KR102644346B1 - 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 친환경 소재 및 재활용 소재로 이루어지는 투수성 보도블럭 구조를 갖추고 있으며, 구조가 간단하여 제조 원가를 크게 낮출 수 있으며, 유지 및 관리가 용이하고, 배수 성능이 우수한 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템에 관한 것이다.
본 발명은 보도면의 표면에 마련된 골재층 상에 안착되는 배수 시트와; 상기 배수 시트 상에 적층되는 보도블럭;을 포함하며, 상기 배수 시트는 시트부와, 상기 시트부의 하면에 형성되며 반원형 단면을 가진 배수유로부와, 상기 시트부의 길이 방향을 따라 형성되는 원형 홀부와, 상기 원형 홀부의 전방 및 후방에 각각 형성되며 폭방향으로 연장되는 장방형 홀부로 구성되며, 상기 원형 홀부와, 장방형 홀부는 상기 배수유로부의 내부 공간과 연통되고, 상기 보도블럭은 상기 배수 시트의 시트부에 적층되는 하부 블럭부와, 상기 하부 블럭부 위에 형성되는 상부 블럭부로 구성되며, 상기 하부 블럭부는 그 상면 중앙 영역에 상기 배수 시트의 길이 방향을 따라 형성되는 집수 홈부가 형성되고, 상기 집수 홈부의 양측에는 상기 집수 홈부 쪽으로 갈수록 하향 경사지는 한 쌍의 경사 면부가 형성되며, 상기 집수 홈부에는 상기 원형 홀부와 연통되는 관통 홀부가 형성되고, 상기 상부 블럭부는 투수가 가능한 자재로 이루어지며, 그 하면이 상기 집수 홈부 및 경사 면부와 대응하는 구조로 이루어지되, 우천시 상기 보도블럭으로 떨어진 빗물의 일부는 상기 상부 블럭부를 투과해 상기 하부 블럭부의 경사 면부를 따라 상기 집수 홈부로 포집되고, 상기 관통 홀부 및 원형 홀부를 통해 배수유로부로 집수되고, 우천시 상기 보도블럭과 보도블럭 사이로 떨어진 빗물 또는 상기 관통 홀부를 통해 배수되지 못한 빗물은 상기 장방형 홀부를 통해 배수유로부로 집수되는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템{Drainage system equipped with eco-friendly permeable sidewalk blocks}

본 발명은 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 친환경 소재 및 재활용 소재로 이루어지는 투수성 보도블럭 구조를 갖추고 있으며, 구조가 간단하여 제조 원가를 크게 낮출 수 있으며, 유지 및 관리가 용이하고, 배수 성능이 우수한 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템에 관한 것이다.

일반적으로 보도블럭은 보도 및 차도의 포장에 주로 사용 되었으나 현재에는 자동차의 승차감이 좋지 않아 차도에는 거의 사용하지 않고, 블럭의 다양한 색깔, 모양으로 인해 보도, 광장, 지하도 등과 같이 자동차가 통행하지 않는 장소의 포장에 주로 사용된다.

이러한 보도블럭은 대부분 불투수 포장면으로 형성되기 때문에, 호우시 보도블럭 표면의 배수가 원활하지 못하여 물고임현상을 유발하여 통행의 불편을 초래하고 있으며, 보도블럭에 내린 빗물은 지하땅속으로 흘러가지 못하고 차도로 유입되어 차도에 고인 빗물과 합쳐져 차량통해의 불편을 가중시키고 도로 가장자리에 설치된 빗물받이의 빗물통수능력을 가중시키고 있다.

이와 같이, 종래의 보도블럭은 일반 보도블럭과 같이 물을 통과시키지 아니하는 것이 주종을 이루었으나, 최근들어 투수성 보도블럭이 개발되어 수분을 하부로 통과시켜 지중에 공급하는 형태를 공급하고 있다.

또한, 급격한 도시발전으로 야기된 도시의 열섬현상으로 인해 열대야를 유발하고 건강피해를 증가시킬 뿐만 아니라 도시형 수해와 대기오염 유발 영향 요인등으로 작용할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위한 노력이 다양하게 시도되고 있다.

그러나, 종래기술에 따른 보도블럭은, 대부분 시멘트에 자갈등을 섞어 만들기 때문에 시간이 경과되면서 자갈틈 사이에 이물질이 낄 경우에 투수성을 지속시키는 것이 어렵고 열섬현상을 방지하는데도 어려운 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 장시간 사용하거나 외부 충격으로 인해 쉽게 균열, 손상이 되고 표면의 마모로 인해 분진이 발생되어 환경오염을 일으키는 문제점이 있었다.

