KR20120071804A - 도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석하고 그에 맞는 배수구를 제공하도록 하는 도로의 수리실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실제의 도로구조나 형태에 맞춰 구성하고 그 위로 흐르는 노면수의 배수상태를 실험할 수 있는 장치를 제공함에 따라, 도로구조 및 상태에 맞춰 배수능력을 향상시킬 수 있는 방안을 제시할 수 있고 이에 따라 도로의 침수 예방 또는 침수를 최소화시킬 수 있도록 하는 도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석하고 그에 맞는 배수구를 제공하도록 하는 도로의 수리실험장치에 관한 것으로, 이는 일측에 유입구(14) 및 배출구(16)가 각각 마련되고 일정량의 물이 저장되는 저장조(12)가 구성된 유량공급수단(10)과; 물이 흐르도록 마련된 도로판(22)과 상기 도로판(22)의 하단에 마련되고 기울기를 제공하는 다수의 승강부(24)로 구성된 도로수단(20); 상기 도로판(22)을 흐르는 물이 집수되는 제1배수조(32)와 상기 제1배수조(32)의 일측에 집수된 물을 외부로 배출하고 상기 배수되는 물량을 측정하는 유량계(37)가 구성된 토출구(36)로 구성된 배수수단(30); 상기 유량공급수단(10)과 도로수단(20) 사이에 마련되고 상단 일측에 도로판(22)의 폭 길이와 동일한 길이의 개방구(46)가 형성된 수조(42) 및 경사판(44)으로 구성된 수로수단(40); 및 상기 배수수단(30)으로부터 집수된 물을 상기 유량공급수단(10)으로 재공급하는 유량회수수단(50);으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석하고 그에 맞는 배수구를 제공하도록 하는 도로의 수리실험장치{Irrigation experiment facilities for road}

본 발명은 도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석할 수 있는 도로의 수리실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제의 도로구조나 형태에 맞춰 구성하고 그 위로 흐르는 노면수의 배수상태를 실험할 수 있는 장치를 제공함에 따라, 도로구조 및 상태에 맞춰 배수능력을 향상시킬 수 있는 방안을 제시할 수 있고 이에 따라 도로의 침수 예방 또는 침수를 최소화시킬 수 있도록 하는 도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석하고 그에 맞는 배수구를 제공하도록 하는 도로의 수리실험장치에 관한 것이다.

일반적으로, 우리나라는 해마다 반복되는 여름철의 집중호우로 인한 홍수재해뿐만 아니라 국지적인 집중호우에 의하여 많은 피해가 발생하고 있다.

그리고 국지적인 집중호우는 하천연안이나 유출량이 급격하게 증가하는 저지대와 하수관거의 불량 및 용량 부족지역을 중심으로 침수피해를 상습적으로 발생시키고 있다.

또한, 도시화 과정으로 인한 불투수 면적의 증가는 첨두유량의 증가와 첨두유량의 도달시간 감소 등의 수문학적 특성의 변화에 따른 이유로 침수피해가 더욱더 증가한다.

아울러, 도시지역에서의 빗물은 도로를 통해 이동되고 배수된다.

도로 배수시설은 측구, 도수로, 집수정, 배수관, 배수암거와 도시계획도로에 설치되는 빗물받이, 맨홀 등으로 구성된다.

그리고 도로의 배수시설은 도로면의 안정을 확보하기 위한 목적뿐만 아니라 도로 이외의 지역에 흐르는 유출수의 배수를 위한 기능도 포함되어 있다.

그러나 도로변에 설치되어 있는 빗물받이 등과 같은 하수도 시설에서 빗물이 원활하게 배수되지 않아 노면수가 정체되고, 이러한 노면수가 인근 주택가로 유입되어 침수피해를 가중시키고 있는 실정이다.

아울러, 정체된 노면수는 교통체증과 수막현상과 같은 미끄럼에 의해 사고의 원인이 되며, 포장체 내에 박리(stripping)현상과 포트홀(port hole)현상을 발생시켜 도로의 파손을 야기한다.

또한 도로지역의 침수는 지하철과 같은 지하공간에 설치된 구조물에 치명적인 영향을 야기할 수 있다.

따라서, 홍수피해 방지 및 도로면의 안정을 유지하기 위하여 필요한 배수능력은 계획도로의 종류, 규모, 교통량 및 연도상황을 충분히 고려하여 선정함과 아울러 개개의 배수시설에 대해서도 배수목적, 배수시설의 입지 조건, 계획유량을 초과할 때, 주변지역에 미치는 영향의 정도와 경제성을 고려하여 배수시설의 규모를 결정해야 한다.

