| 6차년도 |
□ 1세부: 친환경 저비용 에코 아스팔트 도로포장 기술- 시험시공 및 중온형 현장 표층 재활용 시공장비 개선- 상온 재활용 아스팔트 혼합물 생산설비 구축 및 현장적용- 긴급조수용 상온 현장 재활용 공법 시방서 작성- 박층 중온 재활용 아스팔트 시험 시공 및 경제성 분석□ 2세부: 친환경 저비용 에코 콘크리트 도로포장 기술- 저비용 롤러전압다짐콘크리트 포장의 현장 적용- 경량기포 레미콘을 이용한 2층 콘크리트포장 추적조사 및 분석- 고내구성 콘크리트 포장의 생산 및 현장 적용성 연구
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□ 1세부: 친환경 저비용 에코 아스팔트 도로포장 기술- 시공장비 현장 적용성 및 시스템 평가- 시공장비 시스템 점검- 중온화 현장 표층 재활용 아스팔트 혼합물의 성능평가- 시험포장 구간 포장 상태 모니터링- 혼합 및 포설 장비에 대한 장비보완 - 시험시공 구간의 공용성 추적조사- 중온 박층 재활용 아스팔트 시험 시공- 중온 재활용 아스팔트 포장의 경제성 분석□ 2세부: 친환경 저비용 에코 콘크리트 도로포장 기술- 장단기 모니터링을 통한 연구결과의 검증- 구조적/기능적 성능평가 및 개선방안 도출- 최종 장비개발 및 적용 구간 별 최적의 장비운용안 제시- 2차년도 시험시공관련 추적조사 및 분석- 3차년도 현장적용 시험 추적조사 및 분석- 고내구성 콘크리트 포장의 현장 적용을 위한 최적 현장 배합설계- 고내구성 콘크리트 포장용 건설신소재, 생산방법, 시공방법에 대한 지적재산권 추진- 고내구성 콘크리트 포장의 현장 적용성 평가(1차/2차 시험시공)
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
□ 1세부(친환경 저비용 에코 아스팔트 도로포장 기술)- 현장에서 100% 순환골재를 재활용 할 수 있는 재생첨가제를 개발하여 노후된 아스팔트 포장을 가열하여 절삭하는 단계에서 발생하는 유해가스 배출을 최소화하고 연속시공 장비의 규모를 슬림하게 제작하여 고속도로뿐만 아니라 지방도 등에 적용 가능함. - 중온 현장 표층 재활용 공법 적용시 천연골재 저감 및 가열온도 저감으로 연간 CO₂배출량 10만톤, 약 300억원 공사비 절감- 일반 아스팔트 포장 (1km당(일반국도) 공사비 약 1억 2천만원 수준) 유지보수 대비 약 20% 비용절감 - 상온 재생 혼합물의 이론적, 시험적 검증을 통해 기초 기술 및 핵심 요소 기술 확보- 국내 도로상황 및 기후에 맞는 표층용 상온 재생아스콘 시공 지침 제시- 기존 가열 아스팔트 공법을 대체할 수 있는 친환경·저비용·고성능의 상온 재활용 아스팔트 공법 개발을 통한 국내외 도로포장 분야 기술 선도- 폐아스콘 재생 공법을 표층에 적용한 연구 결과가 실용화 된 사례는 없음. 따라서 속경성 유화아스팔트 원천 기술 및 장비 개발 기술력 확보에 따른 해외 기술 경쟁력 확보- 폐아스콘용 속경성 유화아스팔트 개발로 연계 공법 적용 방안 토대 마련- 생산 및 시공온도의 절감을 통한 가열에너지 30% 절감을 통한 온실가스 및 유해가스 배출량 저감- 순환골재, 슬래그 골재 70%이상 재활용을 통한 자원의 절약 및 국내외 중온, 박층, 순환골재, 슬래그 골재의 포괄적 포장시스템 개발□ 2세부 :친환경 저비용 에코 콘크리트 도로포장 