<28C3D6C1BEBABBBFE4C3BB29BCADBFEFBDC320C5EBC7D520B5B5B7CEC6F7C0E520B0FCB8AEC1A4C3A520B0B3B9DF2D312E31382E687770>

Transcription

1

2 서울시통합도로포장관리정책개발 Development of Integrated Pavement Management Policies in Seoul 2011 서울시정개발연구원 SEOUL DEVELOPMENT INSTITUTE

3 연구진 연구책임 연구원 배윤신 환경안전연구실부연구위원신성일 도시교통연구실연구위원신경엽 환경안전연구실연구원조수연 도시교통연구실연구원 이보고서의내용은연구진의견해로서 서울특별시의정책과는다를수도있습니다.

4 요약및정책건의 Ⅰ. 연구의개요 1. 연구의배경 서울시도심부도로에서는산업화로인한경제인구의증가로교통량이증가하고있는추세이며, 중앙버스전용차로도입이후버스전용차로에중하중 ( 버스하중 ) 이집중적으로발생하면서포장파손이촉진 -최근이상기온현상으로인한동절기의폭설과해빙기의큰일교차및집중호우등으로인한포장파손발생 특히서울시간선도로대부분은최초건설후 20년이상공용 ( 公用 ) 중으로포장의노후화가매우빠르게진행되고있는상황 -아스팔트포장의최초설계수명이 20년임에도불구하고실제공용중인도로의재포장주기는 5 10년정도 -도심부도로포장의특성상도로의노후화와교통량증가, 그리고잦은굴착복구의영향으로포장의수명을유지하기매우힘든상황을반증 도로는서울시인프라구조물의가장큰부분을차지 ( 도로를포함한도시기반시설에대한자산가치는 69조 4,771억원 ) 하며매년도로부분에서발생하는유지관리비용은 2020년이후로건설비용을초과할것으로진단됨 -도시교통본부유지관리예산은 2001년 24.76% 에서 2008년 15.84% 로감소 -2008년도로시설물관리예산은 2400억원으로 2001년 3036억원대비 80% 에도못미치는상태 도로포장관련비용은재포장, 긴급복구, 도로상의공사, 안전사고방지등도로시설관리및교통흐름의억제에의한교통혼잡비용과함께발생함 i

5 -서울시포장관리시스템 (PMS:Pavement Management System) 이활성화되어있지않아많은유지비용이소모되고있음 -이로인한잦은긴급복구때문에교통혼잡비용및민원발생이증가 그러므로서울시도로포장유지관리정책은이러한기조로서재료의품질관리방안, 효율적인포장관리시스템 (PMS) 운영방안, 예방적유지보수공법의도입방안등에대한관리정책필요 2. 연구의목적 이연구는서울시통합도로포장관리정책개발방안을제시하기위하여포장관리시스템 (PMS) 을이용하여서울시도로포장의문제점을분석하고, 선진도로포장사례분석을통하여서울시에적합한대안들을도출함. 또한실무자심층면접조사를실시하여현실적인접근을시도하였으며, 서울시도로포장개선을위해구조적 / 재료적측면과관리적측면에서정책방향을제시 -공간적범위는총연장 1,932km 도로구간이며포장파손의발생원인을중심으로기술 -시간적범위는 2008년부터현재까지이며서울시포장관리현황과선진포장관리자료를이용 Ⅱ. 연구의주요내용 1. 서울시도로포장현황및문제점 최근여름철집중호우 ( 장마등 ) 및겨울철폭설등의이상기후로인하여서 ii

6 울시포장파손이가속화되고있으며, 이에따른비용이증가 -월별온도에따른소파발생량을보면 1 3 월에소파발생이집중적으로발생하는것으로나타나해빙기의온도변화가도로포장의파손을가속화시킬가능성이큰것을확인 < 그림 1> 소파보수면적 / 건수및비용 < 그림 2> 월별온도및소파발생량 2004년서울시대중교통체계개편작업과함께중앙버스차선제도가도입된이래로버스전용차로에중하중 ( 버스하중 ) 이집중되면서포장파손 ( 소성변형 ) 이발생하여조기포장파손발생 < 포트홀개소비율 > < 포트홀건수비율 > < 그림 3> 2009 년 1 월포트홀발생및보수실적 iii

7 < 그림 4> 서울시도로포장취약구간 2009년 서울시포장도로조사및분석용역 을통해 163개노선총연장 1,932km에서포장조사실시 -균열률 3.64%, 소성변형발생량 5.15mm, 종단평탄성 (IRI) 3.08m/km 차로별포트홀 (pothole) 발생현황을보면버스전용차로의포트홀발생수및면적이매우높으며, 이는버스에의한중하중의반복적재하와버스정류장에서의단속류로인하여포장파손이발생하기때문임 < 그림 5> 차로별포트홀발생 iv

8 연도별서울시소파보수면적및강수량을비교해보면강수량이증가할수록소파보수면적이증가 -최근국내기후가아열대기후로변하고있어수분에의한포장파손을줄이기위한노력이필요 < 그림 6> 연도별소파보수면적및강수량 서울시도로포장대상의대부분이 20 30년이상된도로가대부분이며, 유지보수시파손규모에따라소파보수, 평삭및덧씌우기등의유지공법을실시하고있으나기층이하층에대한보수는전혀시행되고있지않음 -하부층이노후화될경우기존포장의균열에의해상부층에반사균열이발생하여덧씌우기포장의조기파손을야기 Real Cost 프로그램을사용하여덧씌우기유지보수공법과하부층을고려한유지보수공법과의생애주기비용분석을실시 -대안 2( 하부층고려 ) 가가장경제적인유지보수공법 -대안 1( 덧씌우기유지보수공법 ) 보다대안 2가경제적 v

9 < 그림 7> 대안별비용분석결과 총도로연장 8,142.1km 및도시고속도로 183.9km 중노후화된구간을연평균약 350억원의도로포장유지관리예산으로효과적으로정비하기에는역부족 서울시도로연장이국토해양부관리연장의약 58.2% 에해당하는데비해교통상황은열악하여, 네트워크레벨의포장상태조사만으로는서울시도로포장의상태진단및유지보수예산집행이어려움 -자동포장상태조사장비는포장의하부구조상태에대한진단을할수없으므로 GPR(Ground Penetrating Radar), FWD(Falling Weight Deflectometer) 등비파괴시험장비도입필요 서울시가주관하는대부분의발주공사는최저가낙찰제로되어있으며, 수의계약이아닌일반경쟁입찰로되어있어많은문제점발생 -신기술을개발해도직접수주를하지못하는포장전문업체대신아무런기술이없는업체가공사를수주하여품질관리에어려움 -아스팔트혼합물을관급으로지정할경우시공업체와생산업체가서로분리되어계약하므로포장품질에문제가발생하면책임회피우려 vi

10 플랜트, 시공, 감리심층면접조사결과온도관리, 다짐횟수관리등의문제 가있는것으로확인되었으며, 세분야모두포장전문인력이부족한것으 로나타나품질확보에많은어려움발생 2. 선진도로포장사례연구 대부분의선진국들은 30 40년전에 PMS 에대한연구를시작하였고많은데이터를구축 -워싱턴주정부의경우 1970년포장조사결과양호구간의비율이약 50% 였는데, 2005년포장조사결과양호구간의비율이 93.5% 로증가 자료 :FHWA, 2008 < 그림 8> 연도별포장상태변화 도로사업에대한예산이감소하고교통량이증가함에따라도로포장의서비스상태및수명을개선시키기위한많은연구가진행되고있음 -적은비용으로도로포장의수명을개선시키기위해다양한예방적유 vii

11 지보수공법이개발되었으며, 칩실, 실코트, 크랙필링, 슬러리실등이많이사용됨 -미국조지아교통국 (Georgia DOT) 의경우도로포장의품질향상을위해중ㆍ경하중에대한아스팔트도로포장가이드라인을제시해교통량에따라아스팔트를다르게적용 도로포장의공용성확보를위해아스팔트덧씌우기공법이가장많이사용되고있으나, 기존포장의파손 ( 패칭, 균열등 ) 을확실히제거하지않고덧씌우기할경우조기포장파손이발생하므로, 이를방지하기위한다양한공법이적용중임 -보통아스팔트기층시공에많이사용되며기존아스팔트포장의내구성을강화할수있는 CIR(Cold in-place Recycling) 공법 -응력흡수및방수기능이있는멤브레인층을두는 Reinforced Fabrics 공법 -기존포장의균열면과아스팔트덧씌우기포장의중간에시공하는 Stress Relief Course 공법 보증제도는조기파손으로부터포장을보호하고포장의공용성을개선시키며, 잦은시공을줄이기위해도입 -이제도는크게재료및기술에대한보증과공용성에대한보증으로나뉘며, 재료및기술에대한보증은 2 4 년의보증기간을갖고, 공용성보증은단기 5 10년, 장기 10 20년의보증기간을갖음 -유럽의경우 1 4 년의재료및기술적보증을적용하고있으며, 대부분 5년의공용성보증을갖고있고, 설계수명이 5년보다클경우러팅, 균열, 내구성, 평탄성, 미끄럼저항성등의공용성평가를통해계약자에게과도한짐이되지않는선에서보증수명을책정 viii

