KR20070004036A - 벽, 옹벽 및 그 외 유사한 것을 위한 베니어 - Google Patents

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KR20070004036A
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KR1020067021253A
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로버트 맥도날드
윌리엄 다우손
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키스톤 리테이닝 월 시스템스, 아이엔씨
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Abstract

베니어 패널 시스템은 자연석의 외관을 제공하고 및/또는 존재하는 벽의 외관을 향상하기 위해 벽 또는 옹벽에 사용된다. 패널은 안정적인 베니어 구조를 형성하기 위해 연동될 수 있다. 이 구조는 다양한 부착 수단에 의해 벽에 부착된다.

Description

벽, 옹벽 및 그 외 유사한 것을 위한 베니어{VENEERS FOR WALLS, RETAINING WALLS AND THE LIKE}
본 발명은 벽 및 옹벽(retaining walls)에 관한 것이고, 특히 벽을 건설하는 동안이나 또는 벽이 이미 설치되고 난 후에 이러한 벽의 장식 및 보호면을 형성하는 베니어 패널(veneer panel)에 관한 것이다.
옹벽은 다양한 건설(landscaping) 프로젝트에 사용되며, 매우 여러 가지 스타일로 이용된다. 다수의 방법과 재료가 옹벽의 건설을 위해 존재한다. 이러한 방법은 자연석, 쏟아부은 콘크리트(poured concrete), 미리 만든(precast) 패널, 석공(masonry), 건축용 목재 또는 철로용 매듭의 사용을 포함한다.
이러한 벽의 축조에 널리 사용되고 있는 방법은 싸인 콘크리트 벽 유니트, 즉 블럭을 건조하는 것이다. 이러한 블럭들은 다량으로 생산되고, 결과적으로는, 상대적으로 비싸지 않기 때문에 인기가 있다. 블럭들은 설치하기 구조적으로 안전하고, 손쉽고, 상대적으로 비싸지 않다. 이것들은 예를 들어, 자연석과 같은, 원하는 외관으로 만들 수 있다. 많은 블럭 시스템은 벽의 안정성에 도움이 되도록 인접한 블럭들의 핀홀에 맞게 적응된 핀을 사용하거나 또는 다른 기구적인 수단을 사용할 수 있다.
전형적으로, 옹벽 블럭은 벽이 건축된 후에 전방만이 눈에 보이기 때문에, 전면(즉, 벽의 바깥면)에 에 원하는 외관을 가지도록 제조된다. 벽 시스템의 전면이 자연석 외관을 가지도록 하는 것이 매우 바람직하며, 이 기술 분야에서 벽돌을 쪼개거나, 벽돌의 전면이나 전면의 에지(edge)를 바깥 공기에 쏘이거나, 바깥 공기에 쏘인 외관에 콘크리트를 덧붙이는 설비를 처리하거나 또는 이러한 무늬를 입히는 것 등을 포함하는, 자연석의 외관을 재현하기 위한 콘크리트 처리가 시도되고 있다.
이러한 처리는 그 위치, 토양 타입, 벽을 통해 흐르는 물의 양 및 물의 광물 내용에 좌우되기 때문에, 의도하지 않은 외관이 옹벽의 표면에 만들어질 수도 있다. 게다가, 성분의 노출 및 결빙/해동 사이클로 인해, 콘크리트 옹벽은 그 외관에 영향을 미치는 파편 즉, 콘크리트의 조각이나 틈을 보일 수 있고, 궁극적으로 그 효용성에 영향을 미칠 수 있다. 결빙-해동 효과는 벽면이 소금 스프레이(salt spray)에 노출될 때 악화되며, 이는 주로 제빙(de-icing) 소금이 얼음이나 눈이 있는 길을 청소하기 위해 사용되는 길에서 주로 발생한다. 풍화작용(efflorescence)은 물로부터 미네랄 소금이 걸러지는 것을 나타내며, 이것은 주로 벽에 물이 닿을 때 발생한다. 이 결과물은 표면에 쌓이고, 벽에 아름답지 않은 하얀 얼룩진 외관이 남는다.
부분의 옹벽을 자연석이나 또는 자연석과 매우 가깝게 주조된 콘크리트로 덧대려는(venner) 노력이 있어 왔다. 이러한 베니어링(veneering)이 심미적으로 마음에 드는 벽을 만드는 반면, 전통적인 회반죽으로 접합하는 석조 건축 방법을 사용 하여 벽에 돌이나 또는 콘크리트 베니어를 결합하는 숙련된 석공 기술이 요구되기 때문에, 노력이 많이 들고 매우 비싼 처리이다. 이러한 베니어링은 완성된 벽의 비용을 배가할 수 있다. 게다가, 부분 옹벽은 단단한 구조물이 아니어서, 회반죽으로 접합되는 단단한 베니어를 적용하는 것은 어긋나는 조인트에 적절한 조치를 위하지 않는다면 틈이 생길 수도 있다.
따라서, 설치하기 쉽고, 자연석과 유사한 외관을 가지며, 또한 바람직한 외관을 무기한으로 유지하는 옹벽 시스템을 제공하는 것이 요구된다. 또한, 이 분야에서 표면이 손상되거나 또는 얼룩진 옹벽의 외관이 개선될 것이 요구된다.
