KR102179705B1 - 도로구조물용 신축 조인트 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로구조물의 이웃하는 슬래브들간에 형성되는 조인트갭; 이 조인트갭 상부의 포장층을 일정폭으로 절단하여 형성된 채널; 소정탄성을 갖는 탄성재로 구성되어서 상기 조인트갭에 삽입되는 백업제; 백업제 상부의 조인트갭에 충진되는 바인더 플러그; 조인트갭 상부를 차폐하도록 채널의 바닥에 설치되며, 채널의 폭보다는 작은 폭을 갖는 지지판; 이 지지판을 포함한 채널의 내면에 소정두께로 도포되는 프라이머; 이 프라이머가 도포된 채널의 내부에 충진되는 탄성혼합물; 및 탄성혼합물의 상면에 도포되는 마감코팅층;을 포함하되, 탄성혼합물이, 인도네시아 천연아스팔트 70~97 중량% 및 개질제 조성물 3~30 중량%로 구성되되, 개질제 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체 10~200 중량부와 석유수지 10~50 중량부 및 점도조절제 10~100중량부로 이루어진 바인더와, 현무암, 사암, 반려암 및 화강암 중 어느 하나로 이루어진 단입도골재로 구성된다.
본 발명은 탄성혼합물의 균열저항성과 접착성능이 대폭 증대됨과 함께 소성변형 저항성이 향상되어 인장력과 압축력을 효과적으로 흡수할 수 있음은 물론 포장면과 혼합물간의 분리현상도 최대한 억제할 수 있고, 차량하중에 의한 소성변형도 최소화하여 조인트의 내구성과 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

도로구조물용 신축 조인트 및 그 시공방법{Expansion joint for road structure and construction method thereof}

본 발명은 도로, 교량 및 지하차도 등과 같은 도로구조물용 신축 조인트 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천연 아스팔트와 SBS(styrene-butadiene-styrene copolymer)고분자를 활용한 고탄성의 바인더와 1등급 단입도 골재 혼합물을 사용함으로써 균열저항성과 접착성능을 대폭 증대시킴과 함께 소성변형 저항성을 향상시켜 인장력과 압축력을 효과적으로 흡수하면서 차량하중에 의한 소성변형도 최소화 할 수 있도록 된 도로구조물용 신축 조인트 및 그 시공방법에 관한 것이다.

주지하다시피 대부분의 도로와 교량, 지하차도 및 복개도로와 같은 도로구조물은 차량의 안전하고 원활한 주행성을 보장하면서 우수한 내구성과 편리한 유지관리 등을 위해 콘크리트 슬래브를 아스콘으로 뒤덮은 소위 아스팔트 포장도로로 이루어져 있다.

이러한 도로는 계절적 온도변화에 따라 반복되는 팽창과 수축, 콘크리트의 크리프와 건조 수축 및 지반의 부동 침하, 차량에 의해 가해지는 정적 및 동적 하중과 응력의 불균일, 노화 등 여러 가지 요인에 의해 부분적으로 갈라지는 균열이 발생하게 된다.

이와 같은 도로의 균열에 빗물 등이 침투하게 되면 균열은 더욱 커지게 되고, 결국 도로의 파손으로 이어져 차량 통행에 막대한 지장을 초래할 뿐만 아니라 안전사고를 유발할 우려가 대단히 높아지게 된다.

이에 따라 교량이나 지하차도와 같은 도로구조물은 온도변화에 따른 팽창과 수축을 수용하기 위해 상판 사이에 일정간격으로 소정간격의 조인트 갭(joint gap)을 형성하고, 이 조인트 갭으로 단절된 부분에는 이웃하는 상판들을 상호 연결함과 아울러 상판의 수축과 팽창에 유연하게 대처하여 차량의 안전운행을 도모하면서 이물질이나 빗물이 두 구조물 사이의 내부로 유입되는 것을 막기 위한 이른바 신축 조인트가 설치되는 것이 일반적이다.

