KR101683587B1

KR101683587B1 - 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템

Info

Publication number: KR101683587B1
Application number: KR1020160034409A
Authority: KR
Inventors: 황익현; 황주철
Original assignee: 황익현; 황주철
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2016-12-07

Abstract

투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템이 소개된다.
본 발명의 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법은, 굵은 골재 최대치수가 5~25mm인 단입도 골재를 1500~1800kg/㎥ 준비하는 과정; 120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 시멘트를 200~400kg/㎥ 준비하는 과정; 5cm 이하의 슬럼프 값을 충족할 수 있도록 100~150kg/㎥의 물을 준비하는 과정; 에멀젼 수지는 에폭시, 아크릴, 우레탄, EVA, LATEX 수지, 방수제 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 사용하되, 시멘트 사용량의 고형분 50%를 기준으로 2~30중량% 범위 내에서 사용하는 과정; 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 상기 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 투수 콘크리트를 제조하는 과정; 상기 투수 콘크리트를 포설하고 다짐하는 과정; 상단 지름 150mm, 하단 지름 15mm, 높이 200mm의 반죽 질기 측정을 위한 깔데기에 투입하여 상단으로부터 100mm에 이르는 시간이 5초 이상이 되도록, 물, 시멘트, 에멀젼 수지를 혼합하여 1차 시멘트 폴리머를 제조하되, 숯, 활성탄, 황토, 제오라이트, 맥반석, 게르마늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 첨가하고, 혼합하여, 상기 투수 콘크리트에 살포하고, 다짐하는 과정; 상기 투수 콘크리트 상에 살포된 상기 1차 시멘트 폴리머를 1 시간 이상 응고시키는 과정; 및 응고된 상기 1차 시멘트 폴리머 상에, 상단 지름 150mm, 하단 지름 15mm, 높이 200mm의 반죽 질기 측정을 위한 깔데기에 투입하여 상단으로부터 100mm에 이르는 시간이 5초 미만이 되도록, 물, 시멘트, 에멀젼 수지를 혼합하여 2차 시멘트 폴리머를 제조하고, 살포하여 내부 공극을 보호하는 과정을 포함한다.

Description

투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템{Method and system for paving road using porous concrete}

본 발명은 다공성을 갖는 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

시멘트를 사용한 투수 콘크리트는 우수 등이 포장체에 흐를 수 있도록 연속 공극을 적용한 도로 포장방법으로, 롤러를 이용한 다짐방법과 인력을 이용한 포설방법으로 구분된다.

또한, 다공성을 갖는 투수 콘크리트 도로 포장은 기층과 노상으로 우수 등을 흡수하는 투수성 포장과, 포장체 내부로 우수 등을 배수하는 배수성 포장으로 구분된다.

본 발명자는 투수 콘크리트와 관련하여, 롤러로 다짐하는 유색 투수 콘크리트, 세립도 투수 콘크리트, 배수성 투수 콘크리트를 발명한바 있는바, 그 이후로 칼라 투수 콘크리트 등 다양한 발명이 이루어지고 있다.

시멘트를 이용한 투수 콘크리트, 다공성 콘크리트는 물, 시멘트, 단입도 골재, 안료 등으로 이루어지는데, 이는 슬럼프 값을 0cm로 하여 포설한 후 롤러로 다짐하는 방법과, 슬럼프 값을 증가시켜 포설 후 표면을 콘크리트 포설기인 스크리드 등으로 완성하는 방법으로 구분되며, 스크리드로 포설하는 경우 투수 콘크리트는 에멀젼 수지를 추가함으로써 강도를 보강하고 있다.

또한, 투수 콘크리트는 무기질 안료를 혼합 사용하여 칼라화하고 있는바, 시공 후 표면을 유성 타입 에폭시 등의 페인트로 코팅하여 완성되는데, 이는 시공 과정이 복잡하고, 유성 페인트 등을 이용하여 코팅하므로, 대기가 오염되는 문제점이 존재한다. 특히, 표면이 페인트 코팅되어 있어서 미끄럼 사고 발생 가능성이 크므로 사용 빈도가 감소하고 있다.

또한, 보도, 자전거 도로에 포장하는 경우, 동절기 도로에 살포하는 염화칼슘 영향으로 내구성이 저하되어 표면 박리는 물론, 시멘트 부위가 붕괴됨으로써 내구성이 저하되는 문제점도 존재한다.

한편, 도 1은 기존 투수 콘크리트의 공극을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 기존 투수 콘크리트에 사용되는 골재를 약 13mm의 원형 입자로 가정하여 표면 공극과 내부 공극을 비교하면, 내부 공극은 약 6.85㎠이며, 표면 공극은 골재와 맞물림 없는 개방된 상태의 공극도 존재하므로 약 18.17㎠에 달한다.

이로 인해 표면 공극과 내부 공극의 차이는 약 11.32㎠에 달하여 표면 공극이 내부 공극 대비 165%에 이르는바, 표면 강도가 극히 취약해지는 문제점이 존재한다.

상술한 바와 같이, 종래 투수 콘크리트는 다양한 문제점을 가지고 있는바, 이를 요약하면 아래와 같다.

첫째, 칼리 투수 콘크리트의 경우, 전 포장체에 안료를 혼합 사용하게 되므로, 생산 원가가 증가하는 문제점이 존재한다.

둘째, 유성 에폭시 등의 페인트로 표면을 코팅하게 되므로, 공사비가 증가하는 것은 물론, 유성 희석제에 의해 대기가 오염되며, 페인트는 양생 후 살포하게 되므로 시공 과정이 복잡해지고, 페인트 양생 시 시간이 소요되므로 개방 시간이 늦추어지는 것은 물론, 에폭시 살포로 표면이 미끄러워 안전 사고가 빈번하게 발생하는 문제점이 존재한다.

셋째, 동절기에 살포되는 염화칼슘으로 인해 내구성이 취약해지는 문제점이 존재한다.

넷째, 표면 공극이 내부 공급 대비 1.65배에 달하기 때문에, 표면 강도가 취약해져 내구성이 취약하므로, 차로 포장에는 적합하지 못 하다는 단점이 존재한다.

다섯째, 표면 공극이 커서 시공 후 양생 시간이 충분해야 하는바, 양생 시간이 충분하게 확보되지 못 하는 경우에는 크랙 발생 우려가 증가하고, 조기에 줄눈 절단 시에는 골재 입자가 떨어져 줄눈 부위기 지저분하게 형성되는 문제점이 존재한다.

여섯째, 기존 투수 콘크리트는 시멘트가 수분을 흡수하므로, 동결 융해가 취약한 문제점이 존재한다.

