KR102531509B1 - 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템 - Google Patents

배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템 Download PDF

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주영서
김혜숙
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광덕아스콘 주식회사
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Abstract

본 발명은 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템에 관한 것으로서, 소정의 필드 영역을 지정하고, 소정의 필드 영역 내 입자의 형상을 선별적으로 제공하여 공극률을 선택적으로 조절하는 드레인 레이어 유닛; 드레인 레이어 유닛의 하층에 배치되어, 골재와 아스팔트 바인더를 상호 혼합하여 불투수성을 제공하는 믹싱 레이어 유닛; 믹싱 레이어 유닛의 하부에 배치되어, 드레인 레이어 유닛의 상면에 인가되는 하중을 지지하는 기저층을 형성하는 서포팅 레이어 유닛; 및 믹싱 레이어 유닛의 길이 방향을 따라서 미리 설정된 간격마다, 믹싱 레이어 유닛의 폭방향으로 드레인 레이어 유닛을 함입 형성되도록 하여, 믹싱 레이어 유닛을 선택적으로 분리하는 스플리트 레이어 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템{System for stacking aggregate equipped with low noise having layer of drainage}
본 발명은 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 입자의 형상을 선별적으로 제공하여 공극률을 임의 설정하고, 비배수성 레이어와 배수성 레이어를 선택적으로 분리시키는 접속 구간을 형성하여 이를 통하여 집수되는 유입수을 임시 수용하고, 원활한 배수가 이루어지도록 하는 시스템에 관한 기술분야이다.
도로망의 확충과 자동차의 보급 확대는 이동의 편리성을 증대시키고 경제 활동의 활성화에 큰 도움이 되었다. 그러나 이로 인한 교통 소음의 소음 공해 문제를 발생시켜 생활환경을 악화시키고 건강을 해치는 문제점들이 발생하였다.
소음은 주관적인 판단에 따라 느끼는 정도가 다르지만 미국의 FHWA(Federal Highwaya Administration)에서는 67dB(A) 이상부터 소음으로 간주하며, 경제협력개발기구(OECD)에서는 55 dB(A) 이상부터 소음으로 간주하고 65 dB(A) 이상일 경우 듣기 힘든 소음으로 판단하고 있다.
국내에서는 환경정책기본법상 정부가 적정하게 유지하도록 정한 교통 소음기준은 낮에는 65 dB(A) 밤 55 dB(A)이다.
도로 교통 소음을 저감하기 위해서는 기존의 도로와 신설될 도로의 소음 발생 정도와 저감 대책을 위한 합리적인 방법이 반드시 필요하다.
소음 저감을 위해서 방음벽 설치, 방음터널, 환경 시설대, 도로 구조 분할화 등의 다양한 방법이 존재한다.
그러나, 위의 방식들 중 이미 도로 주변이 시가지 지역에서는 환경 시설대를 설치하거나 도로 구조를 분할하는 것은 용지 확보 등의 측면에서 어려움이 많고 또 방음벽은 연도와의 접근에 제한을 받지 않는 도시 내 일반 도로에는 적용하기가 아주 어렵기 때문에 이러한 사업이 도로교통소음 문제를 해결하기에는 한계가 있다.
최근에는 노면 소음 저감을 위한 저소음 포장, 소음 저감 타이어, 노이즈 차단벽, 흡음 벽체 등의 기술적인 시도가 존재한다.
