KR20120071272A - 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법은, 지반을 평탄하게 정리하는 시공준비 단계와, 도로포장을 실시할 길의 모토(M)를 로터리 장치가 전진 또는 후진하여 분쇄하되, 상기 모토(M)를 분쇄하는 분쇄롤러(121)의 전후방에서 액상고화제가 상기 분쇄되는 모토(M)내로 분사되어 상기 모토(M)와 상기 액상고화제가 배합되는 모토 배합단계와, 상기 모토(M)를 다짐시켜주는 다짐단계 및 상기 모토(M)가 일정기간 습윤상태을 유지하도록 살수하면서 양생시키는 양생단계를 포함하는 자동화 도로 포장 시공방법에 관한 것이다.

Description

자연토를 이용한 도로 포장 시공방법{paving method using natural earth}

본 발명은 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부에서 토양을 반입할 필요없이, 현지 현장의 토양을 사용하여 환경친화적이인 흙포장 도로를 시공할 수 있로록 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법에 관한 것이다.

흙길은, 흙길 자체가 통기성을 갖고 있어서 부드러우며 보행 시 탄력에 의한 보행감이 뛰어나고, 원적외선 방사에 의한 생체활성을 증진시키며, 아울러, 함수성이 뛰어나 태양 복사열 발생을 억제하기 때문에 열섬 현상 완화에 도움을 주는 천연길이다. 그러나 이러한 환경친화적인 흙길의 단점은 우천 시, 물에 의해 수화-페이스트화되어 길이 질척되게 됨으로, 보행이 어려운 단점이 있고, 건조 시에도 표면 강도 및 내구성이 떨어지기 때문에 보행 시 먼지 발생 및 포장체의 표면 요철이 발생되는 등의 단점을 갖고 있다.

따라서, 포장 설계자들은 이러한 흙길의 장점을 최대한 나타내면서 물에 대한 민감성을 완화시키고 포장체의 내구 수명 및 표면 강도를 향상시키는 많은 연구들을 수행하였다.

또한, 근래에 사용되는 도로를 포장하는 도로 포장재는 주로 아스팔트나 콘크리트로 된 것으로서, 이들은 투수성이 없고 환경 친화적인 것이 아니며 햇빛을 받으면 복사열이 발생하여 대기온도를 상승시킴은 물론, 폭우시 우수를 집중시켜, 하천범람 등의 요인이 된다. 특히 하절기 등에는 그 정도가 더욱 심하다.

그러므로 최근에는 자연환경을 중시하는 경향이 많아지면서 흙을 모토로 하고 시멘트나 경화제, 산화철, 석회 등을 이용한 흙 포장공법이 개발되어 시행되고 있으며 이들 방법중, 건식방법으로는 모토와 시멘트를 버켓 스테빌라이자로 잘 교반한 혼합교반토에 경화제를 녹인 물을 살포하면서 교반한 건식혼합 교반토를 포장면에 포설하고 롤러로 다짐하는 친환경적으로 개량된 토양의 포장시공 방법(특허 0023907호 공개번호)이 있으며, 습식방법으로는 상기의 혼합 교반토를 믹서에 완전히 섞어서 균질의 습식혼합교반토를 생산하여 포장면에 포설하고 롤러로 다짐하는 습식혼합교반토를 이용한 도로포장 방법(특허0392706호)이 소개되고 있다.

그러나 상기 건식 및 습식 방법에서 이렇게 고화제가 첨가된 시멘트의 경우, 황토색을 내기 위하여, 중금속이 함유된 산화철을 포함하고 있는 발색제를 첨가하여야 하기 때문에, 인체에 유해한 성분이 섞여 환경 친화적이지 못하며, 공정이 복잡하여 공사비용이 증가하는 단점을 갖고있다.

