보고서 정보
주관연구기관 |
한국건설기술연구원 Korea Institute Of Construction Technology |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-12 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201600004091 |
DB 구축일자 |
2016-08-06
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키워드 |
지속가능.장수명.모듈러 도로시스템.지지 모듈.Sustainable.Perpetual.Modular Road System.Support Module.
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초록
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II. 연구목적
본 연구는 공장대량생산 및 조립시공으로 공사기간을 단축하여 공사비를 절감할 수 있는 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템 개발에서 기존 도로하부지반을 대신하면서 차량하중과 포장하중에 견딜 수 있는 지지 모듈의 개발에 목적을 두고 있다.
도로하부 지반의 N값이 7이상인 경우 적용되는 Cross Beam 형태의 지지 모듈의 형상 및 제원을 제시하는 것이다. 도로 하부 지반의 N값이 7 미만이거나 교대와 접하는 성토체에는 적용되는 Micro Pile형태의 지지 모듈의 형상 및 제원을 제시하는 것이다.
II. 연구목적
본 연구는 공장대량생산 및 조립시공으로 공사기간을 단축하여 공사비를 절감할 수 있는 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템 개발에서 기존 도로하부지반을 대신하면서 차량하중과 포장하중에 견딜 수 있는 지지 모듈의 개발에 목적을 두고 있다.
도로하부 지반의 N값이 7이상인 경우 적용되는 Cross Beam 형태의 지지 모듈의 형상 및 제원을 제시하는 것이다. 도로 하부 지반의 N값이 7 미만이거나 교대와 접하는 성토체에는 적용되는 Micro Pile형태의 지지 모듈의 형상 및 제원을 제시하는 것이다.
III. 연구의 필요성
2000년대에 들어오면서 미래사회가 요구하는 도로분야의 가치를 연구하기 위한 노력이 유럽연합, 미국, 일본 등을 중심으로 수행되고 있다. 국내 도로시장의 경우에도 과거 신설도로의 대량 건설에서 현재는 건설된 도로의 유지관리를 중심으로 패러다임이 전환되고 있다.
1936년의 도로현황은 일반국도, 지방도, 시군도를 모두 포함해 24,000 km에 불과하였으나, 2011년에는 일반국도, 고속국도를 포함해 106,000 km로 75년 동안 약 4.5배 연장이 증가하였다. 도로 연장의 증가에 따라 도로 유지관리비도 지속적으로 상승하여 1979년 548억원이던 유지관리비가 2011년에는 23,108억원으로, 30여 년 동안 무려 42배나 증가하였다(국토해양부, 2012). 또한, 2001년에 21.1조원이던 교통혼잡비용은 지속적으로 증가되어 2010년에는 28.5조원으로 연간 약 5 % 범위에서 증가되고 있다(한국교통연구원, 2013). 교통혼잡비용 증가의 주요 요인으로 차량의 증가뿐만 아니라 빈번한 유지보수로 인한 교통체증이 큰 비중을 차지하고 있어, 유지보수 최소화 방안 마련이 필요한 실정이다.
이러한 도로 분야의 패러다임 변화에 부응하고 급속히 증가되는 도로 교통량에 따른 교통체증 최소화를 위해 급속시공 및 유지보수 최소화를 위한 모듈러 도로시스템이 제안되었다.