신축 조인트는 여러 가지 형태의 것들이 있는데, 예를 들어 이음부의 연속성을 확보하면서 신축을 원활하게 하기 위해 조인트갭의 상부에 일정폭의 채널을 형성하고, 이 채널에 아스팔트 실란트를 골재와 섞은 혼합물을 충진하는 소위 아스팔트 플러그 조인트 방식의 신축 조인트 기술이 미합중국 특허 제4,324,504호에 처음 소개되어 널리 이용되고 있었다.

그렇지만, 이 기술로 시공된 신축 조인트는 조인트 갭에 가해지는 외부충격을 효과적으로 견디지 못하고, 신축 조인트가 조인트갭 속으로 밀려 들어가 교량 상판의 파손과 신축 조인트의 함몰을 초래하게 되고, 반복된 차량충격은 골재와 바인더의 결합을 끊어 결국 조인트의 손상을 가져오는 단점이 있었다.

이러한 단점을 극복하기 위한 기술로 미합중국 특허 제5,024,554호 및 대한민국특허 등록번호 10-087557호가 개시된 바 있다. 위 2가지 기술은 상호 유사한 것으로서, 강판, 알루미늄판 등의 금속판을 조인트 갭 상부의 채널 바닥에 설치하고 그 위에 아스팔트 실런트와 골재 혼합물을 충진함으로써 신축 조인트를 지지 보호하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술들은 균열저항성, 탄성 및 접착성 등과 같은 바인더로 사용되는 아스팔트 실런트 자체의 물성이 좋지 않아 인장력과 압축력을 효과적으로 흡수하지 못함으로써 활하중 등에 의해 쉽게 균열이 발생될 뿐만 아니라 포장면과 혼합물간의 접착면이 분리되는 문제가 있었다.

또한, 조인트갭 상부에 설치되는 강판은 별도의 고정구조를 동반하지 않고 단순히 재치되기 때문에 차량에 의한 반복적인 충격에 의해 강판의 중심이 이동하게 되고, 이로 인해 조인트가 갈라져 손상되거나 심한 경우 함몰되는 등의 심각한 문제가 빈발하는 문제점이 있었다.

미합중국 특허 제4,324,504호 미합중국 특허 제5,024,554호 대한민국 등록특허 제10-087557호

본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 조인트갭 상부의 채널에 충진되는 바인더와 골재 혼합물의 균열저항성과 접착성능이 대폭 증대됨과 함께 소성변형 저항성이 향상되어 인장력과 압축력을 효과적으로 흡수할 수 있음은 물론 포장면과 혼합물간의 분리현상도 최대한 억제할 수 있고, 차량하중에 의한 소성변형도 최소화하여 조인트의 내구성과 안정성을 향상시킬 수 있는 도로구조물용 신축 조인트 및 그 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트는, 도로구조물의 이웃하는 슬래브들간에 형성되는 조인트갭; 이 조인트갭 상부의 포장층을 일정폭으로 절단하여 형성된 채널; 소정탄성을 갖는 탄성재로 구성되어서 상기 조인트갭에 삽입되는 백업제; 백업제 상부의 조인트갭에 충진되는 바인더 플러그; 조인트갭 상부를 차폐하도록 채널의 바닥에 설치되며, 채널의 폭보다는 작은 폭을 갖는 지지판; 이 지지판을 포함한 채널의 내면에 소정두께로 도포되는 프라이머; 이 프라이머가 도포된 채널의 내부에 충진되는 탄성혼합물; 및 탄성혼합물의 상면에 도포되는 마감코팅층;을 포함하되,

