KR20210111526A - 데코레이션 콘크리트 포장공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트를 이용하여 도로를 포장하는 포장공법으로서, 콘크리트의 배합을 위해서 설정된 크기의 골재를 선별하는 골재선별단계; 상기 골재선별단계를 통해서 선별된 골재들을 시멘트와 배합하는 배합단계; 상기 배합단계를 거쳐서 배합된 골재들 중에서 물리 화학적인 방법을 통해서 설정된 크기의 골재를 분리하는 골재분리단계; 및 상기 골재분리단계를 거쳐서 포장된 콘크리트의 외면을 미장하여 마감하는 마감단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

데코레이션 콘크리트 포장공법{Decoration concrete paving method}

본 발명은 도로포장시 모서리 부분을 곡면으로 처리하는 데코레이션 콘크리트 포장공법으로서 보다 상세하게는 시멘트 콘크리트 포장의 줄눈부와 엣지부분을 시공단계에서 곡면으로 미장마감 처리하여 수려한 미관을 조성하고, 응력집중이 현저히 저하되며, 곡면의 정교한 미장마감에 의해 줄눈부와 에지부가 견고하게 형성되는 데코레이션 콘크리트 포장공법에 관한 것이다.

일반적으로 도로는 외부 환경요인 뿐만 아니라 과적차량 등에 의해 파손되는 경우가 많아 도로의 유지보수에 막대한 비용이 소요되고 있다. 특히, 과적차량의 운행은 도로 및 교량 구조물 등에 손상 요인으로 작용하므로 도로의 내구연한을 단축시켜 이에 따른 유지보수 비용을 증가시키고 과중한 무게로 인하여 도로의 파손, 조종 및 제동능력이 떨어지므로 대형 교통사고의 원인이 되기도 한다.

또한, 과적차량은 주행 성능이 상대적으로 떨어지므로 해당 도로의 용량을 저하시키며, 운행시 소음과 진동의 유발, 배기가스 배출 등으로 도로변 환경악화의 요인으로도 작용한다. 이와 같이 과적차량으로 인한 피해는 결국 국민 생활의 안녕과 직결되는 문제이기 때문에 정부에서는 과적차량의 운행을 근절하기 위해 과적차량 단속 시스템을 설치 운영하고 있다.

상기한 과적차량 단속시스템은 주로 변형이나 내구성에 취약한 아스팔트 포장 즉, 연성포장(flexible pavemen t)에 설치되고 있다.

이처럼 종래에는 연성포장인 아스팔트 포장에 센서(중량 검출센서 등)를 매립하여 과적차량을 단속하고 있는데, 이때 아스팔트 포장의 경우 높은 온도와 과적차량에 의한 침하 및 소성변형이 발생하면서 센서가 파손되는 등의 센서 내구성 저하 뿐만아니라 센서간 단차로 인하여 정밀도가 저하되어 과적차량 단속업무에 지장을 초래하고 유지보수로 인한 막대한 비용이 소요되는 문제가 있었다.

또한, 종래의 아스팔트 포장의 파손된 부위를 보수할 경우에는 동일한 재질의 아스팔트로 재포장하기 때문에 상기한 문제가 지속적으로 반복될 수 밖에 없었다.

한편, 기존 공공 주택의 단지 내 포장이나 개인 주택의 주차장 포장은 (시멘트) 블록 포장의 형태로 꾸미는 경우가 일반적이다. 그러나 블록 포장은 시공 및 공용성 단계에서의 여러 불량요인으로 인해 시공불량에 의한 파손, 블록 측면부 및 모서리의 스폴링, 균열, 단차, 줄눈채움재 손실, 블록의 마모, 배수불량 등이 수반됨이 자주 목격된다.

아스팔트 포장은 소형공사의 경우 고가의 아스콘 포설 및 다짐 장비를 감당할 수 없어 비경제적이며, 자칫 잘못 관리되면 포트 홀이나 러팅 및 균열 등이 발생되어 미관을 해치기 쉽다.

시멘트 콘크리트 포장공법은 견고하면서도 경제성이 있는 포장공법이지만 일반 도로에 포설하는 방법으로 시공하여 공공주택이나 개인주택의 진입로나 주차장에 설치하기에는 선뜻 내키지 않고 있다. 이는 시멘트 콘크리트 포장은 적정한 줄눈간격 (포장두께 150-200mm의 경우 3-4m의 줄눈간격)으로 설치 가능하나, 현행 줄눈을 설치하는 방법[a)포설 1일후 줄눈 절삭하는 방식 또는 b) 시공시 10mm 폭 내외의 줄눈부에 합판을 끼워서 시공하는 방식]에 따라 줄눈부 주위에 스폴링이나 균열이 반드시 수반된다. 그리고 절삭된 줄눈부는 수직면으로 되어 있어 주택의 미관에 어울리지 않는 경우가 다반사이다.

