KR20240113240A - 신축이음 보강부재 및 이를 이용한 신축이음 보강방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신축이음 보강부재 및 이를 이용한 신축이음 보강방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 신축이음 보강부재는 노면의 신축이음부위에 설치하기 위한 것으로, 상기 신축이음부위에 부착되도록 점착성을 지니는 고무배합시트가 구비되며, 상기 고무배합시트에는 폭방향 중심부의 일정 구간을 제외한 양 측에 섬유시트가 일체화되어 중심부에 신축영역이 마련되고, 양 측에 고정영역이 마련되며, 상기 고무배합시트의 저면에는 이형지가 제거 가능하도록 구비된다.
이로써, 신축이음 보강부재의 신축영역이 변위에 따른 신축 변형을 허용하면서도 고정영역에 구비된 섬유시트에 의하여 인장강도와 연열강도가 확보되어 우수한 내구성을 지닌다.
이를 위하여 본 발명의 신축이음 보강부재는 노면의 신축이음부위에 설치하기 위한 것으로, 상기 신축이음부위에 부착되도록 점착성을 지니는 고무배합시트가 구비되며, 상기 고무배합시트에는 폭방향 중심부의 일정 구간을 제외한 양 측에 섬유시트가 일체화되어 중심부에 신축영역이 마련되고, 양 측에 고정영역이 마련되며, 상기 고무배합시트의 저면에는 이형지가 제거 가능하도록 구비된다.
이로써, 신축이음 보강부재의 신축영역이 변위에 따른 신축 변형을 허용하면서도 고정영역에 구비된 섬유시트에 의하여 인장강도와 연열강도가 확보되어 우수한 내구성을 지닌다.
Description
본 발명은 신축이음 보강부재 및 이를 이용한 신축이음 보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신축이음 보강부재는 노면의 신축이음부위에 부착되는 고무배합시트의 양 측에 섬유시트가 일체화됨으로써 중심부의 신축영역이 변위에 따른 신축 변형을 허용하면서도 양 측에 섬유시트를 구비한 고정영역에 의하여 우수한 내구성이 발휘되는 신축이음 보강부재 및 이를 이용한 신축이음 보강방법에 관한 것이다.
교량의 상판이나 지하차도와 같은 노면에는 콘크리트 구체의 신축 팽창에 따른 변위가 수용될 수 있도록 구체를 단절시킨 신축이음부위(Expansion Joint)가 형성된다. 콘크리트 구체의 신축 팽창은 지진이나 풍하중, 온도 변화에 의하여 야기되며, 특히 계절에 따른 연중 기온차가 큰 지역에서는 신축량이 수십 밀리미터에 달하므로, 차량의 운행량이 상당한 대도심에 존재하는 도로의 신축이음부위는 주기적인 유지관리가 요구된다.
일반적으로 교량의 상판에 형성되는 신축이음부위는 도 1a에 도시된 바와 같이 이격 배치되는 한 쌍의 콘크리트 구체(1)(2)의 상부에 신축이음장치(3)를 구비하고, 후타 콘크리트(4)를 타설함으로써 일체화한다. 이때, 상기 신축이음장치(3)는 현장의 특성에 따라 고무계열 신축이음장치와 강재계열 신축이음장치가 설치될 수 있으나, 도 1a는 그 중 강재계열 신축이음장치의 대표적인 형태를 도시한 것으로, 상호 엇갈리게 이격 배치되는 핑거를 지니는 한 쌍의 신축부재(3a)로 구성되고, 저면의 베이스 플레이트(3b)에 다수의 전단 연결재가 형성되어 후타 콘크리트(4)와 일체화되는 실시예를 도시한 것이다.
그런데, 상기 신축이음장치(3)와 후타 콘크리트(4)는 재료 이질성, 반복적인 윤하중, 후타 콘크리트(4)의 열화 등에 의하여 부분적인 탈리가 발생하기 쉬우며, 지속적인 유지관리에도 불구하고 손상 부위로 물이 유입됨에 따라 철근이나 강재 구조물이 쉽게 부식되고, 특히 물이 노면에 분사된 염화칼슘을 머금은 상태로 흘러내리는 경우에는 교량 하부구조물을 구성하는 강재의 부식과 콘크리트의 열화를 더욱 가속화한다.
