KR100991501B1

KR100991501B1 - 투수콘크리트 및 이를 이용한 도로포장공법

Info

Publication number: KR100991501B1
Application number: KR20100038517A
Authority: KR
Inventors: 전창훈; 전옥
Original assignee: (유)한국기계
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2010-11-04

Abstract

본 발명은 투수콘크리트 및 이를 이용한 도로포장공법에 관한 것으로, 구체적으로는 투수율을 높이면서 동시에 강도도 향상되며, 투수콘크리트 내에 수분을 감소시켜 동결 파손을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 투수콘크리트를 보도, 자전거도로, 산책로, 주차장 및 광장등에 사용하는 경우 투수기능이 확보되어 포장된 노면으로부터 노반으로 배수가 이루어져 지하 생태계를 보호할 수 있고, 투수콘크리트 자체의 탄성으로 인하여 보행시 발의 피로감을 적게 할 수 있으며 넘어졌을시 골절과 타박상 등의 피해를 줄일 수 있으며, 내동결융해성을 향상시킬 수 있다.

Description

투수콘크리트 및 이를 이용한 도로포장공법{PERMEABLE CONCRETE AND PAVING METHOD FOR ROAD USING THE SAME}

본 발명은 투수콘크리트 및 이를 이용한 도로포장공법에 관한 것이다.

일반적으로 보행자용 보도, 자건거 도로, 농로, 마을도로를 비포장에서 포장 작업하는 경우에는 시멘트와 골재를 주성분으로 하는 레미콘을 사용하여 소정의 두께로 콘크리트층을 형성하였다. 즉, 기존의 비포장 표면을 걷어 내어 소정의 두께로 바닥층을 형성하고, 상기 바닥층의 표면에 작은 크기의 자갈을 소정의 두께로 설치하여 보조층을 형성하며, 상기 보조층 표면에 모래, 자갈 및 시멘트로 혼합된 조성물을 소정의 두께로 공급 표면층을 형성하되 응고된 후 지열에 의한 신축현상에 대응하기 위한 줄눈을 표면에 일정한 간격마다 형성되도록 콘크리트층을 형성하였다.

상기와 같은 시공방법에 의하여 형성된 콘크리트층은 시간이 지나면 견고하게 응고상태를 이루기 때문에 물이 콘크리트층으로 스며들지 못하고, 흡수되지 않는 상태로 있게 되므로 표면의 물들은 자연적 콘크리트층의 양측면의 배수로를 통해서 이동하게 되었다. 또한 상기와 같이 물이 스며들지 않게 응고되는 콘크리트층은 공기도 통하지 않아 바닥층 저면에 위치한 지면의 토양에는 미생물이 번식하지 못하여 환경적으로 바람직하지 못한 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 바닥면과 공기가 통할 수 있도록 투수콘크리트의 사용을 확대하고 있다.

이러한 투수콘크리트는 일반적으로 골재와 골재 사이의 공극을 통하여 빗물이 지반으로 스며들게 함으로써 가로수 등의 식물 생장에 도움을 주고, 호우나 폭우 및 장마철에는 빗물이 지반으로 스며들어 흙속에 저류되게 함으로써 하천과 강이 범람하는 것을 예방하고, 보도에 빗물이 고이거나 흐르지 않아 보행자가 다니기에 편안한 장점을 가지고 있어 도로, 인도, 자전거 도로 등에 많이 보급되고 있는 추세이다.

그러나 이러한 투수콘크리트는 보통 콘크리트에 비하여 노출 공극이 크기 때문에 많은 단면적이 대기 중에 노출됨으로써, 빗물 등 기타 유해물질이 콘크리트 내부의 기포, 모세관공극, 겔공극 등에 침투되어 용해성 물질을 용출시킴으로서, 콘크리트의 노화가 급속히 진행되어 내구성이 저하되며 시공시 발생하는 블리이딩 현상으로 야기되는 레이탄스와, 폭우 등으로 인한 배수 기능의 한계로 물이 역류할 때 발생하는 표면 백화현상은 복층으로 포장을 실행할 경우 포장층 간의 접착성을 떨어뜨리는 요인이 되므로 별도의 접착층을 설치하여야 할 뿐만 아니라, 특히 백화현상은 내구성의 저하요인 외에 포장체 표면의 미관을 손상시켜 표면 재처리 비용을 증가시키는 등의 문제점을 가지고 있어 기능성 및 경제성의 측면에서 전면적인 재검토가 필요한 실정이다.

