KR20050042680A - 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를이용한 도로 및 그의 시공방법 - Google Patents

토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를이용한 도로 및 그의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연약지반에 경량 성토재 성토시 성토로 인한 침하량을 최소화시킴으로써 연약지반상 축조된 기존 도로에 위해가 없이 시공하거나, 기존 구조물의 확장시 부지가 협소한 경우 또는 급경사지에 도로를 축조하거나 확장하는 경우 절토사면을 최소화한 상태 및 자연환경 훼손을 최소화한 상태로 경량 성토재를 성토함으로써 구조물의 하중을 경감시켜 구조물의 거대화를 방지하고 시공성 및 안정성, 경제성을 증가시킬 수 있도록 한 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 사면과; 상기 사면의 경사면을 따라 설치되는 차배수매트와; 상기 사면의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 설치되는 보호벽과; 상기 차배수매트의 하단부와 보호벽 사이에 설치되는 배수공과; 상기 사면과 보호벽 사이의 일정한 공간에 성토되는 경량 성토재로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 사면의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기를 시행하는 단계; 상기 터파기 부분에 보호벽을 설치하는 단계; 상기 사면의 경사면을 따라 차수매트를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트를 설치하는 단계; 상기 보호벽과 차배수매트 사이에 배수공을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계;
상기 사면과 보호벽 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하는 단계; 및 상기 경량 성토재의 상부에 아스콘 등의 포장재로 포장하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법{light weight soil manufacture equipment and light weight soil use was carried out road and its construction method for civil engineering structure}
본 발명은 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법에 관한 것으로, 특히 연약지반에 경량 성토재 성토시 성토로 인한 침하량을 최소화시킴으로써 연약지반상 축조된 기존 도로에 위해가 없이 시공하거나, 기존 구조물의 확장시 부지가 협소한 경우 또는 급경사지에 도로를 축조하거나 확장하는 경우 절토사면을 최소화 한 상태 및 자연환경 훼손을 최소화한 상태로 경량 성토재를 성토함으로써 구조물의 하중을 경감시켜 구조물의 거대화를 방지하고 시공성 및 안정성, 경제성을 증가시킬 수 있도록 한 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 원료토와 시멘트, 물 및 기포를 혼합하여 경량화 한 것, 또는 시멘트, 물 및 기포를 혼합하여 경량화 한 것을 경량 성토재(Foamed Mixture light-weight Soil)라 하며, 또한 경량 성토재를 이용하는 공법을 경량 성토공법(Foamed Cement Banking Method)이라 한다.
여기서, 상기 경량 성토재는 경량성, 유동성, 경화 후의 자립성 등의 특징을 가지며, 임의의 반죽 직후의 습윤밀도(생비중)나 일축압축강도를 잠정배합중으로부터 선정할 수 있다.
특히, 경량 성토재에서는 성토 하중의 저감, 균등 부설ㆍ다짐의 생력화, 협소부의 충전, 연직 성토의 시공 등이 가능하며, 또한 균등부설ㆍ다짐작업이 불필요하기 때문에 저소음ㆍ저진동으로 단시간에 성토가 가능한 특징이 있으며, 통상의 흙에서는 시공이 곤란한 장소의 시공에 가장 적합한 장점이 있다.
그러나, 경량 성토재를 사용함이 없이 연약지반상에 추가적으로 용지를 매입하지 않고 도로를 확장할 경우에는 도로의 확장폭에 해당하는 하중으로 인해 확장폭에 해당되는 하중으로 인해 추가의 압밀침하로 인한 장기적인 침하가 발생되며, 기존 제체에 위해를 발생시킬 수 있다.
또한, 구조물의 하중경감을 위해 경량 성토재를 사용할 경우에는 연약지반상 교대의 뒷채움재에는 종래의 경량 성토재가 많이 사용되고 있으나, 종래의 경량 성토재는 산, 기름 등의 유제에 의해 용해되는 단점이 있으며, 구조적인 문제 발생시 보수 및 보강이 어렵고, 매우 고가인 점이 문제점으로 지적되고 있다.