12 Ⅲ. 정책제언 1. 포장의구조적개선방안 중교통도로에대한대책방안은버스전용차로가대상이되며, 버스전용차로의경우당초이러한용도로설계및시공되지않은도로를활용함으로써구조적지지력 ( 아스콘단면두께부족 ) 이부족한구간이대부분임. 따라서버스전용차로에대한구조적지지력을조사평가하고적정포장두께를설계한다음지지력보강을위한포장두께를확보하는사업이필요 서울시에는경하중에대한시방서는있으나중하중에대한시방서는없는상황이므로중하중에대한시방기준이중요 국내기후를고려하지않은시방서로인하여아스팔트도로포장의수분저항성이많이떨어져이에대한개선이필요하고, 아스팔트혼합물생산시박리방지제첨가가요구되며, 이에따른연구도시급 서울시에서는도로의유지보수를위하여획일적인덧씌우기공법을주로사용하고있어하부층 ( 기층등 ) 이많이노후화된상태 (20년이상 ) 임. 노후화된포장의균열에의한반사균열은공용수명을감소시키고, 잦은덧씌우기유지보수때문에예산낭비가발생하고있으므로포장관리시스템을이용한생애주기비용분석이바람직 2. 계약제도의개선 계약발주제도 : 공사시행부서에서공종별권역별통합발주시행안검토를통해관리업무경감및현장감독현실화로공사의품질향상을도모하고소규모전문건설업체의통합및대형화로기술력향상을추구하며, 실적평가를통해우수업체의참가를장려 보증제도 : 현재서울시에서는최저가낙찰제를적용하고있으며, 보증기 ix

13 간은 2년으로매우짧은상황임. 이에따라서울시도로포장의성능이저하될우려가있으므로성능중심의평가기준을제시하고, 도로포장의품질확보를위해하자보수기간을장기화 (5년) 하는방안을제시 인센티브제도 : 국내에는 2,200여개의포장전문시공회사가있고, 플랜트업체의수가 500여개있음. 그러나포장전문인력은매우미미한상황이어서아스팔트포장이제수명인 10년을다하지못하고있기때문에공사준공시시공을잘수행한업체또는플랜트에게다음공사입찰때가점을주어전반적인포장업체의시공수준향상을유도 지불규정제도의도입 : 공사를준공할때포장의성능인자 ( 두께, 밀도등 ) 를실험하여, 시방기준에못미치게되면그만큼포장체의수명이줄어들므로, 이에대한공사금액을감액하여품질향상을유도 3. 품질관리의개선 품질관리전문감리제도 : 생산및시공품질관리에대한외부자문또는전문감리시스템을구성하여, 아스팔트플랜트생산및시공현장위탁전문감리를통한품질관리를강화하거나, 포장담당직원과합동감리수행으로직원의품질관리능력함양유도 품질시험인력확충 : 전체서울시포장사업에대한계획을수행하기위한인력이필요하며, 지역별관리사업소에서는포장사업을시행하는데있어품질관리를철저히수행하기위한전문인력도필요 품질관리 D/B 구축 : 플랜트및현장에서의구간별품질관리자료를 D/B 화함으로써, 향후포장상태가변화될때원인등을체계적으로판단할수있는근간마련 품질관리전문인력의보완 : 관리사업소에는전문인력이거의없는수준이므로본부에포장분야에대한기획및관리를위한전문팀이구성되어 x

14 야하고, 사업소별로최소 2 인이상의전문인력배치 품질관리교육실시 4. 포장관리시스템 (PMS) 개선 PMS의합리적운영 : 단년도최저가입찰계약에따라매년업체가바뀌고, 장비도변경되고있는상황임. 어느업체든일정수준이상의장비를구축하고운영할수있도록만들거나, 최소 3년간은일정기관에서운영할수있도록장기계약을할필요가있음. 또한네트워크레벨뿐아니라프로젝트레벨의 PMS 도반드시구축해야함 예산절감 : 자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과가있으며, 3년후부터연구포함직영시우수인력과장비를갖춘서울시도로포장유지관리전문팀운영으로약 3,600백만원의예산절감효과가있음. 또한우수인력확보로도로포장성능향상프로젝트의관리및서울시도로포장재료및시공품질관리전문요원으로근무가가능하므로업무의효율성이뛰어남 < 그림 9> 자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과 xi

15 5. 인력양성 포장관련인력양성의현황을보면국내에서는포장관련교육프로그램이전무한편이며, 아스콘플랜트의경우 KS의인증을받기위해받는교육이나공무원교육원등에서단편적으로 2 3 시간씩받는교육이거의전부인실정임. 도로포장이전문성을요구한다는점을인식하고, 이에대한주기적교육및인증이필요하며, 도로포장산업기사제도및기사제도화도필요 xii

16 목차 제1장서론 3 제1절연구배경및목적 3 1. 연구배경 3 2. 연구목적 4 제2절연구범위및내용 5 1. 연구범위 5 2. 연구내용 5 제3절연구체계및연구방법 6 1. 연구체계 6 2. 연구방법 6 제2장서울시도로포장현황및문제점 11 제1절서울시도로파손및포장현황 서울시도로파손발생현황 서울시도로포장상태분석 17 제2절서울시도로포장문제점분석 구조적 / 재료적문제 관리적문제 45 제3절실무자대상심층면접조사및분석 플랜트실무자심층면접조사결과 시공실무자심층면접조사결과 감리실무자심층면접조사결과 57 제 3 장선진도로포장사례연구 63

17 제1절포장관리시스템 (Pavement Management System) 미국 영국 (United Kingdom) 68 제2절중하중 예방적유지보수 중ㆍ경하중아스팔트포장가이드라인 74 제3절반사균열 미국네바다 (Nevada) 미국일리노이 (Illinois) 85 제4절계약제도 미국 유럽 90 제4장서울시도로포장개선방안 95 제1절도로포장내구성증진을위한정책방안 포장의구조적개선방안 특수포장의도입 100 제2절서울시도로포장관리시스템구성 ( 안 ) 제도적측면 시스템측면 인력양성측면 113 제 5 장결론및정책제언 117 제 1 절결론 117

18 1. 서울시도로파손발생현황 서울시도로포장상태분석 서울시도로포장구조적 / 재료적문제 122 제2절정책제언 포장의구조적개선방안 계약제도의개선 품질관리의개선 포장유지관리시스템 (PMS) 개선 인력양성 129 참고문헌 133 부록 141 영문요약 165

19 표목차 < 표 2-1> 도심지도로포장특성 11 < 표 2-2> 서울시도로포장취약구간 15 < 표 2-3> 도로파손의정의및발생메커니즘 16 < 표 2-4> 조사대상노선 17 < 표 2-5> 국내외보수기준비교 24 < 표 2-6> SPI 등급에따른포장상태등급 26 < 표 2-7> 조사대상노선의분석결과 26 < 표 2-8> 사업소별 SPI 현황 31 < 표 2-9> 수분손상또는파손의발생원인및영향요소 36 < 표 2-10> 2003년도로보수현황 37 < 표 2-11> 포장상태등급기준 39 < 표 2-12> 보수이력에의한포장상태등급 39 < 표 2-13> 2010년서울시일교통량 42 < 표 2-14> 교통량입력변수 42 < 표 2-15> 대안별유지보수계획 43 < 표 2-16> 유지보수공법적용자료 43 < 표 2-17> 대안별유지보수비용비교 44 < 표 2-18> 도로관리과포장유지보수세출예산 46 < 표 2-19> 서울시도로포장현황 46 < 표 2-20> 서울시 PMS 추진경위 47 < 표 2-21> 네트워크및프로젝트레벨항목비교 48 < 표 3-1> 영국의도로현황 68 < 표 3-2> 포장상태조사장비적용현황 70 < 표 3-3> 중하중도로포장유지보수공법 74

20 < 표 3-4> 경하중시방서 75 < 표 3-5> 중하중시방서 76 < 표 3-6> Nevada DOT 포장파손현황 84 < 표 3-7> 보증형태별보증기간 88 < 표 3-8> 포장보증제도 89 < 표 4-1> 중하중도로포장개선방안 97 < 표 4-2> 중하중도로포장기대효과 97 < 표 4-3> 수분저항성개선방안 98 < 표 4-4> 수분저항성개선기대효과 98 < 표 4-5> 하부구조개선방안 100 < 표 4-6> 하부구조개선기대효과 100 < 표 4-7> 연도별용역비 111 < 표 4-8> 제시된정책방안의시급성정도 114 < 표 5-1> 제시된정책방안의시급성정도 130

21 그림목차 < 그림 1-1> 연구체계 6 < 그림 2-1> 연도별서울시소파보수면적 / 건수및비용 12 < 그림 2-2> 월별온도및소파발생량 13 < 그림 2-3> 월별강수량및소파발생량 13 < 그림 2-4> 2009년 1월포트홀발생및보수실적 14 < 그림 2-5> 서울시도로포장취약구간 14 < 그림 2-6> 소성변형 ( 서울시양재동 ) 16 < 그림 2-7> 피로균열 ( 좌 : 삼양동, 우 : 군자동 ) 16 < 그림 2-8> 포트홀 ( 좌 : 역삼동, 우 : 양재동 ) 17 < 그림 2-9> 자동포장상태조사장비 (KRISS) 18 < 그림 2-10> 균열조사 19 < 그림 2-11> 소성변형조사 19 < 그림 2-12> 종단평탄성조사 20 < 그림 2-13> KRISS를통한이미지촬영방식 21 < 그림 2-14> 포장도로의노면이미지촬영 21 < 그림 2-15> 횡방향요철 ( 소성변형량 ) 측정 22 < 그림 2-16> Quarter Car Model 23 < 그림 2-17> 종단평탄성 (IRI) 에따른포장상태 23 < 그림 2-18> 종단평탄성측정초기화면 24 < 그림 2-19> 균열발생분포현황 27 < 그림 2-20> 도로교통사업소별균열률현황 27 < 그림 2-21> 소성변형발생분포현황 28 < 그림 2-22> 도로교통사업소별소성변형현황 29 < 그림 2-23> 종단평탄성분포현황 29