이러한 문제점을 시멘트의 수화반응 메카니즘을 통하여 좀더 자세히 살펴보면, 시멘트가 완전히 수화하기 위해서는, 이론적으로 시멘트 무게의 약 25%의 수분이 필요하나, 실제 콘크리트를 혼합할 시에는 물 사용량이 25%를 초과하게 되고, 그 초과된 잉여수가 콘크리트 표면으로 블리이딩 되거나 공기 중으로 증발하여 잉여 수가 차지하고 있던 공간의 일부는 시멘트 수화 생성물로 메꿔지고, 나머지 일부는 공극(모세관공극)으로 남아 있기 때문에 콘크리트의 강도저하, 수축, 균열 등의 원인이 되는 것이다.

또한 상기와 같은 시멘트 콘크리트는 모세관공극 외에도 수화 생성물 자체가 가지고 있는 겔공극과, 물을 혼합할 때 부득이 하게 들어간 기포 등이 존재하게 되고, 이러한 콘크리트 내부의 공극들은 콘크리트의 내구성에 악영향을 주는 요인으로 작용하며, 내동결융해성이 현저히 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 우수한 강도를 가지면서 투수율을 향상시키고 겨울철 함수로 인한 동결 파손을 방지하고 포장된 노면으로부터 노반으로 배수가 이루어져 지하 생태계를 보호할 수 있는 투수콘크리트 및 이의 투수콘크리트 도로포장공법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 골재 60 내지 75중량%; 시멘트 10 내지 18중량%; 폐고무 5 내지 20중량%; 메타카오린 2 내지 4중량%; 멜멘트(melment) F-10 0.1 내지 1중량%; 설화석고 1 내지 10중량%; 메타규산칼륨 2 내지 4중량%; 및 플루오르화마그네슘 1 내지 5 중량%을 포함하는 투수콘크리트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 골재는 전체 골재에 대하여 9.5mm체 통과율이 80 내지 90%, 5.6mm체 통과율이 35 내지 50%, 4.75mm체 통과율이 15 내지 35%, 2.36mm체 통과율이 10 내지 20%, 1.18mm체 통과율이 5 내지 10%, 600㎛체 통과율이 0 내지 3%인 것을 특징으로 하는 투수콘크리트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 투수콘크리트는 투수콘크리트 100중량부에 대하여 천연광물 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수콘크리트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 투수콘크리트를 보조기층의 상부에 포설하여 투수콘크리트층을 형성하는 단계(S1); 상기 투수콘크리트층 상부를 로울러로 다지는 단계(S2); 및 상기 다져진 투수콘크리트층 상부를 양생포 또는 양생제로 양생화하는 단계(S3);를 포함하는 투수콘크리트 도로포장공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 S2 단계 후 줄눈을 위한 컷팅을 실시하고, 줄눈에 백업제를 투입한 후 폴리머를 도포하는 단계(S2-1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수콘크리트 도로포장공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 S2-1에서 백업제는 압축스티로폴, 실리콘을 쓰는 것을 특징으로 하는 투수콘크리트 도로포장공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 S2-1에서 폴리머는 에폭시, 아크릴 및 우레탄 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 투수콘크리트 도로포장공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예는 상기 도로포장공법에 따라 형성된 투수콘크리트 도로포장 구조물을 제공하는 것이다.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 투수콘크리트는 투수율을 높이면서 동시에 강도도 향상되며, 내동결융해성을 향상시켜 겨울철 함수로 인한 동결 파손을 방지할 수 있으며, 이러한 투수콘크리트를 보도, 자전거도로, 산책로, 주차장 및 광장 등에 사용하는 경우 투수기능이 확보되어 포장된 노면으로부터 노반으로 배수가 이루어져 지하 생태계를 보호할 수 있고, 투수콘크리트 자체의 탄성으로 인하여 보행시 발의 피로감을 적게 할 수 있으며 넘어졌을시 골절과 타박상 등의 피해를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 투수콘크리트를 사용하여 포장공법을 실시한 일 예를 모식적으로 나타낸 보도 및 자전거 도로에 해당하는 시공단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 투수콘크리트를 사용하여 포장공법을 실시한 일 예를 모식적으로 나타낸 광장에 해당하는 시공단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 투수콘크리트를 사용하여 포장공법을 실시한 일 예를 모식적으로 나타낸 광장에 해당하는 시공단면도이다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다.　　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.　　

