R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121SCIP-B146946-04 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 노후 도로시설(교량, 터널, 사면, 옹벽)의 내진성능관리 의사결정지원 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-13 ~ 2021-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 신수봉 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
17명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 2,093,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 2,093,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 9,565,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 9,565,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 인하대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
* 본 과제는 교량, 터널, 옹벽 및 사면과 같은 노후 도로시설물을 대상으로 지진에 대한 안전성을 확보하여 국민의 생활안전을 보장한다는 비전 아래, 대표 도로시설물의 노후도 및 보수보강 효과를 반영하여 표준화된 지진취약도 함수를 개발하고자 함. 또한 대표 도로시설물별 표준화된 지진취약도 함수를 바탕으로 사회？경제적 복원력과 내진성능평가를 통해 효과적으로 도로망의 내진성능을 관리하기 위한 내진성능관리 의사결정기술 시스템을 개발하고자 하며, 이를 Test Bed 지역에 성공적으로 적용 및 검증하는 것을 연구목표로 함 * 따라서 다음과 같이 2개의 분야로 구분하고, 각 분야별 세부 목표를 설정하여 연구를 진행하고자 함 - 도로시설의 노후도를 고려한 물리적 지진취약도 평가기술 개발 (목표1) 도로의 중요도에 따른 내진성능수준 및 부재 손상수준 결정 기술 개발 (목표2) 노후 도로시설의 노후도 및 보수보강 효과를 반영한 지진취약도 기술 개발 (목표3) 도로시설물 대표재료의 노후화 특성 모델 개발 (목표4) 내진보수보강 공법 및 향상효과 D/B 라이브러리 구축 - 도로망의 지진복원력 평가를 통한 노후 도로시설의 내진성능관리 의사결정지원 기술 개발 및 시범적용 (목표1) 노후 도로시설 내진성능관리 의사결정지원 시스템 Test Bed 실증 (목표2) 노후 도로망의 확률론적 내진성능평가 및 보수보강 의사결정지원 기술 개발 (목표3) 도로시설 노후도를 고려한 도로망 내진성능 저하 및 회복 평가 기술 (목표4) 노후 도로시설 및 도로망의 사회？？경제적 복원력 유형 분석 및 평가 기술 [최종목표] * 본 연구개발의 최종 목표는 ‘노후 도로시설(교량, 터널, 사면, 옹벽)의 내진성능관리를 위한 의사결정지원 기술 개발’임 * 1세부과제는 노후 도로망에 포함된 교량, 터널, 옹벽, 사면과 같은 도로시설물의 지진취약도 분석을 바탕으로 수행되는 내진성능 및 사회적·경제적 복원력 평가를 통해 지진에 대한 구조물의 성능관리 체계를 수립하고자 하며, 이를 위하여 노후 도로시설의 노후도와 내진보수보강 효과를 고려한 물리적 지진취약도 함수를 개발하고, 이에 대한 D/B 및 관련 기초자료들의 라이브러리를 구축하는 것임. * 1세부는 아래와 같이 총 6개의 구성기술로 세분화하여 세세부과제 연구를 수행하고자함 - 주관연구기관(인하대학교) 1-1. 노후 교량의 지진취약도 구축 및 기초의 내진성능평가 기술 개발 - 위탁연구기관(토론토대학교) 1-1(위탁). SSI 및 액상화를 고려한 교량 기초의 내진성능 분석 기술 개발 - 공동연구기관(국민대학교) 1-2. 노후 교각의 내진성능평가 기술 개발 - 공동연구기관(울산대학교) 1-3. 노후 교량받침부의 내진성능평가 기술 개발 - 공동연구기관(한양대학교) 1-4. 터널, 사면, 옹벽의 노후도를 고려한 지진취약도 평가 기술 개발 - 공동연구기관(경상대학교) 1-5. 도로시설물 대표재료의 노후화 및 보강 특성 모델 개발 - 공동연구기관(한밭대학교) 1-6. 도로 시설물의 내진보수보강 공법 라이브러리 구축 * 2세부과제 목표는 도로망의 지진복원력 평가를 통해 노후 도로시설의 내진성능관리 의사결정지원 기술을 개발하고, 선정된 Test-Bed 지역의 지반특성을 반영하여 실제 도로망에 개발 기술을 실증함으로써 의사결정시스템의 신뢰도를 제고하는 것임. * 2세부는 총 4개의 구성기술로 세분화하여 세세부과제를 수행하고자함. - 협동연구기관(한국시설안전공단) 2-1. 노후 도로시설 내진성능관리 의사결정지원 시스템 Test Bed 실증 - 위탁연구기관(인천대학교) 2-1(위탁). 확률기반 내진성능 보강기술 개발 - 공동연구기관(서울대학교) 2-2. 