따라서, 환경오염을 방지하고 투수성을 지속시킬 수 있으며 열섬현상을 방지하는데 적합한 현실적이고도 적용이 가능한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해결하기 위한 선행특허로서, 대한민국 등록특허 제10-1845525호에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체를 구성하며 보도면의 바닥에 위치하는 기층 및 우천시 외부에 노출되게 상기 보도면의 상부에 위치하는 표층이 차례대로 적층되게 성형된 투수성 보도블럭에 관한 것으로서, 중심부에 제 1 관통홀이 형성되는 표층블럭; 상기 표층블럭의 제 1 관통홀에 대응되어 연통되는 제 2 관통홀을 중심부에 구비하며 재활용 골재와 친환경수지를 혼합하여 형성되는 기층블럭; 및 상기 표층블럭과 기층블럭을 적층구조로 결합시키는 결합부재;를 구비하고, 상기 결합부재는 상기 표층블럭의 상부로부터, 상기 표층블럭에 형성되는 제 1 관통홀과 상기 기층블럭에 형성되는 제 2 관통홀에 일체로 삽입되는 투수용 볼트로서, 중심부를 관통하며 투수기능을 갖는 투수공이 구비되는 투수용 볼트; 및 상기 기층블럭의 하부에서, 상기 투수용 볼트에 결합되는 너트를 포함하여, 상기 투수공이 막힐 경우 상기 결합부재를 투수성 보도블럭으로부터 분리 후 결합하여 재사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 친환경 혼합자재를 이용한 투수성 보도블럭이 개시되어 있다.

다만, 상기 등록특허의 경우 투수용 볼트로 흙이나 모래, 낙엽 등 이물질이 투수공에 누적되어 주기적으로 관리해야 하는 문제가 있다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1845525호 2. 대한민국 공개특허 제10-2016-0046516호 3. 대한민국 등록실용신안 제20-0263277호 4. 대한민국 등록특허 제10-0130603호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 친환경 소재 및 재활용 소재로 이루어지는 투수성 보도블럭 구조를 갖추고 있으며, 구조가 간단하여 제조 원가를 크게 낮출 수 있으며, 유지 및 관리가 용이하고, 배수 성능이 우수한 배수시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템은 보도면의 표면에 마련된 골재층 상에 안착되는 배수 시트와; 상기 배수 시트 상에 적층되는 보도블럭;을 포함하며, 상기 배수 시트는 시트부와, 상기 시트부의 하면에 형성되며 반원형 단면을 가진 배수유로부와, 상기 시트부의 길이 방향을 따라 형성되는 원형 홀부와, 상기 원형 홀부의 전방 및 후방에 각각 형성되며 폭방향으로 연장되는 장방형 홀부로 구성되며, 상기 원형 홀부와, 장방형 홀부는 상기 배수유로부의 내부 공간과 연통되고, 상기 보도블럭은 상기 배수 시트의 시트부에 적층되는 하부 블럭부와, 상기 하부 블럭부 위에 형성되는 상부 블럭부로 구성되며, 상기 하부 블럭부는 그 상면 중앙 영역에 상기 배수 시트의 길이 방향을 따라 형성되는 집수 홈부가 형성되고, 상기 집수 홈부의 양측에는 상기 집수 홈부 쪽으로 갈수록 하향 경사지는 한 쌍의 경사 면부가 형성되며, 상기 집수 홈부에는 상기 원형 홀부와 연통되는 관통 홀부가 형성되고, 상기 상부 블럭부는 투수가 가능한 자재로 이루어지며, 그 하면이 상기 집수 홈부 및 경사 면부와 대응하는 구조로 이루어지되, 우천시 상기 보도블럭으로 떨어진 빗물의 일부는 상기 상부 블럭부를 투과해 상기 하부 블럭부의 경사 면부를 따라 상기 집수 홈부로 포집되고, 상기 관통 홀부 및 원형 홀부를 통해 배수유로부로 집수되고, 우천시 상기 보도블럭과 보도블럭 사이로 떨어진 빗물 또는 상기 관통 홀부를 통해 배수되지 못한 빗물은 상기 장방형 홀부를 통해 배수유로부로 집수되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안하고 있는 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템에 의하면, 친환경 소재 및 재활용 소재로 이루어지는 투수성 보도블럭 구조를 갖추고 있으며, 구조가 간단하여 제조 원가를 크게 낮출 수 있으며, 유지 및 관리가 용이하고, 배수 성능이 우수하다.

