[표지]
요약문
Summary
목차
제1장 탄소 복합소재 활용 건설분야 R&D 로드맵 수립 개요 16
1. 배경 및 필요성 16
2. 로드맵의 주요 내용 17
제2장 국토교통분야 복합신소재 기술의 정의 및 범위 18
1. 국토교통분야 복합신소재관련 정의 및 분류 사례 검토 18
1.1. 복합신소재관련 정의 및 분류 사례 검토 18
2. 국토교통 복합신소재 기술의 정의 및 범위 설정 22
2.1. 정의 및 분류 22
2.2. 적용 범위 24
제3장 국토교통 복합신소재관련 국내외 환경 및 동향 분석 26
1. 메가트랜드 분석 26
1.1. 국내외 메가트렌드 발표 현황 26
1.2. 메가트렌드로 인한 국토교통 재료/소재 변화 방향 42
2. 국내외 정책 동향 45
2.1. 국외 정책 동향 45
2.2. 국내 정책 동향 57
3. 국토교통 복합신소재관련 정부 R&D 투자동향 68
3.1. 총괄 68
3.2. 부처별 R&D투자 동향 78
4. 국내외 기술개발동향 91
4.1. 건축물 91
4.2. 시설물 96
4.3. 도로 114
5. 국내외 국토교통 복합신소재관련 R&D 인프라 현황 125
5.1. 국외 인프라 현황 125
5.2. 국내 인프라 현황 129
6. 복합소재 관련 특허동향 분석 159
6.1. 특허분석 개요 159
6.2. 특허분석 165
6.3. 특허분석 결과 176
제4장 복합신소재 관련 KICT 역량 분석 178
1. 기관 일반 현황 178
1.1. 미션 및 임무 178
1.2. 조직 178
1.3. 역할 및 세부추진전략 179
2. R&D 수행 현황 182
제5장 KICT 복합 신소재 연구센터 로드맵 192
1. 이슈 및 주요 전략 방향 192
1.1. 주요 이슈 192
1.2. 대응 방향 193
2. 중점 연구영역 및 미션 도출 195
2.1. 센터 미션 및 비전 195
2.2. 중점 연구영역 196
3. 단계별 센터 발전 방안 196
4. 국토교통 복합신소재 재료응용개발 및 적용분야 기술개발계획 198
4.1. (전략기술 1) 장수명 인프라 구축 및 유지관리를 위한 복합신소재 적용기술 198
4.2. (전략기술 2) 복합신소재를 이용한 인프라 성능 향상 기술 199
4.3. (전략기술 3) 환경보호를 위한 친환경 건설재료 기술 200
4.4. (전략기술 4) 특수목적용 인프라의 복합신소재 적용기술 201
참고문헌 202
서지자료 204
Bibliographic Data 205
판권기 206
〈표 2.1〉 복합재료의 분류 19
〈표 2.2〉 섬유강화 복합재료의 분류 20
〈표 2.3〉 한국복합신소재구조학회의 연구범위 21
〈표 2.4〉 The Constructor의 복합신소재(Advanced Composite Materials) 정의 21
〈표 2.5〉 공학저널(2020)의 복합소재 및 복합신소재 정의 22
〈표 2.6〉 건설분야 복합신소재 기술분류체계 23
〈표 2.7〉 국토교통과학기술분류 및 건설분야 복합신소재 적용가능분야 24
〈표 3.1〉 STEPI '글로벌트렌드와 한국(2018)'은 글로벌 트렌드로 14대 핵심 트렌드 26
〈표 3.2〉 KISTEP 미래유망기술 발굴 연구의 핵심트렌드 및 유망기술 주제 29
〈표 3.3〉 2020년 KISTEP 미래유망기술, 초연결·초지능 시대의 미래이슈 주요 내용 29
〈표 3.4〉 코로나 19로 인한 환경 변화 31
〈표 3.5〉 한국 산업발전 비전 2030의 메가 트렌드 및 주요 키워드 32
〈표 3.6〉 미래사회의 거시적 변화 34
〈표 3.7〉 코로나 19로 인한 주요 변화요인 35
〈표 3.8〉 거시환경 변화-코로나 19 변화요인으로 '가속', '유지', '변화'되는 세상 35
〈표 3.9〉 2050년 과학·기술·혁신에 영향을 미치는 메가트렌드 36
〈표 3.10〉 '19년 OECD 5대 글로벌 메가트렌드 38
〈표 3.11〉 2035 글로벌 7대 트렌드 38
〈표 3.12〉 코로나가 초래할 6가지 경제적 파장 39
