KR20160056249A - 패각류 투수블럭을 이용한 토사방지용 그레이팅과 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투수블럭을 이용한 토사방지용 그레이팅과 그 제작방법에 관한 것으로, 도시화에 따른 불투수면적 증가로 인한 열섬현상과 도시홍수의 발생을 방지하기 위해 배수가 용이하고 토사유입을 방지할 수 있는 재해저감 기능이 향상된 그레이팅 및 그 제작방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 투수블럭을 이용한 토사방지용 그레이팅은 종래 스틸 그레이팅의 각종 폐기물 및 토사유입으로 인한 배수관로 막힘문제를 해결하기 위해 그레이팅 구조를 그대로 적용하여 그 내측공간에 패각류를 이용한 다공성 투수블럭을 설치함으로써 토사가 유입되지 않고 투수와 보행을 용이하게 만드는 구조로 설치되면, 다양한 강우특성에 적용가능하고 운영시 유지관리비용을 절감할 수 있다.

Description

패각류 투수블럭을 이용한 토사방지용 그레이팅과 그 제작방법{A GRATING APPARATUS FOR PREVENTING OF SOIL RUNOFF USING POROUS BLOCK OF WASTE SHELLS AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 종래 스틸 그레이팅의 배수기능을 확보하고, 강우로 인한 토사유입을 방지하여 우수관로의 막힘현상을 방지할 수 있도록 투수성이 우수한 패각류 투수블럭을 그레이팅 내부에 설치함으로써 빗물 배수가 용이하고 차량 및 보행이 가능한 강도를 지닌 기능보완형 그레이팅 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 도시지역에서 열섬현상과 도시홍수가 빈번하게 발생되고 있다. 열섬현상과 도시홍수의 발생은 도시화에 따라 건물과 도로포장으로 대표되는 불투수면적의 증가가 주요 원인으로 인식되고 있다. 특히, 도로의 갓길 등에 설치되는 배수로와 그와 같은 기능을 가지는 시설물에 있어서 토사유입 및 각종 폐기물 유입으로 인해 배수구 폐쇄로 인한 재해방지기능이 상실되는데 그 문제점들이 발생하고 있다.

이러한 문제를 해소하는 일환으로 기존 콘크리트 구조물에서 스틸 그레이팅(배수로 덮개)방식으로 전환하였으나 현재도 이와 같은 배수불량이 빈번히 발생되어 유지관리 등 추가적인 비용이 발생되고 있어 이에 대한 대책이 필요한 상황이다.

종래 그레이팅은 크게 일반형, 도로옆 배수로설치형, 차도용, 빗물받이 겸용으로 구분되어 설치되며, 최근 이물질 유입방지, 소음방지, 부착연결형 등 추가적인 기능성 확보가 경쟁력이 되고 있다. 특히, 차도용 도로는 기존 그레이팅 아래에 이물질방지장치를 설치구간들이 확대되고 있는 실정이며, 투수성 자갈, 투수성포장체 등을 스텐레스 사이에 충진하는 등 강우시 유입되는 이물질을 방지하기 위한 제품이 제안되고 있다. 반면, 설치 및 유지관리용이성을 위해 일체형, 연결형(단일품) 등으로 제작되고 있으며, 아파트단지에는 다양한 색깔의 그레이팅을 선호하고 있다.

투수블럭의 경우, 보도블럭에 우수를 빠르게 배출하기 위한 투수성확보차원과 아파트, 공원 등 경관확보 에 필요한 제품이며, 최근 폐자원을 활용한 제품들이 출시되고 있으며, 투수성확보를 위한 연구가 지속적으로 진행중이다. 또한, 설치와 유지관리가 용이하도록 단위블럭 위주로 판매가 되고 있으며, 특수한 소재보다 내구성이 높고 배수가 잘되도록 일반소재(콘크리트, 쇄석, 자갈 등)가 사용되고 있다. 따라서, 투수블럭의 제조시 배합비가 중요하며, 소재선택에 따라 제조시간, 강도, 투수율을 조정해야 한다.

특히, 그레이팅에 설치되는 투수블럭형은 이물질유입방지를 위해 충진재나 필터를 설치하거나, 다공성의 투수형 구조형태, 내부충진재 비율, 설치방식에 대해 제안되고 있다. 또한, 우수저감이나 친환경유도차원에서 빗물투과성이 높도록 다공성을 확보하고 재활용 및 천연소재를 혼합하거나 그 특징을 이용한 제조방법들로 제조된 투수블럭이 제안되고 있다.

최근, 해양에서 배출되는 폐기물을 재이용하기 위해 조개 등 폐각류가 각광받고 있다. 조개는 해수에 존재하는 칼슘이온(Ca²⁺)을 흡수하고 HCO₂ ^-와 반응시켜서 탄산칼슘 덩어리를 웅축시킨다. 특히, 조개성분의 대부분 CaCO₃ (탄산칼슘)으로 구성, 쉽게 깨지지 않은 산화물(세라믹) 형성하고 있다. 파쇄된 나노크기의 조개껍데기는 세라믹 재료로 외부강도에 취약하나, 높은 하중과 충격에도 금속과 같이 소성변형과 균열전파를 효과적으로 억제시켜 트럭이 지나가도 깨지지 않는 첨단 복합재료로 활용이 가능하다. 따라서, 본 발명은 조개껍데기를 가루로 만들어, 석회석 재질의 보조재로 사용하여 투수블록의 강도 및 다공성확보에 이용하려고 한다.

