| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ◎ 최종 목표 ○ 최종 목표: 나노 소재를 활용한 콘크리트 교면 포장의 친환경 스마트 시공기술 개발 및 상용화를 통해 사업화 - 1단계: 나노 소재 및 산업부산물을 활용하는 친환경 콘크리트 교면 포장 재료의 개발과 스마트 기술을 활용하여 현장 검측 및 재료생산관리 기술의 개발, 부착 시공 품질 향상을 위한 노면요철 형성 및 청소 특장차량을 개선 및 최적화, 교면 콘크리트 포장공법을 완성하여 비즈니스 모델 및 마케팅 전략 구축. - 2단계: 연구·개발된 재료와 스마트 건설기술에 대하여 공인인증기관의 인증 획득, 실용화에 필요한 원가계산서, 시방서, 시공계획서 구축, 실제 현장에서 재료, 스마트 기술 및 특장차량에 대한 성능평가 실시, 사업화 대상 기술의 신기술을 획득하여 최종적으로 사업화 대상 공법의 매출 달성. ◎ 전체 내용 ○ 기본 연구단계: 나노 소재를 활용한 친환경 교면 콘크리트 포장 재료, 스마트 기술을 활용한 공정개선 및 장비, 노면 텍스쳐 형성 및 청소 차량의 개발 및 성능검증. - 최신 나노 소재의 특성을 면밀하게 조사하여, 기 개발된 교면 콘크리트 포장의 재료에 활용 가능한 재료를 선정하고, 기존에 사용량이 많은 산업부산물과 함께 활용처 개발이 필요한 산업부산물을 적극 활용하는 친환경 재료와의 적합성을 평가함. - 기초시험을 선정된 최적 배합을 기반으로 교면 콘크리트 포장 품질 성능 기준 기반으로 성능을 평가하며, 최종적으로 현장에서 사용하는 모바일 믹서를 통해 시공성을 평가함 - 3D 스캔 및 IoT 장치 및 기술 특성을 면밀하게 조사하여, 현장에서 사용가능한 최적의 장치를 선정하고, 기초시험을 통해 3D 스캔 장치, 모바일 믹서 생산자료의 디지털화 및 무선통신에 의한 관제 시스템 등에 대하여 시험하고, 모바일 앱 기반으로 시스템화하여 모의 현장에서 성능을 평가함 - 시공 품질 증진을 위한 노면요철 형성 및 청소 특장차량의 개선 및 최적화는 기 개발된 특장차량의 노즐 및 운행 시스템을 교면 콘크리트 포장 시공에 보다 적합하게 개선하는 것으로 정밀해석을 통한 노즐의 형상, 압력 등에 대한 연구 및 설계를 수행하고 장비를 제작하여 그 성능을 모의현장에서 평가, 수집된 자료를 근간으로 비즈니스 모델에 대하여 컨설팅받고 마케팅 전략을 수립함. ○ 실용화 단계: 실제 현장에서 개발된 재료, 스마트 기술, 특장차량을 적용하여 개발 기술의 효과를 확인, 현장 적용을 위한 타당성 검토, 마케팅 전략 수립 및 현장 적용 - 기술에 대한 실용화를 위해서는 품질 성능 성적서를 확보하고 시험시공 현장을 확보하여 실제 성능검증을 수행하여 신기술을 신청을 통한 최종적인 성능을 인증 - 사업화를 위하여 성능이 검증된 공법의 시공성 경제성 등을 분석하여 타당성을 검토한 이후 기술가치평가를 받고 건설 신기술 지정. 최종적으로 완성된 교면 콘크리트 포장 기술을 통하여 국내외 시장에서의 신규매출을 달성함 ◎ 1단계(1차년도) ● 목표 ○ 1차년도 주관연구개발기관: 사업화 대상 기술 재료를 개발하고, 스마트 기술을 활용하는 현장 검측 기술, 생산 검사 기술을 개발하여 스마트 친환경 교면 콘크리트 포장 공법 재료를 개발. - 1차년도 공동연구개발기관: 사업화 대상 기술인 나노 소재 및 산업부산물을 사용하는 교면 콘크리트 포장 기술이 재료시험을 지원하고 해석적 평가를 수행. ● 내용 ○ 1차년도 - 주관연구개발기관: 강도 및 내구성 증진에 효과가 예상되는 나노소재 및 산업부산물을 선정하고 이에 대한 기초실험을 수행하여 최적의 배합설계안을 확립함하고, 이후 내구성 실험을 수행하여 재료의 성능을 평가함. 