한편, 종래에는 유지관리를 위해서 부식된 신축이음장치(3)와 파손된 후타 콘크리트를 모두 제거하고, 새로운 신축이음장치를 교체하여 재설치함에 따라 많은 비용이 소모되고, 공사 기간도 지연되어 원활한 교통흐름을 저해하는 문제점이 있었다.
또한, 지하차도에서도 통상적으로 콘크리트 슬래브를 일정간격 마다 이격시켜 신축이음부위(익스펜션 조인트)를 형성하고, 그 사이에 유공관을 배치함으로써 유입되는 물이 배수되도록 하였으며, 콘크리트 슬래브 상부에 포설, 시공되는 아스팔트 포장체의 경우에는 신축이음부위마다 모노셀같은 맞댐식, 또는 APJ같은 매립형 신축이음장치를 설치해 신축팽창에 따른 변위를 수용하도록 시공되었다.
이때, 대부분의 경우에는 콘크리트 슬래브 신축이음부위의 상부에 강판 커버를 배치하여 균열을 방지하고 있으나, 반복되는 윤하중과 콘크리트 슬래브와 아스콘의 팽창율 차이로 인하여 필연적으로 반사 균열이 발생되는 한계가 있었다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1186104호(2012. 09. 20. 등록, 이하 '선행기술문헌'이라 한다)는 비록 노면용으로 설치하는 것은 아니지만, 콘크리트 구조물의 수축팽창 작용으로 인한 열화와 누수의 문제를 해결하기 위하여 도 1b에 도시된 바와 같이 이격된 콘크리트 블록(5)(6) 사이에 유공관, 지수 몰탈, 수팽창 실링제, 코킹재가 적층된 익스펜션 조인트를 제안하였다. 특히, 상기 익스펜션 조인트를 덮도록 콘크리트 블록(5)(6)의 상부에 에폭시 프라이머(7)를 도포하고, 순차적으로 유리섬유(8)를 함침한 후, 부틸 러버시트(9)를 도포함으로써 익스펜션 조인트를 보수하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기 선행기술문헌은 콘크리트 블록(5)(6)과 유리섬유(8)의 부착 성능을 전적으로 프라이머(7)의 점착력에 의존함에 따라 윤하중에 의한 인장 전단파괴가 야기되는 도로에는 그 적용이 어려운 한계가 있으며, 활하중에 대응하기 위하여 추가적으로 강판를 적층하였으나, 오히려 단차가 야기되어 부틸 러버시트(9)의 내구성이 저하되고, 소음이 유발되는 문제점이 있었다.
또한, 복수의 시트를 적층하여 시공함에 따라 시공에 장기간이 소요되고, 유리섬유(8)가 익스펜션 조인트를 덮도록 배치되어 수축 팽창시 부틸 러버시트(9)와의 신축량 차이에 의하여 부틸 러버시트(9)와 층간 분리가 야기되기 쉬운 구조적인 한계를 지닌다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 신축이음부위의 노후나 파손으로 인한 수분 유입을 방지하여 콘크리트 열화나 철근 부식을 예방하고, 평탄성과 주행성이 확보되어 주행 차량에 의한 소음과 안전 사고발생의 위험을 최소화하며, 신축 변형을 허용하면서도 내구성이 우수하고, 신축이음부위에 부착시 인장 전단강도를 안정적으로 확보할 수 있으며, 정확하고 간편한 시공이 가능한 신축이음 보강부재 및 신축이음 보강방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는, 노면의 신축이음부위(EJ)에 설치하기 위한 것으로, 상기 신축이음부위(EJ)에 부착되도록 점착성을 지니는 고무배합시트(100)가 구비되며, 상기 고무배합시트(100)에는 폭방향 중심부의 일정 구간을 제외한 양 측에 섬유시트(200)가 일체화되어 중심부에 신축영역(EA)이 마련되고, 양 측에 고정영역(FA)이 마련되며, 상기 고무배합시트(100)의 저면에는 이형지(300)가 제거 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 섬유시트(200)는 고무배합시트(100)의 표면에 융착되어 일체화될 수 있다.