노후 도로망의 확률론적 내진성능평가 및 보수보강 의사결정지원 기술 개발 - 공동연구기관(울산과학기술원) 2-3. 도로시설 노후도를 고려한 도로망 내진성능 저하 및 회복 평가 기술 - 공동연구기관(연세대학교) 2-4. 노후 도로시설 및 도로망의 사회？경제적 복원력 유형 분석 및 평가 기술 [연구내용 및 범위] (도로의 중요도에 따른 내진성능수준 및 부재 손상수준 결정 기술 개발) * 도로의 중요도(등급)에 따른 도로시설의 내진성능수준 결정 기술 및 부재 손상수준 결정 기술 개발 - 도로의 내진 등급에 따른 내진성능수준 결정 기술 - 도로시설물의 내진성능수준에 따른 부재 손상수준 결정 기술 - 도로망과 도로시설물의 내진성능수준 연계 기술 (노후 도로시설의 노후도 및 보수보강 효과를 반영한 지진취약도 함수 개발) * 대표 교량의 분류 * 대표 터널, 사면, 옹벽의 분류 * 대표 교량의 지진취약도 함수 구축 * 대표 터널, 사면, 옹벽의 지진취약도 함수 구축 * 도로시설물 대표요소에 대한 요구내진성능수준별 지진거동특성 정량화 기술 개발 * 도로시설물 대표재료 및 대표요소의 실험 검증과 문헌자료 분석을 통한 노후거동특성 모델 개발 * 내진보수보강 공법별 내진성능향상 효과 정량화 기술 개발 (도로시설물 대표재료의 노후화 특성 모델 개발) * 도로시설물(교량, 터널)의 대표 재료에 대한 노후화 관련 기존 선행 연구자료 조사 및 분석 * 콘크리트의 노후화 특성 검증 * 철근 부식에 대한 특성 도출 * 노후화된 콘크리트의 보강거동 특성 분석 * 내진 보강된 철근콘크리트의 철근 부식 특성 분석 * 도로시설물 대표 재료의 노후화 특성 모델 제안 * 콘크리트 시설물 노후화 평가 매뉴얼 제안 (내진보수보강 공법 및 향상효과 D/B 라이브러리 구축) * 주요 구성요소 노후화/손상모드별 보수보강 공법의 정립 * 구성요소별/손상모드별 보수보강기법의 내진성능 향상효과 D/B구축 * 교각의 보수보강에 따른 내진성능향상효과를 반영한 라이브러리 구축 * 내진보수보강된 노후교각의 내진성능 수치해석 * 내진성능 보수보강 공법의 기본매뉴얼 개발 (노후 도로시설 내진성능관리 의사결정지원 시스템 Test Bed 실증) * 실증을 통한 의사결정지원 기술 평가 사례조사 및 도로시설물 내진성능관리 의사결정지원 운영기법 분석 * 결정론과 확률론적 방법에 따른 의사결정 기법검토 및 의사결정지원 기술매뉴얼 작성 * 국내외 도로시설물 내진성능관리 체계 및 제도 등을 검토하고 노후도로시설물 내진성능관리 의사결정제도(안)을 수립하여 실증 및 의사결정지원 시스템과 연계방안 도출 * 내진성능의사결정 대상 도로망 선정 및 추진전략 수립하고 실제도로망의 지반특성을 반영한 Test Bed 시행 * Test Bed 결과를 바탕으로 의사결정 시스템, 의사결정제도 및 매뉴얼 검증 및 개선 (노후 도로망의 확률론적 내진성능평가 및 보수보강 의사결정지원 기술 개발) * 발생 지진에 따른 도로망 네트워크 시스템의 요구 지진강도(Seismic demand)인 지진동 강도(Seismic intensity)의 공간적 분포와 상관관계를 확률적으로 예측 * 도로망 시스템을 이루는 시설물들의 영향인자인 노후화 변인, 노후화 진행 속도 등을 고려하여 시설물의 지진동 수용력(Seismic capacity) 추정 * 영향인자를 고려하여 도출된 요구 지진강도와 지진동 수용력, 사회？경제적 영향 등을 기반으로 확률론적 내진성능평가를 수행하기 위한 샘플링 알고리즘 개발 * 지진발생전 도로망 시스템의 체계적인 내진성능관리를 위해 의사결정 지원 방법론 개발 * 개발될 내진성능평가 기술과 의사결정지원 방법론을 테스트베드에 적용하고 소프트웨어 개발을 위한 기술 지원 (도로시설 노후도를 고려한 도로망 내진성능 저하 및 회복 평가 기술) * 도로망의 내진성능 평가를 위한 지수 개발 * 시스템신뢰성 해석 기반 도로망 성능 저하 평가 기법 개발 * 노후 도로시설 및 도로망 성능 회복 모델링 및 평가 기법 개발 * 노후 도로망 내진성능 저하 및 회복 평가 기법의 의사결정시스템 적용 (노후 도로시설 및 도로망의 사회？경제적 복원력 유형 분석 및 평가 기술) * 지진 발생에 따른 도로시설의 사회？경제적 직간접 손실 영향 범위 분석 및 사회？경제적 취약도 분석 * 지진재해의 사회？경제적 직간접 손실 분석모형 개발 및 복원력 유형 분석 * 지진 발생에 따른 도로시설 및 도로망의 사회？경제적 복원력 평가기술 개발 * 테스트베드에 대한 복원력 평가기술 적용 및 복원력 향상방안 도출 |
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| 색인어 | 한글 | 노후 도로시설 | 지진취약도 | 지진복원력 | 내진성능관리 | 의사결정지원기술 |
| 영문 | Aged Road Facilities | Seismic Fragility | Seismic Resilience | Seismic Performance Management | Decision Supporting Technology | |
| 최종보고서 | 2. 최종보고서_(연구단 총괄)_수정.pdf | |||||