KR102470676B1 - 비등방 격자형 섬유 매트 보강재 및 이를 이용한 도로 포장체 - Google Patents

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Abstract

도로 등의 아스팔트 및 시멘트 콘크리트 포장 신설 또는 유지보수시 하부 및 상부 포장체 사이의 중간층에 설치함으로써 방수층 형성 및 반사균열 억제를 위한 비등방 격자형 섬유 매트 보강재가 개시되어 있다. 이 개시된 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 격자 모양으로 직조된 섬유로서 보강섬유층과; 직조된 보강섬유층을 아스팔트 유제에 함침한 코팅층과; 코팅된 보강섬유층 하부에 방수 필름을 부착한 방수 필름창과; 필름된 보강섬유층 상하부에 수용성 고분자 수지를 살포한 수지 필름층; 및 수지 필름층이 형성된 보강섬유층 상하부에 무기계 분말 결합재를 포함할 수 있다.

Description

비등방 격자형 섬유 매트 보강재 및 이를 이용한 도로 포장체{Anisotropic Grid-type Fiber Mat Reinforcement and Pavement Structure Using the Same}
본 발명은 비등방 격자형 섬유 매트 보강재 및 이를 이용한 도로 포장체에 관한 것으로서, 상세하게는 교면 또는 도로 포장의 신설 또는 유지보수시 포장체 중간층에 설치함으로써 방수, 소성변화 억제등을 위한 비등방 격자형 섬유 매트 보강재 및 이를 이용한 도로 포장체에 관한 것이다.
일반적으로 도로 포장체는 주로 시멘트 콘크리트 포장이나 아스팔트 콘크리트 포장(아스콘)을 시행하고 있다. 시멘트 콘크리트 포장은 줄눈 설치 등의 공정이 매우 복잡하지만 고강도이므로 공용수명이 길기 때문에 많이 사용된다. 반면, 시멘트 콘크리트 포장은 줄눈부의 주기적인 유지보수로 인하여 시간 및 비용측면에서 비효율적이다. 또한, 시멘트 콘크리트 포장은 소음 및 줄눈부로 인한 승차감 불량등의 문제로 교통량이 많은 시가지 도로는 거의 적용되지 않으며, 고속도로에서도 점차 사용량이 감소되는 추세에 있다.
한편, 아스팔트 콘크리트 포장은 시공의 신속성, 간편성 그리고 저렴한 유지보수로 시가지 도로 등 많은 곳에 이용되고 있다. 반면, 아스팔트 콘크리트 포장은 저강도로 중차량에 대한 적응도가 낮고, 밀림현상, 소성변형, 피로균열 및 포토홀 등의 문제점이 자주 발생한다. 또한 아스팔트 콘크리트 포장은 공용수명이 짧아 잦은 보수로 인해 도로의 혼잡비용이 늘어나는 단점이 있다.
이와 같이 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트 등의 도로포장의 파손의 원인은 재료불량, 배합 설계 불량 등 내적요인과 차량 하중 과다, 시공 등 외적요인으로 나눌 수 있다. 또한, 도로 포장의 파손 형태는 소성변형(rutting), 쇼빙(Shoving), 노상침하(depression), 거북등 균열(alligator cracking), 포트홀 (Pothole) 등 매우 다양하다.
또한, 도로 포장의 유지보수로 아스팔트 덧씌우기를 시행할 경우에 반사균열 등이 많이 발생한다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 아스팔트 바인더를 사용하거나 탄소 섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등을 2종 이상 혼합하여 구성된 보강섬유를 사용한다.
한편, 2종 이상 이질의 섬유를 혼합하여 구성된 종래의 보강섬유는 아스팔트 혼합물 생산 시 섬유끼리 뭉치는 볼링현상으로 시공 시 큰 문제를 야기할 수 있다. 또한, 종래의 2차원 평면 등방향 보강섬유는 아스팔트 유제가 함침되어 있기 때문에 끈적임이 심하여, 보관 시 롤 상태로 감아 두었을 때 내/외면이 서로 붙어서 사용에 어려움이 있다.
따라서 종래의 보강섬유의 문제점인 소성변화, 반사균열등을 억제하고 볼링현상 등을 해결하기 위한 대응 기술이 필요하다.
아래의 특허문헌 1에는 유리섬유 복합 보강재료와 이를 이용한 가열 아스팔트 혼합물 및 그 제조방법이 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 아스팔트 포장 공사용 통기성 폴리에틸렌 필름 및 이를 포함하는 아스팔트 보강재가 개시되어 있다. 특허문헌 1, 2에 개시된 발명은 등방향으로 직조한 2차원 평면 보강재로서 섬유의 직조밀도에 차이가 없어 차량 바퀴하중이 집중되는 부분 등에서 소성변화, 반사균열 억제 등에 있어서 미흡한 면이 있다.
등록특허공보 10-1494799 (2015.02.12.) 등록특허공보 10-1427375 (2014.07.31.)
본 발명은 상기한 바와 같은 점들을 감안하여 창안된 것으로서, 도로 포장체 중간층에 설치됨으로써, 시멘트 또는 아스팔트 포장체에 빈번하게 발생하는 균열 등의 파손을 예방하고, 상부층에 불투수층을 형성하여 하부로 우수 침투를 방치하여 포장체의 내구성능을 향상시키며, 보강재료의 취급이 용이하고 시공이 간편한 비등방 격자형 섬유 매트 보강재 및 이를 이용한 도로 포장체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 격자 모양으로 직조된 섬유로서 보강섬유층과; 직조된 상기 보강섬유층을 아스팔트 유제에 함침한 코팅층과; 코팅된 상기 보강섬유층 하부에 방수 필름을 부착한 방수 필름층과; 필름된 상기 보강섬유층 상하부에 수용성 고분자 수지를 살포한 수지 필름층; 및 상기 수지 필름층이 형성된 상기 보강섬유층 상하부에 무기계 분말 결합재를 도포하는 도포층을 포함할 수 있다.
보강섬유층으로서 상기 섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 폴리에스테르섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 방수 필름은 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수용성 고분자 수지는 전제 wt%에 대하여 경화반응을 위하여 지방산 10 ~ 25wt%, 무기질과 유기질을 결합시키기 위하여 유화된 아크릴 수지를 매트릭스로 비닐 실란 트리올 커플링제 0.2 ~ 0.5wt%를 포함하며, 상기 수용성 고분자 수지는 상기 무기계 분말 결합재 전체 wt%에 대하여 2 ~ 5wt%를 살포하는 것을 특징으로 한다.
상기 무기계 분말 결합재는 전체 중량에 대하여 고로슬래그, 탄산칼슘 및 수산화칼슘을 4:3:3 중량비로 혼합한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 아스팔트 콘크리트 포장체는 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 아스팔트 포장체의 중간층에 적용하는 경우에는 상기 방수 필름층의 두께는 0.035 ~ 0.055mm(35~55μm)이고, 상기 보강섬유층 겹이음부 직조 폭은 1 ~ 2 cm이고, 상기 보강섬유층 겹이음부 이외의 부분의 직조 폭은 3 ~ 4cm를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 시멘트 콘크리트 포장체는 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 시멘트 콘크리트 포장체 중간층에 적용하는 경우에는 상기 방수 필름층의 두께는 0.075 ~ 0.1mm(75~100μm)이고, 상기 보강섬유층 겹이음부의 직조 폭은 1 ~ 2cm이고, 상기 보강섬유층 겹이음부의 이외의 직조 폭은 3 ~ 4cm를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 비등방 격자 섬유 방수 매트 보강재는 격자모양으로 직조된 섬유로서 보강섬유층, 보강섬유층을 아스팔트 유제에 함침한 코팅층, 코팅된 상기 보강섬유층 하부에 방수 필름을 부착한 방수 필름층, 필름된 보강섬유층 상하부에 수용성 고분자 수지를 살포한 수지 필름층 및 수지필름층이 형성된 보강섬유층 상하부에 무기계 분말 결합재를 도포한 것을 포함하는 것을 특징으로 하여, 교면 또는 도로 포장체의 중간층에 설치함으로써 시공과정에서 살포하는 아스팔트 유제 택코팅층을 보호하고, 신구포장층의 부착성, 방수성 및 전단 저항성을 강화하여 소성변화 및 반사균열을 억제하며, 상하부 층간의 접착 성능 약화로 인한 밀림, 들뜸 현상 등의 방지 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 보강섬유층의 위사와 경사의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 포함한 포장체의 단면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시험장치로서 MMLS(Mobile Moving-Load Simulator)시험기를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 아스팔트 콘크리트 포장체 시편이 장착된 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예와 비교예 시편의 보강효과 시험결과 그래프이다.
