KR20180022425A

KR20180022425A - 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법

Info

Publication number: KR20180022425A
Application number: KR1020160107845A
Authority: KR
Inventors: 이재형
Original assignee: 주식회사 상민건설
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2018-03-06
Also published as: KR101923921B1

Abstract

본 발명은 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 손상된 부분을 보수할 수 있는 효과를 갖는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법에 관한 것이다.

Description

강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법{A method of construction for mending road}

일반적으로 도로포장은 도로면을 보호 및 강화하고 평탄성을 높여 사람의 통행과 차량의 주행을 편리하게 하기 위하여 처리된 노면구조물로서, 여러층으로 이루어진 층 구조이며, 표층부의 재질에 따라 역청계(아스팔트) 포장, 콘크리트계 포장, 흙콘크리트, 흙시멘트 및 투수콘크리트, 블록 포장으로 분류된다.

상기 역청계 포장 및 콘크리트계 포장은, 주재료인 모래나 골재를 생산하기 위해 필연적으로 자연환경이 훼손되는 문제가 발생할 뿐만 아니라, 원유를 정제하거나 시멘트를 생산할 수 없는 후진국에서는 높은 원자재 가격으로 인해, 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트로 도로를 포장하는데 많은 어려움이 있다.

근래에 들어, 세계적으로 친환경, 즉 녹색산업이 주를 이룸에 따라, 토목 및 건축분야에서도 도시 사막화의 주범이 되는 아스팔트 및 콘크리트를 대체하여, 친환경적이면서도 인체에 무해한 흙을 이용한 흙포장공법이 도로, 공원로, 운동장, 산책로, 보도 등의 조성에 활용되고 있다.

따라서, 흙포장로를 시공하기 위한 다양한 기술들이 제안되고 있으며, 이러한 것으로는 '특허문헌 1' 내지 '특허문헌 2'가 있다.

상기 '특허문헌 1'은, 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법에 관한 것으로, 그 목적은 습식 포장공법과 건식 포장공법의 장점을 구비하고, 단점을 보완하여 친환경적이면서도 편리한 시공성, 높은 내구성, 수려한 외관을 나타낼 수 있는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법을 제공하는 것으로서, 타설현장의 바탕면을 정리하고, 보조기층을 면다짐하는 다짐단계; 마사토 100 중량부에 대하여, 무기복합체 조성물 10∼20 중량부를 배합하여 펌프 이송 타설한 후 면정리하는 1차시공단계; 1차시공 후, 30∼60분뒤에 표면마감 모르타르를 도포하고 면을 마감처리하는 2치시공단계를 포함하되, 상기 무기복합체 조성물은 고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 포함하고, 상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토 100 중량부에, 천연 무수석고 50 중량부, 소석회 5∼20 중량부, 수산화 나트륨 5∼10 중량부, 규산칼륨 5∼10 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.5∼1.5 중량부를 혼합 분쇄하도록 구성되는 것이고,

상기 '특허문헌 2'는, 흙포장 조성물을 이용한 친환경 흙포장 시공방법에 관한 것으로서, 흙포장을 실시할 현장의 터를 파고 원지반을 다짐하는 시공 준비단계; 다짐된 원지반에 골재를 포설하고, 골재층을 다짐하는 골재층 다짐단계; 다짐된 골재층에 흙 85 ~ 95 중량%와, 흙포장 고화재 5 ~ 15 중량%를 혼합하여 건비빔하는 배합토 건비빔단계; 준비된 배합토 100 중량%에 대하여 액상 조성물 5 ~ 15%를 더 첨가하여 혼합한 흙포장 조성물을 살포하는 흙포장 조성물 살포단계; 흙포장 조성물 살포 후, 2~6시간 사이, 흙포장 마감면을 정리하여 다짐하는 흙포장 다짐단계; 및 흙포장 다짐 후, 표면에 외부의 충격으로부터 압력 또는 긁힘이 발생하지 않도록 보호하여 건조 양생하는 마무리단계를 포함하여 구성되는 것으로서, 고블레인의 입자특성을 갖는 클링커를 사용함으로 인해 초기 반응성이 매우 빠르고 조기에 조직이 치밀하게 되기 때문에 초기강도가 높고, 건조수축에 의한 균열발생을 최소화되며 가용성염의 용탈을 최소화할 수 있어 빠른 후속공정으로 인한 작업효율성이 매우 높은 흙포장 조성물을 이용한 친환경 흙포장 시공방법을 제공하도록 구성되는 것이다.

