KR101086676B1

KR101086676B1 - 투수성 황토 포장재

Info

Publication number: KR101086676B1
Application number: KR1020110038081A
Authority: KR
Inventors: 조성주; 장재일; 장재훈
Original assignee: 신강하이텍(주)
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2011-11-25
Anticipated expiration: 2031-04-22

Abstract

본원은 예로부터 우리나라에서 전통적으로 이용되어 온 흙길, 특히 황토가 갖는 자연 친화적 소재로 원적외선 발생기능, 자정정화기능 등의 좋은 물성을 살리면서 친환경 녹색 운반수단인 자전거와 같은 교통수단으로 적용하기에 적합하지 않는 문제점을 개선하고 표면 수(水)가 용이하게 처리되며 투수성을 확보하는 자전거 전용도로 또는 산책로나 조깅을 할 수 있는 보행로를 제공하기 위한 과제를 갖고 시작된 발명이다.
따라서 본원은 황토와 규사를 적절히 배합시켜 투수성과 자연 친화성이 강화되고 자전거 전용도로에서 요구하는 일정 압축강도를 확보하기 위한 수단으로, 포틀랜드시멘트 9.8-11.2 중량%, 황토 18.4-19.6 중량%, 규사 57.0-60.0 중량%, 칼슘 설포 알루미네이트 2.0-2.5 중량%, 석고 2.3-2.9 중량%, 소석회 1.1-1.4 중량%를 혼합한 혼합물과 수용성 수지 0.02-0.04 중량%와 물 5.4-5.9 중량%를 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 현장 타설함으로 공극률 18±0.5이며, 투수계수 (4.0±0.5)×10^-1㎝/ｓ 이며, 휨강도 4.0±0.5 N/㎟ (3일)/4.7±0.5 N/㎟ (7일)이고, 압축강도 26±1 N/㎟ (3일)/30±1 N/㎟ (7일)의 물성을 갖을 투수성 자전거 전용도로 또는 투수성 황토 보행 전용도로를 제공할 수 있다.

Description

투수성 황토 포장재{Porous Waterproof Yellow-soil Paving Materials}

본원은 투수성 황토 포장재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 황토와 규사와 시멘트의 혼합조성물의 결합성과 내구성을 높이기 위한 첨가제를 첨가하여 제공되는 투수성 황토 포장재가 공극률 18% 이상이고, 투수계수 4.0×10^-1㎝/s 이상이며, 압축강도 20 N/㎟(28일) 이상인 물성을 나타내는 투수성 황토 포장재에 관한 것이다.

최근 온실가스 배출규제가 새로운 무역장벽으로 등장하게 되면서 녹색성장 사회로의 산업구조 전환이 활발하게 진행되고 있는 가운데, 자동차 산업이 전체 에너지 사용량의 16.4%, CO₂발생량의 16.1%, 교통혼잡비용이 GDP의 2.9% 등으로 화석연료 에너지를 소비하면서 발생되는 대기오염 등 환경오염에 의하여 지구온난화가 심화되고, 그로 인하여 기상이변, 생태계 파괴 등의 문제가 심각해짐에 따라 친환경적인 운송수단 및 레저 문화의 필요성이 매우 절실하다.

따라서 무동력, 무공해, 웰-빙 시대의 친환경 녹색 교통수단으로서 자전거의 활용이 새롭게 부각되고 있으며, 삶의 질적 향상에 따른 레저 인구가 증가하여 산책이나 조깅으로 건강을 유지하려는 사람들을 위한 보행자 전용 산책로의 필요성이 대두 되고 있는바 이와 같은 욕구를 충족하게 되는 자전거 전용도로 또는 산책로에 적합한 친환경적 도로 포장재의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

종래의 기술에서 도로나 이와 유사 구조물에 대한 포장은 일반적으로 시멘트를 고화제로 사용하여 모래 및 자갈을 혼합하여 시공되는 콘크리트 포장 방법이 내구성과 시공성이 매우 양호하다는 이유로 오랫동안 이용되어 왔으나, 상기 포장재는 시공 양생 후 포장 표면이 매우 거칠고, 특히 표면 수가 쉽게 배수 되지 않은 문제점이 있으므로, 보행 전용도로 또는 자전거 전용도로와 같이 보다 자연 친화적이며 레저형 욕구를 충족시키고자 하는 경우에서는 적합하지 않다.

