KR20190112451A - 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법 - Google Patents

Abstract

교량의 상판이나 지하차도 등의 도로구조물의 콘크리트 슬래브의 이격공간에 탄성콘크리트 조인트가 충진되어 마감되는 신축이음 시공에 있어서, 콘크리트의 균열(crack)을 방지할 수 있도록 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법에 관한 것으로서, 상기 시공방법은 아스팔트 컷팅후 블록아웃후 탄성콘크리트 타설 중간 중간에 고무나 발포스폰지 또는 유리섬유 계열의 소재로 형성된 허니콤 구조의 탄성보강재를 삽입하는 것에 의해 콘크리트 균열의 진행을 중간에서 막을 수 있도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법{Construction Method of Expansion Joints Device with Improved Durability using Elastomeric Pad}

본 발명은 교량의 상판이나 지하차도 등의 도로구조물의 콘크리트 슬래브의 이격공간에 탄성콘크리트 조인트가 충진되어 마감되는 신축이음부 시공에 관한 것으로서, 특히 콘크리트의 균열(crack)을 방지할 수 있도록 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물은 도로나 교량 건설 또는 절개지 및 경사지의 토사방지를 위하여 설치하는 옹벽이나 지하매설물에 대한 설치와 오,하수 관로를 구성하기 위하여 설치되는 박스, 교량, 터널 등과 같은 토목구조물에 적용되며, 온도변화 및 외부환경의 변화에 의해 신장 및 수축하게 된다.

이때, 상기한 콘크리트 구조물은 온도변화 및 환경변화에 의해 신축될 때, 신장과 수축에 대응을 하지 못하게 되면, 콘크리트가 균일 및 파열되어 구조물이 손상되는 문제가 발생한다.

이때, 구조물의 손상 정도가 심하지 않더라도, 콘크리트에 대한 균열 및 파열이 지속적으로 반복될 경우에는 피로 누적으로 인해, 어느 순간 구조물이 일시에 붕괴되어 대형 참사를 초래할 수 있다.

이에 따라, 콘크리트 구조물은 온도변화 및 환경 변화에 따라 신장 및 수축되는 것에 대응할 수 있도록 상당한 길이의 구조물에는 단위구조물마다 신축이음장치(Expansion Joint Device)가 개재되어 시공될 수 있도록 한 것을 법제화하고 있는 실정이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 종래의 콘크리트 구조물(10)은 중간에 신축에 대한 대응을 위해 신축재(20)가 구비되는 것이 일반적이다.

그러나 콘트리크 구조물(10)과 신축재(20) 간 온도변화 신장 수축률이 상이하여 여전히 균열(crack)이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 점을 감안하여 안출된 것으로, 탄성콘크리트 조인트를 이용하여 신축이음부 시공시 중간에 탄성 보강재를 삽입하므로써 콘크리트의 균열(crack) 확대를 방지할 수 있도록 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법을 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법은, (1) 콘크리트 슬래브에 콘크리트유간이 형성되도록 시공하는 단계, (2) 콘크리트 슬래브 위에 아스팔트가 일정두께로 형성되도록 시공하는 단계, (3) 아스팔트에 아스팔트유간이 형성되도록 컷팅 후 블록아웃하는 단계, (4) 상기 콘크리트유간 상단에 백업재를 끼워 설치하는 단계, (5) 상기 아스팔트유간에 탄성콘크리트를 타설하고, 그 위에 탄성보강재를 배치하는 단계, 및 (6) 상기 탄성보강재가 배치된 탄성콘크리트의 상부에 탄성콘크리트를 재타설하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 탄성보강재는 타설되는 탄성콘크리트와의 결집력을 높이도록 다수의 충진홀을 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 탄성보강재는 허니콤 구조로 형성되며, 상기 탄성콘크리트 중간에 적어도 하나가 삽입되어 시공되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법에 의하면, 탄성콘크리트 타설 중간 중간 탄성보강재를 삽입하므로써 콘크리트의 균열이 점진적으로 진행되는 것을 탄성보강재가 중간에서 막을 수 있게 된다. 이는 균열의 진행속도를 늦출 수 있게 됨과 더불어 신축이음부위의 내구성을 향상시키는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 콘크리트 구조물과 신축부재의 개념도,
도 2의 (가)-(마)는 본 발명에 의한 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법을 나타내는 순서도,
도 3은 본 발명에 의해 시공된 신축이음부의 단면도,
도 4는 도 3의 A-A´단면 사시도,
도 5는 본 발명의 시공방법에 사용된 탄성보강재를 나타내는 평면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[본 발명의 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음부(100) 시공방법]