KR 1998-066436(1998.10.15)

본 발명은 동절기 도로에 살포되는 염화칼슘으로부터 보호되고, 표면의 강도가 개선되며, 동결 융해 저항성을 개선하여 내구성이 우수하고, 칼라 시멘트 폴리머를 살포하여 포장 과정에서 칼라화 가능하며, 투수 콘크리트에 안료를 혼합하지 않고서도 칼라 투수 콘크리트를 구성할 수 있는 것은 물론, 에폭시는 살포되지 않고, 시멘트 폴리머를 살포하므로 미끄럼 저항성을 증대시키며, 표면 강도가 보강되어 차도 포장까지 가능한 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가, 투수 콘크리트 포장을 배수성 포장으로 구성하여, 우수 등을 정수함으로써, 농업 용수, 생활 용수로 사용할 수 있는 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

삭제

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법은, 굵은 골재 최대치수가 5~25mm인 단입도 골재를 1500~1800kg/㎥ 준비하는 과정; 120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 시멘트를 200~400kg/㎥ 준비하는 과정; 5cm 이하의 슬럼프 값을 충족할 수 있도록 100~150kg/㎥의 물을 준비하는 과정; 에멀젼 수지는 에폭시, 아크릴, 우레탄, EVA, LATEX 수지, 방수제 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 사용하되, 시멘트 사용량의 고형분 50%를 기준으로 2~30중량% 범위 내에서 사용하는 과정; 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 상기 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 투수 콘크리트를 제조하는 과정; 상기 투수 콘크리트를 포설하고 다짐하는 과정; 상단 지름 150mm, 하단 지름 15mm, 높이 200mm의 반죽 질기 측정을 위한 깔데기에 투입하여 상단으로부터 100mm에 이르는 시간이 5초 이상이 되도록, 물, 시멘트, 에멀젼 수지를 혼합하여 1차 시멘트 폴리머를 제조하되, 숯, 활성탄, 황토, 제오라이트, 맥반석, 게르마늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 첨가하고, 혼합하여, 상기 투수 콘크리트에 살포하고, 다짐하는 과정; 상기 투수 콘크리트 상에 살포된 상기 1차 시멘트 폴리머를 1 시간 이상 응고시키는 과정; 및 응고된 상기 1차 시멘트 폴리머 상에, 상단 지름 150mm, 하단 지름 15mm, 높이 200mm의 반죽 질기 측정을 위한 깔데기에 투입하여 상단으로부터 100mm에 이르는 시간이 5초 미만이 되도록, 물, 시멘트, 에멀젼 수지를 혼합하여 2차 시멘트 폴리머를 제조하고, 살포하여 내부 공극을 보호하는 과정;을 포함한다.
상기 1차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위 내에서 살포되고, 물 100 중량부에 시멘트 20~200 중량부와, 고형분 50% 기준의 에멀젼 수지 5~200 중량부, 규사 5~200 중량부가 혼합되어 형성되며, 상기 2차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위에서 살포되고, 물 100중량부에 시멘트 5~50중량부와, 에멀젼 수지 고형분 50% 기준으로 10~500 중량부가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 1차 시멘트 폴리머에는 시멘트 사용량의 3~30중량부의 안료가 더 첨가되고, 상기 2차 시멘트 폴리머에는 상기 시멘트 사용량의 20중량부 범위 내에서 안료가 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법은, 굵은 골재 최대치수가 5~25mm인 1500~1800kg/㎥의 단입도 골재와, 120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 200~400kg/㎥의 시멘트와, 5cm 이하의 슬럼프 값을 충족시키는 100~150kg/㎥의 물과, 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 상기 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 제조된 투수 콘크리트를 불투수층 상에 포설하고, 다짐하는 과정; 상기 투수 콘크리트 상에 표면 보호제로 1차 시멘트 폴리머 및 내부 공극 보호제로 2차 시멘트 폴리머를 살포하는 과정; 및 상기 투수 콘크리트 및 불투수층 일측에, 우수의 흐름 방향으로 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층이 순차적으로 설치된 집수정을 설치하고, 상기 집수정을 물탱크와 연결하는 과정을 포함하고, 상기 집수정에는, 상기 투수 콘크리트를 통과한 우수가 순차적으로 통과할 수 있도록, PET, PP, PE 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재질로 제조되어 1*10-2cm/sec 이상의 투수계수를 갖는 마대에 각각 담겨진 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층이 순차적으로 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층은 상기 집수정 내부에서 스테인리스, 코팅된 다공망, 체망으로 구획된 공간에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 1차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위 내에서 살포되고, 물 100 중량부에 시멘트 20~200 중량부와, 고형분 50% 기준의 에멀젼 수지 5~200 중량부, 규사 5~200 중량부가 혼합되어 형성되고, 상기 2차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위에서 살포되고, 물 100중량부에 시멘트 5~50중량부와, 에멀젼 수지 고형분 50% 기준으로 10~500 중량부가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 1차 시멘트 폴리머에는 시멘트 사용량의 3~30 중량부의 안료가 더 첨가되고, 상기 2차 시멘트 폴리머에는 상기 시멘트 사용량의 20 중량부 범위 내에서 안료가 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법은, 우수가 포장체 내부로 흐를 수 있도록, 투수 콘크리트 포설 후 단면이 사다리꼴 형상인 상대하소의 사각 또는 원기둥 형상의 구조물을 얹어 로라 다짐 및 친환경 포장하는 과정; 공극보호재인 2차 시멘트 폴리머 0.5~2㎏/㎡를 먼저 살포하고 1차 시멘트 폴리머를 2㎏/㎡ 이상 살포하여 표면공극을 매꾸어 표면을 불투수층으로 구성하는 과정; 상기 구조물을 제거한 후, 상기 구조물 형상과 대응되는 형상을 갖으며, 철, 스테인리스, 플라스틱 중에서 선택된 어느 하나의 재질을 갖는 다공성 용기를 넣는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장 시스템은, 불투수층; 굵은 골재 최대치수가 5~25mm인 1500~1800kg/㎥의 단입도 골재와, 120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 200~400kg/㎥의 시멘트와, 5cm 이하의 슬럼프 값을 충족할 수 있도록 100~150kg/㎥의 물과, 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 상기 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 제조되되, 상기 불투수층 상에 포설되어, 다짐 형성되는 투수 콘크리트; 상기 불투수층 및 투수 콘크리트 일측에 설치된 집수정; 및 상기 집수정과 연결된 물탱크를 포함하고, 상기 집수정은, 상기 투수 콘크리트를 통과한 우수가 순차적으로 통과할 수 있도록, PET, PP, PE 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재질로 제조되어 1*10-2cm/sec 이상의 투수계수를 갖는 마대에 각각 담겨진 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층이 순차적으로 설치된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따르면 아래와 같은 다양한 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 1차 시멘트 폴리머 살포에 따라 다공성 투수 콘크리트의 표면강도를 보강하여, 투수 콘크리트의 내구성을 개선함으로써, 차도 포장까지 가능한 이점이 있다.

둘째, 칼라 시멘트 폴리머를 사용하므로, 안료를 홉합하여 사용하지 않고서도, 다양한 칼라 투수 콘크리트를 완성할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 묽은 2차 시멘트 폴리머를 이용하므로, 동절기에 살포하는 염화칼슘에 의한 염해를 방지하므로, 내구성이 저하되는 것을 방지하고, 1차 시멘트 폴리머의 백화를 방지할 수 있는 이점이 있다.

넷째, 포설 면이 완전히 건조되어야 살포되었던 별도의 유성 에폭시 살포 공정을 생략, 공기 오염이 방지되고, 공정 상의 이점이 발현된다.