이러한 배수시설의 규모를 결정함에 있어서 대부분이 산지인 국내의 지형을 감안하면 외국에서 제시된 일반적인 빗물배제 방식을 그대로 적용하는 것은 부적절하다.

이러한 점들을 고려할 때, 침수피해에 의한 시민들의 재산을 보호하고 도로 서비스의 수준과 교통안전을 유지하기 위한 합리적인 배수시설이 필요하다.

그러므로 빗물받이의 차집효율의 분석이 필요하며 도로 조건에 따른 빗물받이의 설치간격, 적정크기 및 관리방안을 마련하여 상습침수지역의 빗물 배제 능력을 향상시킴으로써 도시홍수피해의 경감대책을 수립해야 한다.

따라서 도로의 2폭원, 종단경사 및 횡단경사의 변화에 따라 빗물받이의 적절한 크기, 형태, 간격 등을 실험을 통해 검토하고, 유입부의 막힘 현상에 따른 차집효율 감소 특성을 실험을 통해 분석하여 합리적인 빗물받이 유입부의 형태를 제시함으로써 도시 하수관거의 빗물배제 능력을 향상시켜 홍수피해를 경감시켜야 한다.

참고로, 종래의 빗물받이 설치 방법을 살펴보면 다음과 같다.

빗물받이는 도로 옆의 물이 모이기 쉬운 장소나 L형 측구의 유하방향 하단부에 반드시 설치한다. 단, 횡단보도 및 가옥의 출입구 앞에는 가급적 설치하지 않는 것이 좋다. 또한 설치 위치는 보·차도의 구분이 있는 경우에는 그 경계로 하고, 보도와 차도의 구분이 없는 경우에는 도로와 사유지의 경계를 설치한다.

빗물받이는 쓰레기나 협잡물로 인해 유입부가 막히게 되고 그로 인해 도로침수의 문제점이 발생 된다.

따라서 협잡물 및 토사의 유입감소를 위한 방안과 청소가 용이하도록 구조 변경이 필요하며, 도로 보수 공사 등으로 인한 노면 경사 변화에 따른 대응방안 수립이 요구된다.

참고로, 빗물받이 설치간격을 살펴보면 다음과 같다.

건교부의 하수도 기본계획지침 및 설계기준에서는 빗물받이의 설치 간격은 20m정도에 1개 이하의 비율로 제시하였고, 환경부의 하수도 시설기준에서는 노면 배수의 빗물받이 간격은 대략 10~30m 정도로 하나 도로 폭 및 경사별 설치기준을 고려하여 적당한 간격으로 설치하는 것으로 제시되어 있다.

구 분	규정	개요
건교부	하수도 기본계획지침 및 설계기준	노면 배수의 빗물받이 간격은 대략 10~30m 정도로 하나도로 폭 및 경사 별 설치기준을 고려하여 적당한 간격으로 설치한다.
환경부	하수도 시설기준	토지공사 단지계획실무편람Ⅱ(p.370) 노면 배수의 빗물받이 간격은 30m 이내로 한다.
토지공사	단지계획실무편람Ⅱ	노면 배수의 빗물받이 간격은 30m 이내로 한다.
토지공사	단지조성공사 설계 및 적산기준	가. 단독주택지내 도로에서 빗물받이는 2필지의 경계선 상에 1개소씩 설치토록 하며, 택지 내 우수관의 연결이 용이하도록 한다. 나. 도로 옆의 물이 고이기 쉬운 장소나 가각부 에서 가장 낮은 지점, L형 측구의 유하방향 하단부에 설치하며 간격은 20~30m로 한다.

격자형 빗물받이 유입구 막힘에 따른 차집효율 분석

빗물받이가 자갈, 토사 및 기타 유송잡물에 의하여 막히게 되면, 유입구의 순 면적이 감소하게 되므로 설치된 빗물받이 유입구는 제 기능을 다하지 못하여 도로의 침수피해를 가중시키는 요인이 된다.

그러므로 빗물받이 유입구의 합리적인 설계와 관리를 위하여 빗물받이 유입구의 막힘 현상을 분석할 필요가 있다.

실태조사결과, 유송잡물에 의한 빗물받이의 막힘 현상(clogging)은 일정한 규칙을 가지고 일어나지 않으므로 막힘에 의한 빗물받이 유입구의 순면적 감소는 예측하기 어렵다. 또한 운송잡물의 종류도 다양함을 알 수 있다.