기술- 롤러전압다짐 콘크리트 포장공법은 수화 반응에 의한 강도 발현과 함게 롤러 전압을 통하여 내부에서의 골재 맞물림 효과를 증진시켜 상대적으로 적은 시멘트 사용에도 불고하고 높은 강도를 발현하여 우수한 구조성능을 확보함. - 일반 콘크리트포장에 비해 적은 단위 시멘트량을 사용하여 CO2 발생을 저감하고 간소한 시공절차, 신속한 시공송도 및 조기교통개방을 확보하여 경제성 및 친환경성을 가짐. - 콘크리트 내부 공극이 최소화 되고 분산되어 조밀한 기포간격계수 및 수밀성이 증대된 롤러전압다짐 콘크리트포장은 수분에 의한 공극의 포화를 방지하고 동결로부터 발생되는 팽창압을 완화시켜 우수한 환경저항성 확보 가능함.- 경량기포 레미콘을 이용한 2층 콘크리트포장의 경우 숏크리트 공법을 적용하여 기포의 볼베어링 효과를 크게 증가시켜 재료의 분산효과에 기여할 것으로 판단됨.- 경량기포 레미콘의 결점을 보완 시공시에 소요되는 강도에 부합하는 제조기술을 확보하며, 제조기술의 표준화된 규격 제시가 가능.- 경량기포 레미콘을 토목구조물 뒤채움제나 성토에 적용하여 시공성개선, 기계화시공이 가능하여 경제적효과 기대되며, 해외에서 오래전부터 사용되어진 경량기포콘크리트 성토재를 국산기술화 하여 외국기술 도입시의 기술료 지불등의 경비를 절약하고 경량기포콘크리트에 혼입하는 산업부산물을 사용하여 자원 활용의 효과를 극대화할 수 있음.- 기존의 콘크리트 산업이 자연 및 지구환경에 대한 부정적 재료로 인식되어 왔으나, 본 연구결과를 통하여 개발된 환경친화형 저비용 건설재료는 콘크리트 산업이 국가적/사회적 신뢰성을 확보하는데 일조할 수 있음.- 본 연구를 통하여 개발된 고내구성 콘크리트 포장 재료 및 공법은 향후 국제표준 제정을 위한 데이터로 활용 가능함.
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| 사회 경제적 파급효과 |
□ 1세부(친환경 저비용 에코 아스팔트 도로포장 기술)- 폐아스콘 발생량의 50% 이상을 재활용할 시, 연간 약 900억 원 이상의 예산 절감 효과를 기대(환경부 보도 자료, 2009). 순환골재 사용률이 70~100%일 시, 생산 비용 절감 및 천연골재 대체 효과로 그 이상의 경제 효과를 올릴 것으로 예상.- 공사시 지정체 시간 및 공사구간 감소로 인한 부대비용 감소 - 폐아스콘 상온 재생 기술력 확보로 해외 건설 시장 창출- 무가열 공정에 의한 에너지 및 환경오염 절감 - 기존의 일부 골재로서 사용하던 재활용 공법에 비해 폐아스콘의 재활용률을 40~80%까지 크게 증가시켜 재활용 아스콘 산업의 기술 발전 예상- 상온 재생 아스팔트 포장 공법의 선진화된 기술 전파로 건설 시장의 국제적 협력 관계에서 기술적, 사회적 우위를 확보- 폐아스콘의 재활용률 제고에 따른 경제적 비용 절감- 합리적 도로 유지보수로 예산 절감 및 파손 예방에 따른 추가 비용 절감- 국외 도로 유지보수 산업 진출 시 기술력 우위 차지- 석산 개발 최소화로 인한 환경 보존 효과- 가열 공정이 없는 상온 재생 아스콘 공법으로 인해 가열식 아스콘 공법 대비 톤당 약 7,000원 이상의 원가 절감 효과 기대(환경부 보도자료, 2009)- 기존 가열아스팔트를 활용한 유지보수 포장 공법 대비 교통 개방시간 1시간 이상 단축으로 인한 관련민원 및 교통 지체해소 □ 2세부 :친환경 저비용 에코 콘크리트 도로포장 기술- 친환경성을 나타내는 롤러 전압 콘크리트 포장 공법의 적용을 통하여 일반 콘크리트 포장 공법과 비교 시 단위 시멘트량의 사용을 감소시킴으로서 CO2 발생량을 저감할 수 있고 온실가스로 인한 환경오염을 최소화 할 수 있음.