이와 관련된 선행 특허문헌의 예로서 “박층형 저소음 배수성 아스팔트의 포장공법 (등록번호 제10-1292065호, 이하 특허문헌1이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌1에 따른 발명의 경우, 박층형 저소음 배수성 아스팔트의 포장공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아스팔트 혼합물의 골재 입도와 공극률을 조정하여 공극 막힘 현상과 아스팔트 도로에서 발생되는 파열음과 마찰음의 발생을 방지하여 배수 및 소음 감소 효과가 우수한 저소음 배수성 아스팔트의 포장공법에 대한 것이다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “흡음형 기층용 콘크리트 블록과 아스팔트 표층을 조합한 차량주행소음 저감용 저소음 포장 시스템 (공개번호 제10-2013-0013214호, 이하 특허문헌2이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌2에 따른 발명의 경우, 흡음형 기층용 콘크리트 블록과 아스팔트 표층을 조합한 차량주행소음 저감용 저소음 포장 시스템에 관한 것으로서, 소음 감쇠홀을 가지는 흡음형 기층용 콘크리트 블록과 그 상층에 포설되는 아스콘의 복합 구조를 제공하는 것이다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “입자의 선별적 적층을 통한 흡음 레이어링 시스템 (등록번호 제10-2246443호, 이하 특허문헌3이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌3에 따른 발명의 경우, 소정의 구획 영역을 지정하고, 소정의 구획 영역 내 입자의 크기를 선별적으로 공급하여 소정의 구획 영역의 공극률을 선택적으로 조절하는 업소빙 레이어부; 업소빙 레이어부의 하층에 배치되어, 골재와 아스팔트 바인더를 상호 혼합하여 형성하는 레벨링 레이어부; 및 레벨링 레이어부의 하부에 배치되어, 레벨링 레이어부와 업소빙 레이어부에 인가되는 하중을 지탱하는 기저층을 형성하는 베이스 레이어부를 포함하는 것을 개시한다.
또 다른 특허문헌의 예로서 “소음저감형 배수성 아스팔트 개질제 조성물 (등록번호 제10-1569361호, 이하 특허문헌4이라 한다.)”이 존재한다.
특허문헌4에 따른 발명의 경우, 우천시 노면의 물이 빨리 배수될 수 있도록 공극률이 약 20∼27％ 정도인 포장용 배수성 아스팔트 제조시 내열성 섬유질 무기물과/또는 내열성 무기질 분체와 탄산염 화합물 및 무기질 인산염 화합물를 사용하여 아스팔트 콘크리트의 물리적 특성을 향상시킴으로서, 배수성과 소음저감 특성을 구현할 수 있는 소음 저감형 배수성 아스팔트 개질제에 관한 것이다.
기존의 선행문헌들은 대부분 개질 아스팔트와 관련된 기술 개발이 진행되어 왔으며, 개질제의 성분과 질량비에 따른 개질 아스팔트의 성능에 중점을 두고 있는 바, 아스팔트의 포장함에 있어서 적층 구조에 대한 기술적인 분석과 새로운 기술적 시도가 필요하다.
등록번호 제10-1292065호 공개번호 제10-2013-0013214호 등록번호 제10-2246443호 등록번호 제10-1569361호
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.
첫째, 배수성 저소음 아스팔트 적층 구조를 형성하여 인가되는 하중과 소음을 최소화하고자 한다.
둘째, 아스팔트 적층 구조의 내부로 유입되어 유동하는 유입수를 임시 수용할 수 있는 공간을 제공하고자 한다.
