• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권12호
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• pp.13-23
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• 2017

본 논문에서는 운영 중인 철도노반의 침하에 대응하고자 노반보강 재료와 공법에 대한 내용을 다루었다. 국내에서는 도시철도와 고속철도, 그리고 일반철도에 콘크리트궤도가 도입되고 있지만 최근 시공된 일부구간에서 콘크리트궤도의 노반침하가 발생되고 있고, 유지보수에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 철도 안전운행을 위해 침하된 철도노반의 보강이 시급하지만 현재까지 운영중인 철도노반의 보강에 대한 시공사례는 전무한 상태로서 노반 보강에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 최초로 시도되는 운영 중인 철도노반을 보강하기 위해 지반보강 재료들을 통해 노반 보강의 목표성능을 선정하였고, 이에 침투성능 및 고결성 주입효과 등을 확인하여 목표성능의 만족여부를 판단하였다. 연구 결과 일반적으로 쓰이는 지반보강재료 및 공법들은 철도노반 보강의 적용을 위해 개선이 필요하다는 것이 확인되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.11-20
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• 2014

짧은 보강재를 적용한 강성벽 일체형 보강노반의 시공 중 거동에 대하여 고찰하고 안정성을 평가하였다. 우선 시공하중 상태에서 안정성이 확보될 수 있는 최소보강재 길이에 대한 이론적 고찰을 수행하고, 기존 설계기준 적용 보강재 길이(70%, 0.70H)와 짧은 보강재(35%, 0.35H) 및 장 보강재를 혼용하는 보강재 설치 패턴에 대한 경제성을 비교하였다. 높이의 30%(0.30H), 35%(0.35H), 40%(0.40H) 적용 보강노반의 시공 중 안정성을 검증하기 위하여 실물 단선용 철도노반 높이*폭*길이(5m*6m*20m)에 대한 현장시공을 실시하였다. 총 51개의 센서를 노반 내부 및 보강재에 설치하여 침하, 배부름 및 응력 변화를 확인하였다. 이를 통하여 짧은(0.35H, 높이의 35%) 지오그리드를 적용한 보강노반의 변형 및 발생 응력수준이 시공 중 안정성을 확보할 수 있는 허용범위 이내인 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.15-22
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• 2013

도상구조의 자갈(연성)에서 콘크리트(강성)로의 변화는 이를 지지하는 철도 노반구조에서도 보다 엄격한 변형 규제에 적합한 신형식 철도보강노반 구조를 요구하고 있다. 본 논문에서는 공용 후 잔류침하를 최소화할 수 있으면서도 대용량 반복하중이 작용하는 철도노반 영구구조물로서의 기능을 유지할 수 있는 강성벽 일체형 철도보강노반의 설계 특성을 평가하기 위한 민감도 분석을 실시하였다. 개발한 설계프로그램을 이용하여 단보강재와 장보강재의 간격, 보강재 강성 등 설계 입력변수 변화에 따른 원호활동, 전도 및 활동파괴에 대한 안전율 및 발생 부재력을 평가하였다. 이를 통하여 철도보강노반에서는 높이의 40%(0.4H)의 짧은 보강재를 연직간격 0.4m로 적용할 수 있으며 보강노반 적용을 위한 원지반 조건 등을 평가할 수 있었다. 또한, 철도보강노반을 구성하는 벽체와 보강재 연결구조의 중요성, 벽체 경계조건에서의 변위 허용구조 적용을 통한 하중 재하 시 발생 최대휨모멘트를 저감시키는 설계상의 특징을 파악할 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.9-19
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• 2021

본 논문에서는 침하된 철도노반 보강을 위한 아크릴레이트의 보강 성능에 대한 내용을 다루었다. 콘크리트궤도는 궤도유지보수 비용의 절감과 궤도파괴에 높은 저항력을 가지는 장점이 있다. 하지만 최근 콘크리트궤도에서의 노반침하가 발생하고 있고, 이에 대한 유지보수에 어려움을 겪고 있기 때문에 철도 운행에 안전이 우려되고 있다. 현재 국내에서는 콘크리트궤도의 노반침하에 대한 방안으로 궤도복원공법을 통한 유지보수를 시행중에 있지만 노반 자체를 보강할 수 없기 때문에 지속적인 재침하가 발생할 수 있으며, 철도노반 보강에 대한 연구 및 현장적용 사례는 극히 드물어 철도노반을 보강하기 위한 보강재료 및 공법의 개발이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 철도노반의 보강재료로 아크릴레이트 약액을 선정하였으며, 실내실험을 통해 아크릴레이트 약액의 보강성능을 분석하였다. 그 결과 1×10^-4cm/sec 투수계수에 침투가 가능하며, 일축압축강도 0.5MPa/30min, 강성 80MPa 이상 확보하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.31-42
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• 2015