도 7은 본 발명의 비교예의 시편에 하중을 재하하는 경우에 각 지점의 깊이를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예의 시편에 하중을 재하하는 경우에 각 지점의 깊이를 나타낸 그래프이다.
본 명세서에 기재되는 모든 용어는 본 발명의 기능을 고려하여 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야의 통상의 기술자의 의도, 관례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라 질 수 있다. 또한, 본 발명에서 발명자가 임의의 용어를 특정한 경우, 발명의 설명부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 발명의 설명에 기재된 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재 및 이를 이용한 도로 포장체를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 보강섬유층의 위사와 경사의 모식도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 격자 모양으로 직조된 섬유로서 보강섬유층, 직조된 상기 보강섬유층을 아스팔트 유제에 함침한 코팅층, 코팅된 상기 보강섬유층 하부에 방수 필름을 부착한 방수 필름층, 필름된 상기 보강섬유층 상하부에 수용성 고분자 수지를 살포한 수지 필름층 및 상기 수지필름층이 형성된 상기 보강섬유층 상하부에 무기계 분말 결합재를 도포하는 도포층을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 보강섬유층을 포함한다. 상기 보강섬유층은 섬유로서 비등방으로 직조된 격자형상을 특징으로 한다. 상기 섬유는 탄소섬유, 유리 섬유, 아라미드섬유, 폴리에스테르섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등에서 선택된 적어도 어느 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 주로 섬유로서 폴리에스테르섬유 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 선택할 수 있다. 상기 보강섬유층은 탄성과 연성을 동시에 가지고 있기 때문에 도로 포장체의 시공에 적용하는 경우에는 도로 포장체의 수명을 연장시킬 수 있다.
상기 보강섬유층은 경사 직조와 위사 직조로 구분되며, 경사에 대해 직교방향으로 배치된 위사로 이루어 질 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "경사"는 직조 시 세로 방향으로 배치되는 섬유를 의미하고, "위사"는 직조 시 가로 방향, 즉 격자 섬유의 폭 방향의 섬유를 의미한다. 또한 본 발명에서 위사 및 경사는 다수의 개별 섬유 가닥으로 이루어진 다발을 의미하며, 2,400 ~ 4,800 TEX의 섬유 다발의 개수는 500~1,000개의 개별 가닥으로 구성될 수 있다. 상기 위사 및 경사 다발의 폭은 바람직하게 5 ~ 10mm일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 보강섬유층은 경사 방향의 좌측 또는 우측 한쪽면의 단부에서 전체 섬유 매트 폭의 10 ~ 20% 부분에 대응하는 영역 (도 1의 b 영역)까지의 경사의 개수가 나머지 직조 영역의 경사의 개수보다 많은 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에서 "겹이음부"는 인접 섬유 매트와의 좌측 또는 우측 한쪽면의 단부 10 ~ 20% 영역으로서 겹쳐지는 부분을 의미한다. 또한, "겹이음부 이외의 부분"은 전체 섬유 매트에서 겹이음부를 제외한 것을 의미한다.
따라서 인접한 섬유 매트를 설치할 때 겹쳐지는 영역에 해당하는 겹이음부는 겹이음부 이외의 부분보다 마찰 저항 및 접착력을 필요로 하는 영역일 수 있다. 또한 격자형 섬유 매트의 인접한 섬유 매트와의 시공 시 접촉면을 최대화하는 것을 목적으로 한다.
상기 보강섬유층은 인접한 격자형 보강섬유층과 겹이음부는 조밀한 직조밀도를 갖고, 겹이음부 이외의 부분은 상대적으로 낮은 직조밀도를 갖는 비등방 격자형 섬유이다. 따라서 보강섬유층이 포함된 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 인접 섬유 매트 보강재와의 부착 표면적을 높여 부착 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 보강섬유층의 겹침 영역인 겹이음부의 경사의 개수를 더 많이 부여하여 시공 시 인접 보강섬유층과의 결합력을 강화할 수 있다. 또한, 특정 부분에 대해 집중 보강으로 인하여 다른 부분에 사용되는 재료를 절감할 수 있어 비용 절감에 효율적일 수 있다.
따라서 격자형 보강섬유층 단부 겹침 영역인 상기 겹이음부의 직조 폭은 경사 사이의 거리가 10 내지 20mm일 수 있다. 상기 경사 사이의 거리가 10mm 미만의 경우에는 원가대비 효율이 미비하고, 상기 경사 사이의 거리가 20mm 초과인 경우에는 결합 보강 효과가 미비할 수 있다. 또한, 겹이음부 이외의 부분의 직조 폭은 경사 사이의 거리가 30mm 내지 40mm일 수 있다. 상기 보강섬유층의 위사와 위사 사이의 거리는 30mm 내지 40mm일 수 있다.
또한, 격자 모양으로 직조된 섬유로서 보강섬유층은 알칼리 함량이 1% 미만이며, 비중이 2.4 ~ 2.6 범위이고, 인장강도가 500 ~ 1000GPa, 파단신율이 2 ~ 4%, 두께가 10 ~ 20㎛ 인 섬유인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 보강섬유층은 비등방으로 직조하여 차량의 하중이 집중되는 부분에서 소성변화 및 반사균열 등을 억제하여 보강효과를 강화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 직조된 상기 보강섬유층을 아스팔트 유제에 함침한 코팅층을 포함한다. 상기 코팅층은 본 발명인 보강섬유층의 접착력을 확보할 수 있다. 또한 수분이나 이물질의 침투 및 방습을 예방하여 본 발명인 보강섬유층의 결속력을 강화하여 인장강도 및 전단강도를 강화할 수 있다. 따라서 코팅층은 보강섬유층의 밀림 현상과 상, 하로 들뜸 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 코팅된 상기 보강섬유층 하부에 방수 필름을 부착한 방수 필름층을 포함한다. 상기 방수 필름은 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리프로필렌 등에서 선택된 적어도 어느 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 주로 방수필름으로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 이용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 방수 필름의 평량은 9 ~ 150 g/m2일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서의 방수 필름은 110 내지 130℃의 용융온도를 포함할 수 있다.
한편, 상기 방수 필름의 용용온도 범위 밖인 경우에는 코팅층이 유실될 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 강화력이 약화되어 밀림현상 등을 야기할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방수 필름층으로 상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 구조는 아래와 같다.
[화학식 1: 에틸렌비닐아세테이트(EVA)]
Figure 112022068265162-pat00001
상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 에틸렌과 초산비닐의 공중합체로서 투명도와 광택이 우수하고 냄새가 거의 없는 극도로 탄력 있고 질긴 열가소성 수지이다. 상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 저렴한 비용, 많은 극성 및 비다공성 기판에 대한 우수한 접착력, 우수한 내굴곡성 및 천공저항성, 방수효과가 뛰어난 특성을 가지고 있다. 따라서 상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 등과 같은 다른 수지와 공중합되거나 다층 필름의 일부로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 "공중합체"는 두개 이상의 다른 단량체로 구성된 고분자를 의미한다.
