KR20230072556A - Method for rapid repairment of railway slopes - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철도 사면 보수보강 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 철도 사면 보수보강 공법은 (a)손상된 철도 사면에 거치대를 설치하는 단계 (b)투수성을 가지는 상부시트와 상부시트의 하부에 결합되는 하부시트 및 상부시트 및 하부시트 사이에 충진되는 분말 상태의 초속경 바인더를 구비하는 복합매트를 거치대에 설치하는 단계 (c)복합매트의 상부시트를 통해 물을 공급하여 초속경 바인더를 경화시키는 단계; 및 (d)거치대와 복합매트 사이의 공간에 저유동 채움재를 충진하여 경화시키는 단계를 구비하며, 저유동 채움재는 플라이애쉬와 제강슬래그를 포함하는 필러 90~92 중량%와, 칼슘알루미네이트계 물질 85~90중량%, 시멘트 3~5%, 칼슘설포알루미네이트계 물질 5~10중량%로 이루어지는 결합재 8~10 중량%로 이루어지며, 저유동 채움재는 물과 혼합된 상태에서 액상 증점제가 추가적으로 배합되는 것에 특징이 있다.
The present invention relates to a railway slope repair and reinforcement method.
The railway slope repair and reinforcement method according to the present invention includes (a) installing a cradle on the damaged railway slope (b) filling the gap between the upper sheet having permeability and the lower sheet coupled to the lower part of the upper sheet and the upper sheet and the lower sheet Installing a composite mat having a super-fast-hardening binder in powder form on a cradle (c) curing the super-fast-hardening binder by supplying water through the upper sheet of the composite mat; and (d) filling the space between the cradle and the composite mat with a low-flow filling material and curing the low-flow filling material, including 90 to 92% by weight of a filler including fly ash and steelmaking slag, and a calcium aluminate-based material. 85 to 90% by weight of cement, 3 to 5% of cement, and 8 to 10% by weight of a binder composed of 5 to 10% by weight of calcium sulfoaluminate-based material. It is characterized by being

Description

철도 사면 보수보강 공법{METHOD FOR RAPID REPAIRMENT OF RAILWAY SLOPES}Railroad slope repair and reinforcement method {METHOD FOR RAPID REPAIRMENT OF RAILWAY SLOPES}

본 발명은 토목 구조물의 보수보강공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 집중 호우 등으로 인해 손상된 철도 성토 사면을 긴급하게 보수 및 보강하기 위한 공법에 관한 것이다. The present invention relates to a repair and reinforcement method for civil structures, and more particularly, to a method for urgently repairing and reinforcing a railroad embankment slope damaged due to torrential rain or the like.

철도는 흙을 쌓아 올린 성토 노반 위에 형성된다. 성토 노반은 단시간에 많은 비가 내리는 집중 호우에 의해 손상될 수 있다. 도 1에는 철도 성토 노반 경사면의 피해 사례가 나타나 있다. 이러한 피해 사례는 아래의 <2010~2020 사면피해 현황>을 집계한 표에서 확인되는 바와 같이 매년 꾸준히 발생하며, 특히 2020년처럼 집중호우와 태풍이 빈번한 경우 피해 건수 역시 증가하게 된다. The railroad is formed on the embankment roadbed, which is piled up with soil. Filled roadbeds can be damaged by torrential rains that bring a lot of rain in a short period of time. 1 shows a case of damage to the slope of the railway embankment roadbed. These damage cases occur steadily every year, as confirmed in the table below <2010-2020 slope damage status>, and especially in the case of frequent torrential rains and typhoons like in 2020, the number of damages also increases.

Figure pat00001
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집중 호우 등으로 인해 철도 사면이 붕괴되면 긴급 복구가 요청된다. When a railroad slope collapses due to torrential rain, emergency restoration is requested.

그러나 철도 사면 긴급 복구에는 여러가지 제약이 따른다. 먼저 시간의 제약이 따른다. 철도는 일상적으로 운행되어야 하기 때문에 열차 운행이 중지된 시간대에만 복구가 진행될 수 있다. 열차 운행을 중지시킬 정도로 피해가 큰 경우라면 빠르게 복구를 해야 하는데, 훼손된 부분을 다시 성토하는 방법은 시공 시간이 오래 걸려서 바람직하지 않다. 또한 철도는 도로와 떨어져 있는 경우가 일반적이이서, 복구 장비 역시 철도를 통해 접근해야 하는 어려움이 있다. 또한 철도 노반은 경사면으로 형성되기 때문에 복구 장비가 작업할 수 있는 작업 공간도 넉넉하지 않다는 문제점이 있다.However, there are several limitations to the emergency restoration of the railroad slope. First, there is a time constraint. Since the railways have to operate on a daily basis, restoration can only take place during times when trains are not in operation. If the damage is large enough to stop train operation, it must be restored quickly, but the method of re-filling the damaged part is not desirable because it takes a long time to construct. In addition, since railways are often separated from roads, restoration equipment also has difficulty in accessing through railways. In addition, since the railroad bed is formed as a slope, there is a problem in that there is not enough working space for recovery equipment to work.

최근 토목 매트를 이용하여 철도사면을 복구하려는 연구가 이루어지고 있는데, 철도 사면이라는 특수성을 고려하지 않아 시공상의 여러 문제점이 나타나고 있다. Recently, studies have been conducted to restore the railroad slope using civil mats, but various problems in construction are appearing because the specificity of the railroad slope is not considered.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 토목 복합 매트를 이용하여 훼손된 철도 성토 사면을 매우 빠르고 안전하게 복구할 수 있는 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a construction method that can very quickly and safely restore a damaged railroad embankment slope using a civil engineering composite mat.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.Meanwhile, other unspecified objects of the present invention will be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 사면 보수보강 공법은, (a)손상된 철도 사면에 거치대를 설치하는 단계; (b)투수성을 가지는 상부시트와 상기 상부시트의 하부에 결합되는 하부시트 및 상기 상부시트 및 하부시트 사이에 충진되는 분말 상태의 초속경 바인더를 구비하는 복합매트를 상기 거치대에 설치하는 단계; (c)상기 복합매트의 상부시트를 통해 물을 공급하여 상기 초속경 바인더를 경화시키는 단계; 및 (d)상기 거치대와 복합매트 사이의 공간에 저유동 채움재를 충진하여 경화시키는 단계;를 구비하며, 상기 저유동 채움재는 플라이애쉬와 제강슬래그를 포함하는 필러 90~92 중량%와, 칼슘알루미네이트계 물질 85~90중량%, 시멘트 3~5%, 칼슘설포알루미네이트계 물질 5~10중량%로 이루어지는 결합재 8~10 중량%로 이루어지며, 상기 저유동 채움재는 물과 혼합된 상태에서 액상 증점제가 추가적으로 배합되는 것에 특징이 있다. The railway slope repair and reinforcement method according to the present invention for achieving the above object includes: (a) installing a cradle on a damaged railway slope; (b) installing a composite mat having a water-permeable top sheet, a bottom sheet coupled to a lower portion of the top sheet, and a super-fast binder in a powder state filled between the top sheet and the bottom sheet on the cradle; (c) supplying water through the upper sheet of the composite mat to cure the super-fast binder; and (d) filling and hardening a low-flow filling material in the space between the cradle and the composite mat, wherein the low-flow filling material comprises 90 to 92% by weight of a filler including fly ash and steelmaking slag, and calcium alumina. It consists of 8 to 10% by weight of a binder consisting of 85 to 90% by weight of nate-based material, 3 to 5% of cement, and 5 to 10% by weight of calcium sulfoaluminate-based material. It is characterized in that a thickener is additionally formulated.