그리고, 절개지 도로 성토시에 사용되는 기존 도로확장 혹은 신설도로를 절토지역에 설치할 경우에는 기존의 방법은 절토를 하거나 편절, 편성에 의해 도로를 개설하는데 절토로 인한 도로개설의 경우에는 대절토사면이 형성되어 장기적으로 위험요소로 작용할 뿐만 아니라 절토로 인한 환경훼손이 심해지는 문제점이 있다.
또한, 기존 연약지반 성토시 지반개량을 위하여 대개 무처리후 혹은 배수용 드레인을 설치한 후 일반 성토재로 성토할 경우에는 각 단계별 성토로 인한 공기의 지연 및 침하량이 과다해지는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 연약지반에 경량 성토재 성토시 성토로 인한 침하량을 최소화시킴으로써 연약지반상 축조된 기존 도로에 위해가 없이 시공하거나, 기존 구조물의 확장시 부지가 협소한 경우 또는 급경사지에 도로를 축조하거나 확장하는 경우 절토사면을 최소화 한 상태 및 자연환경 훼손을 최소화한 상태로 경량 성토재를 성토함으로써 구조물의 하중을 경감시켜 구조물의 거대화를 방지하고 시공성 및 안정성, 경제성을 증가시킬 수 있도록 한 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로는 사면과; 상기 사면의 경사면을 따라 설치되는 차배수매트와; 상기 사면의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 설치되는 보호벽과; 상기 차배수매트의 하단부와 보호벽 사이에 설치되는 배수공과; 상기 사면과 보호벽 사이의 일정한 공간에 성토되는 경량 성토재로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법은 사면의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기를 시행하는 단계; 상기 터파기 부분에 보호벽을 설치하는 단계; 상기 사면의 경사면을 따라 차수매트를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트를 설치하는 단계; 상기 보호벽과 차배수매트 사이에 배수공을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계; 상기 사면과 보호벽 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하는 단계; 및 상기 경량 성토재의 상부에 아스콘 등의 포장재로 포장하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용하여 기존도로에 도로확장부를 시공한 상태를 도시한 예시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로는 기존 도로(10)와; 상기 기존도로(10)로부터 소정의 간격을 두고 설치되는 보호벽(20)과; 상기 기존도로(10)와 보호벽(20) 사이의 소정의 공간에 성토되는 경량 성토재(30)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로는 기존도로(10)의 측면에 보호벽(20)을 설치하고, 경량 성토재(30)를 성토하여 도로의 확장부(40)를 신설함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 보호벽(20)은 경량 성토재(30)의 풍화방지 등, 경량 성토재(30)의 성토체 보호를 위해 설치한다.
또한, 본 발명과 같이 기존도로(10)의 확폭 성토에 이용하는 경우나 도로 부대 구조물(벽난간, 차음벽 기초등)을 설치하는 경우 등은 경량 성토재(30)의 파괴에 의한 분리 전도의 방지, 크랙의 억제 등을 위해 보호벽(20)을 설치한다.
그리고, 상기 기존도로(10)에 접한 지반으로부터 물이 발생될 우려가 있는 부분에는 차배수매트(72, 74)를 철근(76)을 사용하여 설치하여, 물길을 다른 데로 돌리거나, 차배수매트(72, 74)를 따라 하단에 설치된 배수공(80)을 통해 배수되도록 한다.
한편, 상기 경량 성토재(30)는 시멘트, 원료토, 물 및 기포를 혼합, 또는 시멘트, 물 및 기포를 혼합하여 제작하되, 원료토, 물 및 시멘트량의 배합비율을 변화시킴으로써 목적 단위체적 중량 및 강도에 있어서의 경제적인 배합선정을 할 수 있다.
단위체적 중량 : 5-13kN/㎥(0.5-1.3tf/㎥)
일축압축강도 : 0.3-10MN/㎡(3-100kgf/㎠)
경량 성토재(30)의 유동성은 단위수량, 시멘트량 및 기포량에 따라서 조정하는 것이 가능하고, 최대 500m까지의 배관에 의한 압송이 가능하며, 또 다짐의 필요도 없으며, 경화하면 자립하기 때문에 직립 성토가 가능하며, 또한 구조물에 작용하는 토압을 작게 할 수 있다.