이 분야에서 설명된 많은 옹벽 시스템은 지오그리드(goegrid), 지오합성(geosynthetic) 강화제, 또는 지오그리드 토양(soil) 강화제로 일컬어지는 강화 재료의 사용을 포함한다. 이러한 용어는 때때로 교환 가능하게 사용되며, 여기서 사용된 "지오그리드(geogrid)"는 포괄적인 용어로 확장된다. 강화 재료는 강철 메쉬(steel mesh)와 같이 확장할 수 없는 재료일 수도 있고, 매트(mats)나 적응된 중합(oriented polymeric) 재료와 같이 확장할 수 있는 재료일 수도 있다. 이러한 중합 재료는 고밀도 폴리에틸렌(high-density polyethylene; HDPE)을 포함하고, 이러한 재료는 무역 명칭인 "TENSAR"라는 이름 아래 상업적으로 가능한, 상대적으로 단단한 지오그리드를 형성한다.
HPDE 재료가 상대적으로 단단한 반면, 두번째 타입의 지오 합성 재료는 엮이거나(woven) 짜여진(knitted) 폴리에스테르(polyester) 섬유로부터 전형적으로 형성되는 매트로 구성되어 있다. 이러한 섬유는 큰(예를 들어, 1인치(2.5cm) 또는 그 이상) 개구부(openings)에 의해 특징지워지는 직선의 중합체 구조(rectilinear polymer constructions)를 포함한다. 이러한 열린 구조의 지오그리드에서, 중합체 가닥(polymeric strand)은 격자 내에서 엮이거나(woven), 짜여지거나(knited) 또는 "결합(welded)"(접착제 및/또는 열에 의해)된다. 상대적으로 신축성이 있는 지오그리드를 만드는데 사용되는 중합체는 폴리에스테르 섬유를 포함한다. 폴리에스테르는 전형적으로, 주로 폴리비닐 클로라이드(PVC) 또는 라텍스 탑코트(latex topcoat)를 사용하여 코팅되어 있다. 코팅은 자외선(UV)에 대한 안정성을 위해 카본 블랙(carbon black)을 포함할 수 있다. 어떤 열린 구조의 지오그리드는 뒤틀린 섬유와 충분한 섬유(fill fibers)로서의 폴리프로필렌을 위해 폴리에스테르 방사(yarn)를 포함한다.
또 다른 신축성이 있는 강화 지오 합성체 배료는 큰 개구부를 가지지 않은 편물(fabric) 즉, 엮여지거나 또는 엮여지지 않은(non-woven) 구조이다. 이러한 편물은 전형적으로 중합체를 포함하고, 지오패브릭으로 일컬어진다. 지오패브릭은 벽에서 블럭의 경로(courses) 사이에 놓여질 수 있으며, 벽과 결합되어 있다. 블럭이 구조 부위에서 지오패브릭에 핀 커넥터, 예를 들어 구멍 또는 슬릿(slit)을 가지도록 형성되어 있을 때, 지오패브릭은 핀에 대하여 꼭 맞춰지도록 유지된다.
일반적으로 사용할 때, 지오그리드는 옹벽 뒤로 확장되고, 벽 뒤에서 땅과 결합되므로, 벽면과 결합되어 붕괴를 막는 점착력 있는 흙덩어리가 생성된다. 지오그리드는 블럭의 경로에 기계에 의해 연결되거나, 또는 블럭의 경로 사이에 지오그리드 층을 배치함으로써 발생하는 마찰에 의존한다. 결합 모드가 마찰인 때에, 지 오그리드는 블럭의 경로의 맨 위에 배치되고, 계속되는 블럭층은 지오그리드의 위에 배치된다. 결합이 기계에 의한 때에는, 원하는 높이에 블럭의 경로를 배치한 후에, 블럭의 위에 지오그리드를 배치하고 (블럭의 정렬 및 유지가 주기능인) 블럭의 핀 또는 특별한 커넥터를 이용하여 유지한다. 탄력적인(flexible) 지오그리드는, 옹벽 뒤에서 지오그리드를 잡아당기고 말뚝에 매는 것에 의해 장력(tension) 하에 놓여진다. 백필(backfill)이 배치되고 지오그리드가 꽉 채워진다(compact). 벽의 건설은 계속되고 부가적인 지오그리드층을 포함할 수도 있다.
이러한 시스템은 많은 벽 응용분야에서 믿을 만하다고 입증되어 왔다. 그러나, 이들의 수행에는 한계가 있으며, 특히 지오그리드 층 위의 블럭의 로드가 결합에서만큼 많은 로드를 제공하지 못해서, 마찰력이 줄어드는 벽의 윗부분에서 한계가 발생한다. 마찰 결합의 사용은, 결합력이 시스템의 힘을 제한하기 때문에 벽 설계자나 시공자가 좀더 많은, 좀더 강한 지오그리드를 사용하게 하고, 이것이 벽에 드는 비용을 추가한다. 기계적인 커넥터는 로드에 의존하지 않는 방식으로 지오그리드를 벽면에 연결함으로써 이러한 제한을 극복하려는 시도를 보인다. 이러한 접근의 문제점은 이러한 커넥터가 효율적인 연결의 레벨을 높이기 위해 지오그리드 강화제를 사용하는데 드는 비용에 상당히 많은 비용을 추가해야 하고, 시공처리가 복잡해지고 비용이 추가된다. 따라서, 두 접근에 문제점이 있다.
지진이 발생할 가능성이 큰 기간 동안 벽면과 옹벽 지오그리드 사이에서 결합의 손실에 대해 보호를 제공하는 진역(seismic zone)에서도 역시 많은 벽 응용분야가 있다. 따라서 로드에 의존적이지 않으면서, 벽의 건설에 많은 비용이 들지 않 고, 지진이 발생하는 동안에도 믿을 수 있고 붕괴가능성이 적은 지오그리드 결합 시스템에 대한 요구가 있다.
