KR200413609Y1 - 노면 미끄럼 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조는, 환경친화형 파쇄 슬래그 볼과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 이용하고, 결빙 방지용 열선과 고효율의 전열층을 이용한 로드 히팅 구조를 복합하여 구성한 고안으로서, 도로 표면에 환경친화적이고 내구성이 우수한 미끄럼방지층을 형성하고, 그 내부에 열전도율이 우수한 산화알루미늄계 전열층을 갖는 히팅코일을 설치함으로써, 급경사 구간이나 급커브 구간, 스쿨 존, 버스전용차도, 골프장 주행로 등 위험한 도로면에서의 제동 거리 단축과 주행의 안전성을 제고함과 아울러, 동절기의 적설과 노면수의 동결을 예방함으로써 궁극적으로 교통안전과 편의를 도모하고, 해빙시에 전력 소모량을 줄이고 효율과 경제성을 높이면서도, 결빙 방지 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

히팅코일, 전열층, 미끄럼 저항, 파쇄 슬래그 볼, 아크릴계 수지, 알루미늄 산화물, 프리믹싱, 거칠기

Description

노면 미끄럼 방지 구조{Structure for preventing slip of road}

도 1은 종래 기술의 노면 미끄럼 방지 구조가 도시된 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조가 도시된 단면 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조를 갖는 노면의 개략적인 상방향 절개 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지를 위한 시공 방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 노면 포장층 55 : 홈부

60 : 히팅 코일 70 : 전열층 부재

80 : 미끄럼 방지 부재

본 고안은 도로 노면 미끄럼 방지 시설에 관한 것으로서, 특히 환경친화형 파쇄 슬래그 볼과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 이용하여 노면의 미끄럼을 방지함과 아울러 결빙 방지용 열선과 고효율의 전열층을 이용한 로드 히팅 구조를 구비하여, 환경친화적이고 시공성 및 작업효율성이 뛰어나며, 내구성과 색감이 탁월한 노면 미끄럼 방지 구조 및 그것의 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도로 노면의 미끄럼 방지 시설은 도로 안전을 위한 중요한 요소 중의 하나로서, 경사진 노면 구간이나 커브길, 감속 구간 등에서 대부분 노면의 마찰력 즉, 미끄럼 저항을 크게 하는 방법을 사용하고 있다. 노면의 미끄럼 저항을 크게 하는 방법으로는 도로 표면에 전체 또는 일정 간격마다 미끄럼 방지층을 형성하거나, 도로 표면에 그루빙을 형성하는 등 노면을 요철화 하는 방법을 이용하고 있는 실정이다.

상기 미끄럼 방지층을 형성하는 방법은 크게 두 가지로 분류할 수 있는데, 미끄럼방지용 패드나 시트를 규격화된 기성품의 형태로 공장에서 제작하여 노면에 부착하는 방법과, 골재와 수지를 이용하여 미끄럼방지층을 현장 제작하는 방법으로 나눌 수 있다. 골재와 수지를 이용하여 미끄럼 방지층을 현장 제작하는 방법에서는, 골재로는 주로 제강 슬래그가 포함된 골재가 많이 이용되고 있으며, 수지로는 주로 에폭시 수지가 사용되고 있다.

그러나 종래에 사용되는 제강 슬래그는 제철소 제강과정에서 생성되는 공해 물질로서 환경오염을 야기하고 대량의 분진을 발생시키며, 인체에 장기간 노출 및 흡입시 규폐증의 원인이 된다. 또한 엄밀한 의미에서 제강 슬래그는 현행 법률상 폐기물로 분류되고 있는 실정이다.

또한 종래에는 골재에 혼합되는 바인더로서, 에폭시 수지를 이용하는 경우가 대부분인데, 에폭시 수지의 특성상, 접착력은 탁월하나 빗물 등 노면수와 이슬, 서리 등 각종 수분이 결합될 경우에는 농구 코트처럼 매우 미끄러워지는 문제가 발생하게 된다. 따라서 골재와 수지를 프리 믹싱(pre-mixing)하는 방법이 불가능하므로, 노면에 에폭시 접착수지를 먼저 바른 후에 그 위에 골재를 고르게 포설하고 나서, 잔재를 제거하는 삼중 작업을 진행할 수밖에 없다. 그렇기 때문에 작업 공정이 복잡하고 품질관리가 까다로울 뿐만 아니라, 골재의 낭비 또한 무시할 수 없는데, 에폭시 수지에 부착되지 않은 골재인 잔재를 처리해야 하는 문제가 발생하기 때문이다.