본 발명에 따르면, 보수가 필요한 상기 철도 사면을 상하방향을 따라 적어도 2개의 구간으로 구획하고, 하부 구간에 먼저 상기 저유동 채움재를 충진하여 경화시킨 후 상부 구간에 저유동 채움재를 충진하며, 상기 필러와 결합재를 합한 중량을 100이라고 할 때 상기 하부 구간에 충진되는 상기 저유동 채움재는 증점제가 3.1~4 중량부로 배합하며 저유동 채움재에 대한 물의 혼합비(W/B, 중량비)는 70~80% , 상기 상부 구간에 충진되는 상기 저유동 채움재는 증점제가 2~3 중량부로 배합되며 저유동 채움재에 대한 물의 혼합비(W/B, 중량비)는 80~100%인 것이 바람직하다. According to the present invention, the railway slope requiring repair is divided into at least two sections along the vertical direction, the low flow filling material is first filled and cured in the lower section, and then the low flow filling material is filled in the upper section, and the filler When the combined weight of the and the binder is 100, the low flow filler filled in the lower section is formulated with a thickener of 3.1 to 4 parts by weight, and the mixing ratio of water to the low flow filler (W / B, weight ratio) is 70 to 80%, It is preferable that the low fluidity filler filled in the upper section contains a thickener in an amount of 2 to 3 parts by weight, and the mixing ratio (W/B, weight ratio) of water to the low fluidity filler is 80 to 100%.

또한 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 복합매트에 물을 공급할 때, 물 100 중량부에 대하여 폴리카르복실레이트 0.01~0.1중량부, 폴리나프탈렌설포네이트 0.03~0.3중량부 및 폴리리그노설포네이트는 0.03~0.3 중량부 중 어느 하나를 첨가하는 것이 바람직하다. In addition, according to an example of the present invention, when supplying water to the composite mat, 0.01 to 0.1 parts by weight of polycarboxylate, 0.03 to 0.3 parts by weight of polynaphthalenesulfonate and polylignosulfonate based on 100 parts by weight of water It is preferable to add any one of 0.03 to 0.3 parts by weight.

본 발명의 일 예에 따르면 상기 초속경 바인더에 대하여 0.1~1 부피%의 범위로 투각섬석 또는 규회석이 배합하여, 초속경 바인더의 휨강도를 증가시키는 것이 바람직하다. According to an example of the present invention, it is preferable to increase the flexural strength of the super-fast-hard binder by blending openwork fiber or wollastonite in an amount of 0.1 to 1% by volume relative to the super-fast-hard binder.

본 발명에서는 복합매트 배면의 공간을 뒤채움하는데 저유동 채움재를 이용하여 경사면에서 채움재의 유실을 방지할 수 있다. In the present invention, loss of the filling material on the slope can be prevented by using a low flow filling material to fill the space on the back of the composite mat.

특히 경사면의 하부구간에 먼저 채움재를 주입하면서, 물 혼합비율을 낮추고 증점제의 배합비를 올림으로써 유동성을 극히 낮추고 가소성을 부여하여 채움재가 유실되는 것을 방지한다. 하부구간에 대한 뒤채움이 끝난 후 상부구간에는 유동성을 상대적으로 올린 상태에서 뒤채움을 시행함으로써 주입 효율을 증대시킬 수 있다. In particular, while first injecting the filling material into the lower section of the slope, the loss of the filling material is prevented by lowering the mixing ratio of water and raising the mixing ratio of the thickener to extremely lower fluidity and impart plasticity. After the backfilling of the lower section is completed, the injection efficiency can be increased by performing backfilling in the upper section with the liquidity relatively increased.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 집중 호우에 따른 철도 사면의 피해 상황을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 철도 사면 보수보강 공법의 개략적 흐름도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 예에 따른 철도 사면 보수보강 공법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에서 사용하는 복합매트의 개략적 단면도이다.
도 8은 복합매트가 경사면에 설치된 상태를 나타낸 개략적 단면도이다.
도 9 및 도 10은 경사각에 따른 물의 유실율을 실험한 결과이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
1 is a photograph showing the damage situation of a railroad slope due to torrential rain.
Figure 2 is a schematic flow chart of a railway slope repair and reinforcement method according to an example of the present invention.
3 to 6 are views for explaining a railway slope repair and reinforcement method according to an example of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view of a composite mat used in the present invention.
8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a composite mat is installed on an inclined surface.
9 and 10 are results of experiments on the loss rate of water according to the inclination angle.
※ It is revealed that the accompanying drawings are illustrated as references for understanding the technical idea of the present invention, and thereby the scope of the present invention is not limited.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. In describing the present invention, a detailed description thereof will be omitted if it is determined that a related known function may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention as it is obvious to those skilled in the art.