- CO2 발생은 장비 운용 측면에서 일반 콘크리트 포장에 비해 1/3 정도로 감소시킬 수 있음.- 재료적인 측면에서 시멘트 생산 시 크랭커 생산과정에서 0.901ton-c/ton의 CO2가 발생되므로, 사용 시멘트의 저감을 통하여 1km 시공 시 시멘트량이 72ton(폭 3.6m, 두께 20cm)이 감소되므로 총 65ton-c의 CO2량을 감소시킬 수 있음. 또한 저속 및 고속구간에 대한 콘크리트 포장 건설이 약 1,000km(1차로 기준) 시공되므로 저비용 고효율 롤러전압콘크리트포장 공법으로 대체할 경우 연간 약 65,000ton-c의 CO2 발생량을 감소 시 킬 수 있음.- 최근 들어 이러한 탄소 발생에 따른 탄소 환산 톤당 약 300달러를 탄소세로 부과함으로 연간 약 210억원의 탄소세 절감이 가능할 것으로 판단됨.- 현재 대다수의 2층 콘크리트포장은 2대의 페이버와 2개의 배치프랜트를 활용하여 시공을 실시하는 반면 본 연구를 통하여 개발되는 경량기포 레미콘을 이용한 2층 콘크리트포장의 경우 1대의 페이버에서 상부층과 하부층의 포설을 실시할 수 있고 동일한 보통 콘크리트를 가지고 현장에서 직접 재료의 성능을 분리할 수 있으므로 기존 2층 콘크리트포장에 비하여 경제적임.- 경량기포 레미콘을 토목구조물 뒤채움제나 성토에 적용하여 시공성개선, 기계화시공이 가능하여 경제적효과 기대되며, 해외에서 오래전부터 사용되어진 경량기포콘크리트 성토재를 국산기술화 하여 외국기술 도입시의 기술료 지불등의 경비를 절약하고 경량기포콘크리트에 혼입하는 산업부산물을 사용하여 자원 활용의 효과를 극대화할 수 있음.- 현재 사용 중인 콘크리트 포장의 경우 많은 양의 시멘트 사용에 따른 콘크리트 포장 재료의 비용 및 CO2 가스에 대한 부담감이 있으나 본 연구를 통하여 개발된 포졸란계 산업부산물을 활용한 고내구성 콘크리트 포장기법은 시멘트 량의 절감으로 인한 비용 절감과 CO2 가스의 발생을 줄일 수 있음.- 산업부산물인 포졸란 재료의 고성능화 원천기술 확보를 통해 콘크리트 포장 관련 신설재료 및 보수재료애 대한 신산업 창출에 활용할 수 있음.- 또한, 포졸란 재료를 사용한 고내구성 콘크리트의 기법 개발은 콘크리트 포장의 고품질화를 가능하게 하며, 이에 따른 유지관리 비용절감 및 도로포장의 서비스 수준을 향상
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| 활용방안 |
□ 1세부(친환경 저비용 에코 아스팔트 도로포장 기술)- 현재 사용하고 있는 절삭 후 아스팔트 덧씌우기 공법은 절삭 후 발생되는 폐아스팔트를 저장소까지 운반하는데 운송비가 발생하고 있음.- 절삭한 폐아스팔트를 현장에서 바로 재활용함으로써 운송비 절감, 자원보호 및 환경 보전, 운송 시 발생되는 CO2 저감 등 친환경적임.