(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2014년07월09일 (11) 등록번호 10-1416160 (24) 등록일자 2014년07월01일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) E01B 2/00 (2006.01) E01B 37/00 (2006.01) (21) 출원번호 10-2013-0048415( 분할 ) (22) 출원일자 2013 년 04 월 30 일 심사청구일자 2013 년 04 월 30 일 (65) 공개번호 10-2013-0066645 (43) 공개일자 2013 년 06 월 20 일 (62) 원출원특허 10-2011-0088421 원출원일자 심사청구일자 (56) 선행기술조사문헌 KR1020100117219 A* US04703890 A* 2011 년 09 월 01 일 2011 년 09 월 01 일 * 는심사관에의하여인용된문헌 (73) 특허권자 한국철도기술연구원 경기도의왕시철도박물관로 176 ( 월암동 ) 삼표이앤씨주식회사 서울특별시종로구종로 5 길 68, 9 층삼표이앤씨주식회사 ( 수송동, 코리안리재보험 ) 한국철도시설공단 대전광역시동구중앙로 242 ( 신안동 ) (72) 발명자 장승엽 경기수원시장안구정자로 42 번길 52, 740 동 170 2 호 ( 천천동, 베스트타운동부아파트 ) 김유봉 서울성북구삼선교로 10 길 78-3, 2 층 ( 삼선동 2 가 ) ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 이준서전체청구항수 : 총 2 항심사관 : 고철승 (54) 발명의명칭전단포켓과충전층에의한하중전달구조를가지는프리캐스트콘크리트슬래브궤도및그시공방법 (57) 요약 본발명은, 콘크리트로이루어진베이스부위에철도레일을지지하도록프리캐스트방식의콘크리트슬래브로이루어진궤도즉, " 프리캐스트콘크리트슬래브궤도 " 를설치함에있어서, 열차의통행등으로인하여철도레일이길게연장되는종방향으로그리고그와직교하는횡방향으로프리캐스트콘크리트슬래브궤도에작용하는하중을효과적으로베이스부에전달할수있도록하고, 동시에온도변형이나건조수축등콘크리트자체의변형이외부로부터구속됨으로써유발되는콘크리트응력을최소화하도록하는프리캐스트콘크리트슬래브궤도및그시공방법에관한것이다. 대표도 - 1 -
(72) 발명자 이후삼 서울노원구마들로 31, 122 동 1102 호 ( 월계동, 그랑빌아파트 ) 김인재 충남천안시서북구월봉 4 로 140-14, 206 동 906 호 ( 쌍용동, 월봉벽산태영아파트 ) 이동호 경기수원시장안구만석로 29, 716 동 305 호 ( 천천동, 현대성우우방아파트 ) 김환영 대전동구동구청로 67, 103 동 2102 호 ( 가오동, 은어송마을 1 단지 ) - 2 -
특허청구의범위청구항 1 베이스부 (100) 위에간격을두고배치되며, 통형상의수직부 (21) 와상기수직부 (21) 의상부에수평하게구비되는플랜지부 (22) 로이루어진패킹부재 (20) 에의해관통구멍형태의전단포켓 (10) 이형성되도록공장제작된프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 와 ; 상기베이스부 (100) 에고정되어있는돌출보강재 (31) 가상기전단포켓 (10) 내에위치한상태에서상기전단포켓 (10) 내에채워지는충전재에의해상기전단포켓 (10) 에삽입된형태로형성되는전단키 (30) 와 ; 상기베이스부 (100) 의상면과상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면사이의공간에채워지는충전재에의해상기전단키 (30) 및상기베이스부 (100) 와일체를이루면서형성되는충전층 (40) 으로이루어져 ; 상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에가해지는종방향및횡방향하중이상기전단키 (30) 와상기충전층 (40) 에의해베이스부 (100) 로전달되는구성을가지고있고 ; 플랜지부 (22) 와프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 사이의틈으로물이유입되는것을방지하기위하여플랜지부 (22) 의가장자리에는수밀재 (26) 가도포되어있으며 ; 패킹부재 (20) 의수직부 (21) 외면과프리캐스트콘크리트슬래브 (10) 사이에는변위수용이가능하도록변형될수있는탄성재질로이루어진패드부재 (23) 가구비되어있는것을특징으로하는프리캐스트콘크리트슬래브궤도. 