초록 ▼

본 연구는 도로분야의 사회현안에 능동적으로 대응하고 미래사회의 다양한 요구를 해결하기 위해 지속가능한 재료, 맞춤형 모듈 도로, 공장생산과 급속시공이 가능한 세미브리지 형태(Semi-bridge type)의 미래형 도로기술 개발을 목적으로 한다. 이를 위해 순환구조형 슬래브 모듈, 혁신적 스마트 조인트 모듈, 맞춤형지지 모듈을 개발하여 지반조건별, 도로유형별로 다양한 조합이 가능한 모듈러 도로 시스템을 개발하였다.

순환구조형 슬래브 모듈 개발을 위해 세미 브리지 형식의 새로운 슬래브 모듈 개념을 개발하였으며 고내구성 슬

본 연구는 도로분야의 사회현안에 능동적으로 대응하고 미래사회의 다양한 요구를 해결하기 위해 지속가능한 재료, 맞춤형 모듈 도로, 공장생산과 급속시공이 가능한 세미브리지 형태(Semi-bridge type)의 미래형 도로기술 개발을 목적으로 한다. 이를 위해 순환구조형 슬래브 모듈, 혁신적 스마트 조인트 모듈, 맞춤형지지 모듈을 개발하여 지반조건별, 도로유형별로 다양한 조합이 가능한 모듈러 도로 시스템을 개발하였다.

순환구조형 슬래브 모듈 개발을 위해 세미 브리지 형식의 새로운 슬래브 모듈 개념을 개발하였으며 고내구성 슬래브 모듈을 개발하기 위해 Self-Compacting Concrete 개념을 도입하였다. 또한 개발재료의 거동예측을 위해 Multi-scale/phase 개념을 활용한 수치해석을 수행하여 역학적 해석을 위한 기반을 구축하였다. 스마트 조인트 시스템 개발을 위해 수직하중전달과 온도하중에 의한 과응력 방지를 위한 조인트 시스템을 설계하였으며, 습식수직조인트와 높이조절이 가능한 건식 수직조인트를 개발하였다. 또한 수직조인트를 활용한 인양 및 거취 장비를 개발하여 Mock-up 실험을 통해 그 유용성을 검증하였다. 맞춤형 지지 모듈러 시스템 개발을 위해 지반조건별 cross beam 모듈과 micro pile 모듈 개념을 개발하였다. 슬래브 하중과 교통하중을 고려하여 지지모듈러를 설계하였으며 tapered type과 round type의 cross beam 모듈과 micro-pile 파일을 시험시공하여 성능을 평가하였다.

최종적으로 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템 개발을 위해 필요한 모듈개발을 완료하였으며, 실용화를 위한 2단계 사업 추진을 지속적으로 추진할 계획이다.


( 출처 : 서지자료 초록 )

Abstract ▼

The objective of this research is developing the semi-bridge type modular road system for solving the current issues related to the road society and proving the solutions for various needs of future society. In order to achieve the objective, closed-loop slab module, smart joint module, adjustable s

The objective of this research is developing the semi-bridge type modular road system for solving the current issues related to the road society and proving the solutions for various needs of future society. In order to achieve the objective, closed-loop slab module, smart joint module, adjustable supporting module technologies are to be developed.

Semi-bridge type slab module with self-compacting concrete was introduced and designed for mock-up test. The fundament research was performed by using discrete element method for aggregate flow analysis and wet mix analysis.

The joint system to prevent over-stress due to load transfer and temperature variance was designed. The height adjustable vertical joints were also developed. The joint module was evaluated by performing over 2 million repetitive load test. The transporting and installing system were developed and applied to mock-up test.

Sub-layer dependent cross beam module and micro pile module were suggested to adjustable supporting modular system. The supporting system was designed with consideration of slab weight and traffic loading, and two types of modules such as tapered type/round type cross beam modules and crossbeam plus micro-pile module are applied and evaluated in preliminary construction.

Finally sustainable-perpetual-modular system was successfully developed.

