KR20100123192A - 신축이음 조성물, 신축이음 조성물 제조방법, 탄성 폴리머를 이용한 신축이음 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

표면이 프라이머로 코팅된 코팅골재와 탄성 폴리머를 이용한 신축이음이 개시된다. 상기 신축이음은 간격을 두고 배치되어 서로 간의 사이에 공간부를 형성하는 두 콘크리트 구조물을 신축적으로 연결하는 신축이음부를 구비하는 신축이음에 있어서, 상기 공간부에 끼워진 백업재, 상기 신축이음부의 바닥면에 설치되고 상기 두 콘크리트 구조물 상부에 걸쳐져서 상기 공간부와 상기 백업재 상부를 덮는 지지판 및 상기 신축이음부에 충전되어 상기 지지판을 덮어주고, 표면에 프라이머가 코팅된 코팅골재와 상기 코팅골재에 혼합되어 상기 코팅골재를 잡아서 서로 묶어주는 탄성 폴리머를 구비하여 구성된 신축이음 조성물을 포함하는 구성을 가진다.

신축이음, 조인트, 교량, 지하차도, 신축구조물

Description

신축이음 조성물, 신축이음 조성물 제조방법, 탄성 폴리머를 이용한 신축이음 및 그 시공방법{Compound for using an expansion joint, method for making the compound, expansion joint utilizing electricity polymer and method for constructing the expansion joint}

본 발명은 신축이음 조성물, 신축이음 조성물 제조방법, 탄성 폴리머를 이용한 신축이음 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량이나 구조물에는 온도변화에 의한 신축, 콘크리트의 크리프와 건조 수축 및 지반의 부동 침하, 지진에 의해 응력이 작용하여 균열이나 파손이 발생할 우려가 있다.

따라서 교량이나 지하 차도의 콘크리트 구조물의 경우 상판은 온도 변화 등에 따라 수축되거나 팽창되므로 상판의 수축과 팽창을 고려하여 이웃하는 상판과 소정의 간격을 두고 설치된다. 이러한 교량 등의 상판 간에는 상판들을 상호 연결함과 아울러 상판의 수축과 팽창에 유연하게 대처하여 차량의 안전운행을 도모하고, 이물질이나 빗물이 두 구조물 사이의 내부로 유입되는 것을 막기 위한 신축이음이 설치된다.

교량이나 지하차도의 콘크리트 구조물에서의 신축이음은 유간 틈새를 보상하 여 차량의 통행을 안전하게 하고, 또한 우수 등이 하부구조물로 유입되는 것을 방지하는 역할을 하므로, 신축이음이나 방수, 배수층의 성능이 완벽하지 못한 경우에는 교각이나 구조물에 물이 흘러들어가 교량이나 구조물이 파괴되어 위험을 초래하는 원인이 된다.

도 1은 탄성 폴리머를 이용한 종래의 신축이음의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 서로 이격 설치되어 공간부(12)가 형성되며, 공간부(12) 상부에 신축이음부(2)가 형성된 콘크리트 구조물(1)과, 공간부(12)에 끼워지는 백업재(13)와, 공간부(12) 상부에 충전할 수 있도록 신축이음부(2)의 바닥면에 설치되는 지지철판(24)과, 지지철판(24) 및 백업재(13)를 관통하여 백업재(13)와 지지철판(24)을 고정시키는 지지못(25)과, 지지철판(24) 상부에 구비되는 고무 시트(21)와, 신축이음부(2) 벽면에 코팅되는 고무아스팔트계 테이프(22)와, 신축이음부(2)에 채워진 신축이음부재(23)를 포함하여 이루어진다. 신축이음부재(23)는 골재와 고무아스팔트계 탄성 폴리머를 혼합한 것이 사용된다. 그리고 신축이음부(2) 벽면과 고무아스팔트계 테이프(22) 사이에는 부착 능력을 향상시키기 위한 프라이머층(26)이 더 코팅될 수 있다.

이러한 종래의 신축이음은 지지철판(24)에 의해 차량의 통과 시에 받는 충격으로부터 신축이음부재(23)가 보호된다.

도 2는 종래의 신축이음의 사용상태의 일례를 나타낸 사진이다.