청구항 2 통형상의수직부 (21) 와상기수직부 (21) 의상부에수평하게구비되는플랜지부 (22) 로이루어진패킹부재 (20) 에의해관통구멍형태의전단포켓 (10) 이형성되도록공장제작된프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를베이스부 (100) 위에간격을두고배치하는단계 ; 상기전단포켓 (10) 을통해서돌출보강재 (31) 를베이스부 (100) 에고정설치하는단계 ; 및상기돌출보강재 (31) 가상기전단포켓 (10) 내에위치한상태에서상기전단포켓 (10) 내에충전재를주입하여상기전단포켓 (10) 에삽입된형태로전단키 (30) 를형성함과동시에상기베이스부 (100) 의상면과상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면사이의공간에도충전재가채워지도록하여상기전단키 (30) 및상기베이스부 (10 0) 와일체를이루면서상기베이스부 (100) 의상면과상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면사이의공간에충전층 (40) 을형성하는단계를포함하여 ; 상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에가해지는종방향및횡방향하중이상기전단키 (30) 와상기충전층 (40) 에의해베이스부 (100) 로전달되는구성의프리캐스트콘크리트슬래브궤도를형성하되 ; 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를공장제작할때, 플랜지부 (22) 와프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 사이의틈으로물이유입되는것을방지하기위하여플랜지부 (22) 의가장자리에는수밀재 (26) 를도포하고, 패킹부재 (20) 의수직부 (21) 외면과프리캐스트콘크리트슬래브 (10) 사이에는변위수용이가능하도록변형될수있는탄성재질로이루어진패드부재 (23) 를설치하여프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를제작하는것을특징으로하는프리캐스트콘크리트슬래브궤도의시공방법. 명세서 [0001] 기술분야본발명은프리캐스트콘크리트슬래브궤도및그시공방법에관한것으로서, 구체적으로는콘크리트로이루어진베이스부위에철도레일을지지하도록프리캐스트방식의콘크리트슬래브로이루어진궤도즉, " 프리캐스트콘크리트슬래브궤도 " 를설치함에있어서, 열차의통행등으로인하여철도레일이길게연장되는종방향으로그리고그와직교하는횡방향으로프리캐스트콘크리트슬래브궤도에작용하는하중을효과적으로베이스부 - 3 -
에전달할수있도록하는프리캐스트콘크리트슬래브궤도및그시공방법에관한것이다. [0002] [0003] [0004] 배경기술철도의레일을지지하는궤도로서최근에는콘크리트슬래브로이루어진 " 콘크리트슬래브궤도 " 를이용한다. 토사지반에레일을설치할때에는우선지반위에콘크리트를타설하여베이스부를구축하고, 그위에콘크리트슬래브로이루어진궤도를설치한후, 그위에레일을배치하게된다. 교량의경우에는교량바닥판상면에상기베이스부를구축하여설치하게된다. 공기를단축하여신속하게레일을배치하고궤도의품질을향상시키기위한방안으로서, 현장타설콘크리트에의해콘크리트슬래브궤도를설치하기보다는공장에서프리캐스트방식으로미리콘크리트슬래브를제작한후, 현장으로이송하여베이스부위에거치하는방식으로콘크리트슬래브궤도를시공하는것이바람직하다. 이와같이공장에서 " 프리캐스트콘크리트슬래브 " 를제작하여, 현장에서베이스부위에거치하여프리캐스트콘크리트슬래브궤도를시공하는종래의기술로는아래에서선행기술문헌으로소개하는국내등록특허제10-708484호가있다. 그런데프리캐스트콘크리트슬래브궤도를시공함에있어서는, 열차의통행등에의하여프리캐스트콘크리트슬래브궤도에작용하는종방향및횡방향으로의하중이프리캐스트콘크리트슬래브궤도의하부에위치하는베이스부로효과적으로전달되어야한다는점과, 온도변형이나건조수축등콘크리트자체의변형이외부로부터구속됨으로써유발되는콘크리트응력을최소화해야한다는점을중요한사항으로반드시고려해야만한다. 따라서현장타설콘크리트에의해콘크리트슬래브궤도를설치하는것이아니라, 공장에서프리캐스트방식으로미리콘크리트슬래브를제작한후, 현장으로이송하여베이스부위에거치함으로써레일지지용궤도를구축하기위해서는위에서살펴본중요한고려사항들을충족할수있는방안이제시되어야한다. 선행기술문헌 [0005] 특허문헌 ( 특허문헌 0001) 대한민국등록특허제 10-708484 호 (2007. 04. 18. 공고 ) 참조. 