본 발명의 일 구현예에 따르면, 골재 60 내지 75중량%; 시멘트 10 내지 18중량%; 폐고무 5 내지 20중량%; 메타카오린 2 내지 4중량%; 멜멘트(melment) F-10 0.1 내지 1중량%; 설화석고 1 내지 10중량%; 메타규산칼륨 2 내지 4중량%; 및 플루오르화마그네슘 1 내지 5 중량%을 포함하는 투수콘크리트를 제공한다.

상기 골재는 투수콘크리트 중에 60 내지 75중량%로 포함될 수 있다. 상기 골재의 함량이 60중량% 미만이면 골재로 생기는 투수콘크리트의 공극이 줄어들어 투수율이 낮아지는 문제점이 있으며, 75중량%가 초과되는 경우 투수콘크리트의 강도가 낮아지는 문제점이 있다.

특히, 상기 골재는 전체 골재에 대하여 9.5㎜체 통과율이 80 내지 90%, 5.6㎜체 통과율이 35 내지 50%, 4.75㎜체 통과율이 15 내지 35%, 2.36㎜체 통과율이 10 내지 20%, 1.18㎜체 통과율이 5 내지 10%, 600㎛체 통과율이 0 지 3%인 것이 바람직하다. 상기 통과율은 각 체를 통과하는 골재의 전중량에 대한 백분율을 의미한다.

큰 골재와 세립 골재만을 사용하게 되면 투수율은 높아지나 압축강도가 낮아지게 되어 큰 골재와 세립 골재의 함량에 따라 중간 크기의 골재를 적절한 양으로 포함하는 것이 중요하다.

본 발명에서는 상기 조건의 통과율을 가지는 골재를 사용하여 골재의 크기와 비율을 최적의 조건으로 조절한 것으로 투수율을 높게 하면서 투수콘크리트의 압축강도도 향상시킬 수 있다.

특히, 9.5㎜체와 5.6㎜체 통과율이 상기 범위 안에 있는 경우는 본 발명의 투수성을 극대화 시키며 4.75㎜와 2.36㎜체 통과율이 상기 범위 안에 있는 경우 일정량의 중간크기 골재가 첨가되어 골재사이의 공극이 큰 부위가 있을 경우 투수콘크리트의 강도가 저하되는데 이 부위를 중간골재가 채워 줌으로 인해 본 발명의 투수콘크리트의 압축강도를 더욱 높여주며 1.18㎜체와 600㎛체 통과율이 상기 범위 안에 있을 경우 세립자 골재가 골재와 골재 사이에 점접촉 상태를 높여 강도를 더욱 높여주는 효과가 있다.

이를 구체적으로 설명하면, 상기 골재의 입도상태는 콘크리트의 워커빌리티(workability)에 미치는 영향이 매우 크다. 또한, 골재의 입도에 따라 공극율이 축소되기도 하고 확대되기도 하여 단위용적중량이 크거나 작아질 수 있으며, 이에 따라 시멘트가 절약되거나 과량 사용될 수 있고, 강도, 수밀성, 내구성 및 내마모성 등의 콘크리트 특성에도 영향을 미치기 때문에 골재의 입도상태를 적당하게 조절하는 것이 매우 중요하다. 또한 일반적으로 투수콘크리트의 강도는 공극률이 증가함에 따라 감소하며 반대로 투수성은 공극률이 증가에 따라 증가된다.

이로인해, 골재의 크기를 일정비율로 조절해주는 것이 매우 중요하다. 본 발명에서는 상기 조건을 가지는 골재를 포함하여 강도를 더욱 높게 조절하며 투수율 또한 크게 할수 있으며, 내부공극에 의한 미끄럼 저항성을 증대시킬 수 있다.

상기 시멘트는 물질과 물질이 접착시키고, 투수콘크리트를 응결시키며, 응결 후에 강도를 증가시켜 투수콘크리트의 물성에 대하여 초기에 안정된 경화를 시키기 위한 역할을 한다. 상기 시멘트는 투수콘크리트 중에 10 내지 18중량%, 바람직하게는 13 내지 18중량%로 포함될 수 있다. 상기 시멘트의 함량이 10중량% 미만인 경우 시멘트의 함량이 적어지면서 골재의 함량이 늘어나는 이유로 투수율이 증가하지만 강도가 낮아지는 문제가 있고, 18중량%를 초과하는 경우 시멘트의 함량이 늘어나면서 골재의 함량이 줄어들어 투수율이 저하되는 문제가 있다.