또한, 상기 섬유시트(200)는 고무배합시트(100)의 내부에 함침되어 표면에 노출되지 않도록 일체화될 수 있다.
또한, 상기 섬유시트(200)는 폴리에스터 경사와 위사로 직조된 그리드형 시트이며, 두께는 0.45 내지 0.65mm이고, 단위중량은 380g/m2 이하이며, 경사 및 위사방향의 파단하중이 2000 N/25mm 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 고무배합시트(100)의 HS 경도는 62 내지 72이며, 인장강도는 160 kgf/cm2 이상인 것이 바람직하다.
그리고 상기 고무배합시트(100)의 상면에는 신축영역(EA)에 대응되는 위치에 센터마킹 스트립(400)이 융착될 수 있다.
한편, 본 발명의 신축이음 보강방법(M)은, 단절된 노면의 상부에 설치되는 한 쌍의 신축부재(11)를 포함하는 신축이음장치(10)가 후타 콘크리트(20)로 고정되어 형성되는 신축이음부위(EJ)를 보강하기 위한 것으로, 신축이음 보강부재(RS)가 부착되는 신축이음장치(10)와 후타 콘크리트(20)의 표면에 프라이머(P)를 도포하는 단계(S10); 상기 신축이음 보강부재(RS)에 구비된 이형지(300)를 제거하는 단계(S20); 및 신축영역(EA)이 각 신축부재(11)의 이격공간 상부에 위치하고, 각 고정영역(FA)은 어느 하나의 신축부재(11)와 후타 콘크리트(20)의 상부에 위치하도록 부착하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신축이음 보강부재(RS)와 후타 콘크리트(20)의 접합 경계면에 접착 코팅재를 도포하는 단계(S40);를 더 포함할 수 있다.
그리고 신축이음 보강부재(RS)를 추가적으로 가열하여 점착성을 향상시키는 단계(S35);를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 고무배합시트의 양 측에 섬유시트가 일체화되어 신축이음부위에 부착됨으로써, 일차적으로는 신축이음부위의 노후나 파손을 방지하고, 이차적으로는 손상된 후타 콘크리트와 신축이음장치의 사이로 수분이나 염화칼슘이 유입되는 것을 차단함으로써 콘크리트 열화나 철근 부식을 사전에 예방할 수 있다.
또한, 상하로 단차를 지니는 신축이음부위에 부착하는 경우에도 고무배합시트의 연성에 의하여 평탄성이 확보되고, 차량의 주행성이 우수하므로 주행 차량에 의한 소음이나 안전 사고발생을 최소화할 수 있다.
특히, 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 신축이음부위에 부착되는 고무배합시트의 양 측에 섬유시트가 일체화되어 중심부에는 신축영역이 마련되고, 양 측에는 고정영역이 마련됨으로써, 신축영역이 변위에 따른 신축 변형을 허용하면서도 고정영역에 구비된 섬유시트에 의하여 인장강도와 인열강도가 확보되어 우수한 내구성을 지닌다.
또한, 신축영역에 변위가 발생하더라도 섬유시트는 변위에 의하여 함께 변형되지 않으므로 섬유시트와 고무배합시트의 신축량 차이에 따른 층간 분리를 방지할 수 있다.
나아가, 신축이음 보강부재의 저면에 이형지를 구비하여 제품화함으로써 운반 및 보관이 용이하며, 현장에서 이형지를 제거하여 간편하게 부착 시공할 수 있으므로 비숙련공도 손쉽게 작업이 가능한 이점이 있다.
뿐만 아니라, 실시형태에 따라서는 섬유시트가 고무배합시트의 내부에 함침되어 표면에 노출되지 않도록 일체화됨으로써 신축이음부위를 구성하는 신축이음장치 및 후타 콘크리트와의 부착 성능이 향상되어 인장 전단강도를 안정적으로 확보할 수 있다.
그리고 고무배합시트의 상면 중심에는 센터마킹 스트립이 융착되어 신축영역이 시각적으로 드러나므로, 작업자가 길이방향으로 연장되는 신축이음부위를 따라 연속적인 공정에서 정확한 부착이 유도될 수 있으므로 시공오차의 발생율을 저감할 수 있는 이점이 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 교량의 신축이음부위를 도시한 사시도.