발명의내용 [0006] 해결하려는과제본발명은위와같은기술적필요성을충족시키기위하여개발된것으로서, 구체적으로는공기를단축하여신속하게레일을배치하고궤도의품질을향상시키기위하여공장에서프리캐스트방식으로미리콘크리트슬래브를제작한후, 현장으로이송하여베이스부위에거치함으로써레일지지용궤도를구축함에있어서, 열차의통행등에의하여프리캐스트콘크리트슬래브궤도에작용하는종방향및횡방향으로의하중이프리캐스트콘크리트슬래브궤도의하부에위치하는베이스부로효과적으로전달될수있도록함과동시에온도변형이나건조수축등콘크리트자체의변형이외부로부터구속됨으로써유발되는콘크리트응력을최소화시킬수있는새로운형식의프리캐스트콘크리트슬래브궤도와그시공방법을제공하는것을목적으로한다. [0007] 과제의해결수단본발명에서는위와같은목적을달성하기위하여, 베이스부위에간격을두고배치되며, 통형상의수직부를구비한패킹부재에의해관통구멍형태의전단포켓이형성되도록공장제작된프리캐스트콘크리트슬래브와 ; 상기베이스부에고정되어있는돌출보강재가상기전단포켓내에위치한상태에서상기전단포켓내에채워지는충전재에의해상기전단포켓에삽입된형태로형성되는전단키와 ; 상기베이스부의상면과상기프리캐스트콘크리트슬래브의하면사이의공간에채워지는충전재에의해상기전단포켓및베이스부와일체를이루면서형성되는충전층으로구성되어 ; 상기프리캐스트콘크리트슬래브에가해지는종방향및횡방향하중이상기전단키와상기충전층에의해베이스부로전달되는것을특징으로하는프리캐스트콘크리트슬래브궤도가제공된 - 4 -
다. [0008] [0009] [0010] 또한본발명에서는위와같은프리캐스트콘크리트슬래브궤도의시공방법으로서, 통형상의수직부를구비한패킹부재에의해관통구멍형태의전단포켓이형성되도록공장제작된프리캐스트콘크리트슬래브를베이스부위에간격을두고배치하는단계 ; 상기전단포켓을통해서돌출보강재를베이스부에고정설치하는단계 ; 및상기돌출보강재가상기전단포켓내에위치한상태에서상기전단포켓내에충전재를주입하여상기전단포켓에삽입된형태로전단키를형성함과동시에상기베이스부의상면과상기프리캐스트콘크리트슬래브의하면사이의공간에도충전재가채워지도록하여상기전단포켓및베이스부와일체를이루면서상기베이스부의상면과상기프리캐스트콘크리트슬래브의하면사이의공간에충전층을형성하는단계를포함하여 ; 상기프리캐스트콘크리트슬래브에가해지는종방향및횡방향하중이상기전단키와상기충전층에의해베이스부로전달되는구성의프리캐스트콘크리트슬래브궤도를형성하는것을특징으로하는프리캐스트콘크리트슬래브궤도의시공방법이제공된다. 위와같은본발명의프리캐스트콘크리트슬래브궤도와그시공방법에있어서, 상기패킹부재의수직부외면과프리캐스트콘크리트슬래브사이에는변위수용이가능하도록변형될수있는탄성재질로이루어진패드부재가구비될수있으며, 더나아가상기전단포켓의상부에는수분의유입을방지할수있도록덮개부재가설치되어상기전단포켓의상부를덮을수도있다. 또한, 본발명의프리캐스트콘크리트슬래브궤도와그시공방법에서는, 상기프리캐스트콘크리트슬래브가종방향으로서로이웃하게배치하되, 서로이웃하게배치된일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브사이에는신축허용연결구조를형성할수있는데, 상기신축허용연결구조에서는, 상기일측의프리캐스트콘크리트슬래브의종방향측면에는, 일단부가종방향측면외부로돌출되도록돌출연결봉부재가일측의프리캐스트콘크리트슬래브의제작시부터구비되어있고 ; 상기타측의프리캐스트콘크리트슬래브의종방향측면중에서상기돌출연결봉부재와마주하게되는측면에는, 내부에삽입연결봉부재가이동가능하게삽입되어있는쉬스관이타측의프리캐스트콘크리트슬래브의제작시부터구비되어있으며 ; 일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브가종방향으로서로이웃하게간격을두고배치된상태에서상기쉬스관속에삽입되어있던삽입연결봉부재가쉬스관밖으로꺼내어져삽입연결봉부재의단부가상기돌출연결봉부재와결합하여연결봉부재와삽입연결봉부재가일체화된상태에서, 일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브사이의간격에충전재가채워져상기일체화된돌출연결봉부재와삽입연결봉부재가매립됨과동시에일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브가일체화되어 ; 각각의프리캐스트콘크리트슬래브에신축이발생하였을때, 상기삽입연결봉부재가쉬스관속에서움직이게되어프리캐스트콘크리트슬래브의신축을허용할수있게되는구성을가질수도있다. [0011] [0012] [0013] 발명의효과본발명에서는베이스부의상면에전단키와충전층이형성되고, 이러한전단키가, 공장생산되어베이스부위에배치되는프리캐스트콘크리트슬래브의전단포켓내에삽입되어있으므로, 열차의통행등으로인하여프리캐스트콘크리트슬래브에종방향및횡방향으로작용하는힘은전단포켓과전단키의결합구조를통해서효율적으로베이스부로전달되는효과가발휘된다. 특히, 본발명에서는, 전단포켓이콘크리트에비해변형되기쉬운합성수지로제작된패킹부재에의해형성되므로, 전단포켓을형성하고있는패킹부재에전단키가밀착된상태로꽉끼어져있는상태에서프리캐스트콘크리트슬래브에온도변화등으로인한신축이나건조수축이발생하더라도, 이러한프리캐스트콘크리트슬래브의신축량은패킹부재의자체변형에의해흡수되므로, 프리캐스트콘크리트슬래브의신축으로인한구조적으로불리한응력발생을원천적으로차단할수있게되는효과가발휘된다. 더나아가, 본발명에서는패킹부재의상기수직부의외면과전단포켓의내면사이에고무나합성부재와같이변위를수용할수있는재질로이루어진패드부재가삽입될수있는데, 이경우, 위와같은프리캐스트콘크리트슬래브의신축량흡수성능이더욱향상되어프리캐스트콘크리트슬래브의신축으로인한유해응력발생의차단이더욱효과적으로이루어지게된다. 또한패킹부재를강재와같이자체변형량이적은재질로제작하더라도위와같이패드부재를이용하게되면, 프리캐스트콘크리트슬래브의신축으로인한유해응력발생의차단효과를발휘할수있게된다. - 5 -