뿐만 아니라, 에폭시 수지에 제대로 달라붙지 않은 골재 또는 일부만 부착된 골재 등이 차량의 이동에 따른 충격에 의해 접착층에서 탈락하는 현상이 빈번하게 발생하면서, 에폭시 수지층이 차량의 타이어와 접촉하게 되면서 미끄럼 방지 기능이 현저히 떨어지는 문제가 발생하게 된다. 또한 에폭시 수지는 완전 경화시까지 걸리는 시간도 3 ~ 5시간 정도로서, 작업이 완료된 후에도 상당 시간 동안 교통의 개방이 지연되는 어려움도 존재한다.

그러나 이와 같은 미끄럼 방지층을 형성하는 공법 자체만으로는 해결할 수 없는 한계가 존재하는데, 현재까지 개발된 여러 가지 다양한 종류의 미끄럼 방지층을 형성하는 공법이 있지만, 사계절이 뚜렷하고, 계절에 따른 온도와 기상의 변화가 매우 큰 한국의 도로 현실을 제대로 반영하지 못한 것이 대부분이다.

즉, 하절기에는 미끄럼방지 기능을 어느 정도 발휘할 수 있지만, 동절기에는 노면의 적설과 노면수의 동결 및 결빙 현상에 속수무책으로서, 미끄럼방지 기능을 전혀 달성하지 못하고 있는 실정이다. 동절기에 도로 표면이 얼어붙거나 눈이 쌓일 경우, 미끄럼을 방지하는데 근본적인 한계가 있으며, 특히 차도의 경우에는 미끄럼 저항의 감소로 사고 발생이 빈번해지는 문제가 있다.

미끄럼방지 구조와 로드 히팅 구조가 복합적으로 사용된다면 이러한 문제가 해결될 수 있을 것이다. 즉, 하절기에는 본래의 미끄럼방지 기능을 수행하고, 동절기에는 미끄럼방지 기능 뿐만 아니라 로드 히팅을 통하여 결빙 및 적설 방지 기능을 동시에 수행함으로써, 계절에 구애받지 아니하는 제동 성능을 확보하고 교통안전과 편의를 도모해야 할 필요성이 있는 것이다.

즉, 최근 심각한 문제로 대두되고 있는 현상으로서, 폭설로 인하여 국가 기간도로망이 마비되고 차량 및 운전자가 고속도로에 갇히는 상황을 미연에 방지할 수 있고, 아울러, 동절기 노면의 적설과 결빙을 제거하기 위해 현재 흔히 사용되는 염화칼슘이 차량의 부식과 환경오염을 발생시키는 원인물질이 되고 있으므로, 염화칼슘의 사용을 억제할 필요성이 제기되고 있는 것이다.

이와 같은 필요성 때문에 도로의 미끄럼을 방지하기 위한 여러 가지 방법들이 제안되고 있으며, '대한민국 등록실용 20-0313924호'에 게시된 도로의 결빙방지 시설도 그 중에 하나이다.

상기 등록 고안은 미끄럼방지제와 히팅코일을 이용한 도로의 결빙을 방지하기 위한 고안으로서, 도 1을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 상기 등록 고안의 도로 결빙 방지 시설의 구성이 도시된 단면도로서, 등록 고안의 구성을 살펴보면, 미끄럼방지면을 설치해야 할 영역의 기존도로의 포장층(10) 표면에 소정 간격으로 U턴하면서 연이어지는 형태로 형성된 요홈(11)과, 상기 요홈(11) 안에 매입되면서 도로 바깥에 마련된 전원공급장치와 연결되는 히팅코일(12)과, 상기 히팅코일(12)을 감싸면서 상기 요홈(11) 안에 채워지는 수지계 접착제 성분의 실링제(13)와, 상기 실링제(13)의 상부와 미끄럼방지면을 설치해야 할 영역의 기존도로 표면에 에폭시수지와 규사를 주성분으로 하는 에폭시수지 모르터를 포설하고 그 상면에 요철과 거칠기를 형성하여서 된 미끄럼방지제 도포막(14)으로 구성되어 있다.

