초록 ▼

본 연구에서는 아스팔트콘크리트를 이용한 고속 대역에 적합한 신개념 노반 및 궤도 구조를 개발하고 철도 특성을 반영한 아스팔트콘크리트 개질제 및 혼합물 개발을 최종목표로 하고 있다. 당해연도는 4차년도 연구로서 3차년도에서 개발한 철도용 아스팔트 혼합물 및 배합설계법에 대한 공인인증시험기관으로부터의 성능검증, 현장적용성 평가 및 대량 생산 공정을 확립하였고 지속적인 개발품의 성능 개선을 실시하였다. 또한 개발된 아스팔트콘크리트 궤도의 구성품에 대한 정동적 휨시험 및 피로시험을 수행하고 조립 시험으로서 경사반복재하시험 및 궤광 수평변위

본 연구에서는 아스팔트콘크리트를 이용한 고속 대역에 적합한 신개념 노반 및 궤도 구조를 개발하고 철도 특성을 반영한 아스팔트콘크리트 개질제 및 혼합물 개발을 최종목표로 하고 있다. 당해연도는 4차년도 연구로서 3차년도에서 개발한 철도용 아스팔트 혼합물 및 배합설계법에 대한 공인인증시험기관으로부터의 성능검증, 현장적용성 평가 및 대량 생산 공정을 확립하였고 지속적인 개발품의 성능 개선을 실시하였다. 또한 개발된 아스팔트콘크리트 궤도의 구성품에 대한 정동적 휨시험 및 피로시험을 수행하고 조립 시험으로서 경사반복재하시험 및 궤광 수평변위 저항성능 시험을 수행하였다. 주요 연구 내용을 요약하면 다음과 같다.
○ 철도용 아스팔트 혼합물 및 배합설계법 공인인증기관 성능검증
○ 광폭 침목과 슬래브 패널에 대해 공인인증기관으로부터 EN 13250-2/5에 의거한 정동적 휨강도시험과 피로시험을 통한 성능검증
○ 수평변위 장치용 전단앵커 공시체에 대한 전단시험 수행
○ 아스팔트콘크리트 궤도 조립시험으로서 경사하중 반복재하시험 및 종횡방향변위 저항성 시험 수행
○ 확률적 LCC 분석
○ 아스팔트콘크리트 궤도 설계법 개발
○ 아스팔트콘크리트 궤도 인터페이스 분석 및 접속부 설계

Abstract ▼

Ⅳ. Research Product
○ Developlment of Asphalt Concrete Track according to Track System
▪ Established mass production system of railway asphalt mixtures
- New production method by improving melting system
- Determination of proper mixting time and temperature
- Research on optimal deli

Ⅳ. Research Product
○ Developlment of Asphalt Concrete Track according to Track System
▪ Established mass production system of railway asphalt mixtures
- New production method by improving melting system
- Determination of proper mixting time and temperature
- Research on optimal delivery method to asphalt plant
① Asphalt binder modifier (ARM: railway asphalt modifier)
② Inject the modifier (ARM: weigh and inject)
③ Mix the modifier with asphalt binder (5 hours at 180℃)
④ Delivery to asphalt plant

▪ Evaluation of field construction ability
- Determination of optimal thickness of asphalt concrete trackbed to ensure appropriate density
- Evlaution of compacting machine to reduce surface irregularity
- Calibration of non-destructive density measuring device
① Spreading asphalt mixture by a finisher
② Compaction of base layer (three courses)
③ Compaction of intermediate layer (three courses)
④ Compaction of surface layer (three courses)

▪ Material properties of asphalt concrete mixtures
- Dynamic modulus of asphalt mixture for intermediate layer
- Development of a linear-viscoelstic model using dynamic modulus mastercurve
- Development of a linear viscoelastic creep model using creep tests

○ Performance evaluation of a direct fastened asphalt concrte track bed
▪ Fatigue resistance, rutting resistance
- Fitigue resistance: 4-Points Bending Beam Fatigue Test
- Rutting (permanent deformation) resistance: FN(Flow Number) Test

○ Visco-elastic properties of asphalt concrete

○ Development of a wide sleeper for asphalt concrete trackbed
▪ Optimization
- Optimization of a wide sleeper considering temperature load
- Optimization of cross-section for transverse displacement stoppers

○ Development of PST system for asphalt concrete track
▪ Slab panel
- Development slab panel type asphalt concrete track
- Manufactured a mold and prototype for slab type sleeper
- Performance evaluation of components
- Panel design for transient zone in asphalt concrete track

○ Optimization and performance verification of a horizontal movement stopping device
▪ Optimization of a horizontal movement stopping device
- Development of proper anchoring method
- Maximization of resistance of horizontal movement
- Outline of a horizontal movement stopping device
▪ Performance evluation of a horizontal movement stopping device
- Improvement of horizontal resistance comparing with the existing method

