KR20110102628A - 요철을 갖는 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법 - Google Patents

요철을 갖는 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법 Download PDF

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KR20110102628A
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Abstract

본 발명은 요철을 갖는 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법에 관한 것으로, 재귀반사 성능이 우수하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있으며, 특히 우천 등으로 인하여 포장재 표면이 물에 젖었을 경우에도 우수한 재귀반사 성능을 제공하여 더욱 향상된 시인성을 제공할 수 있도록 한 것이다. 이를 위한 본 발명에 따른 재귀반사형 포장재는 지반 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층과; 상기 기반층의 상면에 MMA (methyl metha acrylate)수지와 경화제 및 골재의 혼합물이 일정 간격으로 도포되어 형성되며, 표면에 요철이 연속적으로 형성되는 복수의 요철층과; 상기 요철층 사이에 형성되며, MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물이 도포되어 형성되는 반사층과; 상기 반사층의 표면에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드들을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

요철을 갖는 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법{Retroreflection Type Rugged Pavement and Method for Consructing the Same}
본 발명은 재귀반사 기능 및 미끄럼방지 기능을 갖는 요철을 갖는 포장재와 이 포장재를 시공하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면에 빛을 광원 쪽으로 역반사시키는 재귀반사용 비드(bead)들이 포함되어 야간에도 시인성이 높으며, 특히 우천 등으로 인해 포장재 위에 물기가 있는 상태에서도 우수한 재귀반사 성능을 발휘하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있는 요철을 갖는 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 눈 또는 비가 내릴 때 도로의 노면이 미끄러워 교통사고의 위험이 높으며, 특히 고속도로나 언덕길 또는 커브길에서는 그 위험도가 더 높다. 이에 차가 노면으로부터 미끄러지는 것을 방지하는 수단으로 노면에 미끄럼방지 포장재를 시공하여 미끄럼 방지층을 형성하는 방법이나, 도로 시공시 미끄럼 방지용 소재를 사용하여 아스팔트나 시멘트와 혼합하여 시공하는 방법 등이 알려져 있다.
통상의 미끄럼방지 포장재는 결합제인 합성수지를 도포한 후 입도 3내지 5mm의 내마모성과 마찰계수가 높은 통상적인 골재(제강 슬래그 또는 규사)를 도포하고, 다지기용 로울러를 통하여 상기 합성수지와 골재를 가압에 의해 노면과 고착시키는 방식으로 시공된다.
그런데, 이러한 종래의 미끄럼방지 포장재는 골재에 의한 마찰력에만 의존하여 미끄럼을 방지하기 때문에 많은 비나 눈이 오거나 결빙시 미끄럼방지 기능을 충분히 제공하지 못하는 문제가 있다.
이에 미끄럼방지 포장재의 표면에 요철을 형성하여 마찰력을 더욱 증대시키는 요철형 미끄럼방지 포장재를 시공하는 경우가 증가하고 있다.
그러나, 종래의 요철형 미끄럼방지 포장재는 요철에 의해 단순히 마찰력을 높이는 것만을 고려하여 시공될 뿐, 외부에서 사람이 육안으로 쉽게 인지할 수 있는 기능은 고려되어 있지 않았기 때문에 야간에 사람이 육안으로 잘 식별하지 못하여 보호나 경고 기능을 제대로 수행하지 못하는 문제가 있으며, 특히 우천으로 인하여 노면이 물에 젖은 상태에서는 시인성이 현격히 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 재귀반사 성능이 우수하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있으며, 특히 우천 등으로 인하여 포장재 표면이 물에 젖었을 경우에도 우수한 재귀반사 성능을 제공하여 더욱 향상된 시인성을 제공할 수 있는 요철을 갖는 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 범주에 따르면, 지반 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층과; 상기 기반층의 상면에 MMA (methyl metha acrylate)수지와 경화제 및 골재의 혼합물이 일정 간격으로 도포되어 형성되며, 표면에 요철이 연속적으로 형성되는 요철층과; 상기 요철층 사이 또는 요철층의 일측에 형성되며, MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물이 도포되어 형성되는 반사층과; 상기 반사층의 표면에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드들을 포함하여 구성된 재귀반사형 포장재가 제공된다.