본 발명은 손상된 철도 노반용 성토 사면을 복구하는 방법을 제공하는데 목적이 있다. 다만, 본 발명의 적용 대상이 반드시 성토 사면에 한정되는 것은 아니며, 일반 도로의 성토 사면은 물론 성토가 아닌 절개 사면에 대해서도 적용할 수 있다. 즉 철도, 도로와 같은 대상, 성토 및 절개와 같은 형식을 불문하고 본 발명은 사면에 대해서는 모두 적용가능하다는 점을 미리 밝혀둔다. An object of the present invention is to provide a method for restoring a damaged railroad grade embankment slope. However, the application target of the present invention is not necessarily limited to the embankment slope, and can be applied not only to the embankment slope of general roads but also to cut slopes other than embankment. That is, it is revealed in advance that the present invention is applicable to all slopes regardless of objects such as railways and roads, and forms such as embankment and incision.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 예에 따른 철도 사면 보수보강 공법에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a railway slope repair and reinforcement method according to an example of the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 예에 따른 철도 사면 보수보강 공법의 개략적 흐름도이다. 도 2에는 B로 표시된 단계를 수행한 후, B로 표시된 절차를 수행하는 것으로 도시되어 있다. 그러나 A절차는 실제 시공을 수행하는 영역이고, B절차는 시공 조건을 설정하는 절차이다. 정확하게 말하면 B절차는 A절차 중 복합매트에 물을 공급하는 절차를 수행하기 전까지 완료되면 된다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 A절차를 모두 설명한 후, 물의 공급과 공급 시간을 설정하는 B절차에 대해서는 뒤에 자세하게 설명하기로 한다. Figure 2 is a schematic flow chart of a railway slope repair and reinforcement method according to an example of the present invention. In FIG. 2, it is shown that after performing the step indicated by B, the procedure indicated by B is performed. However, procedure A is the realm of actual construction, and procedure B is a procedure to set construction conditions. To be precise, procedure B only needs to be completed before performing the procedure of supplying water to the composite mat in procedure A. Hereinafter, for convenience of description, after all procedures A are described, procedure B for supplying water and setting the supply time will be described in detail later.

도 3에는 집중 호우에 의하여 철도 성토사면(S)이 무너져 내려 손상된 영역(A)이 나타나 있다. 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이 먼저 손상된 철도 성토사면에 거치대(20)를 설치한다. 거치대(20)는 목재나 철재 프레임을 사용할 수 있다. 거치대(20)는 성토사면의 경사에 평행하게 설치되며 성토사면에 고정설치된다. 거치대는 도 4에 도시된 것처럼 매트릭스 형태로 설치할 수도 있고, 종방향 또는 횡방향으로 일렬로 설치할 수도 있다. 3 shows a damaged area (A) as the railroad embankment slope (S) collapsed due to torrential rain. In the present invention, as shown in FIG. 4, first, the cradle 20 is installed on the damaged railroad embankment slope. The cradle 20 may use a wooden or steel frame. The cradle 20 is installed parallel to the slope of the embankment slope and is fixed to the embankment slope. The cradle may be installed in a matrix form as shown in FIG. 4 or may be installed in a row in a longitudinal or transverse direction.

거치대(20)가 설치된 후에는 도 5에 도시된 바와 같이 복합매트(10)를 거치대(20) 위에 설치한다. 복합매트(10)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상부시트(11)와 하부시트(12)가 상하방향으로 이격되게 배치되고, 그 사이에 초속경 바인더(b)가 충진되어 있는 구조이다. 복합매트(10)는 다양한 방식으로 제작가능한데, 니들 펀칭에 의하여 상부시트와 하부시트를 결합시킬 수도 있고, 열봉합 방식으로 복합매트의 주변부를 밀봉할 수도 있다. 또한 충진재가 어느 한쪽으로 쏠리는 것을 방지하도록 내부에 셀구조나 격자구조를 설치할 수도 있다. 복합매트(10)의 상부시트(11)는 직포나 부직포로 이루어지며, 물이 통과될 수 있도록 투수성을 지닌다. 하부시트(12)는 투수성 및 불투수성 재질 모두 가능하다. 투수성인 경우 복합매트 내부로 유입되었지만 바인더와의 수화반응에 참여하지 않은 물을 배출시킬 수 있어 바인더의 강도 발현에 유리하다. 불투수성 시트는 시공이 완료된 후 강우시에 물이 성토 사면 내로 침입하는 것을 방지하여 성토사면의 안정성을 유지하는데 효과적이다. After the cradle 20 is installed, the composite mat 10 is installed on the cradle 20 as shown in FIG. 5 . As shown in FIG. 7 , the composite mat 10 has a structure in which an upper sheet 11 and a lower sheet 12 are spaced apart from each other in the vertical direction, and a super-fast binder (b) is filled therebetween. The composite mat 10 can be manufactured in various ways, and the top sheet and the bottom sheet may be joined by needle punching, or the periphery of the composite mat may be sealed by heat sealing. In addition, a cell structure or lattice structure may be installed inside to prevent the filler from leaning to one side. The top sheet 11 of the composite mat 10 is made of woven or non-woven fabric and has water permeability so that water can pass therethrough. The lower sheet 12 may be made of both water permeable and water impermeable materials. In the case of water permeability, it is advantageous to develop the strength of the binder because it can discharge water that has flowed into the composite mat but has not participated in the hydration reaction with the binder. The impervious sheet is effective in maintaining the stability of the embankment slope by preventing water from penetrating into the embankment slope during rain after construction is completed.

본 예에서 초속경 바인더는 물과 반응하여 빠른 시간 내에 수화되어 강도를 발현시킬 수 있어야 한다. 철도 노반의 손상은 큰 위험을 유발할 수 있으며, 위험이 아니라고 해도 열차 운행을 보장하기 위해서는 손상 복구가 속히 이루어져야 하기 때문이다. 이를 위하여 본 예에서는 초속경 바인더로서 칼슘알루미네이트계 물질 60~80 중량%와 석고 20~40 중량% 범위로 배합되는 CA계 속경재를 사용한다. 그리고 CA계 속경재 100중량%에 대하여 11~42중량%의 범위로 시멘트가 배합된다. 칼슘알루미네이트계 물질로는 CaO·Al2O3 또는 12CaO7·Al2O3 와 같은 물질이 사용될 수 있으며, 모두 물과 빠르게 반응하여 수화물을 생성한다. 특히 무수석고와 소석회 및 알카리톡름속염 존재시 칼슘알루미네이트계 물질은 더욱 빠르게 수화된다. 그리고 경화촉진제 및 수화지연제를 추가적으로 배합하여 사용할 수 있다. In this example, the super-fast-hardening binder must react with water and be hydrated in a short time to develop strength. Damage to the railroad bed can cause great danger, and even if there is no danger, damage recovery must be done quickly to ensure train operation. To this end, in this example, a CA-based fast-hardening material blended in the range of 60 to 80% by weight of calcium aluminate-based material and 20 to 40% by weight of gypsum is used as an ultra-fast-hardening binder. In addition, cement is mixed in the range of 11 to 42% by weight based on 100% by weight of CA series fast hardwood. As the calcium aluminate-based material, materials such as CaO·Al 2 O 3 or 12CaO 7 ·Al 2 O 3 may be used, and all react quickly with water to form hydrates. In particular, in the presence of anhydrous gypsum, slaked lime and alkaline turmeric salts, calcium aluminate-based materials are hydrated more rapidly. In addition, a curing accelerator and a hydration retardant may be additionally blended and used.