도 2는 본 발명에 의한 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법의 순서도이며, 도 3은 본 발명에 의해 시공된 신축이음부의 단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A´단면 사시도이고, 도 5는 본 발명의 시공방법에 사용된 탄성보강재의 평면도를 도시한 것이다.

먼저, 콘크리트 슬래브(concrete slab)(110)는 온도 등에 의한 신축이 발생하게 되므로 신축을 공간적으로 흡수할 수 있도록 콘크리트유간(S1, 유간은 이격공간이라고도 한다.)이 형성되도록 시공되어 있다(단계 (가)).

이때, 아스팔트(asphalt)(120)는 일정한 두께로 형성되도록 하며(단계 (나)), 이격공간(S1)이 노출되도록 기존 아스팔트는 깨기 작업을 통하여 아스팔트유간(S2)이 형성되도록 하고(단계 (다)), 이러한 아스팔트유간(S2)에 후술되는 탄성콘트리트(140)가 인력 충전된다.

즉, 단계 (다)에서는 아스팔트 컷팅(asphalt cutting)하고 블록아웃 후 그 부위 평면과 측면을 곧은 면으로 만들고 먼지나 기름 등의 오염물질을 제거한다.

다음으로는, 콘크리트유간(S1)으로 지하수가 역류하거나 상부로부터 이물질, 수분이 침투하지 않도록 수분흡수와 신축에 의한 변형이 가능한 백업재(130)가 콘크리트유간(S1) 상단에 끼워져 설치되도록 하게 된다(단계 (라)).

이러한 백업재(120)는 에틸렌 비닐 아세테이트 등과 같은 재질, 내열성을 가진 조인트용 백업재를 사용할 수 있다.

다음으로는 상기 노출된 콘크리트 슬래브(110)의 상면에 탄성콘크리트(elastomeric concrete)(140)를 일정높이로 1차 타설하게 된다.

일반적으로, 탄성콘크리트는 상부 차량하중을 흡수하고 탄성력이 있는 재질을 사용한다.

이때, 탄성콘크리트(140)를 타설하기 전 접착력을 증진하도록 타설 부위의 먼지 및 이물질을 깨끗이 제거한 후 대략 30∼40㎜ 두께로 1차 포설하게 된다.

탄성콘크리트(140)를 1차 포설후 그 상부에 탄성보강재(150)를 배치한다(단계 (마)).

탄성보강재(150)에는 다수의 충진홀(151)이 형성되되, 본 실시예에는 도 5에 보여진 바와 같이, 원형 형태로 형성하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 삼각, 사각, 육각 등과 같은 다각 형태로 형성할 수도 있다. 바람직하게는, 탄성보강재(150)는 허니콤 구조로 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예는 충진홀(151)들을 탄성보강재(150)의 길이 방향을 따라 세줄로 배열하되, 각 줄의 충진홀은 지그재그 형태로 서로 엇갈리도록 배치하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 다양하게 배열 및 배치될 수 있다.

또한, 탄성보강재(150)는 대략 두께 15㎜, 길이 1,000㎜, 폭 170㎜의 크기로 이루어지는 패드타입이며, 충진홀(151)의 직경은 대략 φ50으로 이루어진다.

바람직하게는, 탄성보강재(150) 재질은 발포 스폰지 계열의 소재를 사용하되, 이에 한정되지 않고 인장강도가 있는 고무, 플라스틱, 유리섬유 등이 사용될 수 있다.