다섯째, 배수성 포장은 투수성 포장과 더불어 강우 시 포장체 내로 유속을 조절하고, 포장체와 탱크에서 물을 저장할 수 있어 하천, 강의 범람을 방지하고, 우수 등을 정화하여 생활 용수, 농업 용수 등으로 재활용할 수 있는 이점이 있다.

여섯째, 인체에 이로운 물질을 공극에 채움으로써, 친환경 도로포장을 구현할 수 있다.

일곱째, 에멀젼 수지를 사용하므로, 강도 증대와 동결 융해 저항성을 높여 내구성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 기존 투수 콘크리트의 공극을 나타낸 도면,
도 2는 반죽질기를 측정하기 위한 도구를 나타낸 도면,
도 3의 (a)는 본 발명의 투수 콘크리트 포장 시스템의 일 실시예,
도 3의 (b)는 본 발명의 투수 콘크리트 포장 시스템의 다른 실시예,
도 3의 (c)는 본 발명의 투수 콘크리트 포장 시스템의 또 다른 실시예,
도 4는 본 발명의 투수 콘크리트 포장방법의 일 실시예,
도 5는 본 발명의 투수 콘크리트 포장방법의 다른 실시예,
도 6은 본 발명의 투수 콘크리트 포장방법의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 투수 콘크리트 및 그 제조방법, 그리고, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 투수 콘크리트는 단입도 골재, 시멘트 및 물을 준비하고, 혼합하되, 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유, 방수제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 첨가하여 제조된다.

골재는 5~25mm 사이의 입경을 갖는 굵은 골재를 사용하는데, 최대 치수 25mm인 골재를 사용하는 경우, 25mm 체통과 중량 백분율이 90~100%이면서, 2.5mm 체통과 백분율이 0~10%인 단입도 골재를 사용한다.

또한, 굵은 골재 최대치수가 25mm 이하의 골재 즉, 19mm, 13mm, 10mm, 8mm, 5mm의 골재를 사용하는 경우, 각각 19mm 체통과 백분율, 13mm 체통과 백분율, 10mm 체통과 백분율, 8mm 체통과 백분율, 5mm 체통과 백분율이 90~100%, 2.5mm 체통과 백분율이 0~10%인 단입도 골재를 사용한다.

즉, 25mm 이하 골재를 굵은 골재로 사용하되, 2.5mm 체통과 백분율만 관리한다면, 투수성을 확보할 수 있으며, 미세입자로 구성되는 시멘트를 사용하면, 시멘트가 골재를 감싸게 되므로, 연속 공극율을 확보할 수 있게 된다.

굵은 골재의 최대 치수는 포장의 종류에 따라 다양한 크기로 차별화되어 사용될 수 있는데, 차도의 경우에는 19mm, 13mm의 굵은 골재가 주로 사용되고, 보도의 경우에는 13mm, 10mm, 8mm, 5mm의 골재가 주로 사용된다.

25mm의 굵은 골재는 대체적으로 포장 두께가 두껍고, 경제적인 기층용 투수 콘크리트 제조에 사용된다.

골재의 크기가 결정되면, 단위 사용량을 결정하게 되는데, 단위 사용량은 일정한 크기의 용기에 재료를 투입하고, 최대 다짐 또는 진동을 가하여 더 이상 다짐되지 않는 상태에서 1㎥의 용적에 담겨진 재료의 중량을 측정하여 결정한다.

단입도 골재의 단위 용적 중량은 1500~1800kg/㎥ 범위 내에서 관리한다.

시멘트는 보도 또는 차도의 용도에 따라 압축 강도 120~350kg/㎠ 범위 내에서 적용한다. 압축 강도가 120kg/㎠ 미만인 경우 도로 포장용으로 사용될 수 없고, 350kg/㎠를 초과하는 경우에는 투수 콘크리트로서의 강도 발현이 어려운바, 고강도 발현을 위해 많은 시멘트를 사용하는 경우 공극 관리가 어려워진다.

시멘트 사용량은 200~400kg/㎥ 범위 내에서 조절하여 사용한다.

시멘트 사용량을 200kg/㎥ 미만으로 사용하는 경우 120kg/㎠ 이상의 압축 강도 실현이 어렵고, 400kg/㎥를 초과하여 사용하는 경우, 시멘트가 공극을 메워 요구되는 연속 공극율 확보가 어려워진다.

물의 양은 슬럼프 값이 0~5cm 범위 내에서 조절될 수 있도록 결정하는데, 물의 양은 골재, 시멘트의 사용량 및 슬럼프 값에 비례하는바, 물의 사용량은 1㎥ 당 100kg 미만이면 슬럼프 값은 만족하지만, 설치 과정에서 수분이 증발되어 수화를 위한 수량이 부족하게 되며, 150kg을 초과하여 사용하는 경우에는 슬럼프 값이 5cm를 초과하여 롤러 다짐 시 수분이 올라와 표면 공극을 메우게 되는바, 표면 균일성이 확보되지 않는다. 따라서, 물의 사용량은 100~150kg/㎥ 범위 이내에서 조절하여 사용한다.

물의 사용량은 골재의 표면 건조 포화상태(물이 골재 내부에서는 포화되어 있으나, 표면에서는 건조된 상태)를 기준으로 정해진 것이다.

상술한 바와 같이, 골재, 시멘트, 물이 기본 배합량을 결정한 후에는 품질 보강을 위하여 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 사용량을 결정한다.

혼화제는 감수 효과, 지연 효과를 갖는 AE제(air-entraining agent) 역할을 하는 시멘트 혼화제를 사용하는데, 혼화제는 그 종류 및 제조사에 따라 사용량이 달라져 사용량을 결정하기 어렵지만, 대략적으로 시멘트 사용량의 0.1~2% 이내 범위에서 사용한다.

에멀젼 수지는 에폭시, 아크릴, 우레탄, EVA, LATEX 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하거나, 방수제 또는 발수제를 사용할 수도 있다.

방수제와 발수제는 생산 회사에 따라 사용량이 달라 생산 회사에서 제시하는 사용량을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 에멀젼 수지와, 방수제 및 발수제는 시멘트의 수밀성을 보강하고, 방수를 목적으로 사용하는바, 시멘트 내로 물의 침투를 방지하여 시멘트의 내구성을 개선하고, 더 나아가 동절기에 도로에 살포되는 염화칼슘으로부터 시멘트를 보호하는 기능을 한다.

투수 콘크리트는 물이 투과할 수 있는 구조를 갖기 때문에, 도로에 살포되는 염화칼슘 또는 매연에 특히 취약한데, 시멘트의 수밀성이 확보되기 때문에 내구성이 보장되는 것이다.

에멀젼 수지 사용량은 시멘트 사용량의 고형분 50% 기준으로 1~30% 범위에서 사용된다. 1% 미만으로 사용하는 경우, 사용 효과를 기대할 수 없고, 30%를 초과하여 사용하는 경우에는 끈적함 때문에, 설치가 불편해지고, 기대 효과 대비 비용이 증가하게 되는 문제점이 발생한다.

방수제 또는 발수제를 사용하여 수밀성을 확보할 수도 있는데, 방수제 및 발수제를 사용하는 경우에는 제조사 및 그 종류에 따라 제조 회사가 제시하는 양을 사용한다.