이와 같은 등록 고안은 도로가 결빙되면, 상기 히팅코일(12)을 작동하여 히팅코일에서 발생된 열을 이용하여 상기 미끄럼방지제 도포막(14)의 상부인 도로 표면이 얼어붙는 것을 방지하여 차량의 안전운행을 도모하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 등록 고안은 미끄럼방지제(14)로 에폭시 수지 모르터를 이용하고, 또한 히팅 코일(12)을 감싸는 소재로 수지계 접착제 성분인 실링제(13)를 이용하는 등 전체적으로 열전도율이 낮은 소재를 이용하기 때문에, 상기 히팅 코일(12)에서 발생된 열이 도로 표면까지 충분히 전달되지 못하여 결빙 방지 성능이 현저히 떨어지는 문제가 발생된다.

물론 도로 표면까지 충분히 가열하기 위해 상기 히팅코일(12)의 발열량을 크게 하면 되지만, 이때에는 그만큼 많은 전력을 소모해야 되므로, 전력 소모 과다 등으로 인하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 상기 등록 고안은 미끄럼 방지제로 에폭시 수지 모르터를 이용하고 있 는 바, 에폭시 수지의 특성상, 접착력은 탁월하나 빗물 등 노면수와 이슬, 서리 등 각종 수분과 접착할 경우에 매우 미끄러워지는 문제가 발생하게 되고, 또 골재와 수지를 프리 믹싱(pre-mixing)하는 방법이 불가능하여 노면에 에폭시 접착수지를 먼저 바른 후에 그 위에 골재를 포설하고, 그 후 자재를 제거해야 하는 삼중 작업을 진행할 수밖에 없기 때문에 작업 공정이 복잡하고, 완전 경화시까지 걸리는 시간도 길어지므로, 교통 개방 시간도 지연되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 환경친화형 파쇄 슬래그 볼과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 혼합하여 미끄럼 방지제를 구성함으로써, 프리믹싱에 의해 한 번의 도포 작업으로 시공이 가능하여 시공성과 작업효율성이 크게 향상됨과 아울러, 접착력과 내구성이 증가하고, 골재의 손실과 낭비를 줄일 수 있으며, 환경오염 및 분진 발생을 억제할 수 있는 노면 미끄럼 방지 구조 및 그것의 시공 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 고안은 바인더로 아크릴계 수지를 이용함으로써 경화시간이 크게 단축됨에 따라 시공 후 교통 개방시간도 앞당길 수 있고, 시인성 확보를 위해 골재 및 수지 양자 모두에 다양한 착색이 가능하여 미끄럼 방지 시설이 필요한 여러 장소 또는 도로에 다양하고 폭넓게 적용될 수 있는 노면 미끄럼 방지 구조 및 그것의 시공 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 고안은 히팅 코일로부터 미끄럼방지층 표면까지 열전달이 이루어지 는 중간 영역에 열전달율이 우수한 알루미늄 옥사이드 등의 소재로 구성된 전열층을 형성하고, 미끄럼방지층 자체에도 열전달률이 높은 알루미늄 옥사이드 등의 소재를 혼합하여 구성함으로써 전력 소모량을 줄이고 결빙 방지 성능을 향상시킬 수 있는 노면 미끄럼 방지 구조 및 그것의 시공 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조는, 상부 표면에 연속된 홈부를 갖는 노면 포장층과; 상기 노면 포장층의 연속된 홈부에 삽입되어 외부 전원 공급에 따라 열을 발생시키는 히팅 코일과; 일정 이상의 열전도율을 갖는 금속 성분이 포함된 소재로 이루어져, 상기 히팅 코일을 포함하도록 상기 노면 포장층의 홈부와 이 홈부의 상부에 일정 두께로 도포되어 히팅 코일에서 발생된 열을 전달하는 전열층 부재와; 슬래그 볼을 프리믹싱 가능한 아크릴계 수지로 혼합한 소재로 이루어져, 상기 전열층 부재를 포함한 노면의 상부에 도포되어 미끄럼을 방지하는 미끄럼 방지부재를 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 전열층 부재는 상기 노면 포장층의 홈부에 역상의 곡선형 단면을 갖도록 도포되는 것이 바람직하다.