종래의 신축이음부(2)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 신축이음부재(23)의 일부가 파여 나가는 고질적인 문제가 종종 발생되고 있다. 이는 신축이음의 장기적 공용성에도 많은 문제를 야기 시켜 탄성 폴리머의 수명을 단축시키게 된다.

종래 신축이음을 연구 및 분석 해본 결과, 본 발명자는 종래의 신축이음에서 신축이음부재 즉, 신축이음 조성물의 일부가 파여 나가는 고질적인 문제는 골재에서 탄성 폴리머가 쉽게 박리되는 것이 큰 원인임을 알 수 있었다.

이에 따라, 본 발명자는 골재에서 탄성 폴리머가 쉽게 박리되는 원인을 추적해 보았고, 그 결과 골재를 공사현장 등에 장기간 방치하거나 공사를 위하여 현장에 야적 중에 강우나 공사현장에서 사용되는 물 등이 골재에 흡수된 상태에서 이 골재를 탄성 폴리머와 혼합함에 따른 것임도 알 수 있었다.

골재에 수분이 포함되어 있고 골재의 피막 정도가 95%이하인 경우 탄성 폴리머와 골재가 분리되기 시작하고 그 후 시간이 지남에 따라 강우 등에 의해 파손이 더욱 진행되며 차량 등의 충격에 의하여 골재가 이탈하거나 신축이음의 한 부분이 파여 나가게 되는 것이다.

본 발명의 목적은 골재에서 탄성 폴리머가 박리되는 현상을 줄여서 신축이음에서 골재가 떨어져 나가거나 신축이음이 파이는 것을 줄여 신축이음의 품질과 수명을 향상시킬 수 있는 신축이음을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 신축이음을 구현하기 위한 신축이음 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 신축이음에 적합한 신축이음 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 신축이음 조성물의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 신축이음은 간격을 두고 배치되어 서로 간의 사이에 공간부를 형성하는 두 콘크리트 구조물을 신축적으로 연결하는 신축이음부를 구비하는 신축이음에 있어서, 상기 공간부에 끼워진 내열성 백업재, 상기 신축이음부의 바닥면에 설치되고 상기 두 콘크리트 구조물 상부에 걸쳐져서 상기 공간부와 상기 내열성 백업재 상부를 덮는 지지판 및 상기 신축이음부에 충전되어 상기 지지판을 덮어주고, 표면에 프라이머(primer)가 코팅된 코팅골재와 상기 코팅골재에 혼합되어 상기 코팅골재를 잡아서 서로 묶어주는 탄성 폴리머를 구비하여 구성된 신축이음 조성물을 포함하는 구성을 가진다.

상기 코팅골재에 코팅된 프라이머에는 상기 프라이머 중량 대비 0.5 -2중량%의 박리방지제가 더 첨가된 것이 바람직하다.

상기 신축이음 조성물의 상기 코팅골재와 상기 탄성 폴리머의 중량비는 100 : 25 ~ 60인 것이 좋다.

상기 지지판과 상기 신축이음 조성물 사이에 고무판이 더 설치되고, 상기 코팅골재는 가열된 골재에 상기 프라이머를 코팅하여서 된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 신축이음 조성물은 프라이머가 표면에 코팅되어 있는 코팅골 재, 상기 코팅골재와 혼합되어 상기 코팅골재를 잡아서 서로 묶어주는 탄성 폴리머를 포함하는 구성을 가진다.

본 발명에 따른 신축이음 조성물 제조방법은 골재의 표면에 프라이머를 코팅하여 코팅골재를 만드는 단계, 상기 코팅골재를 탄성 폴리머와 혼합하는 단계를 포함하는 구성을 가진다.

상기 코팅골재를 만드는 단계는 상기 골재를 가열하는 단계와 상기 가열된 골재에 프라이머를 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 골재를 가열하는 단계에는 상기 골재를 130 ~ 180℃로 가열하는 것이 바람직하다.

상기 코팅골재를 탄성 폴리머와 혼합하는 단계에서의 상기 코팅골재와 상기 탄성 폴리머의 중량비는 100 : 25 ~ 60인 것이 좋다.

상기 프라이머에는 박리방지제가 상기 프라이머 중량 대비 0.5 -2% 더 첨가되어 있는 것이 좋다.