또한, 필요에 따라 시멘트의 보강섬유를 사용할 수도 있는데, 이러한 시멘트 보강섬유는 크랙을 방지하고, 휨 강도를 개선하게 되는바, 셀룰로오스 섬유, PP, PE, 탄소섬유 등이 사용될 수 있다. 또한, 플라이 애쉬, 실리카슘 등을 사용하여 시멘트의 강도 및 수밀성을 개선할 수도 있다.

골재, 시멘트, 물, 혼화제, 에멀젼 수지를 계량, 혼합은 공장에서 이루어질 수도 있지만, 운반 시간 지연 및 운반비 등을 고려하여 설비를 현장화하여 생산하는 것이 바람직하다.

상술한 과정을 통하여 투수 콘크리트가 제조되면, 이러한 투수 콘크리트를 피니셔 또는 인력을 이용하여 포설하고, 롤러 다짐하게 되는데, 롤러 다짐 시에는 슬럼프 값을 0~5cm로 조절하여야 하는바, 롤러 다짐 시 슬럼프 값이 5cm를 초과하게 되면, 물이 표면으로 올라와 표면에 얼룩이 지게 되어 표면 균일성이 저하되기 때문이다.

롤러 다짐은 머케덤, 탄뎀, 타이어, 콤비 롤러 또는 콤팩터 중 어느 하나 이상을 선택하여 다짐한다.

한편, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법은, 지면으로 물을 흘려 보내는 투수 콘크리트 포장과, 포장체 내부에서 배수구 또는 집수정으로 물을 흘려 보내는 배수성 포장 및 투수 콘크리트를 완전히 메꾸어 친환경 포장으로 구성하는 공극 채움용 포장으로 구분되어 질 수 있다.

먼저, 지면으로 물을 흘려 보내는 투수 콘크리트 포장의 경우, 우수 등이 노반으로 흡수되어 포장체 내부에서 물과 흙으로 분리될 수 있도록 노반을 정리한다.

노반은 필터층, 투수시트, 쇄석기층을 포함하고, 필터층은 노상토와 기층 재료의 혼입을 방지할 수 있도록 필터 기능을 한다. 이러한 필터층은 모래 또는 잔골재를 노상에 포설, 롤러로 다짐하여 형성되며, 1*10^-4cm/sec 이상의 투수계수를 가지게 되어야 한다.

필터층을 롤러 다짐한 후에는 투수시트를 설치하는데, 이러한 투수시트는 PET, PP, PE 재료 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 이용하여 1*10^-2cm/sec 이상의 투수 계수를 가질 수 있도록 제조된다. 투수시트는 필터층의 잔입자가 상부에 설치된 쇄석기층에 침투하는 것을 방지함으로써, 하부에 빈 공간이 형성되는 것을 방지하는 기능을 한다.

이러한 과정 이후에는 투수시트 상에 쇄석을 포설하고, 다짐하여 투수계수 1*10^-2cm/sec 이상인 쇄석기층을 형성한다.

쇄석기층까지 포설, 다짐한 후에는 이미 상술한 5~25mm 입도를 갖는 1500~1800kg/㎥의 단입도 골재와, 120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 200~400kg/㎥의 시멘트와, 0~5cm의 슬럼프 값을 충족시키는 100~150kg/㎥의 물과, 혼화제, 에멀젼 수지, 방수제, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 제조된 투수 콘크리트를 쇄석기층 상에 포설하고, 다짐한다.

다짐이 완료되면, 표면 보호제인 1차 시멘트 폴리머 및 내부 공극 보호제인 2차 시멘트 폴리머를 살포하여 표면 강도를 보강하고, 염화칼슘 및 매연 등 각종 유해물질로부터 시멘트 산화를 방지하고, 내부공극에 라이닝을 설치하여 내구성을 확보한다.

내부 공극보다 큰 표면 공극으로 인하여 저하되는 표면 강도를, 내부 강도 이상으로 개선하기 위해 내구성이 우수한 재료로 표면 공극을 잡아줄 필요가 있는데, 상술한 1차 시멘트 폴리머는 표면 강도를 높이기 위한 것으로, 내부 공극에 스며들지 않는 배합으로 구성되어 살포되는바, 내부 공극이 막히지 않고, 투수성에 영향을 미치지 않도록 배합되어야 한다.

이러한 1차 시멘트 폴리머는 물, 시멘트, 에멀젼 수지, 규사 등을 혼합하여 제조될 수 있다.

1차 시멘트 폴리머는 물 100 중량부에, 시멘트 20~200 중량부, 고형분 50%를 기준으로 5 내지 200 중량부의 에멀젼 수지를 혼합하여 제조하되, 에멀젼 수지는 에폭시, 아크릴, EVA, 우레탄 수지 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 사용하며, 필요에 따라 방수제, 발수제를 사용할 수도 있다.

시멘트를 20 중량부 미만으로 사용하면 부착력과 내구성이 떨어져(수지만 사용할 경우 수지는 자외선이 취약하고, 투수콘크리트에 혼합된 시멘트와 분리될 수 있다.) 시멘트 사용 효과를 기대할 수 없고, 200 중량부를 초과하여 사용하면 스프레이 살포가 어려워지며, 에멀젼 수지를 5 중량부 미만으로 첨가하면 에멀젼 수지 사용 효과(충분한 부착력을 발현할 수 없다.)를 얻을 수 없고, 200 중량부를 초과하여 사용하면 비용 대비 생산 사용 효과가 저하된다.

1차 시멘트 폴리머는 증량제 및 미끄럼 저항성 개선을 위한 규사를 포함할 수 있다. 규사는 6호사 내지 8호사를 사용하는데, 6호사보다 큰 재료는 재료 분리와, 포설 후 입자가 떨어질 수 있고, 8호사보다 가는 재료는 미끄럼 저항성 효과가 저하된다.

이러한 규사는 5 내지 200 중량부 범위에서 조절하여 사용되는데, 5 중량부 이하로 첨가하는 경우에는 미끄럼 저항성이 저하되고, 200 중량부를 초과하여 사용되면 부착성 및 살포성이 저하된다. 이러한 규사와 함께 유리분말도 사용될 수 있는데, 유리분말을 사용하는 경우에는 차열성 효과가 개선되는 이점이 있다.

한편, 1차 시멘트 폴리머에 안료를 첨가하여 포장체를 칼라화할 수도 있는바, 칼라화 포장으로서 안료를 혼합하여 사용한 투수콘크리트에 대비하여 경제성을 개선할 수 있게 된다.

안료는 시멘트 사용량의 3~30% 범위에서 사용하는데, 3% 미만을 첨가되는 경우에는 칼라화 효과를 기대할 수 없고, 30%를 초과하여 사용하는 경우에는 과잉 사용으로 사용 효과가 저하된다.

또한, 규사와 더불어 동절기 표면의 어는 점을 저하시키기 위해 축열재인 숯, 활성탄을 혼합하여 살포할 수 있으며, 축열재 이외에 원적외선과, 음이온 방사 효과가 있는 황토, 제오라이트, 맥반석분, 게리마늄분 등을 혼합 사용할 수도 있다.

