KR20120095632A

KR20120095632A - 흡음콘크리트 방음블록 및 이를 이용한 철도용 근접도상 방음벽

Info

Publication number: KR20120095632A
Application number: KR1020110015068A
Authority: KR
Inventors: 최의용; 김정국
Original assignee: 최의용; 김정국
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-08-29

Abstract

본 발명은 소음제어기술에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 철도 선로와 근접한 곳에 설치하여 열차가 레일 위를 주행할 때 발생하는 소음이 주변으로 전파되는 것을 차단하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 철도용 근접도상 흡음콘크리트 방음벽은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 흡음콘트리트 방음블록을 열차가 주행하는 철도선로의 양측에 연속적으로 설치하여 형성된다.
철도소음은 대부분 레일과 바퀴의 접촉에 의하여 일어나고 또한 레일에서 열차의 외측으로 방사상으로 전파되므로, 소음이 발생하여 전파되는 열차의 바퀴와 근접한 부위에 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록을 이용하여 근접도상 방음벽을 설치하면 철도소음이 주변으로 전파되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 그리고 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록은 통상의 콘크리트에 비하여 아주 가볍고 또한 높이가 낮아, 이를 이용한 근접도상 방음벽은 철도 구조물에 자체 중량과 풍하중으로 인한 하중부담을 경감시킨다.

Description

흡음콘크리트 방음블록 및 이를 이용한 철도용 근접도상 방음벽{Noise Absorptive Concrete Block and Near Railway Sound Wall using the Block}

본 발명은 소음제어기술에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 철도 선로와 근접한 곳에 설치하여 열차가 레일 위를 주행할 때 발생하는 소음이 주변으로 전파되는 것을 차단하는 철도용 흡음콘크리트 방음벽에 관한 것이다.

철도에서 열차가 운행할 때 아주 큰 소음이 발생하는데, 소음의 발생원인은 차륜과 레일 사이에서 발생되는 전동소음(Rolling Noise), 레일 이음매에서 발생되는 충격소음(Impact Noise), 플랜지 마찰소음(Squeal Noise), 차체에서 발생되는 구동장치 소음, 빠른 운행속도로 인한 차체와 집전장치의 공력소음, 구조물과 지반을 통하여 전달되는 저주파소음, 판토그래프와 전차선 사이의 집전소음, 그외 추진장치 및 냉방장치(보조장치) 소음 등으로 다양하다.

상기와 같은 철도소음의 원인 중에서 차량의 차륜과 레일의 접촉에 의하여 발생하는 전동소음, 충격소음, 플랜지 마찰소음 등의 레일소음이 큰 비중을 차지한다. 특히 동력원으로 전기를 이용하는 전철의 경우, 엔진소음이 없으므로 레일소음이 전체소음의 대부분을 차지한다.

상기와 같이 발생한 철도소음이 주변으로 전파되어 사람과 가축에 피해를 야기하는 소음공해가 유발되는데, 이와 같은 철도에 의한 소음공해를 방지하기 위한 방안으로는 방음벽이 거의 유일한 대안이다. 방음벽에 의한 소음저감 메커니즘은 음의 회절감쇠인데, 회절감쇠의 원리는 다음과 같다.

음원과 수음점 사이에 장해물이 없는 경우, 음파는 도 1에 도시된 바와 같이 음원으로부터 수음점에 직접 전달 경로(d)로 전달된다. 그러나 음원과 수음점 사이에 충분한 차음 능력이 있는 장벽이 있는 경우, 음원에서 발생한 음은 장벽의 상단을 지나는 회절 경로(A+B)를 따라 수음점에 도달하며, 이때 음이 저감된다.

소음저감을 목적으로 이러한 장벽을 인위적으로 설치한 장벽을 방음벽이라고 하는데, 방음벽의 감음량은 경로차(δ = (A+B) - d)에 의하여 결정되고, 음원과 수음점이 일정한 경우 경로차 방음벽의 위치와 높이에 따라 결정된다. 교통소음에 대한 방음벽의 회절감음량은 다음 식으로 계산된다.

상기 식으로 알 수 있듯이, 방음벽의 감음량은 오로지 경로차(δ)에 의하여 결정된다. 즉, 경로차가 클수록 회절감음량이 크다. 따라서 높은 감음량을 얻으려면 방음벽을 높게 설치하여야 한다. 즉, 방음벽의 설계에 있어서 가장 기본이 되는 사항은 방음벽의 높이를 결정하는 일이 된다.

