아스팔트 피니셔
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1. 개요
아스팔트 피니셔는 아스팔트 포장을 위한 건설 기계로, 주로 도로 건설에 사용된다. 1920년대에 바버 그린 사의 해리 바버에 의해 개발되었으며, 덤프트럭에서 공급받은 아스팔트를 호퍼로 받아 컨베이어를 통해 스크리드 앞쪽으로 운반한다. 스크리드는 아스팔트를 도로 폭에 맞춰 펴고 다지는 역할을 하며, 균일한 표면을 만들기 위해 플로팅 스크리드, 자동 스크리드 제어, 자재 이송 장치 등의 기술이 사용된다. 아스팔트 피니셔는 트랙터 부분과 스크리드 부분으로 구성되며, 주행 장치와 스크리드 폭에 따라 다양한 종류가 있다.
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| 아스팔트 피니셔 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 유형 | 건설 장비 |
| 용도 | 도로, 다리, 주차장 건설 시 아스팔트 포장 |
| 설명 | |
| 정의 | 아스팔트 콘크리트를 포장면에 펼쳐서 다지는 데 사용되는 건설 장비 |
| 작동 원리 | 호퍼에 실린 아스팔트 혼합물을 스크류 컨베이어 또는 오거를 이용하여 포장 폭 전체에 균등하게 분배 스크리드(Screed)가 아스팔트 혼합물의 두께를 조절하고 표면을 평탄하게 다짐 |
| 구성 요소 | |
| 호퍼 (Hopper) | 아스팔트 혼합물을 담는 곳 |
| 스크류 컨베이어/오거 (Screw conveyor / Auger) | 혼합물을 포장 폭 전체에 분배 |
| 스크리드 (Screed) | 포장 두께 조절 및 표면 평탄화 |
| 탬퍼 (Tamper) | 아스팔트 1차 다짐 장치 |
| 바이브레이터 (Vibrator) | 아스팔트 입자 간 밀착력 향상 |
| 히팅 시스템 (Heating system) | 스크리드의 온도 유지, 혼합물의 점성 유지 |
| 작동 방식 | |
| 구동 방식 | 자체 추진식 |
| 조향 방식 | 유압식 |
| 제어 방식 | 전자동 제어 시스템 (최근에는 GPS, 레이저 센서 등을 활용) |
| 종류 | |
| 트랙형 (Track type) | 접지압이 낮아 연약 지반에 적합 |
| 타이어형 (Tire type) | 기동성이 뛰어나고 포장면 손상 적음 |
| 주의 사항 | |
| 안전 | 작업 전 장비 점검 필수, 작업자 안전 교육 철저 |
| 환경 | 아스팔트 혼합물 취급 시 유해 물질 발생에 주의, 적절한 환기 시설 필요 |
| 품질 | 균일한 두께와 평탄도 유지, 적절한 다짐 작업 필요 |
2. 역사
아스팔트 포장기는 1929년 시카고 테스팅 레버러토리(Chicago Testing Laboratory)가 척 버리스(Chuck Burris Co.)에 자재 로더를 사용한 아스팔트 도로 건설을 요청하면서 개발이 시작되었다. 비록 협력 관계로 이어지지는 않았지만, 버리스는 콘크리트를 혼합하고 배치하는 단일 공정 기계를 개발했다. 그러나 이 기계는 기대만큼 효과적이지 않았고, 공정이 분리되면서 현대적인 포장기 개발이 진행되었다. 1933년에는 독립적인 플로트 스크리드가 발명되었고, 탬퍼 바와 결합하여 균일한 재료 밀도와 두께를 제공했다. 버리스는 1936년 4월 10일에 "도로 부설용 기계 및 공정"에 대한 특허를 출원했으며, 1938년 12월 6일에 미국 특허를 받았다.[3] 척 버리스가 개발한 포장기의 주요 기능은 이후 대부분의 포장기에 통합되었다.