22 < 그림 2-24> 도로교통사업소별종단평탄성현황 30 < 그림 2-25> 사업소별포장평가지수 (SPI) 현황 31 < 그림 2-26> 연도별교통량 32 < 그림 2-27> 차로별포트홀발생 33 < 그림 2-28> 중앙버스전용차로포트홀 ( 석촌호수 ) 33 < 그림 2-29> 연도별일반및특수아스팔트적용비율 34 < 그림 2-30> 연도별강수량 35 < 그림 2-31> 연도별소파보수면적및강수량 35 < 그림 2-32> 덧씌우기횟수에따른일반국도포장의공용연수 38 < 그림 2-33> Real Cost 프로그램의초기화면 41 < 그림 2-34> 대안별비용분석결과 44 < 그림 2-35> 서울시 PMS 흐름도 47 < 그림 2-36> GPR을이용한포장두께및파손현황조사 49 < 그림 2-37> FWD(Falling Weight Deflectometer) 49 < 그림 2-38> 포장파손비율 51 < 그림 2-39> 아스팔트골재구매처 52 < 그림 2-40> 아스콘운반시거리및시간고려유무 53 < 그림 2-41> 택코팅시공품질향상을위한요소 54 < 그림 2-42> 페이버작동원리및장비구조 55 < 그림 2-43> 다짐횟수점검 55 < 그림 2-44> 아스팔트포장에대한교육여부 57 < 그림 2-45> 시공공정별아스콘온도점검여부 58 < 그림 2-46> 다짐별다짐횟수점검여부 58 < 그림 3-1> 연도별포장상태변화 64

23 < 그림 3-2> 아스팔트콘크리트의생애주기비용유지보수주기 65 < 그림 3-3> POP 프로그램 67 < 그림 3-4> 포장결함및처리방법 72 < 그림 3-5> 공법선택절차 73 < 그림 3-6> 아스팔트포장선택가이드라인 75 < 그림 3-7> 반사균열메커니즘 78 < 그림 3-8> 반사균열모델에대한설계도 79 < 그림 3-9> CIR 시공 81 < 그림 3-10> CIR공법의포장단면 81 < 그림 3-11> Reinforced Fabrics 공법의원리및포장단면 82 < 그림 3-12> Stress Relief Course 공법의포장단면 83 < 그림 3-13> Mill and Overlay 공법의포장단면 83 < 그림 3-14> Interlayer 적용사례 86 < 그림 3-15> 시방서개발흐름도 87 < 그림 4-1> 포장두께확보방안 95 < 그림 4-2> 서울시아스팔트포장선택가이드라인 ( 안 ) 96 < 그림 4-3> 자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과 112 < 그림 5-1> 월별온도및소파발생량 118 < 그림 5-2> 월별강수량및소파발생량 118 < 그림 5-3> 2009년 1월포트홀발생및보수실적 118 < 그림 5-4> 서울시도로포장취약구간 119 < 그림 5-5> 도로교통사업소별균열률현황 119 < 그림 5-6> 도로교통사업소별소성변형현황 120 < 그림 5-7> 도로교통사업소별종단평탄성현황 121

24 < 그림 5-8> 사업소별포장평가지수 (SPI) 현황 121 < 그림 5-9> 연도별교통량 122 < 그림 5-10> 차로별포트홀발생 122 < 그림 5-11> 연도별소파보수면적및강수량 123 < 그림 5-12> 대안별비용분석결과 124 < 그림 5-13> 자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과 129

25 제 1 장서론 제 1 장 서 론 제 1 절연구배경및목적 제 2 절연구범위및내용 제 3 절연구체계및연구방법

26 제 1 장 서론 제1절연구배경및목적 1. 연구배경 서울시도심부도로에서는산업화로인한경제인구의증가로교통량이증가하고있는추세이다. 중앙버스전용차로도입이후버스전용차로에중하중이집중적으로발생하면서포장파손이촉진되고있으며, 최근이상기후현상으로인한동절기의폭설과해빙기의큰일교차및집중호우등으로인한포장파손이발생하고있다. 특히서울시간선도로대부분은최초건설후 20년이상공용중으로포장의노후화가매우빠르게진행되고있는실정이다. 실례로아스팔트포장의최초설계수명이 20년임에도불구하고실제공용중인도로의재포장주기는 5 10년정도이다. 이는도심부도로포장의특성상도로의노후화와교통량증가, 잦은굴착복구의영향으로포장의수명을유지하기매우힘든상황을반증하고있다 ( 한국도로학회, 2005). 도로는서울시인프라구조물의가장큰부분을차지 ( 도로를포함한도시기반시설에대한자산가치는 65조 4,771억원 ) 하며매년도로부분에서발생하는유지관리비용은 2020년이후로건설비용을초과할것으로진단되고있다. 하 제 1 장서론 3

27 지만, 서울시도시교통본부도로기획관예산중도로시설물의안전점검및진단등유지관리에투입되는예산은 2001년 24.76% 에서 2008년 15.84% 로감소하는등매년감소추세에있고, 2008년도로시설물관리예산은 2400억원으로 2001년 3036억원대비 80% 에도못미치는상태여서효율적인예산운영방침마련이시급한상태이다 ( 서울시정개발연구원, 2008). 도로포장관련비용은재포장, 긴급복구, 도로상의공사, 안전사고방지등도로시설관리및교통흐름의억제에의한교통혼잡비용과함께발생한다. 서울시는포장관리시스템 (PMS:Pavemnet Management System 이하 PMS) 이활성화되어있지않아예방적유지보수보다사후유지보수를하고있는실정이기때문에많은유지비용이소모되고있고, 이로인한잦은긴급복구때문에교통혼잡비용및민원발생이증가하고있다. 그러므로서울시도로포장유지관리정책은이러한기조로서재료의품질관리방안, 효율적인 PMS 운영방안, 예방적유지보수공법의도입방안등에대한관리정책이필요하다. 2. 연구목적 이연구는서울시통합도로포장관리정책개발방안을제시하기위하여 PMS 를이용하여서울시도로포장의문제점을분석하였고, 선진도로포장사례분석을통하여서울시에적합한대안들을도출하였다. 또한감리, 시공, 플랜트에대한심층면접조사를실시하여도로관리시스템개선을위한현실적인접근을시도하였으며, 서울시도로포장개선을위하여구조적 / 재료적측면과관리적측면에서정책방향을제시하였다. 4 서울시통합도로포장관리정책개발

28 제2절연구범위및내용 1. 연구범위 이연구의공간적범위는총연장 1,932km 도로구간이며포장파손의발생원인을중심으로기술되었고, 시간적범위는 2008년부터현재까지이며서울시포장관리현황과선진포장관리자료를이용하였다. 서울시통합도로포장관리정책개발방안을제시하기위하여서울시도로포장관리현황및문제점파악, 선진도로포장사례분석, 서울시도로포장개선방안도출단계로연구를진행하였다. 또한서울시도로포장관리현황및문제점을파악하기위해 2008년부터 2009년까지수행된 PMS 자료를이용하여서울시도로포장의파손원인을분석하였고, 선진도로포장사례를통해도심지역에주로발생하고있는중하중으로인한포장파손과반사균열에의한덧씌우기공법의문제점을해결하기위한방안을도출하였다. 마지막으로서울시도로포장개선을위해구조적 / 재료적측면과관리적측면에서서울시도로포장에적용해야할방안을제시하였다. 2. 연구내용 이연구의주요내용은크게 1 서울시도로포장현황및문제점 2 선진도로포장사례연구 3 서울시도로포장개선방안의 3가지로구성되어있다. 서울시도로포장현황및문제점에서는 1 서울시도로파손및포장현황 2 서울시도로포장문제점분석 3 실무자대상심층면접조사및분석의 3가지요소를살펴보았다. 선진도로포장사례에서는 1 포장관리시스템 2 중하중 3 반사균열 4 계약제도의 4가지사례를조사하였다. 제 1 장서론 5

29 서울시도로포장개선방안에서는 1 도로포장내구성증진을위한정책방 안 2 서울시도로포장관리시스템구성 ( 안 ) 에대한개선방안을기술하였다. 제 3 절연구체계및연구방법 1. 연구체계 < 그림 1-1> 연구체계 2. 연구방법 이연구를위해서문헌조사와함께국내ㆍ외현황및개발사례, 서울시도로포장상태현황분석등을통해서울시도로포장수준향상에관한주요이슈들을살펴보았다. 먼저서울시 PMS 자료를통해서울시도로포장의상태를파악하였고포장 6 서울시통합도로포장관리정책개발

30 파손의원인을규명하였으며, 크게관리적문제와구조적문제로분류를하였다. 관리적문제에서는예산부족, PMS 관리미흡, 계약문제, 잦은굴착복구등을분석하였고, 구조적문제에서는증가하는교통량및중앙버스차선도입으로인해발생하는포장파손, 이상기온및강수량으로인해생기는포장파손, 획일적인덧씌우기공법등을살펴보았다. 이러한문제를해결하기위하여선진도로포장관리현황에대한조사를수행하였다. 특히효율적인유지보수를수행하기위한 PMS, 중앙버스차로의조기파손을방지하기위한중하중도로포장관리방안, 하부구조의문제점을해결하기위한반사균열등에대한문헌을조사하였다. 이를통해서울시도로포장개선방안을구조적 / 재료적측면과관리적측면으로나눠작성을하였다. 구조적 / 재료적측면에서는중하중도로포장개선방안, 수분저항성을향상시키기위한박리방지제도입, 하부구조의불량으로인한잦은덧씌우기공법을줄이기위한방안등의내용을다루었다. 관리적측면에서는도로포장의품질향상을위한계약제도와효율적인 PMS 운영을위한방안을제시하였다. 제 1 장서론 7

31 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 제 2 장 서울시 도로포장 현황 및 문제점 제 1 절서울시도로파손및포장현황 제 2 절서울시도로포장문제점분석 제 3 절실무자대상심층면접조사및분석

