KR20030071143A - 관리노선 콘크리트도로의 슬래브 전단 관통균열 파손부급조 복구·복원공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관리노선 콘크리트도로 슬래브 전단 관통균열 파손부 급조복구보수 방법에 관한 것으로서 상세히 설명하면,

보수 방법은 슬래브 전단 관통균열 및 파손부 확인하고, 균열 파손부를 먹줄 및 석필 등을 이용 라인을 형성하고, 파손 부위를 슬래브 두께의 1/4 정도로 절단하고 그 폭은 슬래브 두께의 1/3 정도로 한다. 절단 부위를 치핑하고 잔해물을 청소한 다음, 균열 중심선을 따라 45°각도로, 폭 2∼3cm정도로 V컷팅한 다음, 고압 진공 흡입기 및 와이어 브러쉬 등을 이용하여 청소하고 균열 주입재 주입을 위한 천공 작업을 한 다음, 주입용 주입대(패커)를 삽입하고, 균열 부위 V컷트한 부분에 실링용 접착재를 1회 도포하고, 급결용 실링재를 실링한 다음, 30분후 균열 주입재를 고압 주입기를 이용 주입한 다음, 전 치핑 부위에 신구 접착재를 1회 도포하고, 콘크리트 급조 성형재를 충진 미장한 다음, 상단부 면정리를 실시하고, 타이닝용 라인을 긋고 타이닝을 형성하여주고, 보수시공을 마감하고 차량을 개방하는 것을 특징으로 하는 관리노선 콘크리트도로 슬래브 전단 관통균열 파손부 급조 복구보수 방법에 관한 것이다.

본 발명에 사용되는 실링용 접착재, 신구 접착재 및 균열 주입재는 동일제품이고, 급결용 실링재와 콘크리트 급조 성형재 또한 동일 제품이다.

본 발명이 실행하는 여건은 균열폭이 3mm이상이고, 슬래브상부 균열단면부가파손되었거나 혹은 파손의 진행 우려가 있다고 판단되는 곳에 본 발명을 적용할 수 있다.

Description

관리노선 콘크리트도로의 슬래브 전단 관통균열 파손부 급조 복구 ·복원공법 {Construction Method on Hurried Building, Restoration and Repair Work of Slab Diagonal Tension Crack on Concrete Pavement }

우리 나라의 콘크리트 포장도로는 중부, 88, 남해안, 대전통영간, 중앙, 영동, 서해안 고속도로 등이 시공되었고, 관리노선인 경부 고속도로 또한 재포장시 콘크리트도로로 점차적으로 전환하는 추세이고, 향후 신설되는 고속도로의 대부분이 콘크리트 포장으로 계획 또는 시공되고 있다. 그러나 콘크리트 포장도로는 아스팔트 도로에 비하여 내구성이 우수하나 마모 또는 파손시 보수등 유지관리에 불리하여 많은 어려움이 있다.

보수 공사시 양생기간 등으로 장기 교통차단이 필요하며, 이에 따른 경제적인 손실이 막대한 것이다.

국내의 기관 산업도로가 대부분 콘크리트 도로로 계획, 시공되어지고 있으나, 콘크리트 도로의 문제점으로 슬래브 전단 관통 균열을 설명하고 싶다.

여러 균열 보수 방법 등이 있으나 관리노선의 성격상 일반적인 보수 방법으로는 슬래브 전단 관통 균열 보수를 빠른 시간내 실행할 수 없다는 것이 문제점이다.

일반적인 보수 방법을 적용하여 균열 보수를 실행한다면, 최소한 1∼2주는 차량을 차단해야 할 것이다.

이와 같은 문제를 해결하고, 빠른 시간 내 균열 보수를 실행할 수 있는 것이 본 발명인 것이다.

전국 시멘트 포장도로 보수공사의 요인으로 발생되는 연간 국내 물류비의 낭비는 가히 천문학적인 수치이고, 교통흐름의 정체는 말할 것도 없고, 장기간의 보수공사로 야기되는 경제적인 손해는 실로 상계하기 힘들 정도이다.

본 발명은 콘크리트 도로의 슬래브 전단 관통균열 파손부의 보수시공시 최대한 공기를 단축하여, 교통을 개방하고 경제적인 낭비를 최소한으로 줄이면서 슬래브전단 관통균열 파손부를 복구하는 것이 본 발명의 목적인 것이다.

본 발명은 콘크리트 도로의 슬래브 전단 관통균열 파손부 급조 복구 · 복원방법에 관한 것으로서 기존의 기술이 속하는 부분을 상세히 설명하기로 한다.

콘크리트 포장도로에서는 두께의 부족, 슬래브 하부층에서의 변형으로 인해 균열이 발생될 수 있다. 일단 균열이 발생하면 줄눈과 같이 보수한다.