다음으로는, 상기 탄성보강재(150)가 배치된 탄성콘크리트(140)의 상면에 탄성콘크리트(140)를 일정높이로 2차 타설하게 된다.

이때, 2차 타설된 탄성콘크리트(140)의 상부에 탄성보강재(150)를 배치한 후최종적으로 탄성콘크리트(140)를 타설하여 마감한다. 마감면은 흙손, 다짐기 등을 이용하여 다짐 후 마감한다.

여기서, 타설되는 탄성콘크리트(140)는 탄성보강재(150)의 내측을 충진시킴과 아울러 외부를 덮으면서 포설된다.

즉, 탄성콘크리트(140)는 탄성보강재(150)의 다수의 충진홀(151) 내부에 충진됨과 아울러 탄성보강재(150)를 덮으면서 포설된 후 경화된다.

이때, 탄성보강재(150)는 탄성에 의해 충진홀(151)에 충진된 탄성콘트리트를 가압하게 되어 내구성을 향상시키게 되고 탄성콘크리트와의 결합력을 높여 콘크리트의 균열(crack)을 방지할 수 있게 된다.

또한, 콘크리트에 균열이 발생하더라도 탄성보강재(150)에 의해 중간 중간에서 끊어줌으로써 균열이 점진적으로 진행되는 것을 중간에서 막아 균열의 확대를 방지할 수 있게 된다.

본 실시예에서는, 탄성콘크리트(140) 중간에 탄성보강재(150)를 2단으로 삽입하여 설치하였지만, 이에 한정되지 않고 탄성콘크리트(140)를 1차 포설 후 탄성보강재(150)를 설치 후 마감면까지 탄성콘크리트(140)를 포설할 수도 있다. 즉, 구조물의 신축이음 시공 두께에 따라 적어도 하나 이상의 탄성보강재(150)가 적층되게 설치된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들로 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 신축이음부 110 : 콘크리트 슬래브
120 : 아스팔트 130 : 백업재
140 : 탄성콘크리트 150 : 탄성보강재
151 : 충진홀 S1 : 콘크리트유간
S2 : 아스팔트유간

Claims (5)

1. (1) 콘크리트 슬래브에 콘크리트유간이 형성되도록 시공하는 단계;
   (2) 콘크리트 슬래브 위에 아스팔트가 일정두께로 형성되도록 시공하는 단계;
   (3) 아스팔트에 아스팔트유간이 형성되도록 컷팅 후 블록아웃하는 단계;
   (4) 상기 콘크리트유간 상단에 백업재를 끼워 설치하는 단계;
   (5) 상기 아스팔트유간에 탄성콘크리트를 타설하고, 그 위에 탄성보강재를 배치하는 단계; 및
   (6) 상기 탄성보강재가 배치된 탄성콘크리트의 상부에 탄성콘크리트를 재타설하는 단계를 포함하는 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 탄성보강재는 타설되는 탄성콘크리트와의 결집력을 높이도록 다수의 충진홀이 형성됨을 특징으로 하는 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 탄성보강재는 허니콤 구조로 형성되며, 상기 탄성콘크리트 중간에 적어도 하나가 삽입되어 시공됨을 특징으로 하는 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 탄성보강재는 고무나 발포스폰지 또는 유리섬유 계열의 소재로 형성됨을 특징으로 하는 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (5)는
   (5a) 노출된 콘크리트 슬래브의 상면에 탄성콘크리트를 일정높이로 1차 타설하는 단계;
   (5b) 1차 타설된 탄성콘크리트의 상부에 탄성보강재를 배치하는 단계;
   (5c) 탄성보강재가 배치된 탄성콘크리트의 상면에 탄성콘크리트를 일정높이로 2차 타설하는 단계; 및
   (5d) 2차 타설된 탄성콘크리트의 상부에 탄성보강재를 배치한 후 최종적으로 탄성콘크리트를 타설하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 탄성보강재를 이용하여 내구성을 향상시킨 신축이음 시공방법.
   

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