초록 ▼

본 연구는 도로에 대한 ‘미래사회의 다양한 요구’를 해결하기 위해 지속가능한 재료, 맞춤형모듈 도로, 공장생산과 급속시공이 가능한 도로기술 개발 및 관련 원천기술 확보를 목적으로 한다. 이를 위해 카펫 및 슬래브 시스템의 기본 개념을 설계하였으며, 스마트 조인트 시스템의 역학적 성능을 설계하였으며, 맞춤형지지 시스템의 요구 성능을 설계 하였다.
선행 연구 분석을 통해 카펫 및 슬래브 시스템의 연구전략을 설정하였으며, 개발예정 시스템의 application 전략을 수립하였다. 또한 카펫 및 슬래브 시스템의 역학적 특성 기준 및

본 연구는 도로에 대한 ‘미래사회의 다양한 요구’를 해결하기 위해 지속가능한 재료, 맞춤형모듈 도로, 공장생산과 급속시공이 가능한 도로기술 개발 및 관련 원천기술 확보를 목적으로 한다. 이를 위해 카펫 및 슬래브 시스템의 기본 개념을 설계하였으며, 스마트 조인트 시스템의 역학적 성능을 설계하였으며, 맞춤형지지 시스템의 요구 성능을 설계 하였다.
선행 연구 분석을 통해 카펫 및 슬래브 시스템의 연구전략을 설정하였으며, 개발예정 시스템의 application 전략을 수립하였다. 또한 카펫 및 슬래브 시스템의 역학적 특성 기준 및 평가방법을 사전 정의하여 개발 방향을 명확히 제시하였다. 기능성이 강조된 표층재료인 카펫재료와 고내구성을 전재로 하는 슬래브 재료에 대한 기본적인 검토 및 평가를 1차년도에 완료 하였다. 스마트 조인트 시스템의 경우 조인트 시스템의 기능 및 역학적 요구성능을 제시하고, 제시된 요구성능에 부합하는 조인트 시스템의 개념을 도출하였다. 맞춤형 지지 모듈러 시스템의 경우 하부지지력에 따라 cross beam, PHC pile, ductile pile 등 다양한 형태의 하부구조에 대한 기본 연구를 수행하였다. 그리고 새로운 개념의 지지 모듈러 시스템의 경제성평가를 수행하였다.
차년도에는 고성능 카펫+슬래브 시스템 재료 및 해석기술 개발, 수직조인트 요소기술 개발, 맞춤형 지지 모듈러 시스템 제작기법 제시 등을 목표로 하고 있다.

Abstract ▼

The objective of this research is developing the sustainable material and modularize pavement system and ensuring technologies that are related to the factory production and fast construction concept for satisfaction of “various needs of future society”. In the first research year, basic design conc

The objective of this research is developing the sustainable material and modularize pavement system and ensuring technologies that are related to the factory production and fast construction concept for satisfaction of “various needs of future society”. In the first research year, basic design concepts for carpet, slab, smart joint and support system were established.
From the literature review, the research strategies for SPM system and its application were finalized. The evaluation for performance of surface layer and slab layer is conducted. In smart joint system, functional and mechanistic requirements of performance were defined and new basic joint concept was suggested. For design of optimized supporting system, basic support system like cross beam, PHC pile and ductile pile system were suggested depending on the subbase type. To verify the benefit to cost effect of new support system, economic feasibility analysis has been conducted.
The major research objective of the second research year is developing the high performance carpet+slab system material and analysis method, vertical smart joint element, and adaptable support system.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 요 약 문 ... 4
• Summary ... 6
• 목 차 ... 8
• 표 목 차 ... 10
• 그림목차 ... 12
• 제 1 장 서 론 ... 16
• 1. 연구의 필요성 ... 16
• 1.1 사회현안에 대한 능동적 대응 ... 16
• 1.2 미래사회 대비 핵심기술 개발 ... 23
• 1.3 기술동향 분석 ... 26
• 2. 연구의 목표 ... 28
• 2.1 최종 목표 ... 28
• 2.2 대표성과 및 성과물 ... 28
• 2.3 연차별 목표와 연구 내용 ... 30
• 3. 연구추진전략 및 체계 ... 31
• 3.1 연구추진 방향 ... 31
• 3.2 연구 추진 체계 및 전략 ... 32
• 3.3 연구개발 Roadmap ... 34
• 4. 활용 방안 및 기대효과 ... 37
• 4.1 상황별 맞춤형 시스템 선정 Process 정립 ... 37
• 4.2 가치창조형 맞춤형 도로시스템 활용 대상 ... 43
• 4.3 기대 효과 ... 44
• 제 2 장 순환구조형 카펫+슬래브 모듈러 도로시스템 개발 ... 47
• 1. 카펫+슬래브 기본 개념 설계 ... 47
• 1.1 Conceptual Slab Dimension 결정 ... 47
• 1.2 역학적 특성기준 및 평가방법 제시 ... 50
• 2. 역학적 해석 접근방법 정립 ... 55
• 2.1 혼합물 Phase별 구현 개념 및 방법 정립 ... 55
• 2.2 FEM을 이용한 Multi-Scale 모형 ... 59
• 2.3 DEM-CFD를 이용한 Multi-Phase 모형 ... 61
• 3. 재료물성 정량화 ... 74
• 3.1 카펫재료에 대한 재료물성 검토 및 평가 ... 74
• 3.2 슬래브 재료에 대한 재료물성 검토 및 평가 ... 81
• 제 3 장 혁신적 스마트 조인트 모듈러 도로시스템 개발 ... 96
• 1. 조인트 시스템 기본 개념 설계 ... 96
• 1.1 조인트 시스템의 기능적/역학적 특성 ... 96
• 1.2 조인트 시스템 기본 개념 정의 ... 99
• 1.3 조인트 시스템의 성능평가 방법과 적용기준 ... 101
• 2. 거동분석과 적용 재료 검토 ... 105
• 2.1 FEM 기반 조인트 시스템 해석적 거동 분석 ... 105
• 2.2 적용재료 검토 ... 111
• 3. 수직조인트 시작품 제작 및 적용성 평가 ... 115
• 3.1 수직조인트 시작품 제작 ... 115
• 3.2 수직조인트 시제품 적용성 평가 - 시공성능 ... 116
• 제 4 장 맞춤형 지지 모듈러 시스템 개발 ... 122
• 1. 지지 모듈러 기본 개념설계 ... 122
• 1.1 지지 모듈러 기본 개념 정의 ... 122
• 1.2 지지 모듈러 시스템 역학적 모형 정립 ... 127
• 2. 경제성 평가 ... 134
• 2.1 기존 포장 하부 구조 경제성 분석 ... 134
• 2.2 지지 모듈러 경제성 분석 ... 137
• 제 5 장 결론 및 향후 연구계획 ... 142
• 1. 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템 개발 ... 142
• 1.1 카펫+슬래브 시스템 기본 개념 설계 ... 142
• 1.2 역학적 해석 접근방법 정립 ... 142
• 1.3 재료물성 정량화 ... 143
• 2. 혁신적 스마트 조인트 모듈러 도로시스템 개발 ... 144
• 3. 맞춤형 지지 모듈러 시스템 개발 ... 145
• 참고문헌 ... 147
• 서지자료 ... 152
• Bibliographic Data ... 153
• 끝페이지 ... 154