○ Performance evaluation of asphalt concrete track
▪ Test on horizontal movement resistance
▪ Inclined full-scale test: fatigue cracking
- Testing conditions: max. Cant at 40℃
- Performance evaluation: earth pressure, displacement
▪ Full-scale test as a function of loading frequency and temperature
- Performance evaluation: earth pressure, displacement, strain of asphalt layer

○ Design for thickness of asphalt layers
▪ Numerical analysis on asphalt concrete track
- Model wide sleeper section and panel type section using ABAQUS
- Suggestion of design factors through numerical analysis
- Perform numerical analysis on asphalt concrete structure
▪ Design chart for determination of asphalt concrete thickness
- Development of design chart for thickness of asphalt conrete layer considering fatigue cracking and permanent deformation of asphalt and sublayers
- Determine the optimal thickness of asphalt layer using the design chart
- Development of catalog design method for asphalt concrete track

○ Performance evaluation of interface and transient area in asphalt track
▪ Interface in asphalt concrete track
- Applied transverse slope in curved area into reinforced soil layer and asphalt concrete trackbed in order to increase compactibility and homogeneous elasticity of asphalt concrete
▪ Performance evaluation of transient zone by numerical analysis

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 6
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 20
• 목차 ... 35
• 표목차 ... 37
• 그림목차 ... 42
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 53
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 53
• 제2절 연구개발 목표 및 범위 ... 55
• 1. 연구개발의 최종 목표 ... 55
• 2. 연구내용 및 범위 ... 57
• 제2장 국내외 기술개발현황 ... 59
• 제1절 국내외 특수 아스팔트 현황 ... 59
• 1. 국외 철도 아스팔트 현황 ... 59
• 2. 국내 아스팔트 현황 ... 67
• 제2절 철도 아스팔트콘크리트 노반 및 궤도 현황 ... 80
• 1. 국외 철도아스팔트 노반 및 궤도 설계법 ... 80
• 2. 국외 아스팔트콘크리트 궤도 현황 및 특성 ... 94
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 107
• 제1절 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트 혼합물 개발 ... 107
• 1. 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트의 현장 생산성 평가 ... 107
• 2. 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트 혼합물 평가에 의한 현장생산 및 시공 ... 132
• 3. 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트 혼합물의 물성 정량화 ... 170
• 제2절 아스팔트콘크리트 궤도시스템 개발 ... 186
• 1. 아스팔트콘크리트 궤도용 광폭침목 성능평가 ... 186
• 2. 아스팔트콘크리트 궤도용 패널 성능평가 ... 212
• 3. 아스팔트콘크리트 궤도 접속부 침목 개발 ... 222
• 4. 아스팔트콘크리트 궤도 접속부 패널 개발 ... 232
• 제3절 수평변위 저항장치 개발 ... 260
• 1. 개발배경 ... 260
• 2. 아스팔트콘크리트 궤도 종·횡저항력 시험 ... 261
• 3. 수평변위저항장치 개발 ... 266
• 4. 수평변위 저항장치 L형강 구조해석 ... 272
• 제4절 아스팔트콘크리트 궤도 시스템 성능평가 ... 274
• 1. 아스팔트콘크리트 궤도 경사피로시험 ... 274
• 2. 온도를 고려한 정적 실물재하실험 ... 281
• 제5절 확률적 LCC분석을 통한 경제성 분석 ... 291
• 1. 아스팔트 궤도구조의 LCC 분석 개요 ... 291
• 2. 생애주기비용(LCC) 분석방법 ... 291
• 3. 위험도 평가(PRA) 분석방법 ... 294
• 4. 분석방법별 LCC 분석결과 ... 300
• 5. LCC 분석을 위한 분석조건 ... 306
• 6. 궤도구조별 전과정 평가(LCA) ... 309
• 제6절 아스팔트콘크리트 도상 두께 설계 ... 317
• 1. 유한요소해석에 의한 도상 두께 결정 ... 317
• 2. 아스팔트콘크리트 도상 두께 결정 설계차트 개발 ... 349
• 제7절 아스팔트콘크리트 궤도용 인터페이스 및 접속부 성능평가 ... 365
• 1. 아스팔트콘크리트 궤도 인터페이스 검토 ... 365
• 2. 아스팔트콘크리트궤도 접속부 성능평가 ... 376
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 394
• 제1절 연구개발목표 달성도 ... 394
• 제2절 관련 분야 기술발전에의 기여도 ... 396
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 397
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 398
• 제7장 참고문헌 ... 400
• 끝페이지 ... 413