KR20200117934A - 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법 - Google Patents

지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 통행하중 또는 노상의 지반 약화에 따른 갓길 주변 도로의 지반침하시 재발성 침하를 차단함과 동시에 콘크리트 포장도로를 목표치까지 신속하고 안정적으로 인상하되, 교통통제시간을 최소화할 수 있는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법에 관한 것으로,
지반이 침하 된 갓길(60) 주변 및 포장도로(R)에 규산염 수지 및 그라우트 액 주입용 주입 홈을 코어 드릴 및 또는 착암 드릴 또는 핸드 드릴을 이용하여 다수 개 천공하되, 노상(40)까지 천공을 하는 주입 홈 천공단계(S100)와, 상기 주입 홈(70) 천공 후 주입 홈(70)의 내부에 규산염 수지를 주입하여 공극 발생 주변을 차단하거나 또는 표면에 도막이 형성되도록 하여 그라우트 액 주입시 압력 손실을 방지할 수 있도록 하는 공극 부분 도막 처리단계(S200)와, 상기 규산염 수지를 이용하여 공극 부분에 도막 처리 후 15 내지 30분 동안 경화를 시키는 경화단계(S300)와, 상기 경화 후 주입 홈(70)의 내부에 그라우트 주입용 전용 팩커(80)를 노상(40)까지 진입 및 설치 고정하는 전용 팩커 설치단계(S400)와, 상기 전용 팩커(80) 설치 후 이동이 용이한 트럭(100) 및 그 트럭의 적재함(110)에 탑재되며, 그라우트 액 배합시 용수를 사일로(400)에 공급할 수 있도록 전자밸브의 개폐에 따라 펌프가 작동을 하여 용수를 공급하는 물탱크(200)와, 상기 물탱크(200)의 일측에 구비되며, 톤 단위의 시멘트가 적재고정되는 적재부(300)와, 상기 적재부(300)에 적재된 톤 단위의 시멘트가 충진되며, 충진된 시멘트를 정량으로 그라우팅 펌프(500)에 공급될 수 있도록 중량을 감지하는 로드셀이 장착된 사일로(400)와, 상기 사일로(400)로부터 정량 공급되는 시멘트와 물탱크로부터 공급되는 용수의의 배합이 용이함과 동시에 배합된 그라우트 액을 주입할 수 있는 주입노즐(510)이 구비된 그라우팅 펌프(500)와, 상기 물탱크(200)와 사일로(400) 및 그라우팅 펌프(500)의 동작을 제어하는 컨트롤박스(600)를 포함하여 구성된 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치(S)를 이용하여 이동을 하면서 주입노즐(510)과 설치된 전용 팩커(80)를 연결하여 그라우트 액을 표층(10)과 기층(20)에 형성된 공극(50)까지 충진 되도록 주입하는 그라우트 액 주입단계(S500)와, 상기 그라우트 액 주입 후 전용 팩커(80)를 통해 주입된 그라우트 액의 역류를 방지하기 위해 전용 팩커(80)의 역류방지용 밸브(81)를 닫아서 역류를 방지하는 역류방지단계(S600)와, 상기 주입한 그라우트 액(90)을 경화시키는 경화 단계(S700)와, 상기 그라우트 액 경화 후 주입홈(70)에 삽입 고정된 전용 팩커(80)를 제거 및 철거한 다음 지반의 표층(10) 및 기층(20)이 주입된 그라우트 액에 의해 상승 되었는 지의 여부를 검사하는 검사단계(S800)로 이루어진다.

Description

지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법{Restoration and construction method of roads around shoulders that have been subsided by weakening}
본 발명은 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법에 관한 것으로 더욱 상세히는 차량의 통행하중 또는 노상의 지반 약화에 따른 갓길 주변 도로의 지반침하시 재발성 침하를 차단함과 동시에 콘크리트 포장도로를 목표치까지 신속하고 안정적으로 인상하되, 교통통제시간을 최소화할 수 있는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 포장도로의 단면을 살펴보면 도 1 에서 도시된 바와 같이 아래 방향 순으로 표층(10), 기층(20), 보조기층(30), 노상(40)으로 구분될 수 있다.