대한민국 등록특허 제10-1060103호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 수직으로 처리된 기존의 줄눈부에 비해 응력집중이 현저히 저하되며, 곡면의 정교한 미장마감에 의해 줄눈부와 에지부가 견고하게 형성되는 데코레이션 콘크리트 포장공법를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 콘크리트를 이용하여 도로를 포장하는 포장공법으로서, 콘크리트의 배합을 위해서 설정된 크기의 골재를 선별하는 골재선별단계; 상기 골재선별단계를 통해서 선별된 골재들을 시멘트와 배합하는 배합단계; 상기 배합단계를 거쳐서 배합된 골재들 중에서 물리 화학적인 방법을 통해서 설정된 크기의 골재를 분리하는 골재분리단계; 및 상기 골재분리단계를 거쳐서 포장된 콘크리트의 외면을 미장하여 마감하는 마감단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 골재선별단계에서는, 크기가 5mm에서 25mm 사이의 골재를 선별할 수 있다.

또한, 상기 배합단계에서 배합되는 콘크리트는 압축강도가 18MPa 내지 35MPa 사이일 수 있다.

또한, 상기 배합단계에서 배합되는 콘크리트는 슬럼프의 크기가 10~80mm일 수 있다.

또한, 상기 배합단계에서 배합되는 콘크리트의 공기연행량은 3~6%일 수 있다.

또한, 상기 골재분리단계에서는, 설정된 양의 계면활성제인 유동화제를 사용하고 진동을 가하여 콘크리트 중 설정된 크기의 골재를 50mm 아래로 침하시킬 수 있다.

또한, 상기 마감단계는, 설정된 시간에 줄눈부 및 엣지부의 초벌 미장 마감과 함께 최종 2차 미장으로 마감할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 시멘트 콘크리트 포장의 줄눈부와 에지부분을 시공단계에서 곡면으로 미장마감 처리하여 수려한 미관을 조성할 수 있다.

또한, 콘크리트 포장 진입 산책로를 곡선으로 조성할 수도 있으며, 줄눈부가 기존의 전형적인 바둑판 모양의 줄눈부 방식에서 탈피하여 다양한 크기의 조합인 석재모양의 패턴을 만들 수도 있다.

또한, 표면을 물결모양이나 사선모양 또는 소금이나 설탕을 활용하여 미장마감하면 현무암의 모양을 만들어 화려한 공법을 제시할 수도 있다.

또한, 본 공법으로 시공하면 수직으로 처리된 기존의 줄눈부에 비해 응력집중이 현저히 저하되며, 곡면의 정교한 미장마감에 의해 줄눈부와 엣지부가 견고하게 형성되는 장점이 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데코레이션 콘크리트 포장공법의 전체순서도이다.
도 2 내지 4는 상기 콘크리트 포장공법의 실시예를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데코레이션 콘크리트 포장공법의 전체순서도이고, 도 2 내지 4는 상기 콘크리트 포장공법의 실시예를 나타낸 도면이다.

도 1내지 도 4에 도시된 바와 같이, 콘크리트를 이용하여 도로를 포장하는 포장공법으로서, 본 발명은 골재선별단계(S100), 배합단계(S200), 골재분리단계(S300) 및 마감단계(S400)를 포함하여 이루어질 수 있다.

골재선별단계(S100)는 콘크리트의 배합을 위해서 설정된 크기의 골재를 선별하는 단계이다.

골재선별단계(S100)에서는 크기가 5mm에서 25mm 사이의 골재를 선별할 수 있다. 구체적으로, 25mm 이상의 골재를 사용할 경우 골재 침하 발생이 어려워 마감 형태가 미려하지 않으며 5mm미만의 잔골재만을 이용할 경우 내구성이 나빠지고 시공시 발열에 의한 균열이나 경화시 발생하는 수축균열이 발생할 우려가 있다.

배합단계(S200)는 골재선별단계(S100)를 통해서 선별된 골재들을 시멘트와 배합하는 단계이다.