따라서 부드러운 느낌과 분위기를 나타내며 환경적으로 보다 친숙하게 가까이 할 수 있음과 동시에 지표면수 처리가 용이하고 견고한 새로운 포장재가 필요하다.

옛날부터 우리나라에서 사용된 바 있는 흙길을 근거하여 새로운 포장재를 고려할 때 흙이라는 소재, 특히 황토는 자연 친화적이며 매우 부드러운 분위기를 자아내는 포장재료인 반면에, 지표면수 처리나 견고성이 떨어져 친환경적 녹색 운반수단인 자전거와 같은 교통수단이나 조깅과 같은 경우에는 적합하지 않은 물성을 나타내는 문제점이 있다.

따라서 본원은 황토의 부드러운 분위기와 콘크리트의 견고함을 조합하여 표면수가 용이하게 처리되는 투수성 포장재를 구성하여 자연친화적인 녹색 자전거 전용도로 또는 산책이나 조깅을 할 수 있는 보행도로를 제공하고자 하는 것이다.

즉, 지표면 수 처리가 용이하고 지하수 보충경로로 작용하여 지하수의 고갈을 방지하기 위해 투수성도 고려하면서 하중에 대비한 충분한 강도가 요구되는 조건을 모두 만족시키는 보행자 전용도로 또는 자전거 전용도로가 부드러운 친환경분위기까지 고려되는 제품이 바람직한 것이다.

따라서, 황토로 대표되는 흙을 모래, 자갈, 시멘트와 최적의 상태로 조화롭게 배합함으로써 보다 자연 친화적이고 아름답고 견고한 새로운 포장재료의 조성을 구현하는 것이 바람직하다. 그러나 황토와 같은 흙이 콘크리트 조성물로서 역할을 하게 되면, 조성성분의 혼합이 용이하지 않고 시멘트의 수화 반응에서도 문제가 발생하기 때문에, 일반적인 콘크리트를 포장재로 사용할 때처럼 용이하게 적용할 수 없다는 문제점이 발생한다.

황토를 이용하여 포장조성물을 이루고자 하는 선행기술 몇 가지를 검토해 보면, 한국특허 황토미분말을 적용한 포러스콘크리트 조성물 및 그 제조방법 (등록번호 : 10-0423130, 등록일자 : 2004. 03. 04.)의 경우, 시멘트와 황토 미분말만으로 고화제를 조성하였다고 하나, 고화작용에 필수적으로 알려진 아크릴 고분자와 같은 유기고분자화합물의 사용 흔적이 없고, 특히 투수계수가 표기되어 있지 않아서 28일 후 압축강도 결과 등에서 의문점이 제기되며, 황토의 산성과 시멘트의 알카리성이 상호 중화되어 화학적 중화처리제가 불필요하다고 하였으나 실험결과가 명시되어 있지 않은 흠결이 있다.

또한 한국특허 황토보도 포장방법 (등록번호 : 10-0539369, 등록일자 : 2005. 12. 21)의 경우, 투수시멘트 콘크리트 층을 골재, 시멘트, 물, 감수제 등을 상호 혼합하여 상기 투수시멘트 콘크리트 층을 형성하고, 여기에 황토와 스티렌아크릴계 에멀젼 수지를 혼합하여 만든 황토 채움재를 1-5의 두께로 포설하고 계속하여 칼라파우더, 황토, 규사 각각을 100㎏/㎡ 씩 취하여 혼합한 것으로 포장, 다짐하는 등의 방식으로 처리하여 압축강도 200㎏f/㎠이 측정되었다고 기재하고 있으나, 10시간 이상 양생한 후의 자전거 전용도로 표면인 포장층을 포함한 압축강도로 판단하기에는 매우 의심스러운 결과를 제시하고 있다.

