) 타측 단에는 상판부(32)와 평행한 평판체인 하판부(34)가 형성되는 구조를 가진다.
이러한 본 발명의 다중밀착관(30)은 도 6에서와 같이, 다중밀착관(30)의 하판부(34)가 프레임(20)의 구조재(10) 타측 표면에 밀착되어 설치되고, 다중밀착관(30) 양 측면의 상판부(32)와 하판부(34) 사이에는 각각 방음판(90)이 결합되며, 다중밀착관(30)의 호형부(31) 외측에는 압착판(40)이 설치됨으로써, 압착판(40)이 다중밀착관(30)을 압착하고, 다중밀착관(30)의 상판부(32) 및 하판부(34)는 방음판(90)을 압착하는 방식으로 구조적 고정 및 수밀이 일거에 달성된다.
특히, 본 발명의 다중밀착관(30)에서는 호형부(31)와 상판부(32)에 의하여 폐합되는 관체와, 상판부(32), 하판부(34) 및 한쌍의 입벽부(33)에 의하여 폐합되는 관체가 복합 구성됨과 동시에, 압착판(40)과 호형부(31) 사이와, 상판부(32)와 방음판(90) 사이와, 방음판(90)과 하판부(34) 사이 및 하판부(34)와 프레임(20) 사이에 각각 수밀성 압착면이 형성되는 다중 밀착 구조가 형성되는 바, 방음터널을 구성하는 구성 요소간 연결 부위 전체에 대하여 수밀 처리가 이루어진다.
이러한 압착판(40), 다중밀착관(30), 방음판(90) 및 프레임(20)의 고정은 압착판(40)에 결합되는 고정볼트(50)에 의하여 수행되는데, 도 6의 하부 도면에서와 같이, 압착판(40)의 중심부에 결합되는 고정볼트(50)가 호형부(31) 및 상판부(32)를 관통한 후 양측 입벽부(33) 사이를 통과하고 하판부(34)를 관통하여 프레임(20)에 체결됨으로써, 다중밀착관(30)이 프레임(20)에 고정됨과 동시에 상판부(32)와 하판부(34) 사이에 방음판(90)이 수밀상태로 견고하게 고정될 수 있다.
즉, 도 6에서와 같이, 다중밀착관(30)을 프레임(20)에 밀착, 거치한 상태에서, 다중밀착관(30)의 상판부(32)와 하판부(34) 사이에 방음판(90)을 결합한 후, 압착판(40)을 호형부(31) 상측에서 압착하고, 고정볼트(50)를 결합, 체결하는 방식으로 시공이 진행되는 것으로, 고정볼트(50)의 선단부가 프레임(20)에 체결됨에 따라, 압착판(40)이 호형부(31)를 압착하고, 호형부(31)가 도 6의 하부 도면에서와 같이 변형됨과 동시에 양 입벽부(33)가 만곡 변형되면서 상판부(32)와 하판부(34) 사이가 근접됨으로써, 상판부(32)와 하판부(34) 사이에 방음판(90)이 수밀상태로 견고하게 압착 고정되는 것이다.
도 6의 상부 도면에서와 같은 비압착(非壓着) 상태의 다중밀착관(30)에 있어서 상판부(32)와 하판부(34)간 이격 거리는 방음판(90) 두께를 소폭 상회하도록 설정함으로써, 방음판(90) 결합 부위에 작업용 유격(裕隔)을 형성하는 것이 바람직하다.
도 6의 하부 도면과 같은 고정 상태에서 호형부(31)는 상판부(32)와 근접되는 방향으로 변형되는데, 이때 호형부(31)의 복원은 압착판(40)에 의하여 억제되고, 그에 따라 호형으로 만곡된 호형부(31)의 탄발력이 상판부(32)를 하방으로 압착하는 방향으로 전환, 작용됨으로써, 상판부(32)와 하판부(34) 사이에 결합된 방음판(90)을 견고하게 고정함과 동시에 고도의 수밀성을 발현하게 된다.
특히, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 압착판(40)의 양단이 방음판(90)에 밀착되도록 함으로써, 방음판(90)의 견고한 고정과 동시에 방음판(90) 외곽부에 일층 강화된 수밀성을 부여할 수 있다.