따라서 본 발명인 시멘트 콘크리트 포장체의 방수 필름으로서 상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 필름층의 두께는 0.075~0.1mm(75~100μm)를 포함할 수 있다. 또한, 아스팔트 콘크리트 포장체의 방수 필름으로서 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 필름층 두께는 0.035~0.055mm(35~55μm) 포함할 수 있다.
또 다른 실시예로서 방수 필름층은 폴리에틸렌 필름을 이용할 수 있다. 상기 폴리에틸렌 필름은 전체 wt%에 대하여 저밀도 폴리에틸렌 25 ~ 35 wt%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 40 ~ 60wt% 및 고밀도 폴리에틸렌 10 ~ 30wt%를 포함할 수 있다. 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌 등을 포함하는 상기 폴리에틸렌 필름은 용융온도가 낮으면서도 기계적 강도가 높으므로 시공이 편리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 필름된 상기 보강섬유층 상하부에 수용성 고분자 수지를 살포한 수지 필름층을 포함한다. 상기 수용성 고분자 수지는 무기계 분말 결합재를 본 발명인 매트 보강재에 부착시킬 수 있다. 따라서 수지 필름층으로 상기 수용성 고분자 수지는 상기 무기계 분말 결합재 전체 wt%에 대하여 2 ~ 5wt%를 살포할 수 있다. 상기 수용성 고분자 수지는 전체 wt%에 대하여 경화반응을 위해 지방산 10 ~ 25wt%, 무기질과 유기질을 결합시키기 위해 유화 된 아크릴 수지를 매트릭스로 비닐 실란 트리올 커플링제 0.2 ~ 0.5wt%를 포함할 수 있다. 따라서 수지 필름층으로 상기 수용성 고분자 수지는 상기 무기계 분말 결합재 전체 wt%에 대하여 2 ~ 5wt%를 살포할 수 있다. 하기의 비닐 실란 트리올 커플링제는 무기질과 유기질을 결합시켜주는 화학적 기저를 내포하고 있다.
[화학식 2: 비닐 실란 트리올]
Figure 112022068265162-pat00002
상기 화학식 2에서, 작용기 그룹 OR은 수소, C1-C4의 알킬기 등에서 선택된 어느 하나이고, Y는 에폭시기, 아미노, C2-C4의 알케닐기, 비닐기 등에서 선택된 어느 하나이고, 본 발명에서는 주로 에폭시기, 아미노 또는 비닐기 중에서 어느 하나를 이용할 수 있다. 따라서 상기 비닐 실란 트리올 커플링제는 접착성, 부착성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 상기 수지 필름층이 형성된 상기 보강섬유층 상하부에 무기계 분말 결합재를 도포하는 도포층을 포함한다. 상기 수지 필름층이 형성된 보강섬유층에 무기계 분말 결합재를 도포함으로써 섬유 매트 보강재의 보관, 운반, 설치 시 끈적거림을 없애 용이한 사용성을 제공할 수 있다. 상기 무기계 분말 결합재는 고로슬래그, 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2))등에서 선택된 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 본 발명의 실시예에서 주로 상기 무기계 분말 결합재는 무기계 분말 결합재 전체 중량에 대하여 고로슬래그, 탄산칼슘 (CaCO3) 및 수산화칼슘(Ca(OH)2))을 3:4:4 중량비로 혼합할 수 있다.
상기 무기계 분말 결합재의 분말도는 3,000 ~ 4,500cm2/g, 밀도는 1.9 ~ 2.3g/cm3일 수 있다. 상기 무기계 분말 결합재의 주요 화학적 조성은 전체 wt%에 대하여 SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO 및 MgO가 95 ~ 97wt%를 포함할 수 있다. 또한, 상기 무기계 분말 결합재는 충분한 수화반응을 위해 전체 wt%에 대하여 10wt% 이상의 CaO, 30wt% 이상의 SiO2 성분, 이상팽창 억제를 위해 2%이하의 MgO 성분인 것이 바람직할 수 있다.
상기 CaO를 본 발명인 아스팔트 콘크리트 포장체에 적용하는 경우에는 혼합물의 공극률이 5% 내외로 상대적으로 크므로 공극을 경계면에서 채워주는 필러 역할과 아스팔트 유제의 박리 방지 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 무기계 분말 결합재를 시멘트 콘크리트 포장체에 적용하는 경우에는 상기 무기계 분말 결합재에 함유된 CaO, SiO2 성분 등이 수화반응에 참여하여 부착강도를 개선할 수 있다. 본 발명에서 "공극률"은 (Vp/V)*100을 의미한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 방수 매트 보강재는 용도에 따라 보강섬유층의 크기 및 방수 필름 두께를 달리 할 수 있다. 또한, 상하부 부착성능 강화를 위해 아스팔트 유제에 상기 보강섬유층을 함침하여 코팅층을 형성하고, 방수기능을 위한 방수 필름이 부착되어 있고, 상하부 경계면 접착 강화 및 운반·보관 용이성과 끈적임 방지를 위해 수용성 고분자 수지 및 무기계 분말 결합재가 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 그 용도 등은 제한되지 않는다. 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 시멘트, 아스팔트 등에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 아스팔트 콘크리트 포장체는 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 중간층에 적용할 수 있다. 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 아스팔트 콘크리트 포장체에 적용하는 경우, 신규 혼합물 자체의 온도에 의해 방수 필름이 녹아서 경계면을 구성하도록 상기 방수 필름층의 두께는 0.035 ~ 0.055(35~55μm)이고, 상기 보강섬유층 겹이음부 직조 폭은 1 ~ 2cm, 겹이음부 이외의 부분의 직조 폭은 3 ~ 4cm를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 시멘트 콘크리트 포장체는 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 중간층에 적용할 수 있다. 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 시멘트 콘크리트 포장체에 적용하는 경우, 무기계 분말 결합재가 시멘트 혼합물 수화 반응에 참여하여 경계면을 구성하며, 상기 방수 필름층의 두께는 0.075 ~ 0.1mm(75~100μm)이고, 상기 보강섬유층 겹이음부의 직조 폭은 1 ~ 2cm이고, 겹이음부의 이외의 부분의 직조 폭은 3 ~ 4cm를 포함할 수 있다.
도 3는 본 발명에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 포함한 포장체의 단면 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 설치하는 경우, 면고르기가 실시된 표면위에 택코팅을 위한 아스팔트 유제를 시방기준에 정의된 양을 살포하고, 본 발명인 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 포설한다. 다차선에 시공할 경우, 인접한 매트와 겹이음부가 최대한 밀착되도록, 소형의 롤러로 압착을 실시하여 최대한 압밀이 이루어지도록 한다. 이후, 표층 혼합물을 매트 보강재 위에 살포하고, 다짐 및 양생 과정으로 마무리할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재는 교면 또는 도로 포장체 시공과정에서 살포하는 아스팔트 유제 택코팅층을 보호하고 신구포장층의 부착성, 방수성 및 전단 저항성을 강화하여 반사균열뿐만 아니라
< 실시예 및 비교예 >
[실시예] - 비등방 격자형 섬유 매트 보강재 및 아스팔트 콘크리트 포장체 제조
상기 보강섬유층은 유리섬유로 직조하였으며, 상기 유리섬유 직조 두께는 5mm이며, 유리섬유 겹이음부 직조 폭으로 경사 간격은 15mm, 겹이음부 그 외의 부분의 직조 폭은 경사 및 위사 방향으로 30mm로 제작하였으며, 직조된 섬유를 아스팔트 유제에 함침하여 직조 골격을 구성하고, 하부면에 방수 필름으로서 0.055mm 두께의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 필름을 부착하였다. 또한 상기 EVA 필름이 부착된 보강섬유층 상하부에 수용성 고분자 수지를 무기계 분말 결합재의 전체 wt%에 대하여 5wt%를 살포하고, 수용성 고분자 수지가 살포된 상기 보강섬유층 상하부에 무기계 분말 결합재를 도포하여 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 제조하였다. 또한, 이와 같이 제작된 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 본 발명인 아스팔트 콘크리트 포장체 중간체에 삽입하여 아스팔트 포장체의 시편을 제조하였다. 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 아스팔트 콘크리트 포장체용 섬유 매트 보강재의 구성이다.