도 1 은 종래의 격자형 빗물받이 유입구의 사용상태 사시도로서, 차도(200)의 끝부분과 인도(300)사이의 경사부에 빗물받이 유입구(100)가 설치되는 예시도이다.

그러나, 빗물 등의 노면수의 양이나 흐름 또는 도로의 상태에 관계없이, 빗물통과 홀이 일정한 크기 및 일정한 방향으로 획일적으로 구성되어 있기 때문에 도로의 상태에 맞춰진 능률적인 배수가 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

개선의 필요성

첫째, 도로의 종방향 경사가 증가할수록 빗물받이로 유입되는 유속이 증가하여, 빗물받이로 유입되는 흐름방향과 직각방향으로 쇠살이 설치된 경우는 빗물받이 유입구에서 물의 튐 현상이 많이 발생하게 되므로 차집효율이 감소하는 문제점이 있었다.

따라서 빗물받이 유입구로 유입되는 흐름 방향과 쇠살이 동일한 방향으로 설치된 경우의 차집효율이 더 증대되는 것을 알 수 있으므로 개선의 필요성이 있다고 판단된다.

둘째, 측구의 횡방향 경사가 증가할수록 도로의 흐름 폭이 감소하여 빗물받이로 유입되는 빗물이 연석 측으로 집중하여 흘러가게 되며, 유입 유량이 증가하면 연석 측 빗물받이에서 수막현상 및 물의 튐 형상으로 인하여 차집효율이 감소하는 문제점이 있었다.

셋째, 일반적으로 빗물받이의 측방 차집유량 보다는 전방 차집유량이 더 많지만, 유입 유량이 증가하게 되면, 측방 차집유량도 증가되어 측방으로 유입되는 물의 흐름과 쇠살의 방향이 직각이므로 물의 튐 형상이 많이 발생하므로 차집효율이 감소하는 문제점이 있었다.

넷째, 현장조사 실시 결과 빗물받이 유입구의 막힘은 어떠한 경향성을 가지고 있지는 않지만, 대체로 연석방향의 막힘현상이 더 자주 나타나는 문제점이 있었다.

빗물받이 유입구가 연석 방향으로 막히게 되면, 도로의 종경사 및 측구의 횡경사가 증가할수록 차집효율이 크게 떨어지는 것을 알 수 있으므로 개선의 필요성이 있다고 판단된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은 실제의 도로구조나 형태에 맞춰 구성하고 그 위로 흐르는 노면수의 배수상태를 실험할 수 있는 장치를 제공함에 따라, 도로구조 및 상태에 맞춰 배수능력을 향상시킬 수 있는 방안을 제시할 수 있고 이에 따라 도로의 침수 예방 또는 침수를 최소화시킬 수 있도록 하는 도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석하고 그에 맞는 배수구를 제공하도록 하는 도로의 수리실험장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석하고 그에 맞는 배수구를 제공하도록 하는 도로의 수리실험장치는

일측에 유입구 및 배출구가 각각 마련되며 상기 배출의 어느 일측에는 배수되는 물량을 제어하도록 솔레노이드밸브가 구성되고 일정량의 물이 저장되는 저장조가 구성된 유량공급수단과; 상기 유량공급수단의 배출구로부터 배수되는 물이 흐르며 실험도로의 조건과 동일 또는 유사한 조건의 표면을 가지도록 마련된 도로판과 상기 도로판의 하단에 마련되고 상기 도로판을 실험도로와 동일 또는 유사한 조건을 가지도록 종 또는 횡 경사의 기울기를 제공하는 다수의 승강부 및 상기 도로판의 양단에 마련되어 상기 도로판의 양단으로 흐르는 물을 집수하는 배수로로 구성된 도로수단; 상기 도로수단의 끝단에 마련되고 상기 도로판을 흐르는 물이 집수되며 상단에 쇠창살이 안착 고정되도록 지지하는 단턱이 형성된 제1배수조와 상기 제1배수조의 일측에 집수된 물을 외부로 배출하고 상기 배수되는 물량을 측정하는 유량계가 구성된 토출구 및 상기 제1배수조의 일측에 독립적으로 마련되어 상기 배수로 및 상기 제1배수조를 넘쳐 흐르는 물을 집수하는 제2배수조로 구성된 배수수단; 상기 유량공급수단과 도로수단 사이에 마련되고 상기 저장조의 배출구로부터 물을 공급받아 저장하며 상단 일측에 도로판의 폭 길이와 동일한 길이의 개방구가 형성된 수조 및 상기 개방구의 하단에 일단이 마련되고 타단은 상기 도로수단의 도로판에 마련되는 경사판으로 구성된 수로수단; 및 상기 배수수단과 유량공급수단 사이에 마련되어 상기 배수수단으로부터 집수된 물을 상기 유량공급수단으로 재공급하는 유량회수수단;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 유량공급수단의 저장조에는 항상 일정량의 물이 저장된 상태를 유지하도록 넘침방지구;를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 도로수단의 승강부는 외부에서 승강력을 제공받는 실린더와; 상기 실린더의 내측에 일단이 마련되고 타단은 상기 도로판의 하단에 마련되는 피스톤; 및 상기 피스톤과 도로판 각각에 마련되는 상단 및 하단브라켓과 상기 상단 및 하단브라켓 사이가 회동가능하도록 힌지축이 마련된 고정부재;로 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 도로수단에는 상기 도로수단의 도로판을 흐르는 물이 배수수단에 마련된 쇠창살로 집수되는 영상을 촬영할 수 있도록 하는 촬영부;를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 도로수단의 도로판은 회동축에 의해 양분되도록 구성되어 상기 회동축을 중심으로 양분된 도로판의 기울기를 달리 적용할 수 있도록; 더 포함함이 바람직하다.