배합단계(S200)에서 배합되는 콘크리트는 압축강도가 18MPa 내지 35MPa 사이일 수 있다. 배합단계(S200)에서 배합되는 콘크리트는 슬럼프의 크기가 10~80mm일 수 있다. 배합단계(S200)에서 배합되는 콘크리트의 공기연행량은 3~6%일 수 있다.

구체적으로, 사용되는 압축강도 표준에 의한 포장용 콘크리트로써 18MPa 보다 크며 35MPa 보다 작고 슬럼프의 크기는 10~80mm이며 공기연행량은 3~6%인 콘크리트를 말하는데, 압축강도가 18MPa 보다 작은 경우 쉽게 파손된 우려가 있으며 35MPa 보다 클 경우 경제성이 나빠질 수 있다.

또한, 슬럼프가 10mm보다 작은 경우 작업이 불가능하며 80mm 보다 클 경우 형태를 만들기 어렵다. 슬럼프는 슬럼프 콘에 프레시 콘크리트를 충전하고, 탈형했을 때 자중에 의해 변형하여 상면이 밑으로 내려앉는 양을 말하는 것으로, 프레시 콘크리트의 유동성 정도를 표시할 수 있다.

또한, 공기연행량은 3보다 작을 경우 동결 융해에 쉽게 파손될 수 있으며 6보다 클 경우 표면 탈락이나 강도 저하 등이 발생할 수 있다.

골재분리단계(S300)는 배합단계(S200)를 거쳐서 배합된 골재들 중에서 물리 화학적인 방법을 통해서 설정된 크기의 골재를 분리하는 단계이다.

골재분리단계(S300)에서는 설정된 양의 계면활성제인 유동화제를 사용하고 진동을 가하여 콘크리트 중 설정된 크기의 골재를 50mm 아래로 침하시킬 수 있다.

구체적으로, 적정 콘크리트 중 굵은 골재만를 50mm 아래로 침하시키는 문제는 상당히 어려운 기술로써 물리적인 방법과 화학적인 방법이 이용되어야 한다. 콘크리트는 유체로 해석할 때 일정 시간이 지날 경우 전단응력은 급격히 증가하여 더 이상 움직이지 않게 된다.

이때 작업성은 급격히 감소하게 되고 더 이상 작업이 불가능하게 되는데 이를 해결하기 위하여 화학적인 방법으로 작업성 향상제로써 유동화제 등의 계면활성제를 사용하게 된다. 일반적인 사용량은 시멘트 중량 대비 0.1~1.5%를 사용하고 이로 인하여 작업성은 계속 유지된다. 반면 본 발명에서는 작업성이 소량의 힘 측 물리적인 방법으로 바이브레이팅이나 도구에 의한 압력이 작용하였을 경우에만 유동성이 작용할 수 있도록 콘크리트 제조시 시멘트 중량의 0.1~5%의 요변재를 사용할 경우 진동 다짐 등의 에너지에 의하여 골재 침하를 적절하게 이룰 수 있음을 확인하였다.

작업성 향상을 위한 유동화제 등의 계면활성제는 0.1%미만으로 사용할 경우 성능의 향상이 어려우며 1.5% 이상의 사용량에서는 경제적이지 않다. 또한 요변제는 0.1%미만을 사용할 경우 요변성이 크지 않아 본 발명에 효과적이지 않으며 5%를 초과할 경우 점성 발현에 의하여 오히려 작업성이 나빠지는 단점이 있다. 본 발명에 사용되는 계면활성제로는 폴리카르본산계 또는 나프탈렌계, 멜라민계 등의 분산제가 주로 사용될 수 있으며 요변제로는 아타풀가이트, 우레탄계 요변제 등이 사용될 수 있다. 여기서, 요변성이란, 현탁액이 정지 상태에서는 유동성이 없으나 진동시키면 유동성을 갖는 성질로서, 점토질 토양에서 함수비가 높아지면 점착력이 증가하고 강도는 떨어지지만 함수비가 감소하면 점착력이 떨어지고 강도의 일부는 회복된다.

마감단계(S400)는 골재분리단계(S300)를 거쳐서 포장된 콘크리트의 외면을 미장하여 마감하는 단계이다.

마감단계(S400)는 설정된 시간에 줄눈부(10) 및 엣지부(30)의 초벌 미장 마감과 함께 최종 2차 미장으로 마감할 수 있다.