여기서 표층이라 함은 차량이 통행하는 차도의 표면으로 당 업계에서는 '본포장 콘크리트 층'이라 하며, 기층은 차량이 통행하는 표층의 바로 아래에 시공되는 층으로 당 업계에서는 '린 콘크리트 층'이라고 하며, 보조기층은 표층과 기층의 밑부분으로 거친 자갈을 빽빽하게 채워 표층을 튼튼하게 하는 기능을 수행하며, 노상은 기층과 보조기층을 지지하는 층으로 배수가 이루어지는 부분이다.
상기와 같은 콘크리트 포장도로는 연약지반에 의해 침하가 발생하는 자연적인 요인과 과적 차량 통행에 의한 하중으로 침하가 발생하는 인위적인 요인 등으로 도 1에서 도시된 바와 같은 지반 침하가 발생하며, 현재까지는 침하가 발생 된 부분에는 그라우팅 공법을 실시하여 보수공사를 하였다.
그라우팅(grouting)이라 함은 지반의 개량, 누수 등의 방지를 목적으로 토사 또는 암반의 틈새 등에 시멘트, 골재, 벤토나이트 등과 물의 혼합물인 그라우트(grout) 액을 주입하여 충진 함으로써 암반의 고결도를 높이고, 암반의 역학적 특성 및 투수성을 개량하는 공법으로 최근에는 침하 된 도로 및 연약지반에도 적용하여 도로를 보수하기도 한다.
상기와 같은 그라우팅 공법을 이용하여 침하가 발생 된 부분의 공극(50)에 그라우팅액을 주입하여 침하 된 도로를 보수하도록 한 선행기술로는 본원 출원인이 특허권자로 기재된 특허등록 제10-1178138호(발명의 명칭: 침하 된 노면 및 연약지반의 그라우팅 시공방법)가 있다.
상기 특허등록 제10-1178138호는 도로의 침하발생시 표층(본 포장 콘크리트 층)과, 기층(린 콘크리트 층)에 대해 코어 드릴을 이용하여 천공한 후 그라우팅액을 주입하여 보수 시공을 하는 것으로 지반침하가 발생한 부분이 도로의 가운데인 경우 어느 정도 효과가 있었으나, 지반침하가 발생 된 부분이 갓길이 있는 도로의 가장자리인 경우에는 큰 효과가 없다는 단점이 있었다.
즉, 갓길이 시공된 포장도로의 가장자리에 침하가 발생할 경우 지반 침하의 영향으로 도 2에서 도시된 바와 같이 갓길(60) 주변 및 갓길(60)과 표층(10)이 맞닿는 부분까지 공극(50)이 발생한다.
상기와 같이 공극(50)이 발생하면 공극에 의해 압력 손실이 발생하게 되며, 압력 손실에 의해 그라우트 액을 주입하더라도 기대치만큼의 표층(10) 인상은 어렵게 되는 것이다.
이는 곧 작업지연 내지 하자보수와 연결되어 시공업체의 입장에서는 비용손실이 발생함은 물론, 업계의 신뢰도에 악영향을 끼치게 되는 등의 문제점이 발생하였다.
1. 특허등록 제10-1178138호(발명의 명칭: 침하 된 노면 및 연약지반의 그라우팅 시공방법)
이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 인식하여 그 해결책을 제시하고자 하는 것으로 차량의 통행을 감안하여 신속하게 균열 및 침하지반을 보수함으로써 작업지연을 방지함과 동시에 하자 보수에 따른 비용 및 시간을 최소화할 수 있는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법은 지반이 침하 된 갓길(60) 주변 및 포장도로(R)에 규산염 수지 및 그라우트 액 주입용 주입 홈을 코어 드릴 및 또는 착암 드릴 또는 핸드 드릴을 이용하여 다수 개 천공하되, 노상(40)까지 천공을 하는 주입 홈 천공단계(S100)와, 상기 주입 홈(70) 천공 후 주입 홈(70)의 내부에 규산염 수지를 주입하여 공극 발생 주변을 차단하거나 또는 표면에 도막이 형성되도록 하여 그라우트 액 주입시 압력 손실을 방지할 수 있도록 하는 공극 부분 도막 처리단계(S200)와, 상기 규산염 수지를 이용하여 공극 부분에 도막 처리 후 15 내지 30분 동안 경화를 시키는 경화단계(S300)와, 상기 경화 후 주입 홈(70)의 내부에 그라우트 주입용 전용 팩커(80)를 노상(40)까지 진입 및 설치 고정하는 전용 팩커 설치단계(S400)와, 상기 전용 팩커(80) 설치 후 이동이 용이한 트럭(100) 및 그 트럭의 적재함(110)에 탑재되며, 그라우트 액 배합시 용수를 사일로(400)에 공급할 수 있도록 전자밸브의 개폐에 따라 펌프가 작동을 하여 용수를 공급하는 물탱크(200)와, 상기 물탱크(200)의 일측에 구비되며, 톤 단위의 시멘트가 적재고정되는 적재부(300)와, 상기 적재부(300)에 적재된 톤 단위의 시멘트가 충진되며, 충진된 시멘트를 정량으로 그라우팅 