〈표 3.13〉 코로나 이후의 세계 변화상 39
〈표 3.14〉 차세대 디지털 경제의 10대 특징 40
〈표 3.15〉 글로벌 메가트렌드 종합 41
〈표 3.16〉 글로벌 메가트렌드-2050 국토교통 50대 전략프로젝트 매칭 43
〈표 3.17〉 건설 소재/재료관련 기술개발 수요 전망 44
〈표 3.18〉 EERE/BTO의 건축부문 R&D 프로그램 분류 47
〈표 3.19〉 Horizon 2020의 주요 목적과 예산 48
〈표 3.20〉 Horizon 2020('14~'20)을 통해 수행할 소재 분야 연구주제 예시 49
〈표 3.21〉 '재료에서 혁신으로' 개발대상 미래 소재 51
〈표 3.22〉 일본의 신원소전략 프로젝트 연구조합 53
〈표 2.23〉 일본의 신원소전략 프로젝트 기술개발 내용 54
〈표 3.24〉 소재 개발 범위 확대를 위한 세부 추진방안 55
〈표 3.25〉 주요 스마트 건설기술 R&D 사업(안) 59
〈표 3.26〉 제5차 건설산업진흥계획의 목표/중점과제/추진방향 59
〈표 3.27〉 제6차 건설기술기본계획의 추진방향 61
〈표 3.28〉 '(전략 1) 4차 산업혁명 대응 혁신성장동력 육성'의 건설재료 및 소재관련 기술 64
〈표 3.29〉 '(전략 2) 기술융합을 통한 새로운 가치 창출'의 건설재료 및 소재관련 기술 65
〈표 3.30〉 '(전략 3) 사람중심의 국토교통 기술개발'의 건설재료 및 소재관련 기술 66
〈표 3.31〉 국토교통 분야별 정책방향에 따른 기술개발 대응 67
〈표 3.32〉 정부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 70
〈표 3.33〉 정부복합신소재적용기술에대한R&D투자의적용시설물(대)별 추이('10~'19) 71
〈표 3.34〉 정부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(중)별 추이 ①('10~'19) 73
〈표 3.35〉 정부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(중)별 추이 ②('10~'19) 74
〈표 3.36〉 정부 복합신소재 R&D투자의 부처별 추이('10~'19) 76
〈표 3.37〉 정부 복합신소재 R&D투자의 강화재 종류별 추이('10~'19) 77
〈표 3.38〉 국토부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 79
〈표 3.39〉 국토부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(대)별 추이('10~'19) 81
〈표 3.40〉 국토부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(중)별 추이('10~'19) 82
〈표 3.41〉 국토부 복합신소재 R&D투자의 강화재 종류별 추이('10~'19) 83
〈표 3.42〉 과기부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 85
〈표 3.43〉 과기부 복합신소재 R&D투자의 강화재 종류별 추이('10~'19) 87
〈표 3.44〉 산업부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 88
〈표 3.45〉 산업부 복합신소재 R&D투자의 강화재 중류별 추이('10~'19) 90
〈표 3.46〉 국내 기술개발 현황(교량분야) 98
〈표 3.47〉 국내 기술개발 현황(교량분야) 99
〈표 3.48〉 유럽 기술개발 현황 101
〈표 3.49〉 국외 기술개발 현황(교량분야) 103
〈표 3.50〉 강관 및 FRP 보강형 다단 그라우팅 공법 특성 비교 108
〈표 3.51〉 터널분야에서 토목섬유 활용 109
〈표 3.52〉 핵심기술 보유사 현황 111
〈표 3.53〉 도로포장 보수 토목건설용 지반신소재 현황 112
〈표 3.54〉 한국건설생활환경시험 건설재료 및 소재관련 역할 수행내용 145
