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과제기본정보

폐타이어를 활용한 지반보강 및 옹벽시공 실용화 연구1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 05CCTI-C042188-01
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 폐타이어를 활용한 지반보강 및 옹벽시공 실용화 연구
주관연구기관 인하대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 윤여원
소속 인하대학교 직위 교수(정교수)
전화번호 032-260-3000 FAX 032-863-6517
총 연구기간 2005-07-29 ~ 2007-07-28
당해연도 연구기간 2005-07-29 ~ 2006-07-28

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 205,000,000 8,040,000 60,460,000 68,500,000 273,500,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 폐타이어를 건설분야에 활용하기 위한 연구로서 새롭게 고안된 활용방법, 즉 지오그리드 및 지오셀의 대체 보강재로서 폐타이어에 대한 지난 4년간 실내 및 토조실험 연구를 바탕으로 현장시험시공을 수행하는 것이 연구목표이다. 실용화 이전단계로서 현장에서 성토지반을 조성한 후 지지력 시험, 인발저항시험을 시행하여 설계인발저항력을 구한다. 이를 바탕으로 2차년도에 실물크기의 사면 및 옹벽시공을 수행하고 동시에 환경영향 평가에 대한 사업을 수행한다.성공적으로 연구가 완성될 경우 수천억에 달하는 지오그리드 및 옹벽 건설공사 시장의 일부를 폐타이어 보강재로 대체할 수 있을 것으로 생각되며 동시에 폐타이어를 대량으로 환경오염없이 처리할 수 있을 것으로 생각된다.
최종목표 폐타이어를 새롭게 고안된 타이어셀과 트레드매트로 제작하여 시험 시공한 후 이를 소규모의 토목공사로부터 실용화하기 위한 것이다. 특히 타이어셀은 상업용 지오셀, 트레드매트는 상업용 지오그리드의 지지 메카니즘, 사용 장소가 동일하여 현재 천억 이상에 달하는 관련 분야 공사, 즉 지오그리드 및 옹벽 시공공사의 일부분을 대체할 수 있으며 아울러 적체되고 있는 폐타이어를 대량, 친환경적으로 처리 한다.
연구내용 및 범위 폐타이어는 고형폐기물로서 자동차 문화가 발달한 선진국에서 발생하는 문제로서 그동안 재활용이 비교적 적어 매년 적체량이 증가하여 화재위험, 병해충의 서식지, 넓은 공간 점유 등으로 문제를 야기시키고 있다. 폐타이어의 활용은 여러 방면에서 활용하기 위한 연구가 수행되었으나 처리비용이 비싸서 재활용품의 판로가 한정되어 있다. 선진국에서는 다량으로 처리하기 위하여 건설분야의 활용이 주로 지방자치단체 등에서 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 선진국에서의 폐타이어 재활용 방법보다 우수한 활용방법을 고안하여 건설공사에서 주로 지반보강, 저비용 옹벽의 시공에 사용되는 지반보강재의 대용으로 사용하고자 한다. 본 연구실에서는 지난 4년간 기본연구를 실험실에서 수행하였고 다수의 연구논문을 발표하여 활용가능성을 검증받았다. 따라서 금번의 연구는 현장에서 실물크기의 실용화 연구를 수행하고자 한다.
현장 시공이전에 대형토조에서 타이어의 크기에 따른 지지력변화를 고찰하기 위하여 평판재하시험을 수행하여 타이어 종류에 따른 지지력 증가비, 침하감소비를 고찰한다. 아울러 타이어연결부의 인장강도를 인발시험으로부터 구하여 타이어연결부가 지반내에서 받는 하중으로부터 안전하게 역할을 수행하는지를 사전에 확인한다. 또한 타이어와 토사간의 전단강도를 대형직접전단시험으로부터 구하여 설계에 참고자료로 활용할 수 있도록 한다. 현장시험는 지지력시험과 인발시험으로 구분하고 지지력 시험은 보강성토면에 크기가 다른 재하판을 설치하고 앵커에 의한 반력시스템으로 지지력 시험을 수행한다. 재하판의 크기는 30cm, 75cm, 125cm이다. 그리고 타이어셀의 크기, 매립깊이도 다양하게 변화시켜 시험을 수행하여 지지력 변화를 고찰하고 이로부터 설계지지력을 평가한다. 또한 바닥면에 타이어셀과 트레드매트를 설치하고 성토 높이를 50cm로부터 350cm까지 매 m마다 성토고를 증가시켜 시공하고 각각에 대하여 인발시험을 수행하여 이로부터 설계인발저항력을 산정한다. 설계인발력은 보강사면에서 사면안전율계산에 유용한 자료이다.
또한 실제크기의 폐타이어 보강 사면 및 보강토 옹벽을 시공하고 이로부터 계측기 즉 토압계, 변형측정기, 경사계, 침하계로부터 얻은 자료를 문헌상의 보강재의 변형 및 강도특성과 비교하여 폐타이어 보강재의 유용성을 평가한다. 한편 환경영향을 평가하기 위하여 보강토 사면 및 옹벽의 바닥에는 차수막을 설치하고 집수정을 설치하여 침출수를 채수하도록 하여 환경부 먹는물 기준치, 기 수행된 문헌상의 침출수 증금속 농도 등과 비교하여 환경영향 평가를 수행한다. 연구가 종료된 후에는 타이어 재료, 강도, 연결부 강도, 성토 및 시공에 관한 시방서를 작성하여 장차 타이어를 지반보강재 및 옹벽시공에 활용할 수 있는 지침이 되도록 한다. 연구종료후 실용화가 이루어지면 기업측에서는 타이어절단 및 가공의 자동화 등을 통하여 인건비 절감, 시공비 절감을 득할 수 있을 것으로 판단된다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 지지력시험, 인발시험을 수행하여 실물옹벽, 사면에 필요한 설계인장강도 결정 o 타이어셀/트레드매트의 기본강도시험, 평판재하시험 및 인발시험의 수행
연구성과 기술적 기대성과 폐타이어를 이미 많이 사용하고 있는 상업용 제품과 유사한 형태로 제작하여 지반내에서 기존의 지오셀 및 지오그리드와 같은 메카니즘으로 거동하도록 제작하여 기존의 제품을 일부 대체사용.
사회 경제적 파급효과 생활수준 향상에 따른 폐자원의 효율적인 재활용으로 경제적일 뿐 아니라 환경적으로도 문제없이 대량처리 가능한 공법. 외국수입에 의존하는 지오셀의 상당부분을 대체 사용 가능.
활용방안 지반보강, 친환경 옹벽시공, 사면안정 증진 공법 등에 활용 가능
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 폐타이어 지반보강 옹벽 성토사면 침출수
영문 waste tire soil reinforcement retainingwall embankmentslope effluent
최종보고서
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