펌프(500)에 공급될 수 있도록 중량을 감지하는 로드셀이 장착된 사일로(400)와, 상기 사일로(400)로부터 정량 공급되는 시멘트와 물탱크로부터 공급되는 용수의의 배합이 용이함과 동시에 배합된 그라우트 액을 주입할 수 있는 주입노즐(510)이 구비된 그라우팅 펌프(500)와, 상기 물탱크(200)와 사일로(400) 및 그라우팅 펌프(500)의 동작을 제어하는 컨트롤박스(600)를 포함하여 구성된 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치(S)를 이용하여 이동을 하면서 주입노즐(510)과 설치된 전용 팩커(80)를 연결하여 그라우트 액을 표층(10)과 기층(20)에 형성된 공극(50)까지 충진 되도록 주입하는 그라우트 액 주입단계(S500)와, 상기 그라우트 액 주입 후 전용 팩커(80)를 통해 주입된 그라우트 액의 역류를 방지하기 위해 전용 팩커(80)의 역류방지용 밸브(81)를 닫아서 역류를 방지하는 역류방지단계(S600)와, 상기 주입한 그라우트 액(90)을 경화시키는 경화 단계(S700)와, 상기 그라우트 액 경화 후 주입홈(70)에 삽입 고정된 전용 팩커(80)를 제거 및 철거한 다음 지반의 표층(10) 및 기층(20)이 주입된 그라우트 액에 의해 상승 되었는 지의 여부를 검사하는 검사단계(S800)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그라우트 액 주입은 컨트롤박스(600)를 통해 설정한 주입 압력으로 그라우트 액을 주입하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 규산염 수지를 주입하여 공극 부분을 도막 처리하는 단계에서 도막 처리는 공극이 형성된 부분의 가장자리위주로 하되, 공극이 넓은 경우 분할하여 처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 검사단계에서 표층(10) 및 기층(20)이 계획 높이만큼 인상되지 않을 경우 규산염 수지를 강제 주입을 하여 미세조정 인상을 시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본원 발명의 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법은 차량의 통행을 감안하여 신속하게 침하 지반의 포장도로를 복구(인상)시킬 수 있으며, 인상되지 않은 상태의 침하 포장도로에 대해서도 미세조정 인상이 용이하여 향후 하자 보수에 따른 비용 및 시간을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 콘크리트 포장도로의 단면을 나타낸 단면 구성도
도 2는 그라우트 액을 주입하였을 때의 유출상태를 도시한 단면 예시도
도 3은 규산염 수지를 주입하여 도막 처리를 한 상태를 도시한 단면 예시도
도 4는 본 발명의 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치를 도시한 정면구성도
도 5는 도 3의 장치 중 그라우팅 펌프를 도시한 정면 구성도
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시 예의 보수방법을 도시한 블록 구성도
이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시 예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에서 제공하는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법은 먼저, 지반이 침하 된 갓길(60) 주변 및 포장도로에 규산염 수지 및 그라우트 액 주입용 주입 홈을 코어 드릴 및 또는 착암 드릴 또는 핸드 드릴을 이용하여 다수 개 천공하되, 노상(40)까지 천공을 실시한다(S100).
상기와 같이 주입 홈을 천공하고 난 후에는 주입 홈(70)의 내부에 규산염 수지를 주입하여 공극 발생 주변을 차단하거나 또는 표면에 도막이 형성되도록 하여 그라우트 액 주입시 압력 손실을 방지할 수 있도록 공극 부분에 대해 도막 처리를 실시한다(S200).
상기와 같이 도막 처리를 하게 되면, 갓길 주변은 물론 공극 부분 전체가 코팅되는 형태가 되기 때문에 압력손실을 방지할 수 있게 되는 것이며, 그라우트 액을 주입할 때 효과를 상승시켜 주게 되는 것이다.
