R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201515TBIP-C073608-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 철근유도 및 콘크리트 포설 일체화 장비를 이용한 콘크리트포장 공법의 사업화 연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2014-06-02 ~ 2016-12-01 | |||||
| 연구책임자 | 전범준 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
7명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 200,000,000 원 기업 : 134,000,000 원 계 : 334,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 455,000,000 원 기업 : 304,000,000 원 계 : 759,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)삼우아이엠씨 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001867-01 | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
현재 시행되고 있는 시멘트 콘크리트 포장의 형식은 무근(줄눈) 콘크리트 포장(이하‘JCP’: Jointed Concrete Pavement)이 대부분이다. 시공경험이 풍부하고 타 공법에 비해 초기공사비가 저렴하다는 점에서 가장 많이 쓰이고 있으나 줄눈부의 잦은 손상으로 인한 유지 보수가 필요하며 수축줄눈에 의한 승차감 불량 및 안전 등의 문제점이 발생하고있다. 이에 대응하여 2012년부터 한국도로공사와 국토교통부에서 연속철근콘크리트 포장(이하 ‘CRCP’: Continuously Reinforced Concrete Pavement)의 적용이 제안되었다. 하지만 국내 시공현장에서 CRCP포장을 적용할 경우 포장에 설치되는 철근배근작업으로 인해 시공상에서 필연적으로 추가 작업 공간이 요구된다. 따라서 과거 CRCP공법의 시공은 상하행선 합류부 및 토공부에 제한적으로 이루어졌으며 최근 설계되고 시공되는 도로포장의 경우 대부분의 구간이 교량과 터널 그리고 상?하행 분리구간이 대부분이어서 기존 CRCP를 적용할 수 있는 구간은 실질적으로 매우 한정적이다. 또한 콘크리트 집중포설로 인한 철근 휘어짐과 종방향 철근의 배근 부정확성 등으로 인해 콘크리트 포장 파손이 발생하였다. 이에 본 연구에서는 포장 공용성 증대를 위하여 JCP포장 위주에서 벗어나, 콘크리트 포장의 내구성 저하 원인인 횡방향 줄눈을 제거하여 주행성 및 내구성이 우수하고 덧씌우기 등 보수가 용이하며, 총생애주기비용을 고려하여 경제성 측면에서 유리한 CRCP 포장의 확대적용을 목적으로 하는 기존 CRCP 공법의 시공성 해결과 구조적 성능을 향상시킨 공법을 개발하고자 한다. [최종목표] □ 최종목표 - 콘크리트 포설 스프레더 일체화 및 효율성 20%향상 - 기존 개발장비대비 콘크리트포설 효율 10%이상 달성 - 철근유도장치를 통한 종방향 철근 배근의 전자식 스티어링 시스템 탑재 - 철근연결(커플러)의 효율성 증대를 위한 기계식 이음방안 연구개발 적용 : 종방향 철근을 횡방향 보조철근 없이 안정적으로 배근하여 포설을 동시에 수행할 수 있는 철근유도장비와 콘크리트 포설 및 마무리를 수행하는 페이버를 일체화(슬립폼페이버(SP1600), 철근유도장치, 스프레더(RTP500)시공장비) 시킬 수 있도록 장비개발 연구 개발한 후 모의/시험시공을 실시하여 문제점을 개선한다. 이를 통해 현장 적용성능을 확보하여 효율성 증대를 확보하고 일일 시공량을 증대시킬 것이다. 또한, 센서를 통한 종방향 종방향 철근의 설계단면에 대한 배근 정밀도를 향상 시키고자한다. 본 기술사업화 연구과제를 통해 철근유도 및 콘크리트 포설 일체화 장비 개발, 현장 적용성 평가를 수행하여 사업화 기틀을 마련하고 이를 토대로 국내 및 해외 건설 시장의 성공적 진입을 최종목표로 한다. [연구내용 및 범위] 본 개발 공법의 경우 기존공법(CRCP)가 갖는 문제점을 개선하여 보다나은 시공성과 경제성을 목표로 가발하였다. CRCP의 경우 콘크리트 측면 공급의 문제로 국내지형여건에 적용성이 현저히 저하되어 이에 대한 대안으로 기계식 배근방법을 연구하였으며, 아래의 문제점들을 해결하는 방향으로 연구를 진행하고자 한다. □ 국내 도로포장의 문제점 해결 - 국내 시멘트 콘크리트 포장은 대부분 JCP포장을 적용하고 있으나 잦은 유지보수로 인해 유지보수비용 및 사용자 비용이 증가한다. 