구성요소 실시예 : 아스팔트 콘크리트 포장체용 섬유 매트 보강재
1 비등방 격자형 보강섬유 보강섬유층
직조 두께 겹이음부 직조 폭 겹이음부 이외의 부분
직조 폭
5mm 경사 위사 경사 위사
15mm 30mm 30mm 30mm
2 아스팔트 유제 함침(필름 부착 및 혼합물 부착 강화) 코팅층
3 방수 필름(EVA) 부착 방수 필름층
방수 필름 두께 0.055mm
4 수용성 고분자 수지 살포 수지 필름층
5 무기계 분말 결합재 도포(필러 역할 및 보관 용이) 도포층
[비교예] - 무보강 아스팔트 콘크리트 혼합물
보강재가 포함되지 않은 일반 아스팔트 콘크리트 혼합물을 시험예로 사용하였다.
< 시험예 >
[시험예] - 비등방 격자형 섬유 매트 보강재의 보강효과 시험
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시험장치로서 MMLS(Mobile Moving-Load Simulator)시험기를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 아스팔트 콘크리트 포장체 시편이 장착된 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 보강효과 시험결과 그래프이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제작된 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 아스팔트 콘크리트 포장체 중간층에 삽입하고, 폭 40cm, 길이 40cm, 두께 5cm인 시편을 제작하였다. 또한 본 발명의 비교예에 따라 동일한 크기의 시편을 제작하였다. 이와 같이 제작된 시편을 MMLS(Mobile Moving-Load Simulator)시험기에 거치한 한 후(좌측 끝은 비교예 시편, 중앙은 전이구간 시편, 우측 끝은 실시예 시편), 총하중 70kg, 직경 250mm, 접촉면이 100mm인 고무 타이어 4조를 25,000회 이상 회전하면서 시편에 하중을 가하여 보강효과를 측정하였다. 표 2는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 하중을 재하하는 경우에 횟수에 따른 보강효과 결과를 나타낸 표이다.
하중재하
횟수		 5,000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
평균소성변화(mm) 비교예 11,342 12,352 14,522 15,567 16,737
실시예 3,456 3,952 4,026 4.504 5,477
표 2와 도 6를 참조하면, 하중 재하의 횟수가 증가할수록 비교예와 실시예의 소성변화 즉, 처짐의 정도가 증가하였음을 확인하였다. 또한, 비교예와 실시예의 소성변화를 비교해 보면, 본 발명의 실시예의 경우 중간층에 삽입된 보강재로 인하여 처짐에 대한 저항이 비교예보다 3배 이상으로 작은 평균 처짐량(소성변화)를 보인 것을 확인하였다. 즉, 하중재하 횟수가 5000이상인 경우 비교예 11,342mm 실시예 3,456mm, 하중재하 횟수가 10,000이상인 경우 비교예 12,352mm 실시예 3,952mm, 하중재하 횟수가 15,000이상인 경우 비교 14,522mm 실시예4,026mm, 하중재하 횟수가 20,000인 경우 비교예 15,567mm 실시예 4,504mm, 하중재하 회수가 25,000인 경우 비교예 16,737mm 실시예 5,477mm임을 알 수 있었다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 섬유 매트 보강재를 아스팔트 콘크리트 포장체 중간에 혼합물과 일체화되도록 시공한 경우, 외부의 반복 차량 하중에 의한 발생 가능한 처짐(소성변화)에 대한 저항 성능이 개선된다고 볼 수 있다.
도 7은 본 발명의 비교예에 따라 제작된 시편에 하중을 재하하는 경우에 각 지점의 깊이를 나타낸 그래프이다.
표 3 내지 표 6은 본 발명의 비교예에 따라 제작된 시편의 하중재하 반복횟수에 따른 각 지점(폭을 2mm간격)에서의 깊이를 나타낸 표이다
하중재하 반복횟수
 0회
이상		 5000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20.000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점
mm		 시편의 깊이(mm)
1 2 -0.116 -0.023 0.028 0.056 -0.012 -0.115
2 4 -0.354 -0.177 -0.057 -0.128 -0.069 0.033
3 6 -0.021 0.057 0.259 0.176 0.178 0.443
4 8 0.107 0.427 0.621 0.627 0.673 0.866
5 10 0.239 0.645 0.878 0.889 0.914 1.066
6 12 0.176 0.841 1.178 1.18 1.301 1.539
7 14 0.162 1.307 1.668 1.678 1.797 2.04
8 16 0.396 1.669 2.061 2.088 2.169 2.373
9 18 0.51 1.855 2.286 2.266 2.453 2.669
10 20 0.557 2.007 2.451 2.525 2.691 2.878
11 22 0.536 2.116 2.581 2.651 2.838 3.067
12 24 0.572 2.259 2.751 2.832 2.965 3.268
13 26 0.536 2.27 2.769 2.864 2.985 4.008
14 28 0.585 2.463 3.012 3.184 3.414 4.494
15 30 0.703 2.67 3.259 3.434 3.618 4.714
16 32 0.675 2.792 3.478 3.663 3.857 4.615
17 34 0.767 2.931 3.62 3.799 4.041 4.627
18 36 0.852 3.034 3.681 3.899 4.259 4.722
19 38 0.85 3.096 3.723 3.921 4.279 4.825
20 40 0.817 3.125 3.808 4.03 4.273 4.739
21 42 0.78 3.043 3.758 3.998 4.192 4.572
22 44 0.582 2.893 3.624 3.892 4.053 4.373
23 46 0.641 2.918 3.634 3.835 4.069 4.565
24 48 0.755 3.083 3.806 4.006 4.232 4.715
25 50 0.699 3.098 3.842 4.051 4.22 4.607
26 52 0.539 2.8 3.569 3.767 3.896 4.354
27 54 0.591 2.957 3.622 3.813 4.022 4.6
28 56 0.663 3.182 3.795 3.985 4.175 4.889
29 58 0.867 3.548 4.163 4.363 4.549 5.182
30 60 0.998 3.672 4.323 4.515 4.671 5.181
31 62 0.994 3.521 4.169 4.362 4.537 5.051
32 64 0.901 3.4 4.033 4.257 4.401 4.81
33 66 0.668 3.076 3.727 3.889 3.972 4.49
34 68 0.564 3.184 4.074 4.331 4.311 4.885
35 70 0.901 3.557 4.458 4.719 4.647 5.114
36 72 1.04 3.709 4.56 4.819 4.76 5.314
37 74 1.026 3.599 4.47 4.726 4.909 5.626
38 76 1.171 3.679 4.604 4.903 5.085 5.68
39 78 1.152 3.671 4.638 4.959 5.209 5.842
40 80 1.215 3.755 4.731 5.05 5.237 5.797
41 82 1.121 3.63 4.604 4.913 5.034 5.483
42 84 0.945 3.292 4.247 4.561 4.787 5.548
43 86 1.146 3.431 4.389 4.674 4.866 5.674
44 88 1.217 3.458 4.421 4.722 4.994 5.807
45 90 1.247 3.455 4.411 4.778 4.999 5.68
46 92 1.159 3.297 4.225 4.542 4.736 5.605
47 94 1.168 3.32 4.292 4.565 4.786 5.59
48 96 1.135 3.283 4.292 4.568 4.765 5.504
49 98 1.127 3.171 4.147 4.405 4.618 5.564
50 100 1.122 3.28 4.312 4.542 4.816 5.726
하중재하 반복횟수 0회
이상		 5,000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점(mm) 시편의 깊이(mm)
51 102 1.297 3.446 4.466 4.694 4.923 5.818
52 104 1.335 3.446 4.49 4.731 4.986 5.88
53 106 1.375 3.436 4.5 4.742 5.021 5.969
54 108 1.36 3.471 4.544 4.778 5.012 5.853
55 110 1.355 3.312 4.364 4.603 4.944 6.258
56 112 1.282 3.527 4.613 4.816 5.126 6.721
