R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616CTAP-C098109-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 토압경감과 투수성 증대를 통해 폭우기와 해빙기에 붕괴사고를 원천 차단하는 옹벽 실험 연구 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-11-25 ~ 2017-11-24 | |||||
| 연구책임자 | 김영진 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
7명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
15명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 200,000,000 원 기업 : 70,000,000 원 계 : 270,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 364,000,000 원 기업 : 130,000,000 원 계 : 494,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | R&D/16CTAP-C09809-02 | |||||
| ISBN | 0000 | |||||
| 주요 내용 |
PE골재를 뒷채움재로 활용하여 일반 흙막이 구조물에 비해 수평 토압을 30% 줄이고, 투수계수를 5배 향상시켜 강우기 및 해빙기 붕괴사고를 방지하는 옹벽의 실내 대형 실험 분석 및 설계 시공 가이드 라인 작성 - 흙막이 구조물 뒷채움재로 PE골재 사용에 따른 강우기와 겨울철 해빙기의 뒷채움재의 투수계수, 전단강도, 지지력 등 기본 실험 구명 - PE골재를 뒷채움재로 활용한 실내 대형 모형 옹벽에 대한 토압, 동결 팽창압, 투수거동, 상재하중 작용시 거동 등 실험 구명 [최종목표] 흙막이 구조물에 작용하는 수평토압을 50% 줄이고, 투수계수를 5배 이상 향상시키며, 동결융해 반복시 발생하는 전단저항의 감소를 30% 줄여 강우기 및 해빙기에 흙막이 구조물의 붕괴사고를 방지하는 뒷채움재 개발 본 연구는 실내시험을 통한 아이디어를 입증하는 것으로 주관연구책임자는 KICT 자체연구사업인 1988년 "보강토 공법을 이용한 교대의 설계 및 시공" 연구를 수행한 적이 있고, 또한 본 연구의 연구팀원인 이광우박사는 보강토 옹벽연구, 환경친화형 보강블럭 개발 연구 등의 수행 경험이 10년 이상이고, 본 연구의 공동연구기관인 (주)한맥기술에서도 각종 옹벽의 설계 및 시공 경험이 풍부하다 [연구내용 및 범위] 최근 이상기후로 세계 각국에서 각종 토목구모물, 건축구조물의 파손사고가 빈발하고 있다. 기상은 정확히 예측할 수 없을 뿐만아니라 이에 따른 자연재해의 규모도 무척 크다. 따랄서 세계 각국은 이에 대한 다양한 연구 개발을 시도하고 있다.본 연구에서는 강우기에는 배수 불량과 수압의 추가 작용으로 붕괴되고 겨울철에는 동상 및 동결팽창으로 다시 피해를 입는 옹벽 등 흙막이 구조물의 안전성을 대폭 높이기 위한 기술을 개발하기 위해 다음과 같은 연구를 수행한다. -국내외 경량뒷채움재를 사용한 옹벽 축조 실적을 조사한다. 즉, 일본 북해도대학, 한지토목연구소 등 한냉지에서 단열 목적으로 옹벽 뒷채움재를 사용한 실적이 있는지 조사하고, 동경대, 교토대, 방위대, 오사카대, 오사카 지역환경연구소, 규슈대 등의 배수촉진 뒷채움재 연구실적을 조사한다. 아울러 동토관련 연구실적이 풍부한 스웨덴 Luleo대학, 핀란드 템페레기술대학, 노르웨이 트론헤임대학, 스위스 쮜리히공과대학, 미국 알라스카대학 앵커리지 캠퍼스, 모스크바 대학 등의 실적도 조사분석한다. - 다양한 크기의 PE골재를 대량 제조한다. - 흙과 폐비닐골재와 다양한 혼합비로 섞은 후 이 시료에 대한 투수시험, 대형전단시험을 실시하여 혼합비 변화에 따른 투수계수와 내부마찰각이 어떻게 달라지는지를 분석한다. 이 시험을 통해 최적 배합비를 도출한 후 이 배합비에 맞게 모형옹벽의 뒷채움재를 조성한다. 그런 다음 뒷채움부에 상재하중 작용시 또는 인공강우에 의한 함수비 변경 시 토압이 어떻게 변하는지 실험한다. 또한 전면판으로부터 토압이 작용하는 지점까지의 거리를 분석한다. - 두번째 모형실험으로 폐비닐골재와 흙을 섞어 뒷채움재로 사용한 모형옹벽을 냉동챔버 속에 설치한 후 기온을 하강시켜 겨울철 기상을 재현하면서 옹벽 뒷채움재에 발생하는 동상량, 동상력, 동결팽창압(동결토압)을 구명한다. 아울러 기온을 영상으로 올려 해빙기를 재현하면서 옹벽 뒷채움의 융해침하량을 측정하고, 동결융해를 반복해서 받은 재료의 내부마찰각이 어떻게 달라지는지 실험한다. 그리고 이 시료를 실제 옹벽에 사용할 때 적용하기 위하여 뒷채움재를 다지는 방법, 뒷채움재 포설층을 설정하는 방법(흙층과 폐비닐층의 번갈아 포설, 흙과 혼합한 재료를 전 구간에 포설하는 방법 등을 시험하여 설계 시공 가이드 라인을 작성한다. 이러한 기술개발을 통해 자연재해를 원천 차단하고, 국가시설물의 수명연장과 유지보수비를 절감하는 방안을 제시한다. |
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| 색인어 | 한글 | 흙막이 구조물 | 배수 | 동결토압 | 폐비닐골재 | |
| 영문 | retaining wall | drainage | freezing pressure | polyethylene aggragate | ||
| 최종보고서 | PE골재 옹벽 최종보고서.pdf | |||||