KR101079727B1 - 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아스팔트 포장도로의 함몰방지 그루빙 구조체 및 시공방법에 관한 것으로, 그루빙 시공방법은 작업 대상 도로의 포장 노면을 청소하여 건조시키는 단계; 상기 포장 노면에 그루브를 형성하는 단계; 상기 그루브를 포함한 포장 노면에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머 상에 온도에 따라 색상이 변화하는 시온안료를 도포하여 경화시키는 단계; 및 상기 그루브 내에 고휘도 기능을 갖는 차선용 도료를 채우는 단계;를 포함한다. 본 발명에 따른 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법에 의하면, 내구성이 향상되어 노면 손상을 최소화할 수 있으므로, 유지 보수 관리비를 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다.

아스팔트, 도로, 포장, 그루브, 프라이머, 시온안료, 도료

Description

아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법{GROOVING STRUCTURAL BODY AND THE SPATIAL-TEMPORAL METHOD OF ASPHALT PAVEMENT}

본 발명은 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 그루브의 함몰을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 그루브에 대한 시인성을 향상시킬 수 있는 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용재료를 고려하여 충분한 배합설계와 시공을 한 가열혼합물이면 특별한 미끄럼방지용 혼합물을 사용할 필요는 없으나, 급구배구간, 곡선부, 구배구간의 교차점, 시거불량구간, 보행자가 많은 횡단보도의 앞부분 등과 같은 주의를 요하는 장소와, 적설 한냉지역 등과 같은 심한 미끄럼 발생이 예상되는 장소에서는 미끄럼에 대한 대책을 강구할 필요가 있다.

미끄럼 저항을 높이는 포장방법으로서는 혼합물 자체의 미끄럼 저항성을 높이는 공법, 노면에 경질골재를 살포하거나 접착시키는 공법 및 그루빙(Grooving) 등에 의해 조면 마무리하는 공법이 있다.

혼합물 자체의 미끄럼 저항을 높이는 공법은 도로면의 내구성을 증가시키기 위하여 개질 아스팔트를 사용하거나, 노면의 조도를 확보할 수 있는 개립도 혹은 개립도 아스팔트 혼합물을 이용하는 공법과, 골재의 전부 또는 일부에 경질골재를 사용하는 방법이 있는데, 이는 토페카의 잔골재로서 강한 골재와 연한 골재를 혼합 사용하여 일정 기간이 경과한 다음 강한 골재가 돌출되게 하여 미끄럼 방지 효과를 나타내는 것이다. 이는 돌출된 잔골재를 이용하여 미끄럼을 방지하고자 하는 것인데, 돌출된 잔골재로 인하여 자동차 주행시 진동과 소음이 발생하게 되어 고속 주행용의 도로 포장 방법으로는 적합하지 않다.

노면에 경질골재를 살포하거나 접착하는 공법은 포설 직후 혼합물의 노면에 입경이 1.0~3.3㎜의 범위에 있는 것을 일반적으로 사용하거나 5㎜의 경질골재를 살포하여 전압하는 공법, 혹은 결합재로서 수지계 재료를 사용해서 접착시키는 니트공법이 있다. 이 공법은 상기한 혼합물 자체의 미끄럼 저항을 높이는 공법보다 미끄럼 방지의 효과가 낮은 구조적인 문제점이 있었다.

그루빙 공법은 콘크리트 포장도로 또는 유화아스팔트와 파쇄석 등이 혼합 포설되는 SM공법으로 포장된 도로면의 미끄럼 저항력과 배수능력을 증대시켜서 노면에 수막이 형성될 때에 하이드로플레닝(Hydropplaning)현상의 방지, 미끄럼 사고를 방지할 목적으로 포장 노면에 홈(그루브)을 만드는 것으로, 안전구 설치 공간이라고도 부른다.

이러한 그루빙 공법은, 미끄럼 방지, 수막현상 방지 및 배수성 향상에 따른 미끄럼 방지, 결빙억제 및 주행 안전성 향상, 소음감소 대책 등을 위해 적용되고 있고, 실제로 한국교통연구원에 따르면 그루브 설치 후 도로 이탈 사고는 38%가량 감소한 것으로 보고되고 있다.

도 1은 일반적인 형태의 그루빙 공법이 시공된 도로의 단면도를 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 도로 포장면의 홈은 포장면 무늬 단위 간격의 넓이에 따라 텍스투어링(Texturing)과 그루빙(Grooving)으로 구분하는데, 골의 중앙부와 다음 골의 중앙부까지 이르는 단위 패턴의 폭(W)의 길이가 1.7㎜ 이상은 그루빙이고, 그보다 작은 경우를 텍스투어링으로 분류하고 있다.