더불어 현장시공 장비에서의 시공성을 파악하고 최종적으로 교면 콘크리트 포장의 품질기준 만족 및 계획한 성과지표를 만족하는지 검증함. - 공동연구개발기관: 선정한 나노 소재, 산업부산물 및 배합설계 기준을 기반으로 개발 재료에 대한 역학적 물성 및 수축 및 균열 발생에 관한 학술적으로 평가를 수행하고, 유한요소 수치해석을 통해 기존 재료와 개발 재료의 거동을 비교 분석함. ◎ 1단계(2차년도) ● 목표 ○ 2차년도 주관연구개발기관: 스마트 기술을 활용하는 현장 검측 기술, 생산 검사 기술을 개발하고, 현장품질 성능을 증진 시키기 위해 특장차량의 장치를 개발하고 검증하여 나노 소재 및 산업부산물을 사용하는 스마트 친환경 교면 콘크리트 포장 시공기술 개발, 마케팅 전략을 수립하여 사업화에 대비. - 2차년도 공동연구개발기관: 스마트 기술의 로직 및 학술적 아이디어를 제공하고, 장비개발 시 필요한 정밀해석을 수행하고, 현장품질 결과에 대한 학술적 평가를 수행 ● 내용 ○ 2차년도 - 주관연구개발기관: 3D 스캔 장비 중 교면 포장 현장에 적합한 장비를 선정하고, IoT 기술을 활용한 앱 기반의 시스템을 구축함, 현장 모바일 믹서의 재료 생산에 관한 정보를 디지털화하고, IoT 기술을 활용한 앱 기반의 시스템을 구축함. - 노면요철 형성 및 청소 장비를 교면 콘크리트 포장 시공에 적합하게 변형하기 위한 연구를 수행하기 위해, 장비의 노즐을 설계하고, 개발된 노즐을 장착한 차량 장비를 개발한 이후 개발된 차량으로 테스트베드에 형성된 슬래브 노면에 요철부를 형성시키고 교면 포장 재료를 시공 양생 후 부착 강도를 평가함. - 공동연구개발기관: 3D 스캔 장비 및 현장 생산 믹서로부터 발생하는 정보로부터 길이, 면적, 부피 등을 계산하고 오차를 줄일 수 있는 로직과 이상 신호를 포함하는 DATA의 필터링 기술을 개발하고 이에 대한 성능을 평가함. - 노면요철 형성 및 청소 장비의 설계를 위해 CFD 해석을 통한 워터젯 노즐의 형상, 수압 등을 해석하여 노즐 설계를 지원하고, 테스트베드에서의 현장 부착 강도를 실험을 지원하며, 교면 부착 강도 변화에 따른 포장의 거동 해석을 수행하여 부착 강도에 따른 균열 가능성을 검토함. - 비즈니스 모델에 대한 컨설팅을 받아 사업화 계획 보다 구체적으로 수립하고, 이에 맞추어 마케팅 전략을 수립함. ◎ 2단계(1차년도) ● 목표 ○ 주관연구개발기관은 사업화 과제로 개발된 나노 소재 및 산업부산물을 사용하는 스마트 친환경 교면 콘크리트 포장 공법의 재료 및 시스템의 인증을 받고, 실제 현장에 본 개발 기술을 적용하여 그 효율성을 확인한 후, 원가분석 하여 신기술 지정 추진. 또한, 기술가치를 평가하고 마케팅 및 사업화를 수행. - 공동연구개발기관은 사업화 과제로 개발된 나노 소재 및 산업부산물을 사용하는 스마트 친환경 교면 콘크리트 포장 공법의 기술에 대한 경제성 및 LCC 분석을 수행하여 사업화 대상 기술의 우수성을 입증할 수 있는 학술적 기반 및 홍보자료를 구축을 지원하고, 학술 활동을 통해 개발 기술을 소개 및 홍보하는 역할을 수행하며, 더불어 현장시험 시공을 지원 및 마케팅 및 사업화 전략 구축을 지원함. ● 내용 ○ 개발기술의 성능 인증 및 시공을 위해 주관연구개발기관은 1단계를 통해 개발된 재료에 대하여 한국도로공사 교면 콘크리트 포장 품질시험 성적 기준에 부합하는 인증서를 확보하고, 개발된 스마트 시공기술에 대하여 소프트웨어 인증기관을 통한 인증을 받고 이를 기반으로 현장시험시공을 수행하여 개발 재료, 시공관리, 시공 품질 등에 대한 평가를 수행하고, 설계내역을 구축함 - 공동연구개발기관은 현장에서 발생한 재료에 대하여 샘플링을 수행하고 이에 대한 압축 및 휨강도 등을 재령에 따라 평가하고, 스마트 건설기술의 현장 사용 효율을 조사하고 분석한 후 종합적으로 본 개발 기술에 대한 경제성 및 LCC 분석을 수행함 ○ 개발 기술의 마케팅 전략 구축 및 신기술 인증을 위해 주관연구 개발기관은 연구결과를 기반으로 신기술, 도공기술마켓 신청 및 인증을 하며, 동시에 마케팅 및 사업화 전략을 구축함. - 공동연구개발기관은 연구 결과를 기반으로 신기술 신청 및 인증을 지원하고, 학술활동을 통해 개발 기술의 우수성을 홍보하고 마케팅을 지원함. □ 연구개발성과 - 기본 연구단계: • 나노 소재를 활용한 친환경 교면 콘크리트 포장 재료개발 • 스마트 기술을 활용한 친환경 교면 콘크리트 포장 시공관리 기술 개발 • 시공 품질 증진을 위한 노면 요철 형성 및 청소 특장차량의 개선 및 최적화 - 실용화를 위한 단계: • 시험시공을 통한 실제 성능 검증 및 신기술을 신청을 통 |