셋째, 비배수성과 배수성 구간을 구분하는 구조층을 설치하여 집수 연장이 긴 경우 배수 방향을 유도할 수 있도록 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템은 소정의 필드 영역을 지정하고, 상기 소정의 필드 영역 내 입자의 형상을 선별적으로 제공하여 상기 소정의 필드 영역의 공극률을 선택적으로 조절하는 드레인 레이어 유닛(drain layer unit); 상기 드레인 레이어 유닛의 하층에 배치되어, 골재와 아스팔트 바인더를 상호 혼합하여 불투수성을 제공하는 믹싱 레이어 유닛(mixing layer unit); 상기 믹싱 레이어 유닛의 하부에 배치되어, 상기 드레인 레이어 유닛의 상면에 인가되는 하중을 지지하는 기저층을 형성하는 서포팅 레이어 유닛(supporting layer unit); 및 상기 믹싱 레이어 유닛의 길이 방향을 따라서 미리 설정된 간격마다, 상기 믹싱 레이어 유닛의 폭방향으로 상기 드레인 레이어 유닛을 함입 형성되도록 하여, 상기 믹싱 레이어 유닛을 선택적으로 분리하는 스플리트 레이어 유닛(split layer unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 상기 스플리트 레이어 유닛은,
상기 믹싱 레이어 유닛의 상기 미리 설정된 간격마다 상호 병렬적으로 배치되어, 상기 드레인 레이어 유닛의 상부에 인가되는 상기 하중을 선택적으로 분산시키며,
상기 드레인 레이어 유닛의 하부로부터 수평적으로 유동되어 집수되는 유입수를 임시 수용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 상기 스플리트 레이어 유닛은, 상기 믹싱 레이어 유닛의 상기 미리 설정된 간격마다 상호 병렬적으로 배치되어, 상기 드레인 레이어 유닛의 내부에 인가되는 음파 에너지를 선택적으로 트랩(trap)시켜 상쇄시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 상기 드레인 레이어 유닛은, 상기 입자를 형성하여 상기 드레인 레이어 유닛을 구성하는 복수 개의 포메이션부; 및 상기 복수 개의 포메이션부 각각의 간극에 침투하여 상기 입자의 전면(全面)을 커버하여 상기 복수 개의 포메이션부 각각을 상호 접착하는 바인딩부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 상기 드레인 레이어 유닛은, 상기 소정의 필드 영역을 미리 설정된 가상의 경계라인으로 구획되는 복수 개의 버추얼 큐빅 셀을 선택적으로 설정하며, 상기 복수 개의 버추얼 큐빅 셀의 중심부에 각각 배치되어, 상기 드레인 레이어 유닛 내부로 침투하는 상기 음파 에너지와 자중 유입되는 상기 유입수를 임시 트랩하여 수용하는 업소빙 포메이션부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 상기 업소빙 포메이션부는, 상기 업소빙 포메이션부의 외주면으로부터 외향 돌출 형성되어, 소정의 텍스쳐링 쉐입을 형성하는 복수 개의 업소빙 로드부; 및 상기 업소빙 포메이션부의 몸체를 관통하는 홀을 형성하여, 상기 유입수가 유입되도록 하는 복수 개의 패싱홀부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 상기 업소빙 포메이션부는, 상기 드레인 레이어 유닛으로 유입되는 상기 유입수는 상기 복수 개의 패싱홀부를 통해 상기 업소빙 포메이션부 내부로 유입되며, 상기 유입수는 상기 업소빙 포메이션부의 내부에 일시적으로 수렴되어 수용되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 상기 복수 개의 업소빙 로드부는, 상기 드레인 레이어 유닛의 상부로부터 인가되는 음파 에너지가 상기 복수 개의 업소빙 로드부로부터 선택적으로 난반사 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 소정의 필드 영역에 입자를 선별적으로 제공하여 공극률을 효율적으로 설정함으로써 배수성 저소음 아스팔트 적층 구조를 형성할 수 있게 된다.
둘째, 공극률을 효율적으로 설정하여 인가되는 하중과 음파 에너지를 분산시키고 상쇄시켜 흡음 효과를 극대화할 수 있게 된다.
셋째, 비배수성 레이어 유닛과 드레인 레이어 유닛 사이에 스플리트 레이어 유닛을 배치하여 비배수성 구간과 배수성 구간을 분리하고 배수 방향을 유도할 수 있도록 한다.