상기 시멘트로는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 시멘트로 사용되는 것이면 모두 가능하며, 일례로 3종 조강 시멘트, 알루미나 시멘트, 포틀랜트시멘트 등을 들 수 있다.

상기 폐고무는 본 발명의 투수콘크리트에 탄성을 주기 위한 역할을 하는 것으로, 투수콘크리트 중에 5 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 폐고무의 함량이 5중량% 미만인 경우 투수콘크리트의 탄성 효과가 미미하며 20중량%를 초과하는 경우 투수콘크리트의 압축강도가 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

상기 폐고무는 내마모성이 강하며, 탄성이 높고, 성형이 자유롭고, 유해물질이 함유되지 않는 것을 사용하며, 폐고무를 분쇄한 고무분말은 입상 또는 사상의 긴쪽길이가 0.5 내지 2㎜를 사용하는 것이 본 발명의 투수콘크리트의 압축강도를 높게 유지할 수 있으며, 탄성을 적절히 줄 수 있으며,

0.5mm 미만크기의 폐고무를 사용하였을 경우 본 발명의 투수콘크리트 탄성을 기대하기 힘들며 2mm 크기를 초과하였을 경우 고무의 크기가 너무커 본 발명의 투수콘크리트의 압축강도 저하에 영향을 줄 수 있는 단점이 있다.

상기 메타카오린은 초기강도를 증가시키고 고강도를 발현시키는 역할을 하는 것으로, 투수콘크리트 중에 2 내지 4중량%로 포함될 수 있다. 상기 메타카오린의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 단기적으로 에트린자이트(ettringite) 의 생성과 시멘트 중의 C3S의 활성화로 초기강도를 증가시키고, 시멘트의 수화반응에 의해서 생성되는 수산화칼슘을 강도발현에 보다 우수한 특성을 갖는 규산칼슘 수화물로 전이시켜 골재 하부의 결함부를 감소 시키고 골재와의 부착력을 증대시켜 고강도 발현을 가능하게 하는 효과가 있다.

상기 멜멘트(melment) F-10은 감수분산제로서 물을 적게 사용하여도 충분한 슬럼프 값이 나오도록 하는 역할을 한다. 일반적으로 콘크리트의 강도는 콘크리트/물의 함량과 비례하므로 상기 멜멘트(melment) F-10은 물의 함량을 줄여 콘크리트의 강도를 높여줄 수 있으며, 충분한 유동성을 확보하여 골재를 투수콘크리트 중에 균일하게 분산 시킬수 있도록 한다.

상기 멜멘트(melment) F-10은 투수콘크리트 중에 0.1 내지 1중량%로 포함될 수 있다. 상기 멜멘트(melment) F-10의 함량이 0.1중량% 미만인 경우 그 효과가 미미하며, 1중량%를 초과하는 경우 응결지연, 경화불량, 재료분리, 시공성 및 마감성까지 악영향을 줄 수 있다.

상기 설화석고는 본 발명의 강도증진 역할을 하는 것으로 투수콘크리트 중에 1 내지 10중량%, 바람직하게는 2 내지 4중량%로 포함될 수 있다. 상기 설화석고가 상기 범위 내에 있는 경우 골재와 골재의 결합 메카니즘을 향상시켜 투수콘크리트의 강도를 향상시킬 수 있어 강도증진에 효과가 있다.

상기 메타규산칼륨은 초기의 반응 속도 문제를 보다 더 효과적으로 제어할 수 있도록 반응조절의 역할을 하는 것으로 투수콘크리트 중에 2 내지 4중량%로 포함될 수 있다. 상기 메타규산칼륨의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 물과 시멘트의 접촉시 수축을 일으켜 시멘트와 골재의 결합력을 붕괴시켜 균열이 발생되는 것을 화학적으로 안정시킬 수 있다.

상기 플루오르화마그네슘은 투수콘크리트가 경화되는 시간을 연장시킴으로써 타설된 콘크리트의 표면을 평탄하게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어서 작업성의 향상 및 콘크리트의 강도와 내구성이 향상되는 역할을 하는 것으로 투수콘크리트 중에 1 내지 5중량%, 바람직하게는 1 내지 2중량%로 포함될 수 있다. 상기 플루오르화마그네슘이 상기 범위 내에 있는 경우 효과가 있다.

