KR102627635B1 - 수평배수재 및 이를 포함하는 연약지반 배수시스템 - Google Patents

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Abstract

기계적 물성이 우수하고 압력을 고르게 분산시키며 친환경적인 수평배수재가 제공된다. 본 발명의 일 실시예는, 내부에 배수채널이 형성된 코어부; 및 상기 코어부를 감싸는 단섬유 부직포; 를 포함하고, 상기 단섬유 부직포는 제1 부직포, 상기 제1 부직포 상에 배치된 제2 부직포 및 상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포 사이에 배치된 매트층을 포함하고, 상기 매트층은, 종방향을 따라 나란히 연장되는 복수의 경사 및 상기 복수의 경사 상에 횡방향을 따라 지그재그로 연장되는 위사가 서로 결합된 것인, 수평배수재를 제공한다.

Description

수평배수재 및 이를 포함하는 연약지반 배수시스템{HORIZONTAL DRAIN BOARD AND SOFT GROUND DRAINAGE SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 수평배수재에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수평배수재 및 이를 포함하는 연약지반 배수시스템에 관한 것이다.
일반적으로 연약지반은 상부구조물을 지지할 수 없는 상태의 지반을 의미하며, 구체적으로 정규압밀의 점토층, 유기질의 토층, 느슨한 실트층, 느슨한 모래층 또는 느슨한 매립층 등을 의미한다. 우리나라의 경우 인천과 군산의 서해안 지역 및 김해와 부산의 낙동강 하구지역에 이러한 연약지반이 넓게 분포하고 있다. 연약지반은 그 상부에 구조물을 축조할 경우 기초의 지지력이 부족하거나, 원호활동이 발생하는 등 지반의 전단저항력이 충분하지 못하여 안전과 관련된 문제가 발생할 수 있다. 또한, 연약지반의 압밀침하, 연약지반에 시공된 말뚝에 작용하는 부마찰력등 흙의 압축성으로 인한 침하 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 건설 및 토목 시공 현장에서, 연약지반의 상부에 구조물을 축조하기 위해서는 연약지반의 기초를 튼튼히 하기 위해 개량 또는 강화가 일반적으로 요구되고 있다.
이러한 연약지반의 공사단계에서는 다양한 방법으로 과잉 간극수를 배출하도록 할 수 있는데, 최근에는 연약지반을 개량하기 위한 공법 중 하나인 PBD(Plastic board drain) 공법이 널리 보급되고 있는 추세이다. 상기 PBD 공법은 연약지반의 토양에 포함되어 있는 과잉 간극수를 수직방향으로 배출시키는 다수의 수직배수재와, 상기 수직배수재를 통하여 배수된 과잉 간극수를 수평방향으로 배출시키는 수평배수재를 설치하여, 상기 연약지반에 포함되어 있는 과잉 간극수가 상기 수직배수재 및 수평배수재를 통해 지표면으로 상승되어 배출되는 공법을 의미한다. 한편, 상기 간극수는 지층을 구성하는 입자 사이의 틈(간극)을 채우고 있는 물을 의미한다.