[0014] 도면의간단한설명 도 1 은본발명에따른프리캐스트콘크리트슬래브궤도가베이스부위에설치되어있는상태를보여주는개략 적인사시도이다. 도 2는본발명에따른프리캐스트궤도를이루는구성요소인프리캐스트콘크리트슬래브의개략적인사시도이다. 도 3은도 2의선 A-A에따른개략적인부분단면사시도이다. 도 4는도 1의선 B-B에따른개략적인단면도이다. 도 5는돌출보강재가철근으로이루어진실시예를보여주는도 4에대응되는단면도이다. 도 6은본발명에서프리캐스트콘크리트슬래브사이에형성되는신축허용연결구조를보여주는도 1의원 C로표시된부분에대한확대투시도이다. 도 7은도 6에서아직돌출연결봉부재와삽입연결봉부재가연결되지아니한상태의확대투시도이다. 도 8은도 7의상태에후속하여돌출연결봉부재와삽입연결봉부재는연결되어일체화되었으나아직충전재가채워지지아니한상태를보여주는도 6에대응한확대투시도이다. [0015] [0016] [0017] [0018] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 첨부한도면을참조하여본발명의바람직한실시예를설명한다. 본발명은도면에도시된실시예를참고로설명되었으나이는하나의실시예로서설명되는것이며, 이것에의해본발명의기술적사상과그핵심구성및작용이제한되지않는다. 도 1에는본발명에따른프리캐스트콘크리트슬래브궤도 ( 이하, " 프리캐스트궤도 " 라고약칭함 ) 가베이스부 (100) 위에설치되어있는상태의개략적인사시도가도시되어있고, 도 2에는본발명에따른프리캐스트궤도를이루는구성요소인프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의개략적인사시도가도시되어있으며, 도 3에는도 2의선 A-A에따른개략적인부분단면사시도가도시되어있다. 도면에서부재번호 110은프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 위에횡방향으로배치되는침목 (110) 이고, 부재번호 120은상기침목 (110) 위에종방향으로길게연장되는레일 (120) 이다. 본발명에따른프리캐스트콘크리트슬래브궤도 ( 이하, " 프리캐스트궤도 " 라고약칭함 ) 는, 공장에서미리도 2 에도시된것과같은프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를제작하고, 이를현장으로이송한후지반위에타설된콘크리트구조물또는교량의바닥판에해당하는베이스부 (100) 위에설치하고프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 와베이스부 (100) 사이에충전층 (40) 을일체로형성함으로써구축된다. 본발명의프리캐스트궤도에서, 상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에는두께방향으로관통된구멍으로이루어진전단포켓 (10) 이형성되어있는데, 상기전단포켓 (10) 에는패킹부재 (20) 가삽입되어있다. 상기패킹부재 (20) 는, 통형상의수직부 (21) 와, 상기수직부 (21) 의상부에수평하게구비되는플랜지부 (22) 로이루어지며, 합성수지나강재등으로제작될수있다. 상기패킹부재 (20) 가전단포켓 (10) 에삽입되면, 상기수직부 (21) 는전단포켓 (10) 의내면에접하게되는데, 도 3 에도시된것처럼상기수직부 (21) 의외면과프리캐스트콘크리트슬래브 (10) 사이에는고무나합성수지와같이변위수용이가능하도록변형될수있는탄성재질로이루어진패드부재 (23) 가구비될수있다. 상기플랜지부 (22) 는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의상면위에놓일수도있지만, 도면에예시된것처럼, 플랜지부 (22) 가그두께만큼프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 상면에묻혀있어플랜지부 (22) 의상면과프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의상면이동일한평평한면에위치함으로써플랜지부 (22) 가프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의상면으로부터돌출되지않도록구성하는것이더욱바람직하다. 만일상기플랜지부 (22) 가프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의상면위에놓이게되면, 플랜지부 (22) 의가장자리에는실리콘등과같은수밀재 (26) 를도포하여플랜지부 (22) 와프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 사이의틈으로물이유입되는것을방지하는것이바람직하다. 물론위와같이플랜지부 (22) 가프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의상면으로부터돌출되지않도록구성되는경우에도플랜지부 (22) 의가장자리에실리콘등의수밀재 (26) 를도포하는것이바람직하다. 비록위의설명에서는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에관통된구멍형태로만들어진전단포켓 (10) 에패킹부재 (20) 가삽입되는것처럼설명하였으나, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를공장에서미리제작할때, 수직부 (2-6 -