상기 플루오르화마그네슘의 함량이 1중량% 미만인 경우 그 효과가 발현되기 힘들고, 5중량%를 초과하는 경우 점도가 낮아지며, 수화반응을 지연시켜 초기 압축강도 발현을 저하시키며 제품 가격이 높아지는 문제점이 있다.

상기 투수콘크리트는 투수콘크리트 100중량부에 대하여 천연광물 1 내지 3중량부를 포함할 수 있다.

상기 천연광물은 투수콘크리트에 색상을 부여하는 역할을 하며, 상기 천연광물의 함량이 1중량부 미만인 경우 원하는 색상을 나타낼 수 없으며 3중량부를 초과하는 경우 시멘트 경화반응에 영향을 줄 위험이 있다.

상기 천연광물로 투수콘크리트에 색상을 부여하는 경우 시간이 지나도 전혀 탈색이 되지 않으며, 염료나 안료를 사용할 때의 문제점인 색상의 불안정성, 주위 환경오염 등의 문제를 해소 할 수 있다.

상기 천연광물은 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 물질로 사용가능하며, 청색, 노란색, 적색, 녹색, 백색, 검정색 등 투수콘크리트의 색상을 부여할 수 있다. 또한, 상기 천연 광물은 여러 가지 색깔을 가지고 있으며, 적색, 갈색, 황색, 흑색 등이 가능하며 그 종류로는 산화철, 산화크롬, 황토, 구리 등이 있다.

본 발명의 다른 일 구현예 따르면, 상술한 투수콘크리트를 보조기층의 상부에 포설하여 투수콘크리트층을 형성하는 단계(S1); 상기 투수콘크리트층 상부를 로울러로 다지는 단계(S2); 및 상기 다져진 투수콘크리트층 상부를 양생포 또는 양생제로 양생화하는 단계(S3);를 포함하는 투수콘크리트 도로포장공법을 제공하는 것이다.

우선, 상술한 투수콘크리트를 보조기층의 상부에 포설하여 투수콘크리트층을 형성한다(S1).

상기 포설하는 공정은 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 포설방법으로 채택하여 실시할 수 있다. 이때, 상기 포설하는 공정은 상기 투수콘크리트를 보조기층 상부에 포설하여 투수콘크리트층을 형성할 수 있고, 상기 투수콘크리트층의 두께는 이에 한정되지 않으며 포장하려는 도로의 용도에 따라 적합하게 조절하여 포설할 수 있다.

이어서, 상기 투수콘크리트층 상부를 로울러로 다진다(S2).

도 1은 본 발명에 따른 투수콘크리트를 사용하여 포장공법을 실시한 일 예를 모식적으로 나타낸 보도 및 자전거 도로에 해당하는 시공단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 투수콘크리트를 사용하여 포장공법을 실시한 일 예를 모식적으로 나타낸 광장에 해당하는 시공단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 투수콘크리트를 사용하여 포장공법을 실시한 일 예를 모식적으로 나타낸 주차장에 해당하는 시공단면도이다.

도 1 내지 도 3은 다져진 이후의 두께를 나타내는 것으로 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 포장되는 도로가 보도 및 자전거 도로로 사용되는 경우 투수콘크리트층 포설하여 7㎝ 두께로 할 수 있으며, 광장으로 사용되는 경우 투수콘크리트층 포설하여 10㎝ 두께로 할 수 있으며, 주차장인 경우 투수콘크리트층 포설하여 12㎝ 두께로 할 수 있다. 또한, 보조기층의 두께는 표층 시공전 설계에 따라 보조기층의 두께가 정해질 수 있으며, 일반적으로 표층이 두꺼워 지면 보조기층도 두꺼워진다.

이때, 상기 S2 단계 후 줄눈을 위한 컷팅을 실시하고, 줄눈에 백업제를 투입한 후 폴리머를 도포하는 단계(S2-1)를 더 실시할 수 있다.

