| 연구개발개요 |
본 연구는 현장타설 콘크리트 라이닝이 가지는 불확실한 품질관리, 공기의 장기화, 수축양생으로 인한 라이닝의 과다한 균열발생, 정기적인 라이닝 보수/보강 공사비의 과다 지출, 터널 사고 발생시 보수/보강 공사비 과다 지출 및 공기의 장기화 등의 고질적인 문제를 해결하고, 아직까지 국내 건설 실정상 도입하기 어려운 국외 PCL 공법의 효과적인 적용을 가능케 하는 선진 터널 라이닝 시공 시스템에 대한 연구임.-본 연구에서 개발하고자 하는 “신개념 NATM Composite(복합) 라이닝 공법”이란 터널에서 라이닝 구조체로 고품질/무균열의 PC 패널을 적용하고 숏크리트 타설면과 PC 패널 사이의 이격공간을 경량기포 모르타르로 충전하여, 시공성 향상이 가능한 터널 라이닝 복합 구조물을 건설하여 기존 현장타설 콘크리트 라이닝의 고질적인 문제점들을 합리적으로 해결하고, 터널 구조물에 작용하는 상재하중을 효과적으로 고품질의 PC 패널 라이닝에 전달시켜 터널 안정성을 극대화 시킬 수 있는 터널 라이닝 공법임.
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| 최종목표 |
*NATM 지보개념의 복합 라이닝 시스템 개발을 통한 터널 라이닝 건설기술의 확보-라이닝의 균열 저감을 통한 품질 향상, -라이닝 수명 연장 유도, -화재시 라이닝 손상거동 및 특성 평가, -라이닝 건설 공기 단축, -경제성 및 실용성 극대화*국내 터널 건설시 적용되고 있는 현장타설 콘크리트 라이닝 공법의 고질적인 문제를 근본적으로 해결, 고품질, 고성능, 고강도 PC패널을 적용한 Composite 라이닝 터널 공법개발.*라이닝 균열 저감을 통한 품질 향상을 위해 PC 패널 라이닝에 대한 고품질, 무균열 및 인장특성 향상 연구를 통해 라이닝의 강도를 개선, 인장특성 평가 및 개선연구를 수행*라이닝 수명 연장 유도를 위해 50년 이하인 기존 터널 라이닝의 수명을 200년까지 연장할 수 있는 기술 개발*라이닝 건설 공기 단축을 위해 PC 패널 라이닝의 시공성을 기존 터널 공법과 비교 평가
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| 연구내용 및 범위 |
*Composite 라이닝 터널 공법의 세부구성 요소에 대한 이론적 고찰 및 공법 개발을 위한 기초 연구 : 터널 라이닝 공법과 관련된 국외 제기준 조사, 국외 라이닝 공법의 국내 적용성 평가, 국내 터널 라이닝 문제점 조사 및 분석, 국내외 경량기포 충진재의 적용사례 조사 및 Composite 라이닝 터널에의 적용성 평가, 패널 배면 충진재의 주입특성 및 유동 메커니즘 분석, 국내 터널 현장의 여굴 현황 조사 및 분석을 통한 Composite 라이닝의 적용성 평가 *Composite 라이닝 설계이론정립 및 요소실험을 통한 PC 패널의 인장거동 특성 파악 : PC 빔 공시체 제작, 공시체의 인장거동 실험 수행, PC 패널의 인장거동 특성 파악 -Composite 라이닝 시스템에 적합한 방수 시스템 확립 : 국내 터널의 방수 System 관련 현황 조사, PC 패널의 Joint 부위 및 1차 지보재 특성에 적합한 방수재료 특성 검토, PC 세그먼트 체결부의 방수방법 연구, 패널지지 앵커부에서의 방수방법 연구, Composite 라이닝 공법의 방/배수 체계 제시 -고성능 PC 패널 개발을 위한 프리캐스트 콘크리트의 기술현황 파악 : PC 콘크리트의 국내/외 기술현황 및 시방규정 분석, PC 패널 개발 기술현황 조사, PC 패널 품질요소 정립, PC 패널 재료선정, PC 패널 제작 과정의 문제점 분석 -고성능 PC 패널 개발 : PC 패널 재료의 콘크리트 유동성 파악, 레올로지 특성, 슬럼프 특성, 고유동성 파악, PC 패널 재료의 혼화재료에 따른 강도발현 실험, 양생조건 및 재령에 따른 강도발현 성상 조사, PC 패널 내구성 시험, 최적 배합비 결정, 몰드 및 시제품 제작, 충전용 경량기포 모르타르 개발*PC 패널 모형실험장치 설계 및 몰드 개발과 라이닝 충전재의 구조적 거동 특성 연구 : PC 패널 모형실험장치 설계, PC 패널 몰드 설계, PC 패널과 충전재의 구조적 거동 특성 연구*최적의 PC 패널 세그먼트 조합 프로그램 개발을 위한 기본 이론 및 알고리즘 정립 및 프로그램 개발 -고품질 PC 세그먼트 제작 및 균열저감 대책 연구, PC 세그먼트의 고강도 특성 시험 -PC 패널 모형실험장치 제작, 하중재하시 PC 패널의 구조적 거동 특성 평가 -화재시 PC 패널 시편의 손상거동 및 영향 특성 분석 : 모형화재실험 장비 구성, PC 패널 시편 제작 및 시험 수행, PC 패널의 열역학적 특성 시험 분석, PC 패널 라이닝의 열전달 및 화재 수치해석 수행, 화재시 PC 패널의 구조저 거동 특성 평가 -PC 패널의 장기 내구성능 검토 : 촉진열화시험을 통한 내구성능 검토, 동결융해저항성 및 촉진탄산화 특성 검토, 장기폭로시험 인자 설정 -Composite 라이닝 터널의 안정성 및 실용화 검토 : 하중재하 실험 수행, 안정성 검토, 경제성 및 시공성 평가, Composite 라이닝 터널의 시공공정 연구 -화재조건에서의 구조적 거동 예측 : 열전달 및 거동의 수치해석적 분석 -PC 패널 배면 충진공법 제시 : 경량기포 충진재의 주입특성 및 유동 메카니즘 분석, PC 패널 배면 충진시험 수행, 충진공법 제시, 관련 시공지침 및 품질관리(안) 제안 -Composite 라이닝 공법의 시공기준 및 설계지침 확립 : 설계 및 시공기준(안) 제안, Composite 라이닝 부속물에 대한 품질기준(안) 제시
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