본 발명은 다양한 자연석 타입과 흡사한 외관을 포함하는, 다양한 원하는 외관을 제공하고, 존재하는 벽의 전면의 외관을 향상시키기 위한, 벽 또는 옹벽에 사용하기 위한 베니어 패널 시스템을 제공한다. 개별적인 패널은 벽에 대한 베니어를 형성하고; 바람직하게, 패널들은 안정적인 베니어 구조를 형성하기 위해 서로 결합되어 있다. 이 구조는 다양한 부착 수단에 의해 벽에 부착된다. 이 시스템은 또한 원하는 외관을 제공하면서도 옹벽을 구성하는 블럭 또는 유닛으로 가격에 비해 최대한 명확한 지오그리드의 결합을 제공한다.
도 1a는 본 발명의 패널의 전면도이고, 도 1b는 본 발명의 패널의 후면도이다.
도 2a는 테두리(tongue)와 홈 커넥터(groove connector)를 가지는 본 발명의 패널의 측면도이고, 도 2b는 테두리와 홈 커넥터의 세부를 나타내는 두 패널의 부분 측면도이다.
도 3a는 연속적으로 이어 쌓는 패턴을 가지는 베니어 패널 시스템의 부분의 전면도이고, 도 3b는 쌓아 올려진 패턴을 가지는 베니어 패널의 부분의 도면이다.
도 4는 패널이 다양한 패턴을 가지는 베니어 패널 시스템의 부분의 전면도이다.
도 5a는 본 발명의 어댑터의 평면도(top view)이고; 도 5b는 레일에 연동된 어댑터의 평면도이고; 도 5c는 레일과 그 부착의 부분적인 투시도이다.
도 6a는 행잉 브래킷의 측면도이고, 도 6b는 행잉 요소의 측면도이고, 도 6c는 레일로부터 걸린 패널의 투시도이다.
도 7a는 벽에 부착된 레일의 부분 투시도이고, 도 7b는 벽으로 브래킷이 부착된 것을 보여주는 부분 투시도이다.
도 8a는 L 브래킷에 의한 부착을 보여주는 레일의 투시도이고, 도 8b는 L 브래킷에 의해 부착된 레일을 가지는 벽의 일부분의 평면도이다.
도 9는 하나의 레이어의 지오그리드의 배치를 보여주는 옹벽 블럭 시스템의 단면도이다.
도 10은 세개의 블럭 경로 주위를 둘러싼 지오그리드를 가지는 옹벽 블럭 시스템의 단면도이다.
도 11은 두개의 지오그리드 랩을 가지는 완성된 옹벽의 단면도이다.
도 12는 하나의 지오그리드 랩을 가진 본 발명의 베니어 패널 시스템의 부분 투시도이다.
도 13a는 지오그리드가 있는 와이어 바스켓 옹벽의 단면도이고, 도 13b는 와이어 바스켓의 투시도이다.
도 14는 다수의 지오그리드 랩을 가지는 본 발명의 베니어 패널 시스템이 있는 옹벽의 부분 단면도이다.
도 15는 본 발명의 베니어 패널 시스템이 있는 빌딩 벽의 투시도이다.
도 16a는 앵글 브래킷에 의한 부착을 보여주는 레일의 투시도이고, 도 16b는 앵글 브래킷에 의해 부착된 레일을 가지는 벽의 부분 평면도이다.
이 응용분야(application)에서, 벽은 자연석, 쏟아부은 콘크리트(poured concrete), 미리 만든(precast) 패널, 석공(masonry), 건축용 목재 또는 철로용 매듭을 포함하는 구조와, 옹벽 블럭을 나타낸다. 원하는 외관을 가지는 패널은 벽의 노출된 표면에 패널을 부착함으로써 베니어로 사용된다.
바람직한 일실시예에서, 본 발명의 패널은 옹벽과 함께 사용되고, 가장 바람직한 실시예에서는, 옹벽은 블럭을 포함한다. 블럭은 울퉁불퉁하고, 풍화에 강한(weather resistant) 재료이고, 바람직하게는(그리고 전형적으로는) 제로-슬럼프(zero-slump)의 주조 콘크리트이다. 다른 적합한 재료는 플라스틱, 강화섬유, 나무, 금속 및 돌을 포함한다. 블럭은 이 기술분야에서 알려진 바와 같이, 다양한 형태와 특징을 가질 수 있으며, 곧은 벽을 제공하기 위해 하나 위에 다른 하나를 겹쳐 쌓을 수도 있으며, 수직을 이루도록 겹쳐 쌓을 수도 있다. 또한 이 기술분야에서 알려진 바와 같이, 블럭은 핀 부착 시스템에 의해 서로 연결될 수 있고, 또는 이웃한 블럭에서 상응하는 하나 또는 그 이상의 오목한 곳을 서로 맞물리는, 하나 또는 그 이상의 튀어나온 요소가 제공될 수도 있다.
"위(upper)"와 "아래(lower)"는 옹벽에서 블럭의 배치를 나타낸다. 아래, 즉 바닥, 면은 땅에 직면하도록 배치된다. 옹벽에서 한 줄의 블럭이 놓여지고, 경로(course)를 형성한다. 위 경로(upper course)는 하나의 블럭의 위 표면에 다른 블럭의 아래 표면을 놓음으로써, 이 아래 경로의 위에 형성된다.
옹벽은 일직선(straight)(즉, 실질적으로, 수직으로 곧은 것과 같은, 선형(linear))일 수 있고, 곡선(curved)(구불구불한(serpentine))일 수도 있으며, 날카로운 모서리(즉, 90도 각)를 가질 수도 있다. 이러한 벽은 수직으로 각을 잰 것일 수 있다. 본 발명에서, 강화 지오그리드 타이백(tie-back) 또는 지오합성 섬유(일반적으로 지오그리드 또는 토목섬유(geotextile)로 일컬어짐)는 옹벽 블럭과 함께 사용될 수도 있다. 옹벽 타입에 상관없이, 베니어 패널 시스템은 설치하기 쉬워야 하고, 구조적으로 견고해야 하고, ASTM, IBC 및 AASHTO의 옹벽 건축물에 대한 요구를 모두 충족하거나 능가해야 한다.
