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[표지]
요약문
Summary
목차
제1장 서론 15
1. 연구의 필요성 15
1.1. 사회현안에 대한 능동적 대응 15
1.2. 미래사회 대비 핵심기술 개발 22
1.3. 기술동향 분석 25
2. 연구의 목표 27
2.1. 최종 목표 27
2.2. 대표성과 및 성과물 27
2.3. 연차별 목표와 연구 내용 29
3. 연구추진전략 및 체계 30
3.1. 연구추진 방향 30
3.2. 연구 추진 체계 및 전략 31
3.3. 연구개발 Roadmap 33
4. 활용 방안 및 기대효과 36
4.1. 상황별 맞춤형 시스템 선정 Process 정립 36
4.2. 가치창조형 맞춤형 도로시스템 활용 대상 42
4.3. 기대 효과 43
제2장 순환구조형 카펫+슬래브 모듈러 도로시스템 개발 46
1. 카펫+슬래브 기본 개념 설계 46
1.1. Conceptual Slab Dimension 결정 46
1.2. 역학적 특성기준 및 평가방법 제시 49
2. 역학적 해석 접근방법 정립 54
2.1. 혼합물 Phase별 구현 개념 및 방법 정립 54
2.2. FEM을 이용한 Multi-Scale 모형 58
2.3. DEM-CFD를 이용한 Multi-Phase 모형 60
3. 재료물성 정량화 73
3.1. 카펫재료에 대한 재료물성 검토 및 평가 73
3.2. 슬래브 재료에 대한 재료물성 검토 및 평가 80
제3장 혁신적 스마트 조인트 모듈러 도로시스템 개발 95
1. 조인트 시스템 기본 개념 설계 95
1.1. 조인트 시스템의 기능적/역학적 특성 95
1.2. 조인트 시스템 기본 개념 정의 98
1.3. 조인트 시스템의 성능평가 방법과 적용기준 100
2. 거동분석과 적용 재료 검토 104
2.1. FEM 기반 조인트 시스템 해석적 거동 분석 104
2.2. 적용재료 검토 110
3. 수직조인트 시작품 제작 및 적용성 평가 114
3.1. 수직조인트 시작품 제작 114
3.2. 수직조인트 시제품 적용성 평가 - 시공성능 115
제4장 맞춤형 지지 모듈러 시스템 개발 121
1. 지지 모듈러 기본 개념설계 121
1.1. 지지 모듈러 기본 개념 정의 121
1.2. 지지 모듈러 시스템 역학적 모형 정립 126
2. 경제성 평가 133
2.1. 기존 포장 하부 구조 경제성 분석 133
2.2. 지지 모듈러 경제성 분석 136
제5장 결론 및 향후 연구계획 141
1. 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템 개발 141
1.1. 카펫+슬래브 시스템 기본 개념 설계 141
1.2. 역학적 해석 접근방법 정립 141
1.3. 재료물성 정량화 142
2. 혁신적 스마트 조인트 모듈러 도로시스템 개발 143
3. 맞춤형 지지 모듈러 시스템 개발 144
참고문헌 146
서지자료 151
Bibliographic Data 152
판권기 153
표 1.1. 골재자원 조사량과 채취 후 잔량 및 구성비 18
표 1.2. 유럽연합 도로기술 개선방향 22
표 1.3. 일본 도로관련 기술 개선 핵심 개발기술 23
표 1.4. 미국 SHRP 2 도로기술 개선 핵심 개발기술 24
표 1.5. 연차별 연구 목표 및 연구내용 29
표 1.6. 정부의 연구개발 방향과 부합도 31
표 1.7. 연차별 연구개발 계획(1차년도) 34
표 1.8. 연차별 연구개발 계획(2차년도) 34
표 1.9. 연차별 연구개발 계획(3차년도) 35
표 1.10. 연차별 연구개발 계획(4차년도) 35
표 1.11. 연차별 연구개발 계획(5차년도) 36
표 1.12. 모듈러 도로시스템의 적용 대상지 37
표 2.1. 7종, 12종 대표차량 및 제원 46
표 2.2. 프리캐스트 슬래브의 적정크기 48
표 2.3. 카펫(C)의 역학적 특성 평가 방법 51
표 2.4. SHRP의 HPC 성능기준 52
표 2.5. 공용등급별 HPC의 성능기준 52
표 2.6. SCC의 강도·내구성능기준(안) 53
표 2.7. 슬래브(S)의 역학적 특성 평가 방법 54
표 2.8. Material Property used in DEM Analysis 65
표 2.9. Aggregate Slump Test Result 70
표 2.10. Aggregate Slump Test Result 72
표 2.11. 골재 크기별 비중과 흡수율 82
표 2.12. 분체의 화학성분 분석결과 85
표 2.13. 페이스트의 레올로지 평가 결과 89
표 2.14. 콘크리트 배합비 92
표 3.1. 조인트 시스템의 기능적 특성 97
표 3.2. 수직조인트의 성능평가 항목 101
표 3.3. 횡방향 수평조인트의 성능평가 항목 101
표 3.4. 종방향 수평조인트의 성능평가 항목 101
표 3.5. 수직조인트의 성능평가 기준 103
표 3.6. 횡방향 수평조인트의 성능평가 기준 103
표 3.7. 종방향 수평조인트의 성능평가 기준 104
표 3.8. 슬래브 단부의 상단 변위 변위의 합 - 롤러 105
