KR102464303B1 - 유압기계를 이용한 황토 포함 친환경 세라믹 중합 도로 표지병의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압기계를 이용한 황토 포함 친환경 세라믹 중합 도로 표지병의 시공방법에 관한 것으로, 본 발명은 시공 과정에서 비산먼지를 현저하게 감소시킬 뿐 아니라 내크랙성 및 야간 우천 시 휘도 유지성이 우수한 도로 표지병의 시공방법을 제공한다.

Description

유압기계를 이용한 황토 포함 친환경 세라믹 중합 도로 표지병의 시공방법{Construction method for road stud comprising clay based eco-friendly ceramic components using hydraulic equipment}

본 발명은 유압기계를 이용한 황토 포함 친환경 세라믹 중합 도로 표지병의 시공방법에 관한 것이다.

최근 교통사고 사망자수는 감소하는 추세를 보이고 있지만, 교통사고는 해마다 늘어나고 있고 있다. 즉, 교통사고는 더욱 빈번하게 발생하고 있으며, 교통사고로 인해 발생하는 인적, 물적 피해로 인한 사회적 비용은 계속 증가하고 있다. 최근 5년간 교통사고 발생 비율을 살펴보았을 때 사고 발생률 자체는 주간이 높은 반면 치사율은 야간이 높고, 우천 시 야간의 경우 운전자의 시야가 평소보다 더욱 좁아지기 때문에 사고 위험성은 더욱 커지며, 보행 사망자는 야간에 더 많이 발생하는 것으로 보고되었다(교통안전공단, 2015년도 교통문화지수 실태조사 보고서). 따라서, 야간 또는 악천후 시 도로의 시인성 부족으로 속도감이나 공간지각능력이 떨어져 보행자 교통안전에 위협이 높아지기 때문에 도로 안전 시설을 이용한 교통안전 도모가 필요하다. 시선 유도 시설 중 도로 표지병은 야간 및 악천후 시 운전자의 시선을 명확히 유도하기 위하여 도로 표면에 설치하는 시설물이다.

이와 같이 도로 표지병은 노면 표시의 선형을 보완하여 운전자의 시선을 명확히 유도함으로써 교통안전 및 원활한 소통을 도모하기 위하여 도로 표면에 설치하는 시설물이며, 도로의 중앙선, 차로 경계선, 전용차로, 노상 장애물, 안전지대 등에 설치하게 된다. 한편, 차선 표시용 도로 표지병을 시공함에 있어 도로 바닥에 일정 한 깊이로 지주 또는 앵커를 박아 고정 부착시키는 지주식과 도로 바닥을 원형으로 천공한 후 몰탈 등으로 고정 부착시키는 천공식이 주로 사용되고 있다.

지주식은 도로 표지병의 높이가 높고 구조가 직사각형이며 설치 후 도로 표지병 몸체와 차량 타이어 사이의 마찰력으로 인한 잦은 흔들림 현상이 발생하고, 이로 인해 쉽게 뽑히거나 도로 표지병의 설치 방향이 돌아가는 등 파손이 잦을 뿐 아니라, 심지어 도로에 나뒹굴다가 타이어에 박혀 2차 교통사고를 유발하는 경우가 많아, 경찰청에서는 도로 차선 경계선에는 설치할 수 없도록 권고하고 있는 상황이다. 이와 달리, 천공식은 일정 깊이로 도로 바닥을 천공한 후 도로 표지병을 삽입하고 몰탈 등으로 고정 부착시키는 방식으로, 설치 후에 천공으로 인해 도로 표지병 주변의 도로 변형에 취약하다는 한계가 있다. 특히, 도로의 안전지대에 부착되는 도로 표지병의 경우, 운행 중인 자동차 타이어에 의해 수없이 전단 응력이 가해져 크랙이 쉽게 발생될 수밖에 없는 구조를 가지고 있어, 매우 우수한 내크랙성이 요구된다.