그리고 한국특허 투수성 황토 콘크리트 블록 및 이를 이용한 포장재 (공개번호 : 10-2010-0040178, 공개일자 : 2010. 04. 19.)를 보면, 포틀랜드 시멘트 100중량부와 1채를 통과한 황토 60 중량부(투수성 미립자의 주성분)와 혼화제 1중량부로 구성한 투수성 미립자를 시멘트 독성을 중화시키는 중화미립자(맥반석이 주성분)와 혼합하여 투수성 황토 콘크리트 볼을 마련하여 투수성 등을 제공한다고 기재하고 있으나, 도로포장에서 매우 중요한 인자의 하나인 압축강도의 값이 얼마인지 제시되지 않아서 도로포장재로서 적합성이 의문시되고 있다.

본원은 상기의 제반 종래기술의 문제점을 감안하여 예로부터 우리나라에서 전통적으로 이용되어 온 흙, 특히 황토가 갖는 자연 친화적 소재로 원적외선 발생기능, 자정기능 등의 좋은 물성을 살리면서 친환경 녹색 운반수단인 자전거도로나 산책로에 필요한 물성을 만족하는 투수성 황토 포장재가 필요하다는 인식을 갖고 시작한 발명이다.

본원은 상기 종래기술의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본원은 현장시공이 용이하면서 포장재로서의 요구조건을 충족하고 자연 친화적인 색상, 견고성, 투수성을 확보하는 황토 포장재를 제공하기 위한 과제를 갖고 시작된 발명이다.

본원은 황토와 규사와 시멘트를 적절히 배합시켜 투수성과 자연 친화성을 강화하고 자전거 전용도로나 산책로가 요구하는 일정 수준의 압축강도를 확보하고 현장 시공적용성을 높여 자전거 전용도로나 보행자 전용도로로 적용될 수 있는 투수성 황토 포장재를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본원은 상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 자연 친화적인 자전거 전용도로와 보행 전용도로 등을 구성하는 투수성 황토 포장재를 제공하고자 하는 것으로, 상기의 과제와 목적을 성취하기 위한 수단으로서 포틀랜드시멘트 9.8-11.2 중량%, 황토 18.4-19.6 중량%, 규사 57.0-60.0 중량%, 칼슘 설포 알루미네이트 2.0-2.5 중량%, 석고 2.3-2.9 중량%, 소석회 1.1-1.4 중량%를 혼합한 혼합물과 수용성 수지 0.02-0.04 중량%와 물 5.4-5.9 중량%를 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 현장에서 타설함으로 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로로 제공될 수 있다.

또한 상기의 구성을 통하여 현장 포장조성물을 기준하여 공시체 시편을 제작하고 시험을 수행하였는 바, 공극률 시험방법은 용적법을 적용하고, 투수계수 측정시험방법은 KS F 2322, 휨강도 측정시험방법은 KS F 2407, 압축강도 측정시험방법은 KS F 2405를 각각 사용하여 실시하고자 하였는바, 그 시험결과에서 공극률 18% 이상이고, 투수계수 4.0×10^-1㎝/s 이상이며, 압축강도 20 N/㎟(28일) 이상인 물성을 나타내는 시험결과를 확인할 수 있었다.

본원의 기술사상 적용에서 특기할 사항은 현재까지 알려진 여타의 문헌이나 종래의 특허기술에서 논의된 바와 다르게 본원의 투수성 포장재의 조합 방식이 매우 단순하여 취급이나 현장시공이 쉽고 용이하다는 것이다.

즉, 상기와 같은 황토 투수성 포장 재료의 구성성분을 상세하게 살펴보면, 상기 포틀랜드시멘트는 일반 포틀랜드시멘트 제품을 사용한 것으로 사용량은 9.5 내지 11.5 중량% 범위에서 사용 가능하나 더욱 바람직하게는 9.8 내지 11.2 중량% 범위를 선택하는 것이다.

또한 색조가 황갈색이며 다공성으로 2:1의 복층 구조인 황토 입자 크기의 범위는 60-80 mesh이고 대기 중에서 건조한 것으로 황토의 사용량은 18.0 내지 20.0 중량% 범위로 사용가능하나 더욱 바람직하게는 18.4 내지 19.6 중량% 범위를 선택하는 것이 유리하다.