57 114 1.491 3.602 4.644 4.826 5.071 6.955
58 116 1.419 3.419 4.447 4.598 4.853 7.076
58 118 1.304 3.321 4.329 4.462 4.711 7.027
60 120 1.277 3.241 4.222 4.319 4.573 6.707
61 122 1.244 3.128 4.114 4.201 4.455 6.025
62 124 1.264 3.001 4.078 4.15 4.346 5.209
63 126 1.122 2.772 3.946 4.016 4.12 4.938
64 128 1.327 2.627 3.716 3.752 3.868 4.994
65 130 1.32 2.669 3.591 3.581 3.84 4.881
66 132 1.272 2.697 3.485 3.441 3.649 4.935
67 134 1.267 2.637 3.353 3.279 3.633 5.122
68 136 1.401 2.633 3.473 3.419 3.761 5.509
70 138 1.423 2.616 3.535 3.501 3.875 5.869
71 140 1.388 2.638 3.513 3.45 3.734 5.96
72 142 1.383 2.362 3.477 3.468 3.7 5.829
73 144 1.52 2.268 3.314 3.275 3.423 5.527
74 146 1.626 2.055 2.985 2.914 3.017 5.064
75 148 1.612 1.928 2.698 2.432 2.511 4.25
76 150 1.586 1.716 2.613 1.978 2.15 3.392
77 152 1.569 1.517 2.529 1.821 1.907 2.795
78 154 1.484 1.309 2.145 1.524 1.516 2.154
79 156 1.606 0.932 1.688 1.217 1.083 1.776
80 158 1.533 0.213 1.012 0.53 0.261 1.015
81 160 1.489 -0.746 -0.129 -0.641 -0.964 -0.176
82 162 1.355 -1.897 -1.513 -2.303 -2.207 -2.23
83 164 1.419 -2.511 -3.067 -3.996 -4.01 -6.021
84 166 1.52 -2.971 -3.883 -5.414 -5.38 -6.167
85 168 1.776 -2.914 -4.014 -5.77 -6.381 -6.141
86 170 1.798 -3.113 -4.106 -5.848 -6.609 -6.389
87 172 1.872 -3.306 -4.385 -6.194 -7.135 -6.955
88 174 1.806 -3.796 -5.003 -6.77 -7.274 -7.253
89 176 1.689 -4.183 -5.112 -6.631 -6.989 -7.02
90 178 1.747 -4.006 -4.943 -6.459 -6.808 -6.855
91 180 1.864 -3.956 -4.869 -6.369 -6.761 -6.878
92 182 1.79 -4.062 -5.011 -6.539 -6.995 -7.233
93 184 1.482 -4.474 -5.47 -7.031 -7.566 -7.955
94 186 1.64 -4.272 -5.625 -7.515 -8.076 -8.363
95 188 1.634 -4.245 -5.565 -7.308 -7.741 -7.844
96 190 1.322 -4.479 -5.191 -6.912 -7.409 -7.498
97 192 1.662 -4.6 -5.057 -6.773 -7.301 -7.401
98 194 1.823 -4.7 -5.032 -6.763 -7.261 -7.432
98 196 1.835 -4.603 -5.271 -6.956 -7.542 -7.788
99 198 1.698 -4.647 -5.772 -7.508 -8.093 -8.374
100 200 1.455 -4.697 -5.859 -7.642 -8.289 -8.357
하중재하 반복횟수 0회
이상		 5,000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점(mm) 시편의 깊이(mm)
101 202 1.611 -4.667 -5.833 -7.616 -8.257 -8.317
102 204 1.741 -4.686 -5.863 -7.643 -8.26 -8.268
103 206 1.882 -4.681 -5.86 -7.639 -8.263 -8.252
104 208 1.898 -4.841 -6.015 -7.789 -8.474 -8.498
105 210 1.719 -5.09 -6.285 -8.036 -8.696 -8.724
106 212 1.742 -5.208 -6.43 -8.183 -8.866 -8.892
107 214 1.832 -4.973 -6.194 -7.979 -8.766 -8.794
108 216 1.987 -4.53 -5.837 -7.584 -8.28 -8.341
109 218 2.079 -4.256 -5.589 -7.308 -7.915 -8.095
110 220 2.028 -4.084 -5.524 -7.133 -7.795 -7.995
111 222 1.85 -4.182 -5.592 -7.182 -7.884 -8.067
112 224 1.866 -4.58 -5.947 -7.459 -8.167 -8.391
113 226 2.171 -4.516 -6.039 -7.691 -8.535 -8.495
114 228 2.365 -4.543 -5.673 -7.452 -8.344 -8.181
115 230 2.315 -4.429 -5.338 -6.834 -7.791 -7.672
116 232 2.073 -4.146 -5.062 -6.457 -7.449 -7.398
117 234 2.254 -3.7 -4.81 -6.22 -7.219 -7.006
118 236 2.314 -3.378 -4.536 -5.944 -6.958 -6.781
119 238 2.235 -3.108 -4.481 -5.964 -6.996 -6.836
120 240 2.248 -1.997 -3.964 -5.335 -7.352 -6.762
121 242 2.251 -0.496 -2.738 -3.974 -6.844 -5.646
122 244 2.264 0.606 -1.446 -2.62 -5.93 -4.685
123 246 2.248 1.411 -0.39 -1.591 -5.17 -4.001
124 248 2.295 1.85 0.234 -0.995 -3.742 -2.856
125 250 2.336 1.943 0.546 -0.328 -1.901 -1.004
126 252 2.458 1.897 1.715 1.164 -0.314 0.441
127 254 2.476 2.371 2.65 2.248 1.106 1.873
128 256 2.237 2.602 3.231 2.969 2.375 3.156
129 258 2.254 2.522 3.526 3.339 3.388 4.282
130 260 2.412 2.726 3.965 3.753 4.432 5.304
131 262 2.374 2.987 4.353 4.205 5.139 5.99
132 264 2.521 3.113 4.556 4.424 5.466 6.352
133 266 2.712 3.261 4.567 4.499 5.487 6.493
134 268 2.682 3.531 4.559 4.483 5.88 6.394
135 270 2.466 3.561 4.822 4.681 6.199 6.651
136 272 2.584 3.383 4.813 4.727 6.299 6.739
137 274 2.748 3.368 4.52 4.519 6.233 6.655
138 276 2.718 3.579 4.571 4.509 5.94 6.345
139 278 2.454 3.635 4.781 4.756 6.144 6.606
140 280 2.882 3.586 4.872 4.876 6.3 6.712
141 282 3.227 4.213 5.453 5.449 6.687 6.918
142 284 3.356 4.63 6.08 6.087 7.491 7.622
143 286 3.329 4.837 6.419 6.472 8.006 8.079
144 288 3.289 4.801 6.519 6.606 8.261 8.292
145 290 3.431 4.839 6.379 6.519 8.254 8.278
146 292 3.528 4.677 6.224 6.353 8.021 8.008
147 294 3.377 4.801 5.94 6.114 7.676 7.754
148 296 3.335 4.704 5.902 6.002 7.313 7.38
149 298 3.41 4.561 5.69 5.83 7.078 7.26
150 300 3.386 4.675 5.593 5.702 6.869 7.09
하중재하 반복횟수 0회
이상		 5000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점
(mm)		 시편의 깊이(mm)
151 302 3.251 4.737 5.603 5.638 6.862 7.058
152 304 3.213 4.652 5.581 5.651 6.772 6.962
153 306 3.272 4.569 5.391 5.542 6.646 6.808
