연못 주변 고속도로 확장사업의 제방 변형 특성 분석

Jun 27, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 717(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

조정되지 않은 변형으로 인해 심각한 엔지니어링 사고, 심지어 재해가 발생할 수 있기 때문에 신구 노반 안정성은 연약한 토양 기초의 프로젝트 확장에 있어 중요한 문제입니다. Qinbei 구간의 연못 근처 확장 고속도로 프로젝트의 안정성을 보장하기 위해 일련의 현장 조사, 실험실 테스트 및 수치 분석이 수행되었습니다. 분석된 결과를 검증하기 위해 공사 기간 동안 현장 모니터링의 정착 및 변위를 수행하였다. 고르지 못한 침하로 인해 제방이 심하게 침하되고 변위되는 것으로 나타났습니다. 따라서 고속도로에서는 순균열과 종방향균열이 발생하였다. 새로운 제방도 약한 기초의 영향을 받았습니다. 따라서 확폭부 공사에 앞서 기초를 보강해야 합니다. 확폭사업의 경제성과 효율성을 고려하여 수치해석 및 현장 차량운행 결과를 바탕으로 취약 기초보강에 대한 교체공법을 추천하였다. 물 펌핑은 제방의 침하에 큰 영향을 미쳤습니다. 물을 펌핑하면 기초에 누수가 발생하고 토양의 유효 응력이 증가하여 기초가 더욱 단단해집니다. 연못 경사면은 주변 토양에 의해 갇히지 않으므로 제방 건설 전에 보강해야 합니다. 따라서 사면토는 충분한 수동토압을 제공하지 못하고 쉽게 미끄러진다.

교통량 증가는 경제와 밀접한 상관관계가 있습니다1. 교통 시스템의 발전은 상품 교환을 촉진하고 더 많은 일자리 기회를 창출할 수 있습니다. 또한 경제 성장은 교통 건설에 대한 투자를 촉진할 수 있습니다. 란하이 고속도로(G75)는 중국 북부와 남부 지역 간의 강력한 소통을 위해 2010년에 운영되었습니다. 광시 베이부만 경제 구역2,3의 개발과 다른 국가와의 통신 증가로 인해 란하이 고속도로4,5에서 교통 정체와 도로 문제가 자주 발생하기 시작했습니다. 새로운 고속도로를 건설하는 것은 시간이 많이 걸리는 프로젝트이고 막대한 자금이 필요합니다. 따라서 고속도로 확장이 더 실현 가능한 접근 방식이 될 수 있습니다6,7,8,9. 고속도로 확장 접근 방식은 토지 자원을 효과적으로 활용하고 비용과 시간을 절약할 수 있습니다. 예를 들어, 광포(Guangfo) 고속도로는 1997년에 건설되어 1999년에 완공되었으며, 이 프로젝트는 원래 건설에 비해 거의 1년이 단축되었습니다.

일반적으로 고속도로 확폭은 통합 확폭, 분리 확폭, 복합 확폭의 세 가지 방법으로 시행됩니다10. 통합확장술은 일측성, 양측성, 내부확장으로 구분할 수 있다(표 1). 내부 확폭 방식에서는 중앙분리대를 차량 차로로 옮겨 설치합니다. 또한, 내부 확장 공법은 교란이 적고 시공이 용이하며, 그러나 이 경우 확장 영역은 작습니다. 분리형 확장은 일측 확장과 양측 확장으로 나눌 수 있습니다. 하이브리드 확폭 방식은 통합 확폭과 분리 확폭의 특성을 결합한 방식입니다.

고속도로 확장 접근 방식은 유용하고 경제적이지만 설계, 건설 및 운영 기간 동안 몇 가지 중요한 문제에 직면해 있습니다. 고속도로 확장 과정에서 원래의 고속도로에서는 일반적으로 포장이나 기초가 약하여 긴 균열, 순 균열 및 고르지 못한 침하가 발생합니다11,12,13. 더욱이, 신구 노반의 조정되지 않은 변형은 고속도로의 확장된 부분에 큰 영향을 미칩니다14,15,16,17,18. 오래된 노상은 일반적으로 수년 동안 작동되고 기초는 자중뿐만 아니라 차량 및 진동 하중으로 인해 통합되고 변형되므로 기초와 오래된 노상은 안정됩니다. 그러나 확장 프로젝트 중에 새로운 제방 건설은 추가 하중을 견디고 점차적으로 정착될 수 있습니다. 그러나 새로운 노반은 차량 및 진동 하중을 견딜 수 없습니다. 따라서 새 노반과 오래된 노반의 경계에 균열이 나타납니다.