1차 시멘트 폴리머는 도2의 깔대기에 상부까지 채운 후 하부선까지 도달할 때까지 시간(초)를 측정하여 흐름시간이 5초 이상이어야 한다.이는 5초 미만의 경우 묽은 반죽으로 내부공극으로 스며들기 때문이다.

이렇게 혼합된 1차 시멘트 폴리머는 투수 콘크리트 포설 후, 롤러 다짐 이전에 살포할 수도 있고, 투수 콘크리트 포설 후 1차 롤러 다짐 한 후 2차 롤러 다짐 이전에 살포할 수도 있다.

1차 시멘트 폴리머는 0.5~2kg/㎡ 범위 내에서 조절하면서 살포한다.

1차 시멘트 폴리머의 살포량이 0.5kg 미만이면 표면 강도 증대 효과를 기대하기 어렵고, 2kg을 초과하는 경우에는 표면 공극을 메우게 되어 투수율이 저하된다.

표면 강도 보호제인 1차 시멘트 폴리머를 살포한 이후에는 염화칼슘, 매연 등의 유해 물질로부터 포장체를 보호하기 위한 공극 내부에 라이닝 설치를 위하여 2차 시멘트 폴리머를 살포한다.

2차 시멘트 폴리머는 물 100 중량부에, 시멘트 5~50 중량부, 고형분 50% 기준으로 10~500 중량부의 에멀젼 수지를 혼합하여 제조하며, 필요에 따라 방수제, 발수제를 혼합 사용한다.

시멘트를 5 중량부 미만으로 혼합하면 사용 효과를 기대할 수 없고, 50 중량부를 초과하여 사용하면 내부 공극으로 스며들지 못 하는 단점과 투수 콘크리트의 칼라화 백화가 발생하는 단점이 존재한다.

또한, 에폭시, 아크릴, EVA, 우레탄, LATEX 수지 중에서 선택된 에멀젼 수지를 10 중량부 미만으로 첨가하면 사용 효과를 기대할 수 없고, 500 중량부를 초과하여 사용하면 흐름성이 저하되어 사용 효과를 기대할 수 없게 된다.

2차 시멘트 폴리머에는 필요 시 안료 첨가도 가능하고, 안료 첨가 시에는 시멘트 사용량의 3~20% 이내의 범위에서 첨가한다.

2차 시멘트 폴리머는 도2의 깔대기에 상부까지 채운 후 하부선까지 도달할 때까지 시간(초)이 5초 미만이어야 한다. 이는 5초 이상의 경우 표면공극에 영향을 미치게 되고, 내부공극으 코팅하여 하부까지 도달하지 않기 때문이다.

2차 시멘트 폴리머는 1차 시멘트 폴리머 살포 후 1 시간 이상이 지난 시점에 살포하여야 하는바, 1차 시멘트 폴리머가 가응고 이상의 응고 상태에서 살포되며, 이는 1차 시멘트 폴리머와 혼합되는 것을 방지하기 위함이다.

살포량은 투수성 포장체에 라이닝을 설치하는 만큼, 기층까지 미치도록 살포하는데, 사용수를 높여 흐름성이 좋아야 하는바, 0.5~2.0kg의 범위에서 살포한다.

투수콘크리트 포장 후 1차 양생하고, 줄눈 설치 후 표면공극을 잔공극으로 나누어 이물질을 걸러 내부공극이 막히는 것을 방지하고, 표면에서 걸러진 이물질을 쉽게 제거할 수 있는 것은 물론, 공극의 내구성을 개선하고, 차도 포장 시 작고 많은 공극을 구성함에 따라 소음감소 효과도 더 하면서, 포장의 내구성이 개선될 수 있도록 투수콘크리트 포장 표면에 1~3mm의 단입도 규사 또는 EPDM, 우레탄, 폐타이어 고무칩 중 어느 하나를 선택하여 유성 수지인 에폭시, 우레탄, 아크릴수지와 혼합한다.

이때, 규사 등 100 중량부에 수지를 5 내지 30 중량부를 혼합하여 사용할 수 있는바, 수지를 5 중량부 미만으로 첨가하면 접착력이 저하되고, 30 중량부를 초과하여 첨가하면 공극을 채우기 어렵다.

또한, 사용 시멘트를 조강, 초조강 시멘트를 사용하여 현장에서 바로 생산하는 One Day 포장으로, 3일 이내에 포장을 개통할 수도 있다.

한편, 배수성 포장은 상술한 쇄석기층, 필터층의 설치없이, 1x10^-5cm/sec 이하의 불투수층인 아스팔트 포장, 시멘트 포장, 재생 아스콘 골재를 사용한 포장, 재생 시멘트 골재를 사용한 포장 도로의 안정층 상 및 기존 포장상에 투수 콘크리트를 포설, 다짐하고, 불투수층 및 투수 콘크리트 일측에 설치된 집수정을 물탱크와 배관을 매개로 연결함으로써 완성된다.

우수가 자갈, 모래, 활성탄을 거치면서 정수될 수 있도록 PET, PP, PE 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 재질로 제조되어, 투수계수 1*10^-2cm/sec 이상인 복수 개의 마대에, 각각 자갈, 모래, 활성탄을 넣은 후, 순차적으로 집수정에 설치한다.

또한, 집수정 내부에는 자갈, 모래, 활성탄 설치 및 교체를 용이하게 하기 위하여 스테인리스, 코팅된 다공망, 채망 등을 설치할 수도 있다.

집수정을 통과한 깨끗한 물은 배관을 통하여 탱크로 이송되어 저장되는바, 홍수 시에는 수위 조절 기능을 하고, 물 부족 시에는 다양한 용도로 활용될 수 있다.

이와 같이, 배수성 포장을 하는 경우에는 도로 주변의 습도를 조절할 수 있게 되고, 우수 등을 집수할 수 있는 것은 물론, 하천, 강 등에 집중되는 물의 유속 조절과, 저장 기능으로 홍수 조절 기능도 있으며, 우수 등이 포장체 내부로 흐름에 따라 유속을 조절하여 집수정에 투입되는 물의 양을 균일하게 할 수 있는 이점이 있다.

한편, 친환경 포장을 구현하기 위하여 투수 콘트리트를 1차 다짐한 이후에, 표면 공극을 메우기 위해 1차 시멘트 폴리머를 2~5kg/㎡ 살포하고, 2차 다짐하여 표면 공극을 완전히 차단한 후, 2차 시멘트 폴리머를 0.2~0.5kg/㎡를 살포하는 공극 채움용 포장도 가능하다.

이러한 공극 채움용 포장을 적용하는 경우에는 친환경을 위하여 투수 콘크리트에 살포되는 1차, 2차 시멘트 폴리머는 상기 1, 2차 시멘트 폴리머에 친환경 재료에 해당하는 숯, 활성탄, 황토, 제오라이트, 맥반석, 게르마늄을 에멀젼 수지 사용량의 10~100 중량부 첨가하여 사용한다.

상술한 바와 같이, 축열재인 숯, 활성탄은 동절기 표면의 어는 점을 저하시키고, 안료 대신 황토를 사용하면 황토 고유의 색이 발현된 칼라를 얻을 수 있으며, 제오라이트, 맥반석분, 게르마늄을 사용하는 경우 원적외선 내지 음이온으로 인하여 친환경 포장 도로를 구성할 수 있게 된다.

