KR20120060964A - 도로구조물의 무소음 신축이음구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로구조물의 무소음 신축이음구조에 관한 것으로서, 제1,2슬래브(11)(12)의 마주보는 상부 모서리에 형성된 신축홈부(13)와, 그 신축홈부(13)의 하부측에 형성된 이격부(14)에 시공되는 신축이음구조에 있어서, 상기 신축홈부(13)에 바닥에 설치되는 부착방지플레이트(20); 상기 신축홈부(13)에 채워지는 폴리머몰탈(50); 상기 이격부(14) 사이에 설치되는 신축백업재(60); 상기 신축백업재(60)에 지지되는 신축봉합재(70); 및 상기 신축백업재(60) 하부측에 경사지게 설치되는 누수방지배수부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

도로구조물의 무소음 신축이음구조{Expansion joint structure for road construction}

본 발명은 도로구조물의 무소음 신축이음구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성을 향상하여 차량의 통행에 의하여 쉽게 파손되지 않도록 한 도로구조물의 무소음 신축이음구조에 관한 것이다.

일반적으로 교량과 같은 도로구조물은 다수개의 기둥과, 그 기둥위에 형성된 철골구조의 골격에 콘크리트가 타설되어 이루어지는 교량상판으로 구성되며, 교량상판의 상면에는 통상 아스팔트가 도포되어 일반 도로와 같은 조건을 이루도록 한다. 이때 교량상판은 계절에 따라 발생되는 온도변화에 의해 그 길이가 늘어나고 줄어드는데, 이러한 교량상판의 신축 현상을 보상하기 위해서, 교량상판은 다수개의 슬래브가 신축이음장치에 의하여 연결되는 구조를 가지게 된다. 이러한 신축이음장치에 의하여, 교량상판 및 그를 형성하는 다수의 슬래브는 신축 현상에 기인하는 손상으로부터 보호되는 동시에 차량의 원활한 주행을 보장하게 된다.

통상적인 신축이음장치는, 슬래브와 다른 슬래브와 연결되어 상호 가까워지거나 멀어지는 철제로 된 한쌍의 신축단을 가지며, 공장으로부터 제조된 후 교량을 시공할 때 슬래브와 다른 슬래브 사이에 설치된다.

그런데 상기한 신축이음장치는, 교량상판의 수축 및 팽창에 따라 유연하게 신축되기는 하나, 물의 침투를 저지하는 데는 구조적으로 취약하였다.

또한 겨울에 슬래브가 수축됨에 따라 한쌍의 신축단 사이가 벌어지고, 이에 따라 차량이 주행할 때 큰 충격과 소음이 발생하고, 이에 따라 신축이음장치와 근접된 슬래브가 쉽게 파손되었다.

특히, 주행차량이 신축이음장치를 통과하면서 발생하는 소음은 운전자의 불쾌감을 유발시키며, 야간 주행시 충격으로 인한 극심한 소음에 의하여 인근 주민들로부터 민원발생이 증가하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬래브의 신축을 효과적으로 수용하고, 물의 침투를 저지함과 동시에, 만약 침투가 이루어지면 용이하게 배수될 수 있도록 하고, 차량이 주행할 때 소음이 발생되지 않도록 할 수 있는 도로구조물의 무소음 신축이음구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 내구성을 향상시켜, 차량에 의하여 쉽게 파손되지 않도록 할 수 있는 도로구조물의 무소음 신축이음구조를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도로구조물의 무소음 신축이음구조는, 제1,2슬래브(11)(12)의 마주보는 상부 모서리에 형성된 신축홈부(13)와, 그 신축홈부(13)의 하부측에 형성된 이격부(14)에 시공되는 신축이음구조에 있어서, 상기 신축홈부(13)에 바닥에 설치되는 부착방지플레이트(20); 상기 신축홈부(13)에 채워지는 폴리머몰탈(50); 상기 이격부(14) 사이에 설치되는 신축백업재(60); 상기 신축백업재(60)에 지지되는 신축봉합재(70); 및 상기 신축백업재(60) 하부측에 경사지게 설치되는 누수방지배수부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리머몰탈(50)의 내부에 이격되게 배치되는 사각형태의 제1,2보강프레임(31)(32); 및 상기 제1,2보강프레임(31)(31) 사이에서 상기 부착방지플레이트(20)의 상부에 설치되는 유공관(40);을 더 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 부착방지플레이트(20)는, 상방으로 구배(??背)가 형성되어 있고 그 양단이 신축홈부(13) 내부에서 제1슬래브(11)와 제2슬래브(12)에 지지되는 알루미늄 또는 수지재질의 플레이트이다.