포장 공용성 증대를 위하여 JCP포장 위주에서 벗어나, 콘크리트 포장의 내구성 저하 원인인 횡방향 줄눈을 제거하여 주행성 및 내구성이 우수하고 덧씌우기 등 보수가 용이하며 총생애주기비용을 고려하여 경제성 측면에서 유리한 CRCP 포장의 확대적용을 위한 시공기술 개발 및 사업화를 하고자 한다. □ 기존 포장공법의 시공성 해결 - 기존 CRCP 포장은 철근배근작업으로 인해 추가인력 투입과 시간이 요구되고, 철근 배근으로 인해 콘크리트 공급을 위한 장비를 위치할 수 있는 추가 작업공간이 요구되어 시공성 측면에서 개선이 필요하다. 이에 장비개발을 통해 교량 및 터널, 상하행 분리구간으로 이루어진 도로 등에도 적용이 가능한 시공기술을 확보하여 CRCP 포장공법의 시공성 개선을 이루고자 한다. □ 구조적 성능 향상 - 과거 해외의 기계식 철근 배근 사례의 경우 철근이 휘거나 위치를 이탈하며 정위치를 확보하지 못하는 문제점을 가지고 있었으나 본 사업화 연구기술은 이러한 문제점을 해결하여 CRCP공법의 구조적 성능을 향상시키며, 기존의 기계식 배근방법의 문제를 해결하여 구조적 안정성 향상을 통해 콘크리트 포장의 기술발전에 기여하고자 한다. 또한 기존 방식의 문제점인 철근배근문제를 철근배근장치와 콘크리트의 안정적인 공급(호퍼) 장치를 통해 요구위치에 배근될 수 있도록 한다. 기계식배근의 경우 국외의 적용사례에 문제점이 있어 이를 개선하는 방향의 연구가 진행되며, 슬립폼페이버, 철근유도장치, 스프레더 장비의 일체화를 통해 포설, 유도배근, 콘크리트 타설 공정을 하나로 일체화 시켜 단순화 시킴으로써 포설효율을 5？10%이상 향상 시킬 수 있도록 할 것이다. 더불어 종방향 철근의 정위치 배근을 위해 스티어링 시스템을 돌입하여 센서를 통한 정밀시공이 가능하도록 하며, 철근이음방안에 대해 자동/반자동의 기계식 이음방안을 개발하여 철근이음에 대한 효율을 50%가량 향상시키고자 한다. 그리고 모의/시험시공을 통해 장비운용의 문제점 해결과 안정적 철근배근 여부확인, 콘크리트 품질확인을 실시하며, 장단기 모니터링을 실시하여 구조적 안정성을 검증한다. 이러한 연구내용에 대하여 연구기간동안 다음과 같이 연구를 수행할 것이다. 1차년도 연구 수행 내용은 다음과 같다. ? 기준에 적합한 품질확보를 위한 연구 ? 파손별 보수방안을 통해 유지보수지침서 개발 ? 콘크리트 공급/철근유도/포설에 작업을 수행할 수 있는 일체화장비 개발 ? 모의/시험 시공을 통한 현장적용성 확인 ? 공법과 장비개발 이후 사업화를 위한 지식재산권 출원 ? 학술대회 및 논문 게재 2차년도 연구 수행 내용은 다음과 같다. ? 1차년도 모의시공 결과를 통하여 공법 및 장비를 개선하며, 시공현장의 추적조사를 통해 종방향 철근의 정위치 여부 확인 등 구조적 안정성 검토 ? 모의/시험 시공을 통해 Full-setting 장비의 시공성 검증 ? 모의/시험 시공 시 현장조건에서의 포장 거동 분석을 실시하며 또한 각 장치 통과시 콘크리트 품질변화를 확인하여 품질향상 ? 시험시공 이후 피드백을 통해 장비 운용안, 시공방안(시공 시방서)등에 대한 최적안 제시(적정 진동회전수, 진행속도, 콘크리트 공급물량 등) ? 현장적용에서의 품질평가 및 포장거동분석, 시공성 등을 통해 사업화 기틀마련 ? 학술대회 및 논문 게재 ? 지식재산권 등록 ? 실제현장 시공적용을 통한 현장 적용성 평가 최종적으로 시공성, 현장적용성, 경제성 등을 확보하여 사업화를 추진하고자 한다. |
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| 색인어 | 한글 | 철근유도고정 | 기계배근 | 인력배근 | 연속철근콘크리트포장 | 일체화 |
| 영문 | Reinforced Tube Feeding&Fixed Device | Mechanical Placement Method | ManualMethod | Continuously Reinforced Concrete Pavement | Unification | |
| 최종보고서 | 철근유도 및 콘크리트 포설 일체화 장비를 이용한 콘크리트포장 공법의 사업화 연구 최종보고서.pdf | |||||