도 1b는 선행기술문헌에 따른 콘크리트 구조물의 익스펜션 조인트를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재를 도시한 (a)사시도 및 설치된 상태를 도시한 (b)사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재가 설치된 상태를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신축이음 보강부재를 도시한 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시에에 따른 신축이음 보강방법을 순차적으로 도시한 이미지.
도 1b는 선행기술문헌에 따른 콘크리트 구조물의 익스펜션 조인트를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재를 도시한 (a)사시도 및 설치된 상태를 도시한 (b)사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재가 설치된 상태를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축이음 보강부재가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 신축이음 보강부재를 도시한 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시에에 따른 신축이음 보강방법을 순차적으로 도시한 이미지.
이하에서는 본 발명의 신축이음 보강부재(EJ) 및 이를 이용한 신축이음 보강방법(M)에 대하여 도면에 도시된 사항을 바탕으로 상세하게 설명한다.
본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 차량이 주행하는 노면의 신축이음부위(EJ)에 설치하기 위한 것으로, 교량의 상판이나 지하차도, 기타 자동차 전용도로의 도로를 형성하는 콘크리트 구체의 신축 팽창에 따른 변위가 수용될 수 있도록 형성되는 신축이음부위(Expansion Joint, EJ)에 적용하기 위한 것이다.
도 1a는 교량의 상판에 형성되는 대표적인 형태의 신축이음부위(EJ)를 도시한 것으로, 한 쌍의 콘크리트 구체(1)(2)의 상부에 신축이음장치(3)를 구비하며, 상기 신축이음장치(3)에 인접하여 철근을 배근한 후, 상기 신축이음장치(3)에 형성되는 전단 연결재를 매개로 후타 콘크리트(4)와 일체화한다. 이에 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 신축이음부위(EJ)를 덮도록 상면에 부착되는 것으로, 일차적으로는 신축이음부위(EJ)의 노후나 파손을 방지하고, 이차적으로는 손상된 후타 콘크리트(4)와 신축이음장치(3)의 사이로 수분이나 염화칼슘이 유입되는 것을 차단하도록 기능한다.
이를 위하여 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)에는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 신축이음부위(EJ)에 부착되도록 점착성을 지니는 고무배합시트(100)가 구비된다. 상기 고무배합시트(100)는 합성고무인 부틸고무(butyl rubber)를 주성분으로 상온에서 점착성을 지니도록 형성되며, 이때, -40℃의 저온에서도 물성이 유지되고, 내산성, 내유성 및 염화칼슘 수용액에 내성을 갖도록 천연고무와 부틸고무를 일정 비율로 배합하여 제작됨이 바람직하다.
또한, 실시형태에 따라서는 부틸고무를 포함하여 혼합된 고무 혼합물에는 내마모 특성을 갖기 위해 보강재료인 카본블랙의 종류중 HAF 및 ISAF GRADE를 사용하고, 기계적 파괴강도를 유지하기 위해 실리케이트와 피로 하중에 의한 기계적 물성저하를 억제하기 위해 노화 방지제를 추가적으로 혼합할 수 있다.
본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 상하로 단차를 지니는 신축이음부위(EJ)에 부착되는 경우에도 고무배합시트(100)가 소정의 연성을 지니므로 평탄성이 확보될 수 있으며, 이로써 차량의 주행성이 우수하므로 주행 차량에 의한 소음을 최소화할 수 있다.
상기 신축이음 보강부재(RS)의 고무배합시트(100)는 연성에 따른 신축 변형이 유도되면서도 안정적인 기계적 강도를 지니도록 HS 경도를 기준으로, 62 내지 72로 혼합 제작됨이 바람직하며, 인장강도는 적어도 160 kg/cm2 이상을 지니도록 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 고무배합시트(100)에는 섬유시트(200)가 일체화된다. 상기 섬유시트(200)는 고무배합시트(100)의 신축 팽창에 의하여 부착으로 고정된 부분이 탈락되거나 파손되지 않도록 보강한다. 이를 위하여 상기 섬유시트(200)는 주행하는 윤하중이나 변위에도 파단되지 않도록 소정의 인장강도와 인열강도를 지니는 강화섬유나 폴리에스터사를 직조하여 형성되는 시트인 것이 바람직하다.