이처럼, 흙을 이용한 흙포장공법은 기존의 골재 등을 이용한 아스팔트나 콘크리트 포장과는 달리, 화강 풍화토 등의 주변의 토사에 시멘트 또는 고화제 등을 혼합하여 시공하는 것으로서, 이러한 흙 포장은 비교적 하중이 적게 작용하는 자전거도로, 주차장, 주택단지 내의 도로, 농로, 산책로, 공원광장 등에 적용되고 있다.

종래에 사용되고 있는 흙포장 공법은 습식과 건식으로 나뉘어 시공되고 있으며, 상기 흙포장공법은 고화제로 일반 포틀랜드 시멘트와 시멘트계 첨가제에 흙을 혼합하여 시공되어, 시공이 편리하고, 레미콘 플랜트를 이용함으로써, 흙 콘크리트 생산효율성이 좋으나, 시멘트의 특성상 장거리 운송이 어렵고, 특히, 강성을 확보하기 위해 1종 시멘트를 다량 사용함으로써, 환경오염 문제가 따르게 되고, 표면강도가 낮아 차량통행시 쉽게 손상될 뿐만 아니라, 동결융해 저항성이 낮아 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

또한, 건식 포장공법은 무흐름성 배합물을 현장에서 배합하여 강도가 높고, 내구성도 좋은 편이지만, 현장에서 혼합하여, 이송, 타설, 시공해야 하므로, 노동의 강도가 높고, 시공성이 나쁘며, 인력포설로 인하여 시공비용이 높을 뿐만 아니라, 표면의 겉마름으로 표면강도가 낮기 때문에, 2차 표면강화제를 포설해야 하는 등, 시공 후 2차 처리가 필수적으로 수반되어야 하는 문제점이 있다.

특히, 흙포장 시공에 사용되는 흙은 매우 다양한 성분을 함유하고 있는 비교적 작은 덩어리의 형태로서, 결속력이 현저하게 떨어지므로, 이를 그대로 흙포장에 사용하기 어려운 문제점이 있다.

아울러, 도로를 포장함에 있어, 환경에 유해한 시멘트 함유율을 낮추면서도 포장된 도로의 강도를 높이기 위한 첨가 혼합물과 관련된 다양한 기술들이 안출된 바 있으나, 종래의 기술만으로는 시멘트 함유율을 낮추면서도 포장된 도로의 강도를 높일 수 있는 첨가 혼합물의 최적의 성분 및 함유비를 얻지 못함으로 인해, 시멘트의 함유율을 현저하게 낮추지 못하고 있는 실정이다.

때문에, 기 시공된 흙포장로가 부분적으로 손상되는 현상이 빈번하게 발생하게 되는데, '특허문헌 1' 내지 '특허문헌 2'를 포함한 종래의 기술을 이용하여 흙포장로를 보수 시공함에 있어, 시멘트 혼합률을 최소화하면서도 강성을 확보할 수 있고, 시공이 편리하며, 환경오염을 최소화하고, 시공비용을 최소화할 수 있는 흙포장공법이 전무한 실정이므로, 보수 시공시, 손상된 도로의 표면층을 10 ∼20㎜ 수준으로 얇게 깎아내고 재시공할 수 있는 흙포장로의 보수 시공 공법의 필요성이 요구되고 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1276095호(2013. 06. 12.) 대한민국등록특허공보 제10-1139089호(2012. 04. 16.)