탄성혼합물이, 인도네시아 천연아스팔트 70~97 중량% 및 개질제 조성물 3~30 중량%로 구성되되, 개질제 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체 10~200 중량부와 석유수지 10~50 중량부 및 점도조절제 10~100중량부로 이루어진 고탄성 바인더와, 현무암, 사암, 반려암 및 화강암 중 어느 하나로 이루어진 1등급 단입도골재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 탄성혼합물은, 포설두께 10㎝를 기준으로, 포설면적 1㎡ 당 고탄성 바인더 50㎏, 단입도골재 170㎏의 비율로 혼합된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 프라이머는, 탄성혼합물을 구성하는 고탄성 바인더가 사용되고, 도포면적 1㎡당 약 2.5㎏ 정도의 양이 2㎜이상으로 도포된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 지지판을 위치 고정시키는 정착핀을 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트 시공방법은, 이웃하는 슬래브들간에 형성된 조인트갭 상부의 포장층을 절단하여 소정폭의 채널을 형성하는 단계; 채널 내부에 존재하는 먼지 등의 이물질을 제거하고 건조시키는 단계; 조인트갭에 소정의 탄성을 갖는 백업제를 삽입하는 단계; 백업제 상부의 조인트갭에 방수성이 우수한 고탄성의 바인더 플러그를 충진하는 단계; 조인트갭 상부의 채널 바닥에 지지판을 설치하는 단계; 지지판을 포함한 채널의 내면에 프라이머를 소정두께로 도포하는 단계; 인도네시아 천연아스팔트 70~97 중량% 및 개질제 조성물 3~30 중량%로 구성되되, 개질제 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체 10~200 중량부와 석유수지 10~50 중량부 및 점도조절제 10~100중량부로 이루어진 고탄성 바인더와, 현무암, 사암, 반려암 및 화강암 중 어느 하나로 이루어진 1등급 단입도골재를 간접가열방식의 교반기를 사용하여 170~190℃로 가열한 탄성혼합물을 프라이머가 도포된 채널 내에 포설하는 단계; 채널내에 포설된 탄성혼합물을 다짐기로 다져서 굳히는 단계; 및 다져진 탄성혼합물의 표면온도가 100~150℃로 냉각된 후, 탄성혼합물의 표면에 마감코팅을 시행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트 및 그 시공방법에 의하면, 탄성혼합물을 구성하는 바인더가 인도네시아 천연 아스팔트를 주원료로 SBS고분자 개질제를 채택하여 충분한 강성 확보로 형상유지력이 대단히 뛰어날 뿐 아니라 석유수지의 사용으로 접착력도 매우 우수하므로 단입도골재와 혼합된 탄성혼합물 자체의 균열저항성과 접착성능이 대폭 증대됨은 물론이고, 1등급 단입도골재의 맞물림으로 차량하중에 의한 소성변형 저항성도 크게 향상되게 된다.

이에 따라 조인트에서 발생하는 인장력과 압축력을 효과적으로 흡수할 수 있음은 물론 기존 포장면과 탄성혼합물간의 분리현상도 최대한 억제할 수 있고, 차량하중에 의한 소성변형도 최소화하여 조인트의 내구성과 안정성을 현저하게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 지지판이 조인트갭 상부의 설치위치에 안정되게 정착되는 바, 주행차량의 하중에 의해 유동되지 않고 안정되게 지탱해 줄 수 있다.

그러므로 본 발명은 도로구조물 신축 조인트의 시공성과 안전성 및 내구성 향상과 코스트 다운 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트 시공방법을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

이와 같은 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트 및 그 시공방법의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 1에서, 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트(10)는, 교량이나 지하차도 등과 같은 도로구조물에서 이웃하는 두 콘크리트 슬래브(1 : 이하 "슬래브"라 약칭함) 사이에 형성되어 온도변화에 따른 신축을 허용하는 조인트갭(11) 부위에 설치된다.

신축 조인트(10)는 기본적으로 슬래브(1)들 사이에 일정간격으로 형성된 조인트갭(11)의 상부의 아스콘 포장층(2 : 이하 "포장층"이라 약칭함)에 소정의 폭으로 채널(12)이 형성되고, 이 채널(12)의 내부에 도로의 신축을 허용하면서 차량의 원활한 주행을 보장할 수 있는 탄성혼합물(17)이 충진된 구성을 갖는다.