본 예에서는 C12A7 560g, 무수석고 240g, 시멘트 200g을 배합하여 초속경 바인더를 만들고, 물/바인더 비율을 35%로 하여 공시체를 만들고 4시간 압축강도를 측정하였다. 압축강도는 60MPa로 기준강도 20MPa을 훨씬 상회하는 것으로 나타났다. 물비는 32%를 넘어서야 수화가 진행되었고, 35%를 넘어서면 압축강도가 선형적으로 낮아지는 것으로 나타났다. 압축강도를 보장하기 위해서는 물/바인더 비율(중량)를 33~50% 수준으로 유지해야 한다. In this example, 560 g of C 12 A 7 , 240 g of anhydrite, and 200 g of cement were mixed to make an ultra-fast binder, and a specimen was made with a water / binder ratio of 35%, and the compressive strength was measured for 4 hours. The compressive strength was found to be 60 MPa, far exceeding the standard strength of 20 MPa. When the water ratio exceeded 32%, hydration proceeded, and when the water ratio exceeded 35%, the compressive strength decreased linearly. To ensure compressive strength, the water/binder ratio (weight) should be maintained at a level of 33 to 50%.

또한 초속경 바인더의 휨강도를 증대시키도록 투각섬석 또는 규회석과 같은 섬유 모양 광물질을 첨가할 수 있다. 섬유 모양 광물질은 초속경 바인더에 대하여 0.1~1 부피%의 범위로 배합할 수 있다. In addition, a fibrous mineral such as openwork fiber or wollastonite may be added to increase the flexural strength of the super-fast binder. The fibrous mineral may be blended in the range of 0.1 to 1% by volume with respect to the super-fast binder.

복합매트(10)가 설치되면, 복합매트(10)의 상부시트(11)를 통해 물을 공급한다. 후술하겠지만 물을 단독으로 공급할 수도 있지만, 본 예와 같이 계면활성제를 혼합하여 공급하는 것이 바람직하다. 물은 복합매트 내부에 충진된 초속경 바인더와 만나 수화반응을 일으켜 초속경 바인더를 경화시킨다. When the composite mat 10 is installed, water is supplied through the top sheet 11 of the composite mat 10 . As will be described later, although water alone may be supplied, it is preferable to mix and supply a surfactant as in this example. Water meets with the super-fast-hardening binder filled inside the composite mat and causes a hydration reaction to harden the super-fast-hardening binder.

복합매트(10) 내 바인더가 경화된 후에는 복합매트(20)와 손상된 성토사면(10) 사이의 공간(V), 즉 거치대(20)가 설치된 영역에 저유동 채움재를 주입하여 뒤채움한다. 저유동 채움재를 사용하여야 경사면에 타설될 때 채움재의 유실을 막을 수 있다. 저유동 채움재는 필러(filler)와, 결합재로 이루어진다. 필러는 시멘트 분야에서 말하는 '골재'의 개념으로 이해될 수 있는데, 플라이애쉬와 제강슬래그를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 토사를 일부 혼합하여 사용할 수도 있다. 그리고 결합재는 필러들을 상호 일체화시키기 위한 것이다. 필러 90~92 중량%와 결합재 8~10 중량%로 배합된다. After the binder in the composite mat 10 is hardened, the space V between the composite mat 20 and the damaged embankment slope 10, that is, the area where the holder 20 is installed, is filled with a low flow filling material. Low-flow fill material should be used to prevent loss of fill material when pouring on a slope. The low flow filling material is composed of a filler and a binder. The filler can be understood as the concept of 'aggregate' in the field of cement, and fly ash and steelmaking slag can be used alone or in combination. In addition, some soil may be mixed and used. And the binder is for mutually integrating the fillers. It is formulated with 90 to 92% by weight of filler and 8 to 10% by weight of binder.

결합재는 주원료로서 칼슘알루미네이트계 물질 85~90중량%, 시멘트 3~5중량% 및 칼슘설포알루미네이트계 물질 5~10중량%를 배합하여 사용한다. 예컨대, 칼슘알루미네이트계는 C12A7, C3A, CA 등의 물질, 칼슘설포알루미네이트계는 C4A3S 등의 물질을 사용할 수 있다. The binder is used as a main raw material by mixing 85 to 90% by weight of calcium aluminate-based material, 3-5% by weight of cement, and 5-10% by weight of calcium sulfoaluminate-based material. For example, materials such as C 12 A 7 , C 3 A, and CA may be used for the calcium aluminate type, and materials such as C 4 A 3 S may be used for the calcium sulfoaluminate type.

그리고 본 발명에서는 위의 저유동 채움재에 물을 혼합한 상태에서 주입 직전에 액상 증점제를 혼합한다. 본 예에서 채움재의 유동성은 물의 배합비와 증점제의 혼합 비율로 조절한다. And in the present invention, the liquid thickener is mixed immediately before injection in a state where water is mixed with the above low-flow filler. In this example, the fluidity of the filler is controlled by the mixing ratio of water and thickener.

상기한 조성의 저유동 채움재(F)를 복합매트 배면 공간에 일시에 뒤채움할 수도 있지만, 본 예에서는 경사면을 따라 상부구간과 하부구간을 구획하여 하부구간에 대해서 먼저 저유동 채움재를 주입한 후, 상부구간에 채움재를 충진할 수 있다. 이렇게 구간을 나누어 채움재를 주입할 경우 저유동 채움재의 유동성을 다르게 조절한다. 채움재가 충진되는 공간은 경사면이기 때문에 경사가 급할수록 채움재가 하방으로 흘러나갈 수 있다. 특히 복합매트와 경사면 사이에는 틈이 발생하게 되는데, 이 틈을 따라 채움재가 유실될 수 있다. 이에 하부구간에는 유동성을 더욱 낮추고 가소성이 부여된 저유동 채움재를 먼저 충진하여 경화시키는 것이 바람직하다. 하부구간에 저유동 충진재가 경화되면 상부구간에서는 유동성을 조금 더 부여하여 주입 효율을 올리는 것이 유리하다. The low flow filling material (F) of the above composition may be filled in the back space of the composite mat at once, but in this example, the upper section and the lower section are divided along the slope, and the low flow filling material is first injected into the lower section and then , Filling material can be filled in the upper section. When the filling material is injected by dividing the section in this way, the fluidity of the low flow filling material is adjusted differently. Since the space where the filling material is filled is an inclined surface, the steeper the slope, the more the filling material can flow downward. In particular, there is a gap between the composite mat and the inclined surface, and the filling material may be lost along this gap. Accordingly, it is preferable to first fill and cure the lower section with a low-flow filling material to which fluidity is further lowered and plasticity is imparted. When the low flow filler is hardened in the lower section, it is advantageous to increase the injection efficiency by adding a little more fluidity in the upper section.