상기와 같이 방음벽의 효과는 기본적으로 방음벽의 높이에 의하여 결정되기 때문에 일정 이상의 소음저감효과를 달성하기 위해서는 방음벽을 높게 설치하여야 한다. 특히 도로 또는 철도와 인접한 지역에 고층아파트가 있을 경우, 방음벽으로 가려지지 않는 고층 세대의 경우 방음효과가 전혀 없으므로 고층 세대까지 소음저감효과를 보기 위해서는 방음벽을 아주 높게 설치하여야 한다.

방음벽으로 철도소음을 충분한 정도로 차단하기 위하여, 통상적으로 철도부지 경계선에 높은 방음벽을 설치하는데, 이와 같이 높은 방음벽을 설치하면 풍하중이 크게 작용하여 태풍 등의 큰 바람이 불 때 방음벽이 전복될 염려가 있고, 시야를 차단하여 경관을 해치며, 일조를 방해하고, 교량 등에 설치할 경우 교량 구조물에 하중부담을 많이 주는 등 많은 문제점이 있다. 특히 고속철도의 경우 열차가 아주 고속으로 주행하므로 큰 소음이 발생하고, 우리나라 고속철도의 경우 지형특성상 교량구간이 아주 큰 비중을 차지하고 있어 더욱 문제가 크다.

상기와 같이 철도소음에 기인한 소음공해를 방지하기 위한 거의 유일한 대안이 방음벽인바, 철도에서 발생하는 소음은 효과적으로 차단하면서도 높이가 낮아 주변경관과 열차 승객의 시야를 차단하지 않고, 열차의 안전한 주행을 보장할 수 있는 방음벽이 필요하다.

상기 목적의 철도용 방음벽은 충분한 차음성능을 보유하여 소음이 방음벽을 직접 투과하는 것을 차단하여야 하고, 소음이 입사되는 면은 큰 흡음성능을 보유하여 방음벽에 입사된 소음이 모두 흡수되고 반사되어 나오지 않아야 한다.

또한 철도용 방음벽은 시공이 간편하고, 유지관리가 용이하고, 내구성이 좋아 사용수명이 길어야 한다.

본 발명의 철도용 근접도상 흡음콘크리트 방음벽은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 흡음콘트리트 방음블록을 열차가 주행하는 철도선로의 양측에 연속적으로 설치하여 형성된다. 철도가 단선일 경우 한 쌍의 레일로 이루어지는 철도선로의 양측에 흡음콘트리트 방음블록을 연속적으로 설치하여 측면방음벽을 형성하고, 철도가 복선일 경우 한 쌍의 레일로 이루어지는 철도선로 사이에 흡음콘트리트 방음블록을 서로 등을 마주 대도록 설치하여 중간방음벽을 형성한다.

본 발명의 흡음콘크리트 방음블록의 형상은 수직 벽을 형성하는 수직부의 상단과 하단에 각각 한쪽으로 수평으로 돌출되는 상부수평부와 하부수평부로 구성되어 단면이 대략 ㄷ-자 형상으로 제작하거나, 수직부와 상부수평부 만으로 구성하여 단면이 ㄱ-자 형상이 되도록 제작한다. 그리고 수직부의 외측면과 상부수평부의 상면에 일정한 두께로 코팅층이 형성되어 있다.

상기 흡음콘트리트 방음블록은 투과성 흡음콘크리트를 거푸집에 충진하여 양생시키는 방법으로 일체로 제작하고, 투과성 콘크리트가 양생된 후에 거푸집을 제거하고 수직부의 외측면과 상부수평부의 상면에 액상의 합성수지를 코팅하고 경화시켜 코팅층을 형성한다.

철도소음은 대부분 레일과 바퀴의 접촉에 의하여 일어나고 또한 레일에서 열차의 외측으로 방사상으로 전파된다. 따라서 소음이 발생하여 전파되는 열차의 바퀴와 근접한 부위에 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록을 이용하여 근접도상 방음벽을 설치하면 철도소음이 주변으로 전파되는 것을 효과적으로 차단된다.

본 발명의 흡음콘트리트 방음블록은 레일 위를 주행하는 철도차량과 아주 근접하여 설치할 수 있고 또한 흡음콘트리트 방음블록은 흡음률이 아주 높으므로, 열차의 바퀴와 레일의 접촉에 의하여 발생하는 소음은 흡음콘크리트 방음블록에 대부분 흡수되어 소멸되고 외부로 누설되는 량이 아주 미미하여, 철도소음을 많이 차단할 수 있다.

