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과제현황 목록

과제기본정보

유도가열(Induction heater) 장치를 이용하여 자가치유 아스팔트콘크리트 포장 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 17CTAP-C114670-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 도로교통기술 | 교통시설기반기술 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 토목시공기술 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 기초
과제명 유도가열(Induction heater) 장치를 이용하여 자가치유 아스팔트콘크리트 포장 개발
주관연구기관 군산대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 박대욱
소속 군산대학교산학협력단 직위 교수
전화번호 063-469-1761 FAX 063-469-1760
총 연구기간 2016-10-24 ~ 2018-06-21
당해연도 연구기간 2017-06-22 ~ 2018-06-21

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 200,000,000 7,500,000 67,500,000 75,000,000 275,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 기존 사회기반 시설물 뿐만 아니라 신규 시설물에 대한 유지관리의 중요성이 증대함에 따라 유지관리비용절감 방안정책을 강조하고 있음.
○ 현재 국내 아스팔트 콘크리트는 소성변형 저항성이 큰 반면 피로균열 저항성은 취약한 것으로 나타나고 있으며, 이는 종횡선형피로균열에서 시작하여 거북등균열로
악화되고 있다. 이는 최근 문제가 되고 있는 포트홀 발생의 주요 원인이 되고 있으며, 차량파손 및 교통사고가 발생하여 운전자의 불편을 초래하고 있어 이를 해결하기
위한 피로균열 저감 원천 요소기술개발이 절실히 필요한 실정임.
○ 미국, 유럽, 일본 등의 선진국의 산업분야에서 균열에 따른 시설물의 손상을 저감시키거나 자가치유(Self-healing)할 수 있는 스마트 구조물의 개념이 대두 되면서
실제 건설 현장 적용을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있음.
○ 기존의 도로시스템은 20~40년의 공용수명을 갖으나, 자가치유(Self healing) 아스팔트 도로포장 기술은 공용연수 2배이상, 유지관리를 획기적으로 감소시킬 수 있는
차세대 핵심기술로 주목
○ 아스팔트 콘크리트의 자가치유[Self Healing]기술은 기존 아스팔트 포장시스템의 유지관리기술을 혁신적으로 변화시킬 수 있는 미래 유망기술로 도로포장의 유지관
리 시장을 주도할 수 있음.
최종목표 본 연구의 최종목표는 전도성 아스팔트 콘크리트 재료를 개발하고 유도가열(Induction heater)장치를 이용한 자가치유(Self healing) 가능한 아스팔트 콘크리트 포장 개발하여 피로균열 저항성을 두배 이상 가지게 하고 피로균열율을 2배이상 줄이는것을 본 연구의 최종 목표로 한다.
- 아스팔트 자가치유 문헌조사 및 메카니즘 현황조사
- 전도성 아스팔트 혼합물 배합설계법 개발
- 실험실용 파일럿 유도가열 장치 개발
- 실험실 모사를 통한 아스팔트 포장 자가치유 가능성 평가
- 유도가열 자가치유 공법 현장적용성 제시
연구내용 및 범위 연구의 최종목표를 달성하기 위하여 다음과 같은 연구내용 및 범위가 필요하다.

○ 아스팔트 자가치유 문헌조사 및 메카니즘 현황조사
- 국내외 문헌 조사
: 선행 연구 분석
: 국내외 자가치유 연구조사
- 자가치유 메카니즘 조사 및 방법조사
: 자가치유 메카니즘 분석조사
: 자가치유 방법론 조사
: 자가치유 공법조사
: 자가치유 현장 적용사례 조사

○ 자가치유 아스팔트 포장
- 전도물질 개발 및 가공
: 경제적이면서 효율이크도록 전도물질을 가공법 개발
: 분산을 위한 크기별 가공

- 아스팔트 포장 적용을 위한 사전처리
: 아스팔트 혼합물 내 분산을 위한 사전처리(초음파 처리 및 고온처리)

- 아스팔트 혼합물 배합설계
: 최대 자가치유 효율화를 위한 골재분포 결정
: 아스팔트 혼합물 배합설계
: 전도물질 크기 및 조합에 따른 열전도 특성계수 평가
: 경제성 및 최대 열전도 특성을 가지는 자가치유 아스팔트 포장 배합설계법 개발
- 자가치유 극대화를 위한 미세구조 분석 :
: SEM을 이용한 미세구조 분석 및 혼합물 개발

○ 실험실용 자가치유 모사용 유도가열 장치 개발
- 유도가열장치 개발
: 가열장치 개발
: 온도측정장치 개발
: 깊이별 온도예측장치 프로그램 개발

○ 자가치유 아스팔트 혼합물 공용성 평가
- 전도물질 함유 아스팔트 혼합물 성능평가
: 아스팔트 혼합물 소성변형 저항성 평가
: 아스팔트 혼합물 피로균열 저항성 평가
: 아스팔트 혼합물 수분민감 저항성 평가

○ 아스팔트 콘크리트 포장 자가치유 실험실 모사 및 자가치유 성능평가
- 피로균열 모사 및 자가치유 시험
: 다양한 전도물질 아스팔트 혼합물시료 제작
: 피로균열 시험기를 장치를 이용한아스팔트 피로균열 모사
: 열전도특성 평가
: 다양한 전도물질에 따른 자가치유 능력 평가
: 아스팔트 혼합물 노후화 및 환경조건에 따른 자가치유 능력 평가
: 일반아스팔트 혼합물과 자가치유 성능평가