경사면의 하부에 주입되는 저유동 채움재는 필러와 결합재를 합한 중량을 100이라고 할 때 증점제가 3~4 중량부로 배합하며 저유동 채움재에 대한 물의 혼합비(W/B, 중량비)는 70~80%로 한다. 물의 양이 줄어들고 증점제가 증가하는 만큼 유동성이 급격하게 저하된다. 그러나 상부구간에 충진되는 채움재는 증점제가 2~3 중량부로 배합되며 물의 혼합비(W/B, 중량비)는 80~100%로 상대적으로 높게 잡을 수 있다. 여기서 상부구간과 하부구간은 경사면의 높이방향을 따라 중간을 경계로 하는 것은 아니고, 하부구간은 경사면의 하단의 약간의 구간만으로 설정한다. 틈새를 막는 것이기 때문에 하단부의 약간의 구간, 예컨대 높이방향에서 20% 이내로만 설정하면 된다. When the total weight of the filler and binder is 100 for the low-fluidity filling material injected into the lower part of the slope, the thickener is mixed in 3-4 parts by weight, and the mixing ratio of water to the low-fluidity filling material (W/B, weight ratio) is 70-80%. do. As the amount of water decreases and the thickener increases, the fluidity rapidly decreases. However, the filler filled in the upper section is formulated with 2 to 3 parts by weight of the thickener, and the mixing ratio (W/B, weight ratio) of water can be relatively high at 80 to 100%. Here, the upper section and the lower section are not bounded by the middle along the height direction of the slope, and the lower section is set with only a slight section at the lower end of the slope. Since it blocks the gap, it is only necessary to set it within a slight section of the lower part, for example, within 20% in the height direction.

상기한 바와 같이 저유동 채움재(F)를 뒤채움한 후 경화가 완료되면 도 6의 상태가 되며, 성토사면의 보수보강이 완료된다. As described above, when hardening is completed after backfilling the low-flow filler (F), the state of FIG. 6 is obtained, and the repair and reinforcement of the embankment slope is completed.

상기한 바와 같은 순서에 의하여 이루어지는 철도 사면 보수보강 공법에서 중요하게 고려할 점은 바로 복합매트를 경사면에 설치한다는 점이다. 복합매트를 경사면에 설치하는 것과 평지에 설치하는 것에는 매우 큰 차이가 있으며, 경사 조건을 정확하게 고려하지 않으면 초속경 바인더의 수화가 충분히 이루어지지 않을 수 있기 때문이다. 또한 종래기술에서도 설명하였듯이 철도 사면은 접근하기 어렵고, 열차 운행을 위하여 시공 시간을 최대한 단축시켜야 한다는 어려움이 있다. 즉 최대한 빠른 시간에 시공을 완료하면서도, 복합매트가 완전히 수화될 수 있는 시공을 해야한다. An important point to consider in the railway slope repair and reinforcement method performed according to the above procedure is that the composite mat is installed on the slope. This is because there is a very large difference between installing the composite mat on a slope and installing it on a flat surface, and if the slope conditions are not accurately considered, the hydration of the initial and high-speed binder may not be sufficiently achieved. In addition, as described in the prior art, the railway slope is difficult to access, and there is a difficulty in shortening the construction time as much as possible for train operation. In other words, while completing the construction in the shortest possible time, it is necessary to complete the construction so that the composite mat can be completely hydrated.

본 발명은 위의 2가지 사항을 만족하기 위하여 복합매트에 공급해야 하는 물의 양(실제공급량)과, 실제공급량을 어느 시간 동안 공급해야 하는지에 관한 총공급시간을 결정하는 것에 첫 번째 특징이 있다. 시공 조건을 설정하는 절차인데 도 2의 B로 표시된 영역이다. The first feature of the present invention is to determine the amount of water (actual supply amount) to be supplied to the composite mat and the total supply time for which time the actual supply amount is to be supplied in order to satisfy the above two points. This is a procedure for setting construction conditions, which is the area indicated by B in FIG.

도 2의 B 부분을 참고하면, 본 발명에서는 시공 조건을 결정하기 위해 먼저 구체적인 시공 요소를 측정한다. 즉 본 발명에서는 철도 사면이 지면과 이루는 경사각(θ)을 측정한다. 또한 도 7에 도시된 복구에 사용되는 복합매트(10)에서 상부시트(11)의 두께(DS)와 투수계수(Ps), 복합매트 내부에 충진된 바인더의 부피(Vb), 두께(Db), 공극률(φb) 및 바인더의 투수계수(Pb)를 측정한다. 위의 시공요소들 중에서 철도 사면의 경사각 등은 직접 측정해야 하는 요소이지만, 복합매트와 관련된 것들은 직접 측정할 수도 있고 제품정보나 다른 문헌 정보로부터 획득할 수도 있다. Referring to part B of FIG. 2 , in the present invention, specific construction elements are first measured to determine construction conditions. That is, in the present invention, the angle of inclination (θ) between the railroad slope and the ground is measured. In addition, in the composite mat 10 used for restoration shown in FIG. 7, the thickness ( DS ) and permeability coefficient (P s ) of the top sheet 11, the volume (V b ) of the binder filled inside the composite mat, and the thickness (D b ), porosity (φ b ) and permeability coefficient (P b ) of the binder are measured. Among the above construction factors, the angle of inclination of the railway slope is an element that needs to be directly measured, but those related to composite mats can be directly measured or obtained from product information or other literature information.

시공요소에 대한 파악이 완료되면, 복합매트가 설치된 후 얼마나 많은 양의 물을 어느 정도의 시간 동안 공급해야 하는지를 산출한다. 먼저 복합매트 내 초속경 바인더가 모두 물과 접촉되어야 모든 입자들이 수화될 수 있으므로, 모든 입자가 물과 접촉될 수 있는 물의 양, 즉 이론공급량을 설정하였다. 본 예에서 이론공급량은 바인더 내 공극에 물이 모두 채워졌다고 설정한다. When the understanding of the construction elements is completed, how much water should be supplied and for how long after the composite mat is installed is calculated. First, since all particles in the composite mat must be in contact with water to hydrate all particles, the amount of water that all particles can contact with water, that is, the theoretical supply amount, was set. In this example, the theoretical supply amount is set when all the water is filled in the voids in the binder.