채널(12)은 조인트갭(11)과 마찬가지로 도로의 폭방향으로 형성되며, 조인트갭(11) 보다 넓은 폭을 갖는다.

조인트갭(11)에는 이물질이나 우수 등이 침투하지 못하도록 방지하기 위한 백업제(13)가 삽입된다. 이를 위해 백업제(13)는 슬래브(1)의 팽창과 수축 시 항상 슬래브(1)에 밀착되어야 하므로 내열성을 겸비한 고탄성의 탄성재질로 구성된다.

그리고 백업제(12) 상부의 조인트갭(11)에는 신축 조인트(10)가 보다 확실한 수밀성능을 구축할 수 있도록 소정의 탄성과 접착력을 갖는 바인더 플러그(14)가 충진된다. 이러한 바인더 플러그(14)는 적절한 탄성과 접착력을 갖춘 바인더라면 어떤 것이라도 무방하나, 바람직하기로는 후술한 바와 같이 본 발명의 탄성혼합물(17)을 구성하는 우수한 방수능력의 고탄성 바인더가 사용될 수 있다.

바인더 플러그(14)가 충진된 조인트갭(11) 상부의 채널(12) 바닥에는 조인트갭(11)을 덮어주는 강철 또는 알루미늄으로 이루어진 지지판(15)이 설치된다. 이 지지판(15)은 차량의 하중을 효과적으로 지탱하여서 채널(12)에 충진된 탄성혼합물(17)이 차량 하중에 의해 조인트갭(11)으로 함몰되는 등의 파손을 방지한다. 이러한 지지판(15)은 도로의 신축을 감안하여 채널(12)의 폭보다 작은 폭을 갖는다.

그리고 지지판(15)을 포함한 채널(12)의 전 내면에는 이에 충진되는 탄성혼합물(17)이 슬래브(1) 및 포장층(2)과 견고하게 부착될 수 있도록 접착제의 일종인 프라이머(16)가 소정두께로 균일하게 도포된다. 바람직하게는 도포면적 1㎡당 약 2.5㎏의 양이 2㎜이상으로 균일하게 도포될 수 있다.

이러한 프라이머(16)는 여러 가지가 이용될 수 있는데, 보다 안정되고 견고한 접착을 위해서 후술한 탄성혼합물(17)을 구성하는 고탄성 바인더가 사용되는 것이 바람직하다.

이때, 지지판(15)의 유동을 방지하고 확실하게 정착시킬 수 있도록 지지판(15)이 얹혀지는 채널(12)의 바닥면에도 프라이머(16)가 도포되는 것이 보다 바람직할 수 있으며, 이 경우 백업제(13) 상부의 조인트갭(11)에 바인더 플러그(14)를 충진할 때 채널(12)의 바닥에 함께 도포될 수 있다.

탄성혼합물(17)은 고탄성의 바인더와 1등급 단입도골재의 혼합으로 이루어진다. 바인더는 본 발명의 특징에 따라 인도네시아 천연 아스팔트 70~97중량부에 개질제 조성물 3~30중량부로 구성된다. 그리고 개질제 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체 10~200 중량부와, 석유수지 10~50 중량부 및 점도조절제 10~100 중량부로 이루어진다.

인도네시아 천연아스팔트는 고온에서의 탄성계수가 매우 높아 강성을 강화시키기 위해 별도의 첨가제를 소량 첨가하여도 탄성복원력이 향상되는 특성을 가지며, 이에 따라 강성을 향상시키기 위한 첨가제를 소량 첨가할 경우 높은 탄성과 함께 우수한 강성을 확보할 수 있다.

스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록공중합체는 시공 후 탄성혼합물(17)의 형상유지와 접착력을 향상시키는 기능을 하며, 아스팔트 연화점 등 고온 물성 개선효과가 현저하여 용해력이 우수할 뿐 아니라 탄성복원력도 좋다.