32 제 2 장 서울시도로포장현황및문제점 제1절서울시도로파손및포장현황 1. 서울시도로파손발생현황 도심지도로포장의파손은주로구조및재료적특성에의한파손과도심지특유의문제점에의한파손으로분류할수있다. < 표 2-1> 은도심지도로포장의특성을보여준다. < 표 2-1> 도심지도로포장특성 구조및재료적특성 - 아스팔트콘크리트포장이다수임 - 노후포장이다수임 (20 년이상 ) - 평균아스팔트층두께 20~30cm - 유지보수시획일적표층덧씌우기 - 특정파손에대한보수대책부재 - 재생아스콘활용비율 30% 도심지포장특성 - 기존도로의유지보수위주임 - 빈번한도로의굴착및복구의시행 - 겨울철에제설제사용 - 주로야간공사 - 도심지내포장재료플랜트부재 - 단속류및저속류교통하중 - 포장체하중초과차량단속미비 자료 : 한국도로학회, 2005 최근여름철집중호우 ( 장마등 ) 및겨울철폭설등의이상기후로인하여서 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 11

33 울시포장파손이가속화되고있다. < 그림 2-1> 은연도별서울시소파보수면 적 / 건수및비용을나타내고있다. 자료 : 서울시, 2011 < 그림 2-1> 연도별서울시소파보수면적 / 건수및비용 특히 2010년에는소파보수면적 / 건수및비용이큰폭으로증가하였는데, 이것은 2010년에 기후변화종합재해세트 라고할만큼다양하고강도높은이상기후현상이한반도에나타났기때문이다. 2010년 1월 4일서울에 25.4cm 의폭설 (1937년이래최대 ), 9월 21일서울에 259.5mm의폭우 (1908년이후역대 2위 ), 여름철 92일중 81일의전국평균기온이평년보다높은폭염지속등의기상이변이발생하였다 ( 기상청, 2010). < 그림 2-2> 는월별온도및소파발생량을나타내고있다. 1월부터 3월까지의온도변화를보면각각의평균최저기온과평균최고기온이 0 부근에분포하고있으며, 소파가집중적으로발생하는것을확인할수있었다. 이자료를통해해빙기의온도변화가도로포장의파손을가속화시킬가능성이크다는것을알수있었다 12 서울시통합도로포장관리정책개발

34 자료 : 서울시, 2010 기상청홈페이지 < 그림 2-2> 월별온도및소파발생량 < 그림 2-3> 은월별강수량및소파발생량을보여주고있다. 강수량이증가하는 7월, 8월에소파보수발생건수가증가함을확인할수있었으며, 1월부터 3월까지앞서말한해빙기온도변화의영향으로인해포장파손을가속화시킨것으로보인다. 자료 : 서울시도시안전본부, 2010 기상청홈페이지 2010 < 그림 2-3> 월별강수량및소파발생량 2004 년서울시대중교통체계개편작업과함께중앙버스차선제도가도입 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 13

35 된이래로버스전용차로에중하중 ( 버스하중 ) 이집중되면서포장파손 ( 소성변형 ) 이발생하여포장수명에큰영향을미치고있다. < 그림 2-4> 는 2009년 1월포트홀발생및보수실적을보여준다. 버스전용차로의포트홀개소비율 (18%) 및포트홀건수비율 (27%) 을보면버스전용차로의비율이상당히높은것을확인할수있으며, 중하중 ( 버스하중 ) 이포장파손에영향을미친다는것을알수있다. < 그림 2-5> 와 < 표 2-2> 는서울시도로포장취약구간을나타내고있다 ( 서울시설공단, 2011). 자료 : 서울시, 2010 < 포트홀개소비율 > < 포트홀건수비율 > < 그림 2-4> 2009 년 1 월포트홀발생및보수실적 자료 : 서울시설공단, 2011 < 그림 2-5> 서울시도로포장취약구간 14 서울시통합도로포장관리정책개발

36 < 표 2-2> 서울시도로포장취약구간 연번 노선명 방향 반복파손위치 1 서강대교지난 500m(4차로 ) 2 반포대교지난 1.1km(1차로 ) 구리 3 한남대교지난 1.1km(1차로 ) 4 동호대교하단 1 2차로 5 당산철교지난 200m 4차로강변북로 6 성산대교전 200m 3차로 7 마포대교하단 1 4차로난지 8 올림픽대교북단램프 9 서빙고고가 10 동호대교하단 1 4차로 11 성산 성산램프전 200m 12 흥지문터널전 200m 내부순환로 13 성동홍은램프 14 성산램프 15 동부간선도로 상계 한천교지난 300m 1 2차로 16 공항 D램프시점부동부간선도로 (B) 17 청담청담대교전 1 2차로 18 월릉 JC 지난 300m(2차로 ) 북부간선도로구리 19 월릉 JC 지난 450m(2차로 ) 20 고척교지난 300m(2차로 ) 성산 21 서부간선도로신정교 목동교 (1차로) 22 시흥 목동교 신정교 (1차로) 23 공항암사정수장지난 400m(4차로 ) 올림픽대로 24 하일한강철교지난 500m(4차로 ) 자료 : 서울시설공단, 2011 실제서울시포장상태를화인하기위하여서울시내도로포장현장조사를실 시하였다. < 그림 2-6>, < 그림 2-7>, < 그림 2-8> 은각각소성변형, 피로균열, 포 트홀을보여주며, < 표 2-3> 은도로파손의정의및메커니즘을나타내고있다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 15

37 < 표 2-3> 도로파손의정의및발생메커니즘 구분 소성변형 균열 포트홀 자료 : 위성동, 2002 정의및발생메커니즘 지속적인교통하중에의해바퀴가접촉하는양쪽측면이밀려올라와종방향으로포장이손상되는현상을의미한다. 소성변형은크게보조기층및노상에서발생하는소성변형 (Consolidation) 과표층에서만발생하는소성변형 (Rutting) 으로구분한다. 반복교통하중에의해아스팔트콘크리트의피로파괴로인하여발생하는일련의상호연결된균열을의미한다. 균열의종류에는크게거북등균열, 종ㆍ횡방향균열, 패칭, 시공줄눈등이있다. 아스팔트포장의공용시에포장표면에생기는국부적인작은구멍으로, 시공시의전압부족, 혼합물의품질불량, 배수구조불량등의이유로발생한다. < 그림 2-6> 소성변형 ( 서울시양재동 ) < 그림 2-7> 피로균열 ( 좌 : 삼양동, 우 : 군자동 ) 16 서울시통합도로포장관리정책개발

38 < 그림 2-8> 포트홀 ( 좌 : 역삼동, 우 : 양재동 ) 2. 서울시도로포장상태분석 1999년부터현재까지서울시는도로포장유지관리업무및유지보수예산편성에합리적이고실용적인행정과투명성확보를위하여서울시 PMS 구축및운영에관한용역을주고있다. 이연구는서울시도로포장의상태를분석하기위해서서울시 PMS 자료중자동포장상태조사장비 (KRISS:Korea Roadway Infrastructure Survey System, 이하 KRISS) 를이용하여조사된약 1,932km의자료를활용하였다. 더불어포장파손을균열, 소성변형, 종단평탄성으로구분하여상태현황을각관리사업소로제시하였으며, 조사대상노선에대한상세내용은다음 < 표 2-4> 와같다. < 표 2-4> 조사대상노선 구분 노선수 조사차로연장 (km) 전체 163 1,932 동부사업소 서부사업소 남부사업소 북부사업소 성동사업소 강서사업소 자료 : 서울시, 2009 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 17

39 1) 자동포장상태조사장비 (KRISS) KRISS 건설교통부국책연구과제로개발된장비이며현재국토해양부국도포장조사장비로사용되고있다. 또한최신레이저기반의포장상태조사장비로서기존장비에비해고선명노면이미지획득이가능하여미세균열검출이가능하다. KRISS 의기능에는포장의균열정도와분포면적, 소성변형깊이및종단평탄성등의노면상태조사기능등이있다. < 그림 2-9> 는 KRISS 를보여주며조사항목의세부내용은다음과같다. < 그림 2-9> 자동포장상태조사장비 (KRISS) (1) 균열 KRISS 의균열감지방법을보면후방에설치된고해상도라인스캔카메라를이용하여최대 0.5mm 균열분해능력을갖는노면이미지를획득함으로써, 보다미세한균열및명확한포장의표면결함검출이가능하다. < 그림 2-10> 은 KRISS 로균열을조사하는모습을보여준다. 18 서울시통합도로포장관리정책개발

40 자료 : 국토해양부, 2010 < 그림 2-10> 균열조사 (2) 소성변형 KRISS 는기존아날로그횡단프로파일측정기및 3m 막대자를이용하여측정하는장비와달리측정자료가디지털로기록되고소성변형량을신속하게조사할수있는장비이다. < 그림 2-11> 은 KRISS 를이용해소성변형을조사하는모습을나타낸다. 자료 : 국토해양부, 2010 < 그림 2-11> 소성변형조사 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 19

41 (3) 종단평탄성종단평탄성측정을위해정밀도 0.01mm 이하의고정밀고속레이저를차량의주행궤적과동일하게양측바퀴부분에장착하고, 포장의요철 ( 凹凸 ) 을신속히측정하여차량주행방향에대해포장의평탄정도를정량화시킨다. 주행중차량의떨림보정을위해가속도센서를이용하고, 주행속도에따른차량떨림의영향을최소화시켜요철높이를측정한다. < 그림 2-12> 는종단평탄성을조사하는모습을보여준다. 자료 : 국토해양부, 2010 < 그림 2-12> 종단평탄성조사 2) 분석방법 (1) 균열 ( 표면결함 ) 균열은종ㆍ횡방향균열, 시공줄눈부균열등의선형균열과거북등균열과같은면적균열, 소파보수 (Patching), 포트홀등과같은노면에나타난표면결함을의미한다. 표면결함자료는포장평가지수의기초자료로활용할수있도록도로의포장면적에대한균열면적의정도를나타내는균열률 (%) 로표현하고있다. < 그림 2-13> 은 KRISS 를통한이미지촬영방식을보여주고, < 그림 2-14> 는포장노면이미지를나타낸다. 20 서울시통합도로포장관리정책개발