또한, 기존의 공법들은 외부에서 토양을 반입하여 공사를 진행하므로, 운송거리에 따라 포장 비용이 필연적으로 증가되는 단점을 갖고 있으며, 또한 종래에는 고화제를 포장면 표면에 살포하므로, 고화제가 모토에 균일하게 배합되지 못해, 견고하고 균일한 품질을 얻기 어려운 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 시공 현장에서 채취가능한 자연토를 이용하도록 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 액상고화제의 사용을 줄여 시공비용을 절감하고자 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 모토와 액상고화제를 균일하게 배합시켜 균열에 강한 것은 물론, 균일한 시공품질을 유지할 수 있도록 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 환경친화적인 액상고화제를 사용하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법은, 지반을 평탄하게 정리하는 시공준비 단계와, 도로포장을 실시할 길의 모토(M)를 로터리 장치가 전진 또는 후진하여 분쇄하되, 상기 모토(M)를 분쇄하는 분쇄롤러(121)의 전후방에서 액상고화제가 상기 분쇄되는 모토(M)내로 분사되어 상기 모토(M)와 상기 액상고화제가 배합되는 모토 배합단계와, 상기 모토(M)를 다짐시켜주는 다짐단계 및 상기 모토(M)가 일정기간 습윤상태을 유지하도록 살수하면서 양생시키는 양생단계를 포함한다.

또한, 상기 액상고화제는, 특수 공중합액상 아크 릴액상 폴리머(Pure-Acrylic Emulsion)47?55％, 리튬 실리 케이트(Lithiym Sithium Silicate)10?15％, 폴리카르복실 산(Polycarbonate Acid) 3?5％ 라우릴 황산 나트륨(SodiumLauryl Sulfate)0.025?0.05％, 글루콘산 나트륨(Sodium Gluconate)2?4％와 표면장력을 감소 처리한 물을 혼합하여 침투 유동성이 좋도록 처리하는 것을 특징을 한다.

또한, 셀룰로스 화이버(Cellulose Fiber)2?5％,폴리 비닐 알콜화이버(Poly Vinyl Alcohol Fiber)2?5％를 첨가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터리 장치(100)는, 상기 모토(M)를 회전에 의해 분쇄하는 분쇄날개(1211) 및 상기 모토를 회전에 의해 혼합하는 혼합날개(1212)가 각각 분쇄롤러(121)의 외주연에 배치되어 있는 분쇄롤러부(121)와, 상기 로터리 장치(100)의 차체(110) 내에 마련되는 액상고화제 저장부(130)와, 상기 액상고화제 저장부(130)에 각각 연결되어 제 1 및 제 2 분사부(160)에 상기 액상고화제를 공급하는 액상고화제 공급관(140)과, 분쇄롤러(121) 뒤측 상기 로터리 장치(100)의 차체(110) 하단에 마련되어 상기 액상고화제를 분사하는 제 1 분사부(150) 및 분쇄롤러(121)의 전방에 배치되어 액상고화제를 분사하는 제 2 분사부(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액상고화제는, 혼합수를 제외한 분말 형태로 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 지반에 포설되는 포장토를 시공 현장에서 채취 가능한 자연토를 이용하므로, 시공비용을 절감할 수 있고, 환경보전에 이로움과 동시에 자연 친화성을 극대화 시킬 수 있으며, 포장 후 태양 복사열을 용이하게 흡수할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시공에 필요한 토양을 외부에서 반입할 필요가 없으므로, 시공 비용을 절감시킬 수 있으며, 로터리 장치를 통해 모토를 분쇄하면서 동시에 분쇄되는 모토내에 액상고화제를 분사하여, 모토와 액상고화제의 배합을 균일하고 완벽하게 할 수 있으므로, 균열에 강하며 균일한 시공품질을 유지할 수 있어 고객의 만족도를 높이는 효과가 있다.

또한, 중금속이 함유된 산화철을 포함하고 있는 발색제를 첨가하지 않으므로, 환경친화적인 장점이 있다.

도 1은 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법의 블럭도이다.
도 2는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법에서 모토를 분쇄하고 분쇄되는 모토내에 액상고화제를 분사하는 로터리 장치의 단면도이다.
도 3은 로터리 장치에서 분쇄롤러부를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

물론, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.

