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과제기본정보

신소재인 복합섬유 보강재 개발 및 이를 이용한 터널보강기술1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 04CCTI-C041653-01
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 신소재인 복합섬유 보강재 개발 및 이를 이용한 터널보강기술
주관연구기관 대원토질(주)
총괄연구 책임자 성명 최용기
소속 윈컨설팅 직위 회장
전화번호 - FAX -
총 연구기간 2004-08-20 ~ 2006-08-20
당해연도 연구기간 2004-08-20 ~ 2005-08-19

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 68,000,000 9,802,000 42,198,000 52,000,000 120,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 연구개발 기술은 토목구조용 신소재인 복합섬유(유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유) 에 의한 보강재 제작 및 이를 이용한 터널보강기술 개발로서 기존의 강재의 단점인 부식으로 인한 내구성 저하, 콘크리트와의 접착력 저하, 자중으로 인한 시공성 저하 및 보강재의 Creep거동 등의 문제점을 해결함은 물론 보강재 자체의 역학적 강도특성이 우수하여 시공의 품질향상 및 반영구적인 지반보강재를 이용하기 때문에 구조물의 장기적인 내구성이 강조되는 구조물에 적용성이 우수한 지반보강기술이다.
최종목표 본 연구개발의 목표는 현재 터널보강에 적용되는 기존 공법인 강관다단그라우팅 공법에 사용되는 강관의 부식으로 인한 내구성 저하 및 시공성 저하 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 복합소재를 이용한 신소재 보강재를 개발하고, 개발된 신소재를 이용한 터널보강기술 및 설계기법을 마련하여 지반구조물의 내구년수 향상 및 시공의 품질을 향상시킴으로써 지반구조물의 보강을 위한 원가절감 및 예산절감에 기여하고자 한다.
연구내용 및 범위 1차년도
o 기존 신소재의 문헌조사
- 국내, 외 신소재 개발현황 조사
- 신소재의 재료 특성 및 기능 조사
o 기존 터널보강기술 문헌조사
- 국내, 외 터널보강기술 개발현황 조사
- 신소재를 이용한 터널보강분야 개발현황 조사
o 보강재의 요구 성능 조사(재료적 및 역학적 특성)
- 보강재의 재료적(물리, 화학적) 요구 특성 조사
- 보강재의 구조ㆍ역학적 요구 특성 조사
o 복합재료를 이용한 구조용 보강재 개발
- 터널보강재의 요구기능 조사
- 터널보강재 기능 개선안 조사 및 선정
- 복합재료를 이용한 터널보강재 규격 고안
o 신소재 보강재 제작
- 복합재료 제조장치 설계 및 금형 제작
- 복합재료 시제품 제작 및 가공
o 신소재 보강재 강도특성 시험 및 분석
- 신소재 시제품 강도특성 시험(인장, 휨, 전단시험)
- 신소재 시제품 강도특성 분석 및 미비점 보완
o 터널보강 전산해석 및 분석
- 신소재의 역학적 특성을 고려한 전산 해석
- 설계인자 분석을 위한 전산해석 및 분석
o 연차보고서 작성
- 개발된 신소재 보강재 시험 및 평가 자료 정리
- 보고서 작성

2차년도
o 기존 지반보강기술의 문제점 및 성능개선안 설정
- 기존 터널보강기술의 문제점 및 개선 방향 선정
- 지반조건에 따른 신소재 복합재료 적용방안 선정
o 현장 시험시공 및 성능 평가
- 터널보강기술의 효과검증
- 개발기술의 현장 적용상 문제점 조사 및 분석
- 개발기술 현장의 계측 및 모니터링
- 측정 자료의 분석 및 평가
o 개발기술의 현장 적용성 분석 및 평가
- 개발기술의 시공성, 경제성 비교분석
- 개발기술의 규격화 및 표준화 설정
- 개발기술의 환경영향 검토 및 평가(토양 및 지하수 오염 영향 평가)
o 개발기술의 터널현장 활용 및 평가
- 전산해석 결과를 반영한 터널현장 활용 및 평가
- 터널계측 및 모니터링에 의한 평가
- 최적의 설계기법 설정
o 개발기술의 표준 지침서 기준 설정 및 작성
- 시방서/ 품질관리 지침서 기준 설정 및 작성
- 유지관리 지침서 작성
o 최종보고서 작성
- 신소재 보강재를 이용한 터널 보강 기술개발 최종 보고서 작성
- 개발기술 요약 보고서 및 발표 자료 정리
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - -
연구성과 기술적 기대성과 유리섬유, 탄소섬유 및 아라미드섬유 등의 복합소재를 이용한 구조체는 알루미늄보다 가볍고 철보다 강한 내식, 내열 및 내부식성이 우수한 반영구적인 소재로 매우 큰 강도를 가지고 있으므로 전 산업분야에서 걸쳐 그 용도가 다양하며 점차 그 응용분야가 확대되고 있는 신소재 플라스틱 제품이다. 따라서 복합소재를 이용한 토목구조용 보강재의 개발은 토목구조물의 기초지반 보강분야는 물론 최첨단 항공우주산업분야에 이르기 까지 기술적 파급효과가 기대되는 연구 분야이다.
사회 경제적 파급효과 신소재 보강재는 성능과 생산성이 우수한 장점이 있다. 따라서 현재까지 개발된 플라스틱 수지 복합재료, 금속 복합재료, 세라믹 복합재료, 탄소 복합재료 등이 항공ㆍ우주, 자동차, 스포츠, 산업기계, 의료기기, 군수용품, 건축 및 토목구조용 재료에 이르기까지 다양하게 응용될 수 있으므로 국가 경제 및 산업적 측면에서 활용성이 높은 기술분야 중의 하나이다. 따라서 최근 복합재료에 대한 토목분야의 관심이 고속도로, 터널, 교량, 빌딩, 교통 및 사회간접 기반시설 전반에 걸쳐 증가하고 있는 실정이다.
활용방안 본 연구에서 개발하고자하는 신소재 섬유강화 플라스틱 토목구조용 재료는 기존의 강재(Steel) 사용 시 발생될 수 있는 부식에 의한 내구성 저하 및 시공성 저하 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 보강재로서 기존 터널보강공법인 포아폴링(Pore Poling), 파이프루프 및 강관다단그라우팅에 사용되는 강관의 대체 뿐 아니라 구조물 기초보강용 강관마이크로파일(Steel Pipe Micro-Pile)에 사용되는 강관과 기존 사면보강공법인 Soil Nailing에 사용되는 이형철근의 대체구조체로서 활용이 예상되며, 특히 터널 및 사면보강분야에서는 이미 유리섬유보강 토목구조용 파이프에 대한 연구ㆍ개발이 1차적으로 완료되어 신기술(건설교통부, 과학기술부)로 지정되어 현장 활용이 증가하는 추세에 있다. 따라서 신소재 복합소재 개발에 의한 지반보강기술 분야의 활용도 매우 높다고 판단된다.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 섬유강화 플라스틱 보강재 내구성 향상 터널보강 -
영문 Fiber reinforced plastic Reinforcingmembers Durabilityenhancement Tunnelreinforcement -
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 0415_신소재인 복합섬유 보강재 개발 및 이를 이용한 터널보강기술.pdf   다운로드

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