이들 기술과 관련된 출원으로서 국내 등록특허 제10-1015623호(친환경다공패널그레이팅), 국내 등록특허 제10-1264097호(이물질유입방지기능과 악취차단기능을 구비한 스틸그레이팅 및 그 제조방법), 국내 등록특허 제10-1375319호(부유식 분리장치를 이용한 우수유출저감시설), 국내 공개특허 제10-2009-0006350(배수용 그레이팅)등이 제안되어 있다.

본 발명은 종래 스틸 그레이팅 내부로 각종 폐기물 및 토사유입으로 인한 배수관로 막힘 문제를 해결하기 위해 종래 그레이팅 구조를 그대로 적용하여 그 내측공간에 폐각류를 이용한 다공성 투수블럭(Porous Block)을 설치함으로써 토사유입을 방지하여 우수관로의 역류현상과 유지관리비용을 줄일수 있는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 종래 사용되고 있는 스틸 그레이팅에 토사유입을 원천적으로 차단하면서, 우수 배수를 원활히 할 수 있도록 그레이팅 아래에 패각류를 이용하여 제조된 다공성 투수블럭을 직접 결합함으로써 현장적용에 어려움을 해소하고, 내부간격에 의한 보행시 위험성을 줄일 수 있으며, 배수막힘현상으로 인한 유지관리비용을 절감시키고자 고안되었다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

그레이팅 프레임(100)의 내측공간을 충진하는 투수블럭(200)을 포함하되, 상기 투수블럭은 자연토 10-15부피%, 중골재와 세골재가 혼합된 골재 50-60부피%, 폴리머 10-15부피%, 패각류파우더 15-20부피%, 경화제 0.5-2부피%를 포함하는 것을 특징으로 하는 토사유입을 방지하여 배수막힘현상을차단할 수 있는 기능확장용 스틸 그레이팅을 제공한다.

상기 패각류파우더는 해안가에서 수거한 조개류를 수분이 없을 때까지 자연건조 후 1mm 체를 통과할 정도로 미세하게 파쇄하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 투수블럭을 제조함에 있어, 상기 첨가물을 넣는 순서는 자연토, 골재를 고르게 혼합하고, 패각류파우더와 경화제를 상기 혼합물에 투입하여 성형제조하며, 투수블럭의 크기는 상기 프레임 높이와 동일하게 충진하는 것을 특징으로 하는 제조방법을 제공한다.

상기 투수블럭 제조는 실온에서 8~9시간 양생하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 패각류 다공성 투수블럭을 이용한 그레이팅은 도로위에 설치하여 배수효과를 높일수 있는 장치로서 다음과 같은 효과를 나타낼 수 있다.

1) 본 발명에 따른 기능확장형 그레이팅은 배수막힘이 없이 투수성이 높은 패각류 투수블럭을 내측 프레임안에 충진함으로써 배수막힘현상을 방지함으로서 토사가 유입되는 것을 방지하여 우수관로 내부가 막혀 역류하는 현상을 차단할 수 있다.

2) 본 발명에 충진되는 다공성 투수블럭은 투수성이 높아 우수를 빠르게 배수할 수 있으며, 차량 및 보행이 가능한 강도를 가지고 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스틸그레이팅프레임과 투수블럭층 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기능보완형 그레이팅의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 투수블럭의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투수블럭층 아래 설치되는 배수가 가능한 지지용격판의 전체 구조도면이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 패각류 다공성 투수블럭을 충진한 스틸 그레이팅에 분리한 사시도이다.

도 2를 참조하여 본 발명에 따른 토사유입방지 및 투수기능이 강화된 기능보완형 스틸그레이팅을 설명한다.

본 발명에 따른 토사유입방지 및 투수성이 높은 스틸그레이팅(600)은, 프레임(100); 상기 프레임(100)의 내측 아래 공간에 설치되는 지지용 격판(400); 및 상기 프레임(100) 내측 공간을 충진하는 패각류 다공성 투수블럭(200);을 포함한다.

상기 프레임(100)의 형상은 일반적인 사각의 형태로 제작된 것을 이용하나, 종래 스틸그레이팅의 개선을 위해 적용될 경우 설치된 그레이팅의 형상에 따른다. 상기 프레임(100)의 재질은 금속을 사용하되, 금속의 종류는 특별히 한정되지 아니한다.

상기 격판(400)의 형상은 가로방향과 세로방향으로 일정한 간격(1mm이상)의 격자형상으로 투수율이 높도록 투수공간을 설치한다.

상기 패각류 다공성투수블럭(200)은 상기 프레임(100)과 프레임 내측 아래공간에 설치되는 격판(400)에 지지하여 다수의 공간에 충진된다.