또한 상기 전열층 부재는 적어도 알루미늄 옥사이드가 포함되어 구성되는 것이 바람직하다.

상기 미끄럼 방지부재는 알루미늄 옥사이드 및 탄화규소가 혼합되어 구성되 는 것이 바람직하다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조는, 노면 포장층에 설치되어 외부 전원 공급에 따라 열을 발생시키는 히팅 코일과, 상기 히팅 코일을 포함하도록 상기 노면 포장층에 일정 두께로 도포되어 히팅 코일에서 발생된 열을 전달하는 전열층 부재와, 상기 전열층 부재를 포함한 노면의 상부에 도포되어 미끄럼을 방지하는 미끄럼 방지부재를 포함하여 구성되되, 상기 전열층 부재와 미끄럼 방지부재는 상기 히팅 코일에서 발생된 열을 미끄럼 방지부재에 전달할 수 있도록 일정 이상의 열전도율을 갖는 금속 성분이 포함된 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 시공 방법은, 히팅 코일을 설치할 수 있도록 노면 포장층에 연속되는 홈부를 형성하는 단계와; 상기 노면 포장층에 형성된 홈부에 히팅 코일을 삽입하여 설치하는 단계와; 상기 히팅 코일이 삽입된 홈부와 이 홈부 위에 알루미늄 옥사이드가 포함된 소재로 전열층을 형성하는 단계와; 상기 전열층 및 노면 포장층의 상부에 환경친화형 파쇄 슬래그 볼을 주된 구성원으로 하고, 열전도성이 좋은 골재를 혼합함과 아울러 바인더로 아크릴계 수지를 이용한 소재로 미끄럼 방지층을 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 전열층은 아크릴계 수지와 알루미늄 옥사이드로 된 골재를 프리 믹싱(Pre-Mixing)한 후에 홈부에 도포하는 것이 바람직하다.

또한 상기 미끄럼 방지층은 시인성의 확보 및 강화를 위해 티타늄 옥사이드, 지르코니아 비드, 유리 비드 중 적어도 어느 하나를 추가로 혼입한 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조가 도시된 종단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조를 갖는 노면의 개략적인 상방향 절개 사시도이다.

본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기존 노면 포장층(50)의 홈부(55)에 히팅 코일(60)이 설치되고, 상기 홈부(55)에 전열층 부재(70)가 도포되며, 상기 노면 포장층(50)과 전열층 부재(70) 상부에 미끄럼 방지부재(80)가 도포되는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 본 고안의 주요 구성 부분을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 노면 포장층(50)은 일반적인 아스팔트 포장이나, 콘크리트 포장 등에 해당하며, 이외에도 일정한 강성을 가진 물질로 이루어져 도로에 포장된 구조물이면 모두 해당될 수 있다.

이와 같은 노면 포장층(50)의 상부에 상기 히팅 코일(60)을 설치할 수 있도록 'U'자가 연속된 지그재그(zigzag) 구조로 홈부(55)가 형성된다. 이때 홈부(55)와 홈부(55) 사이의 간격은 30 ~ 50cm 가 적당하며, 홈부(55)의 폭 0.5cm, 깊이 1.5cm 정도로 형성할 수 있다. 여기서 상기 노면 포장층(50)의 홈부(55)는 도로의 길이 방향에 대하여 직교하는 방향으로 노면 커팅 방식으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 노면 포장층(50)의 홈부(55)는 포장층의 상태나, 도로의 여러 주변 여건에 따라 'U'자가 연속된 구조에 한정되지 않고, 연결 모양을 다양하게 형성할 수 있음은 물론이고, 또한 홈부(55)와 홈부(55)의 간격, 홈부(55)의 폭, 깊이 등도 실시 조건에 따라 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

다음, 상기 히팅 코일(60)은 일반적으로 바닥에 설치되는 히팅 코일(60)이면 족하고, 외부 전원 공급에 의해 노면의 결빙 상태를 해제할 수 있는 충분한 발열율을 가진 것이면, 어떤 히팅 코일(60)을 사용하여도 무방하다. 다만 차량 등이 다니는 도로에 적용할 경우에 하중에 대한 충분한 내구성을 갖는 코일을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 히팅 코일(60)은 도면에 도시하지는 않았지만, 외부 전원 공급 장치에 연결되어 전원을 공급받도록 구성되며, 보다 구체적으로는 도로의 가로등이나, 기타 도로의 전장 시설물에 전원을 제공하는 전원 공급 장치와 함께 사용하는 것도 가능하다. 물론, 단독으로 전원 공급 장치를 구성하는 것도 가능하다.