본 발명의 투수콘크리트의 줄눈은 신축작용으로 인한 균열을 방지하는 것을 목적으로 하며 백업제는 컷팅한 줄눈사이에 백업제를 투입하여 줄눈의 공극을 메꿔주며 그 성분이 스티로폴같이 탄성이 있어 수축팽창이 투수콘크리트에 영향이 없으며, 폴리머를 도포하는 공정은 상기 투수콘크리트층 위에 폴리머를 도포하는 것으로 폐고무의 끈적임을 방지할 뿐만 아니라 외관을 미려한다.

상기 백업제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 수축 팽창의 작용이 자유로운 점에서 압축스티로폴, 실리콘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

상기 폴리머는 특별히 한정되는 것은 아니며, 에폭시, 아크릴, 우레탄 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

이어서, 상기 다져진 투수콘크리트층 상부를 양생포 또는 양생제로 양생화한다(S3). 상기 양생하는 공정은 본 발명이 속한 분야에서 널리 알려진 양생방법으로 채택하여 실시할 수 있다.

상술한 방법으로 형성된 투수콘크리트층은 균열방지 및 폐고무의 끈적임을 방지하고 외관을 미려하게 보이기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상술한 도로포장공법에 따라 형성된 투수콘크리트 도로포장 구조물을 제공하는 것이다.

상기 투수콘크리트 도로포장 구조물은 특별히 한정되는 것은 아니며, 일례로 보도타입으로 인도, 광장, 산책로, 자전거차도 등을 들 수 있고, 대형차용의 주차장 타입으로 주차장, 건축외곽, 경교통로 등을 들 수 있고, 승용차용 주차장 타입으로 주차장, 건축외곽 등을 들 수 있으며, 차도 타입으로 경교통로, 휴게소 등을 들 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다.　 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6

투수콘크리트의 각 성분을 하기 표 1에 나타낸 함량으로 측정하고 혼합하여 투수콘크리트 조성물을 제조하였다. 이때, 하기 표 1의 함량 단위는 중량%이다. 이 때, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6은 물의 함량을 투수콘크리트 100중량부에 대하여 17중량부로 고정하였다. 또한, 실시예 3에서는 천연광물로서 산화철을 투수콘크리트 100중량부에 대하여 2중량부의 함량으로 첨가하였다.

	골재	시멘트	폐고무	메타카오린	melment F-10	설화석고	메타규산칼륨	플루오르화마그네슘
실시예1	62	16	13	2	0.5	2.5	3	1
실시예2	65	14	12	3	1	2	2	1
실시예3	66	12	12	3	0.5	2	3	1.5
비교예1	78	22	0	0	0	0	0	0
비교예2	64	22	14	0	0	0	0	0
비교예3	61	22	14	3	0	0	0	0
비교예4	61	21	14	3	1	0	0	0
비교예5	61	19	14	3	1	2	0	0
비교예6	61	16	14	3	1	2	3	0

골재의 특성

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6에 사용된 골재는 하기 표 2에 기재된 바와 같이 9.5㎜체 통과율, 5.6㎜체 통과율, 4.75㎜체 통과율, 2.36㎜체 통과율, 1.18㎜체 통과율 및 600㎛체 통과율을 가지는 것을 사용하였으며, 상기 통과율은 하기 방법에 따라 통과율을 측정하였다.

1) 통과율

KSF2502에 따른 골재의 체가름 시험방법에 따라 측정하였다.

이를 실시예 1의 경우를 일례로 들어 구체적으로 설명하면, 망의 크기가 큰 순서대로 위에서부터 위치시킨 후, 실시예 1에서의 골재 62g를 맨 위에 위치한 9.5㎜체에 통과시켰다. 통과시킨 후 9.5㎜체 위에는 8.06g이 남아있고, 나머지 53.94g은 체를 통과하여 9.5㎜체의 통과율이 87%였고, 다음으로 상기 53.94g 골재가 5.6㎜체를 통과하여 5.6㎜체 위에는 30.38g이 남아있고, 그 중 나머지 23.56g이 통과하여 5.6㎜체 통과율이 38%임을 얻을 수 있었다. 이와 같은 방법으로 각 체의 통과율을 측정하였으며 실시예 2 내지 3 및 비교예 1 내지 6도 이와 동일한 방법으로 각 체의 통과율을 측정하였다.