본 발명에 따른 신축이음 시공방법은 간격을 두고 배치되어 서로 간의 사이에 공간부를 형성하는 두 콘크리트 구조물을 신축적으로 연결하는 신축이음부를 구비하는 신축이음 시공방법에 있어서, 상기 공간부에 내열성 백업재를 끼우는 단계, 상기 내열성 백업재 상에 지지판을 까는 단계, 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법으로 만들어진 신축이음 조성물을 상기 신축이음부에 충전하여 상기 철판상부를 덮는 단계를 포함하는 구성을 가진다.

상기 신축이음 조성물을 상기 신축이음부에 충전하기 전에 상기 지지판 위 에 고무판을 까는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.

상기 신축이음부에 충전된 상기 신축이음 조성물 상에 인조규사표층을 더 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 골재와 바인더의 접착능력을 향상시키고 골재의 박리현상을 최소로 하기 위하여 건조된 골재에 프라이머를 코팅하여 만든 코팅골재를 탄성 폴리머와 혼합하여 신축이음 조성물을 만든다.

더 바람직하게는 건조된 골재를 가열하고, 가열된 골재에 프라이머를 코팅하여 코팅골재를 만들고 이를 탄성 폴리머와 혼합하여 신축이음 조성물을 만든다.

건조된 골재를 가열한 상태에서 프라이머를 코팅하는 경우, 프라이머가 골재 표면에서 보다 깊이 침투하여 골재의 표면에서 프라이머가 쉽게 박리되지 않는다.

본 발명에 따른 탄성 폴리머를 이용한 신축이음의 설치 시 건조된 골재를 가열하여 프라이머를 코팅하면 신축이음의 설치 시 골재의 표면에서 탄성 폴리머가 박리되는 정도가 감소되어 탄성 폴리머와 골재의 접착력이 증가하여 신축이음의 수명을 증가 시킬 수 있고 공사현장이나 골재의 장시간 보관 시 골재에 수분이 흡수되는 것을 방지하여 신축이음의 품질이 일정하도록 관리할 수 있다.

신축량이 40㎜ 이하인 구조물의 모든 거동(팽창, 수축, 진동)을 수용하고, 직각방향 뿐만 아니라 사교, 곡선교 등 어느 형태나 설치가 가능하고, 포장면과 일체화 되어 하부구조물의 손상방지를 위한 방수성 및 수밀성이 우수하고, 반복하중 에 대한 복원성이 우수하고, 양생시간이 2시간 이내로 매우 빠르고, 신축이음 상부에 아스콘 덧씌우기 시 덧씌운 깊이만큼 재충전으로 신축이음 설치를 완료할 수 있고, 연속포장식 신축이음으로 차량통행 시 소음이 없어 승차감이 우수하다는 장점이 있다.

탄성 폴리머 신축이음은 표층을 칼라규사 등으로 처리하여 신축이음의 고질적인 문제점으로 지적되어 왔던 표층의 밀림현상이 없고, 탄성 폴리머 신축이음은 지지철판 위에 고무판을 깔아 바닥면의 접착력을 감소시키고 팽창/수축이 측면에서 일어나도록 형상계수를 최적화하고, 이와 더불어 현장조건에 따라 선택적으로 사용되는 탄성 폴리머 테이프는 급격한 수축을 방지하는 효과도 가지고 있으므로 아스콘과의 경계면에 탈락현상이 없다.

특히 본 발명에 따른 탄성 폴리머를 이용한 신축이음은 건조된 골재를 코팅처리한 코팅골재를 사용하여 잔여수분에 의한 박리도를 최소화시키고 탄성 폴리머의 함량을 정확히 준수하여 신축이음의 파임현상을 방지한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 신축이음이 설치된 콘크리트 구조물의 단면도이다.

도 3에는 두 콘크리트 구조물(101)이 간격을 두고 설치되어 있다. 이에 따라 두 콘크리트 구조물(101) 사이에는 공간부(112)가 형성되어 있고, 그 위에 본 발명에 따른 신축이음(100)이 설치되어 있다.

두 콘크리트 구조물(101) 상에는 포장층(111)이 형성되어 있다. 포장층(111)은 통상 아스팔트 또는 콘크리트로 이루어져 있다.