다음, 상기 전열층 부재(70)는 상기 히팅 코일(60)을 포함하도록 상기 노면 포장층(50)의 홈부(55)와 이 홈부(55)의 상부에 일정 두께로 도포된다. 이때 도포되는 구성은 상기 포장층의 홈부(55)만을 채우는 구성도 가능하나, 보다 바람직하게는 전열 효과를 높이기 위해 상기 노면 포장층(50)의 홈부(55)에 역상의 곡선형 단면을 갖도록 도포되는 것이 좋다.

이와 같은 전열층 부재(70)는 일정 이상의 열전도율을 갖는 금속 성분이 포함된 소재로 이루어지는데, 그 이유는 상기 히팅 코일(60)에서 발생된 열을 상기 미끄럼 방지부재(80)에 전달할 때 보다 높은 열전도율을 갖도록 하기 위한 것이다.

따라서 상기 전열층 부재(70)는 금속성분인 알루미늄 옥사이드가 포함되어 구성되는 것이 바람직한데, 이는 알루미늄 옥사이드가 비중이 낮고 경도가 우수하며, 특히 열전도율이 우수한 특성을 갖기 때문이다. 여기서 상기 전열층 부재(70)로 반드시 알루미늄 옥사이드에 한정되는 것이 아니며, 충분한 열전도율을 갖고, 히팅 코일(60)을 고정하고 보호할 수 있는 강성을 갖는 열전도 소재이면, 다른 금속성 소재를 사용하는 것도 무방하다.

다음, 상기 미끄럼 방지부재(80)는 상기 전열층 부재(70)를 포함한 노면의 상부에 도포되어 미끄럼을 방지하는 노면 포장재이다.

이와 같은 미끄럼 방지부재(80)는 아크릴계 수지와 혼합된 슬래그 볼로 이루어지는 것이 바람직하고, 여기에 미끄럼 방지층의 열전도 효율과 강성 및 경도를 제고할 수 있도록 알루미늄 옥사이드 및 탄화규소가 혼합되어 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 슬래그 볼은 슬래그 볼을 사용하는 것이 바람직한데, 슬래그 볼이라 함은 폐기물에 불과한 제강 슬래그를 특수한 방법에 의하여 무공해물질로 가공 처리한 것으로서, 용융상태의 제강 슬래그를 특수한 방법에 의해 급냉시키면 순도와 안정성을 높임과 동시에 환경오염의 원인인 F-CaO의 함량을 1% 이하로 줄일 수 있게 되고, 이것을 거칠기(조도)를 높이기 위해 불규칙한 형상으로 파쇄한 후, 칼라 코팅 과정을 거치게 되면 물성이 우수하고 친환경적이며 색감이 우수한 미끄럼방지용 골재로 이용할 수 있는 것을 말한다.

또한 상기 아크릴계 수지는 프리믹싱 가능한 아크릴계 수지로서, 상기 슬래그 볼과 혼합하는 바인더로 사용됨으로 인하여, 종래에 에폭시 수지를 이용할 때 프리믹싱(Pre-Mixing)이 불가능한 문제를 해결하고, 프리믹싱이 가능하게 하여 미끄럼 방지부재(80)의 시공이 보다 용이하게 이루어지도록 하는 기능을 갖는 것이다.

이와 같은 상기 아크릴계 수지는 아크릴계 접착제 또는 MMA(Methyl MethaAcrylate)계 접착제로서, 에멀젼 형태로 제작된 '아크릴 에멀젼 접착제'가 사용될 수 있으나, 이는 접착력과 내구성이 떨어지므로, 바람직하게는 아크릴(MMA) 수지계 주재와 아크릴계 경화제 및 아크릴계 경화촉진제가 별도로 구분되어 투명성과 강도가 우수한 고강도 고내구성의 아크릴계 접착제가 이용되는 것이 바람직하다.