모든 줄눈은 온도 및 습도에 따라 반복적으로 수축 ·팽창을 하므로, 시간이 지나면 재료의 산화 또는 접착력의 손실 때문에 손상이 발생한다. 콘크리트 도로에서의 줄눈이 파손되면 이물질 또는 물이 침투하여 균열, 스폴링 등의 부가적인 파손이 생기므로, 줄눈을 정기적으로 관찰하고 유지보수 해야 한다.

모든 줄눈과 균열은 이물질 또는 물로 인해 포장이 파손되는 것을 방지하기 위해 접착력이 있는 재료로 실링되고 있다.

균열과 줄눈은 그 자체가 해로운 것이 아니라 균열과 줄눈으로 물이 침투하면 입상재료가 약화되고 입상재료중의 세립분이 빠져나와 파손이 유발되기 때문에 보수를 철저히 해야 하는 것이다. 또한 단단한 이물질이 끼었을 경우에 슬래브가 괭창하면 또다른 파손을 유발할 수 있는 것이다.

콘크리트도로 균열을 종류별로 설명하면, 첫째, 우각부 균열로 세로방향 줄눈과 가로방향 줄눈이 교차하는 줄눈 부위에서 삼각형 모양으로 생기는 대각선 균열을 말한다. 균열의 발생위치는 통상으로 줄눈부위에서 30cm이상 떨어져 발생하며, 균열파손이 콘크리트 슬래브 전체 단면(전단면)에 나타난 것을 의미한다. 그 원인으로 우각부는 구조적으로 취약부이며 슬래브 하부의 지지력이 약할 경우에 발생할 수 있으며, 온도변화에 의한 슬래브의 응력변화에 의해 발생할 수도 있다. 보수방법으로 슬래브에 발생한 균열의 보수에는 균열폭의 정도 및 주변 상황에 따라 다양한 공법을 적용할 수 있으나, 대표적으로 균열폭이 3mm이하인 경우는 균열실링법, 균열폭이 3mm이상인 경우는 줄눈재충진법을 적용 보수한다.

둘째, 대각선 균열로서 슬래브 중심선에서 대각선 방향으로 균열이 발생된 것을 말하며, 일반적으로 대각선 균열은 지지력이 부족한 슬래브 양쪽끝단에 차량하중이 가해졌기 때문에 발생한다. 보수방법은 우각부 균열과 통상 같은 방법으로보수한다.

셋째, 세로균열로서 포장체의 중심선과 평행하게 균열이 발생한 것을 말하며, 그 원인은 포장체의 폭이 너무 넓거나 세로방향의 줄눈이 없는 경우, 콘크리트 슬래브가 수축하거나 보조기층 및 노상이 팽창성 재료로 구성되어 있을 때 하중이 가해져 발생할 수 있다. 보수방법은 우각부 보수방법과 동일하다.

넷째, 가로균열로서 슬래브의 중심선과 직각방향으로 발생하는 균열로서, 차량하중의 반복으로 인한 슬래브의 피로가 누적되어 발생할 수 있으며, 온도 및 습도의 변화에 따른 콘크리트의 수축, 줄눈설계의 잘못, 줄눈절단 시기의 부적절 그리고 지반지지력의 결핍등의 원인들이 복합적으로 발생하여 나타난다. 보수방법은 우각부 균열 보수방법과 동일하다.

대표적인 균열 보수방법인 줄눈재충진법과 주입공법을 공정별로 설명하기로 한다.

≪종래의 줄눈재충진법 균열보수 공정≫

≪종래의 주입 방법 균열보수 공정≫

위와 같이 기존 종래 기술이 형성되어 있으나, 줄눈재충진법의 특성상 균열의 상부일부분만 절개하여 균열을 보수하는 것이고, 주입방법 균열보수는 상부 균열면에 파라핀제를 성형하여 주입을 실시하는 것이고,

주입된 주입제가 일정기간 양생을 하여 외부의 저항이나 충격에 부착, 응력을 발휘할 수 있는 상태에서 교통개방을 실시해야 하는 단점이 있고, 장기적인 보수방법으로는 문제점을 가지고 있는 것이다. 또한 관리노선의 특성상 보수후 곧바로 교통을 개방하는 것은 무리한 것으로 사료된다.

본 발명은 위와 같은 관리노선의 특성상 도로의 보수시공에 준하여, 도로통행을 차단하고 실시하는 것이지만, 교통흐름의 장애를 최소한으로 줄이고 짧은 시간내에 균열 보수공사를 실행할 수 있는 기술공법 및 신소재 개발이 본 발명의 기술적 과제인 것이다.