그리고 황토 투수성 포장재에서 높은 강도 구현에 기여하는 색조가 백색에 가까운 규사의 입자 크기는 3-9 mesh 범위가 바람직하고 이 또한 대기 중에서 건조된 것이 사용되며 규사의 사용량은 55.0 내지 65.0 중량% 범위 내에서 사용 가능하나, 더욱 바람직하게는 57.0 내지 60.0 중량% 범위를 선택하는 것이 유리하다.

또한 황토입자 응집제의 역할을 담당하는 칼슘 설포 알루미네이트의 사용량은 1.8 내지 2.8 중량% 범위에서 사용 가능하나 더욱 바람직하게는 2.0 내지 2.5 중량%를 선택하여 사용하는 것이 좋았다.

석고와 소석회 역시 칼슘 설포 알루미네이트와 더불어 황토 입자를 응집시켜 일정 강도지수를 확보하는데 함께 기여하는바, 석고의 사용량은 2.1 내지 3.1 중량% 범위로 사용할 수 있으나, 더욱 바람직하게는 2.3 내지 2.9 중량% 범위를 선택하고, 또 소석회의 경우에 그 사용량은 1.0 내지 1.5 중량%로 사용가능하나, 더욱 바람직하게는 1.1 내지 1.4 중량%를 선택하는 것이 좋았다.

또한 본원에서 고화제로서 작용하는 수용성 수지는 스티렌 아크릴산 수지로서 사용량은 0.01 내지 0.05 중량%로 선호할 수 있으나, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.04 중량%를 선택하여 사용하는 것이 유리하다.

그리고 상기 고화제와 배합되는 배합수는 이물질이 없는 깨끗한 물이 사용되어야 하며 물의 사용량은 5.1 내지 6.1 중량% 범위로 사용 가능하나, 더욱 바람직하게는 5.4 내지 5.9 중량% 범위로 사용될 때 최상의 시험 결과를 얻을 수 있었다.

따라서 본원은 상온 조건에서 포틀랜드시멘트 9.8-11.2 중량%, 황토 18.4-19.6 중량%, 규사 57.0-60.0 중량%, 칼슘 설포 알루미네이트 2.0-2.5 중량%, 석고 2.3-2.9 중량%, 소석회 1.1-1.4 중량%를 혼합한 혼합물과 수용성 수지 0.02-0.04 중량%와 물 5.4-5.9 중량%를 혼합한 혼합물을 상호 혼합하는 최적의 배합비(Best mode)로 제공되는 결과치를 갖고 시험을 수행하였는 바, 공극률 18% 이상이고, 투수계수 4.0×10^-1㎝/s 이상이며, 휨강도 4.0 N/㎟ (3일)/4.5 N/㎟ (7일) 이상이고, 압축강도 20.0 N/㎟ (3일) / 30.0 N/㎟ (7일) 이상인 시험 값을 갖는 자전거 전용도로나 또는 보행전용 도로에 적합한 투수성 황토 포장도로로 제공되는 기술사상의 발명이다.

본원에서 제공되는 투수성 황토 포장재는 황토가 갖는 자연친화적 색상으로부터 오는 아름다운 외양과 규사와 포틀랜드시멘트로부터 기인하는 견고한 성능을 동시에 만족하는 물성을 제공하면서 투수성을 확보하는 포장재를 제공하는 효과를 갖는다.

따라서 본원의 기술사상이 적용되어 포장물이 제공되는 경우 도로표면에 고이는 물도 없고 쉽게 손상되지 않는 자연 친화적인 자전거 전용도로와 보행 전용도로가 쉽고 간단하게 저렴한 비용으로 시공 가능하고 유지관리도 수월한 투수성 황토 포장재를 제공하는 효과를 갖는다.

본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 도면을 제시하여 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이다. 본 명세서에 기재된 예시는 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등사항과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

이하 본원의 기술사상이 구현되어 투수성 황토 포장재를 얻는 과정을 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

본원의 기술적 특징은 자연 친화적인 자전거 전용도로와 보행 전용도로 등을 구성하는 투수성 황토 포장재를 얻는데 있어서, 출원인이 원하는 물성을 갖는 배합조성의 결과를 얻기 위해 다양한 조성의 배합물을 통해서 확인한 시험결과를 통하여 포틀랜드시멘트 9.8-11.2 중량%, 황토 18.4-19.6 중량%, 규사 57.0-60.0 중량%, 칼슘 설포 알루미네이트 2.0-2.5 중량%, 석고 2.3-2.9 중량%, 소석회 1.1-1.4 중량%를 혼합한 혼합물과 수용성 수지 0.02-0.04 중량%와 물 5.4-5.9 중량%를 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 현장에서 타설함으로써 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로를 제공할 수 있는 기술구성의 발명이다.