본 발명의 흡음콘트리트 방음블록은 통상의 큰크리트에 비하여 아주 가볍고 또한 높이가 낮아, 이를 이용한 근접도상 방음벽은 철도 구조물에 자체 중량과 풍하중으로 인한 하중부담을 적게 준다.

본 발명의 흡음콘트리트 방음블록은 콘크리트 방음벽이므로 금속제 방음벽에 비하여 내구성이 길고, 다공질 흡음재를 사용하지 않으므로 유지관리가 용이하고, 사용중에 인체에 유해한 분진이 발생하지 않는다.

본 발명의 흡음콘트리트 방음블록은 공장에서 미리 제작되므로 품질이 우수하고 또한 균일하다. 그리고 본 발명의 근접도상 방음벽은 흡음콘트리트 방음블록은 단순한 조립 작업만으로 설치되므로, 현장 설치작업이 용이하고, 공시기간을 단축할 수 있고, 그에 따라 현정 공사 비용이 크게 절감된다.

도 1은 음의 회절감쇠를 설명하기 위한 그림이다.
도 2는 ㄷ-자형 흡음콘크리트 방음블록이다.
도 3은 ㄱ-자형 흡음콘크리트 방음음블록이다.
도 4는 투과성 흡음콘크리트의 입자 구성도이다
도 5는 투과성 흡음콘크리트의 흡음특성 그래프다.
도 6은 흡음콘크리트 방음블록을 이용한 철도용 근접도상 방음벽이다.
도 7은 흡음콘크리트 방음블록의 설치도이다.
도 8은 철도소음의 전파특성을 나타낸 그림이다.

본 발명의 흡음콘크리트 방음블록(1)의 형상은 도 2에 도시한 바와 같이, 수직의 벽을 형성하는 수직부(11)의 상단과 하단에 각각 한쪽으로 수평으로 돌출되는 상부수평부(12)와 하부수평부(13)로 구성되어 단면이 대략 ㄷ-자 형상을 가지고, 상기 수직부(11)의 외측면과 상부수평부(12)의 상면에 일정한 두께로 코팅층(14)이 형성되어 있다.(본 발명의 흡음콘크리트 방음블록(1)이 설치되었을 때 소음이 입사하는 쪽을 "내측"이라고 하고, 그 반대쪽을 "외측"이라 칭한다.)

상기 흡음콘크리트 방음블록(1)은 상기와 같이 단면을 ㄷ-자 형상으로 제작하면 별도의 고정장치가 없더라도 흡음콘크리트 방음블록(1)이 수평면에 안정되게 놓일 수가 있으므로 시공이 편리하다. 그러나 흡음콘크리트 방음블록(1)을 고정할 수 있는 적절한 설치구조물을 사용하여 방음벽을 시공할 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 흡음콘크리트 방음블록(1)을 수직부(11)와 상부수평부(12) 만으로 구성하여 단면이 ㄱ-자 형상이 되도록 제작할 수도 있다.

상기 흡음콘트리트 방음블록(1)은 투과성 흡음콘크리트를 거푸집에 충진하여 양생시키는 방법으로 일체로 제작하고, 투과성 콘크리트가 양생된 후에 거푸집을 제거하고 수직부(11)의 외측면과 상부수평부(12)의 상면에 액상의 합성수지를 코팅하고 경화시켜 코팅층(14)을 형성한다. 코팅층(14)에 사용되는 합성수지로는 시멘트와 부착성이 좋고 방수성이 있으며 또한 충분한 강도를 가지는 것이면 모두 가능한데, 에폭시수지가 이러한 성질을 모두 충족시키는 것으로서, 사용에 적합하다.

흡음콘크리트 방음블록(1)에서 코팅층(14)은 일정한 면밀도(단위면적당 질량, 단위로는 kg/m²이 사용됨)를 가진 판을 형성하여 흡음콘크리트 방음블록(1)의 내측으로 입사되어 소멸되지 않고 잔존하는 음파가 흡음콘크리트 방음블록(1)을 투과하여 주변으로 전파되는 것을 차단하는 기능을 한다. 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록(1)은 입사한 음파가 대부분 흡음콘크리트 내부에서 흡수되어 소멸되므로, 코팅층(14)의 두께를 2 내지 3mm 정도로 하면 충분하다.

