Abstract
This study evaluated the construction costs of 11 design cases to decrease the horizontal forces applied to an abutment. They include two kinds of abutment types, which are used to improve the backfill materials for reversed T-shaped abutment and geosynthehtic reinforced abutment for railways (RAR). In the first economic analysis, the internal friction angles of the backfill materials were increased from ${\Phi}=35^{\circ}$ to ${\Phi}=40^{\circ}$ and $50^{\circ}$ for a reversed T-shaped abutment. The second analysis examined cases with the design of a geosynthehtic RAR. When the friction angles were $40^{\circ}$ or $50^{\circ}$ after improvement of the backfill material, the reduction in the construction cost of the abutment was not as large (2.0-3.9%), even though the horizontal forces on the abutment were decreased by 18-48%. However, in the case of applying the RAR, a maximum cost reduction of 30% was achieved by decreasing the horizontal force to zero. The cost reduction results from the decreased wall thickness, base slab size, and the number of pile foundations for the abutment, as well as changing the material.
본 연구에서는 교대에 작용하는 수평력을 저감시키는 총 11 케이스의 설계에 대한 건설비 분석을 실시하였다. 역T형 교대의 뒤채움재 개선과 토목섬유 보강재를 이용하여 교대를 보강한 철도용 보강 교대(Reinforced Abutment for Railways) 적용을 고려한 2종류의 교대 형식에 대하여 검토하였다. 첫 번째 종류의 경제성 분석에서는 역T형 교대의 배면 뒤채움 재료의 내부 마찰각을 $35^{\circ}$에서 $40^{\circ}$와 $50^{\circ}$로 증가시키는 케이스를, 두 번째 종류의 경제성 분석에서는 토목섬유를 적용한 철도용 보강 교대 설계 케이스에 대한 경제성을 비교 분석하였다. 뒤채움 재료의 개선을 통해 내부 마찰각을 $40^{\circ}$ 혹은 $50^{\circ}$로 적용할 때 교대에 가해지는 수평토압은 하중 조건에 따라 18~48% 까지 감소하였으나 교대 건설 비용 저감효과는 2.0~3.9%로 크지 않았다. 그러나, 철도 교대 구조로서 토목섬유 보강 교대를 적용한 결과 교대에 작용하는 수평력을 이론적으로 0까지 저감시킬 수 있어 교대 벽체 두께, 저판 길이 및 말뚝 기초의 수 및 재질 변경으로 최대 30%까지 건설비 저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.