공간부(112) 상측에는 신축이음부(102)가 형성되어 있다. 이 신축이음부(102)는 공간부(112) 상측의 일부 포장층(111)을 파내거나 공간부(112) 상측의 일부를 남겨두고 포장하여 빈 공간을 형성하고 이 빈 공간에 뒤에서 설명되는 본 발명에 따른 신축이음 조성물(103)을 충전하여서 만든다.

도시된 바와 같이 공간부(112)에는 백업재(160)가 삽입되어 있다. 이 백업재(160) 위에는 바람직하게 탄성 폴리머 등의 내열성 백업재(170)가 충전되어 있다. 이 내열성 백업재(170)와 백업재(160)는 반드시 둘 다 필요한 것은 아니고, 둘 중 어느 하나만 있어도 된다.

내열성 백업재(170)로는 아래의 [표 1]에 나타낸 표준값을 만족하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

내열성 백업재(170)가 삽입된 공간부(112) 위로 신축이음부(102)의 바닥에 지지판(180)이 설치되어 있다. 이 지지판(180)으로는 철판이 바람직하다. 이 지지판(180) 위에 고무판(110)이 깔려 있다. 고무판(110)은 바닥면의 접착력을 감소시켜 신축이음부(102)가 포장층(111)의 벽면과 분리되는 것을 방지하는 작용을 하게 한다.

[표 1]

지지판(180)은 일반강재 또는 해당 KS D 3503 규격을 만족하는 것으로, 두께는 6 ~ 9㎜의 것이 적당하다.

그리고 신축이음부(102) 바닥(102a)과 포장층(111)의 단면부에는 프라이머도포층(140)이 형성되어 있다. 이는 포장층(111)과 신축이음 조성물(103) 간의 접착력과 방수성능을 높이기 위한 것이다.

고무판(110) 위에 신축이음 조성물(103)이 충전되어서 신축이음부(102)를 형성하고 있다. 신축이음 조성물(103)은 공장에서 건조 생산된 소정 입도의 골재를 고온으로 가열하여 표면에 박리방지제가 포함된 프라이머를 코팅함으로써 탄성 폴리머(103a)와의 접착력을 획기적으로 증가시킨 코팅골재(103b)를 탄성 폴리머(103a)와 혼합하여서 만든 것으로, 본 발명의 가장 큰 특징을 이루는 부분이다. 프라이머가 코팅된 코팅골재(103b)는 탄성 폴리머(103a)와 혼합되어 신축이음(102)의 내구연한을 증가시킬 뿐만 아니라 상온에서 장기간 보관 시에도 수분을 흡수하지 않아 탄성 폴리머(103a)를 이용한 신축이음(102)의 시공 시 제품의 품질을 일정하게 관리할 수 있도록 해준다.

박리방지제로는 KS M 2270 방습, 방수용 아스팔트 프라이머 규격에 합치하는 제품은 모두 사용 가능하다. 아스팔트에 사용되는 박리 방지제로는 소석회, 아 민(Ammin) 등이 있다.

탄성 폴리머(103a)는 아래의 [표 2]에 나타낸 값을 만족하는 것이 바람직하다.

[표 2]

본 발명에 사용되는 탄성 폴리머(103a)는 업계에서 실런트(Sealant), 봉합재, 봉함재 등으로 다양하게 불리우고 있는 것으로, 실런트의 탄성에 초점을 두어 탄성 폴리머라 명칭한다. 이러한 탄성 폴리머(103a)는 고무 개질 아스팔트(Rubber modified Asphalt)로서, 취성과 소성이 심한 아스팔트를 베이스로 하고 여기에 열가소성합성고무(Thermoplastic elastomer : TPE), 점탄성 오일 등을 첨가하여 내열성과, 내한성을 증가시킨 것이다.

또한, 본 발명에 사용되는 탄성 폴리머(103a)는 표 2에 표시된 규격 외에 ASTM D 6690 Type 1, 2 또는 ASTM D 6297 규격에도 합치하는 것이 좋다.

탄성폴리머는 이 발명이 속하는 업계에서 실란트(Sealant), 조인트 실란트(Joint sealant) 등으로도 불리고 있는 데, 이들은 모두 폴리머(Polymer)를 포함하고 있어 미국 회사의 경우 "Modified(또는 Hot applied 또는 Single Component Polymeric) Joint Sealant(또는 Joint Adhesive)" 등으로 칭하며, 국내의 경우 도로봉함재, 도로봉함재 등으로 불린다.