본원에서 사용되는 황토원료는 생산 지역에 따라 그 구성성분이 다소간에 다를 수 있으나, 본원에서 사용한 황토의 성분 함량은 아래와 같은 범위를 충족하는 것이다.

표 1 황토의 성분 함량범위

성분	SiO₂	Al₂0₃	Fe₂0₃	K₂0	Mg0	Ti0₂	CaO	Mn0
함량 중량%	40-65	16-40	5-18	2-5	1-4	0.5-1.5	0.2-0.6	0.1-0.3

또한 본원에서 사용하는 규사는 백색에 가까운 색상으로 청결하고 3-12 mesh 크기를 선택하여 사용하였다. 그리고 본원에서 사용하는 칼슘 설포 알루미네이트는 황토와 규사 입자의 응집력을 증가시키고 강도 증강에 기여하며 X선회절분석기에 의해 측정된 순도 98중량%를 나타내었다.

또한 본원에서의 석고는 X선 회절분석기에 의해 측정된 순도 98중량% 이상인 것을 사용하였고, 소석회는 KS L 9004에 의해 측정한 순도 59.5중량%인 원료가 사용되었다.

또한 본원에서 적용한 수용성 스티렌 아크릴산 수지의 입자 크기는 100 미크론 정도이며 고형분은 99중량% 이상의 것을 사용하였다.

상기에 제시된 원료를 이용하여 본원의 기술사상이 적용된 실시예와 비교예를 통하여 본원의 발명을 개시함으로써 본원 발명의 기술구성을 더욱 구체적으로 설명하고자 한다.

실시예 1.

포틀랜드시멘트 109.18 (10.3 중량%), 황토 200.34 (18.9 중량%), 규사 625.40 (59.0 중량%), 칼슘 설포 알루미네이트 24.38 (2.3 중량%), 석고 27.56 (2.6 중량%), 소석회 13.46 (1.27 중량%)를 충분하게 상호 혼합한 제1혼합물과 수용성 스티렌 아크릴산 수지 0.32 ( 0.03 중량%)와 물 5.6 중량%를 혼합한 제2혼합물을 준비하고 현장에서 타설하기 직전에, 제1혼합물과 제2혼합물을 혼합하여 자전거 전용도로용이나 보행 전용도로용으로 제공될 수 있는 투수성 황토 포장도로를 구축하였다.

상기의 실시예 1로 제공된 포장재와 동일한 공시체(시편)을 통해 물성시험을 실시하였는 바, 용적법을 이용한 공극률 시험방법으로 공극률: 18.0%, KS F 2322 에 따른 투수계수 측정시험 결과 투수계수: 4.28×10^-1㎝/s , KS F 2407에 의한 휨강도 시험방법에 따른 시험결과 휨강도: 4.2 N/㎟ (3일)/4.7 N/㎟ (7일)을 나타냈으며, KS F 2405에 의한 압축강도 측정시험방법에 따른 시험결과 압축강도: 26.0 N/㎟ (3일) / 30.2 N/㎟ (7일)의 결과를 얻을 수 있었다.

실시예 2.

포틀랜드시멘트 111.30 (10.5 중량%), 황토 203.52 (19.2 중량%), 규사 620.10 (58.5 중량%), 칼슘 설포 알루미네이트 24.38 (2.3 중량%), 석고 27.56 (2.6 중량%), 소석회 13.46 (1.27 중량%)를 충분하게 상호 혼합한 혼합물과 수용성 아크릴산 수지 0.32 ( 0.03 중량%)와 물 5.6 중량%를 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 타설하여 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로를 구축토록 하고, 상기와 같이 제작된 공시체(시편)을 통해 공극률 시험은 용적법으로, 투수계수 측정시험은 KS F 2322, 휨강도 측정시험은 KS F 2407, 압축강도 측정시험은 KS F 2405의 시험방법을 각각 이용하여 시험한 결과, 공극률: 18.2%, 투수계수: 4.25×10^-1㎝/s, 휨강도: 4.18 N/㎟ (3일)/4.68 N/㎟ (7일), 압축강도: 26.5 N/㎟ (3일)/30.3 N/㎟ (7일)의 결과를 얻었다.