2. 1. 초기 개발
아스팔트 피니셔는 원래 자재 처리 시스템을 제조했던 바버 그린사의 해리 바버에 의해 개발되었다. 1929년, 시카고 테스트 연구소는 바버 그린사에 자재 로더를 사용하여 아스팔트 도로를 건설해 줄 것을 요청했다.[1] 이 일은 협력 관계로 이어지지는 않았지만, 바버는 당시 콘크리트 포장기를 기반으로 콘크리트를 혼합하고 배치하는 단일 공정 기계를 개발했다. 이 방식은 기대만큼 효과적이지 않았고, 공정이 분리되면서 현대적인 포장기가 개발되었다.[2] 1933년에는 독립적인 플로트 스크리드가 발명되었고, 탬퍼 바와 결합하여 균일한 재료 밀도와 두께를 제공했다.[2] 바버는 1936년 4월 10일에 "도로 포설 기계 및 공정"에 대한 특허를 출원하여, 1938년 12월 6일에 특허를 받았다.[3] 바버 그린이 개발한 포장기의 주요 기능은 기계 제어 방식에 개선이 이루어진 이후 대부분의 포장기에 통합되었다.[1]2. 2. 현대적 발전
아스팔트 피니셔는 원래 자재 처리 시스템을 제조했던 바버 그린 사의 해리 바버에 의해 개발되었다. 1929년, 시카고 테스트 연구소는 그들에게 자재 로더를 사용하여 아스팔트 도로를 건설해 줄 것을 요청했다.[1] 이 일은 협력 관계로 이어지지는 않았지만, 바버는 당시 콘크리트 포장기를 기반으로 콘크리트를 혼합하고 배치하는 단일 공정 기계를 개발했다. 이 방식은 기대만큼 효과적이지 않았고, 공정이 분리되면서 현대적인 포장기가 개발되었다.[2] 1933년에는 독립적인 플로트 스크리드가 발명되었고, 탬퍼 바와 결합하여 균일한 재료 밀도와 두께를 제공했다.[2] 바버는 1936년 4월 10일에 "도로 포설 기계 및 공정"에 대한 특허를 출원하여, 1938년 12월 6일에 특허를 받았다.[3] 바버 그린이 개발한 포장기의 주요 기능은 그 이후 대부분의 포장기에 통합되었으며, 기계 제어 방식에 개선이 이루어졌다.[1]3. 작동 원리
덤프트럭이나 자재 이송 장치에서 아스팔트 피니셔의 호퍼로 아스팔트가 투입된다. 컨베이어는 호퍼에서 오거로 아스팔트를 운반하고, 오거는 스크리드 앞쪽에 자재를 쌓는다. 스크리드는 이 자재를 도로 폭에 걸쳐 펴서 초기 다짐을 제공한다.[4]
아스팔트 피니셔는 스크리드 뒤에 매끄럽고 균일한 표면을 만들어야 한다. 이를 위해 플로팅 스크리드가 사용되는데, 긴 암의 끝에서 견인되어 기저 지형의 영향을 줄인다. 스크리드의 높이는 스크리드의 공격 각도, 무게 및 진동, 자재 헤드 및 견인력 등 여러 요인에 의해 제어된다.[4]
매끄러운 표면을 만들기 위해 아스팔트 피니셔는 일정한 속도로 움직이며 스크리드 앞에 일정한 양의 자재를 유지해야 한다.[5]
3. 1. 구성 요소
아스팔트 피니셔는 크게 트랙터 부분과 스크리드 부분으로 구성된다.트랙터 부분
- 호퍼: 덤프트럭 등에서 아스팔트를 받아 저장한다.
- 원동기: 동력을 생산한다.
- 주행 장치: 고무 타이어를 사용하는 휠 타입과 궤도를 사용하는 크롤러 타입이 있다. 휠 타입은 대형 특수 면허를 취득하면 도로 주행이 가능하다.
- 컨베이어: 호퍼에서 오거로 아스팔트를 운반한다.
- 오거: 스크리드 앞쪽에 자재를 쌓아 놓는다.
스크리드 부분
- 스크류 컨베이어: 혼합물을 펴는 역할을 한다.
- 가열 장치: 혼합물을 가열한다.
- 바이브레이터와 템퍼: 혼합물을 다진다.
- 유압식 수축 기구: 중소형 아스팔트 피니셔에 내장되어 스크리드의 폭을 조절한다. 운송 시에는 스크리드를 트랙터 폭과 동일하게 줄이고, 작업 시에는 필요한 포장 폭까지 넓힐 수 있다.
