KR200308450Y1 - 투수성 도로 포장구조체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 투수성 도로 포장구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노후된 포장체에 일정 크기의 배수공을 천공하고, 천공된 배수공에 굵은골재를 투입한 후, 굵은골재, 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말, 산화제2철 및 아스팔트로 된 투수성 도로포장재를 기층에 포설, 다짐함으로써, 내하중성, 내유동성 및 내화학성이 우수한 투수성 도로포장재를 제조할 수 있고, 노후된 포장체를 교체할 경우 노후된 포장체를 파쇄, 제거함으로써 발생되었던 산업폐기물을 줄일 수 있어 폐기물처리 비용을 저렴하게 할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있으며, 산화제2철이 갖는 색깔에 따라 다양한 칼라포장체로 유도할 수 있도록 한 것으로, 노후된 기층(1), 유화아스팔트로 된 코팅층(2), 10∼13mm의 굵은골재, 5∼8mm의 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말 또는 그들의 혼합물, 산화제2철 및 아스팔트로 된 투수성 도로포장재(3)가 순차적으로 적층되어 이루어지되, 상기 기층(1)에는 일정 크기의 배수공(11)이 천공되고, 천공된 배수공(11)에는 19∼25mm의 굵은골재(12)가 투입되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투수성 도로 포장구조체이다.

Description

투수성 도로 포장구조체{A structure of permeable paved road}

본 고안은 투수성 도로 포장구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노후된 포장체에 일정 크기의 배수공을 천공하고, 천공된 배수공에 굵은골재를 투입한 후, 굵은골재, 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말, 산화제2철 및 아스팔트로 된 투수성 도로포장재를 기층에 포설, 다짐함으로써, 내하중성, 내유동성 및 내화학성이 우수한 투수성 도로포장재를 제조할 수 있고, 노후된 포장체를 교체할 경우 노후된 포장체를 파쇄, 제거함으로써 발생되었던 산업폐기물을 줄일 수 있어 폐기물처리 비용을 저렴하게 할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있으며, 산화제2철이 갖는 색깔에 따라 다양한 칼라포장체로 유도할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 도로포장재는 역청혼합물(아스팔트혼합물)과 시멘트콘크리트로 대별할 수 있고, 역청혼합물은 굵은골재들의 간극에 중간골재 또는 잔골재가 채워지도록 전체 골재의 입도분포가 구성되기 때문에 전체적으로 밀립하게 포장되는 것으로, 중간골재나 잔골재의 사용량을 줄이면 큰 골재들의 간극에서 그 생략된 중간골재나 잔골재에 해당되는 만큼 공극들이 형성되나, 중간골재나 잔골재가 생략되면 굵은골재들 사이의 간극이 공극으로 남게 됨에 따라 강도가 저하되는 문제점이 있으며, 시멘트콘크리트는 잔골재를 거의 사용하지 않아 잔골재가 생략된 만큼의 작은 공극들이 다수 형성되지만, 강도가 매우 취약하여 차도로는 사용되지 못할 뿐만 아니라, 잔입자의 부족으로 골재 입자들 사이의 접착력이 떨어져 콘크리트 표면의 골재가 쉽사리 이탈됨과 동시에, 공극들의 크기가 너무 작아서 이물질에 의해 쉽게 막히거나 하절기에는 표면이 녹아 이물질이 표면에 부착됨으로써 투수성이 나빠지는 등의 문제점이 있었다.

또한 기존의 노후된 포장체를 교체할 경우 노후된 포장체를 파쇄, 제거하여야 함에 따라 발생되었던 산업폐기물로 인하여 환경파괴의 원인이 됨과 동시에, 폐기물 처리에 막대한 경비를 지출해야 하였으며, 유색의 포장체를 얻기 위하여 별도의 안료를 도포해야 하는 등의 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 선출원된 국내등록특허 제22799호의 '다공성 아스팔트 콘크리트 및 그 포장방법'은 골재의 배합에 있어 중간 크기의 골재를 배제시킴으로써, 공극의 크기를 크게하여 투수성을 보다 높게 하였으나 큰 공극으로 인해 강도가 매우 취약한 문제점이 있었으며, 또 다른 선출원된 국내공개특허제2002-68625호의 '다공성 아스팔트 도로의 강화 포장방법'은 투수공이 형성된 아스팔트 포장위에 시멘트와 물을 혼합한 시멘트풀을 침투시켜 양생함으로써, 다공성 아스팔트의 강도가 상승되도록 하였으나, 양생된 시멘트풀로 인해 아스팔트의 투수성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 기능적 및 환경적인 문제가 발생할 수 밖에 없었던 종래의 투수성 도로 포장구조체가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 노후된 포장체에 일정 크기의 배수공을 천공하고, 천공된 배수공에 굵은골재를 투입한 후, 굵은골재, 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말, 산화제2철 및 아스팔트로 된 투수성 도로포장재를 기층에 포설, 다짐함으로써, 내하중성, 내유동성 및 내화학성이 우수한 투수성 도로포장재를 제조할 수 있고, 노후된 포장체를 교체할 경우 노후된 포장체를 파쇄, 제거함으로써 발생되었던 산업폐기물을 줄일 수 있어 폐기물처리 비용을 저렴하게 할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있으며, 산화제2철이 갖는 색깔에 따라 다양한 칼라포장체로 유도할 수 있도록 한 투수성 도로 포장구조체를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 의한 투수성 도로 포장구조체를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:기층 2:코팅층