넷째, 스플리트 레이어 유닛을 통해 드레인 레이어 유닛의 하부로 유동되는 유입수를 임시 수용할 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 적층 스트럭쳐를 도시한 측단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 비배수성 레이어 유닛과 드레인 레이어 유닛 사이에 스플리트 레이어 유닛이 배치된 것을 도시한 측단면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛과 믹싱 레이어 유닛을 도시한 측단면도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 외부로부터 인가되는 하중이 스플리트 레이어 유닛을 통해 분산되는 것을 도시한 측단면도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛을 확대한 부분 확대도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템에 침투된 음파 에너지가 갇히는 것을 도시한 부분 확대도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 포메이션부의 스펙을 도시하기 위한 개념도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛에 개념적으로 형성된 버추얼 큐빅 셀과 이에 적용된 업소빙 포메이션부를 도시한 개념도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛에 버추얼 큐빅 셀이 적용된 후 공극이 조절되는 것을 도시한 개념도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 업소빙 로드부와 패싱홀부의 부분 확대도이다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 적층 스트럭쳐를 도시한 측단면도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 비배수성 레이어 유닛과 드레인 레이어 유닛 사이에 스플리트 레이어 유닛이 배치된 것을 도시한 측단면도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛과 믹싱 레이어 유닛을 도시한 측단면도이다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 외부로부터 인가되는 하중이 스플리트 레이어 유닛을 통해 분산되는 것을 도시한 측단면도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛을 확대한 부분 확대도이다. 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템에 침투된 음파 에너지가 갇히는 것을 도시한 부분 확대도이다. 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 포메이션부의 스펙을 도시하기 위한 개념도이다. 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛에 개념적으로 형성된 버추얼 큐빅 셀과 이에 적용된 업소빙 포메이션부를 도시한 개념도이다. 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 레이어 유닛에 버추얼 큐빅 셀이 적용된 후 공극이 조절되는 것을 도시한 개념도이다. 도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 업소빙 로드부와 패싱홀부의 부분 확대도이다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 경우, 도1에 도시된 바와 같이, 드레인 레이어 유닛(drain layer unit, 100), 믹싱 레이어 유닛(mixing layer unit, 200), 서포팅 레이어 유닛(supporting layer unit, 300), 스플리트 레이어 유닛(split layer unit, 400)을 포함하게 된다.
먼저, 드레인 레이어 유닛(100)의 경우, 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 소정의 필드 영역을 지정하고 소정의 필드 영역 내 입자의 형상을 선별적으로 제공하여 소정의 필드 영역의 공극률을 선택적으로 조절하는 구성이다.
드레인 레이어 유닛(100)은 적층 스트럭쳐의 최상위층에 배치되며, 하나 또는 그 이상의 소정의 필드 영역이 선택적으로 설정될 수 있게 된다. 이러한 소정의 필드 영역은 각각의 공극률이 개별적으로 설정될 수 있으며, 하나의 필드 영역 또한 그 내부에서의 입자의 선별적 선택을 통해 공극률을 조절할 수 있도록 한다.
드레인 레이어 유닛(100)은 도3에 도시된 바와 같이, 입자들이 각각 존재하며 이러한 입자들은 포메이션부(110)로 정의할 수 있다. 하나의 포메이션부(110)는 최대 크기 5mm 내지 19mm가 적용되는 것이 바람직하다.
이때, 드레인 레이어 유닛(100)은 공극률을 23% 내지 27%로 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 드레인 레이어 유닛(100)의 경우, 아래의 표와 같은 실시예를 만족하는 것이 바람직하다.
Figure 112022054272794-pat00001
믹싱 레이어 유닛(200)의 경우, 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 드레인 레이어 유닛(100)의 하층에 배치되어 골재와 아스팔트 바인더를 상호 혼합하여 불투수성을 제공하는 구성이다.
믹싱 레이어 유닛(200)은 골재와 모래와 이들을 접합할 수 있는 아스팔트 바인더 등으로 구성될 수 있다.
믹싱 레이어 유닛(200)은 드레인 레이어 유닛(100)만으로는 전체 층을 형성하기 부족하고, 적층 구조의 높낮이를 선택적으로 조절하기 위하여 레벨을 맞추기 위한 층에 해당된다.
믹싱 레이어 유닛(200)은 드레인 레이어 유닛(100)과 서포팅 레이어 유닛(300)의 중간에 배치되어 불투수성의 성질을 갖게 된다.
믹싱 레이어 유닛(200)을 구성하는 혼합물의 종류는 아래의 표에서 정리된 바와 같이 형성되는 것이 바람직하다.
Figure 112022054272794-pat00002
아울러, 드레인 레이어 유닛(100)과 믹싱 레이어 유닛(200)의 사이에는 택코팅이 적용되어 층간의 부착을 향상시킬 수 있는 것이 바람직하다.
서포팅 레이어 유닛(300)의 경우, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 믹싱 레이어 유닛(200)의 하부에 배치되어, 드레인 레이어 유닛(100)의 상면에 인가되는 하중을 지지하는 기저층을 형성하는 구성이다.