탄성 폴리머(103a)와 코팅골재(103b)를 적정한 배합비로 혼합하여 만든 신축이음 조성물(103)은 신축이음부(102)에 충전되어 포장층(111)보다 높이가 조금 낮아지도록 다져진다.

본 발명에서는 탄성 폴리머와 혼합되는 강제 건조된 소정 입도의 골재를 아스팔트유제에 의하여 고온에서 코팅하여 불가피하게 골재를 장기간 보관 시 수분이 골재에 흡수되는 것을 방지하여 공용성을 증가시키고, 신축이음의 설치 후 강우에 의한 골재의 박리도 문제를 감소시켜 탄성 폴리머(103a)와 골재의 접착력을 증가시킨다.

탄성 폴리머(103a)나 아스팔트의 혼합물에서 수분에 의한 파손은 골재 표면의 탄성 폴리머(103a) 피막이 골재에서 떨어져 나감에 따라 발생된다. 이를 방지하기 위해 골재에 프라이머 또는 이와 유사한 성분을 코팅하여 온도변화에 의한 신축작용이 발생하는 경우 미세한 공극으로 수분이 침투하여 발생하는 골재와 탄성 폴리머 사이의 박리현상을 방지하여 폴리머 신축이음의 대표적인 불량인 신축이음 조성물의 파임 등을 방지할 수 있다.

신축이음 조성물(103) 상에 인조규사표층(104)이 형성되어 있다. 이 인조규사표층(104)은 종, 횡 신축이음에서 밀림현상 제거하기 위한 것이다.

도 4는 프라이머가 코팅된 코팅골재의 모습을 나타낸 사진이고, 도 5는 본 발명에 따른 신축이음 조성물의 제조과정을 설명하기 위한 공정도이다.

본 발명에 따른 신축이음 조성물을 만들기 위해서는 도 4에 나타낸 바와 같은 코팅골재(103b)가 필요하다.

도 5를 참조하면, 코팅골재(103b)를 만들기 위해서는 바람직하게, 사전에 골재를 건조한다(S1). 골재로는 [표 4]의 표준값을 만족하는 것이 적당하다. 그런 다음 골재를 가열한다. 골재의 가열온도는 일반적인 아스팔트 콘크리트(이하 아스콘)의 제조시의 온도와 동일하고, 바람직하게는 약 130 ~ 180정도이고, 가장 바람직하게는 약 160도 부근이다. 골재의 온도가 130도보다 낮으면, 프라이머가 골재 공극으로 흡수되는 비율이 낮아지고, 골재의 온도가 180도 이상 높아지면, 프라이머가 급속히 휘발되기 때문에 바람직하지 않다(S2). 경우에 따라 단계 S2의 과정에서, 단계 S1을 함께 수행하여도 된다.

가열된 골재에 프라이머를 투입하여 골재 표면에 프라이머를 도포하고(S3) 건조하여 도 4에 나타낸 바와 같은 코팅골재(103b)를 완성한다(S4).

골재에 프라이머를 코팅하면 골재가 갖고 있는 미세 공간속으로 점도가 낮고 방수성이 있는 프라이머가 침투되어 골재에 수분이 흡수되는 것을 막는다. 프라이머는 온도가 올라갈수록 점도가 감소하므로 골재를 가열하는 것이 바람직하다.

코팅골재(103b)의 제조에 사용되는 프라이머의 규격은 탄성 폴리머(103a)에 아스팔트 성분이 많이 포함되어 있으므로 다음의 [표 3]에 나타낸 바와 같은 규격을 지닌 것을 사용하는 데, 바람직하게는 이 프라이머에 박리방지제를 프라이머 중량 대비 0.5 - 2% 더 첨가하여 사용한다.

일반 아스팔트의 경우 골재와 아스팔트의 혼합비는 95:3-5% 정도를 유지하 는 것이 일반적이고 이때 아스팔트에 박리방지제를 골재 혼합과 동시에 0.5%정도 혼합하므로 실제 발리방지제는 0.1%에 불과하다. 그러나 본 발명의 경우 중량대비 골재와 폴리머의 혼합비율이 100 : 25 ∼ 60에 이르므로 일반 아스팔트에서와는 달리 많은 양의 박리방지제가 투입되어야 한다. 박리방지제가 다량투입 시에도 폴리머의 물성에 유해한 변화는 확인되지 않는다.