- 현장에서 바로 절삭 후 재사용함으로서 폐아스팔트 콘크리트의 품질관리가 용의하고 양질의 재생 아스팔트 콘크리트 생산 가능 - 국내 최초 현장 중온 재활용 아스팔트 장비 개발 기술력 확보를 통하여 동남아지역에 기술 이전에 따른 수입 창출- 폐아스콘을 활용한 상온 재생 아스팔트 포장 생산 및 시공 기준 개발을 통한 품질 및 국내 기술력 제고- 재생고무 분말을 활용한 개질 유화 아스팔트 및 무시멘트 계열 무기질 첨가제의 제품화를 통한 국내외 상온 재생 아스팔트 포장 시장 선점- 아스팔트 순환골재를 고부가가치 재료로의 활용도 증대- 상온 재생 아스콘 혼합물 배합설계 방법에 대한 합리적 방안 정립 및 상온 재생 아스콘 포장 시방 기준 마련- 조기교통개방이 가능하며 친환경·저비용 긴급도로보수 공법의 도심지 도로포장 유지보수공사에 적극적 활용- 지자체 및 관련업체를 통한 긴급 도로 보수 장비의 사업화- 선진 외국보다 앞선 기술력 확보로 공법 및 장비의 해외 수출 - 연구에서 산출된 아스팔트 개질제와 바인더는 제품화하여 국내외 아스팔트 포장의 포괄적 적용 및 슬래그 골재와 폐아스콘을 혼합한 박층 아스팔트 포장 기술 개발- 개발된 박층 중온 재활용 아스팔트 포장 공법 기술의 신기술화에 따른 중소 건설회사 및 아스팔트 회사 등에 기술이전□ 2세부 :친환경 저비용 에코 콘크리트 도로포장 기술- 롤러 전압다짐 콘크리트 포장 공법의 생산, 시공 및 품질관리 기준을 활용하여 고속도로 휴게소, 주차장, 컨테이너 항만포장 및 기계화경작로 등의 저속구간 및 고속도로 길어깨 및 국도 등의 고속구간 등의 적용이 가능할 것으로 판단됨. - 아시아 일부국가의 경우 도로 포장률 및 도로밀도가 매우 저조하다. 따라서 저비용 롤러전압콘크리트포장 공법 개발을 통하여 포장률이 저조한 아시아 각국으로의 해외사업 추진이 가능할 것으로 판단됨.- 경량기포 레미콘을 이용한 2층 콘크리트포장 기법은 1대의 페이버를 가지고 2층 콘크리트포장을 시공할 수 있으며, 상부층과 하부층의 각각 다른 재료를 생산하기 위한 2개의 배치플랜트를 사용하지 않아 경제적인 2층 콘크리트포장의 시공이 가능함.- 본 연구의 2층 콘크리트포장은 하부층은 보통 콘크리트를 사용하고 상부층은 경량기포 레미콘을 이용하여 고성능 콘크리트를 사용하여 내구성이 확보되고 상부층의 저소음 콘크리트포장 기법을 적용하여 사용자의 편의를 도모함.- 2층 콘크리트포장의 연구결과는 특허를 통한 지식재산권 확보와 함께 신기술을 취득하여 사업화를 추진코자 함.- 본 과제는 콘크리트 포장 구성재료 중 시멘트 사용량을 30% 저감시키는 기술로써, 시멘트 사용량 감소 및 포졸란계 산업부산물 활용에 따른 CO2 배출량 저감을 통하여 지구온난화 및 환경오염 문제를 능동적으로 대처할 수 있음.- 콘크리트 포장의 목표내구수명 30년을 확보한 고내구성 콘크리트 개발을 통하여 콘크리트의 유지관리 비용 절감 및 포장도로분야 국가 경쟁력 향상에 기여할 수 있음.- 포졸란계 건설재료의 생산 및 고도화 기술 개발에 따른 생산기술의 확보를 통하여 콘크리트 포장 건설재료 분야의 해외진출 및 기술수출이 가능함.- 신뢰도 높은 건설신소재 개발로 인한 콘크리트 포장 생상업체, 시공업체, 설계업체 등 건설업체와의 기술공조 및 전략적 컨소시엄 가능- 도로구조물의 성능향상을 위한 보수 시스템 개발로 인한 사회기반 시설물인 콘크리트 도로 포장의 예측 가능한 보수시기 및 공법적용으로 콘크리트 포장의 장수명화를 도모함.
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