친환경 포장에 투수성을 부여하기 위하여 포설 후, 단면이 사다리꼴 형상인 상대하소의 사각 또는 원기둥 형상 구조물을 얹어 로라 다짐 및 친환경 포장 후, 상술한 구조물을 제거한 후, 상술한 구조물 형상을 갖는 철, 스테인리스, 플라스틱의 다공성 용기를 넣어 우수 등을 유도, 우수들이 포장체 내부로 유도될 수 있도록 한다.

이러한 구조는 포장체의 이물질이 용기에 모아져 투수콘크리트의 공극 막힘을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 용기를 청소하여 이물질을 쉽게 제거할 수 있는 이점을 갖는다.

투수성 콘크리트를 보도에 축열재인 숯을 사용하여 회색 포장함.

T=10cm, 투수계수 1*10^-2cm/sec 이상, 굵은 골재 최대치수는 10mm, 압축 강도 180kg/㎠ 으로 포장함.

1. 재료

(1) 투수 콘크리트

① 골재 입도 분포

구분	통과 중량 백분율(%)
체크기	13mm	10mm	25mm
입도분포	100	100	2.5
규격	90~100	90~100	0~10

② 배합표

재료명	골재 (10mm)	시멘트	혼화제 (AE 감수제)	물	에멀젼 수지 (아크릴계) (고형계분50%)	보강강도제(셀룰로오스섬유)	계
재료량 (10kg/㎥)	1650	289	1.4	110	14	0.9	2065.3

※ 골재량은 KS 규정의 골재 단위 용적 시험방법의 용기를 사용하여 진동기(1/2HP, 1700RPM, 3층 다짐)에 의한 최대 다짐 기준임.

※ 시멘트 단위수량은 배합설계에 의해 설정된 수치임.

※ 안료는 사용하지 않음.

(2) 1차 시멘트 폴리머(표면 보강제)

재료명	물	시멘트 (백색)	에멀젼수지 (아크릴계) (고형분 50%)	규사 (8호사)	숯	계
재료량(kg)	100	100	100	100	10	410

(3) 2차 시멘트 폴리머(내부 공극 보호제 : 침입제)

재료명	물	시멘트 (백색)	에멀젼수지 (아크릴계) (고형분 50%)	숯	방수제	계
재료량(kg)	300	40	200	7	0.4	547.4

2. 재료의 시험결과

(1) 투수 콘크리트

시험명	슬럼프(cm)	공극율(젖은) (%)	압축강도 (kg/㎠)	동결융해 (100cycle,%)	휨강도 (kg/㎠)	실내투수계수 (cm/sec)	미끄럼저항성(BPN)
시험결과	0	17	197	95	31	5.7*10^-2	55
규격	0.5	12이상	180	80이상	2.5이상	1*10^-2 이상	40이상

(2) 시멘트 폴리머

① 1차 시멘트 폴리머

시험명	반죽질기 (초)	색상	온도차(℃)	비고
시험후	7.5	회색	+3.9	혼합은 강제 혼합식으로 하고, 재료분리를 방지하기 위해 혼합하면서 사용하며, 2시간 이내 사용
규격	5 이상	회색	+3 이상

※ 시멘트 벽돌에 T=1mm 도막 후 도막하지 않은 벽돌과의 온도차이 확인(온도차 : 대기 온도 10℃에서 10 시간 이후, 영하 -10℃ 냉장고에서 10 시간 이후 온도 비교)

※ 반죽질기는 도 2와 같은 깔때기에 재료를 넣고 상부까지 채운 후 하부 눈금까지 도달하였을 때의 시간(초)임.

② 2차 시멘트 폴리머

시험명	반죽질기(초)	색상	비고
시험후	2	회색	혼합은 강제 혼합식으로 하고, 재료분리를 방지하기 위해 혼합하면서 사용하며, 2시간 이내 사용
규격	5 미만	회색

3. 설치

(1) 투수 콘크리트

① 노상을 정리한다.

② 노상 위에 모래를 포설하고, 롤러 다짐한다.

③ 투수 시트를 설치한다.(투수계수 : 1*10^-2cm/sec, T=1mm)

④ 쇄석 기층을 포설하고, 롤러 다짐한다.(굵은 골재 최대 : 25mm)

⑤ 투수 콘크리트를 포설하고, 1차 롤러 다짐한다.

※ 다짐은 콤비롤러 3.5ton 으로 5회 중 2회 다짐(5회는 설계다짐 횟수)함.

(2) 1차 시멘트 폴리머

1차 다짐 후 1차 시멘트 폴리머 살포(㎡당 0.8kg)한 후 2차 다짐(3회) 실시함.

(3) 2차 시멘트 폴리머

3시간 경과 후에 투수 콘크리트가 충격을 받지 않도록 넓은 합판을 깔고 이동하면서 2차 시멘트 폴리머를 살포함.(㎡당 1.2kg)

(4) 줄눈 시간

24 시간(대기 평균 온도 : 20℃) 경과 후에 5mm 간격으로 줄눈을 컷팅하고, 줄눈재와, 백업제와, 줄눈제를 설치함.

(5) 양생

2차 양생(48 시간) 이후 보행 개방함.

투수성 콘크리트를 사용한 배수성 콘크리트를 아파트 차도에 T=20cm로 포장(하부층은 굵은 골재 최대치수가 25mm를 사용하여 10cm 포장하고, 상부층은 굵은 골재 최대치수가 13mm를 사용하여 10cm로 구분하여 포장)하되, 투수계수 1*10^-2cm/sec 이상, 굵은 골재 최대치수 25mm(하부층), 13mm(상부층), 압축강도 210kg/㎠, 휨강도 45kg/㎠로 포장함.

측구에는 2000㎡ 당 집수정을 설치하되, 집수정에는 우수가 통과하는 순서대로 자갈, 모래, 활성탄을 투수백에 넣어 투입하며, 반복 사용할 수 있도록 하되, 500ton 저수 능력(일일 100mm 이상의 우수 저수능력)의 물탱크를 투수 콘크리트 도로 지하에 매설함.

저수된 우수 등은 생활용수로 사용됨.

배수성 포장을 위하여 하부에는 시멘트를 사용한 안정 처리층(10cm)를 설치함.

1. 재료

(1) 투수 콘크리트

① 골재의 입도분포

가. 하부층

체크기(mm)	체통과 중량 백분율(%)
체크기(mm)	40	25	2.5
입도분포	100	100	0.3
규격	100	90~100	0~10

나. 상부층

체크기(mm)	체통과 중량 백분율(%)
체크기(mm)	2	13	2.5
입도분포	100	95.5	1.5
규격	100	90~100	0~10

② 배합표

재료명		골재	시멘트	혼화제	물	에멀젼 수지(고형분50%)	계
재료량 (kg/㎥)	하부층	1610	302	1.5	110	8	2031.5
재료량 (kg/㎥)	상부층	1660	315	1.5	116	10	2102.5

※ 골재량은 KS 규정의 골재 단위 용적 시험방법의 용기를 사용하여 진동기기(1/2HP, 1700RPM, 3층 다짐)에 의한 최대 다짐 하중 기준임.