[표 3] 프라이머 규격

주) 세이볼트 퓨롤(furol)초: 유화 아스팔트의 점성을 표시하는 것이며 규정온도에 있어서 규정량의 시료가 시험기의 모세관으로 유출되는 데 소요되는 시간을 말한다.

[표 4]

골재로는 [표 4]에 나타낸 표준값을 만족하는 것이 바람직하다.

한편, 현장의 이동식 용융기 등에서 탄성 폴리머를 160 ~ 200℃ 온도로 가열한다(S5).

그 후, 골재믹서기를 사용하여 본 발명에 따른 코팅골재(103b)를 150 ~ 180℃의 온도로 가열한 다음 이동식 용융기에서 160 ~ 200℃ 온도로 미리 가열된 액체상태의 탄성 폴리머(103a)를 첨가하여 혼합하여(S6), 본 발명에 따른 신축이음 조성물(103)을 제조한다. 이 때 코팅골재(103b)와 탄성 폴리머(103a)의 무게비율은 코팅골재 : 탄성 폴리머를 약 100 : 25 ~ 35 정도로 하는 것이 바람직하다. 코팅골재 100중량에 대해 탄성폴리머가 25중량보다 적은 경우에는 신축이음으로서의 신축작용이 부족하고, 35중량보다 많은 경우에는 도로로서의 강도가 부족해진다.

물론, 온도차가 극심한 경우나 저온이 오래 유지되는 지역에서는 폴리머의 비율을 늘려 100 : 60 정도까지 하여야 한다. 그래야 신축성이 좋아지고 온도가 섭씨 영하 20도 이하로 낮아지더라도 파손되지 않는다.

위와 같은 과정으로 제조되는 신축이음 조성물(103)을 이용하는 본 발명에 따른 신축이음의 바람직한 설계 규격은 아래의 [표 5]에 나타낸 바와 같다.

[표 5] 탄성 폴리머 신축이음 설계 규격

여기에서, 고무판(110)은 더-본딩(De-bonding) 효과에 의한 접착력을 강화하며, 좁은 폭으로 넓은 유간에 적용되고, 탄성 폴리머(103a)는 높은 탄성의 채움재로서 구조물의 신축이음을 원활하게 흡수할 수 있도록 한다.

코팅골재 혼합물인 본 발명에 따른 신축이음 조성물(103)은 골재의 수분 박리도를 최소화하여 신축이음의 내구도 증가시킨다.

위와 같은 규격의 프라이머를 사용하여 완전 건조된 골재를 고온으로 가열하여 프라이머를 넣어 골재를 코팅하면 골재에 대한 탄성 폴리머의 박리도를 낮추어 줄 뿐만 아니라, 골재가 수분을 빨아들여 장기간 경화 후 수분을 방출하여 박리도를 증가시키는 문제점을 해결하여 신축이음(100)의 불량률을 낮추고 신축이음(100)의 품질을 예측 가능한 수준으로 끌어 올리게 된다.

도 6 ~ 14는 본 발명에 따른 신축이음의 시공과정을 순서대로 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 신축이음의 시공 전에는 두 콘크리트 구조물(101) 사이의 공간부(112) 상단부에 백업재(160)가 채워진 상태에서, 두 콘크 리트 구조물(101) 상에 아스팔트 또는 콘크리트에 의한 포장층(111)이 형성되어 있다.

공간부(112)의 위치는 포장층(111)의 포장 전에 신축이음 설계도를 비교하여 미리 확인해 둔다. 도면과 공간부(112)가 맞지 않는 경우에는 도로 양 측면의 벽체나 인도에 정확하게 표시하여 향 후 신축이음 설치공사에 참조하도록 한다.