본 발명의 베니어는 바람직하게는 섬유유리에 광물 집합체를 포함한다. 이 재료는 돌조각, 모래 또는 합성수지가 포함된 광물질을 혼합하고, 이것을 주조틀(mold)에 부어 생성된다. 전형적으로, 패널이 닮고자 하는 형태의 돌조각은 합성수지 혼합물(resin mixture)에 사용되고, 이 조각은 패널에 색을 제공한다. 예를 들어, 패널이 자연 화강암과 유사하도록 의도한다면, 화강암 조각이 혼합물에 사용된다. 만약 석회암이 원하는 외관이라면, 미세한 석회암 조각이 사용될 수 있다. 여러 가지 분말로 된 안료(pigment)가 다른 색 또는 색조를 나타내기 위해 혼합물에 첨가될 수 있다. 이 주조틀은 표면결(surface texture)에 자연석의 결과 닮은 재료를 첨가하도록 형성된다. 광물 합성수지 혼합물이 첨가되어 주조틀에 펴놓은 후, 유리섬유와 합성수지가 주조틀로 더해진다. 이 단계에서, 구조적인 성분이 패널에 베니어가 되는 표면을 부착하는데 사용된다. 이러한 성분은 비어져 나온 유리 섬유의 형태일 수 있고, 섬유유리(fiberglass) 패널과 구조적인 성분 사이에 부착을 형성하기 위한 경화 처리(curing process) 동안 패널에 부착될 수도 있다. 합성수지가 경화되고 난 후에, 패널의 전면은 바람직하게 표면에서 합성수지를 제거하기 위해 분사기로 모래를 뿜어 닦고, 따라서 자연스럽게 보이는 광물 또는 돌 표면에 드러나게 된다. 선택적으로 전면은 광택이 나는 돌의 외관을 내보이기 위해 윤을 낼 수도 있다.
패널의 표면은 어떠한 원하는 외관을 가질 수 있다는 것이 강조된다. 돌과 같은, 자연적인 외관은, 일반적으로 가장 바람직하다. 패널은 일정한 외관을 가질 수 있고, 또는 패널 내에 형성된 마름돌 패턴을 가질 수도 있다. 패널은 자연석 산업에서 잘 알려진 것과 같이 처리된 돌과 유사할 수 있다. 예를 들어, 패널은 풍화된 돌, 윤이 나는 돌, 또는 불꽃 처리된 돌과 유사할 수 있다. 게다가, 주조틀이 심미적으로 자연적으로 채석된 돌의 외관을 형성하기 위해 손 또는 기계로 던져지거나 떨어진 돌과 유사한 패널을 생산하도록 설정될 수 있다.
패널은 제조와 취급이 편리한 크기로 제작된다. 패널은 평면일 수 있으나 바람직하게는 에지(edge)에 약간의 커브를 가져서, 아래에서 설명하는 것과 같은 다양한 연결 요소와 함께 사용될 수 있다. 편리한 패널의 크기는 약 8×18 인치(20.5×45.7 cm), 16×48 인치(40.6×121.9 cm), 및 32×48 인치(81.3×121.9 cm)이다. 패널의 크기는 특정한 어플리케이션의 심미적인 또는 기능적인 요구를 충족하기 위해 이러한 언급된 크기와 다를 수 있다. 이러한 패널은 화강암으로 된 패널과 비교하면 무게가 상대적으로 가볍다. 예를 들어, 화강암 패널은 본 발명의 비슷한 크기 의 패널보다 400에서 500%의 무게가 나간다.
패널의 뒷부분은 패널이 벽에 붙을 수 있도록 부착 수단이 제공된다. 패널의 합성수지/섬유유리 합성물은, 그것이 형성되거나, 접착제에 의해 부착되거나 또는 스크류나 볼트와 같은 기계적인 수단에 의해 부착될 때, 원하는 부착 수단이 패널에 형성되도록 한다. 부착 수단은 후크(hook), 브래킷(bracket), 연결 조인트, 연결 채널 및 이와 유사한 것을 포함한다. 바람직한 부착 매커니즘은 아래에 상세히 기술될 것이다.
베니어 패널을 형성하기 위해, 몇 개의 패널들이 벽 위로 서로 이웃하여 설치된다. 바람직한 일실시예에서, 패널은 불쑥 나온 테두리(tongue)와 홈(groove) 부착 수단이 제공되어, 두개의 이웃한 패널이 서로 결합될 수 있다. 바람직하게, 각각의 패널은 두개의 이웃한 사이드에 이웃한 패널의 상응하는 사이드로부터 불쑥 나온 테두리를 받아들이도록 적응된 홈을 가진다. 바람직하게는, 부착 수단은 비 또는 도로 스프레이(roadway spray)로부터 물의 침투를 억제하거나 또는 최소화하는 조인트를 제공한다. 패널을 벽에 부착하기 위해, 패널을 제조할 때 패널의 뒷부분으로 브래킷, 후크, 연결 조인트 또는 채널이 형성된다. 이것은 스크류, 볼트, 핀, 와이어, 나일론 커넥터 또는 가죽끈 또는 레일링(railing)으로 패널을 벽에 붙이는데 사용된다. 선택적으로, 또한 바람직하게는, 연동(interlocking) 요소가 패널이 제조될 때 패널의 뒷부분에 형성된다. 연동 요소는 벽에 있는 상응하는 연동 요소와 일치한다. 베니어 패널용 부착 수단은 벽에서 일정 거리를 두고 패널을 배치할 때 유연성(flexibility)에 대비한다. 벽면의 밑에 놓이는 것이 불규칙하기 때 문에, 패널을 벽으로부터 다양한 위치에 배치할 필요가 있거나 배치하는 것이 바람직하고, 벽에서 곡률을 조정하기 위해 부착 수단의 측면 위치를 고려할 필요가 있거나 또는 고려하는 것이 바람직하다.