- 자동 스크리드 제어: 최신 아스팔트 피니셔는 구배 센서 정보를 기반으로 스크리드의 공격 각도를 자동으로 제어하여 도로의 구배에 맞춘다. 추가 제어를 통해 완성된 포장의 경사, 크라운 또는 경사각을 수정할 수 있다.
스크리드는 쌓인 자재를 도로 폭에 걸쳐 펴서 초기 다짐을 제공한다.[4] 플로팅 스크리드는 긴 암의 끝에서 견인되어 최종 표면에 기저 지형의 영향을 줄인다. 스크리드의 높이는 공격 각도, 무게, 진동, 자재 헤드 및 견인력 등 여러 요인에 의해 제어된다.[4]
매끄러운 표면을 위해 아스팔트 피니셔는 일정한 속도로 진행하고 스크리드 앞에 일관된 자재 재고를 유지해야 한다.[5] 자재 재고 또는 속도 변화는 스크리드 높이에 영향을 주어 아스팔트 매트 두께를 변화시키고 최종 표면을 고르지 않게 만들 수 있다.[4]
자재 이송 장치는 아스팔트 피니셔에 지속적으로 자재를 공급하여 더 나은 최종 표면을 제공한다.[6] 덤프트럭으로 호퍼를 채울 때 덤프트럭이 아스팔트 피니셔와 접촉하거나 속도를 변경하면 스크리드 높이에 영향을 줄 수 있다.
일본에서는 6m 이하 스크리드 폭의 아스팔트 피니셔가 일반적이지만, 해외에서는 9m, 12m와 같은 대형 차량도 많이 사용된다. 대형 차량은 스크리드에 수축 기구가 없고, 유닛 탈착으로 폭을 변경하는 경우가 많다. 중대형 차량에서는 운전자와 스크리드맨 2명이 시공을 한다.
3. 2. 작동 방식
아스팔트는 덤프트럭 또는 자재 이송 장치에서 아스팔트 피니셔의 호퍼로 투입된다. 컨베이어는 호퍼에서 오거로 아스팔트를 운반하며, 오거는 스크리드 앞쪽에 자재를 쌓아 놓는다. 스크리드는 쌓인 자재를 도로 폭에 걸쳐 펴서 초기 다짐을 제공한다.[4]아스팔트 피니셔는 스크리드 뒤에 매끄럽고 균일한 표면을 제공해야 한다. 이를 위해 플로팅 스크리드를 사용하는데, 플로팅 스크리드는 긴 암의 끝에서 견인되어 기저 지형의 영향을 줄인다. 스크리드의 높이는 공격 각도, 무게 및 진동, 자재 헤드 및 견인력 등 여러 요인에 의해 제어된다.[4]
최신 아스팔트 피니셔는 자동 스크리드 제어를 사용하여 도로의 구배 변화에 맞춘다. 일반적으로 구배 센서 정보를 기반으로 스크리드의 공격 각도를 제어하며, 완성된 포장의 경사, 크라운 또는 경사각 수정을 위한 추가 제어도 사용된다.[6]
매끄러운 표면을 위해 아스팔트 피니셔는 일정한 속도로 진행하고 스크리드 앞에 일관된 자재 재고를 유지해야 한다.[5] 자재 재고나 속도가 증가하면 스크리드가 상승하여 아스팔트 매트가 두꺼워지고, 반대로 감소하면 매트가 얇아진다.[4]
일정한 속도와 자재 공급의 필요성 때문에 아스팔트 피니셔와 함께 자재 이송 장치를 사용한다. 자재 이송 장치는 접촉 없이 지속적으로 자재를 공급하여 더 나은 표면을 제공한다.[6] 덤프트럭으로 호퍼를 채울 때는 덤프트럭이 아스팔트 피니셔와 접촉하거나 속도를 변경시켜 스크리드 높이에 영향을 줄 수 있다.
플랜트에서 현장으로 운송된 아스팔트 혼합재는 덤프트럭 등을 통해 아스팔트 피니셔로 밀려 전방 호퍼에 저장된다. 호퍼 바닥의 컨베이어는 혼합재를 후방 스크리드 앞으로 보내고, 스크류는 이를 좌우로 펼쳐 포장 폭으로 넓힌 스크리드로 깔고 고르게 한다. 이때 스크리드 밑판은 가스 버너 등으로 일정 온도 이상 가열된다. 스크리드 각도 변화를 통해 아스팔트 양을 조절하여 까는 두께를 변화시키기도 한다.