본 발명의 목적은 수평배수재에 작용하는 성토층의 하중을 고르게 분산시켜 시공 과정에서 구조적 안정성을 유지할 수 있는 수평배수재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 재생 원료를 사용하여 환경오염을 최소화할 수 있는 수평배수재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간극수를 지표면으로 효과적으로 배출시킬 수 있는 연약지반 배수시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 내부에 배수채널이 형성된 코어부; 및 상기 코어부를 감싸는 단섬유 부직포; 를 포함하고, 상기 단섬유 부직포는 제1 부직포, 상기 제1 부직포 상에 배치된 제2 부직포 및 상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포 사이에 배치된 매트층; 을 포함하고, 상기 매트층은, 종방향을 따라 나란히 연장되는 복수의 경사 및 상기 복수의 경사 상에 횡방향을 따라 지그재그로 연장되는 위사가 서로 결합된 것인, 수평배수재를 제공한다. 구체적으로, 상기 제1 부직포, 제2 부직포 및 매트층은 일체화되어 단섬유 부직포를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코어부는, 서로 이격된 복수의 서브 코어; 및 상기 각각의 서브 코어를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 복수의 서브 코어는, 제1 방향으로 서로 이격된 제1 서브 코어 및 제2 서브 코어를 포함하고, 상기 연결부는 상기 제1 서브 코어에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제1 연결부; 및 상기 제1 연결부의 일 단에서 상기 제2 서브 코어까지 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 연장되는 제2 연결부를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 이루는 각도는 35°이상 90°미만일 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가 이루는 각도는 60 내지 100°일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 서브 코어 및 상기 제2 서브 코어 간에 상기 제1 방향으로 이격되는 거리는 3.0 내지 3.5mm일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 서브 코어는, 상기 제2 서브 코어와 상기 제1 방향으로 이격된 제3 서브 코어를 더 포함하고, 상기 연결부는, 상기 제2 서브 코어에서 상기 제3 방향으로 연장되는 제3 연결부 및 상기 제3 연결부의 일 단에서 상기 제3 서브 코어까지 상기 제2 방향으로 연장되는 제4 연결부를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제2 연결부와 상기 제2 서브 코어가 교차하는 부분과 상기 제3 연결부와 상기 제2 서브 코어가 교차하는 부분은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 코어부 및 상기 단섬유 부직포를 이루는 섬유 중 적어도 어느 하나는 재활용 고분자를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 연약지반의 간극수를 수직 방향으로 배수시키는 수직배수재; 및 상기 수직배수재와 연결된 상기 수평배수재; 를 포함하는, 연약지반 배수시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 장섬유 부직포와 동등한 수준의 기계적 물성이 구현될 수 있고, 이에 따라 수평배수재의 상부에 성토층이 포설되더라도 성토층의 무게를 잘 견딜 수 있고, 수평배수재의 하부에 배치된 지층에 압력을 작용하여 지층 내에 함유된 간극수를 지층의 표면으로 잘 배출시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 대규모 스케일에서만 생산되는 장섬유 부직포 없이 단섬유 부직포만으로 장섬유 부직포와 동등한 수준의 기계적 물성을 구현함으로써, 제조비용을 낮출 수 있고 제조공정을 단순화시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 재생 원료를 사용하여 환경오염을 최소화할 수 있는 수평배수재를 제공할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평배수재의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평배수재의 측면의 단면 형상이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평배수재의 측면의 단면 형상이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단섬유 부직포의 분해사시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트층의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 배수시스템을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명의 일 실시예는, 내부에 배수채널이 형성된 코어부; 및 상기 코어부를 감싸는 단섬유 부직포; 를 포함하고, 상기 단섬유 부직포는 제1 부직포, 상기 제1 부직포 상에 배치된 제2 부직포 및 상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포 사이에 배치된 매트층을 포함하고, 상기 매트층은, 종방향을 따라 나란히 연장되는 복수의 경사 및 상기 복수의 경사 상에 횡방향을 따라 지그재그로 연장되는 위사가 서로 결합된 것인, 수평배수재를 제공한다. 종래 매트층이 포함되지 않은 일반적인 단섬유 부직포로 코어부를 감쌀 경우 길이가 짧은 단섬유의 특성 상 강도가 세지 않아 성토층의 무게를 잘 견디기 어려운 문제점이 있어 시공 상 어려움이 발생하였다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 부직포 및 제2 부직포 사이에, 경사와 위사가 서로 결합된 그물 형태의 구조체를 형성함으로써, 장섬유 부직포와 동등한 수준의 기계적 물성이 구현될 수 있다. 경사와 위사가 서로 결합된 그물 형태의 구조체는 고강도 원사의 특성 상 제1 부직포 및 제2 부직포와 일체화되어 고강도 단섬유 부직포를 구현할 수 있다. 이에 따라 수평배수재의 상부에 성토층이 포설되더라도 성토층의 무게를 잘 견딜 수 있고, 수평배수재의 하부에 배치된 지층에 압력을 잘 작용하여 지층 내에 함유된 수분을 지층의 표면으로 끌어올릴 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 대규모 스케일에서 생산되는 장섬유 부직포 없이 단섬유 부직포만으로 장섬유 부직포와 동등한 수준의 기계적 물성을 구현함으로써, 제조비용을 낮출 수 있고 제조공정을 단순화시킬 수 있다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
1. 수평배수재
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평배수재의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 수평배수재(100)는 코어부(10) 및 단섬유 부직포(50)를 포함한다.