도 1은 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법의 블럭도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 도로 포장 시공방법은, 시공준비단계(S110), 모토 배합단계(S120), 다짐 단계(S130) 및 양생단계(S140)를 포함한다.

상기 시공준비단계(S110)는, 통상의 지반 포장시공에서와 같이 인력이나 건설기계를 이용하여 지반을 평탄(돌 고르기 등)하게 정리한다.

상기 모토 배합단계(S120)는, 상기 시공준비단계(S110)를 마친, 모토(M)를 로터리 장치(100)가 전진 또는 후진하여 분쇄하는데, 상기 모토(M)를 분쇄하는 분쇄롤러(121)의 전방 및 후방에서 액상고화제가 상기 분쇄되는 모토(M)내로 각각 분사되어 상기 모토(M)와 상기 액상고화제를 적절히 배합시키는 모토 배합단계이다. 상기 로터리 장치(100)에 대해서는 하기의 도 2 및 도 3에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

상술한 본 발명의 액상고화제는, 특수 공중합액상 아크릴 액상폴리머(Pure-Acrylic Emulsion)47?55％, 리튬 실리케이트(Lithiym Sithium Silicate)10?15％, 폴리카르복실산(Polycarbonate Acid)3?5％, 라우릴황산나트륨(Sodium Lauryl Sulfate)0.025?0.05％, 글루콘산나트륨(Sodium Gluconate)2?4％와 표면장력을 감소 처리한 물을 혼합하여 침투 유동성이 좋도록 처리한 액상고화제이다. 이러한 액상고화제는, 셀룰로스 화이버(Cellulose Fiber)2?5％, 폴리비닐알콜화이버(Poly Vinyl Alcohol Fiber)2?5％를 더 첨가하여 사용할 수도 있을 것이다. 또한, 이러한 액상고화제는 혼합수를 제외하여 분말 형태로 제조하여 사용할 수도 있을 것이다.

특수공중합 처리된 액상아크릴 폴리머는 고화제의 중요기능을 하며 냄새가 없으며 친환경 내구성을가지며, 리튬 실리케이트는 아크릴폴리머에 쇼킹이 없는 배합을 하여 동결융해와 강도를 유지하며, 폴리카르복실산은 황토, 흙, 모래등 자연재료에 침투와 포장 작업성 개선하고, 공기연행용 라우릴 황산나트륨 경우에는 열린기포(Open Cell)로 동결융해 팽창압력을 흡수한다. 또한, 글루콘산 나트륨은 급속 경화에 따르는 균열을 예방하고 감수효과로 적은 작업 혼합수를 사용하여 시공할 수 있다.

상기 셀룰로스 화이버는 천연목재에서 추출 된 천연소재로 자연소재의 배수성, 균열예방, 동결융해를 방지하며 내수성 유지를 장기간 유지 하며 일정시간 이 흐르면 퇴비화 되어 자연 회귀되게 하는 장점이 있다. 일 예로, 황토 벽돌에 볏짚을 배합하는 경우, 강도, 내구성 등을 향상시킬 수 있는 것이다. 또한 친수성 폴리비닐알콜 화이버는 셀룰로스 화이버와 동일한 기능을 가지나, 합성섬유로 내구성은 반영구적이다. 상기 pva fiber F.D.A(미국식품의약국)로부터 안전물질로 인가 받은 제품으로, 연소시 다이옥신과 암모니아 등의 유해물질의 발생이 없는 환경친화적인 물질이며 내구성 유지 및 균열 방지에 향상시킬 수 있다.

즉, 중금속이 함유되어 있지 않은 친환경 액상고화제를 이용하여 시공시 환경오염을 방지하도록 하는 것이다.

상기 다짐단계(S130)는, 상기 모토배합 단계(S120)에서 액상고화제와 배합된 모토(M)를 다짐시켜주는 단계이다. 이 단계에서 도로포장시 사용되는 진동 롤러 등를 이용하여 도로를 다짐시킨다.