그리고 그루빙을 패턴별로 분류하면 차량이나 항공기의 주행방향과 수평하게 홈을 형성하는 종방향 그루빙과 진행방향에 수직으로 절단하는 횡방향 그루빙으로 구분한다.

종방향 그루빙의 세로형 홈은 커브, 경사면, 옆바람을 받기 쉬운 직선도로, 육교 등에 적합한데, 커브에서는 타이어의 그립력을 높이고 코너링시의 조종을 안정화하고, 직선도로에서는 옆바람에 대한 저항력으로 미끄럼에 의한 사고를 방지한다.

횡방향 그루빙의 가로형 홈은 주행시에 타이어로부터 전달되는 음과 진동에 의해 졸음 운전을 방지 및 감속 경고용으로 적용하고, 교차로, 횡단보도, 요금소 등의 진입구간과 우천시의 젖은 노면에서 제동거리를 단축할 수 있다.

횡방향 그루빙은 제동거리 단축과 의도적인 주행소음 발생과 진동을 발생시킴으로써 감속경고 효과를 목적으로 적용하고 있으며, 배수성이 취약한 구간 및 겨 울철에 결빙사고가 잦은 음지 구간의 평면 구간에 적용하고 있다.

지금까지 국내에서는 보편적으로 제동거리 단축을 위하여 횡방향 그루빙만을 적용하여 왔으나, 운전자 시설 유도 효과 및 시인성 향상과 소음감소, 운전 편의성 향상, 주행 접지력 향상 등에서 탁월한 효과가 있는 종방향 그루빙 방식을 곡선 구간, 경사 구간, 터널 구간 등을 중심으로 확대 적용하여 교통사고의 감소에 크게 기여하고 있다.

이러한 그루빙 공법은 마찰력 증진 및 기대효과를 충족시키기 위하여 추가적인 공법이 다양하게 제안되었다.

그 일례로 특허공개 제10-2005-0047225호의 '노면의 분진방지 피복 그루빙 공법'과 특허 제10-681878호의 '어린이 보호구역 도로의 그루브 시공방법'이 알려져 있다.

전자의 경우는, 포장도로면에 그루빙이 가해지는 노면 형성 공법에 있어서, 그루빙 단계를 통하여 형성된 그루브에 코팅 피복을 가하는 그루브 피복단계를 포함하는 것이다. 이러한 공법은 도 2에 도시된 바와 같이, 그루빙을 형성한 다음에 노면 마찰력을 증진시키기 위하여 후속적으로 그루빙이 형성된 표면에 수지코팅을 부여하는 것이다.

이러한 시공 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 그루빙 시공 후에 도포되는 수지(1)에 의하여 그루빙에 의해 형성되는 홈(2)이 수지(1)로 메워지는 현상이 발생하여 미끄러짐 방지와 시인성 확보가 어렵고, 배수효과도 저하되는 문제점이 있다.

후자의 경우는, 포장 도로면에 다수의 연속된 그루브를 형성하는 노면 그루빙 공법에 있어서, 도로에 이물을 제거하는 노면 청소단계와, 완전히 건조된 노면에 일반 노면과 확연히 구분되는 계열의 색상을 가진 페인트를 노면의 표면에 칠하는 도색층 형성단계와, 도색층이 형성된 도로의 주행방향과 직각방향으로 연속된 그루브를 절삭하면서 동시에 발생되는 분진을 진공으로 흡수하도록 하되, 상기 그루브의 깊이와 너비, 그리고 인접한 그루브의 간격 비율이 약 1 : 2 : 10이 되도록 상기 그루브의 깊이가 약 4~5㎜, 너비는 약 9㎜, 그리고 인접한 그루브의 간격은 약 50㎜로 형성하는 일련의 단계가 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 시공방법은 도로 표면에 도색층을 형성한 다음 그루브를 형성함으로써 상기한 예와 같이 그루브가 막히는 현상이 방지되었다. 그러나 그루빙 구조체는 도로 표면으로부터 일정한 간격을 두고 일정한 그루브가 형성되는 관계로 그루빙 구조체의 내구성이 약화되고 완충 기능을 발휘할 수 없는 구조적인 문제점도 있는데, 단지 도로 표면에 도색층을 형성하는 구조만으로는 그루빙 구조체의 내구성을 향상시키거나 완충 기능 및 장력을 향상시킬 수 없는 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 내구성이 향상되어 노면 손상을 최소화할 수 있는 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 완충기능 및 장력을 향상시켜서 타이어의 노면 접지력을 증대시킬 수 있는 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 시인성을 강화하기 위한 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 제1발명은, 아스팔트 포장도로의 함몰방지 그루빙 시공방법에 관한 것으로, 작업 대상 도로의 포장 노면을 청소하여 건조시키는 단계; 상기 포장 노면에 그루브를 형성하는 단계; 상기 그루브를 포함한 포장 노면에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머 상에 온도에 따라 색상이 변화하는 시온안료를 도포하여 경화시키는 단계; 및 상기 그루브 내에 고휘도 기능을 갖는 차선용 도료를 채우는 단계;를 포함하고, 상기 차선용 도료를 채우는 단계에서는, 상기 차선용 도료를 상기 그루브의 1/3~1/2 높이로 채우는 것을 특징으로 한다.