상기 흡음콘크리트 방음블록(1)의 내측 면에는 일정한 깊이의 흡음홈(15)을 연속적으로 형성하는 것이 좋다. 이와 같이 방음블록(1)의 내측면에 흡음홈(15)을 형성하면 음파가 입사하는 면에 다수의 요철홈이 형성되는데, 이와 같이 표면에 요철홈이 형성되면 음파가 흡수되는 면이 넓어지고 또한 요철면에서 반사한 음파가 서로 간섭을 일으켜 일부 소멸되므로, 흡음이 일어나는 면의 흡음률이 상당이 높아진다.

흡음홈(15)은 수직으로 길게 형성할 수도 있고, 수평으로 길게 형성할 수도 있고, 사선방향으로 길게 형성할 수도 있고, 방음블록(1)의 표면에 문양을 형성하여 미관을 좋게 하도록 다양하게 형성할 수 있다. 그러나 흡음홈(15)은 도시한 바와 같이 수직으로 길게 형성하는 것이 홈에 분진이 침착되는 것을 방지할 수 있어서 유지 및 관리에 편리하다.

상기 흡음콘크리트 방음블록(1)은 전체 높이를 1.5m 전후로 하여 철도선로로 주행하는 철도차량의 하단을 차단할 수 있도록 하고, 길이는 시공, 보관, 운반 등에 편리한 크기로 한다. 그리고 투과성 흡음콘크리트의 내부에 철근, 와이어메쉬 등의 보강재를 삽입하여 강도를 증대시킬 수 있고, 나사구멍이 형성되어 아이볼트(Eye Bolt)를 결합하여 인양할 수 있도록 하는 인양부(16) 또는 외부 구조물에 고정하기 위한 브래킷플레이트(17)를 구비할 수 있다. 인양부와 브래킷플레이트는 투과성 흡음콘크리트 내부의 보강재에 용접하는 등의 방법으로 투과성 흡음콘크리트에 단단히 고정되어 있도록 한다. 브래킷플레이트(17)에는 흡음콘크리트 방음블록(1)을 노면에 고정할 수 있는 고정브래킷(18)이 부착된다.

흡음콘트리트 방음블록(1)을 구성하는 투과성 흡음콘크리트(10)는 도 4에 도시한 바와 같이, 표면에 다수의 투과성 공극이 그대로 노출되는데, 일정 입도의 골재(111) 사이에 공극(112)이 형성되어 표면에 그대로 노출되어 있고, 골재(111) 사이의 공극(112)은 서로 연결되어 있으며, 각각의 골재의 표면에는 다공질의 시멘트(113)로 도포되어 있다. 이와 같은 구성의 투과성 흡음콘크리트(10)는 발포재인 알루미늄파우더를 첨가한 점도가 높은 시멘트 반죽(이를 "시멘트 페이스트"라고도 한다.)과 골재를 잘 섞어 거푸집에 충진하여 양생하면 만들어진다.

골재(111)는 구형에 가깝고 지름 1.5 내지 5mm 사이의 단일 입도의 것을 선별하여 사용하는 것이 좋다. 이와 같은 골재의 공극률은 측정해보면 40% 정도가 된다.(골재의 형상이 구형이고 입도가 균일하다면 이론상 공극률(전체 체적에서 공극이 차지하는 체적)은 47.6%가 된다.)

사용가능한 골재(111)로는 천연 화산석 또는 인공경량골재를 사용할 수 있고, 무연탄을 사용하는 화력발전소에서 발생되는 부산물로서 초고열(1,200℃ 이상)로 생성된 저회(Bottom Ash)를 파쇄하여 사용할 수 있다. 저회는 입도별로 선별 가공한 규격품을 구입할 수 있으므로, 품질관리가 용이함은 물론 우수한 흡음효과가 있다.

또한 교량구간 등 구조물의 하중을 경감하여야 하는 곳에 사용하기 위해서는 골재와 함께 경량입자를 혼합하여 사용할 수 있다. 사용가능한 경량입자로는 스티로폼 입자, 발포현암입자, 발포진주석입자 등을 사용할 수 있다. 그 중 발포진주석(Pearlite)입자는 진주석을 팽창가공한 재료로서, 아주 경량일 뿐만 아니라 불연재료로서, 본 발명의 경량입자로 적합하다.