제안된 모듈러 도로시스템은 개별 기능의 모듈화를 통한 새로운 형태의 맞춤형 도로시스템 제공 및 기존 도로보다 지속가능한 장수명화를 목표로 하고 있다. 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템은 포장 슬래브 모듈, 조인트 모듈 및 지지 모듈로 구성되고 있으며 도로하부지반의 공학적 특성에 따라 교통하중과 포장 슬래브하중을 지지할 수 있는 맞춤형 지지모듈의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
IV. 연구의 내용 및 범위
1차년도에는 맞춤형 지지 모듈의 기본 개념을 정의하고 하중조건 및 지반조건에 따른 맞춤형 지지 모듈의 형식 및 제원을 제안하였다. 또한, 기존 포장의 하부구조 공사비와 지지모듈의 공사비에 대한 경제성 분석도 제시하였다. 2차년도에는 지지 모듈을 제작하기 위한 재료 성능기준 및 지지 모듈의 형식 및 제원을 제안하였다. 포장 시험가속기를 이용하여 제안된 Cross Beam 형태의 지지 모듈의 제작성, 시공성 및 성능평가를 위하여 시작품을 제작하고 현장 시험시공을 수행하였다. 3차년도에는 2차년도에 시공된 Test-bed에서 Cross Beam 형태의 지지 모듈에 대한 성능평가를 수행하였다. 이것을 바탕으로 Cross Beam 형태의 지지 모듈의 설계 및 시공기법을 제안하였다. 각 차년도의 연구내용은 다음과 같다.
o 1차년도: 맞춤형지지 시스템 요구 성능 설계
o 2차년도: 맞춤형 지지 모듈 시작품 제작 및 성능평가
o 3차년도: 맞춤형 지지 모듈 시스템 설계 및 시공기술 개발
Abstract
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II. Research Objective
The objective of this research is to develop an support module for substituting the ground below existing pavement. The support module is to support the weight of pavement and the traffic loading in sustainable long-life modular road system, which can do the mass production
II. Research Objective
The objective of this research is to develop an support module for substituting the ground below existing pavement. The support module is to support the weight of pavement and the traffic loading in sustainable long-life modular road system, which can do the mass production in factory and assembling construction and save the construction cost by reducing the period of construction.
The shape and dimension of support module with the shape of cross beam was suggested for the ground with N-value greater than 6. The shape and dimension of support module with the shape of Micro pile was suggested for the ground with N-value less than 7 and for the embankment beside the abutment.
III. Research Needs
From 2000 year, advanced countries, such as EU, USA, Japan and so on, have been trying to study the value of road for future society. In Korea, the focus of road area has been moved from the new construction of road to the maintenance of exiting road.
In 1935, the total length of road in Korea was 24,000 km. However, the total length of road in 2011 was about 106,000km. This is about the increase of 4.5 times during 75 years.
The maintenance cost has increased with the increasing of total length of road. The maintenance cost has increased from 51 millions in 1979 to 214 millions in 2011. This is about 42 times increase during 30 years
Also, the traffic congestion cost has consistently increased from 19.6 billions in 2001 to 26.5 billions in 2010, and this is an average annual increase of 5 percent.
The main factors of increase of the traffic congestion cost were the increase of vehicle and the traffic jam for maintenance of existing road. It is necessary to minimize the maintenance of existing road.
The sustainable long-life modular road system is proposed to minimize the maintenance of existing road. and to do the rapid road construction for minimizing the traffic jam by traffic increase.
The suggested modular road system was to establish the sustainable long-life of road and to provide the a new adaptable road system by modularizing independent function. The sustainable long-life modular road system consists of pavement slab module, joint module and support module. The development of support module should be required to support the weight of pavement slab and the traffic loading according to the engineering properties of the ground below the pavement slab
IV. Research Contents and Scopes
In the 1st year, the basic concept of the adaptable support module system was defined, and the shape and dimension of the adaptable support module were proposed according to loading and ground conditions. Also, the construction cost of the adaptable support module was compared with that of the substructure of existing pavement system
In the 2nd year, it was suggested the criteria of material for the support module and the shape and dimension of support module. The proposed support module with the shape of cross beam was made and was installed in Mock-up test field to evaluate production, construction and performance.
In the 3rd year, the field test was conducted to evaluate the performance of the support module with the shape of cross beam in the Mock-up test field. From field test results, it was proposed the design and construction technology of adaptable support module
The contents and scopes for research are as follows:
o 1st year: Design for Required Performance of Optimized Supporting System
o 2nd year: Prototype suggestion and performance evaluation of adaptable support module
o 3rd year: Design and Construction technology of adaptable support module
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