표 3.9. 슬래브 단부의 상단 변위 변위의 합 - 힌지 106
표 3.10. Case ID 107
표 3.11. 하중조합 시 변위에 대한 유한요소해석 결과값 109
표 3.12. 하중조합 시 내력에 대한 유한요소해석 결과값 109
표 4.1. 연약지반 판단 기준 124
표 4.2. 슬래브 모듈의 자중 및 교통하중 125
표 4.3. cross beam 모듈의 지지력 산정결과 128
표 4.4. cross beam 모듈의 침하량 산정결과 128
표 4.5. 수정 cross beam 모듈의 지지력 산정결과 129
표 4.6. 수정 cross beam 모듈의 지지력 산정결과 130
표 4.7. cross beam-micro pile 모듈의 지지력 산정결과 131
표 4.8. cross beam-micro pile 모듈의 침하량 산정결과 131
표 4.9. cross beam-micro pile 모듈(직경0.4 m, 길이5.0 m)의 지지력 산정결과 131
표 4.10. 강소말뚝 ductile iron pile의 지지력 및 개수 133
표 4.11. 북부지역(서울 북부)의 동결심도 분석 결과 134
표 4.12. 중부지역(서울이남∼대전)의 동결심도 분석 결과 134
표 4.13. 남부지역(대전이남)의 동결심도 분석 결과 134
표 4.14. 시멘트 콘크리트포장 ㎡ 당 공사비 134
표 4.15. 아스팔트 콘크리트포장 ㎡ 당 공사비 135
표 4.16. 아스팔트 및 콘크리트 포장 하부구조 슬래브당 공사비 136
표 4.17. 기존 포장 하부구조 및 수정 cross beam 슬래브당 공사비 137
표 4.18. 기존 포장 하부구조 및 cross beam-micro pile 슬래브당 공사비 138
그림 1.1. 신설 도로건설 성장 추세 둔화 15
그림 1.2. 도로 유지관리비의 지속적 증가 16
그림 1.3. 도로 설계에 대한 발상의 전환 17
그림 1.4. 대표적인 조기파손형상 19
그림 1.5. 우리나라 교통혼잡비용 증가 19
그림 1.6. 포장 형식별 소음 측정치 20
그림 1.7. 한국도로공사 포장형식 선정 평가표 21
그림 1.8. 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템의 필요성 21
그림 1.9. 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템의 핵심가치 도출 25
그림 1.10. 도로 기술의 시장별 기술 성장단계 파악 26
그림 1.11. 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템 개념도 27
그림 1.12. 지속가능한 장수명 모듈러 도로시스템 핵심 기술 28
그림 1.13. 미래형 맞춤 모듈(module) 정의 29
그림 1.14. 수명주기와 기술수준 분석결과 31
그림 1.15. 연구추진 체계도[원문불량;p.18] 32
그림 1.16. 연구추진 전략 32
그림 1.17. 총괄 연구 Roadmap 33
그림 1.18. 의사결정 흐름도 37
그림 1.19. 1차 의사결정 39
그림 1.20. 2차 의사결정 39
그림 1.21. 생애주기비용 개념도 40
그림 1.22. LCCA Process 40
그림 1.23. 신설 시 Application Decision Tree 41
그림 1.24. 도로포장공사의 패러다임 전환 43
그림 1.25. 기술성, 시장성, 공공성 부분의 파급효과 분석 44
그림 1.26. 경제적 기대효과 분석 45
그림 1.27. 뉴욕주의 교차로 급속시공 예 45
그림 2.1. Multi-Scale 해석의 흐름도 55
그림 2.2. DEM을 이용한 골재파쇄 모사 56
그림 2.3. DEM-CFD Coupling을 통한 동역학-열역학 해석 예 57
그림 2.4. Multi-Scale/Phase 해석의 개념도 57
그림 2.5. Multi-Scale and -Phase 모형에서 필요한 실험 및 재료와의 관계 58
그림 2.6. Multi-Scale 모형 기법 59
그림 2.7. 동적 요소망 생성 방법 59
그림 2.8. Multi-Scale 모형과 일반 FEM 모형과의 비교 60
그림 2.9. Particle Simulation Methods 62
그림 2.10. Particle Dimension Definition 63
그림 2.11. Image of Randomly Selected Aggregate 64
그림 2.12. Typical Simulation Loop in YADE 65
그림 2.13. Simulation of Aggregate Free-Falling in YADE 66
그림 2.14. Length, Breadth, and Thickness of Selected Aggregate 66
그림 2.15. Elongation ratio vs. Flatness ratio 67
그림 2.16. Weight of Selected Aggregate 67
그림 2.17. Volume based on Shape vs. on Weight 68