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 손상된 부분을 보수할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

또한 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 과정에서, 환경오염을 유발하는 폐기물의 발생을 최소화할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

아울러 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 시, 재시공 비용을 최소화할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

또한 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 시, 최소한의 시멘트 사용만으로 강성을 확보할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

보수재를 톤백에 담아 밀봉하는 톤백준비단계(S100)와;

손상된 흙포장로의 표면층을 고르게 깎아내는 표층트리밍단계(S200)와;

상기 톤백준비단계(S100)를 통해 준비된 톤백을 시공 현장으로 운송하는 톤백운송단계(S300)와;

상기 톤백운송단계(S300)를 통해 운송된 톤백을 개포하여 보수재를 부어낸 뒤, 물과 함께 혼합하는 보수재혼합준비단계(S400)와;

상기 보수재혼합준비단계(S400)를 통해 준비된 보수재를 상기 표층트리밍단계(S200)를 통해 깎아낸 흙포장로에 보수 시공하는 보수재시공단계(S500)와;

상기 보수재시공단계(S500)를 통해 보수 시공된 흙포장로를 양생하는 양생단계(S600);를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에 따른 본 발명은,

흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 손상된 부분을 보수할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 과정에서, 환경오염을 유발하는 폐기물의 발생을 최소화할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 효과를 갖는다.

아울러 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 시, 재시공 비용을 최소화할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 시, 최소한의 시멘트 사용만으로 강성을 확보할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 톤백준비단계(S100)를 보다 상세히 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 표층트리밍단계(S200)를 수행하기 이전의 흙포장로를 나타내는 지층구조도면이다.
도 4는 도 1의 표층트리밍단계(S200)를 수행한 이후의 흙포장로를 나타내는 지층구조도면이다.

이하, 본원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 형태를 들어 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 상에또는 전에 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함할 수 있다.

본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 ~ (하는) 단계 또는 ~의 단계는 ~를 위한 단계를 의미하지 않는다.

도 1은 본 발명의 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 톤백준비단계(S100)를 보다 상세히 나타내는 블록도이며, 도 3은 도 1의 표층트리밍단계(S200)를 수행하기 이전의 흙포장로를 나타내는 지층구조도면이고, 도 4는 도 1의 표층트리밍단계(S200)를 수행한 이후의 흙포장로를 나타내는 지층구조도면으로서, 도 1을 참조하면 본 발명은, 톤백준비단계(S100), 표층트리밍단계(S200), 톤백운송단계(S300), 보수재혼합준비단계(S400), 보수재시공단계(S500), 양생단계(S600)를 포함하여 이루어진다.

더욱 상세하게는,

보수재를 톤백에 담아 밀봉하는 톤백준비단계(S100)와,

손상된 흙포장로의 표면층을 고르게 깎아내는 표층트리밍단계(S200)와,

상기 톤백준비단계(S100)를 통해 준비된 톤백을 시공 현장으로 운송하는 톤백운송단계(S300)와,

상기 톤백운송단계(S300)를 통해 운송된 톤백을 개포하여 보수재를 부어낸 뒤, 물과 함께 혼합하는 보수재혼합준비단계(S400)와,

상기 보수재혼합준비단계(S400)를 통해 준비된 보수재를 상기 표층트리밍단계(S200)를 통해 깎아낸 흙포장로에 보수 시공하는 보수재시공단계(S500)와,

상기 보수재시공단계(S500)를 통해 보수 시공된 흙포장로를 양생하는 양생단계(S600)를 포함하여 이루어진다.

상기 톤백준비단계(S100)는, 보수재를 톤백에 담아 밀봉하도록 구성된다.

상기 톤백준비단계(S100)는,

마사토를 1 ∼ 5 mesh 크기의 채로 쳐서 보수재용마사토를 획득하는 보수재용마사토획득단계(S110)와,

상기 보수재용마사토획득단계(S110)를 통해 획득한 보수재용마사토를 건조하는 보수재용마사토건조단계(S120)와,

황토분말을 건조하는 황토분말건조단계(S130)와,

상기 보수재용마사토건조단계(S120)를 통해 건조된 보수재용마사토 100 중량%에 시멘트 5 ∼ 20 중량%, 건조 황토분말 5 ∼ 20 중량%를 투입하고 혼합하여 보수재를 완성하는 보수재완성단계(S140)와,

상기 보수재완성단계(S140)를 통해 완성된 보수재를 톤백에 투입하고 밀봉하는 톤백포장단계(S150)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 톤백준비단계(S100)는, 종래의 보수공법과 달리, 마사토, 황토분말, 시멘트를 공장에서 미리 혼합하여 혼합물로서 보수재를 완성하여 톤백에 담아 생산완료한 뒤, 시공 시에 이를 시공 현장으로 운송할 수 있도록 하기 위한 것으로, 이는 보수현장에서 시멘트와 흙을 물과 함께 혼합하는 종래의 방법과는 큰 차이가 있는 것이다.