본 발명은 스틸 그레이팅프레임(100) 내측 공간에 상기 투수블럭(200)을 충진함으로써 토사류가 직접 우수관으로 유입을 시킬 수 없을 뿐만아니라 투수성이 높아 폭우가 내려도 빗물을 그대로 통과시켜 재역류하지 않도록 차단할 수 있는 것에 특징이 있다.

상기 패각류 다공성투수블럭(200)은 상기 프레임(100)과 지지용 격판(400)에 간격유지용 패킹(300)등을 통해 접착되어 충격에도 쉽게 분리되지 않는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투수블럭의 구조도이다.

상기 도면3을 참조하여 본 발명에 따른 패각류 다공성 투수블럭(200)을 제조하는 방법을 설명한다.

상기 패각류 다공성 투수블럭(200)은 자연토 10-15부피%, 중골재와 세골재가 혼합된 골재 50-60부피%, 폴리머 10-15부피%, 패각류파우더 15-20부피%, 경화제 0.5-2부피%를 포함한다.

상기 자연토는 일반적인 흙으로 1mm이하의 체걸음을 통과한 흙을 이용한다.

상기 골재는 투수성을 높이기 위해 중골재와 세골재를 혼용하여 사용하도록 한다.

상기 폴리머는 고화제로서 이용하며, 석회성분을 주성분으로 하여 수화반응으로 고강도성이 발혈될 수 있도록 비율을 정확히 정량하여 사용한다.

상기 패각류파우더는 해안가에서 수거한 조개류를 수분이 없을 때까지 자연건조 후 1mm 체를 통과할 정도로 미세하게 파쇄하여 사용한다.

상기 경화제로서 패각류파우더와 함께 규산칼륨을 이용하여 혼합물들을 수화시켜 안정한 화합물을 만들도록 한다. 상기 고화제와 접촉하여 구성성분간의 반응으로 Si이온과 Al이온을 해리시켜 자연토와 혼합하여 내구성이 우수한 투수블럭을 제조할 수 있다.

상기 패각류 다공성 투수블럭(200)은 제작되는 스틸그레이팅 프레임(100) 공간과 형상과 같은 형태 및 높이로 성형제작되며, 실온에서 8~9시간 양생하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 투수블럭(200)은 도시미관과 주변인지를 위해 투수블럭 상부에 주변과 조화스러운 색깔을 함께 적용하는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투수블럭(200)과 그 아래 설치되는 배수가 가능한 지지용격판(400)의 전체 구조도다.

다음은 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 토사방지용 스틸그레이팅(700)의 제작방법을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 토사방지용 스틸 그레이팅(700)의 제작방법은

패각류 다공성 투수블럭(200)을 제조하는 단계;

지지용격판(400) 위에 상기 투수블럭(200)을 놓는 단계;

스틸그레이팅 프레임(100) 내측에 상기 투수블럭(200)을 충진하는 단계를 포함한다.

상기 스틸 그레이팅(700)은 도로변에 설치되기 때문에 도로와 수평이 될 수 있도록 투수블럭과 같은 높이로 설치한다.

도 5는 본 발명에 따른 투수블럭층 아래 설치되는 배수가 가능한 지지용격판의 전체 구조도다.

상기 지지용 격판(400)의 재질과 형상은 특별히 한정되지 아니하나 우수배수를 원활히 하기 위해 격판 내부의 투수공(600)의 간격은 1mm이상으로 제작한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 패각류 다공성 투수블럭을 이용한 토사방지용 스틸그레이팅을 바람직하게 실시하기 위해 첨부한 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시된 가장 바람직한 구현예인 것으로 본 발명의 기술적 사상과 구현예가 반드시 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 스틸그레이팅 프레임 200 : 패각류 다공성 투수블럭
300 : 간격유지용 패킹 400 : 지지용 격판
500 : 배수홈 600 : 투수공
700 : 기능보완형 스틸그레이팅

Claims (4)

1. 패각류 다공성 투수블럭을 이용한 토사유입을 방지하기 위한 그레이팅으로서,
   종래 스틸 그레이팅 프레임 내측공간과 합쳐지는 투수블럭층 본체;
   상기 투수블럭층에 설치된 배수가 용이하게 통과될 수 있는 다공성 투수블럭;
   을 포함하는 기능확장용 스틸 그레이팅.
2. 제1항에 있어서,
   상기 투수블럭층 본체는, 스틸 그레이팅 프레임 내부에 부착할 수 있도록 같은 형상의 투수블럭이 포함된 그레이팅.
3. 제1항에 있어서,
   상기 다공성 투수블럭은, 원활한 우수 배제를 위한 패각류를 이용한 다공성 투수블럭이 포함된 그레이팅
4. 제3항에 있어서,
   상기 패각류를 이용한 다공성 투수블럭은, 자연토 10-15부피%, 세골재와 중골재가 혼합된 골재 50-60부피%, 폴리머 10-15부피%, 패각류파우더 15-20부피%, 경화제 0.5-2부피% 의 범위로 혼합하여 제작한 투수블럭을 포함하는 그레이팅.
   

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