154 308 3.235 4.617 5.25 5.406 6.415 6.558
155 310 3.111 4.477 5.502 5.561 6.235 6.479
156 312 3.242 4.314 5.623 5.729 6.446 6.633
157 314 3.264 4.473 5.465 5.615 6.411 6.526
158 316 3.262 4.492 5.16 5.325 6.168 6.206
159 318 3.058 4.492 5.107 5.222 5.801 6.042
160 320 3.314 4.339 5.041 5.193 5.722 5.962
161 322 3.545 4.331 5.134 5.124 5.558 5.834
162 324 3.601 4.664 5.347 5.379 5.809 6.073
163 326 3.479 4.77 5.354 5.47 5.925 6.189
164 328 3.395 4.682 5.305 5.466 5.922 6.17
165 330 3.816 4.488 5.121 5.304 5.775 5.993
166 332 4.002 4.917 5.408 5.497 5.887 6.138
167 334 4.273 5.151 5.727 5.832 6.255 6.485
168 336 4.488 5.306 5.827 5.951 6.374 6.584
169 338 4.563 5.535 6.08 6.129 6.519 6.745
170 340 4.355 5.603 6.19 6.284 6.667 6.89
171 342 4.438 5.468 6.134 6.269 6.677 6.874
172 344 4.764 5.274 5.96 6.007 6.412 6.544
173 346 4.95 5.731 6.226 6.262 6.728 6.834
174 348 4.854 5.974 6.465 6.578 6.948 7.155
175 350 4.541 5.915 6.503 6.645 7.021 7.217
176 352 4.754 5.536 6.231 6.427 6.798 6.974
177 354 4.942 5.759 6.165 6.243 6.551 6.74
178 356 5.051 5.897 6.3 6.368 6.677 6.857
179 358 5.034 6.011 6.401 6.476 6.763 6.941
180 360 5.42 6.075 6.372 6.48 6.783 6.943
181 362 5.746 6.509 6.729 6.734 7.029 7.209
182 364 5.789 6.864 7.142 7.204 7.488 7.646
183 366 6.037 6.911 7.266 7.37 7.638 7.774
184 368 6.235 7.153 7.214 7.306 7.556 7.669
185 370 6.182 7.34 7.322 7.428 7.631 7.871
186 372 5.824 7.285 7.208 7.333 7.535 7.932
187 374 5.131 6.917 6.82 6.991 7.168 7.676
188 376 4.69 6.229 6.358 6.527 6.71 7.111
189 378 4.498 5.431 5.685 5.842 6.038 6.122
190 380 4.223 5.229 5.476 5.656 5.86 5.912
191 382 4.318 4.984 5.197 5.39 5.605 5.636
192 384 4.444 5.06 5.205 5.302 5.453 5.501
193 386 4.454 5.067 5.197 5.292 5.395 5.437
194 388 4.205 4.989 5.163 5.249 5.347 5.364
195 390 3.749 4.751 4.947 5.037 5.114 5.119
196 392 3.482 4.392 4.471 4.621 4.673 4.665
197 394 3.058 4.178 4.296 4.381 4.433 4.384
198 396 2.276 3.651 3.825 3.928 3.993 3.896
199 398 2.071 2.797 2.965 3.16 3.217 3.068
200 400 2.187 1.892 1.767 1.96 1.996 1.816
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 시편에 하중을 재하하는 경우에 각 지점의 깊이를 나타낸 그래프이다.
표 7 내지 표 10은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 시편의 하중재하 반복횟수에 따른 각 지점(폭을 2mm간격)에서의 깊이를 나타낸 표이다.
하중재하 반복횟수 0회
이상		 5,000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점
(mm)		 시편의 깊이(mm)
1 2 0.055 0.046 0.041 0.065 0.044 0.038
2 4 0.154 0.113 0.098 0.12 0.093 0.115
3 6 0.159 0.132 0.111 0.123 0.11 0.157
4 8 0.133 0.145 0.095 0.123 0.106 0.206
5 10 0.154 0.122 0.125 0.122 0.086 0.185
6 12 0.123 0.091 0.082 0.105 0.055 0.122
7 14 0.167 0.121 0.122 0.135 0.077 0.158
8 16 0.179 0.125 0.113 0.137 0.072 0.158
9 18 0.155 0.07 0.075 0.105 0.016 0.125
10 20 0.12 0.062 0.052 0.092 -0.007 0.116
11 22 0.204 0.141 0.1 0.142 0.058 0.172
12 24 0.247 0.178 0.127 0.155 0.088 0.21
13 26 0.203 0.194 0.085 0.127 0.088 0.195
14 28 0.273 0.189 0.141 0.175 0.079 0.2
15 30 0.243 0.149 0.096 0.105 -0.002 0.151
16 32 0.199 0.118 0.068 0.125 -0.004 0.172
17 34 0.139 0.058 -0.012 0.07 -0.063 0.089
18 36 0.229 0.189 0.048 0.118 0.075 0.201
19 38 0.249 0.192 0.092 0.161 0.058 0.18
20 40 0.27 0.179 0.093 0.16 0.055 0.181
21 42 0.296 0.204 0.122 0.164 0.072 0.207
22 44 0.285 0.182 0.09 0.151 0.041 0.186
23 46 0.369 0.256 0.152 0.191 0.092 0.23
24 48 0.418 0.261 0.166 0.161 0.066 0.216
25 50 0.343 0.241 0.143 0.172 0.09 0.218
26 52 0.344 0.229 0.171 0.191 0.108 0.217
27 54 0.373 0.259 0.197 0.181 0.119 0.237
28 56 0.415 0.283 0.185 0.192 0.125 0.269
29 58 0.406 0.259 0.169 0.151 0.078 0.248
30 60 0.351 0.207 0.097 0.095 0.044 0.169
31 62 0.336 0.204 0.103 0.092 0.043 0.179
32 64 0.35 0.198 0.092 0.048 0.011 0.164
33 66 0.311 0.167 0.069 0.037 -0.003 0.156
34 68 0.235 0.087 -0.031 -0.033 -0.081 0.051
35 70 0.393 0.267 0.165 0.165 0.124 0.266
36 72 0.463 0.295 0.201 0.139 0.121 0.321
37 74 0.306 0.198 0.01 -0.032 0.059 0.263
38 76 0.241 0.067 -0.001 -0.072 -0.112 0.067
39 78 0.19 -0.038 -0.086 -0.2 -0.232 -0.027
40 80 0.182 -0.023 -0.016 -0.084 -0.188 -0.027
41 82 0.176 -0.02 -0.06 -0.129 -0.15 0.012
42 84 0.272 0.173 0.048 0.022 0.042 0.214
43 86 0.387 0.213 0.145 0.098 0.037 0.262
44 88 0.354 0.162 0.104 0.047 -0.018 0.218
45 90 0.247 0.037 0.068 -0.019 -0.104 0.106
46 92 0.328 0.113 0.073 0.029 -0.05 0.192
47 94 0.356 0.115 0.071 0.013 -0.075 0.194
48 96 0.316 0.085 0.049 0.02 -0.109 0.142
49 98 0.343 0.074 0.075 0.039 -0.126 0.148
50 100 0.336 0.063 0.041 0.017 -0.142 0.125
하중재하 반복횟수 0회
이상		 5,000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점
(mm)		 시편의 깊이(mm)
51 102 0.316 0.024 -0.003 -0.039 -0.215 0.084