즉, 종래의 방법과 같이 현장에서 시멘트와 흙 등을 물과 함께 혼합할 경우, 재료들을 현장에 적치해두게 되므로, 강우나 온도, 습도 등에 따라 함수율 관리가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 이를 현장에서 혼합하게 될 경우, 혼합비가 일정치 않는 문제가 발생하게 되고, 골고루 혼합하기 위해 많은 노동력과 시간이 추가적으로 소요하게 되는 것인 반면, 본 발명의 톤백준비단계(S100)는, 마사토, 황토분말, 시멘트를 공장에서 미리 혼합하여 혼합물로서 보수재를 완성하여 톤백에 담아 생산완료한 뒤, 시공 시에 이를 시공 현장으로 즉시 운송하게 되므로, 재료의 혼합비를 일정하게 유지할 수 있고, 혼합에 소요되는 노동력과 시간을 획기적으로 줄일 수 있게 되므로, 재료의 품질을 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 물성을 향상시킬 수 있고, 시간당 시공량을 늘릴 수 있게 되는 것이다.

상기 표층트리밍단계(S200)는, 손상된 흙포장로의 표면층을 고르게 깎아내도록 구성된다.

상기 표층트리밍단계(S200)는, 도로의 표면에 부착된 오염물과 노출된 골재를 제거하여 도로의 표면에 보수재를 시공시, 부착력을 확보하기 위해 수행될 수 있다.

또한, 상기 표층트리밍단계(S200)는,

손상된 흙포장로의 보수영역(R)을 선별하고, 선별된 보수영역(R)의 표면층으로부터 10 ∼ 20㎜ 두께로 트리밍하여 깎아내는 시공부일괄트리밍단계(S210)를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한 아스팔트 콘크리트 도로 보수 시공 시, 종래에는 도로의 표면을 50㎜ 두께로 깎아내었으나, 본 발명에 따라 시공할 도로의 표면은 10 ∼ 20㎜ 두께로 연마하듯이 깎아내는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명은 흙포장로 뿐만 아니라 아스팔트 콘크리트 도로의 보수시에도 적용 가능한 것으로, 도로의 표면을 깎는 두께를 10 ∼ 20㎜로 한정하는 것은, 10㎜ 미만의 경우, 기존 포장된 도로의 표면에 부착된 오염물 및 노출된 골재가 충분히 제거되지 못해, 재료의 부착력을 확보하기 어려울 수 있는 문제점을 해결하기 위한 것이며, 20㎜ 이상을 깎아낼 경우, 폐기물이 다량으로 발생하여 환경오염을 초래할 가능성이 높아지기 때문이다.

또한, 상기 표층트리밍단계(S200)는,

손상된 흙포장로의 보수영역(R)을 선별하고, 초음파심도측정기를 통해 선별된 보수영역(R)의 심도를 측정하여 최대심도정보(M)를 획득하도록 구성되는 최대심도정보획득단계(S220),

선별된 보수영역의 표면층으로부터 최대심도정보만큼의 두께로 트리밍하여 깎아내는 계측트리밍단계(S230)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 표층트리밍단계(S200)는, 샌드 블라스팅(sand blasting)장비, 연마재가 함유된 고압수장비 및 워터 블라스팅(water blasting)장비 등을 사용하여 도로의 표면에 부착된 불순물 및 레이턴스(laitance)를 제거하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 톤백운송단계(S300)는, 상기 톤백준비단계(S100)를 통해 준비된 톤백을 시공 현장으로 운송하도록 구성된다.

상기 보수재혼합준비단계(S400)는, 상기 톤백운송단계(S300)를 통해 운송된 톤백을 개포하여 보수재를 부어낸 뒤, 물과 함께 혼합하도록 구성된다.