	9.5㎜체 통과율	5.6㎜체 통과율	4.75㎜체 통과율	2.36㎜체 통과율	1.18㎜체 통과율	600㎛체 통과율
실시예 1	87	38	20	14	8	1
실시예 2	84	40	31	17	9	0.5
실시예 3	86	35	25	11	9	2
비교예 1	100	100	82	65	33	5
비교예 2	100	94	84	60	26	3
비교예 3	96	84	77	56	25	2
비교예 4	95	71	64	51	25	1
비교예 5	93	63	49	45	21	1
비교예 6	92	51	39	29	15	1

투수콘크리트 물성 측정

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6에 따른 투수콘크리트에 대하여 물성측정을 실시하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 측정방법은 하기와 같이 실시하였다. 또한, 일축압축강도 및 투수계수 측정시 시료의 보관기간은 7일과 28일로 각각 실시하였다.

(1) 일축압축강도(㎏/㎠)

KS F 2405 시험방법을 적용하여 측정하였다.

(2) 투수계수(㎝/sec)

KS F 2322 시험방법을 적용하여 측정하였다.

(3) 건조수축

KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)시험방법을 적용하여 측정하였다.

(4) 동결융해저항성

KS F 2456(급속동결융해에 대한 콘크리트저항시험 방법)시험방법을 적용하여 측정하였다.

	일축압축강도(㎏/㎠)		투수계수(㎝/sec)		건조수축 (㎝)	동결융해저항성(%)
	7일	28일	7일	28일	건조수축 (㎝)	동결융해저항성(%)
실시예 1	124	201	3.1×10^-1	8.4×10^-1	0.3	91
실시예 2	116	198	3.7×10^-1	8.7×10^-1	0.3	89
실시예 3	107	187	4.0×10^-1	9.1×10^-1	0.27	92
비교예 1	31	54	1.9×10^-8	5.3×10^-7	2.6	35
비교예 2	53	84	5.8×10^-8	5.1×10^-7	2.5	37
비교예 3	63	98	3.7×10^-8	3.5×10^-7	1.7	55
비교예 4	78	127	5.5×10^-5	7.4×10^-4	1.5	67
비교예 5	82	141	2.1×10^-4	1.4×10^-3	1.2	71
비교예 6	91	162	3.9×10^-3	1.8×10^-2	0.6	85

상기 표 3에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 6에 비하여 일축압축강도가 현저히 높고, 투수계수가 현저하게 높음을 알 수 있는데, 본 발명에서는 투수계수를 현저하게 높여 비나 물이 도로 노면에 흡수되는 것을 유도하는 효과를 가지며, 이로 인하여 투수성 포장이 가능하다.

투수성 포장이란 노면에서 빗물을 신속히 포장체 안으로 투수 되게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 7에 비교하여 건조수축량이 크게 감소되어, 수축 저감 및 균열방지 효과가 있음을 확인할 수 있다.

또한, 동결융해는 콘크리트에 흡수된 수분이 결빙되고 녹는 것을 말하는 것으로, 반복되면 콘크리트조직에 균열이 발생하여 내구성의 문제가 발생한다.

상기 표 3에서와 같이 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 7에 비하여 동결융해저항성이 높으므로, 내구성이 향상된 것을 알 수 있다.

실시예 4

실시예 1에 따라 제조된 투수콘크리트를 보조기층 상부에 70㎜의 두께로 포설하여 투수콘크리트층을 형성하였다. 그 다음, 상기 형성된 투수콘크리트층을 로울러로 다진 후 컷팅하여 줄눈이 나도록 하였다. 이 줄눈에 실리콘을 투입한 후 에폭시로 도포하였다.

실시예 5

실시예 2에 따라 제조된 투수콘크리트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하였다.

비교예 7

비교예 1에 따라 제조된 투수콘크리트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하였다.

비교예 8

입경이 대략 2㎜인 골재 1600kg/㎥, 시멘트 270kg/㎥, 물은 시멘트 중량의 30%로 혼합한 투수콘크리트를 70㎜의 두께로 포설한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하였다.

시공 물성 측정

실시예 4 내지 5 및 비교예 7 내지 8에 따라 포장된 도로에 대하여 물성측정을 실시하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 측정방법은 하기와 같이 실시하였다.

1) 제동거리

투수콘크리트위에 물을 뿌린 후, 자전거로 시속 20㎞/h 로 4회를 실시하였다.

2) 균열

폭 1m, 길이 10m의 크기로 실시예 4 내지 5 및 비교예 7 내지 8에 따라 시공 후 2개월이 지난 뒤 상기 투수콘크리트의 균열부위를 측정하였다.