또한, 경량 성토재(30)는 모래나 석분 또는 건설현장에서 발생하는 흙이나 점토 등의 건설 부산물이나 소각회나 오니 등의 원료토에 시멘트나 물 및 기포를 혼합하여 현장에서 제조함으로, 재료운반에 따른 비용이 절감됨과 동시에 시공후 경량토의 체적이 약 3-6배 정도로 팽창된다.
이하, 상기한 바와 같은 경량 성토재의 제조장치 및 이를 이용한 경량 성토재 제조에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 건설공사용 현장타설식 경량 성토재 제조장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 소정량의 원료토를 연속적으로 공급하도록 상부에 위치된 원료토 탱크(12)와 상기 원료토 탱크(12)의 하부 측면에 벨트컨베이어(14)상에 원료토를 배출시키도록 배출구(16)로 이루어진 원료토 공급장치(10)와; 소정량의 시멘트를 연속적으로 공급하도록 사일로(22)와 상기 사일로(22)의 하부 중앙에 시멘트량을 적절하게 조절시키는 로터리 호퍼(24)로 이루어진 시멘트 공급장치(20)와; 소정량의 물을 연속적으로 공급하도록 물탱크(32)와 상기 물탱크(32)로부터 연속적으로 물을 압송시키는 통수관(34)과 상기 통수관(34)에는 일정한 양의 물을 공급시키도록 유량계(36) 및 유량제어밸브(38)로 이루어진 물공급장치(30)와; 상기 원료토 공급장치(10)와 시멘트공급장치(20) 및 물공급장치(30)로부터 배출된 원료토, 시멘트, 물을 적당한 비율로 혼합하도록 투입구가 형성된 호퍼(42)와 상기 호퍼(42)의 하부에 길이방향으로 소정의 경사로 설치된 회전드럼(44)과 상기 회전드럼(44)내에 장착된 교반날개(46)로 이루어진 혼합장치(40)와; 소정량의 기포를 연속적으로 공급하는 기포공급장치(50)와; 상기 혼합장치(40)로부터 제조된 몰탈과 기포공급장치(50)로부터 발생된 기포를 소정의 비율로 혼합하여 경량 성토재를 제조하도록 투입구가 형성된 호퍼(62)와 상기 호퍼(62)의 하부에 횡렬로 설치되는 회전드럼(64)과 상기 회전드럼(64)의 내면에 다수개가 설치되는 교반날개(66)로 이루어지는 경량 성토재 제조장치(60)와; 상기 경량 성토재 제조장치(60)로부터 제조된 경량 성토재를 이송시키도록 길이방향으로 설치된 회전드럼(71)과 상기 회전드럼(71)의 일단부에 구비된 경량 성토재 투입용 호퍼(72)와 상기 회전드럼(71)의 타단부에 구비된 배출관(73)과 상기 회전드럼(71)의 중심부에 삽입된 믹서기(74)와 상기 믹서기(74)의 일단측에 장착된 이송용 모터(75)와 상기 믹서기(74)의 타단측에 장착된 펌프(76)로 이루어지는 이송장치(70)로 구성된다.
여기서, 상기 원료토 공급장치(10)는 소정량의 원료토를 담을 수 있도록 원료토 탱크(12)와 상기 원료토 탱크(12)의 하부 측면에 설치된 배출구(16)로 구성되며, 상기 원료토 탱크(12)내에 저장된 원료토가 배출구(16)를 통해 배출됨과 동시에 하부에 위치된 벨트컨베이어(14)를 따라 혼합장치(40)로 이송되도록 되어 있다.
다음에, 상기 시멘트 공급장치(20)는 소정량의 시멘트를 연속적으로 공급하도록 사일로(22)와 상기 사일로(22)의 하부 중앙에 시멘트량을 적절하게 조절시키는 로터리 호퍼(24)로 구성되어, 상기 로터리 호퍼(24)를 적절하게 조절하여 적당한 양의 시멘트가 배출되도록 한다.