상기 보수재혼합준비단계(S400)는,

보수재 100 중량% 대비 물 5 ∼ 50 중량% 의 혼합비율로 혼합되되,

황산알루미늄 4 ∼ 6 중량%, 리그닌술폰산나트륨 4 ∼ 6 중량%, 리그닌술폰산마그네슘 7 ∼ 9 중량%, 염화칼륨 18 ∼ 20 중량%, 염화칼슘 10 ∼ 13 중량%, 염화마그네슘 21 ∼ 25 중량%, 염화나트륨 27 ∼ 30 중량%, 트리포리인산나트륨 0.5 ∼ 2 중량%, 염화알루미늄 2 ∼ 4 중량%, 염화제2철 1.5 ∼ 2.5 중량%, 탄산칼슘 0.01 ∼ 0.06 중량% 및 3% 농도의 암모니아수 0.3 ∼ 0.6 중량% 의 혼합비율로 혼합된 강성향상제 1 ∼ 20 중량% 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 강성향상제는 수용액으로 구성될 수 있으며, 농도에 제한없이 낮은 농도로도 구성될 수 있는 것으로서, 이는 다량의 보수재에 소량의 강성향상제를 혼합함에 있어, 그 혼합을 용이하게 하기 위하여, 수용액 형태로 부피를 증가시킴으로써 용이하게 혼합할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이때, 상기 보수재혼합준비단계(S400)는,

보수재 100 중량% 에 강성향상제 1 ∼ 20 중량% 를 투입하여 혼합한 뒤, 혼합이 완료되면 물 5 ∼ 50 중량% 를 추가로 투입하여 혼합하되, 물 투입량은 보수재의 함수비에 따라 결정되는 것이 바람직하며, 최종적으로 보수재의 함수비가 5 ∼ 30%가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다.

이때, 건식 보수 시공은 최종적으로 보수재의 함수비가 8 ∼ 10%가 되도록 혼합하는 것이 바람직하고, 습식 보수 시공은 최종적으로 보수재의 함수비가 20 ∼ 30%가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 보수재혼합준비단계(S400)는, 보수재를 강성향상제와 함께 혼합하여, 시멘트의 함량을 최소화하면서도 강성을 확보할 수 있는 친환경 보수재로서의 특성을 획득하도록 하기 위한 것이다.

즉, 본 발명은, 보수재용마사토 100 중량%에 시멘트 5 ∼ 20 중량%, 건조 황토분말 5 ∼ 20 중량%를 교반 혼합하여 보수재를 완성하고, 완성된 보수재를 톤백에 밀봉하였다가, 시공시에 이를 시공현장에 운반 조달한 뒤, 톤백을 개포하여, 개포한 보수재 100 중량%에 강성향상제 1 ∼ 20 중량%를 투입하여 교반 혼합하고, 최종적으로 물 5 ∼ 50 중량%를 투입하여 교반 혼합하되, 시공 목적에 따라, 건식 보수 시공의 경우 보수재의 함수비가 8 ∼ 10%가 되도록 교반 혼합하고, 습식 보수 시공의 경우 보수재의 함수비가 20 ∼ 30%가 되도록 교반 혼합함으로써, 친환경 보수재를 완성하게 되는 것이다.

이때, 보수재의 마사토함량비가 낮을 경우, 양생된 보수 시공부위의 휨강도, 압축강도 및 동결융해 저항성 등이 떨어지게 되고, 마사토함량비가 높을 경우, 양생시 결속력이 현저히 떨어질 수 있으며,

보수재의 시멘트 함량비가 낮을 경우, 양생된 보수 시공부위의 강도 및 결속력이 낮아지게 되고, 시멘트 함량비가 높을 경우, 환경오염의 문제가 있으며,

보수재의 강성향상제 함량비가 낮을 경우, 양생된 보수 시공부위의 장기강도 및 내구성 개선효과가 미약하게 되고, 강성향상제 함량비가 높더라도 추가적인 작용효과가 나타나지 않게 되므로,