42 표면결합측정방법도로포장노면의결함을수치화하는방법으로노면이미지에일정크기의격자망을형성하여균열이발생한곳을체크하여결함발생량을정량화할수있는격자망분석방법을적용 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-13> KRISS 를통한이미지촬영방식 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-14> 포장도로의노면이미지촬영 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 21

43 (2) 소성변형최근의교통량의증가와더불어화물차량의대형화로인해도로의바퀴자국을따라변형이증가되고있다. 또한소성변형의대표적인사례인러팅 (rutting) 은중차량통행노선과교차로에서크게발생하고있으며, 우천시물고임현상때문에안전운행의저해요인으로작용하고있다. 소성변형의정량화방법이있음에도불구하고, 측정방법이나기기에따라결과값에많은차이가발생하고있다. 일반적으로소성변형의측정을위해직선자 (Straight-Edge) 방법에의해변형된깊이를구하게되나, 공용중인도로에서방대한구간을매번직선자방법으로소성변형을정량화하는것은현실적으로불가능하다. 따라서 < 그림 2-15> 와같이노면의횡단에대해선형레이저를출력시키고동시에영상을촬영하여화상처리방식으로대상노면의상대적높이 (Profile) 를측정하여노면에발생한소성변형의깊이를구하게된다. 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-15> 횡방향요철 ( 소성변형량 ) 측정 (3) 종단평탄성승차감, 즉노면의종단평탄성은노면의종방향굴곡을말하며도로의기능적측면에서운전자에게가장민감한요소이다. 이연구에서는국제적으로통용하여쓰고있는종단평탄성 (International Roughness Index, IRI) 을사용하였다. 종단평탄성은먼저노면의실제상대적높이를측정하고, 이노면을 < 그림 22 서울시통합도로포장관리정책개발

44 2-16> 과같은 Quarter Car( 자동차의네바퀴중한바퀴만있는가상의차량 ) 가 80km/h 로주행했을때발생하는상ㆍ하흔들림을누적하여산출한다. 국내의경우자동포장상태조사장비 (ARAN, ARIA, KRISS 등 ) 에종단평탄성을측정할수있는시스템이장착되어있으며, 최근에품질관리측면에서종단평탄성을측정하여도로의실제승차감으로준공검사를수행하기도한다. 종단평탄성에따른포장상태는 < 그림 2-17> 과같다. 자료 : 서울시, 2009 IRI(m/km = mm/m) < 그림 2-16> Quarter Car Model 부록 2 참조 < 그림 2-17> 종단평탄성 (IRI) 에따른포장상태 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 23

45 종단평탄성측정방법은다음과같다. 먼저조사장비의후방에장착된레이저센서에의해서 < 그림 2-18> 과같이도로포장의상대적높이가수집되며, 이때차량의진동은장비내에부착된가속도계로보정된다. 또한, 데이터를수집하는각각의센서는차량의양쪽바퀴가지나가는주행경로의노면요철을실시간으로측정하여단위구간별 (20m) 로저장한다. 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-18> 종단평탄성측정초기화면 < 표 2-5> 는파손별 ( 균열, 소성변형, 종단평탄성 ) 국내외보수기준을비교한것이며, 서울시의경우균열률 15% 이상, 소성변형 25mm 이상, 종단평탄성 7.5m/km 이상일경우유지보수를하도록규정되어있다. < 표 2-5> 국내외보수기준비교 분류 유지보수여부경계기준 국가 국내 PMS 기관 균열률 (%) 소성변형 (mm) 종단평탄성 (IRI) (m/km) 서울특별시 km/h 이상 고속도로 km/h 국도 10 ( 균열도 0.3m/m 2 ) 비고 60km/h (2 차로 ) 지방도 일본 MCI 미국 FHWA/DOT ~3.8 주간선도로 자료 : 서울시, 서울시통합도로포장관리정책개발

46 (4) 포장상태지수 (SPI) 방대한도로에서다양하게나타나는포장상태를각각의파손정도 ( 종류, 범위 ) 에따라정량적으로표현하고평가하기위한하나의방법으로국내외에서다양한지수가사용되고있다. 즉포장상태지수를활용하여포장파손의종류에따라양, 정도등을정량적으로표현하고보수대상구간의유지보수우선순위를산정한다. 이를통해중ㆍ장기적으로유지보수시기를예측하여경제적인유지보수예산을수립할수있다. 서울시는자체적인포장평가지수인 SPI(Seoul Pavement Index) 를개발하여사용하고있으며 ( 식 2.1) 과같다. SPI = 10 - PDI ( 식 2.1) 여기서, PDI: 포장파손지수 (Pavement Distress Index) PDI = [(10 - PCI Cr ) 5 + (10 - PCI Rd ) 5 + (10 - PCI IRI ) 5 ] 1/5 PCI Cr = Cr 0.3 PCI Rd = Rd PCI IRI = IRI 여기서, Cr: 포장의균열 Rd: 평균소성변형깊이 IRI: 종단평탄성 SPI 등급에따른포장상태등급은다음 < 표 2-6> 과같다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 25

47 < 표 2-6> SPI 등급에따른포장상태등급 SPI 상태구분보수방안 10 ~ 8 매우양호 보수불필요또는예방적유지보수, 8 ~ 7 양호 균열실링, 소파보수등 7 ~ 6 보통 1~2년내보수필요 6 ~ 5 보통불량 적정보수 ( 보수계획수립 ) 5 ~ 3 불량 보수 / 보강필요 3 ~ 0 매우불량 ( 절삭 ) 덧씌우기등 자료 : 서울시, 2009 이연구에서는포장파손을조사노선에대한평균수치인균열, 소성변형, 종단평탄성으로구분하였고, 포장파손종류별현황을지역별로살펴보았으며, 각분석결과자료는서울시 PMS 자료를활용하였다. 3) 서울시도로포장파손별현황 2009년 서울시포장도로조사및분석용역 결과, 조사대상노선인 163개노선총연장 1,932km에서확인된평균결함발생량은 < 표 2-7> 과같이균열률 3.64%, 소성변형발생량 5.15mm, 종단평탄성 (IRI) 3.08m/km인것으로확인되었다. < 표 2-7> 조사대상노선의분석결과 균열률 (%) 소성변형 (mm) 종단평탄성 (m/km) 조사대상노선전체의평균균열율은 3.64% 로비교적양호한상태이다. 조사대상노선의균열률에따른분포현황은 < 그림 2-19> 와같이균열이발생하지않은구간이전체의약 34.3% 이며, 보수대상 (15%) 은전체의약 5.63% 이다. 26 서울시통합도로포장관리정책개발

48 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-19> 균열발생분포현황 도로교통사업소별균열발생현황은 < 그림 2-20> 과같으며, 전체의평균균열률이 3.64% 임을감안하면, 서부도로교통사업소 (4.43%), 북부도로교통사업소 (4.27%), 성동도로교통사업소 (4.33%), 강서도로교통사업소 (4.06%) 의균열률은전체평균에비해다소높으며, 도시고속도로의균열률은 1.70% 로양호한것으로확인되었다. 한편동부도로교통사업소와남부도로교통사업소의균열률은평균값과유사하였다. 평균 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 27

49 조사대상노선전체평균소성변형발생량은 5.15mm 이고, 소성변형발생분 포현황은 < 그림 2-21> 과같으며소성변형발생량이 25mm 이상인보수대상구 간은전체의 0.04% 이다. 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-21> 소성변형발생분포현황 도로교통사업소별소성변형발생현황은 < 그림 2-22> 와같으며평균소성변형발생량은 5.15mm로측정되었고, 전노선이서울시소성변형기준 25mm 보다낮게측정되어양호한상태로확인되었다. 이는소성변형이주로교차로나경사진도로와같이단속류나저속류의교통하중이반복적으로가해지는지점에서국부적으로발생하는데, 분석된자료는전체적인구간에대한평균값만을나타내고있기때문이다. 보다정확한자료를얻기위해서는교차로및경사진도로에대한소성변형자료구축이필요하다. 28 서울시통합도로포장관리정책개발

50 평균 < 그림 2-22> 도로교통사업소별소성변형현황 조사대상노선전체의종단평탄성평균값은 3.08m/km이며, 종단평탄성의분포현황은 < 그림 2-23> 과같다. 종단평탄성값이 4m/km 이하인구간은전체의약 78.1% 인것으로확인되었다. 종단평탄성값이 10m/km 이상인구간은과속방지턱및미끄럼방지포장, 스쿨존지역이대부분인것으로확인되었으며, 보수대상구간 (7.5m/km) 은전체의약 4.34% 로나타났다 ( 서울시, 2009). 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-23> 종단평탄성분포현황 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 29