시멘트(113)는 골재와 골재를 서로 접착시키는 접착제(Binder)역할을 하는데, 통상적인 시멘트인 포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement)를 사용할 수도 있으나, 생산성과 초기강도 발현을 위해 알루미나시멘트 또는 초속경시멘트 등을 사용할 수도 있고, 보다 효과를 높이기 위해 백색 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것이 좋다. 통상의 포틀랜드 시멘트는 분말도(비표면적 약3500/g)가 낮지만, 백색 포틀랜드 시멘트는 분말도(비표면적이 6000 ~ 8000/g)가 높아 접착강도가 통상의 포틀랜드 시멘트에 비하여 매우 우수하다.

시멘트와 물의 반죽은 물/시멘트 비(이를 W/C비(Water/Cement비)라고 한다.)를 30±2%(물 30kg에 시멘트 100kg의 비율) 정도로 낮게 하여(일반 콘크리트는 W/C비를 50 내지 60% 정도로 하여 사용하고 있다.) 시멘트 반죽이 골재의 표면에 도포되었을 때 시멘트 반죽이 잘 흘러내리지 않을 정도의 높은 점성을 가지게 한다.

일반적으로 콘크리트 제품은 물과 시멘트의 화학작용에 의한 수화작용에 의해 강도가 증진된다. 그러나 물의 량을 많게 하면 경화 후에 강도가 저하된다. 그러나 작업성(Workability)을 위해 필요 이상의 물이 첨가되어야 하지만 본 발명에 이용되는 투과성 콘크리트의 경우는 단일 입도의 골재를 사용하기 때문에 일반 콘크리트와는 달리 접착면적이 작아 가급적 물의 량을 최소화하여야 한다. 그러나 화학반응인 수화작용이 일어날 수 있는 최저 W/C비인 28%를 넘어야 한다. 시멘트 반죽은 높은 점착력과 강도를 내기 위해 가급적 반죽질기(Consistency)를 최소화하여야 하는데, 이는 고성능 감수제인 폴리카르복실레이트계 또는 나프탈렌계 감수제를 첨가함으로서 가능하다.

상기 시멘트 반죽에 일정량의 알루미늄 파우더를 첨가하면, 알루미늄이 물과 반응하여 수소 기체를 발생시키고, 이 수소 기체가 반죽 속에서 미세한 기포를 형성하여 골재(111)에 도포된 시멘트(113)를 다공질(Porous)로 만든다. 이 경우 도포된 시멘트의 면에 음이 흡수되므로 흡음판 전체의 흡음률이 상승한다.

상기와 같이 시멘트 반죽에 알루미늄 파우더를 첨가할 경우, 시멘트 반죽에 셀룰로즈, 목분, 또는 폐이퍼슬러지 등의 섬류질을 첨가하면, 발생된 수소가 필라멘트 역할을 하는 섬유질에 길게 부착되어 연속기공을 형성하여 입사된 음파가 시멘트 내부로 흡수되기 용이하므로 흡음률이 더욱 증가한다. 그리고 이들 섬유질이 보강재 역할을 하여 시멘트의 강도를 더욱 증가시킨다.

골재와 시멘트반죽의 혼합 비율은 시멘트 반죽이 골재의 표면에 얇게 도포되는 정도가 적당한데, 콘크리트 흡음판의 양생 후 전체 부피에서 골재의 부피가 55% 가량, 시멘트의 부피가 10% 가량, 그리고 잔여 공극이 35% 가량이 되게 하는 것이 흡음률이 가장 높은 것으로 실험적으로 규명되었다. 이와 같은 비율로 하려면, 시멘트 반죽 10리터에 골재 90리터(공극 포함 부피)의 비율로 혼합을 하면 된다.

상기와 같이 배합된 시멘트 반죽과 골재를 잘 교반하면 골재의 표면에 시멘트 반죽이 일정 두께로 도포되는데, 이를 형틀(Mold, 거푸집이라고도 함.)에 타설하여 양생을 시키면 골재들이 표면에 도포된 시멘트에 의하여 서로 강하게 접착되고, 표면에는 골재 사이의 공극이 그대로 노출되고, 판의 내부에는 골재들 사이에서 다양한 형상과 크기의 공극이 형성되고, 이들 공극들이 서로 연결이 되어 투과성 흡음콘크리트(10)가 형성된다. 이와 같이 투과성 흡음콘크리트(10)를 제작할 경우, 시멘트 반죽의 점도가 높고, 시멘트 반죽과 골재 사이에 부착력이 있으므로 양생과정에서 시멘트 반죽이 골재에서 흘러내리지 않고 골재의 표면에 코팅된 상태로 경화된다.