또한, 도로의 안전지대에 부착되는 도로 표지병은 타이어와의 마찰에 기인한 마모로 인해 표면이 훼손되고 이로 인해 휘도값이 낮아져, 특히 야간 우천시의 시인성이 크게 저하될 수밖에 없는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 종래의 도로 표지병은 견고하게 부착되기 위하여 부착면을 천공 또는 연삭하고, 접착제를 도포한 후 표지병을 부착하는 단계를 필수적으로 수반하여 비산 문제가 심각하였다. 이러한 비산물은 보행자의 불편을 유발할 뿐 아니라 하수관으로 최적될 경우, 하수 및 우수 흐름의 장애가 발생시키기도 하여 비산먼지를 적게 발생시키는 도로 표지병 시공방법에 대한 업계의 요구가 큰 상황이다. 그러함에도, 현재까지는 비산먼지를 발생량을 현저하게 감소시키면서, 내크랙성과 아간 우천 시의 휘도 유지성이 충분히 확보된 도로 표지병 시공방법에 대한 기술이 개발되지 않았다.

1. 한국 등록특허 제10-0837229호 2. 한국 등록특허 제10-1608399호 3. 한국 등록특허 제10-1160583호 4. 한국 공개특허 제10-2005-0006029호 5. 한국 공개특허 제10-2005-0122159호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시공 과정에서 비산먼지를 현저하게 감소시킬 뿐 아니라 내크랙성 및 야간 우천 시 휘도 유지성이 우수한 도로 표지병의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은 도로 표지병을 시공 면에 위치시키고, 유압기계를 이용하여 상기 도로 표지병에 유압을 가하는 단계를 포함하는 도로 표지병 시공방법으로서, 상기 도로 표지병은 (a) 황토 세라믹 바디부 및 (b) 가장 겉면에 형성되어 있는 유리막 코팅층을 포함하고, 상기 황토 세라믹 바디부의 하부면은 오목하게 형성되어 내부 공간이 있도록 구성되고, 상기 황토 세라믹 바디부는 황토 40-60 중량% 및 바인더 60-40 중량%를 포함하고, 상기 황토 및 상기 바인더의 합 100 중량부를 기준으로 Na₂CrO₄/C 복합체 0.5-1.0 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지병 시공방법을 제공한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내크랙성 및 휘도 유지성이 우수할 뿐 아니라, 시공 시 비산을 현저하게 감소시킬 수 있는 도로 표지병의 시공방법을 제공하고자 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 여러 구현예에 따른 도로 표지병의 구조 및 형태를 예시적으로 보여주는 사진이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면 및 실시예와 함께 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

본 발명의 일 측면은 도로 표지병을 시공 면에 위치시키고, 유압기계를 이용하여 상기 도로 표지병에 유압을 가하는 단계를 포함하는 도로 표지병 시공방법으로서, 상기 도로 표지병은 (a) 황토 세라믹 바디부 및 (b) 가장 겉면에 형성되어 있는 유리막 코팅층을 포함하고, 상기 황토 세라믹 바디부의 하부면은 오목하게 형성되어 내부 공간이 있도록 구성되고, 상기 황토 세라믹 바디부는 황토 40-60 중량% 및 바인더 60-40 중량%를 포함하고, 상기 황토 및 상기 바인더의 합 100 중량부를 기준으로 Na₂CrO₄/C 복합체 0.5-1.0 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지병 시공방법을 제공한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 도로 표지병은 황토 세라믹 바디부 100 중량부를 기준으로 기능성 첨가제인 Na₂CrO₄/C 복합체를 0.5-1.0 중량부 포함하는 것이 중요하다.

위 기능성 첨가제를 위 함량으로 사용하는 경우, 내크랙성과 휘도 유지성, 특히 야간 우천 시의 휘도 유지성이 크게 증가하는 반면, 위 기능성 첨가제를 사용하지 않거나 또는 위 함량 범위를 벗어나는 경우에는 내크랙성이 현저하게 저하될 뿐 아니라, 마모로 인한 휘도 저하가 발생하여 차선 수명이 다할 때까지 휘도값이 지속적으로 감소함을 확인하였다.

본 발명에 따른 도로 표지병은 바디의 강도를 높이기 위한 형태 변형으로서, 황토 세라믹 바디부의 하부면에 오목하게 형성되어 있는 내부 공간을 구성하고 있어, 기존의 도로 표지병에 비해 높은 강도를 보일 수 있다.

본 발명에 따른 도로 표지병은 노란색으로 표시된 도로 안전지대의 상부면에 부착할 수도 있고, 인도의 경계석의 상부면 또는 측면에 부착할 수도 있어, 특별히 시공 면에 제한이 없다.