코어부(10)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평배수재의 측면의 단면 형상이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따른 코어부(10)는 수평배수재의 상부에 배치된 성토층의 압력을 견딜 수 있고, 코어부의 내부에 형성된 배수채널의 막힘이 발생하지 않도록 기여할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따른 코어부(10)는 내부에 물이 배출되는 배수채널을 정의할 수 있다.
본 발명에 따른 코어부(10)는 서로 이격된 복수의 서브 코어(11) 및 상기 각각의 서브 코어를 연결하는 연결부(13)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 복수의 서브 코어(11)는 각각의 서브 코어를 구분하는 격벽을 의미하며, 두께 방향으로 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 연결부(13)는 각각의 서브 코어를 구분하는 격벽들을 연결하는 부재일 수 있다. 즉, 코어부(10)의 내부에 형성된 배수채널(CH)은 상기 코어부(10)와 상기 연결부(13)가 정의하는 프로파일의 내부에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 서브 코어(11)는 제1 방향(D1)으로 서로 이격된 제1 서브 코어(11a) 및 제2 서브 코어(11b)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 서브 코어(11a)와 상기 제2 서브 코어(11b)는 서로 나란할 수 있고, 상기 제1 방향(D1)과 수직 방향으로 길게 연장될 수 있다.
본 발명에 따른 연결부(13)는 제1 연결부(13a) 및 제2 연결부(13b)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 연결부(13a)는 상기 제1 서브 코어(11a)에서 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있고, 상기 제2 연결부(13b)는 상기 제1 연결부(13a)의 일 단(One end)에서 상기 제2 서브 코어(11b)까지 상기 제2 방향(D2)과 교차하는 제3 방향(D3)으로 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 연결부(13a)는 상기 제1 서브 코어(11a)의 중앙부에서 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점까지 연장될 수 있다. 이 때, 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점은 코어부(10)와 단섬유 부직포(50)가 접하는 부분; 또는 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단과 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단의 가운데 부분일 수 있다.
또한, 상기 제2 연결부(13b)는 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점부터 상기 제2 서브 코어(11b)의 중앙부까지 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 서브 코어(11a) 및 상기 제2 서브 코어(11b)의 중앙부는 상기 제1 서브 코어 및 제2 서브 코어를 각각 1:2:1로 구분하였을 때 2/4를 차지하는 영역; 또는 각각 2등분하였을 때 중점(Middle point)에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가 서로 교차함으로써 성토층으로부터 작용 받는 압력을 3개의 제1 지점(P1)으로 분산시킬 수 있다. 만약 제1 및 제2 서브 코어와 연결부가 정의하는 프로파일이 H자 형상일 경우, 성토층의 압력으로부터 2개의 지점이 수평배수재의 하부에 작용하는 압력을 분산시키는데 기여하는 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 3개의 제1 지점(P1)으로 수평배수재의 하부에 작용하는 압력을 고르게 분산시켜 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 각도는 35°이상 90°미만일 수 있고, 구체적으로 35 내지 70°일 수 있고, 더욱 구체적으로 40 내지 65°일 수 있고, 더욱 구체적으로 50 내지 60°일 수 있다. 상기 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)이 이루는 각도가 상기 수치 범위 내를 만족할 때 수평배수재의 상부에 배치된 성토층이 작용하는 압력을 더욱 고르게 분산시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 연결부(13a)와 상기 제2 연결부(13b)가 이루는 각도(θ1)는 60 내지 100°일 수 있고, 구체적으로 65 내지 95°일 수 있고, 더욱 구체적으로 70 내지 90°일 수 있고, 더욱 구체적으로 70 내지 80°일 수 있다. 상기 제1 연결부(13a)와 상기 제2 연결부(13b)가 이루는 각도(θ1)가 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 수평배수재의 상부에 배치된 성토층이 작용하는 압력을 더욱 고르게 분산시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 서브 코어(11a) 및 상기 제2 서브 코어(11b) 간에 상기 제1 방향(D1)으로 이격되는 거리(G1)는 2.5 내지 3.5mm일 수 있고, 구체적으로 2.7 내지 3.4mm일 수 있고, 더욱 구체적으로 3.0 내지 3.3mm일 수 있고, 더욱 구체적으로 3.2 내지 3.3mm일 수 있다. 