즉, 압착판(40)은 양측에 하향 경사가 형성되어, 압착판(40)의 중심축을 축으로 양측 판체가 대칭을 이루도록 하고, 압착판(40)의 양 측단에는 안착대(安着帶)(41)를 설치하여, 안착대(41)가 방음판(90) 표면에 밀착되도록 함으로써, 단면상 방음판(90)에 대한 고정점 및 차수점을 추가 형성하는 것으로, 이때 압착판(40)은 고정볼트(50)의 체결에 따라, 양측 경사부 판체의 사이각이 확대되는 방향으로 변형되는 바, 이로 인한 탄성 복원력이 압착판(40) 양단의 안착대(41)에 작용하여 안착대(41)가 방음판(90) 표면에 강력하게 압착될 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 다중밀착관(30)은 특유의 복합관 구조를 통하여 단면상 상호 격리된 다중 격실을 형성하게 되며, 이로써 고정볼트(50)의 관통에도 불구하고, 고정볼트(50) 체결 부위를 통한 누수를 완벽하게 차단하게 된다.
일반적으로 방음터널과 같은 노천 구조물에 있어서 고정볼트(50)의 체결 부위에 대한 지수는 고정볼트(50)의 두부(頭部)에 신축성 지수(止水) 와셔를 결합하는 방식이 통용되고 있으나, 고정볼트(50)에 일일이 지수 와셔를 결합하여야 하는 작업상 불편은 차치하더라도, 고무질 지수 와셔는 장시간 태양광 노출시 열화(劣化) 및 그로 인한 기능 상실이 불가피한 바, 소기의 내구성 및 지수 효과를 기대할 수 없다.
반면, 본 발명에서는 압착판(40) 내측에 수용되는 다중밀착관(30)의 독특한 구조를 통하여 다중 차수점을 형성할 수 있는데, 도 6의 하부 도면에서와 같이, 일단 압착판(40) 중심부 내측 표면과 호형부(31) 표면이 강력하게 압착됨과 동시에 고정볼트(50) 외주면과 호형부(31)가 일차 밀착되고, 이후 상판부(32)와 고정볼트(50) 외주면이 이차 밀착되며, 최종적으로 하판부(34)와 고정볼트(50) 외주면이 삼차 밀착되는 구조가 형성되는 바, 고정볼트(50) 관통 부위에 대한 긴밀한 차수가 가능하다.
특히, 도 6에서와 같이, 고정볼트(50)에 변단면 구조를 부여함으로써 일층 긴밀한 수밀 작용을 유도할 수 있는데, 이는 다중밀착관(30)에 고정볼트(50) 결합공을 사전 천공하는 경우 또는 고정볼트(50)가 다중밀착관(30)을 관통하면서 결합되는 경우를 막론하고 그 효과를 발현할 수 있다.
이러한 변단면 고정볼트(50)는 나사선이 형성된 나선부(51)가 선단측에 형성되고, 나선부(51) 직경보다 확대된 직경을 가지는 확경부(52)가 두부측에 형성되어, 확경부(52)와 나선부(51)가 각각 호형부(31) 및 프레임(20)에 결합된다.
수나사와 고무 등 신축성 판체간 결합시, 상대적으로 연질체인 신축성 판체의 나사선으로 인한 절삭 내지 손상이 야기되는 바, 파손 부위를 통한 누수가 발생될 수 있으며, 설령 판체의 절삭이 미미하다 하여도 수나사의 골에 의하여 형성되는 나선형 유로(流路)의 형성이 불가피한 바, 나사 체결 부위에서는 누수 가능성이 상존한다 할 수 있다,
이에, 본 발명에서는 나사선이 형성된 나선부(51)와 나선부(51)에 비하여 직경이 확대된 확경부(52)로 고정볼트(50)를 구성하되, 확경부(52)의 외주면을 평탄하게 형성함으로서, 확경부(52)와 다중밀착관(30)간의 긴밀한 결착이 가능하도록 하고, 확경부(52)와 다중밀착관(30)간 결착부를 통한 누수를 완벽하게 차단할 수 있도록 하였다.
즉, 도 6에서와 같이, 소직경인 나선부(51)와 대직경인 확경부(52)로 구성된 본 발명의 고정볼트(50)가 압착판(40), 다중밀착관(30) 및 프레임(20)에 순차 결합되는 과정에서, 다중밀착관(30)의 호형부(31)를 우선 관통한 소직경 나선부(51)는 상판부(32) 및 하판부(34)를 관통한 후 프레임(20)에 체결되고, 대직경 확경부(52)는 소직경 나선부(51)가 기 관통한 호형부(31) 및 상판부(32)에 결합되는 구조로서, 설령 나선부(51)에 의하여 호형부(31) 또는 상판부(32)에 절삭 내지 손상이 발생되었다 하여도 직경이 확대된 확경부(52)가 해당 부위에 재 결합됨에 따라 절삭 내지 손상 조직을 압착하게 되는 바, 수밀성을 확보할 수 있는 것이다.