삭제

제3발명은, 제2발명에서, 상기 그루브 형성단계에서는, 도로의 종방향 또는 횡방향을 따라 병렬로 다수개의 그루브를 형성하는 것을 특징으로 한다.

제4발명은, 제3발명에서, 상기 시온안료를 도포하는 단계에서는, 상기 시온안료를 그루브를 제외한 포장 노면에만 도포하는 것을 특징으로 한다.

제5발명은, 아스팔트 포장도로의 함몰방지 그루빙 구조체에 관한 것으로, 제1발명 내지 제4발명 중 어느 하나의 시공방법으로 제작되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법에 의하면, 내구성이 향상되어 노면 손상을 최소화할 수 있으므로, 유지 보수 관리비를 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명에서는 그루브 내에 차선용 도료를 채움으로써, 차선용 도료가 경화함에 따라 그루브를 지지하게 되어 차량으로부터 가해지는 그루브에 대한 횡력을 감소시켜 그루브의 파손으로 인한 포장 도로의 함몰을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 완충기능 및 장력을 향상시켜서 타이어의 노면 접지력을 증대시킬 수 있으므로, 그루빙 구조체의 기능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 타이어의 접지력을 강화하여 높은 미끄러짐 저항성을 나타낼 수 있으므로, 예를 들면 젖은 노면을 50㎞/h의 속도로 주행할 경우 제동거리를 30~40% 단축시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따르면, 시인성을 강화하여 주야간에 안전 운전을 도모할 수 있는 잇점이 있다. 특히, 그루브 내에 채워진 차선용 도료는 고휘도 기능을 갖는 것을 사용함으로써, 야간에 차량이 그루브에 접근하면 차량의 헤드라이트 빛이 차 선용 도료에 반사되어 운전자가 그루브의 존재를 미리 인식할 수 있으므로, 운전자의 안전운행을 도울 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 아스팔트 포장도로의 그루빙 구조체 및 그 시공방법에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 아스팔트 포장도로의 그루빙 시공방법을 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 그루빙 구조체를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 그루빙 구조체의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그루빙 시공방법은, 작업 대상 도로(10)의 포장 노면을 청소하는 단계로부터 개시된다. 이때 청소는 먼지 등의 이물질을 작업 대상 도로(10)의 노면으로부터 제거하기 위한 것으로, 물 등의 액체를 이용하여 청소하는 경우에는, 다음 단계를 수행하기 위하여 도로(10)의 노면을 완전히 건조시켜야 한다.

여기서, 그루빙 시공이 필요한 장소는, 미끄럼 방지, 곡선도로 이탈사고 방지, 결빙 방지, 수막현상 방지, 감속 경고 구간, 사고 다발 구간 및 사고 발생 위험 구간에 대해 선정한다. 다만, 아스팔트 포장 도로에 대한 그루빙 공법은 기존의 포장 표면의 일부를 제거하는 형식으로 이루어지므로, 평탄성 저하, 균열 등의 파손 없이 포장면의 상태가 양호한 구간에 대하여 포장 재료의 특성, 해당 구간에 차 량 등에 의해 가해지는 하중 및 해당 구간을 통행하는 차량의 운행 특성을 종합적으로 고려하고 소성변형의 우려가 없는 구간으로 제한하여 적용되어야 한다(단계 S10).