상기 양생단계(S140)는, 상기 모토(M)의 급속한 수분 증발을 방지하기 위하여 살수하면서 양생시키는 단계로, 이는 시공환경, 기온과 습도에 따라 적용할 수 있다. 상기 양생할 때 PE 필름(Polyethylene Film)을 상기 모토(M) 상면에 덮어 일정기간 습윤상태를 유지 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법에서 모토를 분쇄하고 분쇄되는 모토내에 액상고화제를 분사하는 로터리 장치의 단면도이고, 도 3은 로터리 장치에서 분쇄롤러부를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 모토 배합단계(S120)에서 사용되는 로터리 장치(100)를 설명하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같은 로터리 장치(100)는, 논, 밭 등을 일구는 트랙터 로터리를 말하며, 본 발명에 따른 로터리 장치(100)는, 차체(110), 분쇄롤러부(121), 액상고화제 저장부(130), 액상고화제 공급관(140), 제 1 분사부(150) 및 제 2 분사부(160)를 포함한다.

우선, 분쇄롤러부(121)는 트랙터 로터리에서 흙 등을 갈아 엎거나 뒤집는 역할을 하는 부분으로, 동력에 의해 회전하는 분쇄롤러(121)와, 분쇄롤러(121)의 외주연에 각각 배치되어 있는 분쇄날개(1211) 및 혼합날개(1212)를 포함한다.

분쇄날개(1211)는, 혼합날개(1212) 보다 상대적으로 더 길게 형성되는 것이 바람직하며, 회전하는 물리적인 힘에 의해 모토(M)를 분쇄하는 역할을 하고, 혼합날개(1212)는 분쇄날개(1211) 보다 상대적으로 더 짧고, 라운드지게 형성되어 분쇄날개(1211)에 의해 분쇄되는 모토(M)를 뒤집어 엎는 역할을 한다. 분쇄날개(1211)와 혼합날개(1212)의 회전에 의해 모토를 갈아엎히고 뒤집는 작용은, 논, 밭을 갈아엎는 트랙터 로터리와 유사하므로 더이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

액상고화제 저장부(130)는, 상기 로터리 장치(100)의 차체(110) 내에 마련된다.

액상고화제 공급관(140)은, 상기 액상고화제 저장부(130)에 각각 연결되어 제 1 및 제 2 분사부(160)에 상기 액상고화제를 공급하는 관으로, 후렉시블 타입으로 마련될 수도 있을 것이다.

제 1 분사부(150)는, 분쇄롤러(121) 뒤측 상기 로터리 장치(100)의 차체(110) 하단에 마련되어 상기 액상고화제를 분사하는 노즐로, 액상고화제 공급관(140)을 통해 공급되는 액상고화제를 고압으로 분사하는 역할을 한다.

제 2 분사부(160)는, 분쇄롤러(121)의 전방에 배치되며, 액상고화제 공급관(140)을 통해 공급되는 액상고화제를 제 1 분사부(150)와 같이 고압으로 분사하는 역할을 한다.

제 1 분사부(150) 및 제 2 분사부(160)는 모터장치 등를 마련하여 분사구가 전,후,좌,우로 이동하도록 제어할 수도 있을 것이다.

[실시예]

먼저, 도로포장을 실시할 길의 모토를 분쇄하였다. 본 발명의 실시예에서는 넓이 220㎡, 깊이 10cm의 모토를 로터리 장치(100)를 이용하여 분쇄할 때 본 발명에 따른 액상고화제를 사용하였다.

로터리 장치(100)의 분쇄날개(1211) 및 혼합날개(1212)에 의해 모토(M)가 갈아엎히고 뒤집혀 질때, 모토(M)의 전후면에 각각 상기 액상고화제가 분사되도록 한다.