도 1. 본 발명과 종래 기술과의 대비도

도 2. 본 발명의 시공 순서도

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 짧은 시간에 균열부위에 라인긋고, 절단하여 치핑하고 청소하여 균열복구를 준비하고, 청소작업시에는 고압흡입기를 사용하므로, 압축공기 청소작업시 먼지 및 레이턴스가 대기중으로 비산되는 것을 막아줌은 물론 환경에도 영향을 미치지 않으므로 작업자 또한 안전할 것이다.

균열보수에 천공작업은 필수적인 것이고, 사용주입구(패커)는 고압에 사용할 수 있는 것이다.

V컷트한 부분에 채워지는 급결용 실링제는 본 출원인이 선출원한 특허출원 (10-2001-0082139=콘크리트 급조 성형재)으로 형성되는 소재이다.

또한 실링용 접착제는 위에서 설명한 바와 같이 (콘크리트 급조 성형재)의 혼입 결합재로서 실 현장에서 시공하였을 때 급결용 실링재가 양생하면서 동시에실링접착제 또한 혼합반응 양생을 실시한다. 다시금 설명하면 실링재와 접착제가 동시에 양생하는 것이고 그 부착률이 높다는 것이다. (시험예 : 1참조)

급결용 실링재 포설 후 30분 후면 균열주입재를 주입하고, 주입은 고압 기계주입을 원칙으로 한다.

균열주입재 또한 실링용 접착제와 동일한 제품을 사용하였다. 균열주입 완료후 상부치핑 단부면에 신구접착제를 1회 도포하고, 콘크리트 급조 성형재를 배합하여 충진하고 성형한 다음, 30분 후 상부면을 그라인더 및 샌딩기 등으로 정리하고 타이닝용 라인을 긋고 타이닝을 형성하고, 보수공사를 마감하고 교통을 개방한다.

균열주입재 주입시 주입방법은 균열의 한쪽 끝에서부터 주입을 실시하고 에어유출을 위해 패커를 한 개씩 건너서 즉, 1번, 3번, 2번, 4번 순서로 주입한다.

본 발명에서는 균열주입재를 실링용 접착제와 동일한 제품을 사용하였으나, 균열주입재는 당분야에서 통용되는 여러형태의 제품을 적용하여도 무방하다. 다시금 설명하면 균열주입재로 사용되는 여러제품을 건설현장 상황에 맞추어 감독승인하에 사용할 수 있는 것이다.

본 발명에서 사용된 실링접착제, 신구접착제 및 균열주입재의 성분 및 성상은 이러하다.

수지의 외관은 갈색 액체형이고, 점도(25℃) 2500∼3000(cps)정도이며, 비중 1.15, 아임당량 225∼245, 발포 개시시간(20℃) 20∼20(분) 및 소방법에 위험물 제4종 제4석유류에 속한다. 또한 수지발포체의 외관밀도는 0.08(g/㎠), 독립기포율 81.9%, 압축강도 2.95(kgf/㎠), 굽힘강도 6.53(kgf/㎠), 인장강도 7.12(kgf/㎠) 및흡수율은 0.30% 정도이다.

본 발명의 공정도는 다음과 같다.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

실시 예.

제1공정 : 슬래브 전단 관통균열 파손부에 먹줄 및 석필등을 이용하여 슬래브 두께의 1/3정도의 폭으로 균열중심에서 대칭으로 보수부위를 체크하여 라인을 긋고 다음,

제2공정 : 슬래브 두께의 1/4깊이로 콘크리트 절단기를 이용 절단하고, 슬래브 두께의 1/3폭으로 치핑작업을 하고, 콘크리트 잔재물을 제거한 다음,

제3공정 : 균열중심을 따라 45° 각도로 폭2∼3cm로 V컷팅한 다음,

제4공정 : 고압흡입 청소기 및 와이어 브러쉬등을 이용하여 깨끗하게 청소한 다음,

제5공정 : 균열보수를 위하여 천공작업을 실시하고(1m당 6∼7개 정도의 패커사용)다음, (천공은 균열중심에서 45° 각도로 천공하는 것이 이로운 방법이지만, 현장시공 여건상 시공단부의 폭 및 깊이 문제로 애로사항이 있으므로, 천공은 균열을 따라 수직방향으로 천공하는 것을 권장하고 싶으며, 균열 폭이 3mm이상일 경우 중심선을 따라 천공작업을 실시하는 것은 천공기계 장비 운용에 별 무리가 없는 것으로 확인됨)

제6공정 : 주입대(패커) 삽입을 실시한 다음,

제7공정 : V컷팅한 부분에 실링용 접착제를 1회 도포한 다음,(실링용 접착제를 접착면에 도포할 때는 접착면에 수분이 없어야 함. 만약 수분이 검측될 경우 건조작업을 필히 실시할 것. 참고: 특허출원:2000-57542 정밀수분 측정계)

제8공정 : 급결용 실링제를 V컷팅한 단부면에 충진 포설한 다음,

제9공정 : 30분 후, 균열주입재를 고압주입기를 사용하여 주입하고, 주입시에어 유출을 위하여 주입대(패커)를 한 개 건너씩 주입을 실시한 다음,

제10공정 : 주입완료 후, 바로 신구접착제를 상부 치핑면에 1회 전체적으로 도포한 다음,(또한 접착면에 수분이 없어야 함)

제11공정 : 콘크리트 급조성형재를 혼합배합하여 충진 미장한 다음.