Figure pat00002
... 식(1)
Figure pat00002
... Equation (1)

(여기서, W는 물의 이론공급량, Vb는 바인더의 부피, φb는 바인더의 공극률, ρw는 물의 밀도) (Where, W is the theoretical supply of water, Vb is the volume of the binder, φ b is the porosity of the binder, and ρw is the density of water)

위의 식(1)과 같이 바인더의 부피(복합매트가 완전히 채워졌다고 할 때 복합매트 내의 부피)에 바인더의 공극률을 곱하면 공극의 부피의 나온다. 그리고 공극이 모두 물로 채워진다고 하면 물의 밀도를 곱하면 물의 이론공급량(W)을 산출할 수 있다. As shown in Equation (1) above, when the volume of the binder (the volume within the composite mat when the composite mat is completely filled) is multiplied by the porosity of the binder, the volume of the voids is obtained. If all pores are filled with water, the theoretical supply of water (W) can be calculated by multiplying the density of water.

그리고 물이 공급된 후 복합매트의 상부시트를 통과하여 하부시트까지 이동하는데 걸리는 시간, 즉 도달시간을 아래의 식(2)에 의하여 계산한다. After the water is supplied, the time taken to pass through the upper sheet of the composite mat and move to the lower sheet, that is, the arrival time is calculated by Equation (2) below.

Figure pat00003
... 식(2)
Figure pat00003
... Equation (2)

(여기서, T는 도달시간, Ds는 상부시트의 두께, Ps는 상부시트의 투수계수, θ는 철도 사면의 경사각, Db는 복합매트 내 바인더의 두께, Pb는 바인더의 투수계수)(where T is the arrival time, Ds is the thickness of the top sheet, P s is the permeability coefficient of the top sheet, θ is the inclination angle of the railway slope, D b is the thickness of the binder in the composite mat, P b is the permeability coefficient of the binder)

도 8은 복합매트를 철도 사면의 경사각(θ)을 따라 설치한 상태를 나타낸 개략적 단면도이다. 위의 식(2)와 함께 도 7 및 도 8을 참고하면, 상부시트(11)가 경사각만큼 기울어져 있으므로, 물이 통과해야 하는 상부시트의 두께는 원래 상부시트(11)의 두께(Ds)에서 1/cosθ을 곱한 값이 된다. 마찬가지로 물이 통과해야 하는 바인더(b)의 두께는 원래의 두께(Db)에서 1/cosθ를 곱한 값이 된다. 그리고 물은 각각 상부시트층과 바인더층에서 해당 층의 투수계수(Ps,Pb는)만큼의 속도를 지닌다. 각 층의 두께를 각 층의 투수계수로 나누면 물이 상부시트층과 바인더층을 모두 통과하는데 걸리는 시간, 즉 도달시간(T)을 계산할 수 있다. 복합매트에 물을 압력 주입 하는 경우에는 도달시간을 빠르게 할 수 있지만, 경사 조건에서는 압력 주입이 용이하지 않으며, 물을 살포해서 중력에 의해 침투되도록 한다. 이에 도달시간을 위와 같은 방법으로 구할 수 있다. Figure 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the composite mat is installed along the inclination angle (θ) of the railway slope. Referring to FIGS. 7 and 8 together with Equation (2) above, since the top sheet 11 is tilted by the inclination angle, the thickness of the top sheet through which water must pass is the thickness Ds of the original top sheet 11 It is a value multiplied by 1/cosθ in . Likewise, the thickness of the binder (b) through which water must pass becomes a value obtained by multiplying 1/cosθ by the original thickness (D b ). In addition, water has a velocity corresponding to the permeability coefficient (P s , P b ) of the corresponding layer in the upper sheet layer and the binder layer, respectively. By dividing the thickness of each layer by the permeability coefficient of each layer, the time it takes for water to pass through both the top sheet layer and the binder layer, that is, the arrival time (T), can be calculated. In the case of pressure injection of water into the composite mat, the arrival time can be speeded up, but pressure injection is not easy under inclined conditions, and water is sprayed to penetrate by gravity. Therefore, the arrival time can be obtained in the same way as above.

한편, 복합매트는 경사면에 설치되기 때문에 공급되는 물이 모두 복합매트 내부로 침투되지 못하고 일부는 상부시트를 따라 흘러내리게 된다. 이에 대한 실험을 수행하였다. 도 9의 표는 시멘트 600g을 복합매트에 충진시킨 상태에서 20도의 경사각에 설치하여 물 공급량에 따른 물/시멘트 비율을 측정한 것이다. 물/시멘트 비율이 30%를 넘어야 경화가 수화가 이루어지며, 물의 비율이 그보다 작으면 수화가 일어나지 않는다. 도 9의 표에서 보듯이 200g의 물을 공급하면 시멘트 600g에 대하여 33%의 물/시멘트 비율을 보였다. 즉 물이 모두 복합매트 내부로 침투했다는 것을 나타낸다. 그러나 도 10의 표와 같이 같은 조건에서 복합매트를 60도의 경사면에 설치한 경우 물을 300g 공급해도 수화가 일어나지 않았고, 400g을 공급했을 때 수화가 일어나고 물/시멘트 비율이 39.7%를 나타냈다. 즉 위의 케이스에서 물의 절반 정도가 복합매트 내로 침투하지 못했다는 것을 의미한다. 다른 말로 하면 이론공급량의 2배를 공급해야 한다는 의미이다. 각도를 변경해서 실험한 결과 경사각에 따라 물이 침투하는 정도가 줄어들었다. 이에 본 발명에서는 물의 실제공급급량을 결정할 때, 경사각 20°까지는 이론공급량을 기준값으로 하지만, 경사각 20~40°범위에서는 이론공급량의 1.5배를 기준값으로, 경사각 40~60°범위인 경우 상기 이론공급량의 2배를 기준값으로 한다. 그리고 물의 실제공급량은 여유분을 고려하여 위 기준값에 1.1~1.3배 범위 내에서 공급한다. On the other hand, since the composite mat is installed on the inclined surface, all of the supplied water does not penetrate into the composite mat and some of it flows down along the top sheet. An experiment was conducted on this. The table in FIG. 9 measures the water/cement ratio according to the amount of water supplied by installing the composite mat at an inclination angle of 20 degrees in a state in which 600 g of cement is filled in the composite mat. Hydration occurs when the water/cement ratio exceeds 30%, and hydration does not occur when the water ratio is less than that. As shown in the table of FIG. 9, when 200 g of water was supplied, the water/cement ratio was 33% with respect to 600 g of cement. That is, it indicates that all the water penetrated into the composite mat. However, as shown in the table of FIG. 10, when the composite mat was installed on a slope of 60 degrees under the same conditions, hydration did not occur even when 300 g of water was supplied, and hydration occurred when 400 g was supplied, and the water / cement ratio was 39.7%. That is, it means that about half of the water in the above case did not penetrate into the composite mat. In other words, it means that we have to supply twice the theoretical supply. As a result of the experiment by changing the angle, the degree of water penetration decreased according to the angle of inclination. Therefore, in the present invention, when determining the actual supply amount of water, the theoretical supply amount is used as the reference value up to the inclination angle of 20 °, but 1.5 times the theoretical supply amount is used as the reference value in the inclination angle range of 20 to 40 °, and the theoretical supply amount in the inclination angle range of 40 to 60 ° 2 times the standard value. In addition, the actual supply of water is supplied within the range of 1.1 to 1.3 times the above reference value in consideration of the margin.