구체적으로, 초벌 및 에지 마감을 위한 적절한 시간은 초결이 시작되어 표면에 물기 많지 않을 때를 말하며 일반적으로 타설 후 2~10시간 사이를 말한다. 초결전에 마감을 할 경우 응결과정에서 건조 수축에 의한 균열 발달이 발생하며 종결이 시작되는 10시간 이후에는 시멘트 경화가 시작되어 작업이 불가능하거나 마감에 의한 균열과 파손이 발생할 수 있다. 초결(initial set)이란, 시멘트와 물로 혼합한 시멘트풀이 소성이 없어지고 일정한 임의 압력에 견딜 수 있을 정도로 충분히 굳어졌을 때 초결에 달하였다고 한다.

즉, 상술한 바와 같이, 본 발명의 포장공법을 적용하기 위해서는 1) 적정한 25mm 이하의 최대골재 크기를 갖는 적정 콘크리트 배합에 2) 줄눈부 형성시 곡면의 줄눈부를 형성하기 위해서는 전체 콘크리트의 골재분리를 피하면서 표면에서 50mm 아래로 굵은 골재만 하부로 내려 앉히는 기술이 필요하며 3) 적정한 시간에 줄눈부 및 에지부의 초벌미장 마감과 함께 최종 2차 미장으로 마감하는 기술이 본 기술의 핵심이다.

핵심기술을 상세히 설명하면 1) 25mm 이상의 골재를 사용할 경우 골재 침하 발생이 어려워 마감 형태가 미려하지 않으며 5mm 미만의 잔골재만을 이용할 경우 내구성이 나빠지고 시공시 발열에 의한 균열이나 경화시 발생하는 수축균열이 발생할 우려가 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 시멘트 콘크리트 포장의 줄눈부(10)와 엣지부(30)를 시공단계에서 곡면으로 미장마감 처리하여 수려한 미관을 조성할 수 있다.

또한, 콘크리트 포장 진입 산책로를 곡선으로 조성할 수도 있으며, 줄눈부(10)가 기존의 전형적인 바둑판 모양의 줄눈부(10) 방식에서 탈피하여 다양한 크기의 조합인 석재모양의 패턴을 만들 수도 있다.

또한, 표면을 물결모양이나 사선모양 또는 소금이나 설탕을 활용하여 미장마감하면 현무암의 모양을 만들어 화려한 공법을 제시할 수도 있다.

또한, 본 공법으로 시공하면 수직으로 처리된 기존의 줄눈부(10)에 비해 응력집중이 현저히 저하되며, 곡면의 정교한 미장마감에 의해 줄눈부(10)와 엣지부(30)가 견고하게 형성되는 장점이 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10 : 줄눈부
30 : 엣지부

Claims (7)

1. 콘크리트를 이용하여 도로를 포장하는 포장공법으로서,
   콘크리트의 배합을 위해서 설정된 크기의 골재를 선별하는 골재선별단계;
   상기 골재선별단계를 통해서 선별된 골재들을 시멘트와 배합하는 배합단계;
   상기 배합단계를 거쳐서 배합된 골재들 중에서 물리 화학적인 방법을 통해서 설정된 크기의 골재를 분리하는 골재분리단계; 및
   상기 골재분리단계를 거쳐서 포장된 콘크리트의 외면을 미장하여 마감하는 마감단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데코레이션 콘크리트 포장공법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 골재선별단계에서는,
   크기가 5mm에서 25mm 사이의 골재를 선별하는 것을 특징으로 하는 데코레이션 콘크리트 포장공법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 배합단계에서 배합되는 콘크리트는 압축강도가 18MPa 내지 35MPa 사이인 것을 특징으로 하는 데코레이션 콘크리트 포장공법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 배합단계에서 배합되는 콘크리트는 슬럼프의 크기가 10~80mm인 것을 특징으로 하는 데코레이션 콘크리트 포장공법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 배합단계에서 배합되는 콘크리트의 공기연행량은 3~6%인 것을 특징으로 하는 데코레이션 콘크리트 포장공법.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 골재분리단계에서는,
   설정된 양의 계면활성제인 유동화제를 사용하고 진동을 가하여 콘크리트 중 설정된 크기의 골재를 50mm 아래로 침하시키는 것을 특징으로 하는 데코레이션 콘크리트 포장공법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 마감단계는,
   설정된 시간에 줄눈부 및 엣지부의 초벌 미장 마감과 함께 최종 2차 미장으로 마감하는 것을 특징으로 하는 데코레이션 콘크리트 포장공법.

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