다만, 본 발명에 따른 도로 표지병은 시공 면이 측면인 경우 특히 장점을 보이는바, 본 발명에 따른 도로 표지병은 최외각면에 유리막 코팅층이 형성되어 있어 경계석 등의 측면에 부착되었을 때에는 야간에 운전자의 시야 확보가 잘되어 주차 시 경계석에 부딪히는 문제를 예방하는 효과가 클 뿐 아니라, 회전 교차로 등 굽어지는 도로의 측면에 부착되었을 때에는 자동차의 헤드라이트 반사량이 많아 야간에 안전 운전을 유도할 수 있는 장점이 있다.

한편, 종래의 도로 표지병 시공방법은 바닥면 또는 경계석 등의 부착면을 천공 또는 연삭하고, 접착제를 도포한 후 표지병을 부착하는 방식이 사용되어 비산먼지를 과도하게 발생시킨다는 문제점이 존재하였지만, 본 발명의 도로 표지병 시공방법은 유압기계를 이용하여 도로 표지병에 유압을 가하여 시공 면에 부착시킴으로써 비산먼지의 발생을 방지할 수 있다.

일 구현예에 있어서, 본 발명의 도로 표지병은 (c) 상기 황토 세라믹 바디부의 하단면에 부착된 점착층 및 (d) 상기 점착층에 부착된 이형지를 추가로 포함할 수 있다.

기존의 도로 표지병은 바닥면 또는 경계석 등의 시공 면에 접착액을 부어 표지병을 부착하는 방식만을 사용하였으나, 본 발명에 따른 도로 표지병은 이러한 방법을 적용할 수도 있고, 또는 바닥면에 점착층과 이형지로 구성된 양면 테이프를 추가로 포함함으로써, 시공 면에 이물질이나 먼지 등만을 제거한 후 바로 손쉽고 빠르게 시공할 수도 있다.

즉, 기존의 매립식 황토 표지병은 접착액 투입 후 시공할 수밖에 없었던 반면, 본 발명에 따른 황토 표지병은 이러한 매립식 또는 접착액 방식에 따를 수도 있지만, 기존 도로 표지병에 비해 두께가 얇고 가벼운 구조와 형태로 인하여 양면 테이프를 이용하여 손쉽고 빠른 시공이 가능할 뿐 아니라 현장의 측면 시공면에도 탈착의 문제 없이 시공이 가능한 장점을 보일 수 있다.

상기 도로 표지병은 상기 시공 면 표면으로부터 10 mm 이내, 바람직하게는 5 mm 이내에 매설되는 것일 수 있다. 본 발명은 유압기계를 이용하여 상기 도로 표지병에 유압을 가하여 시공하는 것을 특징으로 하여, 10 mm 이내에 매설되더라도 시공 면에 충분히 견고하게 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 도로 표지병은 황토 세라믹 바디부와 유리막 코팅층 사이에 선택에 따라 다양한 부재를 추가로 포함할 수 있는바, 상기 바디부 상부에 배치되고 중심부에서 외각부로 갈수록 얇아지면서 볼록한 형태를 가지는 재귀반사부를 추가로 포함할 수도 있고, 상기 바디부의 하부에 형성되고 뾰족한 복수 개의 돌기로 구성된 회전 방지용 베이스부를 추가로 포함할 수도 있으며, 상기 두 종류의 부재를 모두 포함할 수도 있다.

이때, 상기 재귀반사부는 복수 개의 우천형 반사체 유리알을 포함할 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 도로 표지병은 금속 소재 위주의 종래 제품과 달리 황토를 기본적인 구성 성분으로 포함하고 있어, 특히 여름철 등에 열로 의한 변형이 매우 적어 시공 후 도로에 주는 스트레스가 거의 없으며, 도로 표지병의 열팽창으로 인한 아스팔트 균열이나 도로 표지병의 탈리 현상과 같은 문제가 없어 우수하다.

본 발명에서 사용 가능한 바인더는 유기 바인더나 무기 바인더 또는 이들의 혼합 바인더를 모두 사용할 수 있다. 구체적으로 규장토와 같은 천연 물질 유래의 천연 무기 바인더 또는 우레탄 바인더나 C₃-C₉ 수지 바인더와 같은 합성 유기 바인더를 모두 사용할 수 있다.