상기 아크릴계 수지는 내구성과 접착력, 신율 등이 우수할 뿐만 아니라, 수분과 접촉되어도 매우 우수한 미끄럼 방지 기능을 유지함과 아울러, 경화시간도 매우 짧아서 작업 시간도 단축할 수 있도록 한다.

한편, 상기한 바와 같은 미끄럼 방지부재(80)는 시인성 확보를 위해 다양한 조색이 가능한데, 슬래그 볼 칼라화 가공을 통해 골재 자체를 다양한 색채로 제조될 수 있으며, 또한 바인더로 사용되는 상기 아크릴계 수지 역시 매우 뛰어난 착색 능력을 갖고 있으므로, 다양한 조색이 가능해진다.

또한 상기 슬래그 볼과 아크릴계 수지에 티타늄옥사이드, 지르코니아비드, 유리비드를 추가로 혼입함으로써, 백색 또는 은백색의 시각적 효과를 가미할 수도 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 따른 노면의 미끄럼 방지 구조의 시공 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지를 위한 시공 방법이 도시된 순서도이다.

도 4를 참조하면, 먼저, 히팅 코일(60)을 설치할 수 있도록 노면 포장층(50)에 홈부(55)를 형성한다(S₁). 이때 홈부(55)는 30 ~ 50cm 간격으로 폭 0.5cm, 깊이 1.5cm 로 도로의 길이 방향에 대하여 직교하는 방향으로 노면 커팅하는 방법으로 형성한다.

다음, 상기 노면 포장층(50)에 형성된 홈부(55)에 히팅 코일(60)을 삽입하여 설치한다(S₂). 이때 히팅 코일(60)의 길이는 코일의 적정 온도(예를 들면 50℃ 내외)와 전원 공급 장치의 위치 및 개소 등을 감안하여 적정하게 조정하여 설치한다.

다음, 상기 히팅 코일(60)이 삽입된 홈부(55)와 이 홈부(55) 위에 전열층을 형성한다(S₃). 즉, 상기 전열층 부재(70)는 열전도율이 매우 우수하고 경도가 높은 산화알루미늄 계열의 골재인 알루미늄 옥사이드를 히팅 코일(60) 주위에 15 ~ 20cm 정도의 폭으로 역상의 곡선형 단면을 갖는 형태로 포설하고, 아크릴계 수지를 스프 레이하여 정착하고 고정시킨다.

여기서 상기 전열층 부재(70)는 아크릴계 수지와 알루미늄 옥사이드로 된 골재를 프리 믹싱(Pre-Mixing)한 후에 홈부(55)의 내부와 홈부(55)의 상부에 도포하는 것도 가능하다.

다음, 상기 전열층의 상부에 미끄럼 방지부재(80)를 도포한다(S₄). 이때 미끄럼 방지부재(80)로는 슬래그 볼을 주된 구성원으로 하고, 여기에 알루미늄 옥사이드와 탄화규소 등 경도가 높고, 열전도성이 좋은 골재를 혼합함과 아울러 바인더로 아크릴계 수지를 이용한다.

여기서 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 주 구성 성분으로 혼합하여 미끄럼 방지부재(80)는 상기 두 재료의 혼합비는 2 : 1 중량비를 갖도록 혼합하는 것이 바람직하다. 또한 이때 상기 알루미늄옥사이드 또는 탄화규소 또는 이들의 조합한 혼입량은 상기 슬래그 볼의 중량 대비 10% ~ 20 % 인 것이 바람직하다.

상기 아크릴계 수지를 미끄럼 방지부재(80)의 바인더로 사용함에 따라 경화 속도가 빠르고, 접착력이 탁월할 뿐만 아니라, 내구성과 착색성이 뛰어나며, 신률과 미끄럼방지 기능이 월등해질 수 있게 된다.

