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보고서 상세정보

고속화에 대응한 철도 아스팔트 노반 및 궤도구조 개발
Development of Asphalt Roadbed and Track System suited to Speed Up

  • 과제명

    고속화에 대응한 철도 아스팔트 노반 및 궤도 구조 개발

  • 주관연구기관

    한국철도기술연구원
    Korea Railroad Research Institute

  • 연구책임자

    이성혁

  • 참여연구자

    그외 다수   신민호   여인호   엄기영  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-12

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국철도기술연구원
    Korea Railroad Research Institute

  • 등록번호

    TRKO201600002097

  • 과제고유번호

    1711032773

  • 키워드

    아스팔트콘크리트 궤도,아스팔트콘크리트 도상,무도상 궤도,노반 설계법,아스팔트콘크리트 혼합물asphalt concrete track,asphalt concrete trackbed,ballastless track,design for roadbed,asphalt mixture

  • DB 구축일자

    2016-05-28

  • 초록 


    Ⅳ. Research Product
    ○ Developlment of Asphalt Concrete Track according to Track System
    ▪ Established mass production system...

    Ⅳ. Research Product
    ○ Developlment of Asphalt Concrete Track according to Track System
    ▪ Established mass production system of railway asphalt mixtures
    - New production method by improving melting system
    - Determination of proper mixting time and temperature
    - Research on optimal delivery method to asphalt plant
    ① Asphalt binder modifier (ARM: railway asphalt modifier)
    ② Inject the modifier (ARM: weigh and inject)
    ③ Mix the modifier with asphalt binder (5 hours at 180℃)
    ④ Delivery to asphalt plant

    ▪ Evaluation of field construction ability
    - Determination of optimal thickness of asphalt concrete trackbed to ensure appropriate density
    - Evlaution of compacting machine to reduce surface irregularity
    - Calibration of non-destructive density measuring device
    ① Spreading asphalt mixture by a finisher
    ② Compaction of base layer (three courses)
    ③ Compaction of intermediate layer (three courses)
    ④ Compaction of surface layer (three courses)

    ▪ Material properties of asphalt concrete mixtures
    - Dynamic modulus of asphalt mixture for intermediate layer
    - Development of a linear-viscoelstic model using dynamic modulus mastercurve
    - Development of a linear viscoelastic creep model using creep tests

    ○ Performance evaluation of a direct fastened asphalt concrte track bed
    ▪ Fatigue resistance, rutting resistance
    - Fitigue resistance: 4-Points Bending Beam Fatigue Test
    - Rutting (permanent deformation) resistance: FN(Flow Number) Test

    ○ Visco-elastic properties of asphalt concrete

    ○ Development of a wide sleeper for asphalt concrete trackbed
    ▪ Optimization
    - Optimization of a wide sleeper considering temperature load
    - Optimization of cross-section for transverse displacement stoppers

    ○ Development of PST system for asphalt concrete track
    ▪ Slab panel
    - Development slab panel type asphalt concrete track
    - Manufactured a mold and prototype for slab type sleeper
    - Performance evaluation of components
    - Panel design for transient zone in asphalt concrete track

    ○ Optimization and performance verification of a horizontal movement stopping device
    ▪ Optimization of a horizontal movement stopping device
    - Development of proper anchoring method
    - Maximization of resistance of horizontal movement
    - Outline of a horizontal movement stopping device
    ▪ Performance evluation of a horizontal movement stopping device
    - Improvement of horizontal resistance comparing with the existing method

    ○ Performance evaluation of asphalt concrete track
    ▪ Test on horizontal movement resistance
    ▪ Inclined full-scale test: fatigue cracking
    - Testing conditions: max. Cant at 40℃
    - Performance evaluation: earth pressure, displacement
    ▪ Full-scale test as a function of loading frequency and temperature
    - Performance evaluation: earth pressure, displacement, strain of asphalt layer

    ○ Design for thickness of asphalt layers
    ▪ Numerical analysis on asphalt concrete track
    - Model wide sleeper section and panel type section using ABAQUS
    - Suggestion of design factors through numerical analysis
    - Perform numerical analysis on asphalt concrete structure
    ▪ Design chart for determination of asphalt concrete thickness
    - Development of design chart for thickness of asphalt conrete layer considering fatigue cracking and permanent deformation of asphalt and sublayers
    - Determine the optimal thickness of asphalt layer using the design chart
    - Development of catalog design method for asphalt concrete track

    ○ Performance evaluation of interface and transient area in asphalt track
    ▪ Interface in asphalt concrete track
    - Applied transverse slope in curved area into reinforced soil layer and asphalt concrete trackbed in order to increase compactibility and homogeneous elasticity of asphalt concrete
    ▪ Performance evaluation of transient zone by numerical analysis


    본 연구에서는 아스팔트콘크리트를 이용한 고속 대역에 적합한 신개념 노반 및 궤도 구조를 개발하고 철도 특성을 반영한 아스팔트콘크리트 개질제 및 혼합물 개발을 최종목표로 하고 있다. 당해연도는 4차년도 연구로서 3차년도에서 개발한 철...