3:투수성 도로포장재 4:콘크리트층

11:배수공 12:굵은골재

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 투수성 도로 포장구조체는, 노후된 기층(1), 유화아스팔트로 된 코팅층(2), 10∼13mm의 굵은골재, 5∼8mm의 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말 또는 그들의 혼합물, 산화제2철 및 아스팔트로 된 투수성 도로포장재(3)가 순차적으로 적층되어 이루어지되, 상기 기층(1)에는 일정 크기의배수공(11)이 천공되고, 천공된 배수공(11)에는 19∼25mm의 굵은골재(12)가 투입되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 중 도 1은 본 고안에 의한 투수성 도로 포장구조체를 나타낸 단면도로서, 기층(1), 코팅층(2), 도로포장재(3)가 순차적으로 적층된 구조로 된다.

먼저 노후된 기층(1)에 일정 크기의 배수공(11)을 천공하고, 천공면의 침하방지를 위하여 천공된 배수공(11)에 굵은골재(12)를 투입하고 다짐함으로써, 노후된 기층(1)을 파쇄, 제거하지 않고 재포장할 수 있도록 한다.

이 때, 노후된 기층(1)에 배수공(11)을 천공하는 이유는 표층에서 유도되는 표출수의 배수를 위한 것이며, 배수공(11)의 크기는 지름을 약 30∼50mm로 하는 것이 바람직하나 반드시 이를 제한 하는 것은 아니며, 배수공(11)에 투입되는 굵은골재(12)의 입도를 19∼25mm로 하여 강도가 저하되지 않으면서도 일정한 공극을 갖을 수 있도록 한다.

상기 배수공(11)에 투입되는 굵은골재(12)의 입도가 19mm 미만이면 공극의 크기가 작아져 표출수의 배수가 원활히 이루어지지 않으며, 25mm를 초과하면 배수공(11)으로의 투입이 어려우므로 19∼25mm로 하는 것이 바람직하다.

다짐된 기층면에 택코팅(tack-coating)하기 위하여, 기름, 먼지, 오물 등 유해한 이물질을 깨끗이 제거한 후 유화아스팔트로 택코팅하며, 택코팅은 기층(1)과투수성 도로포장재(3)에 강한 접착성을 발휘하기 위한 것이다.

상기 유화아스팔트는 분산용매가 물이기 때문에 젖은 골재에도 사용 가능하고 시공비가 저렴하며 화재의 위험성이 없는 등의 장점이 있고, 유화아스팔트가 골재와 접촉할 때 유화상태가 파괴되어 아스팔트는 전기적인 결합으로 골재에 접착되고 수분은 증발하게 되는 것이다.

택코팅한 후, 택코팅된 코팅층(2)에 투수성 도로포장재(3)를 아스팔트콘크리트용 휘니셔로 고르게 포설하되, 포설시 종단 죠인트가 생기면 이로 인해 포장체가 취약해지기 쉬우므로 이를 방지하기 위하여 여러대의 휘니셔를 이용하여 동시에 포설한다.

포설된 투수성 도로포장재(3)를 탄뎀로울러와 타이어로울러를 사용하여 고르게 다짐하되, 현장에 반입된 배수성포장 혼합물은 온도저하 방지를 위하여 포설후 가능한한 빨리 다짐이 이루어져야 한다.