서포팅 레이어 유닛(300)은 기저층을 형성하여, 믹싱 레이어 유닛(200)과 드레인 레이어 유닛(100)의 포장 안정성을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 서포팅 레이어 유닛(300)의 경우, 외부로부터 인가되는 하중을 지탱하고 하중에 대한 압력을 하부에 전달하여, 도로의 교통량에 따라서 발생하는 하중과 압력으로부터 드레인 레이어 유닛(100)과 믹싱 레이어 유닛(200)이 평탄함을 유지하도록 할 수 있다.
스플리트 레이어 유닛(400)의 경우, 믹싱 레이어 유닛(200)의 길이 방향을 따라서 미리 설정된 간격 마다 믹싱 레이어 유닛(200)의 폭방향으로 드레인 레이어 유닛(100)이 함입되도록 형성되는 구성이다.
스플리트 레이어 유닛(400)은 믹싱 레이어 유닛(200)의 미리 설정된 간격마다 상호 병렬적으로 배치되어, 믹싱 레이어 유닛(200)을 선택적으로 분리할 수 있도록 한다.
예컨대, 믹싱 레이어 유닛(200)의 길이 또는 집수 연장의 길이가 긴 경우에 400m 간격으로 스플리트 레이어 유닛(400)을 설치하여 횡방향으로 배수를 유도하는 것이 바람직하다.
스플리트 레이어 유닛(400)은 드레인 레이어 유닛(100)의 하부로부터 수평적으로 유동되어 집수되는 유입수를 임시 수용할 수 있게 된다.
즉, 스플리트 레이어 유닛(400)은 배수 기능층으로서의 역할을 수행하게 된다.
또한, 스플리트 레이어 유닛(400)은 도4에 도시된 바와 같이, 드레인 레이어 유닛(100)의 상부에 인가되는 하중을 선택적으로 분산시키는 역할을 수행한다.
뿐만 아니라, 스플리트 레이어 유닛(400)은 드레인 레이어 유닛(100)의 내부로 인가되는 음파 에너지를 선택적으로 트랩시켜 상쇄시키도록 한다. 예컨대, 인입되는 음파 에너지는 스플리트 레이어 유닛(400)에 갇혀 빠져나가지 못하게 되면서, 상쇄될 수 있게 되는 것이다.
아울러, 스플리트 레이어 유닛(400)은 도2에 도시된 바와 같이, 비배수성 레이어 유닛(500)과 드레인 레이어 유닛(100)의 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
이때, 비배수성 레이어 유닛(500)과 스플리트 레이어 유닛(400)과 대면하는 곳이 방수 시트가 설치되는 것이 바람직하다.
스플리트 레이어 유닛(400)은 비배수성 레이어 유닛(500)과 드레인 레이어 유닛(100)의 접속구간에 배치되어, 드레인 레이어 유닛(100)에서 유동하는 유입수를 원활하게 배수하기 위해 설치되는 것이다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 드레인 유닛의 경우, 도5에 도시된 바와 같이, 포메이션부(110), 바인딩부(120), 및 업소빙 포메이션부(130)를 포함하게 된다.
복수 개의 포메이션부(110)의 경우, 입자를 형성하여 드레인 레이어 유닛(100)을 구성이다.
포메이션부(110)는 역시 골재 등으로 형성될 수 있으며, 포메이션부(110)는 개별적으로 그 입자의 크기가 선별적으로 제공되어 상호 적재된 상태로 형성될 수 있다.
복수 개의 포메이션부(110) 각각의 입자들의 크기에 따라서 상호 적재된 상태에서의 공극률이 결정될 수 있다.
즉, 복수 개의 포메이션부(110)의 크기에 따라서 공극률의 선택적 조절이 가능하게 된다.
아울러, 복수 개의 포메이션부(110)는 인장강도비(TSR)은 0.85이상이 되도록 조절하며, 실내투수 계수는 0.05cm/sec 이상이 되도록 조절할 수 있다
바인딩부(120)의 경우, 도5에 도시된 바와 같이, 포메이션부(110)를 형성하는 입자 표면을 포장하여 접착되는 구성이다.