51 도로교통사업소별종단평탄성현황은 < 그림 2-24> 와같으며, 조사대상노선전체의종단평탄성평균값은 3.08m/km이다. 도시고속도로의종단평탄성평균값은 2.08m/km 로비교적양호하며, 남부도로교통사업소 (3.88m/km), 북부도로교통사업소 (3.67m/km) 를제외한사업소의평균값은전체평균값과유사하다. 평균 < 그림 2-24> 도로교통사업소별종단평탄성현황 < 그림 2-17> 에서제시한종단평탄성에따른포장상태로비교하면, 남부및북부도로교통사업소의경우노후화된포장또는유지보수가필요한포장으로분류된다. PMS 조사대상노선의서울시및사업소별포장평가지수 (SPI) 는 < 표 2-8>, < 그림 2-25> 와같다. 서울시평균 SPI는 7.23으로분석되었으며, 사업소별 SPI 는도시고속도로 7.94, 서부도로교통사업소 7.22, 강서도로교통사업소 7.19, 동부도로교통사업소 7.14, 남부도로교통사업소 7.10, 성동도로교통사업소 7.08, 북부도로교통사업소 6.95의순으로나타났다. 북부사업소의경우포장평가지수가 6.95로보통상태이고, 1 2 년내에보수가필요하며, 다른도로사업소의경우포장평가지수가 7.08 이상의양호한상태로보수불필요또는예방적유지보수가필요한것으로조사되었다. 30 서울시통합도로포장관리정책개발

52 < 표 2-8> 사업소별 SPI 현황 사업소 SPI 사업소 SPI 전체평균 7.23 북부도로교통사업소 6.95 동부도로교통사업소 7.14 성동도로교통사업소 7.08 서부도로교통사업소 7.22 강서도로교통사업소 7.19 남부도로교통사업소 7.10 도시고속도로 7.94 평균 < 그림 2-25> 사업소별포장평가지수 (SPI) 현황 제 2 절서울시도로포장문제점분석 서울시도로포장의수명은잦은굴착복구, 최저가낙찰제를사용한계약문제, 품질관리미흡, PMS 구축미흡으로인해객관적인예측이힘든실정이다. 현재도로포장의유지관리를위해기존포장부에대해덧씌우기공법을실시하고있으나, 보수예산범위내에서획일적인방식의기능개선만이루어지고있는상황이다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 31

53 1. 구조적 / 재료적문제 1) 중하중 ( 교통량 ) 서울시는인구집중현상및경제활동인구의증가로매년교통량이증가하고있으며, 기존일반아스팔트포장에설계교통량이상의하중 ( 중하중 ) 이반복적용될경우포장의조기파손이발생할수있다. < 그림 2-26> 은연도별교통량을나타낸다. 자료 : 서울시홈페이지, 2011 < 그림 2-26> 연도별교통량 < 그림 2-27> 의차로별포트홀발생현황을보면버스전용차로의포트홀발생건수및면적이매우많은것을볼수있다. 이는버스에의한중하중의반복적재하와버스정류장에서의단속류로인하여포장파손이발생하였기때문이다. < 그림 2-28> 은중앙버스전용차로에서발생한포트홀을보여준다. 32 서울시통합도로포장관리정책개발

54 자료 : 서울시도시교통본부, 2010 < 그림 2-27> 차로별포트홀발생 < 그림 2-28> 중앙버스전용차로포트홀 ( 석촌호수 ) 서울시는중앙버스전용차로도입과동시에 2004년 1월버스전용차로에칼라아스팔트포장을시작하였으나, 2004년 7월중앙버스전용차로칼라아스팔트에포트홀이발생하여파손원인분석및대책수립연구를시작하였다. 칼라아스팔트품질및성능분석결과균열, 박리, 포트홀등의포장파손이우려된다는결과가나왔다. 2005년에는홍석골재를사용한반강성포장을적용하였으나일부버스정류장에취성점토암칼라골재사용으로파손이발생하였고, 동절기시공또는 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 33

55 시멘트밀크주입미흡으로포장체공극에수분이침투하여포장이파손되는등많은문제가발생하였다. 2006년부터개질제 + 유색코팅공법이적용되기시작하였으나, 기존아스팔트와부착불량 ( 코팅제균열 ) 및코팅의탈색및벗겨짐현상으로인한미관손상문제등이나타나고있다 ( 서울시, 2010). 반강성포장개립도아스팔트콘크리트에폴리머시멘트페이스트를혼입한것으로기존아스팔트에발생하는소성변형을방지하기위하여아스팔트의연성과시멘트의강성을적절히혼합한포장 < 그림 2-29> 는연도별일반및특수아스팔트적용비율을나타내는데, 중 교통도로및버스전용차로구간은특수아스팔트의적용비율이많이부족하기때문에포장수명확보에많은어려움을겪고있음을알수있다. 자료 : 서울시정개발연구원, 2007 ( 단위 :%) < 그림 2-29> 연도별일반및특수아스팔트적용비율 2) 강수량 최근지구온난화로인하여이상기온현상이발생하면서여름철집중호우 34 서울시통합도로포장관리정책개발

56 및겨울철폭설등으로인한포장파손문제가발생하고있다. < 그림 2-30> 은 강수량이해마다점차증가하는추세임을보여준다. 구간별평균 강수량 자료 : 기상청홈페이지 < 그림 2-30> 연도별강수량 < 그림 2-31> 은연도별서울시소파보수면적및강수량을나타내는데, 강수 량이증가할수록소파보수면적이증가함을알수있다. 최근국내기후가아열 대기후로변하고있어수분에의한포장파손을줄이기위한연구가필요하다. 자료 : 서울시도시안전본부, 2011 기상청홈페이지 < 그림 2-31> 연도별소파보수면적및강수량 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 35

57 수분손상은물에의해아스팔트도로포장의내구성및강성이감소하는현상이다. 수분손상은재료및시공등의영향인자에의해진전되는특성을가지고있으며, 아스팔트또는골재 ( 석분, 굵은골재, 잔골재 ) 사이의부착손실때문에발생한다. 이외에도수분손상은물이아스팔트혼합물로침투하면서매스틱 ( 아스팔트와채움재로구성된혼합물상태 ) 의구조를약화시키고, 여기에반복적인교통하중이작용하면서수분에점차민감해지면서발생한다 (Little 외, 2003). 아스팔트혼합물의박리현상및포트홀파손에는다양한발생원인과영향요소들이있다. < 표 2-9> 는수분손상또는파손의발생원인및영향요소들을정리한것이다. < 표 2-9> 수분손상또는파손의발생원인및영향요소 발생원인 영향요소 공동현상 (Cavity) 수분, 포화도, 온도 ( 동결융해 ) 포장배수불량 ( 간극수압 ) 수분, 수압, 포화도, 교통하중 부적절한다짐시공 공극, 수분 ( 상부유입 ) 골재표면의이물질피복 먼지와점토함유량 골재의건조불량 골재의수분함유량 연질골재의사용 골재내구성 방수불량및표면처리보수 수분, 증기압 ( 하부유입 ) 자료 : 황성도, ) 획일적인덧씌우기공법서울시도로포장대상의대부분은 20~30년이상된도로가대부분이며, 유지보수시파손규모에따라소파보수, 평삭및덧씌우기등의유지공법을실시하고있어표층이하층에대한보수는전혀시행되고있지않고있다. 하부층이노후화될경우기존포장의균열에의해서상부층에반사균열이작용하게되어덧씌우기포장의조기파손을야기시킨다. < 표 2-10> 은 2003년서울시도로보수현황을나타낸다. 36 서울시통합도로포장관리정책개발

58 평삭평삭기를이용해포장노면을전체적으로약간깎아내는방법 반사균열아스팔트포장층위에아스팔트로덧씌우기를실시하였을때기존포장층의균열또는줄눈의형상이그대로반사되어나타나는균열 하부층일반적으로하부층이란보조기층, 노상을뜻하나, 이연구에서는기층, 보조기층, 노상을뜻함 < 표 2-10> 2003년도로보수현황 구분 표면처리 소파보수 덧씌우기 재포장 전체 보수면적 (a) 39 1,003 10,707 11,350 23,099 보수비용 ( 백만원 ) 230 1,368 12,726 15,697 30,021 비율 (%) 자료 : 조병완외, 2006 서울시에서적용하고있는도로보수의약 50.9% 가하부구조의구조적성능의증가없이기능성만을향상시키는공법을사용하고있는것을확인할수있었다. 이러한공법은재포장의횟수가거듭될수록기존도로포장을조기파손시키며, 노후화를촉진시키는요인으로작용하고있다. < 그림 2-32> 는최초건설후덧씌우기횟수별포장공용기간의분포를나타낸것이다. 최초포장이후 1차덧씌우기까지의공용연수는평균 6년정도이나, 1차덧씌우기후 2차덧씌우기까지의공용연수는평균 3년, 3차부터 4차까지의공용연수는평균 2년정도로줄어들었다. 즉, 덧씌우기횟수가증가함에따라차후유지보수까지포장의소요수명이점차줄어드는경향을나타내었다 ( 임영환, 2003). 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 37

59 자료 임영환, 2003 <그림 2-32> 덧씌우기 횟수에 따른 일반국도 포장의 공용연수 38 서울시 통합 도로포장 관리정책 개발

60 < 표 2-11> 은소성변형과 FWD 시험에대한포장의처짐량자료를통하여 일반국도의포장상태등급기준을제시한것으로, 이를 < 그림 2-32> 의보수 이력에의한포장상태등급과비교하여나타내면 < 표 2-12> 를얻을수있다. FWD(Falling Weight Deflectometer) 시험포장면에충격을재하하여표면의처짐을측정하는비파괴시험장비 < 표 2-11> 포장상태등급기준 처짐량 (mm) 러팅 (mm) < ~ < < 12 1등급 2등급 3등급 12 ~ 20 2등급 3등급 4등급 20 < 3등급 4등급 4등급 자료 : 한국도로학회, 2005 < 표 2-12> 보수이력에의한포장상태등급 횟수 공용연수 등급 2등급 3등급 2 1등급 2등급 3등급 3 1등급 2등급 3등급 4 1등급 2등급 3등급 5 1등급 2등급 3등급 6 2등급 3등급 자료 : 한국도로학회, 2005 따라서동일한포장에대한표층절삭후덧씌우기공법의적용이매우비 합리적임을알수있다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 39