제12공정 : 30분 후, 상부 면정리를 실시하고(그라인더 및 샌딩기 이용), 타이닝용 먹줄 작업 후, 타이닝을 형성한 다음.

제13공정 : 30분 후, 교통을 개방한다.(시공완료)

또한 실시예 제1공정에서 제13공정까지는 본 발명의 핵심기술이고, 기본적인 공정순서이다. 여기에 첨부사항으로서 현장시공 여건상 편도 2차선으로 가정할 때, 1차선 균열(가로균열)을 선시공한다고 하면, 중앙분리대쪽 가장자리에 균열중심을 기준으로 균열 끝선에서 30cm×30cm정도의 규격으로 절단하고 치핑하여 슬래브 두께의 바닥이 나올때까지 아래의 잔재물을 치우고 청소한다.

위와 같이 시공상황을 만드는 것은 고압 주입기를 사용하여 고압주입시 측면균열을 그대로 두고 주입을 실시한다면 측면균열로 실지 균열주입액이 배출되기 때문이다. 이러한 2차적인 문제를 없애기 위해 균열 측면부 또한 V컷팅을 실시하고, 실링접착제를 1회 도포하고, 실링용 실링제를 실링하는 것이다.

다시금 설명하면 실시예 제3공정 실행시 측면 균열도 V컷팅하고, 제7공정 및 제8공정까지 함께 실행하는 것이고, 이는 현장 여건상 중앙분리대쪽 가장자리일 수 있고, 2차선 시공시는 바깥쪽 차선 가장자리 일수도 있는 것이다. 위와 같은 상황은 하자 없는 완벽한 시공을 실행하는데 크게 기여할 것이다.

시험 : 예1

시험 의뢰인: 한일종합실란트 주식회사

시 험 기 관: 한국건자재시험연구원, 도로공사 기술연구소 및 한일종합실란트 실내시험

시험 시료명: 콘크리트 급조 성형재

시험검사방법: KSF2477, 4716, 2436, 2475, 4916

- 시 험 성 과 -

- 시 험 성 과 -

상기 시험결과와 같이 콘크리트 급조 성형재 및 신구접착제의 물성 및 성상이 본 발명에 적합하다고 판단된다.

관리노선의 포장형식별 현황은 2000년도 한국도로공사 집계 자료를 예로들면, 2차선 기준으로, 아스팔트 포장은 1,814km이고, 콘크리트 포장은 2,652km로 백분율 %로 58%에 달하고 점차적으로 확대되는 추세이다. 현 시멘트 도로의 전단관통균열 보수시공에 주로 사용하는 방법이 줄눈재충진법이다. 줄눈재충진법은 현장 여건에 실용성은 있으나, 장기적인 내구성이 부족한 면이 있다고 판단된다. 본 발명의 기술공법은 전단 관통균열을 완벽히 복원하는 것은 물론이고, 짧은 시간에 보수시공을 마감할 수 있으므로, 경제적인 이익이 크게 향상되리라 기대한다.

Claims (1)

1. 관리노선 콘크리트 포장도로 슬래브 전단 관통균열 파손부 급조 복구 · 복원 방법에 관한 것으로서, 슬래브 두께의 1/3정도의 폭으로 균열중심에서 대칭으로 라인을 긋고, 슬래브 두께의 1/4깊이로 절단한 다음 치핑작업을 실시하고, 콘크리트 잔여물을 제거한 다음, 균열중심을 따라 45° 각도로 폭2∼3cm로 V컷팅한 다음, 깨끗하게 청소작업을 실시하고 균열보수를 위해 천공작업을 실시(1m당 6∼7개)하고, 주입대(패커)를 삽입하고, V컷팅한 단면에 실링용 접착제를 1회 도포하고, 급결용 실링제를 V컷팅 단면에 충진 포설한 다음, 30분 후, 균열주입제를 고압주입기를 이용하여 주입하고, 주입완료 후 신구접착제를 상부 치핑면에 1회 도포하고, 콘크리트 급조 성형재를 배합하여 충진 미장한 다음, 30분 후, 상부 면정리를 실시(그라인더 및 샌딩기 이용)하고, 타이닝용 라인 긋고, 타이닝을 형성한 다음, 30분 후, 교통을 개방(시공완료)하는 것을 특징으로 하는 관리노선 콘크리트 포장도로 슬래브 전단 관통균열 파손부 급조 복구 · 복원 시공방법.