위와 같이 물의 실제공급량과 도달시간을 결정되면, 아래의 식(3)과 같이 물의 실제공급량(Wr)을 도달시간(T)으로 나누어서 단위시간당 물공급량(Wu)을 결정한다. When the actual water supply amount and arrival time are determined as above, the water supply amount (Wu) per unit time is determined by dividing the actual water supply amount (Wr) by the arrival time (T) as shown in Equation (3) below.

Figure pat00004
... 식(3)
Figure pat00004
... Equation (3)

이렇게 결정된 단위시간당 물공급량을 전체 도달시간(T) 동안 공급하면, 실제공급량을 모두 복합매트의 내부의 바인더에 침투시킬 수 있으며, 바인더가 모두 물과 만나 수화에 참여할 수 있다. 바인더가 수화에 모두 참여하기 때문에 복합매트의 강도가 설계강도와 동일하게 보장될 수 있다. If the water supply amount per unit time determined in this way is supplied during the total arrival time T, all of the actual supply amount can permeate the binder inside the composite mat, and all of the binders can meet with water to participate in hydration. Since the binder participates in hydration, the strength of the composite mat can be guaranteed equal to the design strength.

이러한 설계요소가 없으면 경사면에 설치된 복합매트가 충분히 수화될 수 있을 정도의 물을 공급할 수 없게 된다. 즉 한 번에 많은 물을 공급한다고 해도 물이 모두 경사를 따라 배출되므로 실제 수화반응에 참여할 수 없다. 반대로 물을 무작정 천천히 오래 공급하면 시공시간이 필요이상으로 길어지기 때문에 열차 운행에 차질이 생긴다. 더욱이 복합매트의 하부시트가 불투수 재질인 경우 복합매트 내 물이 초과 공급되므로 물/바인더 비율이 높아지므로 복합매트의 강도가 발현되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 즉 본 발명에 의하여 사면의 경사각, 투수계수 등을 고려하여 바인더가 모두 수화에 참여할 수 있도록 하는 물의 공급량을 결정하고, 이 물이 모두 복합매트 내부로 침투할 수 있도록 물의 단위시간 공급량을 결정할 수 있다. 위의 시공 조건에 따라 물을 공급하는 경우 복합매트의 강도 등 내구성을 보장하는 조건에서, 가장 빠른 시간 내에 시공이 완료될 수 있다. Without these design elements, the composite mat installed on the slope cannot supply enough water to fully hydrate. In other words, even if a lot of water is supplied at once, it cannot participate in the actual hydration reaction because all the water is discharged along the slope. Conversely, if water is supplied slowly and slowly for a long time, the construction time will be longer than necessary, causing disruptions to train operation. Furthermore, when the lower sheet of the composite mat is made of an impervious material, since water in the composite mat is supplied in excess, the water/binder ratio increases, which may cause a problem in that the strength of the composite mat is not expressed. That is, according to the present invention, the amount of water supplied so that all the binders can participate in hydration is determined in consideration of the angle of inclination of the slope, the coefficient of permeability, etc., and the amount of water supplied per unit time can be determined so that all of this water can penetrate into the composite mat. . When water is supplied according to the above construction conditions, construction can be completed in the fastest time under conditions that guarantee durability such as the strength of the composite mat.

한편, 본 발명에서는 공극에 모두 물이 침투하기 위해서는 바인더의 젖음성(wetting)을 증가시켜야한다는 점에 착안하였다. 즉 분말 상태의 바인더에 물이 공급되는데, 분말의 젖음성이 낮으면 표면 장력에 의하여 분말 입자에 의하여 갇혀 있는 공극에 물이 침투하지 못할 수 있다. 이에 본 발명에서는 물에 계면활성제를 혼합하여 공급함으로써 바인더 분말의 젖음성(친수성)을 증대시킨다. On the other hand, the present invention focused on the fact that the wetting of the binder should be increased in order for water to penetrate all the pores. That is, water is supplied to the binder in a powder state, but if the wettability of the powder is low, water may not penetrate into pores trapped by the powder particles due to surface tension. Therefore, in the present invention, the wettability (hydrophilicity) of the binder powder is increased by mixing and supplying the surfactant with water.

계면활성제로는 폴리리그노설포네이트, 폴리나프탈렌설포네이트, 폴리카르복실레이트 등을 사용할 수 있으며, 폴리카르복실레이트의 경우 물의 0.01~0.1중량%, 폴리나프탈렌설포네이트와 폴리리그노설포네이트는 물의 0.03~0.3중량% 정도 사용한다. As the surfactant, polylignosulfonate, polynaphthalenesulfonate, polycarboxylate, etc. can be used. In the case of polycarboxylate, 0.01 to 0.1% by weight of water, and polynaphthalenesulfonate and polylignosulfonate are water. About 0.03 to 0.3% by weight is used.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 철도 노반 성토사면에 대하여 보수보강 공법을 제공한다. 본 발명에서는 복합매트를 사용하는데, 복합매트가 경사면에 설치되는 것을 고려하여, 물의 공급량, 물의 공급 시간, 단위 시간당 물의 공급량을 면밀히 산출한다. 이를 통해 복합매트 내 초속경 바인더 분말이 모두 물과 반응하여 수화되게 함으로써 설계 강도가 충분히 발현되도록 한다. 또한 품질이 보장되는 시공을 하면서도 가장 빠른 시간 내에 복구 시공이 완료되어 열차 운행 시간을 확보할 수 있다는 이점이 있다. As described above, the present invention provides a repair and reinforcement method for the railway roadbed embankment slope. In the present invention, a composite mat is used, and considering that the composite mat is installed on a slope, the water supply amount, the water supply time, and the water supply amount per unit time are carefully calculated. Through this, all of the ultra-fast-hardening binder powder in the composite mat reacts with water to be hydrated, so that the design strength is sufficiently expressed. In addition, it has the advantage of being able to secure train operation time as the restoration work is completed in the shortest time while quality is guaranteed.