특히, 상기 섬유시트(200)는 제작이 용이하고, 안정적인 기계 강도를 지니는 폴리에스터 소재의 섬유시트인 것이 바람직하며, 다방향으로 가해지는 신축이음부위의 변위를 허용할 수 있도록 종방향과 횡방향의 기계적 물성이 동일하게 직조되는 것이 바람직하다. 상기 섬유시트(200)는 폴리에스터 소재의 그리드형 시트로 제작되고, 폴리에스터 경사 및 위사는 파단하중이 2000 N/25mm 이상을 지니도록 제작됨이 바람직하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 상기 섬유시트(200)가 고무배합시트(100)의 폭방향 중심부의 일정 구간을 제외한 양 측에만 구비되어 중심부에는 유연하게 신축이 허용되는 신축영역(EA)이 마련되고, 양 측에는 섬유시트(200)가 일체화된 고정영역(FA)이 마련되는 점에 주요한 기술적 차별성이 있다.
이로써, 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 신축영역(EA)이 변위에 따른 신축 변형을 허용하면서도 고정영역(FA)에 구비된 섬유시트(200)에 의하여 인장강도와 연열강도가 확보되어 우수한 내구성을 지니게 된다. 특히, 신축영역(EA)에 변위가 발생하더라도 양측에 단절되어 일체화되는 섬유시트(200)는 변위에 의하여 함께 변형되지 않으므로 섬유시트(200)와 고무배합시트(100)의 신축량 차이에 따른 층간 분리를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 고무배합시트(100)의 저면에는 이형지(300)가 제거 가능하도록 구비되므로, 신축이음 보강부재(RS)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 박판의 시트형상을 지니도록 제품화된다. 이로써, 신축이음 보강부재(RS)의 저면에 부착되는 이형지(300)에 의하여 운반 및 보관이 용이하며, 현장에서는 이형지(300)를 제거하여 간편하게 부착 시공할 수 있으므로 비숙련공도 손쉽게 작업이 가능한 이점이 있다.
한편, 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)가 설치되는 신축이음부위(EJ)는 도로의 노면을 형성하는 콘크리트나 아스콘 상부에 부착되거나 교량의 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 강재로 제작되는 신축이음장치(10)와 후타 콘크리트(20)로 구성된다.
이에 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 신축이음부위(EJ)의 특성과 재질에 따라 고정영역(FA)을 형성하기 위하여 고무배합시트(100)에 일체화되는 섬유시트(200)의 형상과 적층 위치를 다양한 실시형태로 제작할 수 있다.
도 2는 상기 섬유시트(200)가 고무배합시트(100)의 제작단계에서 내부에 함침되어 표면에 노출되지 않도록 일체화된 것으로, 교량의 경우에는 강재로 제작되는 신축이음장치(10)에 부착되어야 하며, 이질적인 소재인 후타 콘크리트(20) 사이에서 들뜸이 야기될 수 있으므로 소정의 전단강도가 확보될 수 있도록 섬유시트(200)가 저면에 노출되지 않도록 제작한 것이다.
특히, 상기 섬유시트(200)는 상면으로도 노출되지 않으므로 직접적으로 가해지는 윤하중에 의한 마모와 파단을 방지할 수 있으므로, 내구성을 도모하여 안정적인 기계적 강도를 유지할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)에 구비되는 상기 섬유시트(200)가 고무배합시트(100)의 표면에 융착되어 일체화되는 실시예를 도시한 것으로, (a)에 도시된 바와 같이 섬유시트(200)가 고무배합시트(100)의 상면에만 융착되거나, (b)에 도시된 바와 같이 섬유시트(200)가 고무배합시트(100)의 상면과 저면에 모두 융착되도록 형성될 수 있다.
이때, 도 6에 도시된 신축이음 보강부재(RS)는 아스콘층을 제거하여 새롭게 시공이 이루어지는 경우 신축이음부위의 아스콘층 바로 아래에 설치되어 섬유시트에 차량의 윤하중이 직접적으로 가해지지 않는 실시형태에 적용함이 바람직하며, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상면과 저면에 섬유시트(200)가 모두 융착되도록 형성함으로써 섬유시트(200)에 의하여 인장강도와 인열강도가 확보되어 우수한 내구성을 지니도록 제작할 수 있다.
