초록 ▼

국내외 철도시설물의 동상피해 실태를 분석하였다. 국내 동상발생 철도현장의 흙을 채취한 후 온도변화별 열전도율과 부동수분량을 시험하였다. 콘크리트에 대한 온도 변화별 열전도율 변화를 분석하였다.
대형 냉동챔버에 모형 철도도상을 축조한 후 XPS, EPS, PE골재 등의 단열재층과 자갈층을 설치한 후 시간경과별 동결깊이 변화 시험을 실시, 단열재 설치 시 찬 외기 차단 효과를 분석하였다.
실제 철도현장에 자갈 및 콘크리트도상을 축조한 후 2년간 동결지수 변화에 따른 동결깊이 및 동상량을 실측하였고, 동결지수와 동결깊이 상관식

국내외 철도시설물의 동상피해 실태를 분석하였다. 국내 동상발생 철도현장의 흙을 채취한 후 온도변화별 열전도율과 부동수분량을 시험하였다. 콘크리트에 대한 온도 변화별 열전도율 변화를 분석하였다.
대형 냉동챔버에 모형 철도도상을 축조한 후 XPS, EPS, PE골재 등의 단열재층과 자갈층을 설치한 후 시간경과별 동결깊이 변화 시험을 실시, 단열재 설치 시 찬 외기 차단 효과를 분석하였다.
실제 철도현장에 자갈 및 콘크리트도상을 축조한 후 2년간 동결지수 변화에 따른 동결깊이 및 동상량을 실측하였고, 동결지수와 동결깊이 상관식을 제안하였다.
자갈도상의 동결깊이 차단용으로 PE골재 혼합 아스팔트층을 설치하는 방안을 강구하였고, PE골재혼합 아스팔트에 대한 마살안정도시험, 동결융해 후의 인장강도시험, 초음파시험과 wheel tracking을 통한 동적안정도시험을 수행하였다.
철도용 자갈 속의 분니 함유율별 동상량시험과 강화노반재에 대한 동상력시험 및 지지력 평가를 실시하였다.
철도 현장용 동결깊이 해석 프로그램과 융해압밀 평가 프로그램을 구축하였다.
철도 Box 구조물 결로 방지 대책을 분석하였다.

Abstract ▼

Ⅳ. Outcome of the study
○ Under same freezing index, frost penetration depth of concrete track was deeper than ballast track.
○ Frost penetration depth was significantly reduced when using insulation material such as XPS or PE aggregate.
○ When mud was 5% or more in weight of ballast, possi

Ⅳ. Outcome of the study
○ Under same freezing index, frost penetration depth of concrete track was deeper than ballast track.
○ Frost penetration depth was significantly reduced when using insulation material such as XPS or PE aggregate.
○ When mud was 5% or more in weight of ballast, possibility of frost heaving was increased and the measure to remove mud is required.
○ When moisture content in reinforced roadbed material was 21% or more, it may cause frost heaving and it’s necessary to provide drainage system.
○ The equation to estimate frost penetration depth in concrete track and ballast track was proposed
○ The program to be used for estimating railway frost penetration depth and thawing consolidation analysis was developed.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• Summary ... 6
• 목차 ... 8
• 표 목차 ... 10
• 그림 목차 ... 14
• 제1장 서론 ... 26
• 1. 연구의 배경 ... 26
• 2. 연구개발 필요성 ... 28
• 3. 연구목표 및 내용 ... 28
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 31
• ■ 국내외 관련 기술 동향 ... 32
• ■ 국내외 관련 특허 동향 ... 34
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 38
• 제1절 국내외 철도시설물 동해 실태 조사 분석 ... 38
• 1. 국내철도 시설물의 동해 실태 ... 38
• 2. 국외 철도 시설물의 동해실태 ... 43
• 제2절 철도 동상 발생지 흙에 대한 동토공학적 기본성질 실내실험 ... 45
• 1. 흙 및 콘크리트 열전도율 시험 ... 45
• 2. 단열재 혼합토에 대한 열전도율 ... 49
• 3. 철도 자갈도상 축소 모형 실험 ... 60
• 4. 동상발생지 흙에 대한 부동수분 시험 ... 66
• 제3절 철도 자갈도상과 콘크리트도상에서의 동결깊이 및 동상량 실측 ... 74
• 1. 동결깊이 측정의 의의 ... 74
• 2. 자갈도상에 대한 동결깊이 및 동상량 측정 결과 ... 83
• 3. 콘크리트도상에 대한 동결깊이 및 동상량 측정 결과 ... 86
• 4. 자갈도상과 콘크리트도상에서의 동결깊이 차이 ... 89
• 제4절 국내 철도현장 동결깊이 해석 프로그램 개발 ... 91
• 1. 동결깊이 해석프로그램의 특성 ... 91
• 2. 동결깊이 현장 계측값과 프로그램 해석결과 비교 ... 147
• 3. 소결론 ... 161
• 제5절 PE골재 혼합 아스콘을 활용한 철도도상의 동상방지 효과 실내외 실험 ... 162
• 1. PE골재 혼합 아스콘의 열전도, 초음파 시험 ... 162
• 2. PE골재 혼합 아스콘에 대한 마샬안정도시험 ... 171
• 3. PE골재 혼합 아스콘에 대한 동적 안정도 시험 ... 181
• 4. 자갈도상에 PE골재 혼합 아스콘 포설시 동결깊이 감소 효과 현장실험 ... 184
• 제6절 자갈의 분니 함유율별 동상력 실험 ... 187
• 1. 철도 자갈도상용 Ballast에 대한 동상 실험 ... 187
• 제7절 콘크리트도상 하부 강화노반 재료에 대한 동상압 실험 ... 189
• 1. 강화노반 재료에 대한 동상력 실험의 의의 ... 189
• 2. 강화노반 재료에 대한 동상력 실험 ... 189
• 제8절 콘크리트도상 하부 노반재료의 동상 안정성 평가 ... 193
• 1. 흙의 동상과 콘크리트도상 ... 193
• 2. 노반재료의 동상 안정성 평가 및 결과 ... 212
• 제9절 콘크리트도상 하부 노반의 융해 압밀 프로그램 해석 ... 277
• 1. 서론 ... 277
• 2. 콘크리트도상 동결심도 FEM 수치해석 ... 277
• 3. 자갈·아스콘 도상 동결심도 FEM 수치해석 ... 313
• 4. 융해침하 해석 ... 318
• 5. 융해압밀 해석 ... 336
• 6. 소결론 ... 378
• 제10절 철도 도상 동상방지 대책 ... 379
• 1. 철도 시설물 동결깊이 산정식 적용 ... 379
• 2. 철도 도상이나 노반의 동상방지 기술 적용 ... 382
• 제11절 철도 Box 구조물 결로 방지 대책 ... 386
• 1. 결로의 정의 ... 386
• 2. 결로의 발생 메커니즘 ... 386
• 3. 결로가 발생하기 쉬운 조건 ... 386
• 4. 철도 Box구조물의 결로 방지 대책 ... 386
• 제12절 종합 결론 ... 388
• 제4장 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 390
• 1절. 목표 달성도 ... 390
• 2절. 관련 분야에의 기여도 ... 391
• 제5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 392
• 1절. 연구 결과의 활용 방안 ... 392
• 2절. 기대성과 및 파급 효과 ... 392
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 393
• 제7장 참고 문헌 ... 394
• 부록 - I 도로 포장체 표준화 가이드 라인 ... 400
• 부록 - II 철도 도상 크리프 및 융해침하를 해결하기 위한 기술적 지침서 ... 463