바인딩부(120)는 복수 개의 포메이션부(110) 각각의 간극에 침투하여 입자의 전면(全面) 또는 일면을 선택적으로 커버하여 복수 개의 포메이션부(110) 각각을 상호 접착 시키는 구성이다.
이를 통해 바인딩부(120)는 복수 개의 포메이션부(110)가 적재된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
바인딩부(120)는 접착성 성분을 포함하는 것이 바람직한데, 바인딩부(120)는 아스팔트 포장용 채움재와 첨가제 등을 함께 가열하거나 상온으로 혼합하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 드레인 레이어 유닛(100)의 경우, 도6에 도시된 바와 같이, 다양한 노이즈 즉 음파 에너지가 인가될 수 있다.
복수 개의 포메이션부(110) 상호 간에 이격된 공간을 형성하는 에어갭(air gap, S)이 존재하고, 에어갭(S)으로 드레인 레이어 유닛(100)의 상면으로 인가되는 음파 에너지가 침투될 수도 있다.
도6에 도시된 바와 같이, 에어갭(S)으로 침투한 음파 에너지는 복수 개의 포메이션부(110) 사이에서 트랩되며, 이렇게 붙잡혀 갇힌 음파에너지는 포메이션부(110) 표면에서 난반사를 거듭하면서 에너지가 상쇄된다. 이를 통해 드레인 레이어 유닛(100)에 인가되는 음파 에너지가 흡음될 수 있게 된다.
아울러, 복수 개의 포메이션부(110) 각각은 그 크기와 형상이 다양하게 혼합될 수 있는데 도7에 도시된 바와 같이, 복수 개의 포메이션부(110) 각각에 있어서 임의의 일단과 임의의 타단의 길이 중 가장 긴 길이를 형성하는 장경(L)과 가장 짧은 길이를 형성하는 단경(l)의 비율(L/l)이 3 이상이 되는 포메이션부(110)의 비율이 전체 복수 개의 포메이션부(110)의 비율 대비 10%를 넘지 않도록 설정되는 것이 바람직하다.
즉, 전체 복수 개의 포메이션부(110)의 편장석 비중을 10%이하로 맞추며, 편장석이 타 포메이션부(110) 사이로 편입, 이동, 이탈, 침투, 분리되는 현상을 최소화시키는 것이 바람직하다.
또한, 복수 개의 포메이션부(110)의 상면은 평평하게 되도록 다져지며, 이들 복수 개의 포메이션부(110) 사이이 에어갭(S)은 선택적으로 조절될 수 있음은 물론이다.
도8에 도시된 바와 같이, 드레인 레이어 유닛(100)은, 소정의 필드 영역을 미리 설정된 가상의 경계 라인으로 구획되는 복수 개의 버추얼 큐빅 셀(virtual cubic cell)을 선택적으로 설정할 수 있게 된다.
여기서 말하는 버추얼 큐빅 셀은 육안으로는 관찰되지 않으나, 드레인 레이어 유닛(100)을 형성하는 공간을 정육면체 등의 단위 부피의 공간으로 구획하는 개념적인 가상의 공간으로 정의할 수 있다.
버추얼 큐빅 셀의 경우, 드레인 레이어 유닛(100)의 전반에 걸쳐서 수평적 나열되고 수직적으로 적층될 수 있음은 물론이다.
또한, 버추얼 큐빅 셀의 경우, 복수 개의 포메이션부(110)로 이루어진 드레인 레이어 유닛(100)의 내부를 개념적으로 구획한 것인 바, 버추얼 큐빅 셀은 포메이션부(110)로 채워져 있으며, 가상의 경계 라인은 버추얼 큐빅 셀의 개념적인 경계라인으로, 포메이션부(110)가 개념적으로 통과되거나 복수 개의 포메이션부(110) 사이를 경계 지을 수 있는 것이다.
업소빙 포메이션부(130)의 경우, 도8에 도시된 바와 같이, 복수 개의 버추얼 큐빅 셀의 중심부에 각각 배치되어, 드레인 레이어 유닛(100) 내부로 침투하는 음파 에너지와 자중 유입되는 유입수를 임시 트랩하여 수용할 수 있도록 하는 구성이다.