강성벽 일체형 철도보강노반의 열차하중 하에서의 성능을 평가하기 위하여 실물 단선 철도 노반과 동일한 규모인 높이*폭*길이(5m*6m*20m)의 보강노반을 건설하였다. 철도보강노반은 높이의 30~40%의 짧은 보강재와 강성벽체, 보강재 연직배치간격 30와 40cm를 적용한 특징이 있다. 경제성 및 시공성 향상을 위하여 강성벽체와 보강토체와의 일체화 연결방식을 3종류(용접형, 힌지볼트형, 굵은 철사형)로 다르게 설계하였다. 철도 설계하중 50kPa의 19.6배에 해당되는 0.98MPa (최대시험하중 5.88MN) 최대하중에 대하여 2회 정하중 재하시험을 실시하였다. 철도보강노반의 성능은 파괴에 대한 안정성, 지지력과 침하, 벽체 발생 수평변위, 보강재 발생 변형률에 대한 검토로부터 평가하였다. 실물 실대형 시험결과로부터 높이의 35% 수준의 짧은 보강재와 힌지 볼트형 연결방식을 채택한 강성벽체 일체형 철도보강노반에서 40cm의 보강재 연직간격을 적용하여도 열차 설계하중 하에서 좋은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.23-31
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• 2023

콘크리트 궤도의 침하는 고속열차의 안전한 운행을 크게 저해할 수 있으며 복구에 상당한 비용이 소요되므로 최근 큰 문제로 대두되고 있다. 침하의 가장 큰 원인 중 하나는 터널공사의 부산물로 발생하는 암석재료를 적정한 입도분를 가진 토사 혼합 없이 하부노반 성토에 사용하기 때문으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 암석재료로 성토된 하부노반의 부분 보강으로 인한 침하억제 효과를 수치해석으로 평가하였다. 하부노반에 일정하게 배치된 기둥 형태의 보강 영역은 상부노반에 지반아칭을 유발하게 되며 성토하중이 보강된 영역에 집중하게 되어 침하가 억제되는 효과가 있다. 유한요소해석을 통하여 보강된 영역의 크기, 강성, 간격이 하부노반의 침하억제에 미치는 효과를 평가하였으며, 해석 결과를 토대로 침하를 허용치 이내로 억제하기 위한 최소 보강 간격을 결정하는 설계 방법을 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.23-29
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• 2002

1980년대 이래 일본 및 미국등에서 연약지반상에 구축된 기존철도의 보수 및 보강시 지오셀 시스템을 이용하여 철도노반의 지지력을 높이는 보강기법들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 철도의 보수 및 보강을 위해 지오셀 시스템으로 보강된 철도노반에 대해 국내외에서 이미 수행된 연구결과들을 분석하고 평가 하였다. 그리고 이들 결과를 토대로 지반의 변형계수 Ev를 시용하여 철도노반의 두께를 산정하는 다층이론에 근거를 둔 등가방법에 의한 설계방법을 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.604-609
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• 2016

본 논문에서는 추가 용지 없이 철도노선의 선로 용량을 증대시킬 수 있는 RSR(철도보강노반)의 장기성능을 평가하고 자 한다. 철도보강노반은 짧은 보강재를 강성벽체와 일체화하는 특징을 갖고 있어 협소한 공간에서의 적용이 가능하다. RSR의 장기성능을 평가하기 위한 시험시공은 높이 7m, 연장 40m의 규모로 장항선 주포역에서 실시되었다. 동 구간은 집중 호우로 인하여 노반이 붕괴된 구간으로 버스가 운행하는 도로가 인접한 구간이다. 시공 후 2년에 걸친 장기간의 계측을 통하여 새로운 형식의 철도보강노반에 대한 성능을 검증하였다. 성능평가를 위한 장기계측은 지표 및 원 지반 침하, 벽체 수평변위, 보강재 인장 변형률, 인접선로 레일의 연동침하에 대하여 실시하였다. 계측에 대한 분석결과 현 시점까지 철도노반으로서의 안전성 및 사용성은 충분히 확보 되고 있는 것으로 평가되었다. RSR기술은 쌓기재 부족현장 과 안전도 확보가 중요한 운행선 인접현장, 용지 경계 민원 발생구간 등을 중심으로 그 활용성이 높아질 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.109-121
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• 2013

본 논문에서는 고속철도의 반복하중에 의한 토목섬유로 보강된 철도노반의 지지력 특성을 다루었다. 토목섬유로 보강된 철도노반은 투수성 포장 하부구조의 지반에 지오셀 및 지오그리드 보강을 하여 모사하였다. 포장구조체의 하중지지력 증가효과를 고찰하기 위하여 무보강상태의 지반과 지오셀 보강의 경우, 3층 지오그리드 보강인 경우에 대하여 총 3가지 실험 케이스의 실내 축소모형실험을 진행하였으며 잔류변형량은 초기 동적하중이 작용하는 경우가 2차 동적하중 작용시 보다 크게 나타났다. 지오셀 보강보다 3층 지오그리드 보강된 포장 하부구조에서 더 큰 지지력이 발현 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.3-11
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• 2005

본 연구에서는 지오텍스타일 백으로 보강된 철도노반 강화효과를 확인하기 위하여 실대형실험 및 2차원 평면 수치해석을 수행하였다. 선정된 지오텍스타일 백 축조노반위에 모사열차하중을 고려한 정적하중을 재하하여 무보강 노반과의 비교를 통해 정량적인 보강효과 및 성능을 평가하였으며, 2차원 평면 수치해석은 실대형실험과 동일 조건하에서 범용 FEM 프로그램인 Pentagon 2D를 이용하여 수치해석을 수행하여 비교 분석하였다. 각각의 실대형실험 및 2차원 수치해석결과 지오텍스타일 백의 재료특성, 인장특성, 지오텍스타일 백간의 마찰특성등에 의해 하중분산효과 및 침하저감효과를 확인하였으며, 2차원 수치해석결과가 실대형 실험결과 보다 전반적으로 작게 나타남을 확인하였다.