상기 제1 서브 코어(11a) 및 상기 제2 서브 코어(11b) 간의 간격이 상기 수치 범위 내를 만족할 때 수평배수재의 상부에 배치된 성토층의 하중을 충분히 견딜 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 서브 코어(11)는, 상기 제2 서브 코어(11b)와 상기 제1 방향으로 이격된 제3 서브 코어(11c)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제3 서브 코어(11c)는 상기 제1 및 제2 서브 코어(11a, 11b)와 나란하게 연장될 수 있고, 구체적으로 상기 제1 방향(D1)과 수직 방향으로 길게 연장될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 연결부(13)는, 상기 제2 서브 코어(11b)에서 상기 제3 방향(D3)으로 연장되는 제3 연결부(13c) 및 상기 제3 연결부(13c)의 일 단에서 상기 제3 서브 코어(11c)까지 상기 제2 방향(D2)으로 연장되는 제4 연결부(13)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어 상기 제3 연결부(13c)는, 상기 제2 서브 코어(11b)의 중앙부에서부터 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점까지 연장될 수 있다. 이 때, 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점은 코어부(10)와 단섬유 부직포(50)가 접하는 부분; 또는 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단과 상기 제3 서브 코어(11c)의 일 단의 가운데 부분일 수 있다.
또한, 상기 제4 연결부(13)는, 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점부터 상기 제3 서브 코어(11c)의 중앙부까지 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 서브 코어(11b) 및 상기 제3 서브 코어(11c)의 중앙부는 상기 제2 서브 코어 및 제3 서브 코어를 각각 1:2:1로 구분하였을 때 2/4를 차지하는 영역; 또는 각각 2등분하였을 때 중점(Middle point)에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 상기 제3 연결부(13c)와 상기 제4 연결부(13d)가 서로 교차함으로써 성토층으로부터 작용되는 압력을 3개의 제3 지점(P3)으로 분산시킬 수 있다. 만약 제2 및 제3 서브 코어와 연결부가 정의하는 프로파일이 H자 형상일 경우, 성토층의 압력으로부터 상하 부분만 압력을 분산시키는데 기여하는 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 3개의 제3 지점(P3)으로 성토층의 압력을 더욱 잘 분산시켜 구조적 안정성을 확보할 수 있다. 예를 들어 제2 및 제3 서브 코어와 연결부가 정의하는 프로파일이 H자 형상일 경우 2개의 제2 지점(P2)으로 상하 방향으로만 성토층이 작용하는 압력이 분산되는 반면, 본 발명의 일 측면에 따른 코어부의 프로파일 형상일 경우 상하 방향, 제2 방향(D2) 및 제4 방향(D4)으로 성토층이 작용하는 압력이 골고루 분산될 수 있다. 상기 제4 방향(D4)은 예를 들어 제3 방향(D3)과 반대되는 방향일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 연결부(13b)와 상기 제2 서브 코어(11b)가 교차하는 부분과 상기 제3 연결부(13c)와 상기 제2 서브 코어(11b)가 교차하는 부분은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
구체적으로, 상기 제3 연결부(13c)와 상기 제4 연결부(13d)가 이루는 각도는 상기 제1 연결부(13a)와 상기 제2 연결부(13b)가 이루는 각도와 동일하거나 상이할 수 있고, 바람직하게는 동일할 수 있다. 상기 제3 연결부(13c)와 상기 제4 연결부(13d)가 이루는 각도가, 상기 제1 연결부(13a)와 상기 제2 연결부(13b)가 이루는 각도와 동일할 때 수평배수재의 구조적 안정성이 더욱 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평배수재의 측면의 단면 형상이다. 전술한 부분과 반복된 설명은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 제1 연결부(13a)는 상기 제1 서브 코어(11a)의 하부 영역에서부터 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점까지 연장될 수 있다. 이 때, 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점은 코어부(10)와 단섬유 부직포(50)가 접하는 부분; 또는 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단과 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단의 가운데 부분일 수 있다.