실시예 3.

포틀랜드시멘트 116.60 (11.0 중량%), 황토 201.40 (19.0 중량%), 규사 616.92 (58.2 중량%), 칼슘 설포 알루미네이트 24.38 (2.3 중량%), 석고 27.56 (2.6 중량%), 소석회 13.46 (1.27 중량%)를 충분하게 상호 혼합한 혼합물과 수용성 아크릴산 수지 0.32 ( 0.03 중량%)와 물 5.6 중량%를 적절하게 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 타설하여 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로를 구축토록 하고 제작된 시편을 통해 공극률 시험은 용적법으로, 투수계수 측정시험은 KS F 2322, 휨강도 측정시험은 KS F 2407, 압축강도 측정시험은 KS F 2405의 시험방법을 각각 사용하여 시험한 결과, 공극률: 18.1%, 투수계수: 4.18×10^-1㎝/s, 휨강도: 4.15 N/㎟ (3일)/4.65 N/㎟ (7일), 압축강도: 26.3 N/㎟ (3일)/30.1 N/㎟ (7일)의 결과를 얻었다.

실시예 4

포틀랜드시멘트 109.18 (10.3 중량%), 황토 205.64 (19.4 중량%), 규사 625.40 (59.0 중량%), 칼슘 설포 알루미네이트 24.38 (2.3 중량%), 석고 27.56 (2.6 중량%), 소석회 13.46 (1.27 중량%)를 충분하게 상호 혼합한 혼합물과 수용성 스티렌 아크릴산 수지 0.32 (0.03 중량%)와 물 5.1 중량%를 적절하게 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 타설하여 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로를 구축토록 하였고 상기와 동일한 방법으로 제작된 공시체(시편)을 통해 공극률 시험은 용적법으로, 투수계수 측정시험은 KS F 2322, 휨강도 측정시험은 KS F 2407, 압축강도 측정시험은 KS F 2405의 시험방법을 각각 사용하여 시험한 결과, 공극률: 18.2%, 투수계수: 4.24×10^-1㎝/s, 휨강도: 4.16 N/㎟ (3일)/4.62 N/㎟ (7일), 압축강도: 26.2 N/㎟(3일)/30.0 N/㎟(7일)의 결과를 얻을 수 있었다.

비교예 1.

포틀랜드시멘트 95.40 (9.0 중량%), 황토 201.40 (19.0 중량%), 규사 636.00 (60.0 중량%), 칼슘 설포 알루미네이트 26.50 (2.5 중량%), 석고 27.56 (2.6 중량%), 소석회 13.46 (1.27 중량%)를 충분하게 상호 혼합한 혼합물과 수용성 스티렌 아크릴산 수지 0.32 (0.03 중량%)와 물 5.6 중량%를 적절하게 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 타설하여 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로를 구축하고 상기와 같이 별도 제작된 공시체(시편)을 통해 공극률 시험은 용적법으로, 투수계수 측정시험은 KS F 2322, 휨강도 측정시험은 KS F 2407, 압축강도 측정시험은 KS F 2405의 시험방법을 각각 이용하여 시험한 결과 공극률: 17.8%, 투수계수: 3.90×10^-1㎝/s, 휨강도: 2.8 N/㎟ (3일)/3.4 N/㎟ (7일), 압축강도: 20.9 N/㎟(3일)/25.0 N/㎟(7일)의 결과를 얻었다.

비교예 2.