에틸렌-비닐-아세테이트 중합체는 바인더의 접착강도를 크게 향상시키며, 석유수지는 바인더의 지나친 점도를 낮추면서 고온 물성을 높이는 동시에 점착성능을 부여하여 접착강도를 향상시킬 뿐 아니라 20℃ 이하 저온에서의 균열과 취성파괴를 방지한다.

이러한 석유수지는 10~50 중량부가 포함된다. 석유수지가 10 중량부 미만일 경우, 접착력이 저하되고 이에 따라 단입도골재와 혼합된 탄성혼합물 자체의 균열저항성과 접착성능이 저하된다.

석유수지가 50 중량부를 초과할 경우, 접착력이 크게 향상되지 않아 단입도골재와 혼합된 탄성혼합물 자체의 균열저항성과 접착성능이 크게 증대되지 않는 반면에, 제조 원가가 상승되는 문제점이 발생된다. 따라서, 석유수지는 10~50 중량부 정도 혼합되는 것이 가장 바람직하다.

점도조절제는 동,식물성 오일 등의 오일류가 사용될 수 있으며, 바인더 조성물을 가열하 때 점도를 감소시켜 시공성을 향상시키면서도 고온에서의 점도 변화의 급격한 감소를 방지한다. 또한, 시공 후에도 형상유지력이 그대로 유지되어 흐르지 않아서 좋다.

그리고 단입도골재는 현무암, 사암, 반려암 및 화강암 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 입도가 14~20㎜인 쇄골석재로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 탄성혼합물(17)은 바람직하기로 간접가열방식의 교반기에 의해 약 170~190℃로 가열된 후 채널(12)에 포설되는데, 이때 포설두께 10㎝를 기준으로 포설면적 1㎡당 바인더 50㎏, 단입도골재 170㎏의 비율로 포설한 뒤 다짐하는 것이 바람직하다.

한편, 채널(12) 내에 포설되어 다져진 탄성혼합물(17)의 표면에는 포장층(2)과의 접착성을 향상시키면서 방수능력을 높이기 위한 마감코팅층(18)이 포장층(2)을 일부 침범하도록 형성된다.

따라서 본 발명의 신축 조인트(10)는 탄성혼합물(17)의 균열저항성과 접착성능이 대폭 증대됨과 함께 소성변형 저항성이 향상되어 신축 조인트(10)에서 인장력과 압축력을 효과적으로 흡수할 수 있음은 물론이고, 포장층(2)과 탄성혼합물(17)간의 분리현상도 최대한 억제할 수 있으며, 견고하게 부착된 단입도골재의 맞물림으로 차량하중에 의한 소성변형도 최소화함으로써 조인트)10)의 내구성과 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.

다음, 이와 같은 구조적 특징을 가지는 본 발명 도로구조물용 신축 조인트(10)의 시공방법을 도 3을 병행하여 설명한다.

단계(100)에서, 로드컷을 사용하여 포장층(2)을 일정간격으로 절단하고, 소형 브레이커나 워터햄머 등으로 절단된 포장층(2)을 파괴한다. 그리고 파괴된 포장층(2)을 제거함으로써 슬래브(1)들간의 조인트갭(11) 상부에 소정의 폭을 갖는 채널(12)을 형성한다.

다음, 단계(110)에서, 충분한 접착력을 발휘하고 박리현상을 방지하기 위해 채널(12) 내의 레이턴스, 먼지, 유지 등을 숏블라스트나 블로워 또는 물청소 기계기구 등을 사용하여 깨끗이 제거한 후, 토치 등을 사용하여 완전히 건조시킨다.

이후, 단계(120)에서, 슬래브(1)들 사이의 조인트갭(11)에 내열성을 겸비한 고탄성의 백업제(13)을 삽입하고, 단계(130)에서, 백업제(13) 상측의 조인트갭(11) 내에 주입기(도시하지 않음)를 사용하여 바인더 플러그(14)를 충진한다.

