R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201311기술혁신F01 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 상수도관 동파방지를 위한 설계 및 시공 기준 개선안 수립연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2011-07-20 ~ 2014-05-19 | |||||
| 연구책임자 | 신은철 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
22명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 268,000,000 원 기업 : 129,000,000 원 계 : 397,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 470,000,000 원 기업 : 216,000,000 원 계 : 686,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 인천대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | . | |||||
| ISBN | . | |||||
| 주요 내용 |
우리나라는 겨울철 시베리아기단의 영향으로 한랭한 북서풍이 불기 때문에 지역별 기온차가 매우 크며, 봄철에는 그 영향이 약해져 기온이 상승 한다. 계절동토지역의 기후 조건 특성으로 국내 상수도분야에서는 동결융해(freezing and thawing)로 인한 피해를 줄이기 위하여 상수도 등 매설관을 설계시 노상의 동결 방지를 위하여 동결깊이 이하로 관을 매설하고 있다. 그러나, 해마다 겨울철이면 상수도관의 동파사고가 발생하고 있으며, 특히, 최근 지구온난화에 따른 이상기후로 인하여 시베리아 북부지역을 감싸고 있는 제트기류가 감소하여 오히려 겨울철 한파의 강도가 점점 더 심해지고 있는 실정이다. 이러한 현상은 앞으로도 지속될 것으로 판단되어 이로 인한 상수도관의 동파사고는 증가할 것으로 우려된다. 2011년도의 경우 서울, 인천 등 수도권에서 상수도관련 계량기 피해 건수가 1,000건을 넘어섰고, 비교적 겨울철 동파 피해가 적었던 김해의 경우에도 상수도관이 동파되어 17만 가구가 불편을 겪는 사태가 벌어진 사례가 있다. 이렇듯 우리나라 전 지역이 겨울철 한파가 장기화되고 기록적인 한파의 빈도가 증가되어 강원도 지역 뿐만 아니라 오히려 이에 대한 대책이 미흡한 경상, 전라권의 큰 피해도 우려되는 상황에서 기존의 상수도관 설계 및 시공 기준을 검토하고 이에 대한 방지 대책 및 개선안을 제시하기 위한 연구가 필요한 시점이다. 본 연구에서는 (ⅰ) 기존 상수도관의 동파원인을 조사하고 국내외 사례조사를 통해 기존 문제점과 필요한 핵심기술을 도출하고, (ⅱ) 지반 동결 시 발생하는 토압과 동상압, 동결융해로 인한 부등 침하가 상수도관에 미치는 영향과 이때의 지반 거동을 파악하기 위한 실대형 냉동챔버를 활용한 실증적 연구와, (ⅲ) 상수도관에 작용하는 동결 토압을 감소시킬 수 있는 채움재를 개발하는 일련의 연구를 수행하여, (ⅳ) 국내 상수도관의 설계 및 시공기준 개선 및 유지관리에 필요한 효율적인 해결 방안을 마련하고자 한다. [최종목표] 상수도관의 동파 원인을 규명하고, 상수도관에 작용하는 응력의 메커니즘을 분석하여 상수도관 동파 방지를 위한 매설기준 개선 및 시공품질 향상방안을 수립하는 것이 본 연구의 최종 목표임. [연구내용 및 범위] 상수도관의 동파 원인을 규명하고 지반의 동결 시 발생하는 동결토압, 동결융해로 인한 부등 침하가 상수도관에 미치는 영향을 파악하고 실대형 냉동챔버를 활용하여 실증적 연구를 통하여 지반 거동을 확립한다. 동결시 상수도관에 작용하는 응력의 메커니즘을 분석하여 상수도관 동파 방지를 위한 매설기준 개선 및 시공품질 향상방안을 수립하는 것이 본 연구의 최종 목표이다. |
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| 색인어 | 한글 | 상수도관 | 동파 | 동상압 | 동결융해 | 채움재료 |
| 영문 | Water supply line | Frozen rupture | Frost heaving pressure | Freezing and thawing | Backfill material | |
| 최종보고서 | 상수도관+동파방지를+위한+설계+및+시공기준+개선안+수립연구+최종보고서.pdf | |||||