61 4) 생애주기비용분석을통한하부구조문제점분석서울시도로포장덧씌우기공법의문제점을파악하기위해미연방도로국 (FHWA:Federal Highway Administration) 에서제공하는 Real Cost Program ver 2.5를사용하여생애주기비용 (Life Cycle Cost) 을분석하였다. (1) 개요 1996년미연방도로국 (FHWA) 은 생애주기비용을고려한도로포장설계 연구를시작하였으며, 1997년이래로총 40개주의교통국이 Real Cost 프로그램을사용하고있다 (FHWA, 2010). Real Cost 프로그램은두가지목적을위해개발되었다. 첫번째목적은생애주기비용분석을배우려는사람들의의사결정에도움을주고, 사용자가소프트웨어를이용하여생애주기비용의분석효과, 서비스수명, 경제적인투자등을조사할수있도록하는데있었다. 또한직관적인인터페이스를통하여유저가쉽게프로그램을사용할수있도록하는데있었다. 두번째목적은엔지니어들이도로구조물의투자전략에생애주기비용을고려할수있는역할을제공하고, 생애주기비용분석의기본적인지식만갖고있으면소프트웨어를쉽게사용할수있도록하는데있었다. Real Cost 프로그램은신설 / 재포장및유지보수와관련된비용을관리자와사용자의관점에서비용분석을할수있도록제작되었으며, 생애주기비용분석방법으로는결정적접근방법과확률적접근방법의두가지방식을사용하고있다. < 그림 2-33> 은 Real Cost 프로그램의초기화면을나타낸것이다. 40 서울시통합도로포장관리정책개발

62 < 그림 2-33> Real Cost 프로그램의초기화면 (2) Real Cost를이용한프로그램해석서울시의유지보수공법에적용중인획일적인덧씌우기공법의문제점을분석하기위하여, 생애주기비용분석프로그램인 Real Cost 프로그램을사용하여비용분석을실시하였다. Real Cost 프로그램은크게프로젝트입력단계와대안입력단계로나뉘고, 프로젝트단계의경우프로젝트의세부적설명, 교통량, 이용자비용, 지체비용, 시간대별교통류분포비율등과같은입력변수들을입력하고, 대안단계의경우설계포장수명기간의모든유지보수공법에대한자료와함께공사단가, 공사시간, 유지보수비용등도입력하게되어있다. 이때도심지역양방향 4차선도로총연장을 7mile(11.27km) 로가정하였고, 현재서울시에서는야간공사를시행하고있기때문에공사시간을야간으로설정하여분석을수행하였다. < 표 2-13> 은 2010년서울시일교통량을나타내는데, 이연구에서는금화터널의일교통량을초기교통량으로산정하였으며, 교통량입력변수는초기교통량 (AADT), 교통성장비율, 트럭비율등으로 < 표 2-14> 와같이입력하였다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 41

63 < 표 2-13> 2010년서울시일교통량 ( 단위 : 대 ) 구분 일교통량 구분 일교통량 퇴계로입구 70,010 자하문터널 34,678 서울역 89,588 장충체육관 84,993 정동 MBC 앞 82,911 시청역 100,436 사직터널 94,384 금화터널 71,238 < 표 2-14> 교통량입력변수 구분 입력변수 초기교통량 ( 양방향 ) 72,000vpd(vehicle per day) 최대교통량 ( 양방향 ) 140,000vpd 교통성장비율 2.5% ( 최소 :2.0, 최대 :3.0) 자동차비율 90% 트럭비율 10%(5.2% singles, 4.8% combination) 대기행렬 (Queue) 1,818vphpl 자유교통류 (Free-Flow) 2,158vphpl 속도제한 65mph(104.61km/h) 시공시속도제한 40mph(64.37km/h) 일반적으로서울시의경우대부분의도로포장은유지보수공법으로덧씌우기공법을적용하고있기때문에이연구에서는신설도로포장에덧씌우기공법만을적용한대안 1과포장의하부구조를고려하여덧씌우기공법과재시공을병행하여실시하는대안 2 대안 6과의경제성비교분석을수행하였다. < 표 2-15> 는대안별유지보수계획을보여주는데, 대안 1은현재서울시에서적용하고있는획일적인덧씌우기공법을나타낸것이고, 대안 2~대안 6은공용시간이지남에따라하부구조에발생하는파손을고려하여하부구조의구조적성능을개선할수있는재시공공법을적용한것으로좀더객관적이고합리적인결과를얻기위한대안으로제시되었다. 대안 2는 2차덧씌우기후재시공, 대안 3은 3차덧씌우기후재시공, 대안 4는 4차덧씌우기후재시공, 대안 5는 5차덧씌우기후재시공, 대안 6은 6차 42 서울시통합도로포장관리정책개발

64 덧씌우기후재시공을실시할경우대안별로포장수명 ( 약 40 년 ) 을확보하는 데필요한비용을분석하였다. < 표 2-15> 대안별유지보수계획 ( 단위 : 년 ) 횟수대안 1 대안 2 대안 3 대안 4 대안 5 대안 6 신설 ( 재시공 ) ( 재시공 ) ( 재시공 ) ( 재시공 ) ( 재시공 ) 합계 서울시도로설계수명은 20년으로정하고있으나서울시의경우실제로 2 0~30년이지난도로에덧씌우기공법만을적용하여공용하고있기때문에분석기간을 40년으로잡았으며포장구조, 서비스기간, 공사비, 공사시간, 공사기간등에대한자료는 < 표 2-16> 에정리를하였다. < 표 2-16> 유지보수공법적용자료 시공방법 포장구조 서비스기간 ( 년 ) 공사비 ( 백만원 /km) 공사시간 ( 시간 ) 공사기간 ( 일 ) 신설 표층 5cm 기층 25cm 쇄석층 14cm 9 3,584 00:00~24:00 8 덧씌우기 표층 5cm5, 4, 3, 2* :00~ 익일 06:00 8 재시공 표층 5cm 기층 5cm 9 1,503 00:00~24:00 8 * 포장하부층의구조적손상을고려하기위하여아스팔트덧씌우기수명을덧씌우기횟수에비례해 5, 4, 3, 2 년을적용함 ( 임영환, 2003) * 이연구에서는달러의환율을 1100 원으로환산하여적용함 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 43

65 (3) 해석결과 결정적접근방법을통하여생애주기비용을분석하였고, < 그림 2-34> 와 < 표 2-17> 과같은결과를얻었다. < 그림 2-34> 대안별비용분석결과 < 표 2-17> 대안별유지보수비용비교 총비용 공사비 ( 백만원 ) 대안 1( 서울시 ) 대안 2 대안 3 사용자비용 ( 백만원 ) 공사비 ( 백만원 ) 사용자비용 ( 백만원 ) 공사비 ( 백만원 ) 사용자비용 ( 백만원 ) 현재가치 10, ,207 1,005 9,244 1,141 합계 10,867 10,212 10,385 대안 4 대안 5 대안 6 총비용 공사비 ( 백만원 ) 사용자비용 ( 백만원 ) 공사비 ( 백만원 ) 사용자비용 ( 백만원 ) 공사비 ( 백만원 ) 사용자비용 ( 백만원 ) 현재 9,277 1,270 9,342 1,405 9,599 1,460 가치합계 10,547 10,747 11, 서울시통합도로포장관리정책개발

66 분석결과가장경제적인보수방법은대안 2로가장비경제적인대안 6에비해약 847백만원의경제적이익이발생하며, 이는대안 6의경우대안 2~대안 5에비해덧씌우기공법을한번더수행하였기때문에이에따른추가비용이발생하였기때문이다. 서울시에서적용하고있는대안 1은하부구조의노후화로인하여 40년동안총 12번의유지보수가발생하며, 많은유지보수횟수로인하여높은공사비가측정되었다. 하지만대안 1은재시공을하지않아다른대안들에비해사용자비용이가장낮게측정되어, 총공사비는대안 6에비해조금낮게측정되었다. 대안 6은유지보수시발생하는사용자비용이가장높게나와전체적인유지보수비용이높게측정된것으로보인다. 하부구조의노후화를고려한생애주기비용분석결과, 현재서울시에서적용하고있는대안 1을계속적용할경우대안 2에비해약 655백만원의경제적손실이있을것으로보인다. 더욱정확한자료를얻기위해서는 PMS 구축을통해서울시에시공된도로포장자료를통한생애주기비용분석이필요하다. 또한보다자세한비용분석은부록 3에수록하였다. 2. 관리적문제 1) 예산부족 도로는서울시인프라구조물의가장큰부분을차지 ( 도로를포함한도시기반시설에대한자산가치는 69조 4,771억원 ) 하며매년도로부분에서발생하는유지관리비용은 2020년이후로건설비용을초과할것으로진단된다 ( 서울시정개발연구원, 2007). < 표 2-18> 은도로관리과의포장유지보수세출예산을나타낸것이다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 45

67 < 표 2-18> 도로관리과포장유지보수세출예산 ( 단위 : 백만원 ) 구분 평균 예산 27,228 55,267 23,918 35,471 자료 : 서울시홈페이지 < 표 2-19> 는 2010년기준서울시도로포장현황을보여주며, 총도로연장 km 및도시고속도로 183.9km 중노후화된구간을평균약 350억원의도로포장유지관리예산으로효과적으로정비하기에는역부족이다. 시민들의불편을줄이고안정성을확보하기위해서는충분한예산확보가필요하다. < 표 2-19> 서울시도로포장현황 구분 도로연장 (km) 도시고속도로 (km) 2010년 자료 : 서울시도시안전본부홈페이지 2) 포장관리시스템 (Pavement Management System) 관리부족도로포장은생산ㆍ시공되기시작하면서환경적영향 ( 온도, 수분 ), 교통하중등의다양한요소에노출되며, 이로인해내구성감소및포장노후화가발생하여도로포장의수명을저하시키게된다. 또한교통수요의증가및교통수단의대형화는도로포장의파손및노후화를가속화시켜, 도로포장유지를위해기존의방식 ( 경험에의한유지관리방법 ) 으로는효율적으로관리하기가어렵게되었다. 이에따라서울시는도로포장유지관리분야에서합리적이고실용적인운영과예산편성의투명성을확보하기위해과학적인분석방법인 PMS 를도입하게되었다. < 표 2-20> 은서울시 PMS 추진경위를보여주고, < 그림 2-35> 는서울시에서구축한 PMS 흐름도를나타낸다. 46 서울시통합도로포장관리정책개발