또한, 상기 제2 연결부(13b)는 상기 제1 서브 코어(11a)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점부터 상기 제2 서브 코어(11b)의 하부 영역까지 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 서브 코어(11a) 및 상기 제2 서브 코어(11b)의 하부 영역은 상기 제1 서브 코어 및 제2 서브 코어를 각각 1:2:1로 구분하였을 때 1/4를 차지하는 영역; 또는 각각을 3등분하였을 때 1/3을 차지하는 영역일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제3 연결부(13c)는 상기 제2 서브 코어(11b)의 상부 영역에서부터 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점까지 연장될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점은 단섬유 부직포(50)와 코어부(10)가 접하는 부분; 또는 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단과 상기 제3 서브 코어(11c)의 일 단의 가운데 부분일 수 있다.
본 발명에 따른 제4 연결부(13d)는 상기 제2 서브 코어(11b)의 일 단부와 제1 방향(D1)으로 이격된 지점부터 상기 제3 서브 코어(11c)의 상부 영역까지 연장될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 서브 코어(11b) 및 상기 제3 서브 코어(11c)의 상부영역은 상기 제2 서브 코어 및 제3 서브 코어를 각각 1:2:1로 구분하였을 때 1/4를 차지하는 영역; 또는 각각 3등분하였을 때 1/3을 차지하는 상부 영역일 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 제1 연결부(13a)와 제2 연결부(13b)가 이루는 각도(θ2)는 70 내지 110°일 수 있고, 구체적으로 70 내지 100°일 수 있고, 더욱 구체적으로 75 내지 95°일 수 있고, 더욱 구체적으로 80 내지 90°일 수 있다. 상기 제1 연결부(13a)와 제2 연결부(13b) 간에 이루는 각도(θ2)가 상기 수치 범위 내를 만족할 때, 성토층이 작용하는 압력이 골고루 분산되어 수평배수재의 구조적 안정성이 효과적으로 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제3 연결부(13c)와 상기 제4 연결부(13d)가 이루는 각도는 상기 제1 연결부(13a)와 제2 연결부(13b)가 이루는 각도와 동일하거나 상이할 수 있고, 구체적으로 동일할 수 있다. 상기 제3 연결부(13c)와 상기 제4 연결부(13d)가 이루는 각도가 상기 제1 연결부(13a)와 제2 연결부(13b)가 이루는 각도와 동일할 때, 성토층이 작용하는 압력이 골고루 분산되어 수평배수재의 구조적 안정성이 효과적으로 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 서브 코어(11a) 및 상기 제2 서브 코어(11b) 간에 상기 제1 방향(D1)으로 이격되는 거리(G2)는 2.5 내지 3.5mm일 수 있고, 구체적으로 2.7 내지 3.4mm일 수 있고, 더욱 구체적으로 3.0 내지 3.3mm일 수 있고, 더욱 구체적으로 3.2 내지 3.3mm일 수 있다.
상기 제1 서브 코어(11a) 및 상기 제2 서브 코어(11b) 간에 거리가 상기 수치 범위 내를 만족할 때 수평배수재의 상부에 배치된 성토층의 하중을 충분히 견딜 수 있다.
단섬유 부직포(50)
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단섬유 부직포의 분해사시도를 나타낸 것이다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 단섬유 부직포(50)는 제1 부직포(51), 제2 부직포(55) 및 매트층(53)을 포함한다.