이상과 같이, 실제의 도로구조나 형태에 맞춰 구성하고 그 위로 흐르는 노면수의 배수상태를 실험할 수 있는 장치를 제공함에 따라, 도로구조 및 상태에 맞춰 배수능력을 향상시킬 수 있는 방안을 제시할 수 있고 이에 따라 도로의 침수 예방 또는 침수를 최소화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 격자형 빗물받이 유입구의 사용상태 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수리실험장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수리실험장치의 횡단면도.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 도로수단의 작용상태 종단면도.
도 5는 일반적인 빗물유입구에 설치되는 쇠창살의 규격표.
도 6은 본 발명의 수리실험장치를 통해 쇠창살의 물 튐현상을 촬영한 사진.
도 7은 본 발명의 수리실험장치를 통해 얻어진 실험결과를 토대로 최적의 차집효율을 가지도록 하는 쇠창살의 일 예를 보인 평면도.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 도로수단의 작용상태도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

(제1실시 예)

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수리실험장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 수리실험장치의 횡단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 도로수단의 작용상태 종단면도로서, 이를 참조한다.

본 발명의 수리실험장치(1)는 유량공급수단(10)과, 상기 유량공급수단(10)으로부터 공급된 물이 흐르는 도로수단(20), 및 빗물받이(32)가 설치되어 상기 도로(20)에 흐르는 물을 배수하는 배수수단(30)으로 구성된다.

아울러, 상기 수리실험장치(1)에는 유량공급수단(10)에서 흐르는 물이 상기 도로수단(20)에 고르게 분포되도록 물의 흐름을 유도하는 배수수단(40)를 더 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 수리실험장치(1)에는 배수수단(30)을 통해 배수되는 물을 상기 유량공급수단(10)으로 회수시켜 재공급이 가능하도록 유량회수수단(50)을 더 구성하는 것이 바람직하다.

상기 유량공급수단(10)은 일정량의 물을 저장할 수 있는 저장조(12)와, 상기 저장조(12)의 어느 일측에 마련되고 외부에서 상기 저장조(12)의 내부로 물을 보충하도록 마련된 유입구(14)와, 상기 저장조(12)의 어느 일측에 마련되고 상기 내부에 저장된 물을 배출시켜 상기 도로수단(20)에 흐르도록 하는 배출구(16)로 구성된다.

아울러, 상기 유량공급수단(10)의 저장조(12)에는 항상 일정수위가 유지되도록 하는 넘침방지구(18)가 더 구성된다.

상기 유입구(14) 및 배출구(16)에는 물의 공급 또는 배출량을 조절할 수 있도록 밸브가 더 구성됨이 바람직하고, 실험장치의 특성상 저장조(12) 물의 유입 또는 배출되는 유량조절이 자유롭도록 전자변(솔레노이드밸브)으로 구성됨이 바람직하다.

물론, 상기의 전자변은 원통철심의 중앙에 가동축이 구성된 솔레노이드와 상기 솔레노이드의 가동축의 동작에 따라 동작되며 유입구(14) 또는 배출구(16)의 일측을 개폐하는 개폐변으로 구성된 것으로, 상기 유입구(14) 및 배출구(16)의 크기나 사용목적에 따라 다양한 크기 또는 기능을 가진 전자변이 사용될 수 있다.

또한, 상기 넘침방지구(18)는 저장조(12)에 항상 일정수위가 유지되도록 하는 수단으로, 이때 배수되는 물은 유량회수수단(50)을 통해 상기 저장조(12)로 재공급됨이 바람직하다.