또한 본 발명에서는 복합매트 배면의 공간을 뒤채움하는데 저유동 채움재를 이용하여 경사면에서 채움재의 유실을 방지할 수 있다. 특히 경사면의 하부구간에 먼저 채움재를 주입하면서, 물 혼합비율을 낮추고 증점제의 배합비를 올림으로써 유동성을 극히 낮추고 가소성을 부여하여 채움재가 유실되는 것을 방지한다. 하부구간에 대한 뒤채움이 끝난 후 상부구간에는 유동성을 상대적으로 올린 상태에서 뒤채움을 시행함으로써 주입 효율을 증대시킬 수 있다. In addition, in the present invention, loss of the filling material on the slope can be prevented by using a low flow filling material to fill the back space of the composite mat. In particular, while first injecting the filling material into the lower section of the slope, the loss of the filling material is prevented by lowering the mixing ratio of water and raising the mixing ratio of the thickener to extremely lower fluidity and impart plasticity. After the backfilling of the lower section is completed, the injection efficiency can be increased by performing backfilling in the upper section with the liquidity relatively increased.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the scope of protection of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention belongs.

10 ... 복합매트, 20 ... 거치대
S ... 성토 사면, A ... 손상부
10 ... composite mat, 20 ... cradle
S ... embankment slope, A ... damage

Claims (4)

(a)손상된 철도 사면에 거치대를 설치하는 단계;
(b)투수성을 가지는 상부시트와 상기 상부시트의 하부에 결합되는 하부시트 및 상기 상부시트 및 하부시트 사이에 충진되는 분말 상태의 초속경 바인더를 구비하는 복합매트를 상기 거치대에 설치하는 단계;
(c)상기 복합매트의 상부시트를 통해 물을 공급하여 상기 초속경 바인더를 경화시키는 단계; 및
(d)상기 거치대와 복합매트 사이의 공간에 저유동 채움재를 충진하여 경화시키는 단계;를 구비하며,
상기 저유동 채움재는 플라이애쉬와 제강슬래그를 포함하는 필러 90~92 중량%와, 칼슘알루미네이트계 물질 85~90중량%, 시멘트 3~5%, 칼슘설포알루미네이트계 물질 5~10중량%로 이루어지는 결합재 8~10 중량%로 이루어지며,
상기 저유동 채움재는 물과 혼합된 상태에서 액상 증점제가 추가적으로 배합되는 것을 특징으로 하는 철도 사면 보수보강 공법.
(a) installing a cradle on a damaged railway slope;
(b) installing a composite mat having a water-permeable top sheet, a bottom sheet coupled to a lower portion of the top sheet, and a super-fast binder in a powder state filled between the top sheet and the bottom sheet on the cradle;
(c) supplying water through the upper sheet of the composite mat to cure the super-fast binder; and
(d) filling and hardening a low flow filling material in the space between the cradle and the composite mat;
The low-flow filling material is composed of 90 to 92% by weight of filler including fly ash and steelmaking slag, 85 to 90% by weight of calcium aluminate-based material, 3-5% by weight of cement, and 5-10% by weight of calcium sulfoaluminate-based material. It is made of 8 to 10% by weight of the binder,
The low flow filler is a railway slope repair and reinforcement method, characterized in that the liquid thickener is additionally formulated in a mixed state with water.
제1항에 있어서,
보수가 필요한 상기 철도 사면을 상하방향을 따라 적어도 2개의 구간으로 구획하고, 하부 구간에 먼저 상기 저유동 채움재를 충진하여 경화시킨 후 상부 구간에 저유동 채움재를 충진하며,
상기 필러와 결합재를 합한 중량을 100이라고 할 때 상기 하부 구간에 충진되는 상기 저유동 채움재는 증점제가 3~4 중량부로 배합하며 저유동 채움재에 대한 물의 혼합비(W/B, 중량비)는 70~80% , 상기 상부 구간에 충진되는 상기 저유동 채움재는 증점제가 2~3 중량부로 배합되며 저유동 채움재에 대한 물의 혼합비(W/B, 중량비)는 80~100%인 것을 특징으로 하는 철도 사면 보수보강 공법.
According to claim 1,
Dividing the railway slope requiring repair into at least two sections along the vertical direction, first filling and hardening the low flow filling material in the lower section, and then filling the upper section with the low flow filling material,
When the total weight of the filler and the binder is 100, the low flow filler filled in the lower section is formulated with a thickener in 3 to 4 parts by weight, and the mixing ratio of water to the low flow filler (W/B, weight ratio) is 70 to 80 %, the low flow filler filled in the upper section is formulated with a thickener of 2 to 3 parts by weight, and the mixing ratio (W / B, weight ratio) of water to the low flow filler is 80 to 100%. Method.
제1항에 있어서,
상기 복합매트에 물을 공급할 때,
물 100 중량부에 대하여 폴리카르복실레이트 0.01~0.1중량부, 폴리나프탈렌설포네이트 0.03~0.3중량부 및 폴리리그노설포네이트는 0.03~0.3 중량부 중 어느 하나를 첨가하는 것을 특징으로 하는 철도 사면 보수보강 공법.
According to claim 1,
When supplying water to the composite mat,
Railway slope repair characterized by adding any one of 0.01 to 0.1 parts by weight of polycarboxylate, 0.03 to 0.3 parts by weight of polynaphthalenesulfonate, and 0.03 to 0.3 parts by weight of polylignosulfonate based on 100 parts by weight of water. reinforcement method.
제1항에 있어서,
상기 초속경 바인더에 대하여 0.1~1 부피%의 범위로 투각섬석 또는 규회석이 배합되는 것을 특징으로 하는 철도 사면 보수보강 공법.
According to claim 1,
Railroad slope repair and reinforcement method, characterized in that openwork or wollastonite is blended in the range of 0.1 to 1% by volume relative to the ultra-fast binder.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0849237A (en) * 1994-08-09 1996-02-20 Kyokado Eng Co Ltd Slope face covering structure and mat
KR101339584B1 (en) * 2012-11-29 2013-12-10 (주) 시그마Sti The high performance repair compositions having a dramatically rapid traffic opening ability for a old damaged cement concrete pavement and a repairing method using the same
KR101662721B1 (en) * 2015-05-08 2016-10-05 한국세라믹기술원 Lightweight grout composition and grouting method therewith
KR101879389B1 (en) * 2017-10-30 2018-07-18 주식회사 골든포우 Concrete Mat Composite on-site hydratable

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0849237A (en) * 1994-08-09 1996-02-20 Kyokado Eng Co Ltd Slope face covering structure and mat
KR101339584B1 (en) * 2012-11-29 2013-12-10 (주) 시그마Sti The high performance repair compositions having a dramatically rapid traffic opening ability for a old damaged cement concrete pavement and a repairing method using the same
KR101662721B1 (en) * 2015-05-08 2016-10-05 한국세라믹기술원 Lightweight grout composition and grouting method therewith
KR101879389B1 (en) * 2017-10-30 2018-07-18 주식회사 골든포우 Concrete Mat Composite on-site hydratable

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