	제동거리(㎝)					균열부위 (㎝)
	1 회	2 회	3 회	4 회	평균	균열부위 (㎝)
실시예 4	28	26	29	24	26.75	0
실시예 5	30	24	25	24	25.75	0
비교예 7	60	64	61	52	59.25	25
비교예 8	91	81	82	90	86	48

상기 표 4에서 보는 바와 같이 상기한 실시예 4 및 5에서는 적정 수준으로 폐고무가 함유되어 미끄럼방지 효과가 있었으나, 비교예 7은 자전거 급제동시 투수콘크리트의 강도가 충분하지 않아 표면이 부서지는 현상이 발생하였으며 미끄럼방지 효과도 미미하였다. 또한, 비교예 8은 불투수콘크리트로 내부공극이 미미하여 미끄럼방지 효과가 미미하였다.

상기 균열부위 측정 실험결과에서 알 수 있듯이 실시예 4 및 5의 투수콘크리트는 균열이 없었던 것과 달리 비교예 7 및 8은 곳곳에 균열이 있어 실제 사용이 불가능한 것으로 측정되었다.

이로부터 본 발명에 따른 투수콘크리트에 의하면, 종래의 투수콘크리트보다 강한 인장압축강도를 가지며 높은 투수률이 가져 압축강도와 투수성을 동시에 만족할 수 있었다.

또한 동결융해에 의한 피해가 발생되지 않도록 하는 효과가 있으며 건조수축률 또한 낮아 시공 후 건조수축으로 투수콘크리트가 균열이 생기는 현상을 방지하였다.

또한 폐고무를 사용하여 친환경적이며, 투수기능이 확보되기 때문에 포장된 노면으로부터 노반으로 배수가 이루어져 지하 생태계를 보호할 수 있고, 탄성을 가지기 때문에 보행시 발의 피로감을 적게 할수 있으며 넘어졌을시 골절과 타박상 등의 피해를 줄일 수 있다.

또한 투수콘크리트의 문제점인 다공구조로 인하여 내동결융해성이 매우 떨어지는 문제점을 영하시 물의 팽창시 투수콘크리트 자체의 탄성 때문에 그 피해를 방지할 수 있다. 또한 내부공극과 폐고무에 의해 미끄럼 방지효과가 있다.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.　

Claims

골재 60 내지 75중량%;
시멘트 10 내지 18중량%;
폐고무 5 내지 20중량%;
메타카오린 2 내지 4중량%;
멜멘트(melment) F-10 0.1 내지 1중량%;
설화석고 1 내지 10중량%;
메타규산칼륨 2 내지 4중량%; 및
플루오르화마그네슘 1 내지 5 중량%를 포함하는 투수콘크리트.
제1항에 있어서, 상기 골재는 전체 골재에 대하여 9.5㎜체 통과율이 80 내지 90%, 5.6㎜체 통과율이 35 내지 50%, 4.75㎜체 통과율이 15 내지 35%, 2.36㎜체 통과율이 10 내지 20%, 1.18㎜체 통과율이 5 내지 10%, 600㎛체 통과율이 0 지 3%인 것을 특징으로 하는 투수콘크리트.
제1항에 있어서, 상기 투수콘크리트는 투수콘크리트 100중량부에 대하여 천연광물 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수콘크리트.
제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 따른 투수콘크리트를 보조기층의 상부에 포설하여 투수콘크리트층을 형성하는 단계(S1);
상기 투수콘크리트층 상부를 로울러로 다지는 단계(S2); 및
상기 다져진 투수콘크리트층 상부를 양생포 또는 양생제로 양생화하는 단계(S3);를 포함하는 투수콘크리트 도로포장공법.
제4항에 있어서, 상기 S2 단계 후 줄눈을 위한 컷팅을 실시하고, 줄눈에 백업제를 투입한 후 폴리머를 도포하는 단계(S2-1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수콘크리트 도로포장공법.
제5항에 있어서, 상기 S2-1에서 백업제는 압축스티로폴 및 실리콘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 투수콘크리트 도로포장공법.
제5항에 있어서, 상기 S2-1에서 폴리머는 에폭시, 아크릴 및 우레탄 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 투수콘크리트 도로포장공법.
제4항의 도로포장공법에 따라 형성된 투수콘크리트 도로포장 구조물.