한편, 상기와 유량공급수단(10)은 실험자의 요구에 따라 배출구(16)의 일측에 마련된 전자변의 개폐상태에 따라 배수되는 물의 유량을 자유롭게 조절할 수 있으므로, 실험처의 지역마다 달라지는 강우량과 같은 노면수의 유량에 맞춰 물을 제공하고, 이를 통해 실제와 유사한 상항의 제현으로 실험결과의 신뢰성을 향상시키는 것이다.

상기 배수수단(40)은 상기 유량공급수단(10)을 통해 공급된 물을 도로수단(20)의 전체에 고르게 분포하여 상기 분포된 물이 도로수단(20)을 흐르는 동안 어느 지점에서 집중 또는 분산되는지 등을 파악할 수 있도록 지지하는 수단이다.

상기 배수수단(40)은 상기 유량공급수단(10)을 통해 배수하는 물을 저장하고 일단이 개방되어 저장된 물이 배수되도록 하는 수조(42), 및 상기 수조(42)와 도로수단(20) 사이를 연결하고 상기 수조(42)를 통해 배수되는 물의 흐름이 원활하도록 유도하는 일정각 경사지게 마련된 경사판(44)으로 구성된다.

상기 수조(42) 및 경사판(44)은 도로수단(20)의 폭과 동일하거나 또는 그보다 크게 마련되는 것으로, 이는 도로수단(20)에 물이 고르게 분포되도록 하는 것이다.

상기 수조(42)는 상단이 개방된 함체 형상이고 어느 일측면에 물이 배수되는 개방구(46)가 형성되어 있으며, 내부에 상기 개방구(46)의 높이만큼 물이 채워진 상태를 유지하고 있으므로, 상기 유량공급수단(10)에서 제공되는 물량만큼 상기 수조(42)에 저장된 물이 배출되는 것이다.

아울러, 상기 수조(42)에는 상기 개방구(46) 보다는 높은 위치에 마련되어 상기 수조(42)로 과도하게 공급된 물이 상기 수조(42)를 넘쳐 실험이 방해되는 것을 방지하도록 일정 수위 이상이면 자연배수되도록 배수구(48)가 형성된다.

상기 경사판(44)은 상기 수조(42)의 개방구(46)를 통해 배수되는 물이 도로수단(20)으로 원활하게 제공되도록 일정각 경사지게 마련됨이 바람직한 것으로, 경우에 따라서는 평탄하게 구성할 수도 있다.

상기 도로수단(20)은 도로판(22)과, 상기 도로판(22)을 실험하고자 하는 도로의 환경에 맞춰 종 또는 횡경사를 줄 수 있도록 승강시키는 승강부(24)와, 상기 도로판(22)의 양단에 마련되어 상기 도로판(22)의 양단으로 흐르는 물을 외부로 배수하는 배수로(26), 및 상기 배수수단(30)을 통해 배수되는 물의 영상을 확보할 수 있도록 하는 촬영부(29)로 구성된다.

상기 도로판(22)은 실제의 도로와 유사한 환경으로 이루어져 수리실험의 신뢰성을 향상시키도록 마련함이 바람직한 것으로, 도로의 여건 가령, 아스팔트도로 또는 콘크리트 도로에 맞춰 기초판의 위에 아스팔트 또는 콘크리트를 타설하여 사용함이 더욱 바람직하다.

상기 승강부(24)는 상기 도로판(22)의 하방에 마련되어, 실험도로의 평탄이나 종 또는 횡경사에 맞춰 상기 도로판(22)을 변경하는 수단이다.

상기 승강부(24)는 실린더(242)와, 상기 실린더(242)의 내측에 일부가 삽입되어 외부에서 제공되는 압력에 따라 승강하는 피스톤(244), 및 상기 피스톤(244)과 도로판(22) 사이를 고정하는 고정부재(246)로 구성된다.

아울러, 상기 승강부(24)는 정밀제어가 가능한 유압실린더임이 바람직하다.

또한, 상기 고정부재(246)는 도시된 바와 같이 상, 하단 각각이 도로판(22) 및 피스톤(244)의 끝단에 고정되고 상기 상, 하단 사이에는 힌지축이 결합되어, 도로판(22)의 승강이 원활하도록 구성함이 바람직하다.