상기와 같은 투과성 흡음콘크리트(10)에 음파가 입사하면, 대부분의 음파가 표면에 형성된 골재(111) 사이의 공극(112)으로 유입되어 콘크리트 내부로 흡수된다. 콘크리트 내부로 입사한 음파는 헬름홀쯔 공명효과에 의하여 음파의 에너지가 공명통 역할을 하는 골재들 사이에 형성된 공극에서 공기의 진동에너지로 변환되고, 음파의 에너지는 열에너지로 변환되어 주변으로 소산되어 소멸된다.

특정 주파수의 음파는 그 파장에 따라 특정 부피의 공간에서 공명을 하여 소실되는데, 이와 같은 원리를 이용하여 판에 일정크기의 동공(Cavity)을 연속적으로 다수개를 형성하여 소음을 저감시키는 기구를 공명형 흡음기라고 한다. 본 발명의 경우 골재들 사이의 공극은 형상과 크기가 아주 다양하므로, 다양한 주파수의 음파가 모두 각각의 주파수에 부합하는 부피의 공극에서 공명을 일으켜 소멸되어, 아주 넓은 주파수 범위의 음이 모두 놓은 정도로 저감된다.

골재(111)의 틈새에서 소멸되지 않고 잔존한 음파 중 일부는 골재의 면에 도포된 시멘트(113)에 형성된 기공으로 입사하여 소멸된다.

본 발명에 사용되는 투과성 흡음콘크리트(10)는 상기와 같이, 골재(111)들 사이의 공극(112)과 골재(111)의 표면에 형성된 기공에서 2단계에 걸쳐 입사된 음을 소멸시킨다. 이와 같은 흡음효과는 도 5의 흡음률 시험표에서 확인할 수 있는데, 250, 500, 1000, 2000Hz 음의 평균흡음률인 NRC가 0.8 이상으로 유리면(Glass Wool) 등의 통상의 다공질 흡음재의 흡음률을 상회하는 값이다. (표에서 특정 주파수에서 흡음률이 1 이상으로 되는 경우가 있는데, 이는 잔향실법에 의한 흡음률 측정방법에 내재된 측정오차로서, 일반적으로 인정되고 있다.)

본 발명인 투과성 흡음콘크리트(10)는 골재 사이의 공극이 크고, 이들이 서로 연결되어 있어서 투수계수가 5×10^-2cm/sec이상으로 높으므로, 빗물이 침투하더라도 모두 아래로 흘러내리고, 내부에 잔류하는 것이 없어, 겨울철에 기온이 영하로 내려가더라도 동결용해에 의한 열화의 염려가 없다. 본 발명에 사용되는 투과성 흡음콘크리트(10)는 시멘트를 반죽할 때 특정 색을 내는 안료(Pigment)를 첨가하여 다양한 색깔을 낼 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록(1)은 도 6에 도시한 바와 같이 열차가 주행하는 철도선로의 양측에 연속적으로 설치되어 철도소음을 방지하는 근접도상 방음벽을 형성한다. 철도가 단선일 경우 한 쌍의 레일로 이루어지는 철도선로의 양측에 흡음콘트리트 방음블록(1)을 연속적으로 설치하여 측면방음벽(20)을 형성하면 되지만, 철도가 복선일 경우 한 쌍의 레일로 이루어지는 철도선로 사이에 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록(1)을 서로 등을 마주 대도록 설치하여 중간방음벽(30)을 형성한다.

근접도상 방음벽을 ㄱ-자 형상의 흡음콘크리트 방음블록(1)을 사용하여 형성할 경우, 도 7에 도시한 바와 같이 흡음콘크리트 방음블록(1)과 흡음콘크리트 방음블록(1) 사이에 H-빔(41)의 하부에 비닥판(42)을 부착하여 제작한 지주(40)를 사용하여 연속적으로 설치하는 것이 편리하다. 이 지주(40)의 바닥판(42)은 철도선로의 궤도노면에 고정되고, H-빔(41)의 양측 홈에 흡음콘크리트 방음블록(1)의 측면을 삽입하여 흡음콘크리트 방음블록(1)을 결합한다. 그리고 흡음콘크리트 방음블록(1)과 흡음콘크리트 방음블록(1) 사이의 틈새는 시멘트 또는 합성수지 등으로 제작한 밀봉재로 메운다.