보수재용마사토 100 중량%에 시멘트 5 ∼ 20 중량%, 건조 황토분말 5 ∼ 20 중량%를 교반 혼합하여 보수재를 완성하고, 완성된 보수재를 톤백에 밀봉하였다가, 시공시에 이를 시공현장에 운반 조달한 뒤, 톤백을 개포하여, 개포한 보수재 100 중량%에 강성향상제 1 ∼ 20 중량%를 투입하여 교반 혼합하고, 최종적으로 물 5 ∼ 50 중량%를 투입하여 교반 혼합하되, 시공 목적에 따라, 건식 보수 시공의 경우 보수재의 함수비가 8 ∼ 10%가 되도록 교반 혼합하고, 습식 보수 시공의 경우 보수재의 함수비가 17 ∼ 30%가 되도록 교반 혼합하여 완성된 친환경 보수재를 시공에 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 강성향상제 및 이의 작용효과를 보다 상세히 설명하면,

본 발명에서 사용되는 강성향상제는 시멘트의 성능을 극대화 시키는 역할을 하는 것으로, 시멘트의 성능을 극대화시킴으로써 시멘트의 함량을 10 중량% 이하로 사용하여도 충분한 강도가 발현될 수 있도록 하는 것이다. 상기 강성향상제는 리그린술폰산나트륨과 리그닌술폰산마그네슘, 황산알루미늄, 염화알루미늄, 염화제2철 등의 금속이온과 흙 입자에 강한 대전을 띤 흡착수에 용해된 후 인산프로톤의 이온교환으로 인해 흡착수의 전하를 낮춤으로써, 흡착수를 밀어내는 소수성을 띠며 토양의 단립화가 빠르게 진행되어 점성토의 사질화로 토질을 개량하는 것이다.

상기 강성향상제는 상기 강성향상제량을 기준으로 황산알루미늄 4~6중량%, 리그닌술폰산나트륨 4~6 중량%, 리그닌술폰산마그네슘 7~9 중량%, 염화칼륨 18~20 중량%, 염화칼슘 10~13 중량%, 염화마그네슘 21~25 중량%, 염화나트륨 27~30 중량%, 트리포리인산나트륨 0.5~2 중량%, 염화알루미늄 2~4 중량%, 염화제2철 1.5~2.5 중량%, 탄산칼슘 0.01~0.06 중량% 및 3% 농도의 암모니아수 0.3~0.6 중량%의 혼합비율로 혼합되어 이루어진 것이다.

상기 강성향상제의 구성물질의 역할에 대해서 보다 자세히 설명하면,

상기 황산알루미늄은 황산염에 의해 자체 석고생성을 유도하여, 보다 많은 에트린자이트(ettringite)를 생성하고, 상기 에트린자이트가 모노설페이트 수화물(monosulfate)로 전이되는 것을 억제하여 높은 강도를 얻고, 후기 강도저하를 방지할 수 있도록 하는 것으로써, 상기 황산알루미늄은 상기 강성향상제에 4~6 중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 황산알루미늄 함량의 합이 4 중량% 미만일 경우 보수재 조성물의 초기강도 개선 효과가 미약할 수 있고, 그 함량이 6 중량%를 초과할 경우에는 초기 강도 발현은 우수하나 작업성 불량 및 제조원가가 높아져 경제적이지 못하다.

상기 리그닌술폰산나트륨과 리그닌술폰산마그네슘은 토량의 견고한 고착과 오염토양 중금속의 용출을 방지할 뿐만 아니라 첨가된 황토에 의해 인공색소의 첨가 없이 자연스런 흙의 색상과 질감을 나타내며, 포졸란 반응을 촉진시켜줌 으로써 내구성과 내한성을 향상시키기 위한 것으로, 상기 리그닌술폰산나트륨 함량의 합이 4~6 중량%와 리그닌술폰산마그네슘 함량의 합이 7~9 중량%가 함유되는 것이 바람직하다. 상기 리그닌술폰산나트륨과 리그닌술폰산마그네슘의 함량의 합이 각각 4 중량%, 7 중량% 미만인 경우, 보수재의 내구성 및 내한성이 저하될 수 있고, 각각 6 중량%, 9 중량%를 초과하게 되더라고, 더 이상의 작용효과가 나타나지 않는다.