1) 와플랜지부 (22) 를가지고있고수직부 (21) 의외면에패드부재 (23) 가부착되어있는패킹부재 (20) 를배치한상태에서콘크리트를타설하여패킹부재 (20) 가콘크리트내에매립된상태로프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를제작하게되면, 패킹부재 (20) 가내면에밀착되어일체로배치되어있는관통구멍형태의전단포켓 (10) 이프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에형성되는것이다. 즉, 실질적으로상기패킹부재 (20) 에의하여상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에전단포켓 (10) 이형성되는것이다. 상기패킹부재 (20) 의수직부 (21) 외면에부착되어있는패드부재 (23) 가충분한변형량 ( 프리캐스트콘크리트슬래브의신축량 ) 을흡수하기위해서는도면에도시된것처럼, 패드부재 (23) 의외면즉, 콘크리트와직접접촉하게되는면에는요철을형성하여횡변형에대한구속을완화시켜주는것이바람직하다. [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] 도 4에는도 1의선 B-B에따른개략적인단면도가도시되어있고, 도 5에는후술하는돌출보강재 (31) 가철근으로이루어진실시예를보여주는도 4에대응되는단면도가도시되어있다. 도 4에서는덮개부재 (50) 가아직결합되기전의상태를보여주고있고, 도 5에서는덮개부재 (50) 가결합된상태를보여주고있다. 본발명에따른프리캐스트궤도는, 앞서설명한바와같이전단포켓 (10) 이형성되어있는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를공장에서제작한후, 이를현장으로이송하여베이스부 (100) 에거치하여구축하게된다. 구체적으로전단포켓 (10) 이형성되어있는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를베이스부 (100) 위에간격을두고위치시킨다. 이때베이스부 (100) 위에간격재 ( 미도시 ) 를배치한상태에서프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 가상기간격재에의해지지되도록할수있다. 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 가베이스부 (100) 위에간격을두고배치된후에는, 무수축모르타르, 콘크리트등과같은충전재가상기전단포켓 (10) 에채워져전단키 (30) 가형성되는데, 전단키 (30) 의보강을위해서전단키 (30) 내에는돌출보강재 (31) 가매립되어위치하게된다. 즉, 전단포켓 (10) 내에돌출보강재 (31) 가존재한상태에서충전재가전단포켓 (10) 에채워져서전단키 (30) 가형성되는것이다. 상기돌출보강재 (31) 는, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 가베이스부 (100) 위에간격을두고배치된상태에서전단포켓 (10) 을통해서앵커볼트와같은봉부재를베이스부 (100) 상면에돌출되도록고정함으로써전단포켓 (10) 내에설치될수도있고, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 를베이스부 (100) 위에놓기전에베이스부 (100) 의제작당시부터전단포켓 (10) 이놓이게되는위치에미리베이스부 (100) 의상면에돌출설치해둘수도있다. 이러한돌출보강재 (31) 는앵커볼트나스터드와같은봉부재뿐만아니라수직철근으로이루어질수있는데, 도 5에도시된것처럼베이스부 (100) 의보강을위하여배치된보강철근 (101) 과하단이연결되어있는수직철근을베이스부 (100) 상면으로돌출시킴으로써이러한돌출된수직철근을돌출보강재 (31) 로삼을수도있다. 베이스부 (100) 상면으로돌출되어있는돌출보강재 (31) 가전단포켓 (10) 내에위치한상태로프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 가베이스부 (100) 위에간격을두고배치된후에는, 무수축콘크리트나무수축모르타르등과같은충전재를상기전단포켓 (10) 으로주입하여, 상기프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 와베이스부 (100) 사이의간격, 그리고전단포켓 (10) 내부의공간이충전재로채워지게한다. 