〈표 3.55〉 주요국 소재산업 육성 정책 154
〈표 3.56〉 주요국 국토교통 복합신소재관련 지원 정책/사업 내용 155
〈표 3.57〉 국외 인프라 현황 157
〈표 3.58〉 국내 인프라 현황 158
〈표 3.59〉 검색 DB 및 검색범위 160
〈표 3.60〉 분석대상 기술분류체계 160
〈표 3.61〉 검색식 161
〈표 3.62〉 추가 검색식 162
〈표 3.63〉 최종 검색식에 따른 Raw Data 163
〈표 3.64〉 최종 검색식에 따른 유효특허 163
〈표 3.65〉 최종 추가 검색식에 따른 Raw Data 164
〈표 3.66〉 최종 추가 검색식에 따른 유효특허 164
〈표 4.1〉 한국건설기술연구원 연구비(주요사업/수탁고/기타) 현황('10~'19) 183
〈표 4.2〉 한국건설기술연구원 복합신소재 과제 연구비 현황('10~'19) 185
〈표 4.3〉 복합신소재 수탁과제 연구비 현황('10~'19) 186
〈표 4.4〉 복합신소재 수탁과제의 부처별 연구비 현황('10~'19) 187
〈표 4.5〉 한국건설기술연구원 복합신소재 과제의 강화재 유형별 연구비 현황('10~'19) 188
〈표 4.6〉 국토부 수탁 복합신소재 과제의 강화재 유형별 연구비 현황('10~'19) 189
〈표 4.7〉 산업부 수탁 복합신소재 과제의 강화재 유형별 연구비 현황('10~'19) 190
〈표 4.8〉 과기부 수탁 복합신소재 과제의 강화재 유형별 연구비 현황('10~'19) 191
[그림 2.1] 섬유강화 복합재의 분류 20
[그림 3.1] 9대 트렌드 34
[그림 3.2] 미래소재 개발 이니셔티브 구상 내용 55
[그림 3.3] 제2차 녹색건축물 기본계획 비전/목표/추진전략/정책과제 62
[그림 3.4] 제1차 국토교통과학기술연구개발종합계획 비전/목표/추전전략/실천과제 63
[그림 3.5] 국토교통 R&D 현황 및 대응방향 64
[그림 3.6] 정부 복합신소재 R&D투자 추이('10~'19) 68
[그림 3.7] 정부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 69
[그림 3.8] 정부 복합신소재 R&D투자액의 기술개발범위별 비중('10~'19) 69
[그림 3.9] 정부 복합신소재적용기술에 대한 R&D투자액의 적용대상(대)별 비중('10~'19) 70
[그림 3.10] 정부 복합신소재적용기술에 대한R&D투자의 적용대상(대)별 추이('10~'19) 71
[그림 3.11] 시설물 분야 복합신소재 R&D투자의 하위 시설물(중)별 투자액 비중 ①('10~'19) 72
[그림 3.12] 정부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(중)별 추이 ①('10~'19) 72
[그림 3.13] 정부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(중)별 추이 ①('10~'19) 73
[그림 3.14] 정부 복합신소재 R&D투자액의 적용시설물(중)별 비중 ②('10~'19) 74
[그림 3.15] 정부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(중)별 추이 ②('10~'19) 74
[그림 3.16] 정부 복합신소재 R&D투자액의 부처별 비중('10~'19) 75
[그림 3.17] 정부 복합신소재 R&D투자의 부처별 추이('10~'19) 75
[그림 3.18] 정부 복합신소재 R&D투자액의 강화재 종류별 비중('10~'19) 77
[그림 3.19] 정부 복합신소재 R&D투자의 강화재 종류별 추이('10~'19) 77
[그림 3.20] 국토부 복합신소재 R&D투자 추이('10~'19) 78
[그림 3.21] 국토부 복합신소재 R&D투자액의 기술개발범위별 추이('10~'19) 79
[그림 3.22] 국토부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 79