본 발명의 패널은 물과 소금 스프레이가 스며들지 않고, 결빙-해동에 의한 퇴화와 자외선에 의한 퇴화에 저항력이 있고, 상대적으로 무게가 가볍다. 이러한 특성의 결과로서, 본 발명의 패널은 아름다움을 제공할 뿐만 아니라, 밑에 놓이는 벽 구조의 내구성을 향상시키는데, 대부분의 콘크리트 제품이 소금물과 결빙 조건이 모두 존재할 때 결빙-해동에 의한 악화에 좀 더 취약하게 되기 때문이다. 패널벽이 설치되고 난 후에, 각각의 패널은 원한다면 대체될 수 있는데, 이로 인해 만약 벽 표면의 부분이 손상을 입는다면 가격적인 측면에서 이들을 볼 수 있다. 패널은 또한 불규칙한 표면을 가지기 때문에 낙서(graffiti)를 억제하는 재료로 구성되고, 콘크리트와 같이 손쉽게 스프레이 페인트를 흡수하지 않기 때문에 좀더 손쉽게 낙서가 제거될 수 있다. 패널을 사용하면, 붉은 토양 또는 풍화작용으로부터 발생한 얼룩과 같이 벽에 발생하는 심미적인 문제점도 감추게 된다.
지오그리드를 사용하고, 지오그리드와 벽간에 간단하고, 가격 대비 효율적이고, 매우 효과적인 연결을 형성하기를 원할 때, 벽을 옹벽 블럭으로 건설한다면 패널을 유용하다. 이것은, 벽면이 패널에 의해 감춰지기 때문에, 지오그리드는 벽돌 주위로 감싸지게 되고, 벽 뒤의 땅까지 블럭 뒤로 확장된다. 따라서 지오그리드는 도 9 내지 도 12에 나타난 바와 같이 인접하는 블럭의 모든 표면 사이에서 접촉한다. 바람직하게는, 지오그리드가 존재하고, 콘크리트 블럭의 에지에 의해 지오그리 드가 침식되는 것을 없애기 위해 블럭의 전면으로 다시 들어가는 곳에 패브릭이 배치된다. 가격 대비 효율적이고 적절하게 내구성 있는 얇은 재료(sheet material)의 패브릭이 이 목적을 위해 사용될 수 있고, 이러한 패브릭은 엮이거나 또는 엮이지 않은 폴리에스테르 패브릭, 비닐 시트, 또는 플라스틱 시트를 포함한다. 연결 시스템은 토양 강화를 위해 다양한 지오그리드 또는 지오섬유를 사용할 수 있다.
본 발명의 지오그리드 강화재의 설치는 블럭의 경로의 윗부분에서 원하는 높이에 지오그리드를 레이아웃함으로써 달성되지만, 충분한 양의 여분의 지오그리드가 벽면에 제공되어, 다음의 블럭의 경로가 배치되고 채워진 후에, 지오그리드는 이러한 다음의 경로 위로 잡아당겨지고, 강화 지역으로 놓여질 수 있다. 지오그리드 층 사이에서 다음의 경로의 수는 물품과 사용된 디자인 원칙과 상관관계가 있으나, 둘 또는 세 경로의 간격이 일반적이다. 보호 패브릭 또는 시트가 지오그리드의 침식을 방지하기 위해 지오그리드와 블럭 사이에 지오그리드의 위 아래로 배치된다. 지오그리드는 균일한 길이로 배치될 수 있지만, 벽 디자인상 긴 길이의 강화재 사이에 더 짧은 길이의 강화재를 사용할 때 중간 길이의 강화재의 사용이 요청되면 다른 길이로 배치될 수도 있다.
본 발명의 결과로서, 지오그리드는 완전히 블럭을 에워싼다. 이것은 현존하는 솔루션과 비교할 때 벽 구조에 최소한의 비용을 추가하면서 매우 높은 효율의 연결 시스템을 제공한다. 이것은 완공된 벽에 구조적으로 본래의 모습(integrity)을 제공하고, 중대한 애플리케이션, 특히 진역(seismic zone)에서 매우 바람직하다.
도면으로 돌아가서, 본 발명의 베니어 패널 시스템을 설명하겠다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 패널의 선호 일실시예를 나타내는데, 패널은 연동 테두리(interlocking tongue)과 홈 성분(groove element)이 제공된다. 테두리와 홈 성분은 그들이 부착될 측면의 전체적인 길이를 연장시키는 것으로 나타나지만, 테두리와 홈 성분은 패널의 측변의 일부분에 대해서는 연장될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 어댑터(adapter)(50)와 마찬가지로, 테두리와 홈 성분은, 경화되기 전에 합성수지에 요소들을 셋팅함으로써 제조 동안 패널의 뒷부분에 형성된다. 도 1a 및 도 1b는 패널(10a)이 두개의 접하는 측면을 따라 존재하는 테두리(11, 12)와 두개의 다른 사이드를 따라 존재하는 (점선으로 도시된) 홈(13, 14)으로 인해 곡선이 있는 에지를 가지는 것을 보여준다. 도 2a는 패널의 뒷부분에 있는 테두리 성분(11)과 홈 성분(11)을 나타내고, 도 2b는 두개의 패널이 이러한 성분들에 의해 어떻게 연결되는지 나타낸다.