즉, 업소빙 포메이션부(130)는 개념적으로 구획된 버추얼 큐빅 셀의 중앙에 배치되어, 버추얼 큐빅 셀 내에 존재하는 복수 개의 포메이션부(110)의 상호간의 흡착력을 중재하는 것이 바람직하다.
또한, 업소빙 포메이션부(130)는 버추얼 큐빅 셀 내에 존재하는 복수 개의 포메이션부(110)와 바인딩부(120)의 조합과 함께 고정 부착될 수 있게 된다.
본 발명에 따른 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템의 업소빙 포메이션부(130)의 경우, 업소빙 로드부(131) 및 패싱홀부(132)를 포함하게 된다.
업소빙 로드부(131)의 경우, 도10에 도시된 바와 같이, 업소빙 포메이션부(130)의 외주면으로부터 외향 돌출 형성되어 소정의 텍스쳐링 쉐입(texturing shape)을 형성하는 복수 개의 구성이다.
업소빙 로드부(131)는 폴리머 재질로 물을 흡수할 수 있는 모 재질인 것이 바람직하며, 업소빙 로드부(131)는 유입수를 선택적으로 흡수하여 일시적으로 함유할 수 있도록 한다.
또한, 업소빙 로드부(131)는 소정의 텍스쳐링 쉐입을 통해서 러프한 표면을 형성하여 음파 에너지를 난반사 되도록 하며 이를 통해 음파 에너지를 상쇄시킬 수 있게 된다.
아울러, 업소빙 로드부(131)는 업소빙 포메이션부(130)의 외주면으로부터 돌출 형성되어, 버추얼 큐빅 셀 상에서의 에어갭(S)을 추가적으로 생성하여 공극률을 조절할 수 있도록 한다.
패싱홀부(132)의 경우, 도10에 도시된 바와 같이, 업소빙 포메이션부(130)의 몸체를 관통하는 홀을 형성하여, 유입수가 유입되도록 하는 복수 개의 구성이다.
패싱홀부(132)을 통해 업소빙 포메이션부(130)의 내부로 유입수가 유입되며, 유입수는 업소빙 포메이션부(130)의 내부에 일시적으로 수렴되어 수용될 수 있다.
또한, 업소빙 포메이션부(130)의 외주면에 형성된 복수 개의 업소빙 로드부(131)와 복수 개의 패싱홀부(132)는 상호 병렬적으로 배치되는 것이 바람직하다.
도9에 도시된 바와 같이, 업소빙 포메이션부(130)에 존재하는 복수 개의 패싱홀부(132)를 통해, 버추얼 큐빅 셀 각각은 내부 공간으로 압축 강도에 따른 힘이 수렴되도록 한다.
드레인 레이어 유닛(100)의 표층은 육안으로는 견고하며 복수 개의 포메이션부(110)는 고정 배치된 것처럼 보이지만, 드레인 레이어 유닛(100)의 상면 위로 이동하는 차량과 차량의 중량에 따른 압력에 반응하여 미세한 스폰지와 같이 수축 및 팽창이 이루어질 수도 있다. 또한, 포메이션부(110)와 바인딩부(120)의 접합력에 따라서 오목하게 들어가거나 도로 측면으로 밀려나는 부적절한 현상까지 발생하곤 하는데, 업소빙 포메이션부(130)는, 이들 수축의 완충지와 같은 역할을 수행하게 된다.