4. 종류
아스팔트 피니셔는 스크리드 폭과 주행 장치에 따라 종류를 구분한다.
주행 장치아스팔트 피니셔의 주행 장치는 크게 휠 타입과 크롤러 타입으로 나뉜다. 휠 타입은 고무 타이어를 사용하며, 대형 특수 자동차로 분류되어 일반 도로 주행이 가능하다. 크롤러 타입은 궤도를 사용하여 험지에서 작업 효율이 높다.
스크리드 폭스크리드 폭은 포장 가능 폭을 결정하는 중요한 요소이다. 중소형 아스팔트 피니셔는 유압식 수축 기구를 통해 스크리드 폭을 조절할 수 있어 운반과 작업 시 편리하다. 일본에서는 6m 이하의 스크리드 폭을 가진 모델이 일반적이지만, 해외에서는 9m, 12m 등 대형 모델도 많이 사용된다.[1]
4. 1. 주행 장치
아스팔트 피니셔의 주행 장치는 고무 타이어를 사용하는 휠 타입과 궤도를 사용하는 크롤러 타입이 있다. 휠 타입은 대형 특수 자동차로 번호를 취득(0 번호)하여 도로를 주행할 수 있으며, 운전에는 대형 특수 면허가 필요하다.[1]4. 2. 스크리드 폭
중소형 아스팔트 피니셔는 스크리드에 유압식 수축 기구를 내장하고 있어 트랙터부에서 보내지는 유압력에 의해 폭을 변경할 수 있다. 이 수축 기구에 의해 운송 시에는 스크리드가 트랙터부의 폭과 동일하게 줄어들고, 작업 시에는 필요한 포장 폭까지 넓힐 수 있다.[1]탑재하는 스크리드에 따라 포장 가능한 폭으로 클래스가 구분된다. 일본에서는 6m 이하의 스크리드 폭을 가진 것이 일반적이지만, 해외에서는 9m, 12m와 같은 대형 차량도 많이 사용되고 있다. 대형 차량에서는 스크리드가 수축 기구를 갖추지 않고, 유닛의 탈착으로 폭을 변경하는 경우가 많다.[1]
5. 대한민국 제조사 및 수입사
현재 대한민국에는 아스팔트 피니셔를 제조하는 회사가 알려져 있지 않다. 따라서 대부분 수입에 의존하고 있으며, 주로 일본이나 유럽 등지의 제조사로부터 수입하고 있다.
과거 아스팔트 피니셔 제조 및 수입 관련 회사들은 다음과 같다.
- 일본 제조사: 스미토모 건설기계, 한다 기계[1][2]
- 해외 제조사 (일본 수입): 페겔, 볼보, 데마그[3]
- 과거 일본 제조/판매사: 가토 제작소, 캐터필러 재팬, 고마츠, 니가타 철공소, 도쿄 공기, 도요타 자동 직기, 이시카와지마 건설기계(KATO HICOM), 가와사키 중공업, 사카이 중공업, PUCKETT, 다이나팩[4][5][6]
5. 1. 제조사
스미토모 건설기계와 한다 기계는 일본의 아스팔트 피니셔 제조사이다.[1][2]페겔, 볼보, 데마그는 일본에 수입되는 해외 제조사이다.[3] 페겔은 현재 일본에서 가장 많이 수입되는 아스팔트 피니셔이다. 볼보는 INGERSOLL-RAND 그룹의 ABG를 인수하여 볼보 브랜드로 변경하였다.