또한, 빗물 침투율 향상으로 지하수자원 함양량 증대는 물론, 저영향개발기법(LID)을 적용한 물순환 시스템 기능 확보, 비점오염물질에 수역의 수질오염 감소 등에 효과적이다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 배수 시트 상에 보도블럭이 적층되는 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템의 전체적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 종래 친환경 투수성 보도블럭의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 배수 시트 상에 보도블럭이 적층되는 모습을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템의 전체적인 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수시스템(100)은 크게 보도면의 표면에 마련된 골재층(10) 상에 안착되는 배수 시트(110)와, 상기 배수 시트(110) 상에 적층되는 보도블럭(130)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 배수 시트(110)는 보도면의 골재층(10) 굴곡에 따라 휘는 성질을 가진 소재, 예를 들어 고무와 같이 탄성 소재로 이루어질 수 있으며, 시트부(111)와, 상기 시트부(111)의 하면에 형성되며 반원형 단면을 가진 배수유로부(115)로 구성된다.

상기 배수유로부(115)는 상기 시트부(111)보다 작은 폭으로 구성되고, 상기 시트부(111)는 도시하지 않았지만 상기 배수유로부(115)와 접하지 않는 양측 단부에 고정핀을 관통시켜 보도면과 결합할 수 있다.

상기 시트부(111)에는 길이 방향을 따라 형성되는 원형 홀부(113)와, 상기 원형 홀부(113)의 전방 및 후방에 각각 형성되며 폭방향으로 연장되는 장방형 홀부(114)가 형성된다.

상기 원형 홀부(113)와, 장방형 홀부(114)는 상기 배수유로부(115)의 내부 공간과 연통되도록 시트부(111)의 폭 방향의 중앙 영역에 형성된다.

상기 보도블럭(130)은 상기 배수 시트(110)의 시트부(111)에 적층되는 하부 블럭부(131)와, 상기 하부 블럭부(131) 위에 형성되는 상부 블럭부(135)로 구성된다.

상기 하부 블럭부(131)는 투수가 되지 않는 소재로 이루어지며, 예를 들어 재활용 소재인 쇄석 골재와 바인더를 혼합한 원료로 이루어질 수 있다.

상기 쇄석 골재는 평균 입경이 5~10mm인 것을 예시할 수 있고, 상기 바인더는 친환경 소재인 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate,MMA) 수지, 폴리우레탄 수지 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 하부 블럭부(131)의 상면 중앙 영역에는 상기 배수 시트(110)의 길이 방향을 따라 형성되는 집수 홈부(131b)가 형성되고, 상기 집수 홈부(131b)의 양측에는 상기 집수 홈부(131b) 쪽으로 갈수록 하향 경사지는 한 쌍의 경사 면부(131a)가 형성되며, 상기 집수 홈부(131b)에는 상기 원형 홀부(113)와 연통되는 관통 홀부(133)가 형성될 수 있다.

우천시 상기 보도블럭(130)으로 떨어진 빗물의 일부는 상기 상부 블럭부를 투과해 상기 하부 블럭부(131)의 경사 면부(131a)를 따라 상기 집수 홈부(131b)로 포집되고, 상기 관통 홀부(133) 및 원형 홀부(113)를 통해 배수유로부(115)로 집수된다.

그리고 우천시 상기 보도블럭(130)과 보도블럭 사이로 떨어진 빗물 또는 상기 관통 홀부를 통해 배수되지 못한 빗물은 상기 장방형 홀부를 통해 배수유로부로 집수된다.

상기 상부 블럭부(135)는 투수가 가능한 자재, 예를 들어 질석과, 점토와, 물유리를 혼합한 원료를 성형한 다음, 성형체를 소성하여 제조할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 원료는 질석 분말 100중량부를 기준으로 점토 20~30중량부와, 규산나트륨 10~20중량부로 이루어질 수 있다.

상기 질석은 소성 과정에서 팽창하면서 내부 유로를 형성한다.

상기 점토는 접착력를 제공하는 것으로서, 20중량부 미만이면 충분한 접착력을 제공하기 어렵고, 30중량부를 초과하면 질석 팽창에 의해 형성된 내부 유로 형성에 장애가 되므로, 상술한 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 규산나트륨 용액은 접착력과 강도를 확보하는 역할을 하는 것으로서, 10중량부 미만이면 보도블럭으로서의 충분한 강도를 확보하기 어렵고, 20중량부를 초과하면 질석의 내부 유로가 막히게 되어 투수성 저하의 원인이 되므로 상술한 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 성형체의 소성 온도는 1,000~1,070℃에서 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

상기 상부 블럭부(135)의 하면은 상기 집수 홈부(131b) 및 경사 면부(131a)와 대응하는 구조로 이루어져 밀접하게 결합한다. 상부 블럭부(135)와 하부 블럭부(131)는 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate,MMA) 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리올레핀 수지, 에폭시 등을 주원료로 하는 접착제로 결합할 수도 있고, 대한민국 등록특허 제10-1845525호에 개시된 바와 같이 홀을 형성하고 볼트 및 너트를 이용한 물리적 결합 방식을 채택할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 상부 블럭부의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.