철도소음의 전파특성을 음향인텐시티 분석기법으로 연구한 결과에 의하면, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 열차가 주행할 때 발생하는 소음은 대부분 레일과 바퀴의 접촉에 의하여 일어나고 또한 레일에서 열차의 외측으로 방사상으로 전파되는 것으로 규명되었다. 이와 같은 철도소음의 발생 및 전파특성을 감안하면, 소음이 발생하여 전파되는 열차의 바퀴와 근접한 부위에 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록(1)을 이용하여 근접도상 방음벽을 설치하면 철도소음이 주변으로 전파되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

철도차량은 선로에 고정된 레일 위를 주행하므로, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 본 발명의 흡음콘트리트 방음블록(1)을 차량과 아주 근접하여 설치할 수 있는데, 이 경우 열차의 바퀴와 레일의 접촉에 의하여 발생하는 소음은 흡음콘크리트 방음블록(1)의 내측 면에서 대부분 흡수되어 소멸되고 외부로 누설되는 량이 아주 미미하여, 철도소음을 많이 차단할 수 있다.

1 : 흡음콘크리트 방음블록, 10 : 투과성 흡음콘크리트,
11 : 수직부, 12 : 상부수평부, 13 : 하부수평부, 14 : 코팅층,
15 : 흡음홈, 16 : 인양부, 17 : 브래킷플레이트, 18 : 고정브래킷,
111 : 골재, 112 : 공극, 113 : 시멘트,
20 : 측면방음벽, 30 : 중간방음벽, 40 : 지주,
41 : H-빔, 42 : 바닥판.

Claims

골재(111)의 표면에 시멘트(113)를 코팅하여 거푸집에 충진하고 양생시켜, 골재(111)와 골재(111) 사이에 공극(112)이 형성되고, 공극(112)은 표면으로 노출되고, 골재(111)와 골재 (111) 사이의 공극(112)은 서로 연결되어 있는 투과성 흡음콘크리트(10)로 구성되는 것으로서, 수직의 벽을 형성하는 수직부(11)의 상단에 한 쪽으로 상부수평부(12)가 수평으로 돌출되어 있고, 수직부(11)의 외측면과 상부수평부(12)의 상면에 일정한 두께로 코팅층(14)이 형성되어 있는, 흡음콘크리트 방음블록(1).
제1항에 있어서,
상기 수직부(11)의 하단에는 상기 상부수평부(12)가 돌출한 방향과 같은 방향으로 돌출되는 하부수평부(13)를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는, 흡음콘크리트 방음블록(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수직부(11)의 내측 면에는 일정한 깊이의 흡음홈(15)이 다수 개가 형성되어, 투과성 흡음콘크리트(10) 표면의 흡음률을 높인 것을 특징으로 하는, 흡음콘크리트 방음블록(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 투과성 흡음콘크리트(10)는 골재(111)는 단일 입도의 골재이고, 골재(111)의 표면에 코팅되는 시멘트(113)는 물/시멘트의 비가 28 내지 32%의 범위로 반죽된 시멘트인 를 사용하여 양생시킨 것을 특징으로 하는, 흡음콘크리트 방음블록(1).
제4항에 있어서,
상기 시멘트(113)는 반죽을 할 때 발포제와 섬유질을 첨가하여, 경화 후의 시멘트(113)에 다수의 연속기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 흡음콘크리트 방음블록(1).
제1항 또는 제2항의 흡음콘크리트 방음블록(1)을 열차가 주행하는 한 쌍의 레일로 이루어진 철도선로의 양측에 연속적으로 설치하여, 철도소음이 주변으로 전파되는 것을 방지하는 철도용 근접도상 방음벽.
제6항에 있어서,
상기 흡음콘크리트 방음블록(1)은 제1항의 흡음콘크리트 방음블록(1)이고;
흡음콘크리트 방음블록(1)과 흡음콘크리트 방음블록(1) 사이에 H-빔(41)의 하부에 바닥판(42)을 부착하여 제작한 지주(40)를 추가로 구비하여;
상기 지주(40)의 H-빔(41) 양측 홈에 각각 인접하는 흡음콘크리트 방음블록(1)의 측면을 삽입하여, 흡음콘크리트 방음블록(1)을 연속적으로 설치하는 것을 특징으로 하는, 철도용 근접도상 방음벽.