| 1차년도 |
본 연구의 최종목표로 설정한 “토공노반 최적두께 산정을 위한 설계표준 및 시공지침개발”은 신설철도 시공시 체계적이고 합리적인 설계방법으로 표준화된 설계방법으로 건설비 저감을 통해 경제성을 확보하며, 철도노반설계에 대한 모방기술을 탈피하여 선도할 수 있는 기틀을 마련하고 고속철도 기술보유국으로 기술력 자립을 목적으로 하였다. 이를 위해 3년의 연구기간으로 국내 노반토에 대한 동적물성값의 지반공학적 상관성분석, 노반최적두께 산정을 위한 설계도표 제시, 열차운행시 지반의 동적해석 프로그램 개발, 개발된 프로그램의 현장 적용성 평가, 설계 및 시공지침 등이 요구된다.○ 토공노반의 최적두께 산정을 위한 설계표준 및 시공지침 정립 - 철도노반두께 산정을 위한 설계도표 개발 - 철도노반 동적물성치 산정에 관한 연구 - 철도노반 동적해석 프로그램 개발
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우리나라 철도에서 강화노반에 대한 체계적으로 도입된 시점은 1991년 고속전철사업기획단에서 작성된 “고속철도 방토구조물 설계표준시방서해설(안)”이다. 그러나, 이때 개정된 설계표준시방서는 선진국(미국, 일본 등)의 설계기법과 설계기준을 그대로 도입한 수준이며, 본격적으로 2001년도에 들어와서 철도설계기준(노반편) 등에서 기준정립 및 체계화하여 현재까지 진행되고 있는 실정이다. 그러나, 이들 규정들의 대부분은 철도선진국 기준을 답습하여 모형 및 실 대형, 현장시험 등을 통해 국내에서 검증된 자료를 바탕으로 개정되지 못한 실정이다. 또한, 과거의 철도노반에 대한 연구는 무보수화를 위한 노반재료의 내구성 향상을 목적으로 하는 재료개발을 중점적으로 연구가 진행되어 왔으며, 근본적인 철도노반에 대한 열차하중에 따른 노반의 거동, 재료의 동적변형물성, 노반두께 등에 대한 심도있는 연구가 진행되지 않고 있었다. 따라서, 본 연구개발을 통해 열차하중에 대하여 도상, 노반, 노상부의 거동을 분석하고, 각 재료별 동적물성치 평가방법 및 동적물성치에 대한 정확한 산정방법에 대하여 연구를 수행하여 체계적이며, 철도노반에 대한 합리적인 방법을 도출할 수 있다. 또한, 철도전용 동적해석프로그램을 개발하여 각 부에 작용하는 기능 및 특징을 검토하여, 최종적으로 노반두께 최적화할 수 있는 철도노반자동화 프로그램을 개발하고자 한다.이를 위해 3년의 연구기간으로 국내 노반토에 대한 동적물성값의 지반공학적 상관성분석, 노반최적두께 산정을 위한 설계도표 제시, 열차운행시 지반의 동적해석 프로그램 개발, 개발된 프로그램의 현장 적용성 평가, 설계 및 시공지침 등이 요구된다. 토공노반 최적두께 산정을 위한 표준화 기술연구에서는 1차적으로 강화노반두께 실태조사 및 상태평가하고, 배수층 두께 검토 및 아스팔트 강화노반두께 효과검토, 노반두께 최적화 모델개발, 실대형 및 현장부설시험을 통한 노반두께 적절성평가, 설계자동화 프로그램 개발, 경제성 평가, 공법활용방안, 설계지침작성을 수행하고, 철도노반두께 산정을 위한 설계도표 개발에서는 철도노반 두께 산정방법 검토, 철도노반 허용탄성침하량, 소성침하량 기준 분석, 열차하중에 따른 수직하중 분담율 분석, 노반재료에 따른 노반두께 영향성 평가, 최적노반두께 산정을 위한 설계도표 및 프로그램개발을 수행한다.또한, 철도노반 동적물성치 산정에 관한 연구에서는 철도노반재료의 설계동적 변형계수 산정, 철도노반재료물성의 D/B 및 활용방안수립, 운행선상에서 지반 동적물성치의 측정방법을 위한 지침서 개발을 하고, 철도노반 동적해석 프로그램 개발에서는 자동 Data 생성 프로그램 개발, 철도노반 동적해석 프로그램 개발, 개발된 프로그램의 실용화를 위한 개발프로그램 타당성평가를 수행한다.
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