| 연구개발개요 |
○ 연구개발 개요- 고성능 낙석방지망 시스템이란 심선 직경 3.2mm, 인장강도 290~540MPa급 강선으로 제작되는 PVC코팅망과 와이어로프를 활용하는 일반 낙석방지망 공법을 대체하기 위해 직경 2.8mm, 인장강도 2,040MPa급 강선을 활용하여 제작되는 철망장력 150kN/m급 고강도 선재 포획망과 고강도 선재 포획망 체결재, 전용 지압판, 락볼트 등 요소자재로 구성된 낙석대책기술임.- 기존 낙석방지망에 활용되는 PVC코팅망은 철망장력 34kN/m급(유효철망장력 16.97kN/m)으로 그 성능이 낮아 낙석이나 표층유실이 발생할 경우 그 하중을 버티지 못하고 찢어지면서 오히려 피해가 가중되는 상황을 발생시키기도 함. 따라서 국내에서는 이러한 PVC코팅망의 낮은 강도를 극복하기 위하여, 와이어로프를 격자 또는 방사선으로 추가 배치하는 낙석방지망 공법 기술이 일반화되어 있음. - 그러나 해외의 경우 와이어로프 추가 배치에 따른 중량 증가, 와이어로프와 PVC코팅망의 체결, 락볼트와 와이어로프 및 PVC 코팅망의 체결 문제를 극복하기 위하여 고강도 강선을 활용한 낙석방지망이 개발되어 적용되고 있음. 특히, 국내에서도 시공난이도가 높거나 낙석 위험성 큰 경우 1,770MPa급 3.0mm 강선으로 제작된 외산 고성능 낙석방지망 시스템이 적용되고 있음.- 개발 기술은 2,040MPa급 2.8mm 강선을 활용한 철망장력 150kN/m급 고강도 선재 포획망과 이를 활용한 고성능 낙석방지망 시스템 개발을 통해 외화사용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 기존 해외 고강도 선재 포획망(1,770MPa급 3.0mm 강선 활용) 대비 12.9% 경량화를 목표로 하기 때문에 시공성 개선에 따른 시공비를 절감할 수 있음. - 특히, 고성능 낙석방지망과 주요 요소 자재 및 시스템에 대한 실물성능시험을 수행하여 개발 기술의 완성도를 높여 사업화를 추진 할 계획임.
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| 최종목표 |
○ 연구개발 최종 목표- 150kN/m급 철망장력을 갖는 고성능 낙석방지망 시스템 개발○ 연구개발 세부 목표- 150kN/m급 철망장력을 갖는 고성능 낙석방지망 시스템 개발- 고성능 낙석방지망 실물성능평가기준(안) 개발 및 성능평가○ 연구개발 성과물- 150kN/m급 철망장력을 갖는 고성능 낙석방지망 시스템？ 시제품 1건, 특허 출원 및 등록 2건, 시험시공(테스트베드)- 고성능 낙석방지망 실물성능평가기준(안)？ 비SCI 논문 2건
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| 연구내용 및 범위 |
■ 연구개발 목표○ 연구개발 최종 목표- 150kN/m급 철망장력을 갖는 고성능 낙석방지망 시스템 개발○ 세부 목표 및 개발 내용- 150kN/m급 철망장력을 갖는 고성능 낙석방지망 시스템 개발ㆍ고강도 선재 포획망 개발 및 실물성능평가ㆍ요소 자재 개발 및 실물성능평가ㆍ테스트베드 적용 및 적용성 평가- 고성능 낙석방지망 실물성능평가기준 개발 및 성능평가ㆍ고성능 낙석방지망 및 고강도 선재 포획망 실물성능평가기준 개발ㆍ고강도 선재 포획망 시뮬레이션 분석ㆍ고성능 낙석방지망 시스템 실물성능평가■ 주요 연구개발 내용○ 150kN/m급 철망장력을 갖는 고성능 낙석방지망 시스템 개발- 기존 일반 낙석방지망의 성능부족(PVC코팅망 철망장력 34kN/m급(유효장력16.97kN/m)으로 인한 문제점을 개선하기 위하여 2,040MPa급 2.8mm 강선을 활용한 철망장력 150kN/m급 고강도 선재 포획망 및 요소자재 등 고성능 낙석방지망 시스템 개발(해외 1,770MPa급 3.0mm 강선을 활용한 철망장력 150kN/m급 고강도 강선 포획망 대비 12.9% 경량화 목표)- 고안한 고강도 선재 포획망 형상안에 대하여 본 연구개발을 통해 개발된 고강도 선재 포획망 실물성능평가기준(안)을 바탕으로 시뮬레이션 분석을 수행 할 계획임. 이를 통해 실물성능평가 전 고강도 선재 포획망 형상에 따른 장력, 펀칭저항력을 평가하고 실물성능평가를 수행할 시작품을 제작하는데 활용 할 계획임. - 고성능 낙석방지망 시스템 전용 지압판 개발 : 일반적으로 비포켓식 고성능 낙석방지망 시스템은 낙석의 발생을 최대한 억제하기 위해 암반비탈면에 최대한 밀착시켜 시공함. 따라서 고성능 낙석방지망을 암반비탈면에 최대한 밀착시키기 위해 충분한 강성을 갖아야 하며, 개발된 고강도 선재 낙석방지망의 형상을 고려하여 체결이 견고히 될 수 있도록 고려되어야 함. 사전 연구를 통해 고안된 고성능 낙석방지망 시스템 전용 지압판을 사전 구상한 결과 고강도 선재 포획망의 구속을 위해 모서리 부분이 절곡하고 지압판 내부에 판스프링 형식 변형판을 마련하여 지압판 체결시 변형된 변형판이 탄성력을 발휘하도록 고안함. - 고강도 선재 포획망 전용 체결제 개발 : 국내 일반 낙석방지망은 PVC코팅망 사이의 체결을 위해 약 30cm 폭으로 PVC코팅망을 겹쳐 설치한 후 PVC코팅망과 동등한 제원의 철선을 활용하여 체결하도록 하고 있음. 그러나 고강도 선재 포획망의 경우 고강도 선재 포획망과 동일한 제원의 고강도 철선을 현장에서 가공하여 체결하는 것이 불가능함. 따라서 해외 고강도 선재 포획망은 아래 그림과 같이 별도의 체결제를 활용하거나 와이어로프를 활용하여 고강도 선재 포획망 사이를 체결함. 본 연구에서는 해외 사례와 같이 와이어로프를 활용한 체결방식과 별도의 체결제를 개발하여 체결하는 방식 두가지 모두 고려할 계획이며, 실물성능평가 및 시험시공을 통해 최적의 체결방법을 선정할 계획임. ○ 고성능 낙석방지망 실물성능평가기준 개발 및 성능평가- 해외 고강도 선재 포획망 관련 시험기준인 ISO 17745: 2016 & ISO 17746:2016, EN 10223-3:2013, UNI 11437:2012 등을 조사분석하여 국내에 적합한 고강도 선재 포획망 및 고성능 낙석방지망 실물성능평가 기준(안) 마련- 이를 바탕으로 개발 기술에 대한 실물성능평가를 수행- 고강도 선재 포획망을 포함한 고성능 낙석방지망 시스템에 대한 실물성능평가는 공동연구기관의 낙석시험장 시험장비를 활용하여 수행할 계획임.
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