질석 분말 100중량부와, 점토 25중량부와, 규산나트륨 13중량부와, 메틸 셀룰로오스 5중량부와, 패각 분말 3중량부와, 고로 슬래그 2중량부를 혼합한 원료를 마련한다.

상기 원료 100중량부에 물 15중량부를 혼합하여 반죽하여 성형체를 마련한다.

상기 성형체를 1,070℃에서 45분 동안 소성하여 본 발명의 상부 블럭부를 제조하였다.

[비교예 1]

위 실시예 1에서 질석 분말 대신 폐유리 분말 100중량부를 사용하고, 패각 분말 20중량부와, 점토 15중량부와, 규산나트륨 8중량부를 혼합한 원료를 사용하여 성형체를 형성한 다음, 1,110℃에서 2시간분 동안 소성한 상부 블럭부를 제조하였다.

[실험예 1]

위 실시예 1 및 비교예 1의 상부 블럭부의 투수 계수 및 압축강도를 측정하여 아래 표 1에 기재하였다.

상부 블럭부의 투수계수는 정수위 투수시험을 기준으로 아래의 식에 의해 투수시험을 실시하였다.

Kp = {LХa/A(t2-t1)}Хlog(h1/h2)

여기서 Kp : 투수계수(㎝/sec), L : 벽돌의 높이, a : 용기 단면적, t2 - t1 : 투수시간, A : 투수단면적, h1 : 시험 개시시 수위, h2 : 시험 종료시 수위

압축강도는 KS F2401에 의거하여 측정하였다.

	투수계수(mm/sec)	압축강도(MPa)
실시예 1	0.25	26.8
비교예 1	0.19	22.5

위 표 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 상부 블럭부는 투수계수가 비교예 1에 비해 월등히 높았으며, 보도블럭에 필요한 압축강도도 비교예 1에 비해 20% 정도 높게 측정되었다.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 배수시스템
110 : 배수 시트 111 : 시트부
113 : 원형 홀부 114 : 장방형 홀부
115 : 배수유로부 130 : 보도블럭
131 : 하부 블럭부 131a : 경사 면부
131b : 집수 홈부 133 : 관통 홀부
135 : 상부 블럭부
10 : 골재층

Claims (1)

1. 보도면의 표면에 마련된 골재층 상에 안착되는 배수 시트와;
   상기 배수 시트 상에 적층되는 보도블럭;을 포함하며,
   상기 배수 시트는,
   시트부와, 상기 시트부의 하면에 형성되며 반원형 단면을 가진 배수유로부와, 상기 시트부의 길이 방향을 따라 형성되는 원형 홀부와, 상기 원형 홀부의 전방 및 후방에 각각 형성되며 폭방향으로 연장되는 장방형 홀부로 구성되며, 상기 원형 홀부와, 장방형 홀부는 상기 배수유로부의 내부 공간과 연통되고,
   상기 보도블럭은,
   상기 배수 시트의 시트부에 적층되는 하부 블럭부와, 상기 하부 블럭부 위에 형성되는 상부 블럭부로 구성되며,
   상기 하부 블럭부는,
   재활용 소재인 쇄석 골재와 바인더를 혼합한 원료를 소재로 함으로써 투수가 되지 않는 소재로 이루어지며, 그 상면 중앙 영역에 상기 배수 시트의 길이 방향을 따라 형성되는 집수 홈부가 형성되고, 상기 집수 홈부의 양측에는 상기 집수 홈부 쪽으로 갈수록 하향 경사지는 한 쌍의 경사 면부가 형성되며, 상기 집수 홈부에는 상기 원형 홀부와 연통되는 관통 홀부가 형성되고,
   상기 상부 블럭부는,
   투수가 가능한 자재로 이루어지며, 그 하면이 상기 집수 홈부 및 경사 면부와 대응하는 구조로 이루어지되,
   우천시 상기 보도블럭으로 떨어진 빗물의 일부는 상기 상부 블럭부를 투과한 후, 상기 하부 블럭부의 경사 면부를 투과하지 않고 경사 면부를 따라 이동되어 집수 홈부로 포집되고,
   상기 집수 홈부에 포집된 빗물은 상기 관통 홀부 및 원형 홀부를 통해 배수유로부로 집수됨으로써,
   우천시 상기 보도블럭과 보도블럭 사이로 떨어진 빗물 또는 상기 관통 홀부를 통해 배수되지 못한 빗물은 상기 장방형 홀부를 통해 배수유로부로 집수됨으로써,
   다발적으로 떨어지는 빗물이, 정해진 곳으로 집수되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 친환경 투수성 보도블럭을 구비한 배수처리시스템.

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