구체적으로, 상기 제2 부직포(55)는 상기 제1 부직포(51) 상에 배치되고, 상기 매트층(53)은 상기 제1 부직포(51) 및 상기 제2 부직포(55) 사이에 배치된다. 한편, 상기 단섬유 부직포(50)는 상기 제1 부직포(51), 제2 부직포(55) 및 매트층(53)이 니들펀칭기에 의해 일체화된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 매트층(53)은, 종방향을 따라 나란히 연장되는 복수의 경사(3) 및 상기 복수의 경사(3) 상에 횡방향을 따라 지그재그로 연장되는 위사(4)가 서로 결합된 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 부직포 및 제2 부직포 사이에, 경사와 위사가 서로 결합된 그물 형태의 구조체를 형성함으로써, 장섬유 부직포와 동등한 수준의 기계적 물성이 구현될 수 있다. 경사와 위사가 서로 결합된 그물 형태의 구조체는 고강도 원사의 특성을 가져 제1 부직포 및 제2 부직포와 일체화됨으로써, 고강도 단섬유 부직포를 구현할 수 있다. 이에 따라 수평배수재의 상부에 성토층이 포설되더라도 성토층의 무게를 잘 견딜 수 있고, 수평배수재의 하부에 배치된 지층에 압력을 잘 작용하여 지층 내에 함유된 수분을 지층의 표면으로 끌어올릴 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 대규모 스케일에서 생산되는 장섬유 부직포 없이 단섬유 부직포만으로 장섬유 부직포와 동등한 수준의 기계적 물성을 구현함으로써, 제조비용을 낮출 수 있고 제조공정을 단순화시킬 수 있다.
종래 일반적으로 사용되는 단섬유 부직포에는 매트층이 포함되지 않아 장섬유와 동등한 수준의 기계적 물성을 구현하기 어려운 문제점이 있었다. 본 발명의 일 측면에 따르면 단섬유 부직포만으로도 장섬유와 동등한 수준의 기계적 물성이 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 단섬유 부직포는 투수계수가 KS K ISO 11058 시험규격에 근거하여 1 x 10-2 내지 1 x 10-1cm/sec일 수 있고, 인장강도가 KS K 0743 규격에 근거하여 500 내지 600N일 수 있고, 인장신도가 KS K 0743 규격에 근거하여 20 내지 80%일 수 있다.
예를 들어, 상기 단섬유 부직포를 이루는 한 가닥 섬유는 굵기가 3 내지 20 데니어(Denier)일 수 있고, 길이가 30 내지 100mm일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트층의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 위사공급부(40)는 위사(4)를 안전하게 안내하는 가이드링(44), 작동슬라이더(45), 작동슬라이더(45)가 체결되어 폭방향을 따라 왕복 작동되도록 하는 스크류(46) 및 안내봉(47)을 포함할 수 있다.
상기 위사공급부(40)는 상기 경사공급부에 의해 공급된 경사(3)와 직각 방향으로 위사(4)를 공급하기 위한 수단일 수 있다. 상기 위사(4)는 공급된 경사(3)의 위로 폭방향을 따라 지그재그식으로 공급되어 경사(3) 및 위사(4)가 마치 매트를 제직한 것과 같은 그물 형태를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 단섬유 부직포는 상기 제1 부직포, 제2 부직포 및 매트층을 니들펀칭함으로써 일체화된 것일 수 있다. 상기 니들펀칭 방법을 구현하기 위한 수단으로 통상적인 니들펀칭기(Needle punching machine)가 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 코어부 및 상기 단섬유 부직포를 이루는 섬유 중 적어도 어느 하나는 재활용 고분자를 포함할 수 있고, 구체적으로 코어부 및 단섬유 부직포는 모두 재활용 고분자를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 재활용 고분자를 수평배수재의 재료로 이용함으로써, 친환경 수평배수재를 구현할 수 있다. 이에 따라, 환경오염을 최소화할 수 있는 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어 상기 코어부에 포함된 재활용 고분자는 해당 기술분야에서 상용되는 폐기물에서 추출한 폐폴리올레핀을 재생 원료로 가공한 소재로, 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있고, 구체적으로 폐기물에서 가공된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어 단섬유 부직포에 포함된 재활용 고분자는 폴리에스테르계 수지, 폴리프로필렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 단섬유 부직포를 이루는 섬유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate; PET) 등과 같은 폴리에스테르계 수지, 폴리프로필렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
2. 연약지반 배수시스템