본 발명에 있어서, 상기 제1,2보강프레임(31)(32)은, 바닥 일측이 상기 부착방지플레이트(20)에 지지되고, 바닥의 타측은 상기 부착방지플레이트(20) 외측의 상기 신축홈부(13) 바닥에 지지되며, 상기 신축홈부(13) 바닥에 지지되는 부분에는 하방으로 돌출되는 돌부(31a)(32a)가 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리머몰탈(50)의 중앙에는 그 폴리머몰탈(50)에 균열이 발생될 때 균열을 유도하는 균열유도홈(55)이 형성되어 있고; 상기 균열유도홈(55)에는 신축내장재(56)가 내장된다.

본 발명에 있어서, 상기 누수방지배수부(80)는, 상기 제1슬래브(11)의 측벽에 설치되는 제1배수관체(81)와, 상기 제1배수관체(81)의 단부가 내측에 위치되도록 제2슬래브(12)에 설치되는 제2배수관체(82);를 포함한다.

본원에 따르면, 도로구조물의 슬래브의 신축을 효과적으로 수용하고, 물의 침투를 저지함과 동시에, 만약 침투가 이루어지면 침투된 물은 용이하게 배수되도록 할 수 있다.

또한 폴리머몰탈 내부에 보강프레임을 내장하여 내구성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 도로구조물의 무소음 신축이음구조가 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있다.

더 나아가, 무소음 신축이음구조는 제1,2슬래브(11)(12)와 평면을 이루므로 차량이 통과하면서 발생하는 충격 및 소음을 획기적으로 줄일 수 있어 운전자의 불쾌감 및 교량인근에 지역 주민들의 민원을 방지할 수 있다라는 작용,효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도로구조물의 무소음 신축이음구조의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 도로구조물의 무소음 신축이음구조의 단면도.

이하, 본 발명에 따른 도로구조물의 무소음 신축이음구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 도로구조물의 무소음 신축이음구조의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 도로구조물의 무소음 신축이음구조의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도로구조물의 무소음 신축이음구조는, 도로구조물에 지지되는 슬래브, 예를 들면 교량의 기둥(미도시)에 의하여 지지되는 제1,2슬래브(11)(12)의 마주보는 상부 모서리에 형성된 신축홈부(13)와, 그 신축홈부(13)의 하부측에 형성된 이격부(14)에 시공되는 것이다.

이러한 무소음 신축이음구조는, 신축홈부(13)에 바닥에 설치되는 부착방지플레이트(20)와; 신축홈부(13) 내부에서 이격되게 배치되는 사각형태의 제1,2보강프레임(31)(32)과; 제1,2보강프레임(31)(31) 사이에서 부착방지플레이트(20)의 상부에 설치되는 유공관(40)과; 신축홈부(13)에 1,2보강프레임(31)(32) 및 유공관(40)이 내장되도록 채워지는 폴리머몰탈(50)과; 이격부(14) 사이에 설치되는 신축백업재(60)와; 신축백업재(60)에 지지되는 신축봉합재(70)와; 신축백업재(60) 하부측에 경사지게 설치되는 누수방지배수부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1슬래브(11)와 제2슬래브(12)는, 교량의 기둥에 지지되는 것으로서, 각각은 철골구조골격에 콘크리트가 타설되어 구현되며, 그 상면에 아스팔트가 도포되거나 콘크리트 몰탈이 도포되어 도로와 같은 조건이 이루어진다.