뿐만 아니라, 업소빙 포메이션부(130)에 구비된 복수 개의 패싱홀부(132)를 통해 침투 및 유입되는 유입수를 일시적으로 수렴시키고 수용되도록 하는 기능을 수행하게 된다. 물론 여기에 일시적으로 수렴되고 수용된 유입수는 자중에 의하여 하향 흘러내려 상술한 바와 같이 불투수층의 믹싱 레이어 유닛(200)의 상면으로 수평적으로 흘러 토출 된다. 하향 토출되는 유입수는 유수 자체가 가지는 표면 장력으로 인하여, 업소빙 포메이션부(130)의 상부에 존재하는 또 다른 유입수를 빨아들이는 기능을 수행하여, 배수의 흐름을 촉진시키게 된다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
S: 에어 갭
100: 드레인 레이어 유닛
110: 포메이션부
120: 바인딩부
130: 업소빙 포메이션부
131: 업소빙 로드부
132: 패싱홀부
200: 믹싱 레이어 유닛
300: 서포팅 레이어 유닛
400: 스플리트 레이어 유닛
500: 비배수성 레이어 유닛

Claims (5)

  1. 소정의 필드 영역을 지정하고, 상기 소정의 필드 영역 내 입자의 형상을 선별적으로 제공하여 상기 소정의 필드 영역의 공극률을 조절하는 드레인 레이어 유닛(drain layer unit);
    상기 드레인 레이어 유닛의 하층에 배치되어, 골재와 아스팔트 바인더를 상호 혼합하여 불투수성을 제공하는 믹싱 레이어 유닛(mixing layer unit);
    상기 믹싱 레이어 유닛의 하부에 배치되어, 상기 드레인 레이어 유닛의 상면에 인가되는 하중을 지지하는 기저층을 형성하는 서포팅 레이어 유닛(supporting layer unit); 및
    상기 믹싱 레이어 유닛의 길이 방향을 따라서 미리 설정된 간격마다, 상기 믹싱 레이어 유닛의 폭방향으로 상기 드레인 레이어 유닛을 함입 형성되도록 하여, 상기 믹싱 레이어 유닛을 분리하는 스플리트 레이어 유닛(split layer unit)을 포함하되,
    상기 스플리트 레이어 유닛은,
    상기 믹싱 레이어 유닛의 상기 미리 설정된 간격마다 상호 병렬적으로 배치되어,
    상기 드레인 레이어 유닛의 상부에 인가되는 상기 하중을 분산시키며,
    상기 드레인 레이어 유닛의 하부로부터 수평적으로 유동되어 집수되는 유입수를 임시 수용하며,
    상기 드레인 레이어 유닛은,
    상기 입자를 형성하여 상기 드레인 레이어 유닛을 구성하는 복수 개의 포메이션부;
    상기 복수 개의 포메이션부 각각의 간극에 침투하여 상기 입자의 전면(全面)을 커버하여 상기 복수 개의 포메이션부 각각을 상호 접착하는 바인딩부; 및
    상기 소정의 필드 영역을 미리 설정된 가상의 경계라인으로 구획되는 복수 개의 버추얼 큐빅 셀을 설정하며,
    상기 복수 개의 버추얼 큐빅 셀의 중심부에 각각 배치되어, 상기 드레인 레이어 유닛 내부로 침투하는 음파 에너지와 자중 유입되는 상기 유입수를 임시 트랩하여 수용하는 업소빙 포메이션(absorbing formation)부를 포함하며,
    상기 업소빙 포메이션부는,
    상기 업소빙 포메이션부의 외주면으로부터 외향 돌출 형성되어 소정의 텍스쳐링 쉐입을 형성하여, 상기 유입수를 흡수하여 일시 함유하는 복수 개의 업소빙 로드부; 및
    상기 업소빙 포메이션부의 몸체를 관통하는 홀을 형성하여 상기 유입수가 유입되도록 하는 복수 개의 패싱홀부를 포함하며,
    상기 버추얼 큐빅 셀 각각은 내부 공간으로 압축 강도에 따른 힘이 수렴되도록 하며,
    상기 복수 개의 패싱홀부에 일시 수용되는 상기 유입수는 자중에 의하여 하향 토출되며, 하향 토출되는 상기 유입수가 가지는 표면장력에 의하여 타 유입수를 빨아들여 배수의 흐름을 촉진시키는 것을 특징으로 하는, 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 스플리트 레이어 유닛은,
    상기 믹싱 레이어 유닛의 상기 미리 설정된 간격마다 상호 병렬적으로 배치되어,
    상기 드레인 레이어 유닛의 내부에 인가되는 음파 에너지를 트랩(trap)시켜 상쇄시키는 것을 특징으로 하는, 배수성 기능 레이어를 구비한 저소음 아스팔트 적층 스트럭쳐 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
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