여기서, 상기 재귀반사용 비드는 볼형태의 코아체(core)와, 상기 코아체의 외면에 고착되는 굴절률이 1.9 이상인 미세한 볼형상의 다수개의 셸비드(shell beads)와, 상기 코아체 및 셸비드로 이루어진 복합체의 외측에 도포되어 상기 셸비드들간의 비접착 이격으로 인한 공극을 채워주는 보호코팅층을 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 한 범주에 따르면, 지반 상부면에 기반층을 양생하는 단계와; 상기 기반층의 상면에 복수개의 칸이 구획되어 있는 프레임을 가설하는 단계와; 상기 프레임에 구회된 칸들중 일부에 MMA (methyl metha acrylate)수지와 경화제 및 골재의 혼합물을 도포하고, 요철 형성용 도구를 이용하여 표면에 요철을 형성하는 단계와; 상기 프레임의 나머지 칸에 MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물을 도포하는 단계와; 상기 MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물이 도포된 칸에 재귀반사용 비드를 소정의 압력으로 분사하여 포설하는 단계와; 상기 프레임을 제거하는 단계를 포함하여 구성된 요철을 갖는 재귀반사형 포장재의 시공방법이 제공된다.
이러한 본 발명에 따르면, 요철이 형성되어 있는 요철층의 일측 또는 상기 요철층에 표면에 빛은 반사하는 기능을 갖는 재귀반사용 비드들이 외부로 노출되도록 포설되어 있는 반사층이 형성되어 있는데, 상기 재귀반사용 비드들은 코아체와 셸비드 및 보호코팅층으로 이루어져 건조 상태에서뿐만 아니라 물에 젖은 상태에서도 우수한 재귀반사 성능을 제공한다. 따라서, 야간이나 미끄럼방지 포장재가 물에 젖은 상태에서도 시인성이 향상되어 사용자가 포장재를 쉽게 인식할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사형 포장재의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I 선 단면도이다.
도 3은 도 1의 재귀반사형 포장재에 구성된 재귀반사용 비드의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1의 재귀반사형 포장재의 시공방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 4의 재귀반사형 포장재의 시공방법의 예를 나타낸 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 요철을 갖는 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 요철을 갖는 재귀반사형 포장재의 구성을 나타낸 것으로, 본 발명의 재귀반사형 포장재는 지반의 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층(10)과, 상기 기반층(10)의 상면에 도포되는 프라이머(20)와, 상기 프라이머(20)의 상면에 MMA(methyl metha acrylate) 수지와 경화제 및 골재의 혼합물에 의해 일정 간격으로 형성되며 표면에 요철(31)이 형성된 복수의 요철층(30)과, 상기 요철층(30)들 사이에 형성되어 반사 기능을 제공하는 반사층(40)과, 상기 반사층(40)에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들을 포함한다.
상기 기반층(10)은 아스콘, 투수콘, 콘크리트 등으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 프라이머(20)는 희석제와 함께 배합되어 사용되는데, 이 때 배합되는 희석제는 프라이머(20)의 중량비로 30% 이하인 것이 바람직하다. 상기 프라이머(20)는 기반층(10)이 아스팔트일 경우에는 생략될 수 있다.