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 배수시스템을 나타낸 것이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 연약지반(400)의 간극수를 수직 방향으로 배수시키는 수직배수재(200); 및 상기 수직배수재(200)와 연결된 상기 수평배수재(100)를 포함하는 연약지반 배수시스템(500)을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 수평배수재(100)는 상기 수직배수재(200)를 통해 끌어올려진 간극수를 수평 방향으로 배출시킬 수 있다. 이러한 과정에서 본 발명에 따른 수평배수재(100)는 수평배수재(100)의 상부에 성토층(300)이 포설되더라도 성토층(300)이 작용하는 압력을 효과적으로 분산시킴으로써, 성토층의 무게를 잘 견딜 수 있고, 수평배수재의 하부에 배치된 지층에 압력을 잘 작용하여 지층 내에 함유된 수분을 지층의 표면으로 잘 끌어올릴 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 수평배수재는 상기 코어부 및 단섬유 부직포를 포함하는 단위 구조체의 다중층일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 수평배수재 10: 코어부
50: 부직포 11: 서브 코어
11a: 제1 서브 코어 11b: 제2 서브 코어
11c: 제3 서브 코어 13: 연결부
13a: 제1 연결부 13b: 제2 연결부
13c: 제3 연결부 CH: 배수채널
D1: 제1 방향 D2: 제2 방향
D3: 제3 방향 D4: 제4 방향
P1: 제1 지점 P2: 제2 지점
P3: 제3 지점 51: 제1 부직포
53: 매트층 55: 제2 부직포
3: 경사 4: 위사

Claims (10)

  1. 내부에 배수채널이 형성된 코어부; 및
    상기 코어부를 감싸는 단섬유 부직포; 를 포함하고,
    상기 단섬유 부직포는,
    제1 부직포
    상기 제1 부직포 상에 배치된 제2 부직포 및
    상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포 사이에 배치된 매트층; 을 포함하고,
    상기 매트층은,
    종방향을 따라 나란히 연장되는 복수의 경사 및 상기 복수의 경사 상에 횡방향을 따라 지그재그로 연장되는 위사가 서로 결합된 것이고,
    상기 매트층은 상기 제1 부직포 및 상기 제2 부직포와 니들펀칭 방법으로 일체화된 것이고,
    상기 단섬유 부직포를 이루는 한 가닥 섬유는 길이가 30 내지 100mm인 것이고,
    상기 코어부는,
    서로 이격된 복수의 서브 코어; 및
    상기 각각의 서브 코어를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 복수의 서브 코어는,
    제1 방향으로 서로 이격된 제1 서브 코어 및 제2 서브 코어를 포함하고,
    상기 연결부는
    상기 제1 서브 코어에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 제1 연결부; 및
    상기 제1 연결부의 일 단에서 상기 제2 서브 코어까지 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향으로 연장되는 제2 연결부를 포함하고,
    상기 복수의 서브 코어는,
    상기 제2 서브 코어와 상기 제1 방향으로 이격된 제3 서브 코어를 더 포함하고,
    상기 연결부는,
    상기 제2 서브 코어에서 상기 제3 방향으로 연장되는 제3 연결부 및
    상기 제3 연결부의 일 단에서 상기 제3 서브 코어까지 상기 제2 방향으로 연장되는 제4 연결부를 더 포함하고,
    상기 제2 연결부와 상기 제2 서브 코어가 교차하는 부분과 상기 제3 연결부와 상기 제2 서브 코어가 교차하는 부분은 서로 상이하고,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 이루는 각도는 50 내지 60°이고,
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가 이루는 각도는 70 내지 80°이고,
    상기 단섬유 부직포의 투수계수는 KS K ISO 11058 시험규격에 근거하여 1 x 10-2 내지 1 x 10-1cm/sec이고,
    상기 단섬유 부직포의 인장신도는 KS K 0743 규격에 근거하여 20 내지 80%인,
    수평배수재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 코어 및 상기 제2 서브 코어 간에 상기 제1 방향으로 이격되는 거리는 3.0 내지 3.5mm인,
    수평배수재.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코어부 및 상기 단섬유 부직포를 이루는 섬유 중 적어도 어느 하나는 재활용 고분자를 포함하는,
    수평배수재.
  10. 연약지반의 간극수를 수직 방향으로 배수시키는 수직배수재; 및
    상기 수직배수재와 연결된 제1항, 제6항 및 제9항 중 어느 한 항에 따른 수평배수재; 를 포함하는,
    연약지반 배수시스템.
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