우레탄 바인더는 일액형 또는 이액형 형태의 우레탄 바인더를 사용할 수 있으며, 수성 또는 유성 타입의 바인더를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 보다 높은 강성이 필요한 경우에는 C₃-C₉ 수지를 바인더로 사용하는 것이 좋다. C₃-C₉ 수지는 상업적으로 구입해서 이용할 수 있으며, 바인더로서의 특성을 유지할 수 있는 한 특별한 제한은 없다.

또한 선택에 따라서, 상기 혼합 원료 100 중량부를 기준으로 시멘트 3-8 중량부를 추가로 포함할 수 있다. 특히, 실외에서 작업할 경우에 황토가 빗물에 유실되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 선택에 따라서, 상기 혼합 원료 100 중량부를 기준으로 세절된 볏짚 3-8 중량부를 추가로 포함할 수 있다. 이를 통해 강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

실시예 1

(1) Na₂CrO₄/C 복합체 제조

먼저, Na₂CrO₄ (98.0%) 및 카본 블랙을 Sigma-Aldrich사로부터 구매하여 추가적인 개질 없이 사용하였다. Na₂CrO₄와 카본 블랙 혼합물이 화학양론 비율로 담긴 세라믹 보울을 수분 함침을 방지하기 위해 아르곤 분위기의 글로브 박스 내에서 조립하였다. 지르코늄 볼을 이용하여 혼합물을 밀링하였고, 밀링은 300 rpm에서 24 시간 동안 수행하였다.

(2) 도로 표지병 제조

황토과 우레탄 바인더를 동일한 중량으로 혼합하고, 이들 100 중량부를 기준으로 0.75 중량부에 해당하는 양만큼 상기 제조예에서 제조한 Na₂CrO₄/C 복합체를 추가로 혼합한 후, 혼합한 원료 물질을 몰드에 투입하고 600-700 ℃에서 사출 성형하였다.

사출된 도로 표지병의 모양은 도 1 내지 도 3에 예시적으로 제시한 바와 같고, 건조 시 수축에 의해 크기가 조금 변형될 수 있다는 점을 고려하였으며, 최종적인 크기가 직경 11 cm, 하부면의 오목한 내부 공간의 직경 8 cm, 하부면의 테두리 1.5 cm, 높이 3 cm가 되도록 하였고, 최상면의 두께도 오목한 내부 공간으로 인해 1.5 cm가 되도록 사출 성형하였다. 몰드에서 탈리된 성형체의 외부면에 용융된 유리액으로 코팅하여 유리막 코팅층을 형성하였다.

(3) 도로 표지병 시공

300×300×50 mm³의 치수로 제작된 콘크리트 포장체 위에 아스팔트 포장을 50 mm 높이로 포설하였다. 포설된 아스팔트 시편의 노면에 상기 도로 표지병을 위치시킨 후 유압기계로 상기 아스팔트 표면으로부터 5 mm 까지 압입시켰다.

실시예 2

실시예 1과 같이 사출 성형한 후에, 몰드에서 탈리한 성형체의 평평한 상면에 에폭시 도료에 우천형 유리알(3M사, AWE Bead)이 포함된 코팅액을 코팅하고 건조하여 상면의 재귀반사부를 형성하였다.

그리고 나서 실시예 1과 동일한 방식으로 성형체의 외부면에 용융된 유리액으로 코팅하여 유리막 코팅층을 형성하고 시공하였다.

비교예 1

위 제조예에서 제조한 Na₂CrO₄/C 복합체를 사용하지 않는 점을 제외하고는 위 실시예 1과 동일하게 도로 표지병을 제조하였다.

그 다음, 콘크리트 포장체 위에 아스팔트 포장을 50 mm 높이로 포설하고, 직경이 120 mm인 원형의 매설 홈을 깊이 25 mm 깊이로 형성하는 코어 작업을 수행하였다. 그 다음 상기 매설 홈에 우레탄 접착제를 충진시킨 후 도로 표지병을 위치키고 접착액을 경화시켜 도로 표지병을 시공하였다.

비교예 2

위 제조예에서 제조한 Na₂CrO₄/C 복합체를 0.75 중량부 대신에 0.3 중량부 첨가하는 점을 제외하고는 위 실시예 1과 동일하게 도로 표지병을 제조하였다.