[그림 3.23] 국토부 복합신소재 R&D투자액 적용시설물(대)별 비중('10~'19) 80
[그림 3.24] 국토부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(대)별 추이('10~'19) 80
[그림 3.25] 국토부 복합신소재 R&D투자액의 적용시설물(중)별 비중('10~'19) 81
[그림 3.26] 국토부 복합신소재 R&D투자의 적용시설물(중)별 추이('10~'19) 82
[그림 3.27] 국토부 복합신소재 R&D투자액의 강화재 종류별 비중('10~'19) 83
[그림 3.28] 국토부 복합신소재 R&D투자의 강화재 종류별 추이('10~'19) 83
[그림 3.29] 과기부 복합신소재 R&D투자 추이('10~'19) 84
[그림 3.30] 과기부 복합신소재 R&D투자액의 기술개발범위별 비중('10~'19) 85
[그림 3.31] 과기부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 85
[그림 3.32] 과기부 복합신소재 R&D투자액의 강화재 종류별 비중('10~'19) 86
[그림 3.33] 과기부 복합신소재 R&D투자의 강화재 종류별 추이('10~'19) 86
[그림 3.34] 산업부 복합신소재 R&D투자 추이('10~'19) 87
[그림 3.35] 산업부 복합신소재 R&D투자액의 기술개발범위별 비중('10~'19) 88
[그림 3.36] 산업부 복합신소재 R&D투자의 기술개발범위별 추이('10~'19) 88
[그림 3.37] 산업부 복합신소재 R&D투자액의 강화재 중류별 비중('10~'19) 89
[그림 3.38] 산업부 복합신소재 R&D투자의 강화재 중류별 추이('10~'19) 89
[그림 3.39] 섬유강화 플라스틱 91
[그림 3.40] 탄소섬유 시트/아라미드 섬유 시트 93
[그림 3.41] 탄소섬유 sheet 94
[그림 3.42] CRFP plate/탄소섬유 Strand sheet 95
[그림 3.43] 신소재를 활용한 슬림/장수명 교량 기술 범위 96
[그림 3.44] 초고성능 콘크리트의 구성 재료 예 97
[그림 3.45] 국내 콘크리트 강도의 발전 97
[그림 3.46] 세계최초 UHPC 사장교(춘천대교) 97
[그림 3.47] FRP rebar 시장규모 전망 및 GFRP 보강근 제품 100
[그림 3.48] 주요 국외 개발 FRP 제품 102
[그림 3.49] 연도별 터널분야 건설신기술 지정 현황 104
[그림 3.50] 터널 분야 건설신기술 지정 비율 104
[그림 3.51] 터널 보강용 FRP 부착(미국, AEGION사) 105
[그림 3.52] FRP 적용 사례(유럽) 106
[그림 3.53] FRP 라이닝 사례 107
[그림 3.54] 기존 방수시트와 멤브레인 비교 107
[그림 3.55] 복합신소재를 활용한 터널 방수 사례 108
[그림 3.56] 복합신소재 파일 109
[그림 3.57] FRP 비탈면 보강 112
[그림 3.58] 연약지반 개량용 수평배수재와 수직배수재 113
[그림 3.59] 복합소재를 활용한 줄눈 보강재 개선 115
[그림 3.60] 상변화물질을 이용한 친환경 제설시스템 개요도 116
[그림 3.61] 일본 후쿠이시 교량의 PCM 제설시스템 구성 및 시공전경 116
[그림 3.62] 탄소메쉬 발열 콘크리트 포장 시험시공 117
[그림 3.63] 하이브리드 폴리머계 보수재를 적용한 포장 사례 118
[그림 3.64] 하이브리드 보수재를 적용 조인트 118
[그림 3.65] 자가센싱 포장 제작을 위한 Carbon Nano Tube 119
[그림 3.66] 자가센싱 CNT concrete 포장 시공 사례 120
[그림 3.67] 교면포장 기술 종류 및 특성 비교 122
[그림 3.68] 아스팔트 포장의 표면강화공법 원리 122
[그림 3.69] 네덜란드 플라스틱 도로 프로젝트 123
[그림 3.70] 소수성 폴리머 개질 콘크리트 교면포장의 메커니즘 124