즉, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면과베이스부 (100) 상면사이의공간에는충전재에의한충전층 (40) 이형성됨과동시에, 전단포켓 (10) 내에도상기돌출보강재 (31) 가완전히매립되도록충전재가채워져서, 상기전단포켓 (10) 내에전단키 (30) 가형성되는것이다. 이와같이, 베이스부 (100) 의상면에고정된돌출보강재 (31) 와베이스부 (100) 의상면에타설되는충전재에의해, 베이스부 (100) 와실질적으로일체를이루는전단키 (30) 가충전층 (40) 과함께형성되고, 이러한전단키 (30) 가프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의전단포켓 (10) 내에삽입되어있으므로, 열차의통행등으로인하여프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에종방향및횡방향으로작용하는힘은전단포켓 (10) 과전단키 (30) 의결합구조를통해서효율적으로베이스부 (100) 로전달된다. 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 는온도변화나건조수축에의해신축하게되는데, 만일단순히일반적인구멍형태로전단포켓을만들고, 이러한전단포켓에전단키가밀착된상태로끼어져있는구성을가지고있다면, 온도변화나건조수축에의한신축마저도구속하게되고, 그에따라프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에는구조적으로불리한응력이유발된다. 그러나본발명에서는전단포켓 (10) 이합성수지로제작된패킹부재 (20) 에의해형성된다. 따라서변형을흡수할수있는구성을가지는패킹부재 (20) 에전단키 (30) 가밀착된상태로꽉끼어져있는상태에서프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에온도변화등으로인한신축이발생하더라도, 이러한신축량은패킹부재 (20) 의자체변형에의해흡수되므로, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의신축으로인한구조적으로불리한응력발생을원천적으로차단할수있게된다. 특히, 패킹부재 (20) 의상기수직부 (21) 의외면과전단포켓 (10) 의내면사이에고무나합성부재와같이변위를수용할수있는재질로이루어진패드부재 (23) 가삽입되어있는경우에는, 위와같은프리캐스트콘크리트슬래 - 7 -
브 (1) 의신축량흡수성능이더욱향상되어프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의신축으로인한유해응력발생의차단이더욱효과적으로이루어지게된다. 또한패킹부재 (20) 를강재와같이자체변형량이적은재질로제작하더라도위와같이패드부재 (23) 를이용하게되면, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의신축으로인한유해응력발생의차단효과를발휘할수있게된다. [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] 앞서설명한것처럼본발명에따른프리캐스트궤도에서는, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면과베이스부 (100) 상면사이의간격에의해만들어지는공간에충전재에의한충전층 (40) 이형성되는데, 이러한충전층 (4 0) 과프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면이서로일체로부착되도록할수도있지만, 서로분리가되도록할수도있다. 예를들어, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면을거칠게만들거나요철을형성함으로써, 충전층 (40) 이형성되었을때, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면과충전층 (40) 간의부착력이증진되도록할수도있다. 반면에앞서언급한것처럼, 충전층 (40) 과프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면이서로부착되지않고분리된상태로만들수도있다. 이를위해서는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면에미리분리재등을피복하거나도포하는방법을채택할수있고, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면을매끄럽게제작하여, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면과충전층 (40) 사이의마찰을최소화시키는방법을채택할수도있다. 