그림 2.18. Volume of Bounding Rectangular / 3 vs. Volume based on Weight 68
그림 2.19. Surface Area vs. Volume for Cement Grains 69
그림 2.20. Distribution of Diameter of Equivalent Sphere 70
그림 2.21. Dimension of Aggregate Slump 71
그림 2.22. Slump Cone Filled with Sphere Particles 71
그림 2.23. Dimension of DEM Aggregate Slump 72
그림 2.24. 유리섬유 파분 74
그림 2.25. 실내 실험으로 제작된 카펫 아스팔트 혼합물 시편 78
그림 2.26. 골재 크기별 실적률 비교[원문불량;p.69] 83
그림 2.27. Adjustment factor 변화에 따른 합성골재의 실적률 비교[원문불량;p.70] 84
그림 2.28. 1종 포틀랜드 시멘트의 입자크기분포 86
그림 2.29. 플라이애시(F급)의 입자크기분포 86
그림 2.30. 3종 고로슬래그의 입자크기분포 86
그림 2.31. 실리카흄의 입자크기분포 86
그림 2.32. Brookfield viscometer(좌)와 DSR(우) 실험 전경 87
그림 2.33. Brookfield Viscometer 실험결과 89
그림 2.34. DSR 실험결과 90
그림 2.35. 플로우와 V-funnel 실험결과 90
그림 2.36. 레오미터 결과값 비교 90
그림 2.37. 항복응력과 플로우 비교 91
그림 2.38. SCC 물성평가 항목 92
그림 2.39. 슬럼프 플로우, T500시간 실험결과(이미지참조) 93
그림 2.40. V-funnel 실험결과 93
그림 2.41. IBB 레오미터 실험결과 94
그림 3.1. 모듈러 도로 시스템의 개념도 95
그림 3.2. 조인트 시스템의 구성 96
그림 3.3. 수직조인트의 개념도 98
그림 3.4. 횡방향 수평조인트의 개념도 99
그림 3.5. 종방향 수평조인트의 개념도 100
그림 3.6. 모르타르 타설 전경 102
그림 3.7. 탈형 후 채움 상태 102
그림 3.8. 슬래브 단부 변형의 개요 105
그림 3.9. 조인트 유한요소 해석의 변수(Parameters) 106
그림 3.10. 온도상승 하중에 의한 변위형상 107
그림 3.11. 온도하중에 의한 슬래브 변위[원문불량;p.94] 108
그림 3.12. 슬래브 모듈 단부의 제원[원문불량;p.94] 108
그림 3.13. 수평 및 수직 조인트의 적용 그라우트 111
그림 3.14. 폴리우레탄의 인장응력-변형률 곡선 112
그림 3.15. 모래비율에 따른 탄성계수 및 극한변형률 변화 113
그림 3.16. 매립너트 및 높이조절장치 2차 시작품 114
그림 3.17. 유압잭 시작품 114
그림 3.18. 슬래브 모듈 및 하부구조 시험체의 제원 115
그림 3.19. 슬래브 제작 및 수직조인트 홀 거푸집 설치 116
그림 3.20. 높이조절 장치 삽입 116
그림 3.21. 슬래브 높이 조절 117
그림 3.22. 받침부 채움재 주입 및 양생 118
그림 3.23. 높이조절볼트 분리 118
그림 3.24. 앵커 홀 천공 및 앵커볼트 삽입 119
그림 3.25. 앵커볼트 체결 120
그림 3.26. 수직조인트 체결 능력 시험 120
그림 3.27. 수직조인트 시공 완료 120
그림 4.1. 맞춤형 지지 모듈러 정의 121
그림 4.2. 맞춤형 지지 모듈러 기본개념 122
그림 4.3. 맞춤형 지지 모듈러 정의 123
그림 4.4. 지지 모듈러 역학적 설계 개념 124
그림 4.5. DB 하중 125
그림 4.6. DB 및 DL하중 125
그림 4.7. 슬래브 모듈의 제원[원문불량;p.111] 125
그림 4.8. 지지모듈의 종류[원문불량;p.112] 126
그림 4.9. cross beam 모듈의 제원[원문불량;p.113] 127
그림 4.10. 수정 cross beam 모듈의 제원[원문불량;p.115] 129
그림 4.11. cross beam-micro pile 모듈의 제원[원문불량;p.116] 130
그림 4.12. 강소말뚝(ductile iron pile)[원문불량;p.118] 132
그림 4.13. 강소말뚝 ductile iron pile을 활용한 지지모듈 단면도[원문불량;p.118] 132
그림 4.14. 수정 cross beam 모듈단면도[원문불량;p.122] 136
그림 4.15. 기존 포장하부구조와 수정 cross beam 모듈 공사비 비교 137
그림 4.16. cross beam-micro pile 모듈단면도[원문불량;p.124] 138
그림 4.17. 기존 포장하부구조와 cross beam-micro pile 모듈 공사비 비교 140
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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