R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C132363-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 포장 공극, 폐색 입자 고려 투수성 포장 시스템의 침투 지속성 실험적 평가 기법 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-06-30 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 안재훈 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 76,000,000 원 계 : 296,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 126,000,000 원 계 : 496,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 부산대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
기후변화 및 도심 불투수 면적의 증가는 도심홍수 발생 빈도수를 증가시키고 있으며, 그 피해 규모도 더욱 증가하는 추세에 있음. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 최근 GI(Green Infrastructure) 및 LID(Low Impact Development) 등 자연 친화적인 방법들이 적극 검토되고 있음. 이를 극복하기 위한 노력의 일환으로 LID 기법 중 하나인 투수성 포장이 도심 홍수 및 교통사고 저감을 위한 대안으로 모색되고 있으나 실제 적용에 대한 국내의 연구사례는 많지 않음. 특히, 투수성 포장은 시간의 경과에 따라 투수율이 낮아지는 바, 실제 적용을 위해서는 골재 입도, 바인더 및 폐색 등의 상호 관계에 대한 연구가 중요하나, 이에 대한 연구는 미비함. 상기 언급한 배경 및 이유로 인해, 포장 공극과 폐색 입자의 특성을 고려한 투수성 포장 시스템의 개발의 중요성은 매우 높으며 이를 현실화하기 위해서는, 폐색 현상을 고려한 침투 성능 평가와 검증 방안의 표준화 및 시뮬레이션 기법 개발, 그리고 이를 바탕으로 한 새로운 제품이 개발이 필수적임. [최종목표] * 포장 공극, 폐색 입자 고려 투수성 포장 시스템의 침투 지속성 실험적 평가 기법 개발 (공극 폐색을 고려한 투수성 포장 시스템 투수 지속성 평가 기법 시험 매뉴얼작성, 특허출원, 학술논문, 투수성 포장 표면 침투성 측정 대단면 침투계 시험 매뉴얼작성, 특허출원, 학술논문) * 포장 공극, 폐색 입자 고려 투수성 포장 시스템의 침투 지속성 시뮬레이션 기법 개발 (이미지 기반 공극 폐색 해석 기법 학술논문, 소프트웨어, 물리적 모델 기반, 가상 시료 기반 공극 폐색 해석 기법 해석 매뉴얼, 특허출원, 학술논문) * 공극 폐색이 적고 구조적 안정성이 높은 친환경 투수성 포장재의 개발 (침투 지속성이 높은 친환경 투수성 포장재 시제품 개발) * 공극 폐색이 적고 구조적 안정성이 높은 투수성 콘크리트의 개발 (침투 지속성이 높은 투수성 콘크리트 시제품 개발) [연구내용 및 범위] ○ 연구 내용 * 투수성 포장은 시간이 흐름에 따라 공극 폐색에 의한 침투성능이 저하됨. 따라서 침투성능을 검증하고 지속시키고 유지 관리 시키는 것이 앞으로 투수성 포장 시스템 기술 발전 과정에서 해결해야할 사항임. * 일반적으로 투수성 포장 재료는 투수성을 확보하기 위해 일반 포장체에 비해 많은 공극률을 가지고 있어, 내구성에 대한 의문점이 제기됨. 따라서 본 연구에서 구조적 안정성이 높은 포장재료를 개발하는데 중점을 두고 있음. * 현재 투수성 포장시스템의 침투 지속성 평가 기법이 부족한 실정이기 때문에 공극 폐색을 고려한 투수성 포장 시스템 성능 검증 및 표준을 정립하는데 목적이 있음. * 포장의 마모, 골재 탈리, 기타 시설물 변형에 따른 장애요인 해소를 위해 골재탈리 저항성, 수분민감성, 동결 * 융해 저항성 등의 실내 공용성 평가를 통해 포장 재료의 개발 및 성능 평가 수행. * 본 연구과제에서 요구되는 포장 재료의 가장 대표적인 성능은 투수성능이라고 할 수 있으며, 이는 골재의 종류와 혼합입도에 따른 공극률에 의해 좌우됨. 본 연구를 통해 개발되는 투수성 포장 재료는 우선적으로 물순환 고도화 기술에 적합한 투수성의 확보에 초점을 맞춰 골재의 입도, 입경에 따른 공극 형성과 투수성의 상관관계 분석을 통해 개선함. ○ 연구 범위 * 포장 공극, 폐색 입자 고려 투수성 포장 시스템의 침투 지속성 실험적 평가 기법 개발 (본 연구에서는 포장 공극 구조 및 폐색 입자 특성을 고려한 투수성 포장 시스템의 성능 평가를 실험실 환경에서 Bench scale 규모의 모형을 바탕으로 검증할 계획임 - 포장 공극과 폐색 입자를 고려한 공극 폐색 역학적 기재 규명 - 실내 요소재료 실험을 통한 투수성 포장재의 투수계수 지속성 평가 기법 표준화 - 강우모사 및 침투능 실험을 통한 투수성 포장 시스템의 침투 지속성 평가 기법 표준화 * 포장 공극, 폐색 입자 고려 투수성 포장 시스템의 침투 지속성 시뮬레이션 기법 개발 (본 연구에서는 포장 공극 구조 및 폐색 입자 특성을 고려한 개별 모듈로의 투수성 포장 시스템의 폐색을 시뮬레이션 및 예측하는 소프트웨어를 개발할 계획임) - 물리적 모형 기반 침투 지속성 시뮬레이션 기법 개발 - 이미지 분석 기반 침투 지속성 시뮬레이션 기법 개발 - 가상 시료모델 기반 침투 지속성 시뮬레이션 기법 개발 * 공극 폐색이 적고 구조적으로 안정한 투수성 포장재 개발 (공극 폐색 및 구조적 안정성을 고려한 신제품을 개념 증명 또는 타당성 확인을 위해 테스트용 샘플을 시험 제작하여 성능을 검증할 계획임) - 공극 폐색을 고려한 투수성 포장재 설계기법 개발 - 공극 폐색을 고려한 투수성 콘크리트, 친환경 포장재 제품 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 투수성 포장 | 침투 성능 | 공극 폐색 | 성능 평가 | 예측 모형 |
| 영문 | Permeable Pavement | Infiltration Performance | Pore Clogging | Performance Evaluation | Prediction Model | |
| 최종보고서 | 최종보고서_부산대.pdf | |||||