그러나프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의하면을매끄럽게제작하는방법의경우에는, 분리재등을도포함에따른추가적인작업과소재의사용이불필요하게되므로시공성및경제성을향상시킬수있는장점이있다. 본발명에있어서, 상기전단포켓 (10) 을통해서물이유입되는것은구조적으로바람직하지않다. 즉, 우수등이전단포켓 (10) 의패킹부재 (20) 내면과전단키 (30) 사이의틈으로유입되는것을방지할필요가있는것이다. 이를위해서는도면에도시된것처럼, 덮개부재 (50) 로상기전단포켓 (10) 의상부를덮는것이바람직하다. 예를들어, 패킹부재 (20) 의위로판형상의덮개부재 (50) 를배치하고, 볼트등과같은체결부재 (52) 를이용하여덮개부재 (50) 의가장자리를패킹부재 (20) 의플랜지 (22) 에고정시킬수있다. 이때, 더욱완전한수밀을위해서상기덮개부재 (50) 의내면에는고무나합성수지등으로이루어진패킹판 (51) 을배치하여전단포켓 (10) 을덮는것도바람직하다. 한편, 본발명에따른프리캐스트콘크리트슬래브궤도에있어서는, 프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 간의하중전달이원활하게이루어져야하고, 이를위해서는종방향으로서로이웃하게배치되는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 들이서로연결되어연속되어있어야한다. 만일종방향으로프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 들이서로연결되어연속화되어있지아니하면하중이이웃하는프리캐스트콘크리트슬래브로전달되지않기때문에상재하중을받는프리캐스트콘크리트슬래브아래에위치한베이스부에가해지는하중이증가되고, 그에따라베이스부의변형및더나아가베이스부가놓이는지반에큰변형이유발될수있다. 이러한베이스부의변형이나지반의변형이커지게되면프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의처짐이증가하면서프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 가상하로움직이는펌핑현상이발생하게되어프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에치명적인큰응력이작용하게되는문제점이생기게된다. 따라서본발명에따른프리캐스트콘크리트슬래브궤도에있어서는, 종방향으로서로이웃하게배치되는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 들이서로연결되어연속되어있어야하는것이다. 그런데, 이와같이프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 들이서로연결되어연속될때, 각각의프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의신축을구속하지않아야한다. 만일종래기술처럼무작정이웃하는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 사이를철근으로일체연결하거나무수축콘크리트또는무수축모르타르를이웃하는프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 사이의간격에타설하는방식으로연속화시킨다면, 결국각각의프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의신축을구속하게되어프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 에구속응력을유발하게되며, 그에따라구조적으로불리한상황에처하게된다. 이를방지하기위하여, 본발명에따른프리캐스트콘크리트슬래브궤도에있어서는, 다음에서설명하는신축허용연결구조에의해각각의프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의신축을구속하지않는상태로프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 들이서로연결되어연속화된다. 도 6에는종방향으로서로이웃하게배치되는프리캐스트콘크리트슬래브사이에형성되는신축허용연결구조를보여주기위하여도 1에서원 C로표시된부분을확대하여도시한확대투시도가도시되어있고, 도 7에는도 6에도시된신축허용연결구조를구축하는과정에서아직돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 가연결되지아니한상태의확대투시도가도시되어있으며, 도 8에는도 6에도시된신축허용연결구조를구축하는과정에서돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 는연결되었으나아직충전재가채워지지아니한상태의확대투시도가도시되어있다. 편의상도 6 내지도 8에서는레일 (120) 의도시는생략하였다. 도 6 내지도 8에도시된것처럼, 일측의프리캐스트콘크리트슬래브의종방향측면에는프리캐스트콘크리트 - 8 -