상기 염화칼륨은 에트린자이트의 황산기를 염소기로 치환하여 에트린자이트의 생성을 조절해주고 초기 응결 시간을 단축시킴으로써, 보수재의 조기강도를 향상시켜주는 것으로써, 상기 염화칼륨 함량의 합이 18~20 중량%로 하는 것이 바람직하다. 상기 염화칼륨 함량의 합이 18 중량% 미만일 경우, 보수재의 조기강도가 개선효과가 미약할 수 있고, 20 중량%가 초과될 경우, 급격한 수화물의 생성으로 수화물이 치밀하지 못한 조직을 가져 후기강도가 저하될 수 있다.

상기 염화마그네슘과 염화나트륨은 에트린자이트의 생성을 촉진시키고, 보수재의 동결융해성을 향상시키는 것으로써, 상기 염화마그네슘 함량의 합이 21~25 중량%, 상기 염화나트륨 함량의 합이 27~30 중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 염화마그네슘과 염화나트륨 각각 함량의 합이 21 중량%, 27 중량% 미만일때, 에트린자이트 생성 및 보수재의 동결융해성에 대한 미미한 효과를 보이며 또한 상기 염화마그네슘과 염화나트륨 각각 사용량이 25 중량%, 30 중량%를 초과할 경우, 강산성의 염화수소의 양이 조절되지 않아 시멘트의 강알칼리성에서 약알칼리성으로 개선시킬 수 없다.

상기 트리포리인산나트륨은 조기강도의 증진과 후기강도의 저하를 억제하기 위하여 미세공극 내 금속원소를 가두고 점토의 성질을 개량하는 역할을 하는 것으로써, 상기 트리포리인산나트륨 함량의 합이 0.5~2 중량%로 하는 것이 바람직하다. 상기 트리포리인산나트륨 함량의 합이 0.5 중량% 미만인 경우, 보수재 조성물의 장기강도 개선 및 내구성 개선효과가 미약할 수 있고, 2 중량%를 초과하는 경우 초기 경화 속도 지연, 작업성 및 내구성이 저하될 수 있다.

상기 염화알루미늄과 염화제2철은 이온교환반응을 하는 작용을 하여염화알루미늄 및 염화제2철의 3가 양이온인 Al2와 Fe2가 보수재 내의 1가 양이온과 교환하여 보수재의 강도를 증진시키는 작용을 함으로써, 상기 염화알루미늄 함량의 합은 2~4 중량%, 염화제2철 함량의 합은 1.5~2.5 중량%로 하는 것이 바람직하다.

상기 염화알루미늄과 염화제2철 각각 함량의 합이 2 중량%, 1.5 중량% 미만일 때, 이온교환반응에 필요한 3가 양이온이 작아 보수재의 강도에 대해 미미한효과를 보이며 또한 상기 염화알루미늄과 염화제2철 각각 함량의 합이 4 중량%와 2.5 중량%를 초과하게 되더라도, 더 이상의 작용효과가 나타나지 않는다.

상기 탄산칼슘은 강도증진을 도모하기 위한 것으로써, 시멘트 성분 중 일부 석회는 흙 속의 이산화탄소와 결합하여 탄산칼슘을 생성하고, 탄산칼슘은 미세한 미립자가 많은 흙 구조의 치밀화를 도모하여 강도를 증진시킨다. 그러나 소량의 시멘트를 사용함으로 인해, 상기 시멘트의 성분인 석회의 양이 부족하여 탄산화반응이 잘 일어나지 않아, 흙이 치밀한 구조를 형성하기 위해 직접 탄산칼슘을 첨가하는 것으로, 상기 탄산칼슘 함량의 합이 0.01~0.06 중량% 로 하는 것이 바람직하다. 상기 탄산칼슘의 함량의 합이 0.01 중량% 미만일 경우, 보수재의 강도 증진 효과가 미미하며, 0.06 중량% 를 초과하더라도 그 효과가 증진되지 않는다.

상기 암모니아수는 촉매제의 역할을 하는 것으로써, 극소량의 염화암모늄을 소량의 물과 같이 본 발명에서는 3% 농도의 암모니아수를 사용하였으나, 이는 변동가능한 수치로서, 암모니아수의 사용량이 0.3 중량% 미만일 경우, 촉매제로서의 역할이 미미하며 0.6 중량%를 초과할 경우, 비효율적이며 제조과정 중 위생상 문제점이 있기 때문에 0.3~ 0.6 중량% 의 3% 암모니아수를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 보수재시공단계(S500)는, 상기 보수재혼합준비단계(S400)를 통해 준비된 보수재를 상기 표층트리밍단계(S200)를 통해 부분적으로 깎아낸 흙포장로에 부분적으로 타설하여 보수 시공하거나, 일괄적으로 깎아낸 흙포장로의 표면층 전체에 시공하여, 보수 시공하도록 구성된다.