신축홈부(13)는, 제1,2슬래브(11)(12)의 마주보는 면의 상부측 모서리에 대향되는 직각홈을 형성함으로써 형성한다. 이러한 신축홈부(13)는, 제1,2슬래브(11)(12)의 모서리 부분을 커팅하여 구현하거나, 제1,2슬래브(11)(12)를 시공할 때 거푸집을 이용하여 구현한다.

부착방지플레이트(20)는, 후술할 폴리머몰탈(50)이 신축홈부(13)의 바닥에 부착되는 것을 방지함과 동시에, 폴리머몰탈(50)의 신축을 보다 효과적으로 수용하도록 하는 것이다. 부착방지플레이트(20)는 전체적으로 상방으로 구배(??背)가 형성되어 있으며 그 양단이 신축홈부(13) 내부에서 제1슬래브(11)와 제2슬래브(12)에 지지된다. 이러한 부착방지플레이트(20)의 구조에 의하여, 폴리머몰탈(50) 바닥의 상당부분이 부착방지플레이트(20)에 의하여 신축홈부(13)의 바닥에서 이격되어 있고, 또한 이격된 부분이 상방으로 구배를 이루므로, 제1,2슬래브(11)(12)의 신축시 폴리머몰탈(50)의 신축을 보다 효과적으로 수용할 수 있고, 더 나아가 차량의 통행시 하방으로 인가되는 충격을 흡수하여 충격소음을 줄일 수 있다. 상기한 부착방지플레이트(20)는 폴리머몰탈(50)을 신축홈부(13) 바닥으로부터 구배가 형성되도록 지지하기 위하여 충분한 내구성이 있어야 하며, 이를 위하여 부착방지플레이트(20)는 두께 5mm 내외 두께의 알루미늄 또는 수지재질의 플레이트, 예를 들면 ABS 수지플레이트를 사용한다.

제1,2보강프레임(31)(32)은, 후술할 폴리머몰탈(50)에 인가되는 차량의 하중을 지탱하도록 하여 내구성을 향상시키기 위한 것이다. 이러한 제1,2보강프레임(31)(32)은 철골을 사각형 형태로 절곡하여 구현하며, 여러개를 제작한 후 이격되게 배치한 상태에서 철선(w)으로 역어 입체적인 구조를 이룬다.

한편, 제1,2보강프레임(31)(32)의 바닥 일측은 부착방지플레이트(20)에 지지되고, 타측은 부착방지플레이트(20) 외측의 신축홈부(13) 바닥에 지지된다. 이를 위하여 신축홈부(13) 바닥에 지지되는 제1,2보강프레임(31)(32)의 부분에는 하방으로 돌출되는 돌부(31a)(32a)가 형성되어 있다.

유공관(40)은, 후술할 폴리머몰탈(50)에 크랙이 발생되어 물이 침투할 때, 그 물이 배수될 수 있도록 하기 위한 것이다. 유공관(40)의 외주면에는 물이 침투할 수 있는 다공이 형성되어 있고, 신축홈부(13)의 폭방향으로 배수가 이루어지도록 경사지게 형성되어 있다. 이러한 유공관(40)은 시공시 폴리머몰탈이 다공을 막지 않도록 부직포로 감싸여진 상태로 시공될 수도 있다. 상기한 유공관(40)은 교량의 측부에 설치되는 배수관(미도시)과 연결되어 있으며, 유공관(40)을 통하여 배수되는 물은 배수관을 통하여 외부로 배수된다.

폴리머몰탈(50)은, 제1,2슬래브(11)(12)의 노면과 동일한 평면으로 타설된다. 폴리머몰탈(50)은, 제1,2슬래브(11)(12)의 신축을 수용하는 것으로서, 폴리우레탄, 에폭시, 불포화폴리에스토로 구성된 된 군으로부터 선택되는 폴리머 제1액을 주제로 하고, 경화제를 폴리머 제2액으로 하여 소정량의 모래와 혼합하여 제조될 수 있다(2액타입).