또한, 상기 물공급장치(30)는 소정량의 물을 연속적으로 공급하도록 물탱크(32)와 상기 물탱크(32)로부터 연속적으로 물을 압송시키는 통수관(34)과 상기 통수관(34)에는 일정한 양의 물을 공급시키도록 유량계(36) 및 유량제어밸브(38) 연결되어 구성됨으로써, 상기 물탱크(32)의 일단에 연결된 유량계(36) 및 유량제어밸브(38)를 이용하여 물탱크(32)내의 수위를 일정하게 유지함과 동시에 일정한 수두차로 안정된 정량급수가 혼합장치(40)로 이루어지도록 한다.
그리고, 상기 혼합장치(40)는 각각 원료토 공급장치(10)와 시멘트 공급장치(20) 및 물공급장치(30)로부터 배출된 원료토, 시멘트 및 물을 호퍼(42)로 투입하여, 상기 호퍼(42)의 하단부에 길이방향으로 위치된 회전드럼(44)내를 통과하면서, 상기 회전드럼(44)내에 교반날개(46)에 의해 혼합 믹싱되어 몰탈이 제조된다.
한편, 상기 기포공급장치(50)는 기포원료가 저장된 기포제탱크와 상기 기포제탱크로로부터 배출된 기포원료는 일측에 형성된 물탱크로부터 물을 공급받아 기포제와 물이 혼합되어 기포를 제조하여, 제조된 기포는 경량 성토재 제조장치(60)로 공급된다.
다음에, 상기 경량 성토재 제조장치(60)는 일측에 설치된 혼합장치(40)와 타측에 설치된 기포공급장치(50)로부터 배출된 몰탈 및 기포를 호퍼(62)와 회전드럼 (64) 및 교반날개(66)를 통해서 배출되도록 한 것으로서, 여기서 호퍼(62)와 회전드럼(64)은 호퍼(62)의 하단에 회전드럼(64)이 설치되며, 상기 회전드럼(64)내에는 다수의 교반날개(66)가 장착된 구조이다.
여기서, 상기 경량 성토재 제조장치(60)는 상기 회전드럼(64)과 교반날개(66)의 회전수와 회전 방향은 임의로 제어할 수 있도록 함과 동시에 회전드럼(64)가 소정의 기울기 경사지게 배치될 수 있도록 가변적으로 운용되며, 상기 호퍼에(62)는 원료토와 물 및 시멘트로 이루어진 몰탈에 기포를 투입하여 연속적으로 공급시켜 이것들이 회전드럼(64)내 교반날개(66)에 의해서 교반 혼합되어 경량 성토재가 제조된다.
이어서, 상기한 바와 같은 경량 성토재 제조장치(60)를 통과한 경량 성토재는 이송장치(70)에 의해 이송되는 바, 즉 상기 이송장치(70)는 경량 성토재를 이송시키도록 길이방향으로 설치된 회전드럼(71)과 상기 회전드럼(71)의 일단부에 구비된 경량 성토재 투입용 호퍼(72)와 상기 회전드럼(71)의 타단부에 구비된 배출관(73)과 상기 회전드럼(71)의 중심부에 삽입된 믹서기(74)와 상기 믹서기(74)의 일단측에 장착된 이송용 모터(75)와 상기 믹서기(74)의 타단측에 장착된 펌프(76)로 구성된다.
즉, 상기 호퍼에 경량 성토재 제조장치로부터 배출된 경량 성토재를 투입하한 후, 상기 호퍼(72)로 투입된 상기 경량 성토재는 회전드럼(71)내 믹서기(74)를 통과하면서 적절하게 혼합됨과 동시에 펌프(76)의 압력에 의해서 배출관(73)으로 배출되도록 하며, 이러한 배출관(73)을 통해 배출된 경량 성토재를 현장의 성토장소에 성토하면 된다.
이때, 상기 펌프(76)는 일반적으로 스퀴즈펌프나 연동펌프(peristaltic pump)를 사용함을 밝혀둔다.