상기 양생단계(S600)는, 상기 보수재시공단계(S500)를 통해 보수 시공된 흙포장로를 양생하도록 구성된다.

상기 양생단계(S600)는, 보행용 도로의 시공은 3시간 이상, 차량통행용 도로의 시공은 7일 이상 양생하도록 구성되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 손상된 부분을 보수할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 과정에서, 도로의 표층을 깎아내는 두께를 최소화하여, 환경오염을 유발하는 폐기물의 발생을 최소화할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 효과를 갖는다.

아울러 본 발명은, 흙포장으로 기 시공된 도로 및 자전거도로, 산책로, 문화재 주변로 등의 흙포장로의 보수 시공 시, 깎아낸 도로의 두께가 최소화됨에 따라, 이를 타설하여 재시공하는 비용을 최소화할 수 있는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법을 제공하는 효과를 갖는다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

보수재를 톤백에 담아 밀봉하는 톤백준비단계(S100)와;
손상된 흙포장로의 표면층을 고르게 깎아내는 표층트리밍단계(S200)와;
상기 톤백준비단계(S100)를 통해 준비된 톤백을 시공 현장으로 운송하는 톤백운송단계(S300)와;
상기 톤백운송단계(S300)를 통해 운송된 톤백을 개포하여 보수재를 부어낸 뒤, 물과 함께 혼합하는 보수재혼합준비단계(S400)와;
상기 보수재혼합준비단계(S400)를 통해 준비된 보수재를 상기 표층트리밍단계(S200)를 통해 깎아낸 흙포장로에 타설하여 보수 시공하는 보수재시공단계(S500)와;
상기 보수재시공단계(S500)를 통해 보수 시공된 흙포장로를 양생하는 양생단계(S600);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 톤백준비단계(S100)는,
마사토를 1 ∼ 5 mesh 크기의 채로 쳐서 보수재용마사토를 획득하는 보수재용마사토획득단계(S110)와,
상기 보수재용마사토획득단계(S110)를 통해 획득한 보수재용마사토를 건조하는 보수재용마사토건조단계(S120)와,
황토분말을 건조하는 황토분말건조단계(S130)와,
상기 보수재용마사토건조단계(S120)를 통해 건조된 보수재용마사토 100 중량%에 시멘트 5 ∼ 20 중량%, 건조 황토분말 5 ∼ 20 중량%를 투입하고 혼합하여 보수재를 완성하는 보수재완성단계(S140)와,
상기 보수재완성단계(S140)를 통해 완성된 보수재를 톤백에 투입하고 밀봉하는 톤백포장단계(S150)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법.
제 1항에 있어서,
상기 보수재혼합준비단계(S400)는,
보수재 100 중량% 대비 물 5 ∼ 50 중량% 의 혼합비율로 혼합되되,
황산알루미늄 4 ∼ 6 중량%, 리그닌술폰산나트륨 4 ∼ 6 중량%, 리그닌술폰산마그네슘 7 ∼ 9 중량%, 염화칼륨 18 ∼ 20 중량%, 염화칼슘 10 ∼ 13 중량%, 염화마그네슘 21 ∼ 25 중량%, 염화나트륨 27 ∼ 30 중량%, 트리포리인산나트륨 0.5 ∼ 2 중량%, 염화알루미늄 2 ∼ 4 중량%, 염화제2철 1.5 ∼ 2.5 중량%, 탄산칼슘 0.01 ∼ 0.06 중량% 및 3% 농도의 암모니아수 0.3 ∼ 0.6 중량%의 혼합비율로 혼합된 강성향상제 1 ∼ 20 중량% 를 더 포함하여 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 강성향상제를 포함하는 친환경 보수재를 이용한 손상된 흙포장로의 보수 시공방법.