초록 ▼

○ 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화 현황 조사 및 원인 규명
∙ 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물(터널, BOX, 궤도/침목)의 손상·열화 현황 조사/분석 및 대표적 유형 도출
- 국내 단기(공용년수 11년), 중장기(공용년수 20-40년) 노후 구간 지하 구조물의 손상·열화 현황 조사/분석
· 단기, 중장기 노후 구간의 주요 손상·열화 유형의 반복: 균열과 지하수에 의한 열화 심각
· 구조물의 대표적 유형의 균열들은 시공시의 잠재된 문제가 공용 중에 나타나는 비구조적 균열
· 중장기 노후

○ 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화 현황 조사 및 원인 규명
∙ 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물(터널, BOX, 궤도/침목)의 손상·열화 현황 조사/분석 및 대표적 유형 도출
- 국내 단기(공용년수 11년), 중장기(공용년수 20-40년) 노후 구간 지하 구조물의 손상·열화 현황 조사/분석
· 단기, 중장기 노후 구간의 주요 손상·열화 유형의 반복: 균열과 지하수에 의한 열화 심각
· 구조물의 대표적 유형의 균열들은 시공시의 잠재된 문제가 공용 중에 나타나는 비구조적 균열
· 중장기 노후 구간의 생력화(자갈궤도▸콘크리트궤도 개량)에 사용된 공용년수 5년 이내의 일부 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, 이하 PC) 패널과 PC침목에 조기손상(premature failures) 관찰
∙ 도시철도 궤도 PC제품의 손상·열화 관련 국내 기술ㆍ연구 동향 분석
- 유럽, 미국, 중국 각국에서 철도 궤도 PC제품의 에트린자이트 지연생성(delayed ettringite formation, DEF)에 의한 피해가 지속적으로 보고
∙ 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화 유형별 원인 도출
- 도시철도 궤도 PC제품의 수명 단기화의 주된 원인 도출 및 제어 방안 제시
· 국내 최초 PC제품 생산시 콘크리트 고온촉진양생으로 인한 DEF 손상 가능성 확인
· 3차원 유한요소 해석을 통한 PC침목 숄더의 충격 인발 하중에 의한 균열 손상 가능성 확인
∙ 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화 유형별 관련 기준 조사 및 분석
- 국내 터널, BOX, 궤도/침목의 설계, 유지관리 기준 및 국내·외 PC침목 콘크리트양생 기술 비교 분석
∙ 국내·외 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화 유형별 개선 기술 조사
- PC제품의 균열 및 열화 저감을 위한 재료 배합설계, 제작 기술
- PC침목의 균열 저감을 위한 설계기술 및 제작 기술 및 구조물의 상태평가 기술 등

(출처 : 요약서 7p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Investigation of the damage and deterioration of urban railway underground concrete structures in urban railways
◦ Survey and analysis of damage/deterioration status of the underground structure(tunnel, BOX, track/sleepers) in the short term (public years 11 years), middle tolong

Ⅳ. Results
1. Investigation of the damage and deterioration of urban railway underground concrete structures in urban railways
◦ Survey and analysis of damage/deterioration status of the underground structure(tunnel, BOX, track/sleepers) in the short term (public years 11 years), middle tolong term (public years 20 to 40 years)
• Analysis of domestic short term, mid to long term old tunnel, BOX, track field survey and infrastructure safety inspection report
• Repeated major damage and deterioration types of short term and middle to long term, and serious deterioration due to underground water
• Major cracks of structures appear to be a potential problem during construction
• Premature failures observed in some PC panels and PC sleepers, which have been used for exchange of concrete track on ballast track

◦ Analysis of domestic technology and research trends related to damage and deterioration of precast concrete (PC) products in urban railway track
• The damage caused by delayed ettringite formation (DEF) of railway track PC products is continuously reported in Europe, USA and China, and various studies related to this have been going on.
• Similar damage cases suspected to be DEF are reported on the domestic railway track, but there are no related studies

2. Derivation of cause of damage and deterioration type of underground concrete structure of urban railway
◦ Analysis depending on the type of crack damage of urban railway track PC products
• Survey of temperature history inside concrete by accelerated curing applied for promoting initial strength of concrete during the manufacturing process of PC products: The possibility of DEF damage due to high-temperature accelerated curing of concrete during domestic first PC product production Confirmed, it is judged that there is a high possibility of occurrence of DEF when taking into consideration the specific strength of the domestic PC product, the material to be used, the production environment and the use environment
• Confirm the possibility of crack damage due to impact pullout load of PC sleeper shoulder through three-dimensional finite element analysis, and make it necessary to reduce shock load acting on sleeper and measures to reduce crack of concrete around shoulder

3. Survey and analysis of design·construction·quality management·maintenance standards for the types of damage·deterioration of underground concrete structure in urban railways
◦ Survey Analysis of standard on design, manufacture and maintenance of cracked and damaged PC products in railway tracks of domestic and foreign cites
• Revision of PC sleeper concrete curing standard (KRS TR 0008) and enhancement of quality control needed: Curing temperature, temperature measurement location, and cement characteristics

4. Investigation of improvement techniques for damage and deterioration types of underground concrete structures in domestic and foreign urban railways
◦ Study on crack and deterioration reduction technology of railway track PC products
• Material mixing design and manufacturing technology for reducing crack and deterioration (DEF) of PC products
• Design technology and manufacturing technology for reducing cracks in PC sleeper, state evaluation technology of structure, etc.

(출처 : SUMMARY 15p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• 보고서 요약서 ... 7
• 요 약 문 ... 9
• SUMMARY ... 13
• Contents ... 19
• 목차 ... 21
• 표목차 ... 23
• 그림목차 ... 29
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 39
• 제1절 연구개발 배경 및 필요성 ... 41
• 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 48
• 제2장 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물 ... 51
• 제1절 도시철도 콘크리트 철도터널 및 Box 구조물 형식 및 특성 ... 53
• 제2절 도시철도 콘크리트 궤도 형식 및 특성 ... 66
• 제3절 지하공간 콘크리트 구조물 품질 및 유지관리 기준 ... 90
• 제3장 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화 조사 ... 127
• 제1절 지하공간 중장기노후 콘크리트 구조물의 손상·열화 조사 ... 129
• 제2절 지하공간 단기노후 콘크리트 구조물의 손상·열화 조사 ... 174
• 제4장 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화 원인 도출 ... 205
• 제1절 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상열화 메커니즘 ... 207
• 제2절 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상열화 원인 검토 ... 243
• 제3절 프리캐스트 콘크리트 구조물의 DEF 손상결함에 대한 양생온도 이력평가 검토 ... 289
• 제4절 프리캐스트 콘크리트 궤도의 충격 인발하중에 의한 균열 손상평가 해석 ... 304
• 제5장 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 손상·열화에 대한 개선기술 조사 ... 335
• 제1절 도시철도 지하공간 콘크리트 구조물의 주요 손상열화 개선기술 ... 337
• 제2절 도시철도 콘크리트 철도터널 연결부의 누수손상 개선 기술 ... 366
• 제3절 도시철도 콘크리트궤도 손상열화 개선 기술 ... 398
• 제6장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 403
• 제1절 목표 달성도 ... 405
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 406
• 제7장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 407
• 제1절 연구성과의 활용 계획 ... 409
• 제2절 연구성과의 기대효과 ... 409
• 참고문헌 ... 410
• 부 록 ... 415
• 끝페이지 ... 445