이하, 상기한 바와 같은 현장타설식 경량 성토재 제조장치에 의해 제조된 경량 성토재를 이용한 도로 시공에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법은 기존도로(10)의 인접부분에 소정의 간격을 두고 보호벽(20)을 설치하는 단계; 상기 기존도로(10)와 보호벽(20)과의 사이의 소정의 공간에 차배수매트(72, 74)를 설치하는 단계; 상기 차배수매트(72, 74)의 하단부와 보호벽(20)과의 사이에 배수공(80)을 형성하는 단계; 상기 기존도로(10)와 보호벽(20)과의 사이의 소정의 공간에 경량 성토재(30)를 성토하여 지반을 개량함과 동시에 도로의 확장부(40)를 형성하는 단계; 상기 기존도로(10)의 확장부(40)를 일정한 기간동안 압밀침하가 이루어지도록 방치하는 단계; 상기 도로확장부(40)의 상부를 일정한 두께로 포장(50)하는 단계; 및 기존도로(10)를 보수 및 보강하는 단계를 순차적으로 시행함을 특징으로 한다.
먼저, 상기 보호벽(20) 설치단계는 기존도로(10)에 인접된 부분에 소정의 간격을 두고 경량 성토재(30)의 풍화방지 등, 경량 성토재(20) 성토체의 보호를 위해 보호벽(20)을 설치한다.
이어서, 상기 차배수매트(72, 74) 설치단계는 내부에 경량 성토재(30)는 기포를 가지고 있기 때문에, 경량 성토재(30)가 물을 흡수하면 습윤밀도가 증가하여, 경량성을 잃게 될 뿐만 아니라 강도저하를 낳기 때문에 경량 성토재(30)의 경량성이나 강도를 중요시하는 사면(60)에는 차수성을 갖는 차수매트(72)를 설치하고, 기설 경사면과 같은 성토층 또는 지반은 투수성을 갖는 배수매트(74)를 설치하여, 경량 성토재(30)에 외부에서 발생된 물이 유입되는 것을 차단시켜, 기설 지반의 성토측에 통수되지 않도록 하고, 상기 차배수매트(72, 74)에 의해 차단 및 배수된 물은 배수공(80)을 통하여 적절히 외부로 배수되도록 한다.
이어서, 상기 도로의 확장부(40) 형성단계는 기존도로(10)와 보호벽(20)과의 사이의 공간에 배관에 의한 펌프 압송 또는 직접 펌프 압송으로 운반한 후, 도로를 확장할 부분에 직접 경량 성토재(30)를 성토하며, 1층의 성토높이는 1m를 원칙으로 하면서 다단계로 경량 성토재(30)를 성토한다.
즉, 경량 성토재(30) 성토시 지반의 최하단에는 와이어매쉬(78)를 설치한 후, 경량 성토재(30)를 성토하며, 상기 경량 성토재(30)의 최상단에도 와이어매쉬(78)를 설치하여 경량 성토재가 성토후 균열이 발생되는 것을 방지토록 한다.
그 후, 상기 경량 성토재(30)의 양생은 일반 콘크리트와 마찬가지로 강도를 충분히 발현시켜 균열 등을 막기 위해 적절한 성토 양생하되, 성토 1층마다 양생은 특별히 필요로 하지 않으나, 성토 종료시에는 급격한 건조에 의한 균열 등을 방지하기 위해 시트 등에 의한 양생을 한다.
그리고 나서, 상기 방치단계는 경량 성토재(30)의 성토로 인한 중량으로 도로확장부(40)의 지반이 일정한 기간동안 침하가 이루어지도록 한다.
즉, 상기 경량 성토재(30)가 성토된 부분이 연약지반인 경우에는 압밀침하가 이루어지도록 한다.
이어서, 상기 포장(50) 및 기존도로(10) 보수 및 보강단계는 도로의 확장부(40)의 상부를 일정한 두께로 포장(50)하고, 기타 기존도로(10)를 보수 및 보강한다.