상기 규산염 수지는 주제와 경화제가 약 1:1의 비율(중량 %)로 혼합 후 사용할 수 있으며, 도 3에서 도시된 바와 같은 전용 팩커(92)를 사용하여 주입을 하면 경화성이 우수하여 약 20분 내외로 경화가 되기 때문에 작업 지연 등의 후속 작업에 영향이 없다.
뿐 아니라, 상기 규산염 수지를 주입하여 공극 부분을 도막 처리하는 단계에서 도막 처리는 공극이 형성된 부분의 가장자리위주로 하되, 공극이 넓은 경우 분할하여 처리를 할 수 있다.
상기와 같이 규산염 수지를 이용하여 공극 부분에 도막 처리 후 15 내지 30분 동안 경화를 시키고(S300) 난 후에는 주입 홈(70)의 내부에 그라우트 주입용 전용 팩커(80)를 노상(40)까지 진입 및 설치 고정한다(S400).
상기 전용 팩커(80) 설치 후 이동이 용이한 트럭(100) 및 그 트럭의 적재함(110)에 탑재되며, 그라우트 액 배합시 용수를 사일로(400)에 공급할 수 있도록 전자밸브의 개폐에 따라 펌프가 작동을 하여 용수를 공급하는 물탱크(200)와, 상기 물탱크(200)의 일측에 구비되며, 톤 단위의 시멘트가 적재고정되는 적재부(300)와, 상기 적재부(300)에 적재된 톤 단위의 시멘트가 충진되며, 충진된 시멘트를 정량으로 그라우팅 펌프(500)에 공급될 수 있도록 중량을 감지하는 로드셀이 장착된 사일로(400)와, 상기 사일로(400)로부터 정량 공급되는 시멘트와 물탱크로부터 공급되는 용수의의 배합이 용이함과 동시에 배합된 그라우트 액을 주입할 수 있는 주입노즐(510)이 구비된 그라우팅 펌프(500)와, 상기 물탱크(200)와 사일로(400) 및 그라우팅 펌프(500)의 동작을 제어하는 컨트롤박스(600)를 포함하여 구성된 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치(S)를 이용하여 이동을 하면서 주입노즐(510)과 설치된 전용 팩커(80)를 연결하여 그라우트 액을 표층(10)과 기층(20)에 형성된 공극(50)까지 충진 되도록 그라우트 액(90)을 주입한다(S500).
상기 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치(S)는 도 3 내지 4에서 도시된 바와 같이 이동이 용이하기 때문에 보수 작업시 근거리 및 원거리 이동성이 우수하며, 그라우트 액을 컨트롤 박스(600)에서 배합 및 주입압력을 설정한 수치로 설정할 수 있음과 동시에 토출/주입구(580)를 통해 최종 주입이 이루어져 배합에 따른 작업 지연을 미연에 방지하면서 아울러 신속한 보수작업이 가능함은 물론, 이로 인해 교통 통제시간을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
종전에는 보수 공사를 하는 지점과 지점 간 이동시 작업자가 손수 운반을 하거나 공구 및 자재를 실어서 이동을 하였으나, 상기 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치(S)의 붐 크레인(700)을 통해 이러한 문제점이 해소되었으며, 이동을 하면서 주입 가능하여 신속한 작업이 용이하였다.
상기와 같이 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치(S)를 이용하여 그라우트 액을 주입 한 이후에는 전용 팩커(80)를 통해 주입된 그라우트 액의 역류를 방지하기 위해 전용 팩커(80)의 역류방지용 밸브(81)를 닫아서 역류를 방지한다(S600).
상기와 같이 역류를 방지하면서 주입한 그라우트 액(90)이 경화(S700)되면, 주입홈(70)에 삽입 고정된 전용 팩커(80)를 제거 및 철거를 하고, 지반의 표층(10) 및 기층(20)이 주입된 그라우트 액에 의해 상승 되었는 지의 여부를 검사(S800)하여 최종 보수 공사는 완료된다.
또한, 상기 검사단계에서 표층(10) 및 기층(20)이 계획 높이만큼 인상되지 않을 경우 규산염 수지만 전용 펌프를 이용하여 강제 주입을 할 수 있으며, 이로 인해 별도의 보수 작업 없이 미세조정 인상이 가능하게 되는 것이다.
