| 초록 |
□ 연구개요 ○ 최근 이상기후로 인한 국지성 폭우와 불투수 포장의 증가로 침수피해가 발생하고 있으며, 문제 개선 방안으로 투수성 포장에 대한 관심 확대 ○ 투수성 포장은 표면의 공극을 통해서 강우가 흘러 들어가 하부 골채 층에서 물을 일시적으로 저장하거나 원활하게 배수 할 수 있도록 유도하여, 운전자 안전 및 포장의 수명 증진에 큰 역할을 함 ○ 투수 포장에서의 구조적 지지력과 투수성능은 상호보완적 관계로 최적의 투수 포장 설계 방법을 제시할 필요가 있으며, 특히 투수성은 시간이 지남에 따라 공극 막힘으로 인해 기능저하가 우려되어 집중 연구가 필요함 ○ 강우 시 물의 양과 흐름 그리고 속도를 토대로 미세 입자의 이동을 이산요소법을 이용하여 규명하고, 공용 기간에 따른 투수 성능을 검토하여 기능성 향상을 위한 최적 기층 배합을 제시해야 함 □ 연구 목표대비 연구결과 ○ 투수 포장 내의 미세 입자 이동을 입증하고, 이와 같은 현상이 기층의 구조적 기능 손실에 미치는 영향에 대한 연구 - Micro-level에서 기층 입자의 움직임을 DEM-CFD 커플링을 통해 해석하였으며, 투수 포장 시스템 관점에서 입자의 움직임에 따른 공극 막힘 및 공극 기하 구조의 변화를 모사하여 기능 저하 메커니즘을 검토하였음 - 구체적인 투수 기층의 투수성 및 구조적 기능 손실을 실내 실험과 모델링 비교를 통해 검증 ○ 투수 블록 포장에서의 단차와 국부적 침하/융기를 구조적으로 평가 - 투수 기층에서의 침식은 다공성 물질의 기하학적 재배열을 통해 공극 크기의 변화 및 양의 증가 그리고 이에 따른 지지력 감소를 야기하므로 투수 포장 시스템 전체의 안정성을 평가하기 위한 파라메타 설정 - 블록 포장 내 수리학적 활동에 의한 국부 침하/융기 그리고 전단에 의한 단차를 연구하고, 이를 평가할 수 있는 평가 방법론을 제시하였음 ○ 투수 포장 통합 설계 방법론 개발 - 투수 블록 포장이 가질 수 있는 파손 중 구조적으로 예측 가능한 것(러팅, 횡방향 이동, 단차, 국부적 융기)과 기능적인 능력(첨두 유출 지연 시간, 강우 저장 용량, 침식 발생)을 고려한 수명 추정 모형을 이용하여 다양한 교통 하중 조건과 수문학적 강우조건에 따른 통합 포장 설계법을 제안 □ 연구개발결과의 중요성 ○ 기층 내 미세입자 거동을 이해하고 투수 및 구조적 조건을 고려한 설계방법을 제시하여 투수 블록 포장 시스템의 주된 파손인 러팅, 횡방향 이동, 단차, 국부 융기, 투수성 감소, 그리고 범람 등의 문제를 감소시킬 수 있음 ○ 다공성 재료 안에서 위쪽과 아래쪽 물의 흐름을 이해함으로써 어느 방향이 침식 또는 강도에 결정적인 영향을 주는지 알 수 있고, 수리학 또는 환경공학 분야에서도 적용할 수 있음 ○ 투수 포장 설계 방법을 향상시킴으로써 적용범위를 주차장에서 일반 국도, 고속도로, 공항 유도로, 또는 항만에도 적용할 수 있는 기반이 됨 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