아울러, 상기 승강부(24)는 도로판(22)의 양단 모서리 및 상기 양단 모서리의 중간에 구성함이 바람직하고, 이에 한정하는 것은 아니며 상기 도로판(22)의 모서리외에 중간중간에 다수를 설치함이 바람직한 것으로, 이는 도로판(22)의 종 및 횡경사각을 자유롭게 변형할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 도로수단(20)에는 도로판(22)과 승강부(24), 및 배수로(26)를 지지하기 위한 프레임(28)이 구성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 프레임(28)에 지지되고 배수수단(30)을 통해 배수되는 물의 영상을 촬영할 수 있는 촬영부(29)가 구성되어 있으며, 상기 촬영부(29)는 사진 또는 동영상 등으로 촬영가능하고 디지털 변화가 가능한 촬영기임이 더욱 바람직하다.

상기 배수수단(30)은 상기 도로수단(20)에 흐르는 물을 배수시키면서 실험결과를 얻을 수 있도록 하는 수단이다.

상기 배수수단(30)은 상기 도로수단(20)의 도로판(22) 끝단에 마련되고 상기 도로판(22)의 폭 길이와 동일하거나 크게 마련되는 제1배수조(32), 및 상기 제1배수조(32)와 일정거리를 두고 마련되는 제2배수조(34)로 구성된다.

상기 제1배수조(32)는 상단이 개방된 함체 형상이고, 상기 도로판(22)의 끝단 하방에 마련되어 상기 도로판(22)을 흐르는 물을 1차 수집하며, 상기 제1배수조(32)는 상기 도로판(22)의 끝단에 고정된 상태로 이루어져 상기 도로판(22)의 종 또는 횡경사로 경사지는 방향과 동일하게 움직이도록 구성함이 더욱 바람직하다.

아울러, 상기 제1배수조(32)의 개방된 상단에는 쇠창살이 안착될 수 있는 단턱(33)이 마련되어 있다.

그리고, 상기 제1배수조(32)의 하방 일측에는 상기 제1배수조(32)로 수집된 물을 배수함과 아울러 물량을 측정할 수 있는 유량계(37)가 설치된 토출구(36)가 구성된다.

한편, 상기 제2배수조(34)는 상기 제1배수조(32)에 수집되지 못한 물을 최종 집수하여 배수하는 수단으로, 상기 제2배수조(34)는 도로수단(20)의 배수로(26)를 따라 흐르는 물을 집수하도록 연결됨이 바람직하다.

즉, 유량공급수단(10)을 통해 배출되는 물이 도로수단(20)을 거치면서 유속 등에 의해 상기 제1배수조(32)에 마련된 쇠창살 넘어온 물을 집수하여 외부로 배수되도록 하는 것이다.

따라서, 도로수단(20)의 도로판(22) 조건 및 쇠창살의 조건에 따라 유량공급수단(10)에서 배출된 물량과, 제1배수조(32)에 집수된 물량을 측정함으로 차집효율을 확인할 수 있게 되어, 상기 도로수단(20)의 도로판(22)의 조건에 맞춰 차집효율이 우수한 쇠창살의 조건을 산출할 수 있게 되는 것이다.

상기 유량회수수단(50)은 상기 배수수단(30)과 유량공급수단(10) 사이에 마련되어, 상기 배수수단(30)으로부터 배수된 물을 상기 유량공급수단(10)으로 재공급하는 수단이다.

상기 유량회수수단(50)은 상기 배수수단(30)과 유량공급수단(10) 사이를 연결하는 관로(52), 및 상기 관로(52)의 어느 일측에 마련되어 물을 강제로 흡입하는 흡입력을 발생하여 상기 배수수단(30)에서 유량공급수단(10)으로 제공되도록 하는 펌프(54)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 수리실험장치의 실험작용상태를 살펴보면, 다음과 같다.

먼저, 실험하고자 하는 도로의 상태에 따라 도로수단(20)의 도로판(22)을 조정한다.

즉, 도 4를 참조하면, 상기 도로수단(20) 중 오른쪽(도시된 방향)의 승강부(24)로 외부에서 발생한 상승 외력이 제공된다.

이때, 상기 승강부(24)의 실린더(242)는 상승 외력을 제공받고 이를 통해 피스톤(244)을 상승시키게 된다.

이러한, 피스톤(244)의 상승으로 상기 피스톤(244)의 끝단에 고정된 고정부재(246)는 도로판(22)의 일단을 밀어줌에 따라 상기 도로판(22)은 오른쪽에서 왼쪽으로 하향하는 'θ'만큼의 기울기를 가진 종경사를 이룬다.

이때, 상기 고정부재(246)는 상, 하단 브라켓이 힌지축에 의해 지지됨에 따라 상기 도로판(22)이 기울기를 가진다하여도 상기 도로판(22)을 용이하게 지지할 수 있는 것이다.