이하, 본 발명을 실시예를 예로 들어 좀 더 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용하여 사면에 도로를 신설한 상태를 도시한 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용하여 도로를 신설하는 상태를 도시한 시공도1이며, 도 4는 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용하여 도로를 신설하는 상태를 도시한 시공도2이며, 도 5는 경량 성토재를 1m 높이로 사면에 성토하는 상태를 도시한 예시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로는 기존 사면(60)과; 상기 사면(60)의 경사면을 따라 설치되는 차배수매트(72, 74)와; 상기 사면(60)의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 설치되는 보호벽(20)과; 상기 차배수매트(72, 74)의 하단부와 보호벽(20)과의 사이에 설치되는 배수공(80)과; 상기 사면(60)과 보호벽(20)과의 사이의 일정한 공간에 성토되는 경량 성토재(30)로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로는 사면(60)에 경량 성토재(30)를 이용하여 도로(70)를 신설하는 것을 본 발명의 기술적 사상으로 한다.
여기서, 상기 보호벽(20)은 경량 성토재(30)가 성토시 유동성이 좋으므로, 적은 간극으로부터도 유출할 가능성이 있으므로 사면(60)의 시공시는 보호벽(20)과 보호벽(20)의 간극, 사면(60)과 보호벽(20)과의 간극을 없게 하여 누설되지 않도록 한다.
또한, 상기 경량 성토재(30)는 상술한 바와 같은 도로의 확장부(40)에 사용되는 것과 동일한 것을 사용하되, 성토장소에 따라 배합비율을 다르게 하여 성토 하도록 한다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법은 사면(60)의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기(62)를 시행하는 단계; 상기 터파기(62) 부분에 보호벽(20)을 설치하는 단계; 상기 사면(60)의 경사면을 따라 차수매트(72)를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트(74)를 설치하는 단계; 상기 보호벽(20)과 차배수매트(72, 74)와의 사이에 배수공(80)을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계; 상기 사면(10)과 보호벽(20)과의 사이의 일정한 공간에 경량 성토재(30)를 성토하는 단계; 및 상기 경량 성토재의 상부에 아스콘 등의 포장재로 포장(50)하는 단계로 이루어진다.
먼저, 상기 터파기(62) 단계는 보호벽(20)을 설치하기 위해 사면(60)의 일정부분의 하부를 절개 형성한다.
이어서, 상기 차배수매트(72, 74) 설치단계는 경량 성토재(30)는 내부에 기포를 가지고 있기 때문에, 물을 흡수하면 습윤밀도가 증가하여, 경량성을 잃게 될 뿐만 아니라 강도저하를 낳기 때문에, 경량 성토재(30)의 경량성이나 강도를 중요시하는 사면(60)에는 외부에서 발생된 물의 흡수를 차단시켜 기설 지반의 성토측에 통수되지 않게 배수공(80) 및 차배수매트(72, 74) 등에 의해 적절히 외부로 배수시키지 않으면 안된다.
따라서, 경량 성토재(30)를 성토할 장소는 차수성을 가지는 차수매트(72)를 설치하고, 기설 경사면과 같은 성토층 또는 지반은 투수성을 갖는 배수매트(74)를 설치하여, 경량 성토재(30)에 물이 유입되는 것을 차단시키도록 하고, 차단 및 배수된 물은 배수공(80)을 외부로 배수되도록 한다.
이때, 상기 사면(60)에 필요에 따라 엄지말뚝(82)을 항타하여 사면(60)을 다진 후 후속공정을 수행하도록 한다.
이어서, 상기 보호벽(20) 설치단계는 터파기(62) 부분에 보호벽(20)을 설치하되, 경량 성토재(30)가 사면(60) 성토시 유출할 가능성이 있으므로 보호벽(20)과 보호벽(20)의 간극 및 사면(60)과 보호벽(20)의 간극을 밀실하게 하여 누설되지 않도록 한다.
그 후, 상기 도로(70) 형성단계는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 경량 성토재(30)를 혼합한 후 펌프로 압송한 후 경량 성토재(30) 성토시 1회 성토높이를 1m 정도로 하되 사면(60)의 경사도가 2% 정도 되는 곳까지 1회 성토높이를 1m 정도를 원칙으로 수평으로 성토함과 동시에 양생시켜 도로(70)를 형성한다.
여기서, 상기 경량 성토재(30) 성토시 1회 성토된 경량 성토재(30)를 완전히 경화시킨 후 새로운 경량 성토재(30)를 다단계로 성토하여 도로(70)를 형성한다.