슬래브를제작할때미리돌출연결봉부재 (41) 를매립설치하게되는데, 상기돌출연결봉부재 (41) 의일단부는이웃하는프리캐스트콘크리트슬래브와의연속화를위하여일측의프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의종방향측면외부로돌출되어있다. 당연히상기돌출연결봉부재 (41) 의타단부는프리캐스트콘크리트슬래브에매립되어고정되어있다. [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] 이와연속화되는타측의프리캐스트콘크리트슬래브의종방향측면, 즉앞서설명한돌출연결봉부재 (41) 와마주하게되는측면에는, 쉬스관 (43) 이외부를감싸고있는삽입연결봉부재 (42) 가매립되어있다. 즉, 쉬스관 (43) 내에삽입연결봉부재 (42) 가삽입되어있는상태로, 상기쉬스관 (43) 이타측의프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의측면에제작시부터미리매립되어있는것이다. 쉬스관 (43) 은타측의프리캐스트콘크리트슬래브의종방향측면밖으로돌출되지않는것이바람직하다. 이와같이제작된일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브를종방향으로서로이웃하게간격을두고배치하고, 상기쉬스관 (43) 속에삽입되어있던삽입연결봉부재 (42) 를쉬스관 (43) 밖으로꺼내어타측의프리캐스트콘크리트슬래브의측면외부로노출시키고, 이렇게노출된삽입연결봉부재 (42) 의단부를상기돌출연결봉부재 (41) 와용접하거나또는커플러등을이용하여결합함으로써돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 를일체화시킨다. 이와같이돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 가일체화된후에는, 일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브사이의간격에무수축콘크리트나무수축모르타르등의충전재를채워서상기일체화된돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 가매립됨과동시에일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브가일체화되도록한다. 이때, 일측의프리캐스트콘크리트슬래브와타측의프리캐스트콘크리트슬래브사이의간격에충전재를채우는작업은, 전술한전단포켓 (10) 에충전재를채우는작업과동시에진행될수도있다. 즉, 전단포켓 (10) 에충전재를채우면서종방향으로서로이웃한프리캐스트콘크리트슬래브사이의간격에도충전재를채울수있는것이다. 이와같이, 서로이웃한프리캐스트콘크리트슬래브사이의간격에충전재가채워짐으로써, 일체화된돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 가충전재속에매립되어있지만, 삽입연결봉부재 (42) 는쉬스관 (43) 속에삽입되어있고쉬스관 (43) 속에서자유롭게움직일수있는상태이므로, 각각의프리캐스트콘크리트슬래브에온도변화나기타여러가지이유로신축이발생하였을때, 이러한프리캐스트콘크리트슬래브의신축을허용할수있게된다. 즉, 각각의프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 의신축을구속하지않고허용할수있는상태로프리캐스트콘크리트슬래브 (1) 들이서로연결되어연속화되는것이다. 물론프리캐스트콘크리트슬래브에신축이발생하게되면충전재에는균열이발생하면서위와같은자유로운신축을허용할수있는상태가된다. 위와같은본발명의신축허용연결구조에서는, 일측의프리캐스트콘크리트슬래브에고정된돌출연결봉부재 (41) 와일체화된삽입연결봉부재 (42) 가타측의프리캐스트콘크리트슬래브에매립된쉬스관 (43) 에이동가능하게삽입된상태가되며, 따라서일측의프리캐스트콘크리트슬래브에상재하중이가해졌을때, 삽입연결봉부재 (42) 를통해서타측프리캐스트콘크리트슬래브로상재하중이전달되어분산되어, 프리캐스트콘크리트슬래브간의하중전달이원활하게이루어지게되는것이다. 물론이러한프리캐스트콘크리트슬래브간의원활한하중전달과더불어, 앞서설명한것처럼각각의프리캐스트콘크리트슬래브의신축을구속하지않는다. 상기한신축허용연결구조에서, 돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 는다양한형태의봉부재로제작될수있는데, 그중에서도이형철근을이용하면저렴한비용으로간편하게돌출연결봉부재 (41) 와삽입연결봉부재 (42) 를제작할수있게된다. [0039] 부호의설명 1: 프리캐스트콘크리트슬래브 10: 전단포켓 20: 패킹부재 30: 전단키 40: 충전층 - 9 -
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