한편, 상기와 같이 도로판의 종 경사방식과 동일한 방식으로 횡 경사를 줄 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 일반적인 빗물유입구에 설치되는 쇠창살의 규격표로서, 도로판(22)의 설정이 완료되면, 배수수단(30)의 제1배수조(32)에 쇠창살을 안착시킨다.

이때의 쇠창살은 최초에는 기설치된 쇠창살과 동일한 것으로 하여, 상기 최초 쇠창살의 차집효율을 계산하고, 도 5와 같이 일반적인 쇠창살을 이용하여, 반복적인 실험을 통해 도로의 조건에 최상의 차집효율을 가지는 쇠창살을 구하도록 한다.

상기와 같이 도로판(22) 및 쇠창살의 준비가 완료되면, 유량공급수단(10)의 배출구(16)를 통해 저장조(12)에 저장된 물이 배수된다.

이때 저장조(12)에서 배수되는 물의 량은 상기 배출구(16)에 마련된 솔레노이드밸브의 개폐량과 상기 배출구(16)의 지름을 계산하면 얻을 수 있는 것으로, 제어부(미도시)를 통해 미리 계산식을 설정하여주면, 실험자가 원하는 물의 공급량을 입력만하면 배출구(16)의 솔레노이드밸브가 자동으로 개폐되도록 함이 더욱 바람직하다.

한편, 상기 유량공급수단(10)을 통해 배수하는 물은 도로수단(20)의 도로판(22)을 따라 흐르면서 상기 도로판(22)의 끝단에 마련된 배수수단(30)의 제배수조(32)로 집수된다.

그리고, 이렇게 제1배수조(32)로 집수된 물은 토출구(36)을 통해 외부 즉, 유량회수수단(50)을 통해 상기 유량공급수단(10)으로 재공급된다.

또한, 상기 토출구(36)로 배수되는 물은 상기 토출구(36)에 마련된 유량계(37)에 집수된 물의 량을 확인할 수 있다.

따라서, 상기 유량공급수단(10)에서 배수된 물량과 상기 토출구(36)에서 배수된 물량을 비교하면, 수리실험장치(1)의 도로판(22)의 조건 및 쇠창살의 조건에 따른 차집효율을 계산할 수 있다.

도 6은 본 발명의 수리실험장치를 통해 쇠창살의 물 튐현상을 촬영한 사진으로, 상기 배수수단(30)의 제1배수조(32) 근처에 마련된 도로수단(20)의 촬영부(29)에 의해 도로판(22)을 흐르는 물이 제1배수조(32)에 안착된 쇠창살에 의해 튐 현상 등의 영상을 얻을 수 있다.

이러한, 물의 튐 영상을 통해서 도로판(22)의 조건에 맞춰 쇠창살의 구조를 변형할 수 있으므로, 도로에 맞는 차집효율성을 향상시키는 최적의 쇠창살의 구조를 얻을 수 있게 되는 것이다.

도 7은 본 발명의 수리실험장치를 통해 얻어진 실험결과를 토대로 최적의 차집효율을 가지도록 하는 쇠창살의 일 예를 보인 평면도로서, 이를 참조하면, 쇠창살의 유입구의 일부에 세로방향통과 홀(5)을 구성하며, 도로에서 배수로측으로 향할수록 가로창살(2)과 세로창살(3)이 이루는 가로방향통과 홀(4)을 점차 넓게 형성한 것으로, 본 발명의 수리실험장치(1)를 통해 도로의 환경에 맞는 최적의 차집효율을 가진 쇠창살을 설계할 수 있는 것이다.

(제2실시 예)

도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 도로수단의 작용상태도로서, 이를 참조하고, 제1실시 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 도로판(22)에는 상기 도로판(22)이 양쪽으로 각기 다른 경사, 즉 기울기를 가질 수 있도록 하는 하나 또는 하나 이상의 회동축(23)이 구성된다.

도 8을 참조하면, 상기 도로판(22)의 종 방향 중앙에 횡측의 길이방향으로 회동축(23)을 마련한다.

그리고, 상기 회동축(23)을 중심으로 분할된 도로판(22)의 양단 지지하도록 다수의 승강부(24)가 구성된다.

이렇게 구성된 도로판(22)은 상기 승강부(24)의 승강높이에 따라 상기 회동축(23)을 중심으로 각기 다른 기울기(θ',θ")를 가지는 도로의 실험이 가능하게 되는 것이다.