다음은 과거 일본에서 아스팔트 피니셔를 제조 또는 판매했던 회사 목록이다.
| 회사명 | 비고 |
|---|---|
| 가토 제작소 | 자체 기술로 개발[4] |
| 캐터필러 재팬 | 일본 내에서는 미쓰비시 브랜드 모델 취급, 캐터필러 브랜드 모델은 일본 미판매[5] |
| 고마츠 | BLAW-KNOX사와 기술 제휴[6] |
| 니가타 철공소 | 회사 도산 시까지 제조 |
| 도쿄 공기 | |
| 도요타 자동 직기 | BARBER-GREENE사와 기술 제휴 |
| 이시카와지마 건설기계 (현재의 KATO HICOM) | 한때 BLAW-KNOX사 모델 판매 |
| 가와사키 중공업 | 한때 판매 |
| 사카이 중공업 | 자체 설계로 소형 모델 제조 및 판매 |
| PUCKETT | |
| 다이나팩 |
5. 2. 수입사
| 일본 제조사 | 스미토모 건설기계, 한다 기계[1] |
|---|---|
| 일본에 수입되는 해외 제조사 | 페겔, 볼보, 데마그[1] |
| 설명 | 볼보는 INGERSOLL-RAND 그룹의 ABG를 인수하여 볼보 브랜드로 변경하였다.[1] |
| 과거 일본에서 제조 또는 판매했던 회사 | 가토 제작소, 캐터필러 재팬, 고마츠, 니가타 철공소, 도쿄 공기, 도요타 자동 직기, 이시카와지마 건설기계(현재의 KATO HICOM), 가와사키 중공업, 사카이 중공업, PUCKETT, 다이나팩[1] |
| 과거 일본 회사 설명 | 가토 제작소는 자체 기술로 개발했다.[1] 캐터필러 재팬은 일본 내에서 미쓰비시 브랜드 모델을 취급했으며, 캐터필러 브랜드 모델은 일본에서 판매되지 않았다.[1] 고마츠는 BLAW-KNOX사와 기술 제휴를 맺었다.[1] 니가타 철공소는 회사가 도산할 때까지 제조했다.[1] 도요타 자동 직기는 BARBER-GREENE사와 기술 제휴를 맺었다.[1] 이시카와지마 건설기계는 한때 BLAW-KNOX사의 모델을 판매했다.[1] 사카이 중공업은 자체 설계로 소형 모델을 제조, 판매했다.[1] |
5. 3. 과거 제조/판매사
- 가토 제작소: 자체 기술로 개발했다.[1]
- 캐터필러 재팬: 일본 국내에서는 미쓰비시 브랜드 모델을 취급했으며, 캐터필러 브랜드 모델은 일본에서 판매되지 않았다.[1]
- 고마츠: BLAW-KNOX사와 기술 제휴했다.[1]
- 니가타 철공소: 회사가 도산할 때까지 제조했다.[1]
- 도쿄 공기[1]
- 도요타 자동 직기: BARBER-GREENE사와 기술 제휴했다.[1]
- 이시카와지마 건설기계 (현재의 KATO HICOM): 한때 BLAW-KNOX사의 모델을 판매했다.[1]
- 가와사키 중공업: 한때 판매했다.[1]
- 사카이 중공업: 자체 설계로 소형 모델을 제조, 판매했다.[1]
- PUCKETT[1]
- 다이나팩[1]
6. 포틀랜드 시멘트 콘크리트 포장
대규모 고속도로는 종종 포틀랜드 시멘트 콘크리트로 포장되며, 이는 슬립폼 포장기를 사용하여 수행된다. 트럭은 이 기계 앞쪽에 덤프트럭으로 레디믹스 콘크리트를 쏟아 붓고, 슬립폼 포장기는 스크리드를 사용하여 콘크리트를 펼치고 수평을 맞춘다.
참조
[1]
웹사이트
History of Asphalt Pavers
http://www.europe-co[...]
europe-construction-equipment.com
2013-11-11
[2]
웹사이트
History of the Asphalt Paver
https://web.archive.[...]
Maintenance Superintendents Association
2013-11-11
[3]
웹사이트
Machine for and process of laying roads
https://patents.goog[...]
Barber Greene Co
2013-09-30
[4]
웹사이트
Asphalt Paver
http://www.pavementi[...]
Pavement Interactive
2013-03-23
[5]
웹사이트
STANDARD SPECIFICATIONS FOR CONSTRUCTION AND MAINTENANCE OF HIGHWAYS, STREETS, AND BRIDGES
http://ftp.dot.state[...]
Texas Department of Transportation
2013-03-23
[6]
서적
Certified Technician Program Training Manual for Hot Mix Asphalt Paving
http://www.in.gov/in[...]
Indiana Department of Transportation
2013-04-11
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