상기 요철층(30)은 소정의 두께로 형성되며, 표면에 요철(31)이 연속적으로 형성되어 큰 마찰력을 제공함과 더불어 운전자에게 미세한 진동을 느끼게 하여 과속 방지 등의 효과를 제공한다. 상기 요철층(30)은 상기 기반층(10)과의 접착력이 우수한 MMA(methyl metha acrylate) 수지와 경화제 및 내마모성과 마찰계수가 높은 통상적인 골재(제강 슬래그 또는 규사)를 혼합하여 시공된다. 상기 요철층(30)을 형성하는 MMA 수지 혼합물에 혼합되는 경화제는 MMA 수지 25㎏ 에 대해 하절기에는 100~200g, 동절기에는 200~500g 정도 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 반사층(40)은 표면에 포설된 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)로 인해 높은 시인성을 제공한다. 여기서, 상기 반사층(40)은 MMA(methyl metha acrylate) 수지와 MMA 수지의 모노머(monomer) 및 경화제가 혼합된 혼합물로 이루어지는데, 상기 요철층(30)과 마찬가지로 반사층(40)에 골재가 함께 혼합될 수도 있다. 상기 반사층(40)에 혼합되는 MMA 수지 모노머는 MMA 수지의 점도를 낮추는 희석제로 사용되어 상기 재귀반사용 비드(50)와 글라스비드(60)가 반사층(40)에 잘 삽입되어 고착되도록 한다. 만일, MMA 수지 모노머를 혼합하지 않고 MMA 수지만 사용하게 되면, 점도가 높아 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들이 반사층(40) 내로 깊이 잠기지 못하여 내구성이 현저하게 저하될 수 있다. 상기 반사층(40)에 혼합되는 MMA 수지와 모노머는 40:1의 비율로 된 것이 바람직하다.
이 실시예에서 상기 요철층(30)과 반사층(40)은 서로 교호로 형성되나, 이와 다르게 요철층(30)의 테두리 또는 요철층(30)의 중간부 등 임의의 위치에 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 요철층(30)에는 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)가 포설되지 않는데, 이는 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)를 포설하기 위하여 요철층(30)의 점도를 낮추게 되면, 요철(31)이 제대로 형성되지 않기 때문이며, 요철(31)이 형성된 뒤에 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)를 포설하게 되면 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)가 요철층(30) 내로 제대로 잠입되지 않거나 이탈하게 되므로 원하는 재귀반사 효과를 얻을 수 없기 때문이다.
상기 재귀반사용 비드(50)와 글라스비드(60)는 상기 반사층(40)이 도포된 후 반사층(40)이 경화되기 이전에 에어리스 등의 분사장비에 의해 소정의 압력(예컨대 4~10 kgf/㎠)으로 분사되어 포설된다. 상기 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들은 빛을 반사하기 위하여 반사층(40)에 완전히 잠기지 않고 일부가 외부로 노출되어야 하는데, 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)가 반사층(40)에 너무 깊이 박히면 외부로 노출되는 면적이 작아 반사 성능이 저하되고, 반대로 너무 얕게 박히면 반사 성능은 향상되지만 반사층(40)에서 쉽게 떨어져나와 내구성이 저하될 수 있다. 따라서, 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들은 절반 정도는 반사층(40) 내에 잠기고 나머지 절반 정도는 외부로 노출되는 것이 바람직하다.
상기 글라스비드(60)는 굴절률이 약 1.5 정도인 볼형상의 유리 또는 수지로 이루어지며, 입경이 대략 300~800㎛ 인 것을 사용할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 상기 글라스비드(60)와 재귀반사용 비드(50)들은 7:3 정도의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않으며, 글라스비드(60)를 전혀 사용하지 않고 재귀반사용 비드(50)만 단독으로 사용할 수도 있다.
그리고, 상기 재귀반사용 비드(50)는 대략 800~1200㎛ 정도의 입경을 가지며, 마른 상태는 물론 우천 등으로 인하여 미끄럼방지 포장재가 물에 젖어 있을 경우에도 재귀반사 성능이 매우 우수하고, 마찰이나 충격에 의해 반사층(40)에서 쉽게 분리되지 않아 내구성이 우수한 구조로 이루어진다. 본 발명에서 상기 재귀반사용 비드(50)는 도 3에 도시한 것과 같이, 볼형상의 코아체(core)(51)와, 상기 코아체(51)의 외면에 고착되는 미세한 볼형상의 셸비드(shell beads)(52)들과, 상기 코아체(51) 및 셸비드(52)로 이루어진 복합체의 외측에 도포되어 상기 셸비드들간의 비접착 이격으로 인한 공극을 채워주는 보호코팅층(53)으로 구성된다.