도 3a는 베니어 패널 시스템(20a)을 보여주는데, 여기서 패널(10a)은 벽의 표면에 대하여 연속적으로 이어 쌓는(bond) 패턴으로 배열되어 있다. 도 3b는 패널(10a)이 쌓아 올려진(stacked) 베니어 패널 시스템(20b)을 나타낸다. 도 4는 또 다른 베니어 패널 시스템(30)을 보여주는데, 여기서 몇개의 패널(10b)은 마름돌(ashlar) 형태의 외관을 가진다. 점선으로 도시된, 부착 수단은 패널의 뒷부분에 형성되는 어댑터(50)와, 브래킷으로 벽에 부착되는 레일(rail)(100)을 포함한다. 간단을 위하여, 모든 부착 수단이 나타난 것은 아니다.
도 5a 내지 도 5c는 패널 시스템이 어떻게 벽에 부착되는지를 보여준다. 레 일(100)은 몸체 부분(101)과 T-섹션(section)(102)을 가지는 T자형이다. 채널(52)을 가지는 어댑터(50)는 레일(100)에서 T-섹션(102)에 맞추어진다. 몸체 부분(101)은, 어떤 적절한 수단으로 부착될 수 있을지라도, 브래킷과 같은 커넥터에 의해 벽(W)에 부착된다. 레일(100)은 하나 또는 그 이상의 슬랏(slot) 또는 구멍(hole)을 가져서, 브래킷(110)이 슬랏 또는 구멍으로 부착되고, 너트(120)와 볼트(122)에 의해 아일릿(eyelet)(112)을 통하여 단단하게 유지된다. 바람직하게, 벽으로부터 레일까지의 거리는 변화될 수 있다. 이것은, 때때로 이미 설치한 경험이 있는 오래된 벽에서 발생하는, 불규칙적인 표면을 가지는 벽에 대하여 평평한 또는 일직선의 외관을 설치자가 생산할 수 있게 한다. 벽으로부터의 이러한 거리를 조정하는 바람직한 방법은, 브래킷(110)의 시그먼트(segment)(114)에, 아일릿(112)이 조정 가능하게 탑재된, 스크류 나사(115)를 제공하는 것이다. 따라서 아일릿(112)은 벽으로부터 원하는 거리만큼 떨어져서 배치될 수 있다. 시그먼트(116)는 시그먼트(114)와 직각을 이루고, 벽까지 확장된다.
도 6a 내지 도 6c는 T-섹션(102)을 가지는 레일(100)이 다른 스타일의 브래킷과 함께 사용될 수 있는 것을 보여준다. 행잉(hanging) 브래킷(130)이 레일(100) 위에 형성되어 있고, 이것이 패널(10c)의 윗부분 에지에 형성된 행잉 요소(hanging element)(140)와 연동되도록 설계된다.
도 7a는 일반적으로, 참조로서 여기서 구체화되는, 2004. 1. 9.에 출원되어 동시에 펜딩중인(co-pending) 미국 출원 제10/754,454호에 설명된 것과 마찬가지로, 옹벽 블럭을 포함하는 유지 블럭 벽(retaining block wall)의 부분을 나타낸 다. 블럭(70)에는 채널(72)이 제공되어, 브래킷(110)이 블럭들 사이에서 들어맞을 수 있다. 레일(100)에는 하나 또는 그 이상의 슬랏(103)이 제공되는데, 이것은 벽에 관하여 레일의 수직 위치에서 상당한 유연성을 제공할 수 있을 정도로 충분히 길다. 와이어(105)는 브래킷(110)의 아일릿(112)(도 7a의 윗부분 근처)을 통해 전원을 공급한다. 볼트(120)와 너트(122)는 브래킷을 레일에 부착한다(도 7a의 아랫부분 근처).
도 7b는 브래킷(110)의 시그먼트(114)(점선으로 도시됨)가 채널(72)에서 블럭 사이에 어떻게 들어맞는지를 더 상세히 보여준다. 브래킷의 시그먼트(116)는 블럭의 캐비티(cavity) 또는 코어(core)(코어(74)와 같은)로 확장되어, 다음 블럭에 배치되고, 단단히 유지된다.
도 8a 및 도 8b는 석조건축 벽(W)에 레일을 부착하기에 적합한 L형상의 브래킷을 보여준다. 레일(100)에는 하나 또는 그 이상의 슬랏(103)(도 8a에서는 두개의 슬랏이 도시됨)이 제공된다. L-각도의 브래킷(160)은 볼트를 끼워넣을 수 있는 구멍(bore)이 있는 두개의 섹션(161, 162)을 가진다. 볼트(165)는 너트(166)와 워셔(167)에 의해 섹션(162)에 단단히 유지된다. 두번째 볼트(169)는 섹션(161)의 구멍에 끼워지고, 따라서 레일을 벽에 볼트로 죈다. 그러면 패널은 위에 기술한 것과 같이 레일에 부착된다.
도 9는 핀 부착 시스템을 사용하는 세개의 블럭(80)의 분해 측면도를 나타낸다. 핀(85)은 핀홀에 맞는 곧은 부분 즉 생크(shank)(86)(점선으로 도시됨)와 블럭의 표면위로 확장되어 위의 블럭에 우묵 들어간 곳까지 확장되는 머리(head)(87)를 가진다. 이런 방식으로, 핀은 벽을 안정화한다.