이때 폴리머 제2액인 경화제는 에폭시의 경우 아민계 경화제가 바람직하다. 예컨대 기본 아민계인 폴리에틸렌 아민, 폴리에테르 아민, 사이클로알리패틱 아민이나, 변형 아민계인 폴리아마이드, 아미도아민, 아민 아덕트, 만니치 베이스, 케티민 등과 같은 것이 사용된다.

또한, 라텍스, 아크릴, 에틸렌비닐아세테이트와 같은 폴리머는 1액만으로도 상기 폴리머몰탈을 제조할수 있다(1액타입).

본 실시예에서는 신축이음범위가 40mm인 교량의 신축이음에 시공할 목적으로, 폴리머 2액(경화제)으로서 국도화학의 의 G640와; 폴리머 1액(주제)으로 국도화학의 Y128S; 모래로 배합한 폴리머몰탈을 사용하였다.

한편, 폴리머몰탈(50)의 중앙에는 폴리머몰탈(50)에 균열이 발생될 때 균열을 유도하는 균열유도홈(55)이 형성되어 있다. 균열유도홈(55)은 폴리머몰탈(50)에 거푸를 통하여 홈을 형성하여 구현되는데 하부측은 둥근 형상으로 구된다. 이러한 균열유도홈(55)에는 신축내장재(56)가 내장되는데, 신축내장재(56)는 별도로 제작하여 끼어넣거나, 액상의 수지를 투입하여 구현될 수 있다. 이러한 균열유도홈(55)을 형성하여 폴리머몰탈(50)에서 발생될 수 있는 크랙이 중앙에 형성되도록 함으로써, 결과적으로 제1,2보강프레임(31)(32)에 대응되는 부분의 폴리머몰탈(50)에서 내구성을 유지하도록 할 수 있다.

신축백업재(60)는, 제1,2슬래브(11)(12)의 신축을 수용함과 동시에, 이격부(14)를 봉합하는 신축봉합재(70)를 지지하는 것으로서 스티로폼이나, 에틸렌 비닐 아세테이트 등을 사용한다.

신축봉합재(70)는, 제1,2슬래브(11)(12)의 신축을 수용함과 동시에, 제1,2슬래브(11)(12)의 수직, 수평의 거동, 전단 거동 등을 수용하고, 또한 신축홈부(13) 및 이격부(14)를 통한 누수방지 기능을 한다. 이러한 신축봉합재(70)는 실리콘 실란트, 우레탄, 합성고무 라텍스, 천연고무 등이 사용될 수 있는데, 본 실시예에서는 시중에서 판매하는 실리콘 실란트(상표명 DC 902)를 사용하였다.

누수방지배수부(80)는, 신축봉합재(70) 및 신축백업재(60)의 열화나 파손으로 인하여 물이 누수될 때, 누수된물이 교량 하부로 번지지 않도록 하는 것이다. 이러한 누수방지배수부(80)는 제1,2슬래브(11)(12)의 신축에도 배수능력이 유지되어 한다. 이를 위하여 누수방지배수부(80)는 제1슬래브(11)의 측벽에 설치되는 제1배수관체(81)와, 제1배수관체(81)의 단부가 내측에 위치되도록 제2슬래브(12)에 설치되는 제2배수관체(82);로 이루어지고, 신축홈부(13)의 폭방향으로 배수가 이루어지도록 경사지게 형성되어 있다. 이때 제1,2배수관체(81)는 시간 및 온도변화에도 물성을 유지할 수 있도록 알루미늄 또는 스테인레스 또는 수지재질로 된 것이 바람직하다. 상기한 누수방지배수부(80)는 교량의 측부에 설치되는 배수관(미도시)과 연결되어 있으며, 누수방지배수부(80)를 통하여 배수되는 물은 배수관을 통하여 외부로 배수된다.