본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성 요소의 부가, 변경 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
R: 콘크리트 포장도로
10: 표층 20: 기층
30: 보조기층 40: 노상
50: 공극 60: 갓길
70: 주입 홈 80: 전용 팩커
81: 밸브 90: 그라우트 액
91: 규산염 수지 92: 규산염 수지 전용팩커
S: 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치
100: 트럭 110: 적재함
200: 물탱크 300: 적재부
400: 사일로 500: 그라우팅 펌프
510: 주입 노즐 520: 호퍼
530: 유압탱크 540: 유압펌프
550: 배합기 560: 유압모터
570: 개폐레버 580: 토출/주입구
590: 구동엔진 600: 컨트롤 박스
700: 붐 크레인

Claims (4)

  1. 지반이 침하 된 갓길(60) 주변 및 포장도로에 규산염 수지 및 그라우트 액 주입용 주입 홈을 코어 드릴 및 또는 착암 드릴 또는 핸드 드릴을 이용하여 다수 개 천공하되, 노상(40)까지 천공을 하는 주입 홈 천공단계(S100); 와,
    상기 주입 홈(70) 천공 후 주입 홈(70)의 내부에 규산염 수지를 주입하여 공극 발생 주변을 차단하거나 또는 표면에 도막이 형성되도록 하여 그라우트 액 주입시 압력 손실을 방지할 수 있도록 하는 공극 부분 도막 처리단계(S200); 와,
    상기 규산염 수지를 이용하여 공극 부분에 도막 처리 후 15 내지 30분 동안 경화를 시키는 경화단계(S300); 와,
    상기 경화 후 주입 홈(70)의 내부에 그라우트 주입용 전용 팩커(80)를 노상(40)까지 진입 및 설치 고정하는 전용 팩커 설치단계(S400); 와,
    상기 전용 팩커(80) 설치 후 이동이 용이한 트럭(100) 및 그 트럭의 적재함(110)에 탑재되며, 그라우트 액 배합시 용수를 사일로(400)에 공급할 수 있도록 전자밸브의 개폐에 따라 펌프가 작동을 하여 용수를 공급하는 물탱크(200)와, 상기 물탱크(200)의 일측에 구비되며, 톤 단위의 시멘트가 적재고정되는 적재부(300)와, 상기 적재부(300)에 적재된 톤 단위의 시멘트가 충진되며, 충진된 시멘트를 정량으로 그라우팅 펌프(500)에 공급될 수 있도록 중량을 감지하는 로드셀이 장착된 사일로(400)와, 상기 사일로(400)로부터 정량 공급되는 시멘트와 물탱크로부터 공급되는 용수의의 배합이 용이함과 동시에 배합된 그라우트 액을 주입할 수 있는 주입노즐(510)이 구비된 그라우팅 펌프(500)와, 상기 물탱크(200)와 사일로(400) 및 그라우팅 펌프(500)의 동작을 제어하는 컨트롤박스(600)를 포함하여 구성된 그라우팅 공법 시공용 자동화 장치(S)를 이용하여 이동을 하면서 주입노즐(510)과 설치된 전용 팩커(80)를 연결하여 그라우트 액을 표층(10)과 기층(20)에 형성된 공극(50)까지 충진 되도록 주입하는 그라우트 액 주입단계(S500); 와,
    상기 그라우트 액 주입 후 전용 팩커(80)를 통해 주입된 그라우트 액의 역류를 방지하기 위해 전용 팩커(80)의 역류방지용 밸브(81)를 닫아서 역류를 방지하는 역류방지단계(S600); 와,
    상기 주입한 그라우트 액(90)을 경화시키는 경화 단계(S700); 와,
    상기 그라우트 액 경화 후 주입홈(70)에 삽입 고정된 전용 팩커(80)를 제거 및 철거한 다음 지반의 표층(10) 및 기층(20)이 주입된 그라우트 액에 의해 상승 되었는 지의 여부를 검사하는 검사단계(S800);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그라우트 액 주입은 컨트롤박스(600)를 통해 설정한 주입 압력으로 그라우트 액을 주입하는 것을 특징으로 하는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 규산염 수지를 주입하여 공극 부분을 도막 처리하는 단계에서 도막 처리는 공극이 형성된 부분의 가장자리위주로 하되, 공극이 넓은 경우 분할하여 처리하는 것을 특징으로 하는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검사단계에서 표층(10) 및 기층(20)이 계획 높이만큼 인상되지 않을 경우 규산염 수지를 강제 주입을 하여 미세조정 인상을 시키는 것을 특징으로 하는 지반 약화에 의해 침하 된 갓길 주변 도로의 복구 시공방법.
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