바인더 플러그(14)는 바람직하기로 채널(12) 내에 포설되는 탄성혼합물(17)을 구성하는 고탄성 바인더를 충진하여 형성할 수 있으며, 이 경우 균열저항성과 접착성이 우수할 뿐 아니라 방수능력도 탁월하여 조인트(10)의 내구성과 안정성 향상에 더욱 좋다..

다음, 단계(140)에서, 바인더 플러그(14)가 충진된 조인트갭(11) 상부의 채널(12) 바닥에 지지판(15)을 재치하고, 단계(150)에서, 지지판(15)을 포함한 채널(12)의 전 내면에 접착제인 프라이머(16)를 소정두께로 도포한다.

이러한 프라이머(16) 역시 바인더 플러그(14)와 마찬가지로 탄성혼합물(17)을 구성하는 고탄성 바인더가 사용되는 것이 바람직하며, 도포면적 1㎡당 약 2.5㎏의 양을 2㎜이상으로 균일하게 도포하는 것이 바람직하다.

이때, 지지판(15)의 보다 안정된 정착을 위해서 지지판(15)이 재치되는 채널(12)의 바닥에도 프라이머(16)가 도포되는 것이 바람직한 바, 이 경우 전술한 바이던 플러그(14) 충진단계(140)에서 동시에 도포될 수 있다.

다음, 단계(160)에서, 간접가열방식의 교반기에 인도네시아 천연아스팔트 70~97 중량부와, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체 10~200 중량부와 석유수지 10~50 중량부 및 점도조절제 10~100중량부로 이루어진 개질제 조성물 3~30 중량부로 이루어진 바인더 조성물과 입도가 14~20㎜인 1등급 단입도골재를 넣고 소정온도, 바람직하기로 170~190℃로 가열하여 바인더 조성물을 용융시킴으로써 바인더와 단입도골재를 골고루 혼합시킨 탄성혼합물(17)을 프라이머(16)가 도포된 채널(12) 내에 포설한다.

이때, 포설되는 탄성혼합물(17)은 포설두께 10㎝를 기준으로 포설면적 1㎡당 바인더 50㎏, 단입도골재 170㎏의 비율로 포설한다.

다음, 단계(170)에서, 채널(12) 내에 포설된 탄성혼합물(17)을 예컨대 탄템롤러 등을 사용하여 단단히 다진다.

여기서, 탄성혼합물 포설단계(160)와 다짐단계(170)는 한 번의 작업으로 진행하는 것 보다 적정두께로 수회에 걸쳐 반복 수행하는 바람직할 수 있다.

다음, 단계(180)에서, 다져진 탄성혼합물(17)의 표면온도가 대략 100~150℃로 충분히 식은 상태에서 탄성혼합물(17)의 표면과 포장층(2)의 일부를 포함하도록 마감코팅제를 도포하여 마감코팅층(18)을 형성함으로써 신축 조인트(10)의 설치를 완료한다.

한편, 도 2에는 본 발명에 의한 도로구조물용 신축 조인트(10)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 이 실시예는 전술한 실시예의 구성에서 일부를 제외하고 동일한 구성을 가지는 바, 편의상 대응되는 부위에 동일한 부호를 기재하고 중복설명은 생략하기로 한다.

이 실시예는 전술한 실시예의 구성에서, 지지판(15)을 조인트갭(11) 상부의 채널(12) 바닥에 유동없이 확실하게 정착시킬 수 있는 정착핀(19)를 더 포함하는 구성이다.

이에 따라 프라이머(16)와 함께 정착핀(19)에 의해 지지판(15)을 보다 확실하고 안정되게 위치 고정시킬 수 있어 시공이 용이해짐은 물론이고 시공 후에도 차량 하중에 의한 유동이 확실히 방지되어 탄성혼합물(17)의 균열이나 파손을 최대한 억제시킬 수 있게 된다.

한편, 지지판(15)은 금속재로 이루어질 수 있고, 이러한 지지판(15)의 표면에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위하여 부식방지도포층이 도포될 수 있다. 이 부식방지도포층의 도포 재료는 메트캅토트리아졸 20중량%, 페트롤륨술포네이트 15중량%, 머캅토벤조티아졸 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 30중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 형성할 수 있다.