[그림 3.71] 소수성 에멀젼 개질 속경형 콘크리트 포장 공법 124
[그림 3.72] 재료연구소의 비전 129
[그림 3.73] 재료연구소의 미션 및 기능 130
[그림 3.74] 재료연구소 경영목표(2018~2021) 131
[그림 3.75] 재료연구소의 조직 구성 131
[그림 3.76] 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 설립목적 138
[그림 3.77] 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소 비전 및 추진전략 139
[그림 3.78] 한국과학기술연구원 복합소재기술연구소의 조직 구성 139
[그림 3.79] 기능성 복합소재 연구센터의 미션 및 주요 연구분야 140
[그림 3.80] 구조용 복합소재 연구센터 주요임무 및 연구흐름도 141
[그림 3.81] 구조용 복합소재 연구센터 주요임무 요약도 141
[그림 3.82] 한국건설생활환경시험 연구원 비전 143
[그림 3.83] 한국건설생활환경시험연구원 조직 구성 144
[그림 3.84] 한국탄소융합기술원의 미션/비전/핵심가치 148
[그림 3.85] 한국탄소융합기술원의 조직구성 149
[그림 3.86] 전체 특허 연도별 출원 동향 165
[그림 3.87] 주요 출원국 특허출원 현황 166
[그림 3.88] 한국 특허출원현황 167
[그림 3.89] 미국 특허출원현황 167
[그림 3.90] 일본 특허출원현황 167
[그림 3.91] 유럽 특허출원현황 167
[그림 3.92] 기술분류별 특허출원 비율 168
[그림 3.93] 철근 특허출원현황 169
[그림 3.94] 긴장재 특허출원현황 169
[그림 3.95] 케이블 특허출원현황 169
[그림 3.96] 그리드 특허출원현황 169
[그림 3.97] 특허기술 성장단계별 의미 170
[그림 3.98] 전체 특허기술 성장단계 171
[그림 3.99] 한국 특허기술 성장단계 172
[그림 3.100] 미국 특허기술 성장단계 172
[그림 3.101] 일본 특허기술 성장단계 172
[그림 3.102] 유럽 특허기술 성장단계 172
[그림 3.103] 철근 특허기술 성장단계 173
[그림 3.104] 긴장재 특허기술 성장단계 173
[그림 3.105] 케이블 특허기술 성장단계 173
[그림 3.106] 그리드 특허기술 성장단계 173
[그림 3.107] 전체 특허 다출원 출원인 TOP15 174
[그림 3.108] 기술 분류별 다출원인 TOP15 현황 175
[그림 4.1] KICT 조직 구성 179
[그림 4.2] 최근 대표 성과('15~'18.7) 182
[그림 4.3] 한국건설기술연구원 연구비(주요사업/수탁고/기타) 추이('10~'19) 183
[그림 4.4] 한국건설기술연구원 복합신소재과제 연구비 및 전체 연구비 대비 비중('10~'19) 184
[그림 4.5] 주요사업/수탁과제 중, 복합신소재 과제 연구비 및 비중('10~'19) 184
[그림 4.6] 수탁과제 발주처 유형별 복합신소재과제 연구비 및 전체 연구비 대비 비중('10~'19) 186
[그림 4.7] 복합신소재과제 연구비의 발주부처별 비중('10~'19) 186
[그림 4.8] 한국건설기술연구원 복합신소재과제 연구비의 강화재 유형별 비중 및 추이('10~'19) 187
[그림 4.9] 국토부 수탁 복합신소재과제 연구비 추이('10~'19) 188
[그림 4.10] 국토부 수탁 복합신소재과제 연구비의 강화재 유형별 비중 및 추이('10~'19) 189
[그림 4.11] 산업부 수탁 복합신소재과제 연구비 추이('10~'19) 189
[그림 4.12] 산업부 수탁 복합신소재과제 연구비의 강화재 유형별 비중 및 추이('10~'19) 190
[그림 4.13] 과기부 수탁 복합신소재과제 연구비 추이('10~'19) 191
[그림 4.14] 과기부 수탁 복합신소재과제 연구비의 강화재 유형별 비중 및 추이('10~'19) 191
[그림 5.1] 기술개발 전략 194