한편, 상기 고무배합시트(100)의 상면에는 신축영역(EA)에 대응되는 위치에 센터마킹 스트립(400)이 융착될 수 있다. 상기 센터마킹 스트립(400)은 신축이음부위(EJ)의 이격되는 이음부위에 부착되는 신축영역(EA)의 위치를 표시하도록 고무배합시트(100)와는 이종색상의 시트를 적층하여 일체화할 수 있다.
작업자는 길이방향으로 연장되는 신축이음부위(EJ)를 따라 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)를 연속적으로 부착함에 있어서, 상기 센터마킹 스트립(400)을 이용하여 공정에서 정확한 부착이 가능하며, 시공오차의 발생율이 감소되는 이점이 발휘된다.
이때, 상기 센터마킹 스트립(400)도 신축영역(EA)에 형성되므로, 색상만이 상이할 뿐, 신축 팽창에 따른 변위를 허용할 수 있도록 고무배합시트(100)와 동일한 물성과 혼합 조성을 지니도록 제작됨이 바람직하다.
한편, 이하에서는 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)에 대한 실시예와 다른 형태의 비교예를 바탕으로, 기계적 물성치로서 인열강도(kN/m), 파단신율(%), 부착된 상태에서 탈락되는 인장 전단강도(kgf/cm2)를 비교 시험한 결과에 대하여 설명한다.
먼저, 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이 섬유시트가 고무배합시트에 함침된 형태이고, 비교예 1은 신축영역이 없이 섬유시트가 고무배합시트의 저면에만 부착되어 일체화된 형태이며, 비교예 2는 신축영역과 고정영역을 지니지만 섬유시트가 고무배합시트의 저면에만 부착되어 일체화된 형태이다.
실시예와 비교예 1 및 2에 사용된 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 60cm의 폭, 2mm의 두께를 지니도록 제작된 것으로, 고무배합시트의 HS 경도는 67, 인장강도는 160 kgf/cm2 이며, 섬유시트는 폴리에스터사로 직조된 그리드형 시트로서 폭은 25cm, 두께는 0.5mm, 경사 및 위사방향의 파단하중은 2,250 N/25mm 내외로 측정되도록 제작하였다.
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 인열강도 (kN/m) | 122 | 114 | 115 |
상기 표 1은 섬유시트가 위치한 폭방향 일측단부에서 상하방향으로 하중으로 가하여 인열강도를 측정한 것으로, 비교예 1 및 2에 비하여 섬유시트가 고무배합시트의 내부에 함침된 형태의 실시예가 6% 정도 더 우수한 것으로 나타났다.
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 파단신율 (%) | 630 | 21 | 627 |
상기 표 2는 이형지를 제거한 상태에서 파단신율(%, 시험방법: KSM6518, 2021)의 평균값을 측정한 것으로, 폭방향 전체에 걸쳐 섬유시트가 구비되는 비교예 1에 비하여 실시예와 비교예 2가 우수한 파단신율을 발휘하는 것으로 확인되었다. 이로써, 본 발명에 의하면 비교예 1에 비하여 효과적인 신축 팽창이 가능함은 물론, 신축영역(EJ)에 변위가 발생하더라도 섬유시트(200)는 고정영역(FJ)에만 구비되므로 섬유시트(200)와 고무배합시트(100)의 신축량 차이에 따른 층간 분리를 방지할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 교량용 신축이음부위(EJ)의 강재계열 신축이음장치(10)와 후타 콘크리트(20)의 표면에는 프라이머(HS Multi Coat-B)를 도포량 0.3ℓ/㎡로 균일하게 도포하여 충분히 건조 및 양생한 후 상기 실시예와 비교예 1 및 2를 부착한 후, 추가적인 시험을 수행하였다.
| 실시예 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 인장 전단강도(kgf/cm2) | 12.6 | 8.4 | 8.9 |
상기 표 3은 신축이음부위(EJ)에 부착된 신축이음 보강부재를 수직방향으로 인장하여 탈락되는 인장 전단강도의 측정값이다. 저면에 섬유시트가 노출되는 비교예 1 및 2에 비하여 실시예가 보다 우수한 인장 전단강도를 발휘하는 것으로 확인되었다. 이로써, 본 발명에 의하면 고무배합시트(100)와 신축이음부위(EJ)를 구성하는 신축이음장치(10) 및 후타 콘크리트(20)가 상호 맞닿은 상태로 부착되므로 부착 성능이 향상되어 인장 전단강도가 보다 안정적으로 확보됨을 알 수 있다.