상기 코아체(51)는 입경이 600~1000㎛이고, 소다회 유리알, 알루미나 볼(Alumina ball), 지르코니아 볼(Zirconia ball), 실리콘카바이드 볼(Silicon carbide ball) 등 다양한 무기질의 볼류를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 셸비드(52)들은 입경이 40~100㎛ 이고, 굴절률이 1.9 이상, 더욱 바람직하기로 굴절률이 1.93 정도인 미세한 볼로서, 접착제에 의해 상기 코아체(51)의 외면에 고착되어 재귀반사도를 향상시키는 기능을 한다. 다시 말해서, 상기 셸비드(52)는 굴절률이 1.9 이상으로 통상의 글라스비드(60)들의 굴절률 1.5 보다 높기 때문에 미끄럼방지 포장재가 물(굴절률 1.33)에 젖어 수막이 형성되더라도 상기 셸비드(52)와 물 간의 굴절률 차이가 증가하여 반사율이(1.9/1.33) 증가하게 되는 것이다. 상기 셸비드(52)의 굴절률이 1.93 보다 높으면, 빛의 반사 촛점이 셸비드(52) 내부에 형성되기 때문에 공기중의 재귀반사도가 하락하는 단점이 있으므로 셸비드(52)의 굴절률은 1.90~1.93 인 것이 바람직하다.
상기 보호코팅층(53)은 상기 셸비드(52)들과 코아체(51)로 이루어진 복합체의 외측에 도포된 후 가열에 의해 경화되면서 셸비드(52)들과 코아체(51) 사이에 발생하는 공극을 채워줌으로써 결합 면적을 증대시키고 셸비드(52)들이 코아체(51)에서 탈리되는 현상을 방지하는 기능을 한다. 상기 보호코팅층(53)은 광투과율이 90% 이상인 하이브리드 타입(hybrid type)의 상용화된 제품으로서 유기-무기 하이브리드(organic-inorganic hybrid) 또는 졸-겔 하이브리드(sol-gel hybrid) 타입의 하이브리드 코팅액을 사용하여 만들어진다.
상기와 같은 구조로 이루어진 재귀반사용 비드(50)는 평상시 재귀반사도가 280~320 mcd/㎡/lx 이고, 우천시 180~250 mcd/㎡/lx 로 매우 우수한 것으로 시험 결과 판정되었다.
그리고, 상기 재귀반사용 비드(50)는 상기 반사층(40)의 색상과 동일한 색상으로 제작이 가능하므로 외관을 미려하게 하는 효과도 제공한다.
다음으로, 도 4와 도 5를 참조하여 전술한 실시예의 미끄럼방지 포장재를 시공하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 지반 상부면에 기반층(10)을 양생하고(단계 S1), 양생된 기반층(10)의 상면에 먼지나 수분, 흙 등을 제거하여 청정한 상태로 한 다음 프라이머(20)를 도포하고(단계 S2), 그 위에 복수개의 칸(91)이 구획된 프레임(90)을 가설한다(단계 S3). 상기 기반층(10)이 아스팔트일 경우에는 별도로 프라이머(20)를 도포하지 않을 수 있다.
다음으로, MMA 수지와 경화제, 골재를 혼합한 혼합물을 교반기에 넣고 교반한 다음, 이 혼합물을 상기 프레임(90)의 칸(91)들에 하나씩 건너뛰어 도포하고, 요철 형성용 도구, 예컨대 요철(31)과 대응하는 패턴을 갖는 도구를 상기 혼합물 표면에 밀착시켜 이동시킴으로써 요철(31)을 형성한다(단계 S4).
이어서, 상기 프레임(90)의 나머지 칸(91)에 MMA 수지와 MMA 수지 모노머를 혼합한 혼합물을 도포하여 반사층(40)을 형성하고(단계 S5), 상기 반사층(40)이 경화되기 이전에 에어리스 등의 분사장비를 이용하여 반사층(40) 표면에 재귀반사용 비드(50)를 분사하여 포설한 다음, 글라스비드(60)를 분사하여 포설한다(단계 S6). 상기 재귀반사용 비드(50)를 분사할 때의 압력은 글라스비드(60)를 분사할 때의 압력보다 약간 더 큰 것이 바람직하다.