52 104 0.287 -0.015 -0.062 -0.1 -0.255 0.03
53 106 0.368 0.083 -0.035 -0.064 -0.181 0.059
54 108 0.432 0.141 0.017 -0.005 -0.112 0.13
55 110 0.487 0.172 0.079 0.012 -0.104 0.186
56 112 0.451 0.115 0.007 -0.055 -0.185 0.122
57 114 0.524 0.177 0.051 0.007 -0.133 0.116
58 116 0.546 0.173 0.064 -0.012 -0.154 0.133
59 118 0.521 0.136 -0.008 -0.063 -0.214 0.07
60 120 0.493 0.082 -0.077 -0.128 -0.275 -0.057
61 122 0.592 0.144 0.01 -0.096 -0.231 0.036
62 124 0.472 0.024 -0.116 -0.239 -0.368 -0.066
63 126 0.608 0.159 -0.006 -0.075 -0.216 -0.015
64 128 0.733 0.276 0.097 0.026 -0.119 0.125
65 130 0.745 0.272 0.286 0.171 0.036 0.25
66 132 0.733 0.263 0.218 0.044 -0.08 0.204
67 134 0.774 0.246 0.041 -0.082 -0.192 0.026
68 136 0.785 0.246 0.032 -0.097 -0.209 0.022
69 138 0.803 0.243 0.036 -0.093 -0.225 0.009
70 140 0.842 0.267 0.082 -0.096 -0.208 0.027
71 142 0.835 0.243 0.017 -0.15 -0.253 -0.012
72 144 0.804 0.184 -0.038 -0.203 -0.326 -0.1
73 146 0.783 0.135 -0.093 -0.263 -0.387 -0.162
74 148 0.808 0.14 -0.092 -0.275 -0.35 -0.181
75 150 0.83 0.151 -0.081 -0.279 -0.41 -0.2
76 152 0.812 0.087 -0.139 -0.382 -0.503 -0.251
77 154 0.752 0.013 -0.237 -0.44 -0.571 -0.371
78 156 0.734 -0.028 -0.255 -0.48 -0.615 -0.426
79 158 0.808 -0.022 -0.285 -0.508 -0.654 -0.494
80 160 0.813 -0.101 -0.379 -0.61 -0.765 -0.616
81 162 0.858 -0.081 -0.344 -0.605 -0.763 -0.59
82 164 0.806 -0.244 -0.502 -0.827 -0.974 -0.753
83 166 0.783 -0.245 -0.55 -0.786 -0.993 -0.842
84 168 0.845 -0.163 -0.457 -0.727 -0.933 -0.742
85 170 0.828 -0.348 -0.625 -0.954 -1.158 -0.884
86 172 0.845 -0.287 -0.64 -0.935 -1.182 -1.031
87 174 0.886 -0.291 -0.647 -1.032 -1.257 -1.081
88 176 0.903 -0.462 -0.819 -1.153 -1.413 -1.173
89 178 0.915 -0.546 -0.938 -1.227 -1.556 -1.362
90 180 0.901 -0.454 -0.856 -1.174 -1.51 -1.315
91 182 0.932 -0.461 -0.921 -1.196 -1.398 -1.222
92 184 0.961 -0.511 -0.951 -1.266 -1.515 -1.26
93 186 0.939 -0.48 -0.95 -1.243 -1.564 -1.394
94 188 0.946 -0.544 -0.999 -1.342 -1.671 -1.425
95 190 0.97 -0.501 -0.982 -1.336 -1.71 -1.526
96 192 0.996 -0.581 -1.066 -1.372 -1.792 -1.607
97 194 0.946 -0.618 -1.131 -1.381 -1.771 -1.631
98 196 0.999 -0.452 -0.959 -1.244 -1.614 -1.448
99 198 1.058 -0.488 -0.963 -1.308 -1.45 -1.278
100 200 1.049 -0.464 -0.989 -1.258 -1.528 -1.292
하중재하 반복횟수 0회
이상		 5,000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점
(mm)		 시편의 깊이(mm)
101 202 1.114 -0.393 -0.849 -1.185 -1.499 -1.331
102 204 1.083 -0.36 -0.86 -1.166 -1.462 -1.27
103 206 1.037 -0.358 -0.867 -1.176 -1.509 -1.317
104 208 1.146 -0.371 -0.878 -1.199 -1.558 -1.404
105 210 1.191 -0.397 -0.904 -1.206 -1.539 -1.414
106 212 1.188 -0.362 -0.862 -1.223 -1.548 -1.367
107 214 1.14 -0.467 -1.023 -1.339 -1.582 -1.411
108 216 1.017 -0.505 -1.049 -1.34 -1.561 -1.253
109 218 0.852 -0.63 -1.084 -1.46 -1.682 -1.381
110 220 1.069 -0.443 -0.913 -1.137 -1.454 -1.381
111 222 1.158 -0.175 -0.645 -0.931 -1.243 -1.112
112 224 1.186 -0.125 -0.583 -0.834 -1.128 -1.02
113 226 1.217 -0.002 -0.449 -0.727 -1.015 -0.876
114 228 1.253 0 -0.442 -0.757 -1.041 -0.852
115 230 1.205 0.095 -0.342 -0.595 -0.884 -0.742
116 232 1.235 0.112 -0.338 -0.672 -0.933 -0.723
117 234 1.221 -0.026 -0.352 -0.539 -0.791 -0.709
118 236 1.248 0.214 -0.101 -0.346 -0.585 -0.463
119 238 1.236 0.222 -0.101 -0.324 -0.614 -0.442
120 240 1.236 0.281 -0.048 -0.275 -0.566 -0.401
121 242 1.284 0.424 0.128 -0.045 -0.348 -0.175
122 244 1.327 0.451 0.151 -0.052 -0.371 -0.147
123 246 1.276 0.509 0.24 0.091 -0.218 0.016
124 248 1.294 0.506 0.259 0.158 -0.08 0.105
125 250 1.346 0.621 0.376 0.246 0.026 0.247
126 252 1.342 0.575 0.363 0.223 0.005 0.266
127 254 1.233 0.568 0.378 0.291 -0.029 0.159
128 256 1.294 0.635 0.424 0.338 0.097 0.322
129 258 1.338 0.745 0.504 0.412 0.202 0.433
130 260 1.343 0.718 0.498 0.439 0.22 0.464
131 262 1.401 0.815 0.6 0.573 0.351 0.564
132 264 1.512 0.899 0.684 0.626 0.418 0.667
133 266 1.486 0.901 0.674 0.602 0.452 0.686
134 268 1.418 0.954 0.699 0.777 0.548 0.714
135 270 1.464 1.12 0.883 0.879 0.651 0.791
136 272 1.493 1.027 0.8 0.78 0.628 0.871
137 274 1.479 1.05 0.83 0.816 0.644 0.884
138 276 1.488 1.037 0.823 0.836 0.646 0.883
139 278 1.499 1.069 0.853 0.889 0.718 0.912
140 280 1.549 1.12 0.902 0.892 0.769 0.988
141 282 1.554 1.183 0.973 0.995 0.877 1.048
142 284 1.622 1.24 1.02 1.028 0.916 1.105
143 286 1.608 1.233 1.011 1.019 0.89 1.089
144 288 1.609 1.31 1.11 1.139 1.026 1.21
145 290 1.653 1.345 1.147 1.17 1.075 1.273
146 292 1.637 1.329 1.139 1.161 1.056 1.258
147 294 1.659 1.348 1.158 1.207 1.113 1.268
148 296 1.692 1.41 1.227 1.241 1.149 1.335