포틀랜드시멘트 116.6 (11.0 중량%), 황토 212.00 (20.0 중량%), 규사 625.40 (59.0 중량%), 칼슘 설포 알루미네이트 15.90 (1.5 중량%), 석고 16.96 (1.6 중량%), 소석회 13.46 (1.27 중량%)를 충분하게 상호 혼합한 혼합물과 수용성 스티렌 아크릴산 수지 0.32 (0.03 중량%)와 물 5.6 중량%를 적절하게 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 타설하여 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로를 구축하고 상기와 같이 별도 제작된 공시체(시편)을 통해 공극률 시험은 용적법으로, 투수계수 측정시험은 KS F 2322, 휨강도 측정시험은 KS F 2407, 압축강도 측정시험은 KS F 2405의 시험방법을 각각 이용하여 시험한 결과 공극률: 16.0%, 투수계수: 3.80 ×10^-1㎝/s, 휨강도: 2.2 N/㎟ (3일)/2.8 N/㎟ (7일), 압축강도: 10.8 N/㎟(3일)/22.5 N/㎟(7일)의 결과를 얻었다.

비교예 3.

포틀랜드시멘트 116.6 (11.0 중량%), 황토 201.9 (19.0 중량%), 규사 625.40 (59.0 중량%), 칼슘 설포 알루미네이트 15.90 (1.5 중량%), 석고 22.26 (2.1 중량%), 소석회 13.46 (1.27 중량%)를 충분하게 상호 혼합한 혼합물과 수용성 스티렌 아크릴산 수지 0.32 ( 0.03 중량%)와 물 6.1 중량%를 적절하게 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 타설하여 자전거 전용도로 또는 보행 전용도로를 구축하고 별도 제작된 시편을 통해 공극률 시험은 용적법으로, 투수계수 측정시험은 KS F 2322, 휨강도 측정시험은 KS F 2407, 압축강도 측정시험은 KS F 2405의 시험방법을 각각 이용하여 시험한 결과 공극률: 16.0%, 투수계수: 3.5×10^-1㎝/s, 휨강도: 2.0 N/㎟ (3일)/2.4 N/㎟ (7일), 압축강도: 10.3 N/㎟ (3일)/22.0 N/㎟ (7일)의 결과를 얻었다.

상기의 실시예와 비교예의 결과를 상호 대비하기 위해 아래의 표 2로 요약하였다.

표 2 실시예와 비교실시예의 물성 비교표.

항목 실험예	검토결과	공극률,%	투수계수, ×10^-1㎝/s	휨강도, N/㎟		압축강도, N/㎟
항목 실험예	검토결과	공극률,%	투수계수, ×10^-1㎝/s	3 일	7 일	3 일	7 일
실시예 1	적 합	18.00	4.28	4.2	4.7	26.0	30.2
실시예 2	적 합	18.20	4.25	4.18	4.68	26.5	30.3
실시예 3	적 합	18.10	4.18	4.15	4.65	26.3	30.1
실시예 4	적 합	18.20	4.24	4.16	4.62	26.2	30.0
비교예 1	부적합	17.80	3.90	2.8	3.4	20.9	25.0
비교예 2	부적합	16.00	3.80	2.2	2.8	10.8	22.5
비교예 3	부적합	16.00	3.50	2.0	2.4	10.3	22.0

상기의 실험결과로부터 본원에서 적용하는 실시예 1부터 실시예 4까지의 적용예에서 포틀랜드시멘트 9.8-11.2 중량%, 황토 18.4-19.6 중량%, 규사 57.0-60.0 중량%, 칼슘 설포 알루미네이트 2.0-2.5 중량%, 석고 2.3-2.9 중량%, 소석회 1.1-1.4 중량%를 혼합한 혼합물과 수용성 수지 0.02-0.04 중량%와 물 5.4-5.9 중량% 범위로 혼합되어 현장에서 타설하는 조건을 충족하는 경우 기준하여 공시체(시편)을 제작하고 시험을 수행하였는 바, 공극률 시험방법은 용적법을 적용하고, 투수계수 측정시험방법은 KS F 2322, 휨강도 측정시험방법은 KS F 2407, 압축강도 측정시험방법은 KS F 2405를 각각 이용한 시험결과에서 공극률 18% 이상이고, 투수계수 4.0×10^-1㎝/s 이상이며, 휨강도 4.0 N/㎟ (3일)/4.5 N/㎟ (7일) 이상이고, 압축강도 20.0 N/㎟ (3일)/30.0 N/㎟ (7일) 이상인 시험값을 확인할 수 있었다.