유사한 블럭이 서로 약간씩 뒤에 배치하여, 세개의 블럭 경로를 형성하는데 사용된다. 도 9는 블럭(80)이 베이스 레벨링 패드(base leveling pad)(202)에 놓여진 옹벽(200)의 건축을 보여준다. 맨 아래 블럭은 수평면(grade) 아래에 배치된다. 블럭의 뒤에는 배수 암석(drainage rock)이 배치된다. 옹벽 블럭을 지오그리드(250)와 함께 사용할 때, 관심사는 블럭의 에지가 지오그리드를 침식할 수 있는 지이다. 이것을 방지하기 위해, 블럭의 경로의 에지에 지오그리드가 침식하는 것을 막기 위한 보호물(shield)(220)이 제공된다. 보호물(220)은 비닐, 알루미늄, 강철(steel) 및 이와 유사한 것과 같은 적절한 침식에 견딜 수 있는 재료를 포함하고, 블럭의 경로의 에지에 꼭 맞는 형태이다. 지오그리드(250)는 배수 암석과 블럭 경로의 맨 위(즉, 세번째)에 걸쳐 놓여진다.
그리고 나서, 도 10에 도시된 바와 같이, 세개 더의 블럭 경로가 놓여져 있다. 토양은 블럭의 뒤로 이동되고 압축된다. 지오그리드는 블럭 경로의 맨 위에 놓여지고 벽의 뒤로 확장되어, 세개의 블럭 경로 주위를 둘러쌓아, 지오그리드 랩(geogrid wrap)(255)을 형성한다. 지오그리드는 블럭 경로가 세개 더 놓여진 후에도 단단하게 유지된다. 옹벽 앞에서의 지오그리드 랩(255)의 배치는 명확하게 보기 위해 도 10에서 과장되어 있다. 사용시, 벽의 표면에 가깝게 유지될 것이다. 도 10은 또한, 블럭 경로의 가장 윗부분에 걸쳐 두번째 지오그리드(250)가 배치되는 것을 보여준다.
도 11은 본 발명의 베니어 패널 시스템(20)으로 적절하게 완성된 옹벽의 부 분도를 나타낸다. 옹벽은 두개의 지오그리드 랩(255)과, 본 발명의 베니어 패널 시스템(20) 위에 들어맞는 오버행(overhang)(213)이 제공되는 캐핑 레이어(212)를 가진다. 패널(10)은 레일(100)에 부착되고 브래킷(110)에 의해 유지된다. 이것은 도 12에서 좀더 명확하게 볼 수 있는데, 여기서 옹벽(200)은 하나의 지오그리드 랩(255)을 가진다. 베니어 패널 시스템은 연속적으로 이어 쌓는 패턴이고, 레일(100)에 부착되어 있다. 레일(100)은 브래킷(110)에 의해 벽에 부착된다. 간단을 위하여, 벽의 일부분만이 보여지고, 하나의 지오그리드 랩만이 보여진다. 다만, 하나 이상의 지오그리드 랩이 사용되는 것은 자명하다.
본 발명의 베니어 패널 시스템은 여러 가지 옹벽 시스템에 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 도 13a에 도시된 바와 같이, 옹벽 성분으로서의 토양으로 가득 찬 와이어 바스켓(wire basket)을 사용하는 시스템에 다수의 지오그리드가 설치될 수 있다. 벽의 부분도는 어떻게 지오그리드가 벽(400)에서 각각의 와이어 바스켓 아래에 적절히 있는가를 보여준다. 와이어 바스켓(410)은 도 13b에 나타나 있다. 이런 타입의 옹벽은 종종 임시적인 것으로 의도된다. 첫번째 와이어 바스켓은 압축된 토양 또는 베이스 레이어(402) 위에 설치되고, 지오그리드(450)가 놓여져서 와이어 바스켓에 부착된다. 필요하다면, 토양 및/또는 암석이 이 위에 부어지고 압축된다. 다른 와이어 바스켓과 지오그리드가 적절히 놓여지고, 토양으로 채워지며, 이와 같은 과정을 반복한다. 가장 위의 레이어는 플라스틱과 같은 커버링 레이어일 수도 있고, 또는 토양 또는 자갈일 수 있다. 그 후, 위에서 설명한 것처럼, 본 발명의 베니어 패널 시스템이 레일과 브래킷에 의해 설치된다. 베니어 시스템(20)을 받아들이기 위한 우묵한 곳(recess)(422)을 가지는 캐핑 레이어(420)는, 벽의 윗부분에 사용된다.
임시 옹벽의 다른 대안(alternative)이 도 14에 나타나 있다. 벽(500)에서, 지오그리드(550)는 압축된 토양 또는 베이스 레이어(502) 위에 놓여져 있고, 진흙이 그 위에 놓여지고, 지오그리드가 지오그리드 랩(555)을 형성하기 위해 진흙 위에 놓여진다. 베니어 패널 시스템(520)은 지오그리드 랩 사이로 확장되는 브래킷(510)에 의해 부착된다.
베니어 패널 시스템은 도 15에 나타난 바와 같이, 빌딩의 벽에 사용될 수도 있다. 여기서, 패널(10)은 빌딩면에서의 벽판(wainscoting)(600)과 같이, 부분적인 벽 마감재를 형성한다. 부착 수단은 전에 기술된 바와 같다.
도 16a 및 도 16b는 나무 프레임(wood frame)(WF)과 같이, 벽에 레일(100)을 부착하기에 적합한 앵글(angle) 브래킷을 보여준다. 앵글 브래킷은 하나 또는 그 이상의 슬랏(103)에서 설치될 수 있으며, 원하는 자리에 배치될 수 있다. 앵글 브래킷(170)은 베이스 섹션(base section)(171)과 수직 섹션(perpendicular section)(172)을 가지는데, 이 둘은 볼트 또는 스크류를 끼워 넣을 수 있는 구멍을 가진다. 볼트(175)는 섹션(172)을 통해 너트(176)와 워셔(177)에 의해 단단히 고정되고, 따라서 브래킷을 레일에 부착한다. 우드 스크류(wood screw)(179)는 섹션(171)의 구멍을 통해 끼워지며, 레일을 벽에 볼트로 죈다. 패널은 위에서 설명한 바와 같이 레일에 부착될 수 있다.