※ 골재는 표면건조포화 상태 기준임.

(2) 1차 시멘트 폴리머(표면 강도 보강제)

재료명	물	시멘트	에멀젼수지 아크릴계 (고형분50%)	규사(8호사)	계
재료량(kg)	100	100	50	200	450

(3) 2차 시멘트 폴리머(내부 공극 보호제 : 침입제)

재료명	물	시멘트	에멀젼수지 아크릴계 (고형분50%)	계
재료량(kg)	300	40	200	540

2. 재료의 시험결과

(1) 투수 콘크리트

시험명		슬럼프(cm)	젖은 공극율 (%)	압축강도 (kg/㎠)	동결융해(100cycle,%)	휨강도 (kg/㎠)	투수계수 (cm/sec)	미끄럼저항성(BPN)
시험결과	하부층	2.5	17.5	245	92	49	1.5*10^-1	-
시험결과	상부층	0.5	14.7	261	90	51	8.5*10^-2	62
규격		0~5	12 이상	210 이상	80이상	45 이상	1*10^-2	57이상

(2) 시멘트 폴리머

① 1차 시멘트 폴리머

반죽질기(초) : 6.5

② 2차 시멘트 폴리머

반죽질기 : 2

3. 설치

(1) 저수를 위한 공정

① 경계석과 물받이를 설치하고, 물받이에 통상의 집수정을 설치하는데, 집수정에는 배수관을 설치함.

② 2,000㎡ 당 1개의 집수정을 설치하는데, 집수정에는 투수계수 1.5*10^-1cm/sec 이상의 PET 마대에 다공극 사이로 자갈, 모래, 활성탄막을 각각 넣어 하부로부터 뉘여서 활성탄, 모래(5mm이하), 자갈(13mm) 순서로 집수정에 설치함.

*여기에서 집수정에 설치되는 자갈, 모래, 활성탄을 교체 할 수 있도록 상부가 개방되어야 하고, 집수정 뚜껑을 설치한다.

③ 도로에 10000㎡ 당 1개씩 500L 물탱크를 설치하고, 집수정 하부와 연결함.

(2) 배수성 포장을 위한 차단층 설치

① 노상을 정리하고, 설계에 따른 두께로 동상 방지층 및 보조 기층을 설치함.

② 통상의 불투수층이고 압축강도 180kg/㎠ 이상인 시멘트 안정 처리층을 10cm 두께로 포장함.

③ 안정 처리층을 포장하고, 그 상부에 0.1mm의 비닐을 설치함.

(3) 투수 콘크리트

① 비닐 상부에 25mm 굵은 골재를 사용한 투수 콘크리트를 비닐이 찢어지지 않도록 고무바퀴가 달린 휘니샤로 다짐 후 두께 10cm가 되도록 포설하여 하부층을 형성하고, 머케덤 롤러와 텐덤 롤러로 각각 3회 다짐함.

② 다짐 후 13mm의 굵은 골재를 사용한 투수 콘크리트를 10cm 두께로 포설하고, 텐덤 롤러로 2회 다짐함.

(4) 1차 시멘트 폴리머 살포

템덤 롤러로 다짐 후 1차 시멘트 폴리머를 ㎡당 0.8kg 살포하고, 시험 공시체 다짐밀도의 96% 이상이 되도록 콤비 롤러로 5회 다짐함.

(5) 2차 시멘트 폴리머 살포

1차 시멘트 폴리머 살포, 다짐하고, 60분 경과 후, ㎡ 당 1.8kg의 2차 시멘트 폴리머를 살포함.

(6) 줄눈

24 시간 경과 후(대기 평균 온도 20℃) 5m 간격으로 수축 줄눈을 5mm 두께, 길이 7cm로 절단하고, 50m 간격, 20mm 두께로 완전 절단하여 고압 살수로 깨끗이 청소함으로써, 측면 공극의 막힘이 없도록 하고, 백업재, 줄눈재를 설치함.

(7) 양생

2차 양생(14일) 후 차량을 개통함.

투수(다공성) 콘크리트를 사용, 비투수 친환경 포장으로 자전거 도로임.

굵은 골재 치수는 20mm이고, 공극율 12% 이상, 투수 계수 1*10^-2cm/sec, 압축강도 180kg/㎠ 이상이며, 포장 두께는 10cm, 1차 공극 주입재는 석고와 활성탄을 사용하며, 동절기에 축열 가능하고, 하절기에는 차열성이 발현될 수 있도록 하며, 주입재는 표면에서 표면 공극(침투두께 : 20mm)만 메우게 되므로, 1차 살포제의 규사는 6호사를 사용함.

1. 재료

(1) 투수 콘크리트

① 골재의 입도 분포

체크기(mm)	통과 중략백분율(%)
체크기(mm)	25mm	20mm	2.5mm
입도분포	100	100	2.5
규격	100	90~100	0~10

② 배합표

재료명	골재	시멘트	혼화제	물	에멀젼수지 (고형분50%)	계
재료량(kg)	1630	275	1.4	105	8	2019.4

※ 골재는 표면건조포화 상태 기준임.

(2) 1차 시멘트 폴리머

재료명	물	시멘트 (백색)	에멀젼 수지(아크릴계) (고형분 50%)	규사 (6호사)	황토	활성탄	계
재료량 (kg)	150	100	50	200	50	15	565

(3) 2차 시멘트 폴리머

재료명	물	시멘트 (백색)	에멀젼 수지(아크릴계) (고형분 50%)	황토	숯	계
재료량 (kg)	100	40	100	50	15	305

2. 재료의 시험결과

(1) 투수 콘크리트

시험명	슬럼프 (cm)	젖은 공극율 (%)	압축강도 (kg/㎠)	동결융해(100cycle,%)	투수계수 (cm/sec)
시험결과	1.5	15.7	192	89	8.5*10^-2
규격	0~5	12 이상	180 이상	80이상	1*10^-2이상

(2) 1차 시멘트 폴리머

시험명	반죽질기	온도차(℃)
시험명	반죽질기	동절기	하절기
시험결과	8.5	+4.2	-12
규격	5 이상	+3 이상	-10 이상

※ 하절기의 온도차는 제품 내부(10cm)에 온도계를 설치하고, 대기온도를 35℃로 조성하여 일반 콘크리트 포장과 비교한 온도차임.

※ 동절기는 현장과 같은 조건의 다공성 투수콘크리트 주입재로 침투 후 실시예1과 같이 측정된 값임.

(3) 2차 시멘트 폴리머

반죽 질기 : 3.5초

3. 설치

(1) 투수 콘크리트

① 노상을 정리함.

② 보조 기능을 포장 설계 두께에 따라 20cm로 포설하고, 다짐함.

③ 보조 기층 상부에 살수 후, 다공성 콘크리트를 10cm 포설하고, 콤비 롤러로 1차, 2차 다짐함.

(2) 1차 시멘트 폴리머

1차 시멘트 폴리머는 1㎡ 당 7.8kg(1㎡ * 0.02(주입깊이 : 20mm) * 0.3(표면 공극율) * 1,300kg/㎥(살포제 단위용적중량)=7.8kg) 살포하고, 핸드롤러(중량30kg, 지름20cm, 길이 100cm)로 다짐 후 광목천으로 표면 정현.