이하에서는 도 7a 및 도 7b에 시계열적으로 도시된 이미지를 바탕으로 본 발명의 신축이음 보강방법(M)에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명의 신축이음 보강방법(M)은 단절된 노면의 상부에 설치되는 강재 신축이음장치(10)가 후타 콘크리트(20)로 고정되어 형성되는 신축이음부위(EJ)를 중심으로 설명한다.
도 7a에 도시된 바와 같이 먼저 현장에 도착하여 현장 상태를 확인한다. 이후, 신축이음장치(10)의 외부 표면은 물론 내부와 후타 콘크리트(20)의 표면을 정리하는 단계(S00)가 진행된다. 표면을 정리하는 과정에서 이물질을 제거하고, 추가적인 분진이 발생하지 않도록 공기 압축기를 사용할 수 있으며, 결로에 의하여 수분이 존재할 수 있으므로 가열장치를 이용하여 신축이음 보강부재(RS)가 부착된 영역을 완전히 건조시키는 것이 바람직하다(S01).
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이 신축이음장치(10)와 후타 콘크리트(20)의 표면에 프라이머(P)를 도포하는 단계(S10)가 진행된다. 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)가 부착되는 표면에 롤러나 붓을 사용하여 도포할 수 있으며, 자동화 장비를 이용할 수 있음은 물론이다. 또한, 이전에 도로에 프라이머가 묻어나지 않도록 테이프를 먼저 부착하여 작없하는 것이 바람직하다(S02). 상기 프라이머(P)는 도포량 0.3ℓ/㎡로 균일하게 도포하며, 접착력이 충분히 발휘되도록 적어도 30분 내외로 건조 및 양생함이 바람직하다.
프라이머(P)의 도포가 완료되면, 신축이음 보강부재(RS)를 부착하기 위하여 저면에 구비된 이형지(300)를 제거한다(S20).
다음으로, 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)에 형성된 신축영역(EA)이 각 신축부재(11)의 상부, 보다 정확하게는 한 쌍의 신축부재(11) 사이에 마련되는 이격공간의 상부에 위치하고, 각 고정영역(FA)은 어느 하나의 신축부재(11)와 후타 콘크리트(20)의 상부에 위치하도록 부착하는 단계(S30)가 진행된다. 이때, 상기 신축부재(11)는 강재계열인 경우에 각각 한 쌍의 핑거 플레이트(11a)(11b)로 형성될 수 있다.
한편, 시공되는 시점의 외기온도는 적어도 5℃ 이상 확보되어야 하며, 저온인 경우에는 고무배합시트(100)의 점착성이 저하될 수 있으므로, 이형지(300)가 제거된 신축이음 보강부재(RS)의 저면을 가열하여 점착성을 향상시키는 것이 바람직하다(S35).
즉, 신축이음 보강부재(RS)는 신축영역(EA)을 중심으로 신축이음부위(EJ)에 대칭되도록 부착됨이 바람직하며, 신축이음장치(10) 및 후타 콘크리트(20)에 밀착된 상태로 부착되도록 평탄화가 유지되어 주름이나 들뜸이 발생하지 않도록 소정의 인장을 부여한 상태로 부착함이 바람직하다. 또한, 추가적으로 타이어 롤러 등을 이용하여 신축이음 보강부재(RS)의 고무배합시트(100)와 신축이음장치(10) 및 후타 콘크리트(20)의 표면이 충분히 밀착 접착되도록 가압하여 초기 교통 개방시 윤하중에 의하여 탈락되지 않도록 함이 바람직하다.
한편, 본 발명의 신축이음 보강부재(RS)는 고무배합시트(100)의 상면 중심에 센터마킹 스트립(400)이 융착되어 신축영역이 시각적으로 드러나므로, 작업자가 길이방향으로 연장되는 신축이음부위(EJ)를 따라 신축이음 보강부재(RS)를 부착하는 과정에서 시공오차의 발생이 없이 정위치 부착을 유도할 수 있다.