그러나 비교예 1의 경우 다른 조건은 모두 동일한 조건이지만 포틀랜드시멘트 조성이 9 중량%로 적용되는 경우 공극율과 투수계수가 발명자가 원하는 기준치에 이르지 못하였으며, 휨강도와 압축강도가 저하되는 현상을 나타내는 결과를 확인할 수 있었고, 비교예 2의 경우 다른 조건은 모두 동일한 조건이지만 황토의 사용량이 20중량%로 기준치보다 많게 사용되고 칼슘 설포 알루미네이트 사용량을 1.6 중량%로 낮추고 석고 사용량을 1.7 중량%로 적용한 경우 공극율이 낮아지고, 휨강도와 압축강도가 현격히 저하되는 현상을 나타내는 결과를 확인할 수 있었으며, 비교예 3의 경우 다른 조건은 모두 동일한 조건이지만 칼슘 설포 알루미네이트 사용량을 1.5 중량%로 낮추고 석고 사용량을 2.1 중량%로 적용하고 물을 6.1중량%로 사용한 경우에는 공극율과 투수계수가 떨어지고, 휨강도와 압축강도가 현격히 저하되는 결과를 확인할 수 있었다.

따라서 본원의 기술사상이 자전거 전용도로나 산책로로 적용되는 시공방법의 하나의 실시예는 자전거 전용도로나 산책로를 이루기 위한 설계 사양대로 도로 폭을 확보하고 양 측부로 경계석을 마련하고 노면기준으로 상부에 3-15 정도의 노면 층을 남기고 기층 면에 3-15 입도 크기의 쇄석을 10-30 두께로 깔고 표면을 다지고 물을 뿌려주는 제1단계 준비공정과 포장재 조성물로 포틀랜드시멘트 9.8-11.2 중량%, 황토 18.4-19.6 중량%, 규사 57.0-60.0 중량%, 칼슘 설포 알루미네이트 2.0-2.5 중량%, 석고 2.3-2.9 중량%, 소석회 1.1-1.4 중량%를 혼합한 혼합물과 수용성 수지 0.02-0.04 중량%와 물 5.4-5.9 중량%를 혼합한 포장조성물을 마련하는 제2단계 준비공정과 상기 제1단계 준비공정을 통하여 마련된 기층 면이 다짐된 상부로 제2단계 공정에서 마련된 포장조성물을 5-15 범위로 깔아서 노면 층을 형성하며 중앙부나 일측으로 물이 고이지 않도록 수평을 유지하며 고르게 펴주기 압착롤러 작업을 실시하는 제3단계 공정과 상기 제3단계 공정을 통하여 마련된 노면 층 상부로 수분증발 차단막을 덮어 수분증발을 막아 건조하고 경화시키는 제4단계 공정을 포함하여 자전거 전용도로나 산책로 포장작업을 수행할 수 있는 것이다.

Claims

자전거 전용도로나 산책로 보행 전용도로로 제공되는 포장재에 있어서,
포틀랜드시멘트 9.8-11.2 중량%, 황토 18.4-19.6 중량%, 규사 57.0-60.0 중량%, 칼슘 설포 알루미네이트 2.0-2.5 중량%, 석고 2.3-2.9 중량%, 소석회 1.1-1.4 중량%를 혼합한 혼합물과 수용성 수지 0.02-0.04 중량%와 물 5.4-5.9 중량%를 혼합한 혼합물을 상호 혼합하고 현장 타설함으로 공극률 18% 이상이고, 투수계수 4.0× 10^-1㎝/s 이상의 물성을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 투수성 황토 포장재.
제 1 항에 있어서
상기 황토의 입자 크기는 60-80 mesh 범위로 사용되는 것을 특징으로 하는 투수성 황토 포장재.
제 1 항에 있어서
상기 규사의 입자 크기는 3-12 mesh 범위로 사용되는 것을 특징으로 하는 투수성 황토 포장재.
제 1 항에 있어서
상기 수용성 수지는 스티렌 아크릴산 수지가 사용되는 것을 특징으로 하는 투수성 황토 포장재.