도 6의 상태에서, 설계규격에 맞추어 공간부(112)가 전후 중심에 위치하도록 커팅 라인을 표시하고 이 커팅 라인을 따라 커팅 후 굴착한다. 신축이음의 길이가 40미터 이상인 경우 20미터 간격으로 소량 굴착하여 커팅라인을 보정한다. 포장층(111)의 커팅에는 건식 또는 습식 커팅이 있다. 포장층(111)을 굴착한 후에는 에어블로워, 에어컴프레셔 등의 청소장비를 이용하여 굴착부위를 깨끗이 청소한다. 이 상태는 도 7에 도시되어 있다.

그런 다음 도 8에 나타낸 바와 같이 기존의 백업재(160)를 깊이 5㎝ 정도로 제거하고, 거기에 내열성 백업재(170)를 공간부(112)에 바닥면(102a)보다 1 ~ 2㎝ 낮게 삽입한다.

내열성 백업재(170)를 설치 후에는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 바닥면(102a)과 측면을 탄성 폴리머로 골고루 도포하여 탄성 폴리머층(140)을 형성한다. 박닥면(102a)이 콘크리트슬래브가 아니고 아스팔트 기층인 경우(구조물과 도로의 접속구간)에는 아스팔트 프라이머를 도포하고 건조 후 탄성 폴리머증(140)을 형성한다.

그런 다음, 도 10에 나타낸 바와 같이 공간부(112) 상의 바닥면(102a)에 바람직하게 철판으로 된 지지판(180)을 공간부(112)에 중심을 맞추어 설치한다. 바닥 면(102a)에 요철이 있는 경우에는 위에서 설명한 코팅골재(103b)와 탄성 폴리머(103a)를 혼합하여 만든 신축이음 조성물(103)로 높이를 맞추고 지지판(180)을 설치한다.

그리고 도 11에 나타낸 바와 같이, 지지판(180) 위에 고무판(110)을 공간부(112)를 중심으로 전후 중심을 맞추어 정확하게 위치하도록 설치한다.

그 다음에, 골재믹서기를 사용하여 본 발명에 따른 코팅골재(103b)를 150 ~ 180℃의 온도로 가열한 다음 이동식 용융기에서 160 ~ 200℃ 온도로 미리 가열된 액체상태의 탄성 폴리머(103a)를 첨가하여 신축이음 조성물(103)을 제조한다. 이 때 코팅골재(103b)와 탄성 폴리머(106a)의 무게비율은 코팅골재 : 탄성 폴리머를 약 100 : 25 ~ 35 정도로 하는 것이 바람직하다.

온도차이가 극심한 지역에서는 중량대비 코팅골재 : 탄성 폴리머를 약 100 : 60 정도까지 폴리머의 비중을 높여야 한다.

이렇게 하여 만든 본 발명에 따른 신축이음 조성물(103)을 신축이음부(102)에 1차 포설한다. 1회 포설깊이는 4~6㎝ 정도로 하는 것이 바람직하다. 신축이음 조성물(103)을 1차 포설 후에는 다짐을 실시하여 평평하게 한다. 이 상태는 도 12에 도시되어 있다.

1차 신축이음 조성물(103)을 포설 후에, 위에서 설명한 바와 같은 과정으로 신축이음 조성물(103)을 만들어서, 도 13에 나타낸 바와 같이 신축이음 조성물(103)을 2차 포설한다. 신축이음 조성물(103)의 2차 포설은 포장층(111)보다 약 0.5㎝ ~ 1㎝ 낮게 실시한다.

마지막으로, 2차 포설된 신축이음 조성물(103)의 표면에 탄성 폴리머(103a)를 이용하여 마무리 코팅을 하고, 차륜에 직접 마찰되는 표층 부분은 마모도 및 내구성 증가를 위해 탄성 폴리머(103a)와 인조규사를 혼합하여 0.5 ~ 1㎝ 두께로 코팅하여 인조규사표층(104)을 형성하여 마무리 한다. 이 상태는 도 14에 도시되어 있다. 인조규사표층(104)은 차륜에 직접 마찰되는 표층 부분의 마모도 및 내구성 증가를 위한 것이라면 다른 것으로 대체될 수 있으며, 경우에 따라 포장층(111)과 같은 재료로 포장될 수 있다.

본 발명은 교량이나 지하차도 등에 설치되는 콘크리트 구조물 간의 신축이음에 이용 가능성이 높고, 교량이나 지하차도 외의 다른 이웃하는 두 콘크리트 구조물의 신축이음에도 이용될 가능성이 있다.