또한, 상기 신축이음 보강부재(RS)와 후타 콘크리트(20)의 접합 경계면에는 요철이나 접착 불량으로 인한 신축이음 보강부재(RS)의 탈락을 방지하기 위하여 접착 코팅재를 도포할 수 있다(S40).
본 발명의 신축이음 보강방법(M)은 소정의 양생 시간이 소요되므로 차량 통행을 일체 차단하여야 하며, 안정적인 부착 강도가 확보될 때까지 충분히 양생한 후 교통을 개방하여야 한다. 또한, 외기 온도나 표면의 온도에 따라 작업자는 적절히 추가적인 보호 조치를 취할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 신축이음 보강부재(RS) 및 이를 이용한 신축이음 보강방법(M)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
RS:신축이음 보강부재
100:고무배합시트 200:섬유시트
300:이형지 400:센터마킹 스트립
EA:신축영역 FA:고정영역
EJ:신축이음부위 P:프라이머
10:신축이음장치 20:후타 콘크리트
100:고무배합시트 200:섬유시트
300:이형지 400:센터마킹 스트립
EA:신축영역 FA:고정영역
EJ:신축이음부위 P:프라이머
10:신축이음장치 20:후타 콘크리트
Claims (8)
- 노면의 신축이음부위(EJ)에 설치하기 위한 신축이음 보강부재(RS)에 관한 것으로,
상기 신축이음부위(EJ)에 부착되도록 점착성을 지니는 고무배합시트(100)가 구비되며, 상기 고무배합시트(100)에는 폭방향 중심부의 일정 구간을 제외한 양 측에 섬유시트(200)가 일체화되어 중심부에 신축영역(EA)이 마련되고, 양 측에 고정영역(FA)이 마련되며, 상기 고무배합시트(100)의 저면에는 이형지(300)가 제거 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 신축이음 보강부재.
- 제1항에 있어서,
상기 섬유시트(200)는 고무배합시트(100)의 표면에 융착되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 신축이음 보강부재.
- 제1항에 있어서,
상기 섬유시트(200)는 고무배합시트(100)의 내부에 함침되어 표면에 노출되지 않도록 일체화되는 것을 특징으로 하는 신축이음 보강부재.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,
또한, 상기 섬유시트(200)는 폴리에스터 경사와 위사로 직조된 그리드형 시트이며, 두께는 0.45 내지 0.65mm이고, 단위중량은 380g/m2 이하이며, 경사 및 위사방향의 파단하중이 2000 N/25mm 이상인 것을 특징으로 하는 신축이음 보강부재.
- 제4항에 있어서,
상기 고무배합시트(100)의 HS 경도는 62 내지 72이며, 인장강도는 160 kgf/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 신축이음 보강부재.
- 제1항에 있어서,
상기 고무배합시트(100)의 상면에는 신축영역(EA)에 대응되는 위치에 센터마킹 스트립(400)이 융착되는 것을 특징으로 하는 신축이음 보강부재.
- 단절된 노면의 상부에 설치되는 한 쌍의 신축부재(11)를 포함하는 신축이음장치(10)가 후타 콘크리트(20)로 고정되어 형성되는 신축이음부위(EJ)를 보강하기 위한 신축이음 보강방법(M)에 있어서,
청구항 1의 신축이음 보강부재(RS)가 부착되는 신축이음장치(10)와 후타 콘크리트(20)의 표면에 프라이머(P)를 도포하는 단계(S10);
상기 신축이음 보강부재(RS)에 구비된 이형지(300)를 제거하는 단계(S20); 및
신축영역(EA)이 각 신축부재(11)의 이격공간 상부에 위치하고, 각 고정영역(FA)은 어느 하나의 신축부재(11)와 후타 콘크리트(20)의 상부에 위치하도록 부착하는 단계(S30);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 보강방법.
- 제7항에 있어서,
상기 신축이음 보강부재(RS)와 후타 콘크리트(20)의 접합 경계면에 접착 코팅재를 도포하는 단계(S40);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축이음 보강방법.
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