149 298 1.682 1.376 1.186 1.201 1.119 1.286
150 300 1.621 1.342 1.158 1.157 1.097 1.239
하중재하 반복횟수 0회
이상		 5,000회
이상		 10,000회
이상		 15,000회
이상		 20,000회
이상		 25,000회
이상
위치 폭 지점
(mm)		 시편의 깊이(mm)
151 302 1.617 1.371 1.195 1.207 1.197 1.364
152 304 1.628 1.447 1.256 1.301 1.293 1.429
153 306 1.676 1.462 1.3 1.338 1.315 1.498
154 308 1.63 1.444 1.3 1.378 1.323 1.41
155 310 1.712 1.518 1.4 1.409 1.363 1.5
156 312 1.71 1.547 1.44 1.486 1.444 1.544
157 314 1.773 1.564 1.458 1.476 1.546 1.611
158 316 1.682 1.503 1.4 1.504 1.684 1.538
159 318 1.794 1.656 1.552 1.637 1.599 1.684
160 320 1.864 1.715 1.607 1.663 1.618 1.77
161 322 1.828 1.658 1.588 1.633 1.588 1.739
162 324 1.757 1.571 1.516 1.565 1.486 1.665
163 326 1.743 1.665 1.606 1.728 1.65 1.748
164 328 1.875 1.738 1.671 1.758 1.677 1.844
165 330 1.86 1.741 1.696 1.877 1.745 1.871
166 332 1.926 1.807 1.736 1.892 1.791 1.935
167 334 1.933 1.823 1.744 1.875 1.778 1.951
168 336 1.919 1.805 1.735 1.841 1.755 1.944
169 338 1.819 1.758 1.671 1.84 1.742 1.893
170 340 1.835 1.737 1.667 1.812 1.696 1.899
171 342 1.861 1.798 1.723 1.928 1.82 1.99
172 344 1.875 1.815 1.72 1.956 1.844 1.963
173 346 2.005 1.977 1.866 2.068 1.983 2.117
174 348 2.026 1.961 1.86 2.019 1.937 2.097
175 350 1.939 1.832 1.736 1.916 1.803 1.989
176 352 1.839 1.817 1.699 1.928 1.907 1.995
177 354 1.904 1.875 1.758 1.966 1.897 2.075
178 356 1.906 1.876 1.764 1.957 1.88 2.015
179 358 2.024 2.004 1.881 2.095 2.012 2.101
180 360 2.112 2.077 1.979 2.161 2.066 2.171
181 362 2.133 2.087 1.975 2.146 2.08 2.183
182 364 2.094 2.091 1.964 2.17 2.13 2.182
183 366 2.172 2.166 2.048 2.24 2.189 2.272
184 368 2.139 2.064 1.951 2.139 2.137 2.225
185 370 2.076 2.098 1.984 2.19 2.157 2.255
186 372 2.148 2.155 2.036 2.217 2.197 2.264
187 374 2.151 2.159 2.052 2.236 2.201 2.271
188 376 2.16 2.129 2.052 2.163 2.179 2.224
189 378 2.083 2.101 1.993 2.156 2.161 2.226
190 380 2.025 2.059 1.956 2.154 2.22 2.227
191 382 2.067 2.087 1.992 2.177 2.252 2.24
192 384 2.051 2.089 2.009 2.206 2.195 2.221
193 386 2.193 2.135 2.107 2.218 2.2 2.293
194 388 2.214 2.131 2.095 2.232 2.223 2.267
195 390 2.038 2.081 2.031 2.21 2.217 2.232
196 392 1.976 2.009 1.969 2.083 2.115 2.181
197 394 1.855 1.808 1.816 1.857 1.855 1.987
198 396 1.725 1.538 1.489 1.444 1.362 1.524
199 398 1.779 1.541 1.42 1.42 1.298 1.177
200 400 1.716 1.527 1.416 1.419 1.291 1.085
표 3 내지 표 10, 도 7 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따르면 하중재하 반복실험에 의한 시편의 깊이는 -8.9mm 이상 ~ 8.0mm이하로 소성변화가 심한 것을 확인하였다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 하중재하 반복실험에 의한 시편의 깊이는 -1.9mm이상 ~ 2.5mm이하로 소성변화가 미세한 것을 확인하였다.
이와 같이 본 발명에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 교면 또는 도로 포장의 신설 또는 유지보수시 포장체 중간층에 설치함으로써 소성변화 및 반사균열 억제등에서 개선된 효과가 있음을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기제된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
10: 비등방 격자형 섬유 매트 보강재 21: 무기 분말 결합재
11: 아스팔트 유제에 함침된 보강섬유층 31: 구 포장층
11a: 다수개의 개별가닥으로 구성된 경사 32: 택코팅층
11b: 다수개의 개별가닥으로 구성된 위사 33: 비등방 격자형 섬유 매트
12: 무기계 분말 결합재가 도포된 방수 필름 34: 신설 포장체
b: 겹이음부

Claims (6)

  1. 비등방 격자형 섬유 매트 보강재에 있어서
    격자 모양으로 직조된 섬유로서 보강섬유층과;
    직조된 상기 보강섬유층을 아스팔트 유제에 함침한 코팅층과;
    코팅된 상기 보강섬유층 하부에 방수 필름을 부착한 방수 필름층과;
    필름된 상기 보강섬유층 상하부에 수용성 고분자 수지를 살포한 수지 필름층; 및
    상기 수지 필름층이 형성된 상기 보강섬유층 상하부에 무기계 분말 결합재를 도포하는 도포층을 포함하는 비등방 격자형 섬유 매트 보강재
  2. 제1항에 있어서,
    보강섬유층으로서 상기 섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 폴리에스테르섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 방수 필름은 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비등방 격자형 섬유 매트 보강재.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수용성 고분자 수지는,
    전체 wt%에 대하여 경화반응을 위하여 지방산 10 ~ 25wt%, 무기질과 유기질을 결합시키기 위하여 유화된 아크릴 수지를 매트릭스로 비닐 실란 트리올 커플링제 0.2 ~ 0.5wt%를 포함하며,
    상기 수용성 고분자 수지는 상기 무기계 분말 결합재 전체 wt%에 대하여 2 ~ 5wt%를 살포하는 것을 특징으로 하는 비등방 격자형 섬유 매트 보강재.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 무기계 분말 결합재는,
    전체 중량에 대하여 고로슬래그, 탄산 칼슘 및 수산화칼슘을 4:3:3 중량비로 혼합한 것을 특징으로 하는 비등방 격자형 섬유 매트 보강재.
  5. 아스팔트 콘크리트 포장체에 있어서,
    제1항 내지 제4항 중에서 선택된 어느 하나의 항에 따른 비등방 격자형 섬유 매트 보강재를 아스팔트 포장체의 중간층에 적용하는 경우에는,
    상기 방수 필름층의 두께는 0.035 ~ 0.055mm(35~55μm)이고,
    상기 보강섬유층 겹이음부 직조 폭은 1 ~ 2 cm이고,
    상기 보강섬유층 겹이음부 이외의 부분의 직조 폭은 3 ~ 4cm를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 콘크리트 포장체.
  6. 시멘트 콘크리트 포장체에 있어서,
    제1항 내지 제4항 중에서 선택된 어느 하나의 항에 따른 비등방 격자형 섬유 보강재를 시멘트 콘크리트 포장체 중간층에 적용하는 경우에는,
    상기 방수 필름층의 두께는 0.075 ~ 0.1mm(75~100μm)이고,
    상기 보강섬유층 겹이음부의 직조 폭은 1 ~ 2cm이고,
    상기 보강섬유층 겹이음부의 이외의 직조 폭은 3 ~ 4cm를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 포장체.

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