한편, 상기 미끄럼 방지부재(80)에는 노면 조건에 따라 시인성의 확보 및 강화를 위해 티타늄 옥사이드, 지르코니아 비드 유리비드를 추가로 혼입함으로써 백색 또는 은백색을 시각적 효과를 가미할 수 있으며, 아크릴계 수지에 안료를 프리믹싱하여 사용할 수도 있다. 이때 상기 티타늄 옥사이드 또는 지르코니아비드 또는 유리 비드 또는 이들의 조합한 혼입량은 상기 슬래그 볼의 중량 대비 10% ~ 20 % 인 것이 바람직하다.

또한 상기 미끄럼 방지부재(80)의 골재의 주성분으로 사용되는 특수 가공 처리된 슬래그 볼은 여러 가지 다양한 칼라가 가능하며, 노면의 조도를 유지하기 위해 파쇄된 괴형의 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조 및 그것의 시공 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.

노면이 결빙되지 않은 평상시에는 히팅 코일에 전원을 공급하지 않게 된다. 이때에는 상기 미끄럼 방지부재(80)의 고유 특성에 의해 도로 표면의 마찰력 즉, 미끄럼 저항을 증대시키게 된다.

즉, 상기 미끄럼 방지부재(80)는 골재로 슬래그 볼을 통해 표면 거칠기를 극대화 하고, 바인더로 사용된 아크릴계 수지를 통해 각종 수분에 노출되어도 충분한 저항력을 갖도록 하여 미끄럼 저항을 향상시킬 수 있게 된다.

노면이 결빙되는 동절기에는 히팅 코일(60)에 전원을 공급하여 노면이 결빙되는 것을 방지하게 된다.

이때에는 전열층 부재(70)와 미끄럼 방지부재(80)가 알루미늄 옥사이드, 슬래그 볼 등 열전도 효율이 높은 소재로 이루어져 있기 때문에 히팅 코일(60)의 작은 발열량으로도 노면에 충분한 열이 전달되어 결빙 부분의 해빙이 가능해지게 된다.

특히 상기 알루미늄 옥사이드는 전술한 바와 같이 비중이 낮고 경도가 우수하며, 열전도율이 철의 3배 이상으로써 철의 성질을 띤 슬래그 볼의 열전도 기능을 보완하는 역할을 하게 된다.

상기와 같은 본 고안의 노면 미끄럼 방지 구조는, 미끄럼 방지부재(80) 자체의 특성에 의한 미끄럼 방지 기능에, 히팅 코일(60)을 결합하여 구성함으로써 평상시는 물론 동절기에도 도로의 미끄럼을 보다 확실하게 방지할 수 있으며, 또한 산화알루미늄계 열전도층을 형성함으로써 히팅 코일(60)의 열효율을 극대화하여 경제적 효율성도 높일 수 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용을 갖는 본 고안과 선행 기술을 표로 비교하여 설명하면 다음과 같다.

구 분	선행 기술 (등록실용 20-313924)	본 고안
사용골재	제강슬래그(폐기물) 또는 규사	환경친화형 파쇄 슬래그 볼
사용수지	에폭시계 수지	프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지
도포작업방식	3중 작업으로 공정이 복잡하다. ①수지도포②골재살포③잔재제거	1회 작업
품질관리	까다롭다.	균일한 품질확보가 가능하다.
미끄럼방지층의 내구성	골재의 하부만 수지에 박혀 있기 때문에, 접착용 수지에서 골재가 탈락되는 현상이 빈번하다.	골재 전체가 수지에 완전하게 감싸진 상태이기 때문에 골재 탈락이 없다.
수지의 미끄럼저항성	전혀 없다.	우수하다.
신율(탄성)	탄성이 없으므로, 노면의 수축 팽창 및 균열에 대응할 수 없다.	신율이 우수하여 온도에 따른 노면의 수축 팽창을 흡수한다.
시인성 및 착색성	없다.	골재 및 수지 양자 모두의 다양한 착색이 가능하며, 색감이 매우 우수하다.
경화시간	3 ~ 5시간	1시간 이내
작업 후 교통개방	3시간 이상의 교통통제	신속한 교통개방 가능
잔재처리	잔재발생으로 인한 골재 손실이 많다.	잔재 발생이 없다.
자외선 반응도	양호하다.	매우 우수하다.
내화학성	양호하다.	매우 우수하다.
환경 및 인체에 미치는 영향	유해하다.	무해하다.
히팅코일의 열 효율	전열층이 없고,히팅코일을 접착제 성분의 실링재로 감싸므로 열전도 효율이 매우 낮다.	열전도율이 높은 소재로 구성된 전열층이 있어서, 미끄럼방지층의 열전도 효율이 높다.
히팅코일 간격	열전도 효율이 낮으므로, 히팅코일의 간격이 8~10㎝ 정도이다.	열전도 효율이 높으므로, 히팅코일의 간격을 30㎝ 정도를 높일 수 있다.
미끄럼방지층의 열전도 효율	규사(실리카샌드)를 사용하므로, 열전도 효율이 낮다.	알루미늄옥사이드를 사용하므로, 열전도 효율이 높다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 고안에 따른 노면 미끄럼 방지 구조 및 그것의 시공 방법은, 히팅 코일로부터 도로 표면까지 열전달이 이루어지는 영역에 열전달율이 높은 알루미늄 옥사이드, 환경친화형 파쇄 슬래그 볼 등의 소재를 사용하여 구성하기 때문에 도로 해빙시에 전력 소모량을 줄여 경제성을 높이면서도, 결빙 방지 성능을 향상시킬 수 있는 이점을 제공하게 된다.