그 다음, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 도로 표지병을 시공하였다.

비교예 3

위 제조예에서 제조한 Na₂CrO₄/C 복합체를 0.75 중량부 대신에 1.2 중량부 첨가하는 점을 제외하고는 위 실시예 1과 동일하게 도로 표지병을 제조하였다.

그 다음, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 도로 표지병을 시공하였다.

시험예 1: 내크랙성 시험

위 실시예 및 비교예 1 내지 3에서 제조하여 시공한 도로 표지병에 대하여 EN 1463L2007 규격에 따라 실물 내크랙성 시험을 아래의 조건에서 수행하였다.

- 시험 타이어: 승용차용 타이어 또는 이와 동등한 것을 사용

- 타이어 수: 1개

- 타이어 바퀴에 가하는 하중: 1,000 N

- 타이어 공기암: 0.25 MPa

- 지지 각도: 0° 이상

- 조향 각도: alternating ±1° 이상

- 회전 속도: 평균 50 km/h

- 운행 사이클: 1만 회전에 도달할 때까지 건조된 시험판을 회전시킨다.

- 시험 온도: 10℃

그 결과, 실시예에서 제조된 도로 표지병에서는 전혀 크랙이 관찰되지 않는 반면, 비교예 1 내지 3에서 제조된 도로 표지병에서는 크기 및 개수의 차이는 있지만 모든 시편에서 크랙이 육안으로 관찰되었다.

시험예 2: 휘도 저하 관찰

위 시험예 1에서 시공된 도로 표지병에 대해 휘도를 1차로 측정하고 나서, 위 시험예 1에서 운행 사이클을 거친 후 각 시편에 대해 휘도를 2차로 측정하였다. 1차와 2차로 측정된 휘도는 차선도색기준 교통처-1337에 따라 야간 우천형 휘도를 wet recovery 시험방법으로 측정하였다.

그 결과, 실시예에서 제조한 도로 표지병에서는 1차 휘도 측정값과 2차 휘도 측정값 사이에 큰 변화를 보이지 않는 반면, 비교예 1 내지 3에서 제조한 도로 표지병에서는 1차 휘도 측정값에 비해 2차 휘도 측정값이 각각 34%, 17%, 12% 감소함을 확인하였다.

실험예 3. 비산먼지 발생 평가

대기오염공정시험기준에 따른 고용량 공기시료채취기법 (High Volume Air Sampler) 방법을 이용하여 동일한 대기, 풍향 및 풍속 조건 하에 상기 실시예 및 비교예에서 도로 표지병 시공과정에서 발생되는 비산먼지를 측정하였다.

그 결과, 실시예 1 및 실시예 2에서 도료 표지병 시공 시 입자상 물질의 전체 질량 농도는 각각 23.5 μg/㎥ 및 27.2 μg/㎥ 이었지만, 비교예 1 내지 비교예 3은 각각 65.7 μg/㎥, 64.4 μg/㎥, 66.3 μg/㎥으로, 비산먼지가 현저하게 많이 발생된 것을 알 수 있다. 이를 통해 본 발명의 도로 표지병 시공방법은 종래의 방법에 비해 발생되는 비산먼지를 현저하게 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

Claims (3)

1. 도로 표지병을 시공 면에 위치시키고, 유압기계를 이용하여 상기 도로 표지병에 유압을 가하는 단계를 포함하는 도로 표지병 시공방법으로서,
   상기 도로 표지병은 (a) 황토 세라믹 바디부 및 (b) 가장 겉면에 형성되어 있는 유리막 코팅층을 포함하고,
   상기 황토 세라믹 바디부의 하부면은 오목하게 형성되어 내부 공간이 있도록 구성되고,
   상기 황토 세라믹 바디부는 황토 40-60 중량% 및 바인더 60-40 중량%를 포함하고, 상기 황토 및 상기 바인더의 합 100 중량부를 기준으로 Na₂CrO₄/C 복합체 0.5-1.0 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지병 시공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 도로 표지병은 (c) 상기 황토 세라믹 바디부의 하단면에 부착된 점착층 및 (d) 상기 점착층에 부착된 이형지를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표지병 시공방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 도로 표지병은 상기 시공 면 표면으로부터 10 mm 이내에 매설되는 것을 특징으로 하는 도로 표지병 시공방법.

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