도 6에 도시된 실시예에서는 고정볼트(50)의 확경부(52)는 호형부(31) 및 상판부(32)에 결합되고, 고정볼트(50)의 나선부(51)는 하판부(34) 및 프레임(20)에 결합되고 있으며, 이로써 확경부(52)에 의한 압착 차수점이 이중으로 형성되어 강력한 지수효과를 발현할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 다중밀착관(30)은 특유의 단면 형상을 통한 다점 차수 및 방음판(90)의 견고한 고정과 더불어, 도 7 및 도 8에서와 같이, 다중밀착관(30)을 축방향으로 연결하거나, 직각 방향으로 연결함에 있어서도 고도의 수밀성을 발현할 수 있다.
본 발명의 다중밀착관(30)은 단순 절곡된 판체 형태인 종래기술의 패킹(39)과 달리 단면상 다수의 폐합 격실이 형성되는 복합 관체 구조로서, 도 7 및 도 8에서와 같이, 일측 관체가 타측 관체에 결합되는 방식으로 연결될 수 있으며, 이로써 연결 부위에서의 누수가 완벽하게 차단될 수 있는 것이다.
즉, 도 7 및 도 8에서와 같이, 다중밀착관(30)의 말단부에 외경이 소폭 축소된 축경부(37)를 형성하거나, 내경이 소폭 확대된 확경부(52)를 형성하고, 이들 축경부(37) 및 확경부(52)를 상호 결합함으로써, 양측 다중밀착관(30)이 일체화되면서 연결되는 것이다.
특히, 도 8에서와 같이, 십자형 다중밀착관(30)을 적용함으로써, 종래기술에 있어서 고질적인 누수 취약부로 작용하였던 방음판(90)의 모서리 부위에 대하여도 강력한 수밀 처리가 가능하다.
10 : 구조재
20 : 프레임
30 : 다중밀착관
31 : 호형부
32 : 상판부
33 : 입벽부
34 : 하판부
37 : 축경부
38 : 결합요부
39 : 패킹
40 : 압착판
41 : 안착대
49 : 캡
50 : 고정볼트
51 : 나선부
52 : 확경부
90 : 방음판

Claims (1)

  1. 방음판(90) 외곽을 지지하는 프레임(20)이 구조재(10)에 부착되는 방음터널에 있어서,
    호형(弧形)의 판체인 호형부(31) 양 측단이 평판체인 상판부(32)로 연결되고, 상판부(32)의 호형부(31) 타측 면의 중심부에는 상판부(32)와 직교하는 한쌍의 벽체인 입벽부(33)가 형성되며, 입벽부(33)의 상판부(32) 타측 단에는 상판부(32)와 평행한 평판체인 하판부(34)가 형성되는 다중밀착관(30)의 하판부(34)가 프레임(20)의 구조재(10) 타측 표면에 밀착되어 설치되고;
    다중밀착관(30) 양 측면의 상판부(32)와 하판부(34) 사이에는 각각 방음판(90)이 결합되며;
    다중밀착관(30)의 호형부(31) 외측에는 압착판(40)이 설치되되, 압착판(40)의 중심부에 결합되는 고정볼트(50)가 호형부(31) 및 상판부(32)를 관통한 후 양측 입벽부(33) 사이를 통과하고 하판부(34)를 관통하여 프레임(20)에 체결됨으로써, 다중밀착관(30)이 프레임(20)에 고정됨과 동시에 상판부(32)와 하판부(34) 사이에 방음판(90)이 수밀상태로 고정되고;
    압착판(40)이 다중밀착관(30)의 호형부(31)를 압착함에 따라 호형부(31)는 상판부(32)와 근접되는 방향으로 변형되되, 호형부(31)의 복원이 압착판(40)에 의하여 억제됨에 따라 호형으로 만곡된 호형부(31)의 탄발력이 상판부(32)를 하방으로 압착하는 방향으로 전환 작용되어 상판부(32)와 하판부(34) 사이에 결합된 방음판(90)이 수밀 고정되며;
    다중밀착관(30)은 단면상 상호 격리된 다중 격실을 형성하되, 이들 다중 격실을 고정볼트(50)가 관통하면서, 다중밀착관(30)의 호형부(31)와 고정볼트(50) 외주면이 일차 밀착되고, 상판부(32)와 고정볼트(50) 외주면이 이차 밀착되며, 하판부(34)와 고정볼트(50) 외주면이 삼차 밀착되어 다중 차수점을 형성함을 특징으로 하는 수밀형 방음터널.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100929623B1 (ko) * 2009-04-13 2009-12-03 오재훈 터널형 방음벽
KR101343455B1 (ko) * 2013-07-09 2013-12-19 주식회사 현대표지 투명 방음터널의 누수 방지 구조

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