메트캅토트리아졸, 페트롤륨술포네이트 및 머캅토벤조티아졸은 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.

유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.

산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

또한, 지지판(15)의 둘레에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 알킬레이트 폴리글루코사이드와 아미노알킬 슬로베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.

상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 지지판(15) 둘레에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 지지판(15) 둘레의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 500Å 미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 0.1 몰 및 아미노알킬 슬로베타인 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

그리고, 채널(12)에는 기능성 오일이 혼합된 방향제 물질이 코팅될 수 있으며, 이에 따라 채널(12)을 살균 처리하고, 채널(12)의 운반, 시공시 작업자의 스트레스를 완화하는 효과를 갖는다.

상기 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합 비율은 방향제 물질 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 데알바타아카시아 오일(Acacia dealbata oil) 50중량%, 발레리아나 파우리아이 오일(Valeriana fauriei oil) 50중량%로 이루어진다.

여기서 기능성 오일은 방향제 물질에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합 비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 3~5중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.

데알바타아카시아 오일(Acacia dealbata oil)의 주 화학성분은 palmic aldehyde, enanthic acid 등이며, 향이 좋으며 살균, 항울작용, 스트레스 완화작용 등에 좋은 효과가 있다.

발레리아나 파우리아이 오일(Valeriana fauriei oil)은 주 화학성분은 bornyl acetate, pinene 등이며, 혈압강하작용과 더불어 마음을 가라앉히고 진정시키는 작용을 하므로 불안, 긴장완화 등에 작용효과가 우수하다.

이러한 기능성 오일이 채널(12)에 코팅되므로 채널(12)을 살균처리할 수 있을 뿐 아니라, 채널(12)의 운반 및 시공시 작업자의 피로 회복에 도움을 준다.

또한 고탄성 바인더에는 탄력증강제가 더 혼합될 수 있는 바, 고탄성 바인더 90중량부에 탄력증강제 10중량부가 혼합된다.

고탄성 바인더에 10중량부 혼합되는 탄력증강제는 고무, 카아본블랙, 산화방지제, 유황이 혼합되어서 이루어지는 바, 이들의 혼합 비율은, 고무 60중량%, 카아본블랙 33~36중량%, 산화방지제 2~5중량%, 촉진제인 유황 1~3중량%를 혼합한다.

카아본블랙은 내마모성을 증대시키는 것이므로 이를 첨가하되, 함유량이 33중량% 미만이면, 탄성과 내마모성이 줄어들며, 36중량%가 초과 되면 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 33~36중량%를 혼합한다.

산화방지제는 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 또는 RD(POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2- DIHYDROQUINOLINE)을 선택하여 2~5중량%를 첨가하는 것으로, 2중량% 미만이면, 제품이 산화가 되기 쉽고, 너무 많이 첨가하여 5중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 또한 산화방지제의 가격이 비싸기 때문에 2~5중량%가 적정하다.

촉진제인 유황은 1~3중량%를 혼합한다. 1 중량% 미만은 성형시 가열공정에서 가황작용 효과가 미미하므로, 1 중량% 이상을 첨가한다. 3중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 1 ~ 3중량%가 적정하다.

따라서 본 발명은 여러 방향에 탄성을 갖는 탄력증강제가 고탄성 바인더에 더 혼합되므로 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 신축 조인트의 성능이 향상된다.