도로(10)의 포장 노면에 대한 청소 단계가 마무리되면, 상기 포장 노면에 그루브(20)를 형성한다. 이때 상기 그루브(20)는 도로(10)의 횡방향 또는 종방향을 따라 병렬로 다수개로 형성된다. 상기 횡방향 그루빙은 차량이나 항공기의 주행방향과 수평하게 포장 노면에 그루브(20)를 형성하는 것을 의미하고, 상기 종방향 그루빙은 진행방향에 수직으로 그루빙을 형성하는 것을 의미한다.

해당 도로(10)에서 그루브(20)를 횡방향 또는 종방향으로 형성할지는, 그루브(20) 형성의 목적에 따라 결정된다. 즉, 횡방향 그루빙은 제동거리를 단축시킴과 아울러, 의도적인 주행 소음 및 진동을 발생시켜 감속 경고 목적을 위하여, 주로 교차로, 횡단보도, 요금소 등의 진입구간에 사용된다. 한편, 종방향 그루빙은 운전자의 시선 유도 효과 및 시각으로 사물을 인식하는 시인성 향상과 소음감소, 운전 편의성 향상 및 주행 접지력 향상을 목적으로, 주로 커브, 경사면, 옆바람을 받기 쉬운 직선도로, 육교 등에 사용된다.

그리고 그루브(20)를 형성하는 과정에서 도로(10) 포장의 일부가 절단되어 절단분진이 발생하는데, 이러한 절단분진은 통상 사용되는 집진장치 등으로 수거하고, 그루브(20)를 포함하는 도로(10) 포장의 노면을 깨끗이 청소한다(단계 S20).

이와 같이 형성된 그루브(20)를 포함한 포장 노면에는 프라이머(30)가 도포된다. 상기 프라이머(30)는, 아스팔트 포장 노면이나 골재와의 부착성이 좋고, 고 무, 철제레끼 등으로 균일하게 도포할 수 있으며, 점성을 가짐과 함께, 내마모성, 내충격성, 내구성, 내수성, 내유성 및 내약품성이 좋아야 한다. 또한 프라이머(30)는 아스팔트의 변형 및 기후 조건에 적응할 수 있도록 탄성도가 크고, 경화시간은 6℃ 이상의 대기온도에서 자연 양생시 2시간 이상 확보되어야 한다.

이러한 프라이머(30)의 도포 두께에 대해서는 특별한 한정이 없으나, 대략 2~3㎜ 정도인 것이 바람직하다.

그리고 프라이머(30)는 그루브(20) 내에서 이하에서 설명될 차선용 도료(50)의 고착 및 수명 연장을 위하여 사용되는 것이므로, 그루브(20) 내에만 도포되어도 충분하다. 그러나 프라이머(30)를 그루브(20) 내에만 도포할 경우에는 작업성이 저하되고 작업시간이 연장될 수 있으므로, 본 실시예에서는 그루브(20)를 포함한 도로(10)의 포장 노면 전체에 프라이머(30)를 도포하는 것으로 설명하고 있다. 따라서 작업성과 작업시간이 고려되지 않는다면, 그루브(20) 내에만 프라이머(30)를 도포하는 경우도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다(단계 S30).

다음으로, 상기 프라이머(30) 상에는 시온안료(40)가 도포된다. 이때 상기 프라이머(30)는 그루브(20)를 포함한 포장 노면에 도포되고, 상기 그루브(20) 내에는 프라이머(30)가 차선용 도료(50)를 고착시키는 역할을 하므로, 상기 시온안료(40)는 그루브(20)를 제외한 도로(10)의 포장 노면에만 도포되는 것이 바람직하다.

시온안료(40)는 온도에 따라 색상이 변화할 수 있는 금소착염, 코레스텔릭액정, 메타모컬러 등과 같은 가역성의 것이 사용된다. 이러한 시온안료(40)는 기본적 으로 기준 온도(-15℃~70℃) 이하에서는 고유 색상을 나타내고, 기준 온도 이상에서는 투명하게 되는 특성을 갖는 것으로, 주야간의 온도차와 결빙시 노면의 온도 변화 등 습도와 온도에 따라 색상이 변화됨으로써, 운전자에게 기상 상태에 따른 노면 상태를 주지시켜 안전운행에 기여할 수 있게 한다.

상기 시온안료(40)의 도포 두께에 대해서도 특별한 한정은 없으나, 대략 2~3㎜ 정도인 것이 바람직하다(단계 S40).