비록 여기서는 특정한 실시예만이 상세하게 개시되었지만, 이것은 단지 설명 을 위한 목적으로만 행해진 것이며, 다음에 추가되는 청구항의 범위에 대해서 제한되는 것으로 의도되지는 않는다. 특히, 발명자에 의해, 청구항에 의해 정의되어지는 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 발명에 다양한 대체, 선택 및 수정이 행해질 수 있다. 예를 들어, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여기에 개시된 실시예에 대한 지식을 가지고 일상적으로 재료의 선택 또는 형상의 변화를 줄 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 옹벽을 건설하는 벽 성분;
    각 패널이 패널의 두께, 대응되는 위와 아랫부분의 에지의 세트 및 대응되는 제1 및 제2 측면 에지의 세트를 정의하는 전면 및 뒷면을 가지며, 전면은 합성수지에 넣어진 광물 골재를 포함하는, 다수의 직사각형 패널; 및
    벽 성분으로부터 형성된 옹벽에 다수의 패널을 연결하는 수단을 포함하는 벽 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 벽 성분은 자연석, 쏟아부은 콘크리트, 미리 만든 패널, 석공, 건축용 목재, 철로용 매듭, 벽 블럭, 및 그 조합에서 선택되는 벽 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 벽 성분은 벽 블럭인 벽 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 광물 골재는 자연석 골재인 벽 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 합성수지는 섬유유리를 함유하는 벽 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 다수의 패널을 옹벽에 연결하는 수단은 스크류, 볼트, 후크, 브래킷, 연결 조인트, 연결 채널, 및 그 조합에서 선택되는 벽 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 대응되는 패널의 에지의 각 세트는 각각 짝지워지는 테두리(tongue) 및 홈(groove) 부착물을 가지며, 이에 따라 이웃하는 패널의 각각의 테두리 부착물과 홈 부착물이 이웃하는 패널을 연결하는 벽 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 다수의 패널을 옹벽에 연결하는 수단이 패널의 뒷면에 형성되어 있는 벽 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 다수의 패널을 옹벽에 연결하는 수단이 벽에 제1연동(interlocking) 성분을 포함하여, 패널의 뒷면에 형성된 제2연동 성분과 짝지워지는 벽 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 제1연동 성분은 레일인 벽 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 제2연동 성분은 레일에 부착하는 브래킷인 벽 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 레인은 T 형상의 단면을 가지는 세로의(longitudinal) 몸체인 벽 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 세로의 몸체는 브래킷이 부착되는 슬랏을 가지는 벽 시스 템.
  14. 제13항에 있어서, 브래킷은 T 형상 단면에 꼭 들어맞는 채널을 가지는 벽 시스템.
  15. 제10항에 있어서, 레일은 그 위에 형성된 행잉 브래킷(hanging bracket)을 가지고, 제2연동 성분이 패널의 에지에 형성된 행잉 요소(hanging element)를 가지는 벽 시스템.
  16. 다수의 벽 블럭과 지오그리드를 포함하는 옹벽을 제조하는 방법에 있어서,
    옹벽의 제1부분을 형성하도록 하나 또는 그 이상의 경로에 벽 블럭을 쌓되, 제1부분은 전면 벽 표면과 제1부분의 위쪽 표면을 형성하는 위쪽 블럭 경로를 포함하고;
    지오그리드의 제1섹션이 옹벽 뒤로 확장되고 지오그리드의 제2섹션이 옹벽 앞으로 확장되도록 옹벽의 제1부분 위에 지오그리드를 배치하고;
    옹벽의 제2부분을 형성하도록 옹벽의 제1부분 위에 하나 또는 그 이상의 부가적인 경로에 벽 블럭을 쌓되, 지오그리드는 제1부분의 위 표면과 옹벽의 제2부분의 아래 표면 사이로 확장되고, 제2부분은 벽 전면과 제2부분의 위 표면을 형성하는 블럭의 위 경로를 가지며;
    지오그리드의 제2섹션이 옹벽의 뒤로 확장되도록 제2부분의 전면과 위 표면 위로 지오그리드를 뒤로 접고;
    옹벽의 제3부분을 형성하도록 옹벽의 제2부분 위에 하나 또는 그 이상의 부가적인 경로에 벽 블럭을 쌓되, 지오그리드는 제2부분의 위 표면과 옹벽의 제3부분의 아래 표면 사이로 확장되고, 제3부분은 벽 전면과 제3부분의 위 표면을 형성하는 블럭의 위 경로를 가지는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    복수의 패널을 제공하고,
    옹벽의 전면에 패널을 연결하는 것을 더 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 패널은 섬유유리에 광물 골재로 형성되는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 이웃하는 제1 및 제2패널 중 하나가 테두리 부착 수단을 가지고, 이웃하는 제1 및 제2패널 중 다른 하나가 각각 짝지워지는 테두리 및 홈 부착 수단을 가지는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 테두리 및 홈 부착 수단은 각각, 이웃하는 제1 및 제2패널의 대응되는 패널 측면에 있는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 제1패널에 있는 테두리 부착 수단을 제2패널에 있는 홈 부 착 수단으로 상호 연결하는 것을 포함하는 방법.
  22. 제16항에 있어서, 지오그리드와 이웃하는 블럭 사이에 방어 레이어를 배치하는 것을 포함하는 방법.
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