상기와 같이 제조된 액상고화제의 성분은, 특수 공중합액상 아크릴 액상 폴리머(Pure-Acrylic Emulsion)47?55％, 리튬 실리 케이트(Lithiym Sithium Silicate)10?15％, 폴리카르복실산(Polycar bonate Acid) 3?5％ 라우릴 황산나트륨(Sodium Lauryl Sulfate)0.025?0.05％, 글루콘산 나트륨(Sodium Gluconate)2?4％와 표면장력을 감소 처리한 물을 혼합하여 침투 유동성이 좋도록 처리한 것이다.

이후, 약 1시간30분에서 2시간 정도 후, 진동 롤러를 이용하여 다짐 작업을 실시하였다.

이후, 상기와 같이 도로포장재가 도포된 도로는 8±3℃의 온도, 60±10%의 습도에서 각각 14일, 30일 동안 양생시킨 다음, 한국화학시험연구원에 의뢰하여, 만능재료시험기(TONY)로 그 강도를 측정한 결과, 본 출원인들은 그 압축강도가 각각 3.05MPa, 8.11MPa로 나타났다는 것을 확인할 수 있었다.

상기와 같이, 본원 발명에 따른 도로포장방법으로 시공된 도로는, 그 강도가 매우 높은 것으로 나타났으며, 육안으로 확인시에도, 시공된 도로에 크랙이 전혀 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 용이하게 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이와 같은 변경은 청구항의 청구범위 기재범위 내에 있게 된다.

100 : 로터리 장치 110 : 차체
120 : 분쇄롤러부 130 : 액상고화제 저장부
140 : 액상고화제 공급관 150 : 제 1 분사부
160 : 제 2 분사부

Claims (5)

1. 지반을 평탄하게 정리하는 시공준비 단계;
   도로포장을 실시할 길의 모토(M)를 로터리 장치가 전진 또는 후진하여 분쇄하되, 상기 모토(M)를 분쇄하는 분쇄롤러(121)의 전후방에서 액상고화제가 상기 분쇄되는 모토(M)내로 분사되어 상기 모토(M)와 상기 액상고화제가 배합되는 모토 배합단계;
   상기 모토(M)를 다짐시켜주는 다짐단계; 및
   상기 모토(M)가 일정기간 습윤상태을 유지하도록 살수하면서 양생시키는 양생단계를 포함하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 액상고화제는,
   특수 공중합액상 아크 릴액상 폴리머(Pure-Acrylic Emulsion)47?55％, 리튬 실리 케이트(Lithiym Sithium Silicate)10?15％, 폴리카르복실 산(Polycarbonate Acid) 3?5％ 라우릴 황산 나트륨(SodiumLauryl Sulfate)0.025?0.05％, 글루콘산 나트륨(Sodium Gluconate)2?4％와 표면장력을 감소 처리한 물을 혼합하여 침투 유동성이 좋도록 처리하는 것을 특징을 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   셀룰로스 화이버(Cellulose Fiber)2?5％,폴리 비닐 알콜화이버(Poly Vinyl Alcohol Fiber)2?5％를 첨가하는 것을 특징으로 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 로터리 장치(100)는,
   상기 모토(M)를 회전에 의해 분쇄하는 분쇄날개(1211) 및 상기 모토를 회전에 의해 혼합하는 혼합날개(1212)가 각각 분쇄롤러(121)의 외주연에 배치되어 있는 분쇄롤러부(121);
   상기 로터리 장치(100)의 차체(110) 내에 마련되는 액상고화제 저장부(130);
   상기 액상고화제 저장부(130)에 각각 연결되어 제 1 및 제 2 분사부(160)에 상기 액상고화제를 공급하는 액상고화제 공급관(140);
   분쇄롤러(121) 뒤측 상기 로터리 장치(100)의 차체(110) 하단에 마련되어 상기 액상고화제를 분사하는 제 1 분사부(150); 및
   분쇄롤러(121)의 전방에 배치되어 액상고화제를 분사하는 제 2 분사부(160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 액상고화제는,
   혼합수를 제외한 분말 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 자연토를 이용한 도로 포장 시공방법.

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