    본 연구에서는 아스팔트콘크리트를 이용한 고속 대역에 적합한 신개념 노반 및 궤도 구조를 개발하고 철도 특성을 반영한 아스팔트콘크리트 개질제 및 혼합물 개발을 최종목표로 하고 있다. 당해연도는 4차년도 연구로서 3차년도에서 개발한 철도용 아스팔트 혼합물 및 배합설계법에 대한 공인인증시험기관으로부터의 성능검증, 현장적용성 평가 및 대량 생산 공정을 확립하였고 지속적인 개발품의 성능 개선을 실시하였다. 또한 개발된 아스팔트콘크리트 궤도의 구성품에 대한 정동적 휨시험 및 피로시험을 수행하고 조립 시험으로서 경사반복재하시험 및 궤광 수평변위 저항성능 시험을 수행하였다. 주요 연구 내용을 요약하면 다음과 같다.
    ○ 철도용 아스팔트 혼합물 및 배합설계법 공인인증기관 성능검증
    ○ 광폭 침목과 슬래브 패널에 대해 공인인증기관으로부터 EN 13250-2/5에 의거한 정동적 휨강도시험과 피로시험을 통한 성능검증
    ○ 수평변위 장치용 전단앵커 공시체에 대한 전단시험 수행
    ○ 아스팔트콘크리트 궤도 조립시험으로서 경사하중 반복재하시험 및 종횡방향변위 저항성 시험 수행
    ○ 확률적 LCC 분석
    ○ 아스팔트콘크리트 궤도 설계법 개발
    ○ 아스팔트콘크리트 궤도 인터페이스 분석 및 접속부 설계


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 6
    4. 요약문 ... 7
    5. SUMMARY ... 20
    6. 목차 ... 35
    7. 표목차 ... 37
    8. 그림목차 ... 42
    9. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 53
    10. 제1절 연구개발의 필요성 ...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 6
    4. 요약문 ... 7
    5. SUMMARY ... 20
    6. 목차 ... 35
    7. 표목차 ... 37
    8. 그림목차 ... 42
    9. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 53
    10. 제1절 연구개발의 필요성 ... 53
    11. 제2절 연구개발 목표 및 범위 ... 55
    12. 1. 연구개발의 최종 목표 ... 55
    13. 2. 연구내용 및 범위 ... 57
    14. 제2장 국내외 기술개발현황 ... 59
    15. 제1절 국내외 특수 아스팔트 현황 ... 59
    16. 1. 국외 철도 아스팔트 현황 ... 59
    17. 2. 국내 아스팔트 현황 ... 67
    18. 제2절 철도 아스팔트콘크리트 노반 및 궤도 현황 ... 80
    19. 1. 국외 철도아스팔트 노반 및 궤도 설계법 ... 80
    20. 2. 국외 아스팔트콘크리트 궤도 현황 및 특성 ... 94
    21. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 107
    22. 제1절 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트 혼합물 개발 ... 107
    23. 1. 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트의 현장 생산성 평가 ... 107
    24. 2. 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트 혼합물 평가에 의한 현장생산 및 시공 ... 132
    25. 3. 아스팔트콘크리트 도상용 아스팔트 혼합물의 물성 정량화 ... 170
    26. 제2절 아스팔트콘크리트 궤도시스템 개발 ... 186
    27. 1. 아스팔트콘크리트 궤도용 광폭침목 성능평가 ... 186
    28. 2. 아스팔트콘크리트 궤도용 패널 성능평가 ... 212
    29. 3. 아스팔트콘크리트 궤도 접속부 침목 개발 ... 222
    30. 4. 아스팔트콘크리트 궤도 접속부 패널 개발 ... 232
    31. 제3절 수평변위 저항장치 개발 ... 260
    32. 1. 개발배경 ... 260
    33. 2. 아스팔트콘크리트 궤도 종·횡저항력 시험 ... 261
    34. 3. 수평변위저항장치 개발 ... 266
    35. 4. 수평변위 저항장치 L형강 구조해석 ... 272
    36. 제4절 아스팔트콘크리트 궤도 시스템 성능평가 ... 274
    37. 1. 아스팔트콘크리트 궤도 경사피로시험 ... 274
    38. 2. 온도를 고려한 정적 실물재하실험 ... 281
    39. 제5절 확률적 LCC분석을 통한 경제성 분석 ... 291
    40. 1. 아스팔트 궤도구조의 LCC 분석 개요 ... 291
    41. 2. 생애주기비용(LCC) 분석방법 ... 291
    42. 3. 위험도 평가(PRA) 분석방법 ... 294
    43. 4. 분석방법별 LCC 분석결과 ... 300
    44. 5. LCC 분석을 위한 분석조건 ... 306
    45. 6. 궤도구조별 전과정 평가(LCA) ... 309
    46. 제6절 아스팔트콘크리트 도상 두께 설계 ... 317
    47. 1. 유한요소해석에 의한 도상 두께 결정 ... 317
    48. 2. 아스팔트콘크리트 도상 두께 결정 설계차트 개발 ... 349
    49. 제7절 아스팔트콘크리트 궤도용 인터페이스 및 접속부 성능평가 ... 365
    50. 1. 아스팔트콘크리트 궤도 인터페이스 검토 ... 365
    51. 2. 아스팔트콘크리트궤도 접속부 성능평가 ... 376
    52. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 394
    53. 제1절 연구개발목표 달성도 ... 394
    54. 제2절 관련 분야 기술발전에의 기여도 ... 396
    55. 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 397
    56. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 398
    57. 제7장 참고문헌 ... 400
    58. 끝페이지 ... 413
  • 참고문헌

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