전술한 것과 같이 반사층(40)에 재귀반사용 비드(50)를 먼저 포설한 다음 글라스비드(60)를 나중에 포설하는 이유는 글라스비드(60)의 비중이 커서 글라스비드(60)를 먼저 분사하여 포설하면 글라스비드(60)가 아직 경화되지 않은 반사층(40)에 완전히 잠길 가능성이 높기 때문에 상대적으로 비중이 작은 재귀반사용 비드(50)를 먼저 포설하고, 반사층(40)의 경화가 어느 정도 진행된 후 글라스비드(60)를 포설하게 되면, 재귀반사용 비드(50) 뿐만 아니라 글라스비드(60)들도 상부가 외부로 노출되어 우수한 반사 기능을 제공할 수 있기 때문이다.
물론, 전술한 실시예에서는 반사층(40)에 재귀반사용 비드(50)를 포설한 다음 글라스비드(60)를 포설하지만, 이와 다르게 필요에 따라 재귀반사용 비드(50)와 글라스비드(60)를 함께 포설할 수도 있을 것이다.
상기와 같이 요철층(30) 사이사이에 반사층(40)이 형성되고, 반사층(40) 상에 재귀반사용 비드(50)와 글라스비드(60)가 포설된 후 완전히 경화되면, 프레임(90)을 제거하여 시공을 종료한다(단계 S7).
전술한 재귀반사형 포장재 및 그 시공방법에 대한 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제시된 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다.
10 : 기반층 20 : 프라이머
30 : 요철층 31 : 요철
40 : 반사층 50 : 재귀반사용 비드
51 : 코아체 52 : 셸비드
53 : 보호코팅층 60 : 글라스비드

Claims (5)

  1. 지반 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층과;
    상기 기반층의 상면에 MMA (methyl metha acrylate)수지와 경화제 및 골재의 혼합물이 일정 간격으로 도포되어 형성되며, 표면에 요철이 연속적으로 형성되는 요철층과;
    상기 요철층 사이 또는 요철층의 일측에 형성되며, MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물이 도포되어 형성되는 반사층과;
    상기 반사층의 표면에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드들을 포함하여 구성된 재귀반사형 포장재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재귀반사용 비드는 볼형태의 코아체(core)와, 상기 코아체의 외면에 고착되는 굴절률이 1.9 이상인 미세한 볼형상의 다수개의 셸비드(shell beads)와, 상기 코아체 및 셸비드로 이루어진 복합체의 외측에 도포되어 상기 셸비드들간의 비접착 이격으로 인한 공극을 채워주는 보호코팅층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 재귀반사형 포장재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사층에 포설되어 빛을 방출하는 볼형태의 글라스비드들을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 재귀반사형 포장재.
  4. 지반 상부면에 기반층을 양생하는 단계와;
    상기 기반층의 상면에 복수개의 칸이 구획되어 있는 프레임을 가설하는 단계와;
    상기 프레임에 구회된 칸들중 일부에 MMA (methyl metha acrylate)수지와 경화제 및 골재의 혼합물을 도포하고, 요철 형성용 도구를 이용하여 표면에 요철을 형성하는 단계와;
    상기 프레임의 나머지 칸에 MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물을 도포하는 단계와;
    상기 MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물이 도포된 칸에 재귀반사용 비드를 소정의 압력으로 분사하여 포설하는 단계와;
    상기 프레임을 제거하는 단계를 포함하여 구성된 요철을 갖는 재귀반사형 포장재의 시공방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 MMA (methyl metha acrylate)수지와 MMA 수지의 모노머를 포함하는 혼합물이 도포된 칸에 재귀반사용 비드를 분사한 다음, 그 위에 비드글라스를 소정의 압력으로 분사하여 포설하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 요철을 갖는 재귀반사형 포장재의 시공방법.
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