이와 같이 시온안료(40)가 도포되고 완전히 경화된 후에, 그루브(20)에는 차선용 도료(50)가 채워진다. 이때 상기 차선용 도료(50)는 고휘도 기능을 갖는 것으로, 축광도료, 발광도료 또는 재귀반사도료 중 선택하여 사용할 수 있다. 특히 재귀반사 도료는, 도로 표지의 라인 등이 야간에 잘 보이게 하기 위하여 도료로 라인 등을 도장하고, 그 위에 직경 1㎜ 전후의 유리알을 도료 속에 1/2∼2/3가 잠기도록 뿌려 준 것으로, 자동차의 헤드 라이트 등을 비추었을 때 빛이 반사되어 운전자는 밝은 라인을 보게 된다.

이러한 차선용 도료(50)를 그루브(20)에 채우는 것은, 야간에 운전자가 미리 포장 노면에 형성된 그루브(20)의 존재를 인식하게 함으로써 안전운행에 도움을 주기 위한 것이다. 특히 도 5에 도시된 바와 같이, 차선용 도료(50)를 그루브(20)의 높이(H)에 대해 대략 1/3H~1/2H의 높이로 채움으로써, 차량의 통행으로부터 차선용 도료(50)의 마모를 방지함과 아울러, 차량이 그루브(20)에 일정 거리(L)만큼 접근했을 때 미리 그루브(20)를 인식할 수 있다.

또한 차선용 도료(50)가 그루브(20)에 채워짐으로써, 차선용 도료(50)가 경 화되면서 차량으로부터 그루브(20)에 가해지는 횡력에 대해 상기 그루브(20)를 지지하여 줄 수 있다. 따라서 차량의 통행에 따라 그루브(20)가 밀리거나 파쇄되는 현상을 감소시킬 수 있다.

이때 차선용 도료(50)를 그루브(20)에 채우는 높이는 그루브(20)에 도달하기 전에 운전자의 시인성을 위한 것이므로, 만일 그루브(20)의 깊이가 좀 더 깊어진다면, 차선용 도료(50)를 그루브(20)에 채우는 양을 그에 따라 증가시킬 수도 있다.

차선용 도료(50)를 그루브(20)에 채우면 차선용 도료(50)를 양생하고 양생이 완료된 후에 작업 대상 도로(10)의 교통을 개방하여 차량의 통행을 가능하게 할 수 있다.

이상과 같은 단계를 거쳐 본 발명에 따른 그루빙 시공방법이 수행되고, 상기 시공방법을 통해 본 발명에 따른 그루빙 구조체가 제작된다.

또한 본 실시예에서는 프라이머를 도포한 후에 시온안료를 도포하는 것으로 설명되고 있지만, 이는 시온안료의 시인성을 높이기 위한 것으로, 만일 투명한 프라이머가 사용된다면, 시온안료를 도포한 후에 프라이머를 도포하는 것도 가능하다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 일반적인 그루빙 시공 상태를 나타낸 아스팔트 포장 도로의 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 그루빙 시공 상태를 도시한 아스팔트 포장 도로의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 아스팔트 포장도로의 그루빙 시공방법을 도시한 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 그루빙 구조체를 도시한 사시도,

도 5는 도 4의 A-A'선에 따른 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 그루빙 구조체의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.

Claims (5)

1. 작업 대상 도로의 포장 노면을 청소하여 건조시키는 단계;

   상기 포장 노면에 그루브를 형성하는 단계;

   상기 그루브를 포함한 포장 노면에 프라이머를 도포하는 단계;

   상기 프라이머 상에 온도에 따라 색상이 변화하는 시온안료를 도포하여 경화시키는 단계; 및

   상기 그루브 내에 고휘도 기능을 갖는 차선용 도료를 채우는 단계;를 포함하고,

   상기 차선용 도료를 채우는 단계에서는, 상기 차선용 도료를 상기 그루브의 1/3~1/2 높이로 채우는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 함몰방지 그루빙 시공방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 그루브 형성단계에서는, 도로의 종방향 또는 횡방향을 따라 병렬로 다수개의 그루브를 형성하는 것을 특징으로 하는 포장도로의 함몰방지 그루빙 시공방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 시온안료를 도포하는 단계에서는, 상기 시온안료를 그루브를 제외한 포장 노면에만 도포하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 함몰방지 그루빙 시공방법.
5. 제1항, 제3항 또는 제4항의 시공방법으로 제작되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 포장도로의 함몰방지 그루빙 구조체.

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