1 : 슬래브 2 : 포장층
10: 신축 조인트 11 : 조인트갭
12: 채널 13 : 백업제
14 : 바인더 플러그 15 ; 지지판
16 : 프라이머 17 : 탄성혼합물
18 : 마감코팅층 19 : 정착핀

Claims (4)

1. 도로구조물의 이웃하는 슬래브들간에 형성되는 조인트갭;
   상기 조인트갭 상부의 포장층을 일정폭으로 절단하여 형성된 채널;
   소정탄성을 갖는 탄성재로 구성되어서 상기 조인트갭에 삽입되는 백업제;
   상기 백업제 상부의 상기 조인트갭에 충진되는 바인더 플러그;
   상기 조인트갭 상부를 차폐하도록 상기 채널의 바닥에 설치되며, 상기 채널의 폭보다는 작은 폭을 갖는 지지판;
   상기 지지판을 포함한 상기 채널의 내면에 소정두께로 도포되는 프라이머;
   상기 프라이머가 도포된 상기 채널의 내부에 충진되는 탄성혼합물; 및
   상기 탄성혼합물의 상면에 도포되는 마감코팅층;을 포함하되,
   상기 탄성혼합물이, 인도네시아 천연아스팔트 70~97 중량% 및 개질제 조성물 3~30 중량%로 구성되되, 상기 개질제 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체 10~200 중량부와 석유수지 10~50 중량부 및 점도조절제 10~100중량부로 이루어진 바인더와, 현무암, 사암, 반려암 및 화강암 중 어느 하나로 이루어진 단입도골재로 구성되고;
   상기 탄성혼합물은, 포설두께 10㎝를 기준으로, 포설면적 1㎡ 당 바인더 50㎏, 단입도골재 170㎏의 비율로 혼합되고;
   상기 프라이머는, 상기 탄성혼합물을 구성하는 바인더가 사용되고, 도포면적 1㎡당 2.5㎏ 정도의 양이 2㎜이상으로 도포되며;
   상기 지지판을 위치 고정시키는 정착핀을 더 포함하고;
   상기 지지판은 금속재로 이루어지고, 금속재의 상기 지지판 표면에는 부식방지도포층이 도포되되, 상기 부식방지도포층의 도포 재료는 메트캅토트리아졸 20중량%, 페트롤륨술포네이트 15중량%, 머캅토벤조티아졸 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 30중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 형성되며;
   상기 채널에는 기능성 오일이 혼합된 방향제 물질이 코팅되되, 상기 방향제 물질 및 상기 기능성 오일의 혼합 비율은 상기 방향제 물질 95~97중량%에 상기 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 상기 기능성 오일은, 데알바타아카시아 오일(Acacia dealbata oil) 50중량%, 발레리아나 파우리아이 오일(Valeriana fauriei oil) 50중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 도로구조물용 신축 조인트.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1의 도로구조물용 신축 조인트를 이용한 시공방법에 있어서,
   이웃하는 슬래브들간에 형성된 조인트갭 상부의 포장층을 절단하여 소정폭의 채널을 형성하는 단계;
   상기 채널 내부에 존재하는 이물질을 제거하고 건조시키는 단계;
   상기 조인트갭에 소정의 탄성을 갖는 백업제를 삽입하는 단계;
   상기 백업제 상부의 상기 조인트갭에 방수성이 우수한 바인더 플러그를 충진하는 단계;
   상기 조인트갭 상부의 상기 채널 바닥에 지지판을 설치하는 단계;
   상기 지지판을 포함한 상기 채널의 내면에 프라이머를 소정두께로 도포하는 단계;
   인도네시아 천연아스팔트 70~97 중량% 및 개질제 조성물 3~30 중량%로 구성되되, 상기 개질제 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100중량부에 대하여 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체 10~200 중량부와 석유수지 10~50 중량부 및 점도조절제 10~100중량부로 이루어진 바인더와, 현무암, 사암, 반려암 및 화강암 중 어느 하나로 이루어진 단입도골재를 간접가열방식의 교반기를 사용하여 170~190℃로 가열한 탄성혼합물을 상기 프라이머가 도포된 채널 내에 포설하는 단계;
   상기 채널내에 포설된 탄성혼합물을 다짐기로 다져서 굳히는 단계; 및
   상기 다져진 탄성혼합물의 표면온도가 100~150℃로 냉각된 후, 탄성혼합물의 표면에 마감코팅을 시행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로구조물용 신축 조인트 시공방법.

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