도 1은 탄성 폴리머를 이용한 종래의 신축이음의 단면도,

도 2는 종래의 신축이음의 사용상태의 일례를 나타낸 사진,

도 3은 본 발명에 따른 신축이음이 설치된 콘크리트 구조물의 단면도,

도 4는 프라이머가 코팅된 코팅골재의 모습을 나타낸 사진,

도 5는 본 발명에 따른 신축이음 조성물의 제조과정을 설명하기 위한 공정도,

도 6 ~ 14는 본 발명에 따른 신축이음의 시공과정을 순서대로 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 신축이음 101 : 콘크리트 구조물

102 : 신축이음부 102a : 바닥

103 : 신축이음 조성물 103a : 탄성 폴리머

103b : 코팅골재 104 : 인조규사표층

110 : 고무판 111 : 포장층

112 : 공간부 140 : 폴리머 도포층

170 : 내열성 백업재 180 : 지지판

Claims (13)

1. 간격을 두고 배치되어 서로 간의 사이에 공간부를 형성하는 두 콘크리트 구조물을 신축적으로 연결하는 신축이음부를 구비하는 신축이음에 있어서,

   상기 공간부에 끼워진 내열성 백업재;

   상기 신축이음부의 바닥면에 설치되고 상기 두 콘크리트 구조물 상부에 걸쳐져서 상기 공간부와 상기 내열성 백업재 상부를 덮는 지지판; 및

   상기 신축이음부에 충전되어 상기 지지판을 덮어주고, 표면에 프라이머가 코팅된 코팅골재와 상기 코팅골재에 혼합되어 상기 코팅골재를 잡아서 서로 묶어주는 탄성 폴리머를 구비하여 구성된 신축이음 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음.
2. 제1항에 있어서, 상기 코팅골재에 코팅된 프라이머에는 상기 프라이머의 중량 대비 0.5 -2중량%의 박리방지제가 더 첨가되어 있고,

   상기 신축이음 조성물의 상기 코팅골재와 상기 탄성 폴리머의 중량비는 100 : 25 ~ 60인 것을 는 것을 특징으로 하는 신축이음.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지판과 상기 신축이음 조성물 사이에 고무판이 더 설치되고, 상기 코팅골재는 가열된 골재에 상기 프라이머를 코팅하여서 된 것임을 특징으로 하는 신축이음.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신축이음부에 충전된 상기 신축이음 조성물 상에 형성된 인조규사표층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음.
5. 프라이머가 표면에 코팅되어 있는 코팅골재;

   상기 코팅골재와 혼합되어 상기 코팅골재를 잡아서 서로 묶어주는 탄성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 조성물.
6. 골재의 표면에 프라이머를 코팅하여 코팅골재를 만드는 단계;

   상기 코팅골재를 탄성 폴리머와 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 조성물 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 코팅골재를 만드는 단계는 상기 골재를 가열하는 단계와 상기 가열된 골재에 프라이머를 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 조성물 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 골재를 가열하는 단계에는 상기 골재를 130 ~ 180℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 신축이음 조성물 제조방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 코팅골재를 탄성 폴리머와 혼합하는 단계에서의 상기 코팅골재와 상기 탄성 폴리머의 중량비는 100 : 25 ~ 60인 것을 는 것을 특징으로 하는 신축이음 조성물 제조방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 프라이머에는 박리방지제가 상기 프라이머 중량 대비 0.5 -2% 더 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 신축이음 조성물 제조방법.
11. 간격을 두고 배치되어 서로 간의 사이에 공간부를 형성하는 두 콘크리트 구조물을 신축적으로 연결하는 신축이음부를 구비하는 신축이음 시공방법에 있어서,

    상기 공간부에 내열성 백업재를 끼우는 단계;

    상기 내열성 백업재 상에 지지판을 까는 단계;

    제5항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법으로 만들어진 신축이음 조성물을 상기 신축이음부에 충전하여 상기 철판상부를 덮는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 시공방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 신축이음 조성물을 상기 신축이음부에 충전하기 전에 상기 지지판 위에 고무판을 까는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 시공방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 신축이음부에 충전된 상기 신축이음 조성물 상에 인조규사표층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 시공방법.

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