( 출처 : Bibliographic Data Abstracts )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 3
• Summary ... 6
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 13
• 그림목차 ... 16
• 제1장 서론 ... 22
• 1. 연구의 필요성 ... 22
• 1.1 사회현안에 대한 능동적 대응 (김연복 등, 2012) ... 22
• 1.2 미래사회 대비 핵심기술 개발 ... 29
• 2. 연구의 목표 ... 32
• 2.1 최종 목표 ... 32
• 2.2 연차별 목표 및 연구 내용 ... 33
• 3. 연구추진전략 및 체계 ... 34
• 3.1 연구추진 방향 ... 34
• 3.2 연구 추진 체계 및 전략 ... 36
• 3.3 연구개발 Roadmap ... 37
• 제2장 국내·외 기술동향 ... 42
• 1. 모듈러 도로시스템 관련 특허동향 분석 ... 42
• 1.1 주요시장국 연도별 전체 특허 동향 ... 42
• 1.2 시장별 기술 성장단계 분석 ... 44
• 1.3 미국 ... 46
• 1.4 네덜란드 ... 47
• 1.5 일본 ... 53
• 제3장 순환구조형 카펫+슬래브 모듈러 도로시스템 개발 ... 60
• 1. 슬래브 모듈 구조시스템 개발 ... 60
• 1.1 Conceptual Slab Dimension 결정 ... 60
• 1.2 슬래브 도로시스템 구조 설계 ... 63
• 1.3 슬래브 모듈 시험시공 ... 67
• 1.4 재하실험을 통한 슬래브 모듈 거동 분석 ... 76
• 1.5 슬래브 모듈 회전에 따른 구조해석 ... 84
• 1.6 슬래브 모듈 최적 단면(안) 제시 ... 92
• 2. 슬래브 모듈 재료 물성 정량화 ... 97
• 2.1 구성재료 물성정량화 ... 98
• 2.2 혼합물 배합실험 방법론 검토 ... 102
• 2.3 역학적 배합설계 연구 ... 107
• 3. Multi-Scale/Phase 역학적 해석 기반 구축 ... 125
• 3.1 Multi-Scale/Phase 역학적 해석 기법 ... 125
• 3.2 Multi-Phase 해석 ... 132
• 제4장 혁신적 스마트 조인트 모듈러 도로시스템 개발 ... 140
• 1. 조인트 시스템 기본 개념 설계 ... 140
• 1.1 조인트 시스템의 기능적/역학적 특성 ... 140
• 1.2 조인트 시스템 기본 개념 정의 ... 143
• 1.3 조인트 시스템의 성능평가 방법과 적용기준 ... 145
• 2. 슬래브 모듈의 거동분석 ... 149
• 2.1 근사해석모델을 이용한 슬래브 모듈 단부 거동 검토 ... 149
• 2.2 슬래브 모듈의 상세해석 ... 151
• 3. 조인트 적용 재료 개발 ... 154
• 3.1 조인트 채움 재료의 요구성능 ... 154
• 3.2 조인트 적용 재료 검토 ... 154
• 3.3 조인트 적용 재료의 성능 검토 ... 155
• 3.4 조인트 적용 재료 개발 ... 158
• 4. 수직조인트 개발 ... 161
• 4.1 수직조인트 상세 설계 ... 161
• 4.2 수직조인트 시작품 제작 및 현장 적용 ... 163
• 4.3 인양장비 상세 설계 ... 170
• 4.4 인양장비 시작품 제작 ... 172
• 5. 모듈러 도로 시스템 경제성 분석 ... 173
• 5.1 경제성 분석 대상 및 범위 ... 173
• 5.2 공사비 산정기준 ... 175
• 5.3 시공 절차 ... 177
• 5.4 직접공사비 분석 ... 178
• 5.5 생애주기비용 분석 ... 179
• 5.6 공사기간 분석 ... 181
• 제5장 맞춤형 지지 모듈러 시스템 개발 ... 184
• 1. 지지 모듈러 기본 개념설계 ... 184
• 1.1 지지 모듈러 기본 개념 정의 ... 184
• 1.2 지지 모듈러 시스템 역학적 모형 정립 ... 189
• 1.3 동결융해 지반 적용 가능성 수치해석 ... 201
• 2. 시작품 제작 및 Mock-up 실험 ... 206
• 2.1 1차 Cross beam 형태의 지지 모듈 ... 206
• 2.2 1차 Mock-up 실험 ... 210
• 2.3 2차 Mock-up 실험 ... 219
• 2.4 Micro-Pile 형태의 지지 모듈 설계 및 현장시공 ... 225
• 제6장 활용 방안 및 기대효과 ... 227
• 1. 모듈러 시스템 적용 전략 ... 227
• 1.1 상황별 맞춤형 시스템 선정 Process 정립 ... 227
• 1.2 가치창조형 맞춤형 도로시스템 활용 대상 ... 233
• 1.3 기대 효과 ... 234
• 제7장 결론 ... 237
• 1. 순환구조형 카펫+슬래브 모듈러 도로시스템 개발 ... 237
• 2. 혁신적 스마트 조인트 모듈러 도로시스템 개발 ... 240
• 3. 맞춤형 지지 모듈러 시스템 개발 ... 241
• 참고문헌 ... 245
• 끝페이지 ... 254