이때, 지반의 최하단에는 와이어메쉬(78)를 설치한 후, 경량 성토재(30)를 성토한 후 상기 성토된 경량 성토재(30)의 최상단에도 와이어메쉬(78)를 설치하여 경량 성토재(30)가 성토후 균열이 발생되는 것을 방지하면서 도로를 형성한다.
즉, 상기 경량 성토재(30) 성토시 성토부위가 도 5에 도시된 바와 같이, 사면(60)인 경우에는 1층의 높이가 1m내로 경사 2%범위내에서 1층 성토후 2층을 성토하는 다단계 방식으로 경량 성토재(30)를 성토하며, 상기 경량 성토재(30) 성토시 최하단이나 최상단에 필요에 따라 와이어메쉬(78)를 설치하여 경량 성토재(30)의 균열을 방지토록 하며, 상기 와이어메쉬(78)상에 차수매트(72)를 설치하여 물이 와이어메쉬(78)를 통해 경량 성토재(30)로 유입되는 것을 근본적으로 차단시킨다.
최종적으로, 상기 포장(50)단계는 도로(70)의 상부를 일정한 두께로 아스콘, 아스팔트나 시멘트로 포장하고, 기타 각종 부대 구조물을 설치한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법은 연약지반상 도로확장 공사시 도로부지의 확장이 불가능한 경우, 연약지반상 침하량 경감 및 토압경감을 성토시, 구조물 뒷채움 공사시 토압에 의한 구조물의 거대화 및 위험 감소시, 급사면 지역에서 도로 신설 및 기존 도로 확장시 절토 대신 성토 혹은 편절, 편성에 의해 환경훼손 방지 및 사면 안정성 확보를 필요로 하는 경우에 두루 적용될 수 있는 이점이 있다.
둘째, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법은 연약지반상 추가로 용지를 매입하지 않고 도로를 확장할 경우에는 흙으로 축재될 경우의 1/2-1/4 정도의 경량토로 시행함으로써 연약지반 처리공법에 대한 다양한 효과를 줄 수 있는 이점이 있다.
셋째, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법은 구조물의 뒷채움재를 경량화 시킴으로써 구조물의 거대화를 방지하고, 구조물 축조 공사비를 절감할 수 있으므로 경제적이고 안전한 시공을 할 수 있는 장점이 있다.
넷째, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법은 사면의 일부를 경량 성토재 성토에 의해 사면의 절취를 최소화하거나 혹은 사면의 절취 없이 성토에 의해 도로를 개설할 수 있는 장점이 있다.
다섯째, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법은 기존 제체 하부를 제거하고 그 보다 동등 혹은 작은 하중이 재하되도록 터파기를 한 후 경량성토를 시행함으로 인하여 추가적인 용지 매수가 불필요하거나 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
여섯째, 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 및 그의 시공방법은 기존 연약지반 성토시 지반개량을 위하여 무처리후 혹은 배수용 드레인 설치시 일반 성토재로 성토할 경우 단계별 성토로 인한 공기지연 및 침하량이 과다해지는 것을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재
를 이용하여 기존도로에 도로확장부를 시공한 상태를 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재
를 이용하여 사면에 도로를 신설한 상태를 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재
를 이용하여 도로를 신설하는 상태를 도시한 시공도1,
도 4는 본 발명에 따른 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재
를 이용하여 도로를 신설하는 상태를 도시한 시공도2,
도 5는 경량 성토재를 1m 높이로 사면에 성토하는 상태를 도시한 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 토목 구조물용 현장타설식 경량 성토재 제조장치를
도시한 예시도.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10 : 기존도로 20 : 보호벽
30 : 경량 성토재 40 : 도로확장부
50 : 포장 60 : 사면
62 : 터파기 70 : 신설도로
72 : 차수매트 74 : 배수매트
76 : 철근 78 : 와이어메쉬
80 : 배수공 82 : 엄지말뚝

Claims (6)

  1. 사면과; 상기 사면의 경사면을 따라 설치되는 차배수매트와; 상기 사면의 하단부로부터 일정한 공간을 두고 설치되는 보호벽과; 상기 차배수매트의 하단부와 보호벽 사이에 설치되는 배수공과; 상기 사면과 보호벽 사이의 일정한 공간에 성토되는 경량 성토재로 구성됨을 특징으로 하는 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로.