그러므로, 다양한 도로상태에 맞춰 근접한 도로상황을 연출할 수 있으므로, 최상의 실험결과를 얻을 수 있는 것이다.

한편, 상기의 회동축(23)은 횡측의 길이방향뿐만 아니라 종측의 길이방향에 마련할 수 있고, 또한, 이들 종 방향 및 횡 방향 모두에 상기 회동축(23)을 구성하여, 다양한 도로의 상황에 맞춰 수리실험을 행할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 도로의 형태에 따라 최적의 차집효율을 분석하고 그에 맞는 배수구를 제공하도록 하는 도로의 수리실험장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10: 유량공급수단 12: 저장조
14: 유입구 16: 배출구
18: 넘침방지구 20: 도로수단
22: 도로판 24: 승강부
242: 실린더 244: 피스톤
246: 고정부재 26: 배수로
29: 촬영부 30: 배수수단
32: 제1배수로 33: 단턱
34: 제2배수로 36: 토출구
37: 유량계 40: 수로수단
42: 수조 44: 경사판
46: 개방구 50: 유량회수수단

Claims (5)

1. 일측에 유입구(14) 및 배출구(16)가 각각 마련되며 상기 배출구(16)의 어느 일측에는 배수되는 물량을 제어하도록 솔레노이드밸브가 구성되고 일정량의 물이 저장되는 저장조(12)가 구성된 유량공급수단(10)과;
   상기 유량공급수단(10)의 배출구(16)로부터 배수되는 물이 흐르며 실험도로의 조건과 동일 또는 유사한 조건의 표면을 가지도록 마련된 도로판(22)과 상기 도로판(22)의 하단에 마련되고 상기 도로판(22)을 실험도로와 동일 또는 유사한 조건을 가지도록 종 또는 횡 경사의 기울기를 제공하는 다수의 승강부(24) 및 상기 도로판(22)의 양단에 마련되어 상기 도로판(22)의 양단으로 흐르는 물을 집수하는 배수로(26)로 구성된 도로수단(20);
   상기 도로수단(20)의 끝단에 마련되고 상기 도로판(22)을 흐르는 물이 집수되며 상단에 쇠창살이 안착 고정되도록 지지하는 단턱(33)이 형성된 제1배수조(32)와 상기 제1배수조(32)의 일측에 집수된 물을 외부로 배출하고 상기 배수되는 물량을 측정하는 유량계(37)가 구성된 토출구(36) 및 상기 제1배수조(32)의 일측에 독립적으로 마련되어 상기 배수로(26) 및 상기 제1배수조(32)를 넘쳐 흐르는 물을 집수하는 제2배수조(34)로 구성된 배수수단(30);
   상기 유량공급수단(10)과 도로수단(20) 사이에 마련되고 상기 저장조(12)의 배출구(16)로부터 물을 공급받아 저장하며 상단 일측에 도로판(22)의 폭 길이와 동일한 길이의 개방구(46)가 형성된 수조(42) 및 상기 개방구(46)의 하단에 일단이 마련되고 타단은 상기 도로수단(20)의 도로판(22)에 마련되는 경사판(44)으로 구성된 수로수단(40); 및
   상기 배수수단(30)과 유량공급수단(10) 사이에 마련되어 상기 배수수단(30)으로부터 집수된 물을 상기 유량공급수단(10)으로 재공급하는 유량회수수단(50);
   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도로의 수리실험장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유량공급수단(10)의 저장조(12)에는
   항상 일정량의 물이 저장된 상태를 유지하도록 넘침방지구(18);
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로의 수리실험장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 도로수단(20)의 승강부(24)는
   외부에서 승강력을 제공받는 실린더(242)와;
   상기 실린더(242)의 내측에 일단이 마련되고 타단은 상기 도로판(22)의 하단에 마련되는 피스톤(244); 및
   상기 피스톤(244)과 도로판(22) 각각에 마련되는 상단 및 하단브라켓과 상기 상단 및 하단브라켓 사이가 회동가능하도록 힌지축이 마련된 고정부재(246);
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 도로의 수리실험장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 도로수단(20)에는
   상기 도로수단(20)의 도로판(22)을 흐르는 물이 배수수단(30)에 마련된 쇠창살로 집수되는 영상을 촬영할 수 있도록 하는 촬영부(29);
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로의 수리실험장치.
   
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,
   상기 도로수단(20)의 도로판(22)은 회동축(23)에 의해 양분되도록 구성되어 상기 회동축(23)을 중심으로 양분된 도로판(22)의 기울기를 달리 적용할 수 있도록;
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로의 수리실험장치.
   

Images