(3) 2차 시멘트 폴리머

핸드 롤러로 표면을 정리한 후, 2차 시멘트 폴리머를 ㎡당 0.3kg 살포함.

(4) 줄눈

24 시간 경과 후, 5m 간격으로 두께 3mm, 폭 5mm로 절단한다.

(5) 양생

72 시간 양생 후 자전거 도로를 개통함.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 및 그 제조방법, 그리고, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법 및 그 시스템에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims

굵은 골재 최대치수가 5~25mm인 단입도 골재를 1500~1800kg/㎥ 준비하는 과정;
120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 시멘트를 200~400kg/㎥ 준비하는 과정;
5cm 이하의 슬럼프 값을 충족할 수 있도록 100~150kg/㎥의 물을 준비하는 과정;
에멀젼 수지는 에폭시, 아크릴, 우레탄, EVA, LATEX 수지, 방수제 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 사용하되, 시멘트 사용량의 고형분 50%를 기준으로 2~30중량% 범위 내에서 사용하는 과정;
혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 상기 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 투수 콘크리트를 제조하는 과정;
상기 투수 콘크리트를 포설하고 다짐하는 과정;
상단 지름 150mm, 하단 지름 15mm, 높이 200mm의 반죽 질기 측정을 위한 깔데기에 투입하여 상단으로부터 100mm에 이르는 시간이 5초 이상이 되도록, 물, 시멘트, 에멀젼 수지를 혼합하여 1차 시멘트 폴리머를 제조하되, 숯, 활성탄, 황토, 제오라이트, 맥반석, 게르마늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 첨가하고, 혼합하여, 상기 투수 콘크리트에 살포하고, 다짐하는 과정;
상기 투수 콘크리트 상에 살포된 상기 1차 시멘트 폴리머를 1 시간 이상 응고시키는 과정; 및
응고된 상기 1차 시멘트 폴리머 상에, 상단 지름 150mm, 하단 지름 15mm, 높이 200mm의 반죽 질기 측정을 위한 깔데기에 투입하여 상단으로부터 100mm에 이르는 시간이 5초 미만이 되도록, 물, 시멘트, 에멀젼 수지를 혼합하여 2차 시멘트 폴리머를 제조하고, 살포하여 내부 공극을 보호하는 과정;을 포함하는, 투수콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
청구항 1에 있어서,
상기 1차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위 내에서 살포되고, 물 100 중량부에 시멘트 20~200 중량부와, 고형분 50% 기준의 에멀젼 수지 5~200 중량부, 규사 5~200 중량부가 혼합되어 형성되며,
상기 2차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위에서 살포되고, 물 100중량부에 시멘트 5~50중량부와, 에멀젼 수지 고형분 50% 기준으로 10~500 중량부가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
청구항 2에 있어서,
상기 1차 시멘트 폴리머에는 시멘트 사용량의 3~30중량부의 안료가 더 첨가되고, 상기 2차 시멘트 폴리머에는 상기 시멘트 사용량의 20중량부 범위 내에서 안료가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
굵은 골재 최대치수가 5~25mm인 1500~1800kg/㎥의 단입도 골재와, 120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 200~400kg/㎥의 시멘트와, 5cm 이하의 슬럼프 값을 충족시키는 100~150kg/㎥의 물과, 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 상기 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 제조된 투수 콘크리트를 불투수층 상에 포설하고, 다짐하는 과정;
상기 투수 콘크리트 상에 표면 보호제로 1차 시멘트 폴리머 및 내부 공극 보호제로 2차 시멘트 폴리머를 살포하는 과정; 및
상기 투수 콘크리트 및 불투수층 일측에, 우수의 흐름 방향으로 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층이 순차적으로 설치된 집수정을 설치하고, 상기 집수정을 물탱크와 연결하는 과정을 포함하고,
상기 집수정에는,
상기 투수 콘크리트를 통과한 우수가 순차적으로 통과할 수 있도록, PET, PP, PE 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재질로 제조되어 1*10-2cm/sec 이상의 투수계수를 갖는 마대에 각각 담겨진 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층이 순차적으로 설치된 것을 특징으로 하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
청구항 4에 있어서,
상기 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층은 상기 집수정 내부에서 스테인리스, 코팅된 다공망, 체망으로 구획된 공간에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
청구항 5에 있어서,
상기 1차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위 내에서 살포되고, 물 100 중량부에 시멘트 20~200 중량부와, 고형분 50% 기준의 에멀젼 수지 5~200 중량부, 규사 5~200 중량부가 혼합되어 형성되고,
상기 2차 시멘트 폴리머는, 0.5~2kg/㎡ 범위에서 살포되고, 물 100중량부에 시멘트 5~50중량부와, 에멀젼 수지 고형분 50% 기준으로 10~500 중량부가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
청구항 6에 있어서,
상기 1차 시멘트 폴리머에는 시멘트 사용량의 3~30 중량부의 안료가 더 첨가되고, 상기 2차 시멘트 폴리머에는 상기 시멘트 사용량의 20 중량부 범위 내에서 안료가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
청구항 1에 있어서,
우수가 포장체 내부로 흐를 수 있도록,
투수 콘크리트 포설 후 단면이 사다리꼴 형상인 상대하소의 사각 또는 원기둥 형상의 구조물을 얹어 로라 다짐 및 친환경 포장하는 과정;
공극보호재인 2차 시멘트 폴리머 0.5~2㎏/㎡를 먼저 살포하고 1차 시멘트 폴리머를 2㎏/㎡ 이상 살포하여 표면공극을 매꾸어 표면을 불투수층으로 구성하는 과정;
상기 구조물을 제거한 후, 상기 구조물 형상과 대응되는 형상을 갖으며, 철, 스테인리스, 플라스틱 중에서 선택된 어느 하나의 재질을 갖는 다공성 용기를 넣는 과정을 더 포함하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장방법.
불투수층;
굵은 골재 최대치수가 5~25mm인 1500~1800kg/㎥의 단입도 골재와, 120~350kg/㎠의 압축 강도를 갖는 200~400kg/㎥의 시멘트와, 5cm 이하의 슬럼프 값을 충족할 수 있도록 100~150kg/㎥의 물과, 혼화제, 에멀젼 수지, 보강섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 상기 단입도 골재, 시멘트, 물과 혼합하여 제조되되, 상기 불투수층 상에 포설되어, 다짐 형성되는 투수 콘크리트;
상기 불투수층 및 투수 콘크리트 일측에 설치된 집수정; 및
상기 집수정과 연결된 물탱크를 포함하고,
상기 집수정은,
상기 투수 콘크리트를 통과한 우수가 순차적으로 통과할 수 있도록, PET, PP, PE 중에서 선택된 어느 하나 이상의 재질로 제조되어 1*10-2cm/sec 이상의 투수계수를 갖는 마대에 각각 담겨진 자갈층, 모래층, 활성탄층 또는 숯층이 순차적으로 설치된 것을 특징으로 하는, 투수 콘크리트를 이용한 도로 포장 시스템.
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