상기 투수성 도로포장재(3)는 10∼13mm의 굵은골재, 5∼8mm의 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말 또는 그들의 혼합물, 산화제2철 및 아스팔트를 혼합, 가열하여 사용하되, 잔골재인 주문진규사의 배합비가 30중량% 미만이면 공극이 충분히 채워지지 않아 강도가 저하되고 34중량%를 초과하면 공극이 작아져 투수성이 좋지 않을 우려가 있으며, 휠라, 폐타이어분말 또는 그들의 혼합물이 2중량% 미만이면 채움재의 역할을 충분히 수행하지 못하고 3중량%를 초과하면 과다하여 공극률이 줄어들게 되며, 산화제2철이 1중량% 미만이면 산화제2철로 인한 다양한 칼라를 표현하기 어렵고 2중량%를 초과하면 과량이 되며, 아스팔트가 4중량% 미만이면 접착력이 좋지못하며 6중량%를 초과하면 아스팔트의 재료분리로 인한 소성변형이 일어날 수 있으므로, 10∼13mm의 굵은골재 55∼63중량%, 5∼8mm의 주문진규사 30∼34중량%, 휠라, 폐타이어분말 또는 그들의 혼합물 2∼3중량%, 산화제2철 1∼2중량% 및 아스팔트 4∼6중량%의 배합비율로 혼합, 가열하여 사용하는 것이 바람직하다.

이 때 혼합재로서 산화제2철을 사용하는 이유는 산화제2철이 갖는 색깔으로 인해 도로포장재의 색상을 다양하게 할 수 있도록 하기 위함이다.

이하, 실시예를 통하여 본 고안을 더욱 상세히 설명하도록 한다.

(실시예)

하기 표1과 표2의 물성 및 합성입도를 갖는 골재, 폐타이어분말, 산화제2철, 아스팔트 등을 사용하여 도로포장재를 제조하였다.

도로포장재 원료의 물성

구분	종류	비중	흡수율	침입도	인화점(℃)	마모율	안정성	신도(25℃. 5cm)
골재	13mm	2.7	0.58	-	-	17.6	4.3	-
	깬돌	2.688	0.88	-	-	-	5.5	-
	잔골재(규사)	2.61	0.64	-	-	-	5.2	-
	채움재(폐타이어분말)	2.7	-	-	-	-	-	-
혼합재	산화제2철	3.5	-	-	-	-	-	-
역청재료	아스팔트	1.03	-	67	349		-	100이상

도로포장재의 합성입도

체입도	3/4"	1/2"	3/8"	no.4	no.8	no.30	no.50	no.100	no.200
입도범위(%)	100	95-100	-	20-36	12-25	-	5-14	-	3-6
합성입도(%)	100	99.2	-	31.4	18.9	-	9.1	-	4.7

도로포장재의 배합비는 13mm골재 61.1중량%, 깬돌 14.0중량%, 주문진규사14.0중량%, 폐타이어분말 2.3중량%, 산화제2철 2.5중량% 및 아스팔트 5.6중량%로 하였으며, 노후된 도로에 배수공(11)을 설치한 기층(1)에 코팅층(2)을 형성시키고 상기와 같이 제조된 도로포장재(3)를 시공한 후, 포장된 도로포장재의 안정도, 공극율, 흐름값을 측정하여 본 결과는 하기 표3과 같았다.

실시예1에 따른 도로포장재의 시험결과

시험항목	품질기준	측정치
안정도	400kg 이상	632
공극율	12% 이상	17.3
흐름값	20-40(1/100)	29

상기 표3에서 알 수 있는 바와 같이 도로포장재의 결하력을 증대하기 위하여 아스팔트에 주문진규사와 폐타이어분말을 혼합하여 배합한 결과, 적절한 내마모성과 탄성을 갖도록 할 수 있었으며 안정도 또한 600kg 이상을 유지할 수 있어 기능적 요구치가 우수한 도로포장재를 얻을 수 있었다.

이상에서와 같이 본 고안을 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이 본 고안의 투수성 도로 포장구조체에 의하면, 노후된 포장체에 일정 크기의 배수공을 천공하고, 천공된 배수공에 굵은골재를 투입한 후, 굵은골재, 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말, 산화제2철 및 아스팔트로 된 투수성 도로포장재를 기층에 포설, 다짐함으로써, 내하중성, 내유동성 및내화학성이 우수한 투수성 도로포장재를 제조할 수 있고, 노후된 포장체를 교체할 경우 노후된 포장체를 파쇄, 제거함으로써 발생되었던 산업폐기물을 줄일 수 있어 폐기물처리 비용을 저렴하게 할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있으며, 산화제2철이 갖는 색깔에 따라 다양한 칼라포장체로 유도하는 등의 유용한 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 도로 포장구조체에 있어서,

   노후된 기층(1), 유화아스팔트로 된 코팅층(2), 10∼13mm의 굵은골재, 5∼8mm의 주문진규사, 휠라, 폐타이어분말 또는 그들의 혼합물, 산화제2철 및 아스팔트로 된 투수성 도로포장재(3)가 순차적으로 적층되어 이루어지되, 상기 기층(1)에는 일정 크기의 배수공(11)이 천공되고, 천공된 배수공(11)에는 19∼25mm의 굵은골재(12)가 투입되어 이루어진 것을 특징으로 하는 투수성 도로 포장구조체.