콘크리트 구조물의 내ㆍ외부 보강재로 사용되는 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 그리드의 철근 대체 가능성을 확인하기 위해, 철도용 콘크리트 침목 내부에 CFRP 그리드를 보강한 후 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 활용하여 성능을 평가 하였다. 본 연구에서는 PC 강연선 대신 CFRP 그리드를 보강하고 하중을 재하한 결과, 피복두께 40 mm에서 최대 휨-인장 응력이 2.494 MPa로 도출되었으며 이는 KR CODE 2012의 허용응력 기준을 충족하는 값으로 나타났다. 추가적으로, 본 연구에서는 설계기준에 따라 하중 조건과 응력분포를 고려하여 중립축 위치와 CFRP 그리드의 배치를 최적화한 침목 단면설계를 진행하였다. ABAQUS 해석을 통해 침목의 휨 강도와 내구성을 평가한 결과, CFRP 그리드를 적용한 침목은 기존 PC 강연 선 보강 침목 대비 유사한 수준의 구조적 성능을 확보하면서도 경량화 측면에서 우수함을 확인하였다. 이를 통해 CFRP 그리드가 철근 을 대체하여 철도용 콘크리트 침목 설계에 적합한 보강재로 활용될 수 있음을 확인하였다.

The purpose of this study is to assess the strengthening effect of fiber-reinforced polymer(FRP) grids on flexural members. For this purpose, experimental study was conducted using seven flexural specimens with the main variables of an FRP grid and inorganic mortar used as adhesive. All the specimens failed due to the tensile rupture of FRP grids without debonding between FRP grids and inorganic mortar. It was found that the strengthening effect was dependent on the material properties of FRP grids.

As the pilot study on textile reinforced mortar(TRM) construction method, the present research has been conducted to investigate the tensile performance of fiber-reinforced polymer(FRP) grids inserted in inorganic mortar. For this purpose, experiment was carried out using twenty specimens with the main parameters of inorganic mortar and FRP grids. As a result, splitting failure did not occur between inorganic martar and FRP grids. As FRP grids were completely fractured, the specimens failed by showing the similar tensile behavior to the mechanical properties of FRP grids.