  2. 사면의 하부 일정구간에 걸쳐 터파기를 시행하는 단계;
    상기 터파기 부분에 보호벽을 설치하는 단계;
    상기 사면의 경사면을 따라 차수매트를 설치함과 동시에 성토층 또는 지반에는 투수성을 갖는 배수매트를 설치하는 단계;
    상기 보호벽과 차배수매트 사이에 배수공을 형성하여 배수시설을 설치하는 단계;
    상기 사면과 보호벽 사이의 일정한 공간에 경량 성토재를 성토하는 단계;
    및 상기 경량 성토재의 상부에 아스콘 등의 포장재로 포장하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 경량 성토재 성토시 1회 성토높이를 1m 정도로 하되, 사면에는 경사도가 2%정도 되는 곳까지 1회 성토높이를 1m 정도로 성토함을 특징으로 하는 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 경량 성토재 성토시 성토된 경량 성토재를 완전히 경화시킨 후, 새로운 경량 성토재를 다단계로 성토함을 특징으로 하는 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 경량 성토재 성토시 성토된 경량 성토재의 상부에 와이어매쉬를 설치하거나, 혹은 성토할 경량 성토재의 하부에 와이어매쉬를 설치하거나, 또는 경량 성토재의 상하부에 와이어매쉬를 동시에 설치함을 특징으로 하는 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 경량 성토재는 소정량의 원료토를 연속적으로 공급하도록 상부에 위치된 원료토 탱크(12)와 상기 원료토 탱크(12)의 하부 측면에 벨트컨베이어(14)상에 원료토를 배출시키도록 배출구(16)로 이루어진 원료토 공급장치(10)와; 소정량의 시멘트를 연속적으로 공급하도록 사일로(22)와 상기 사일로(22)의 하부 중앙에 시멘트량을 적절하게 조절시키는 로터리 호퍼(24)로 이루어진 시멘트 공급장치(20)와; 소정량의 물을 연속적으로 공급하도록 물탱크(32)와 상기 물탱크(32)로부터 연속적으로 물을 압송시키는 통수관(34)과 상기 통수관(34)에는 일정한 양의 물을 공급시키도록 유량계(36) 및 유량제어밸브(38)로 이루어진 물공급장치(30)와; 상기 원료토 공급장치(10)와 시멘트공급장치(20) 및 물공급장치(30)로부터 배출된 원료토, 시멘트, 물을 적당한 비율로 혼합하도록 투입구가 형성된 호퍼(42)와 상기 호퍼(42)의 하부에 길이방향으로 소정의 경사로 설치된 회전드럼(44)과 상기 회전드럼(44)내에 장착된 교반날개(46)로 이루어진 혼합장치(40)와; 소정량의 기포를 연속적으로 공급하는 기포공급장치(50)와; 상기 혼합장치(40)로부터 제조된 몰탈과 기포공급장치(50)로부터 발생된 기포를 소정의 비율로 혼합하여 경량 성토재를 제조하도록 투입구가 형성된 호퍼(62)와 상기 호퍼(62)의 하부에 횡렬로 설치되는 회전드럼(64)과 상기 회전드럼(64)의 내면에 다수개가 설치되는 교반날개(66)로 이루어지는 경량 성토재 제조장치(60)와; 상기 경량 성토재 제조장치(60)로부터 제조된 경량 성토재를 이송시키도록 길이방향으로 설치된 회전드럼(71)과 상기 회전드럼(71)의 일단부에 구비된 경량 성토재 투입용 호퍼(72)와 상기 회전드럼(71)의 타단부에 구비된 배출관(73)과 상기 회전드럼(71)의 중심부에 삽입된 믹서기(74)와 상기 믹서기(74)의 일단측에 장착된 이송용 모터(75)와 상기 믹서기(74)의 타단측에 장착된 펌프(76)로 이루어지는 이송장치(70)로 구성된 건설공사용 현장타설식 경량 성토재 제조장치에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 토목 구조물용 경량 성토재 제조장치와 경량 성토재를 이용한 도로 시공방법.
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