○ 실내시험시공 및 자가치유 아스팔트 포장 현장 적용성 검토
-1차년도 개발한 유도가열기를 이용하여 자가치유 성능 평가
-실내시험용 소규모 자가치유 아스팔트 포장 시공
- 실용화를 위한 개념도 아이디어 제공
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 *전도율 200%향상을 위한 전도물질 가공/전처리 및 아스팔트 혼합물 배합법 개발

전도성 물질 가공
아스팔트 혼합물 내 분산을 위한 사전처리공정 개발
자가치유 아스팔트 포장 재료 개발
미세구조 분석을 통한 전도성 물질의 아스팔트 혼합물내 분산 분석
실용실에서 자가치유 모사를 위한 유도가열기 시스템 개발

- 아스팔트 자가치유 문헌조사 및 메카니즘 현황조사
- 전도성 물질 가공
- 아스팔트 포장 적용을 위한 고분산 사전처리
- 자가치유 아스팔트 포장 배합설계법 개발
- 실험실용 자가치유 모사용 유도가열 장치 개발

연구성과 기술적 기대성과 -자가치유 아스팔트 콘크리트에 대한 원천기술 확보를 통해 해외기술 의존도 해소 및 세계 최고수준의 기술 경쟁력 확보로 아스팔트 콘크리트 분야
자가치유 기술 선도를 위한 발판 마련
-아스팔트 콘크리트 포장체의 안정성 확보 및 사용수명 200% 증대
-아스팔트 포장의 전도성 향상을 통한 자가치유 기술 습득 및 조기파손 방지로 인한 3-4년 피로균열 프리 도로포장 효과
-전도성 물질의 아스팔트 포장 적용을 통한 공용수명 향상효과
-특수개소포장의 피로균열 2배 감소효과
- 전도성 극대화 기술을 활용하여 융설포장개발 기대효과
사회 경제적 파급효과 - 아스팔트 콘크리트 포장체의 자가치유 기술로 사회기반 시설물 유지관리 비용절감 효과 기대
- 자가치유 아스팔트 콘크리트 포장체 적용기술을 통한 환경 및 에너지 절감효과 기대
- 본 과제를 통해 건설산업의 신성장 동력원으로 활용되어 건설산업의 국제적 위상 강화, 관련 기술의 자립화 및 기술 수출을 통해 국가이미지 제고에 기여
- 전도물질의 대규모 도로건설에 사용으로 관련 산업 활성화
-자율주행 자동차 주행에 적합한 도로포장 제공 및 기술복합 시너지 효과
활용방안 ○ 본 연구에서 개발되는 자가치유 아스팔트 콘크리트 개발은 향후, 아스팔트의 공용수명 증가 및 유지관리 체계의 패러다임을 변화시킬 수 있는 미래 원천기술의 확보를 통해 아스팔트 콘크리트 산업 뿐만 아니라 포장체의 품질평가 및 개량기술 분야의 활용성이 매우 클 것으로 기대됨
- 자가치유가 가능한 아스팔트 콘크리트 제조를 위한 원천기술로 활용
- 자가치유 아스팔트 콘크리트의 성능평가 방법 및 기준 설정의 기초자료로 활용
- 기존 포장체의 덧씌우기 및 신규 포장체에 활용
- 포장체 유지관리를 위한 자동화 장비 제작을 위한 원천기술로 활용
- 자가치유 아스팔트 콘크리트의 표준시험방법 개발 및 평가지표 개발에 활용
- 아스팔트 콘크리트의 자가치유 복합소재 활용 기술에 Know-how 활용

○ 본 원천기술의 확보를 토대로 자가치유 아스팔트 콘크리트의 실용화 기술이 체계적으로 이루어 진다면 아래와 같은 분야로의 활용이 기대됨.
- 국토교통부, 지방자치단체 등 도로시설물 관리기관의 기술전파를 통해 설계 반영 및 이를 통한 사업활성화

○ 건설사 및 중소기업(포장관련 시공사, 자가치유 소재기업 및 활용기업 등)에 기술지도 및 이전을 통한 개발기술 활용성 극대화.

○ 자가치유 아스팔트 콘크리트 기술을 활용하여 용도확대 방안 창출 및 이를 통한 사업활성화
- 자가치유 기술을 활용한 아스팔트 콘크리트 포장체의 자가진단 센싱 기술에 활용
- 자가치유 기술을 활용한 아스팔트 콘크리트 유지관리 장비 제조 기술에 활용

○ 미래 자율주행자동차에 적합한 한단계 업그레이드된 도로제공
- 자가치유 아스팔트 포장을 이용한 자율주행자동차 유지보수 프리 도로제공
- 자가치유 아스팔트 포장의 최소한의 유지보수 개입으로 인한 자율주행자동차 효율적인 운행
- 자율주행 기술을 접목한 자가치유 아스팔트 포장 유지보수 장비 개발
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 자가치유 열전도성 유도가열 아스팔트포장 피로균열
영문 Self healing Thermal Conductive Induction heating Asphalt Pavement Fatigue Cracking
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 유도가열(Induction_heater)_장치를_이용하여_자가치유_아스팔트콘크리트_포장_개발_최종보고서.pdf   다운로드
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