이와 같이, 제1배수관체(81)가 제2배수관체(82) 내측에 위치되어 있으므로, 제1,2슬래브(11)(12)가 신축될 때 제1배수관체(81)가 제2배수관체(82) 내부에서 유동되고, 이에 따라 누수방지배수부(80)의 누수방지 및 배수능력은 유지될 수 있는 것이다.

상기한 도로구조물의 무소음 신축이음구조는 제1,2슬래브(11)(12)와 평면을 이루므로, 차량이 통과하면서 발생하는 충격 및 소음을 획기적으로 줄일 수 있어 운전자의 불쾌감 및 교량인근에 지역 주민들의 민원을 방지할 수 있다.

또한 시공이 단순하고 시공속도가 빠르므로, 유지보수시 교통차단을 최소화 할 수 있다.

또한 기존 신축이음장치와 같은 연결부위에 틈새가 없기 때문에, 내부 부재가 자외선에 직접 노출되지 않으므로 고무재의 열화피해가 없으며, 파손에 의한 누수등 2차적인 피해를 최소화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

11, 12 ... 제1,2슬래브 13 ... 신축홈부
14 ... 이격부 20 ... 부착방지플레이트
31, 32 ... 제1,2보강프레임 31a, 32a ... 돌부
40 ... 유공관 50 ... 폴리머몰탈
55 ... 균열유도홈 56 ... 신축내장재
60 ... 신축백업재 70 ... 신축봉합재
80 ... 누주방지배수부 81 ... 제1배수관체
82 ... 제2배수관체

Claims (6)

1. 제1,2슬래브(11)(12)의 마주보는 상부 모서리에 형성된 신축홈부(13)와, 그 신축홈부(13)의 하부측에 형성된 이격부(14)에 시공되는 신축이음구조에 있어서,
   상기 신축홈부(13)에 바닥에 설치되는 부착방지플레이트(20);
   상기 신축홈부(13)에 채워지는 폴리머몰탈(50);
   상기 이격부(14) 사이에 설치되는 신축백업재(60);
   상기 신축백업재(60)에 지지되는 신축봉합재(70); 및
   상기 신축백업재(60) 하부측에 경사지게 설치되는 누수방지배수부(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로구조물의 무소음 신축이음구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폴리머몰탈(50)의 내부에 이격되게 배치되는 사각형태의 제1,2보강프레임(31)(32); 및
   상기 제1,2보강프레임(31)(31) 사이에서 상기 부착방지플레이트(20)의 상부에 설치되는 유공관(40);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로구조물의 무소음 신축이음구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부착방지플레이트(20)는,
   상방으로 구배(??背)가 형성되어 있고 그 양단이 신축홈부(13) 내부에서 제1슬래브(11)와 제2슬래브(12)에 지지되는 알루미늄 또는 수지재질의 플레이트인 것을 특징으로 하는 도로구조물의 무소음 신축이음구조.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1,2보강프레임(31)(32)은,
   바닥 일측이 상기 부착방지플레이트(20)에 지지되고, 바닥의 타측은 상기 부착방지플레이트(20) 외측의 상기 신축홈부(13) 바닥에 지지되며, 상기 신축홈부(13) 바닥에 지지되는 부분에는 하방으로 돌출되는 돌부(31a)(32a)가 형성된 것을 특징으로 하는 도로구조물의 무소음 신축이음구조.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 폴리머몰탈(50)의 중앙에는 그 폴리머몰탈(50)에 균열이 발생될 때 균열을 유도하는 균열유도홈(55)이 형성되어 있고;
   상기 균열유도홈(55)에는 신축내장재(56)가 내장된 것을 특징으로 하는 도로구조물의 무소음 신축이음구조.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 누수방지배수부(80)는,
   상기 제1슬래브(11)의 측벽에 설치되는 제1배수관체(81)와, 상기 제1배수관체(81)의 단부가 내측에 위치되도록 제2슬래브(12)에 설치되는 제2배수관체(82);를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로구조물의 무소음 신축이음구조.

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