또한 본 고안은 미끄럼 방지층을 환경친화형 파쇄 슬래그 볼에 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 바인더로 이용하여 구성함으로써 우수한 열전도율을 가지면서도 프리 믹싱이 가능하여 미끄럼 방지층의 시공이 용이하고, 아울러 공사 시간을 단축할 수 있으며, 알루미늄옥사이드 및 탄화규소를 골재에 혼합할 경우에 미끄럼 방지층의 열전도 효율과 강성 및 경도를 크게 높일 수 있는 이점을 제공하게 된다.

결국 본원 고안은 급경사 구간이나 급커브 구간, 스쿨 존, 버스 전용차로, 골프장 주행로 등의 위험한 도로면에서의 제공 거리를 단축하고, 주행 안전성을 제고하는 것은 물론, 동절기의 적설과 노면수의 동결을 예방하여 궁극적으로 교통안전과 편의를 도모하는 이점을 제공하게 된다.

Claims (5)

1. 상부 표면에 연속된 홈부를 갖는 노면 포장층과;

   상기 노면 포장층의 연속된 홈부에 삽입되어 외부 전원 공급에 따라 열을 발생시키는 히팅 코일과;

   일정 이상의 열전도율을 갖는 금속 성분이 포함된 소재로 이루어져, 상기 히팅 코일을 포함하도록 상기 노면 포장층의 홈부와 이 홈부의 상부에 일정 두께로 도포되어 히팅 코일에서 발생된 열을 전달하는 전열층 부재와;

   슬래그 볼을 프리믹싱 가능한 아크릴계 수지로 혼합한 소재로 이루어져, 상기 전열층 부재를 포함한 노면의 상부에 도포되어 미끄럼을 방지하는 미끄럼 방지부재를 포함한 것을 특징으로 하는 노면 미끄럼 방지 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 전열층 부재는 상기 노면 포장층의 홈부에 역상의 곡선형 단면을 갖도록 도포된 것을 특징으로 하는 노면 미끄럼 방지 구조.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 전열층 부재는 적어도 알루미늄 옥사이드가 포함되어 구성된 것을 특징 으로 하는 노면 미끄럼 방지 구조.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 미끄럼 방지부재는 알루미늄 옥사이드 및 탄화규소가 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 노면 미끄럼 방지 구조.
5. 노면 포장층에 설치되어 외부 전원 공급에 따라 열을 발생시키는 히팅 코일과, 상기 히팅 코일을 포함하도록 상기 노면 포장층에 일정 두께로 도포되어 히팅 코일에서 발생된 열을 전달하는 전열층 부재와, 상기 전열층 부재를 포함한 노면의 상부에 도포되어 미끄럼을 방지하는 미끄럼 방지부재를 포함하여 구성되되,

   상기 전열층 부재와 미끄럼 방지부재는 상기 히팅 코일에서 발생된 열을 미끄럼 방지부재에 전달할 수 있도록 일정 이상의 열전도율을 갖는 금속 성분이 포함된 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 노면 미끄럼 방지 구조.

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