68 < 표 2-20> 서울시 PMS 추진경위 구분과업기간내용 ~ 서울시 PMS 연구개발및시범실시시험구간 100km 조사및분석 ( 시스템개발 ) 1 차 1 단계 ~ 서울시 PMS 운영 2,016km 조사및분석 2 차 2 단계 ~ ,344km 조사 1 단계 ~ ,280km 조사 ( 전노선평가실시 ) 2 단계 ~ ,500km 조사 ~ PMS 개발 ( 웹기반 ) 2 차 3 단계 ~ ,932km 조사 3 차 1 단계 ~ ,881km 조사 자료 : 서울시, 2009 자료 : 서울시, 2009 < 그림 2-35> 서울시 PMS 흐름도 2002 년부터자동포장상태조사장비를사용하여포장상태 ( 균열, 소성변형, 종 단평탄성 ) 를조사하고데이터정량화및포장유지관리의사결정용역을시행 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 47

69 하였으나, 장기적인운영비용이소요되고, 운영과보수담당의분리에따른실무와의연계성부족으로인해추가예산소요및작업지연이발생하고있다. 또한매년조사용역업체가변경되고, 그에따라장비가변경됨에따라 D/B 자료에신뢰성이결여되는문제가생기게되며, D/B 구축에문제점이발생하게되면 PMS 의본래목적인예산절감및기술발전효과가저감될수있다. 도로연장이국토해양부관리연장의약 58.2% 에해당하는데비해교통상황은열악하고네트워크레벨의포장상태조사만수행하고있어서울시도로포장의상태진단및유지보수예산집행을수행하는데어려움을겪고있다. < 표 2-21> 은네트워크및프로젝트레벨의항목을비교한것이다. < 표 2-21> 네트워크및프로젝트레벨항목비교 네트워크레벨 ㆍ일반정보 ( 교통량, 포장구조, 균열등 ) ㆍ DATA 분석ㆍ보수구간결정ㆍ보수공법결정ㆍ경제성분석ㆍ유지보수및건설계획수립 프로젝트레벨ㆍ현장상세조사자료ㆍ실험실분석자료ㆍ특이구간자료ㆍDATA 분석ㆍ대안설정ㆍ상세보수공법결정ㆍ경제성분석ㆍ건설및유지보수실시 마지막으로 KRISS 는포장의하부구조상태에대한진단을할수없기때문에하부구조의포장상태파악을위해서는 GPR(Ground Penetrating Radar) 및 FWD(Falling Weight Deflectometer) 와같은정밀측정기의도입이필요하다. GPR은천공이나줄파기또는지반의교란없이비파괴적으로포장체와지반단면및포장층의두께를측정하는장비이다. < 그림 2-36> 은 GPR을이용해포장두께및파손현황을조사하는모습을나타내고, < 그림 2-37> 은 FWD 의모습을보여준다. 48 서울시통합도로포장관리정책개발

70 < 그림 2-36> GPR 을이용한포장두께및파손현황조사 < 그림 2-37> FWD(Falling Weight Deflectometer) 3) 품질관리문제 (1) 계약문제현재서울시가주관하는대부분의발주공사는최저가낙찰제로되어있으며, 수의계약이아닌일반경쟁입찰로되어있다. 따라서어떤업체가신기술또는특허를갖고있다하더라도수의계약을할수없도록되어있는실정이다. 하지만건설신기술을인증해주는국토해양부는수의계약을할수있도록규정하고있어건설신기술제도에모순이있다. 따라서신기술을개발해도직접수주를하지못하는포장전문업체대신아무런기술이없는업체가공사를수주하고있으며, 관리비를제외한금액 (10~ 30%) 을삭감한나머지금액으로공사를수행해야하는어려움이있다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 49

71 아스팔트포장에서아스팔트혼합물을관급으로지정할경우, 포장을시공하는업체와아스팔트혼합물을생산하는업체가서로분리되어계약하므로포장품질에문제가발생하였을때 ( 예를들어조기파손이발생하였을때 ) 시공의문제인지또는생산의문제인지등이명확하게구분되지못하는문제점이있다. 즉, 생산및시공에대한품질관리가제대로수행되지못하고있으며, 생산및시공에대한 D/B가구축되어있지않아관리에어려움을겪고있다. (2) 아스팔트플랜트의인증및품질관리체계의문제점국내의아스팔트플랜트는지식경제부기술표준원에서실시하는 KS 인증을통해품질관리능력을인정받는다. 이는아스팔트콘크리트를사용하는각시공관련기관의품질관리심사등의절차를생략하는결과를초래하였고, 실제적인생산제품의품질보증보다서류심사를통한인증절차에주안점을두면서생산제품에대한품질관리를등한시하는결과를야기하였다. 또한아스팔트혼합물을생산하는플랜트의관리주체가다르다는문제점이있다. 즉아스팔트혼합물을구매하여사용하는부처는국토해양부이지만아스팔트플랜트를관리하는부처는지식경제부기술표준원이기때문에관리기관이이원화되어있다. 이로인해아스팔트플랜트에서도대처하는데있어어려움이있으며, 실질적으로혼합물을수급받는현장에서도문제가발생하고있는실정이다. 이외에도아스팔트혼합물의공급이사급 / 관급이냐에따라또는현장에따라상황이상이하며, 가격문제뿐아니라품질관리에따른책임소재등이서로겹쳐있어이에대한해결방안이절실한실정이다. 4) 굴착복구서울시관내도로에서는각종관로매설을위한도로의굴착및복구공사가연평균 10만여건이시행되고있으며, 이러한잦은굴착복구작업은포장면의침하, 균열등의하자를발생시켜도로포장의내구력저하및서비스지수를현 50 서울시통합도로포장관리정책개발

72 저히떨어뜨리고있는실정이다 ( 한국도로학회, 2005). < 그림 2-38> 을보면굴착 복구로인하여발생하는포장파손인패칭이전체파손의 37% 를차지하고있어 굴착복구작업으로인한포장파손이심각하다는것을확인할수있다. 자료 : 서울시, 2010 < 그림 2-38> 포장파손비율 제 3 절실무자대상심층면접조사및분석 이설문조사는서울시도로포장의수준향상을위한실무자의견을현장품질관리방안에반영하기위해실시하였으며, 이를통해포장실무에종사하고있는공무원및기술자들의시공품질관리에대한관심및인식정도를판단하고자하였다. 또한설문결과의분석을통해서울시포장도로의개선방안을도출하는기초자료로도활용하였다. 설문조사는플랜트, 시공, 감리의세가지타입으로구성된심층면접조사이며, 도로관리사업소등의도로관련공무원과포장시공관련업체의기술자를대상으로하였다. 이설문조사에회신해준응답자는 71명이며, 이중플랜트종사자는 20명, 시공관련업체기술자는 22명, 그리고감리분야종사자는 29명이다. 상기에서실시한설문조사서는 < 부록 1> 에첨부하였다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 51

73 1. 플랜트실무자심층면접조사결과 플랜트종사자를대상으로한심층면접조사내용을살펴보면다음과같다. 먼저응답자중약 90% 가산업표준협회에서주관하는교육과정을이수한것으로드러났다. 골재의구매와관련해서는 < 그림 2-39> 와같이약 70% 는일정한골재구매처가있으나약 30% 는원석구매후골재생산및골재의원활한공급을위해 2 3개의구매처를두고있었다. 또한골재변경에대한골재유출량시험및배합설계수행에관해서는 100% 가수행한다고대답했다. 국내도로포장의하자발생의원인으로는적은공사금액에따른부실화와안이한시고방식이각각 20% 로가장높게나왔다. 가장적절한하자보수기간으로는 2년이라는응답이 50%, 1년이라는응답은 40% 로대체로짧은하자보수기간을원하는것으로조사되었다. 선택이유로는서울시의많은교통량과여름철집중호우로인한포장파손때문이라는의견이있었고, 현행혼합물의품질평가는최종적으로공사완료후일정시일이지난후에이루어지며, 하자발생에대한명확한원인추적시영향을주는변수가많으므로현행 2년은제조사입장에서불리하다는의견도있었다. < 그림 2-39> 아스팔트골재구매처 포장성능개선과관련한의견으로는조달체계의개선, 혼합물의종류개선등이있었다. 조달체계의개선에서는현행조달체계는품질의신뢰성정도에 52 서울시통합도로포장관리정책개발

74 따른평가의척도가없으므로, 현실적인단가 ( 아스팔트바인더가격변동, 골재의품질정도에따른변동, 품질우수업체의변별력부족 ) 의반영이필요하다는의견이나왔다. 또한아스콘단가의경우관급은 #78기준( 표층 ) 66,764원 / 톤 (VAT 별도 ), 민급은 #78기준( 표층 ) 75,000원 / 톤 (VAT 별도 ) 으로 8,236원 / 톤의차이를보이고있었다. 혼합물종류의개선에서는현행국내에적용중인혼합물의종류가과거의혼합물과차이가없어변화하는환경을따라가기가힘들기때문에, 교통여건과우수혼합물의개발및포장전문가채용을통하여내구성향상위주의실제적정책이적용되어야한다는의견이있었다. 2. 시공실무자심층면접조사결과 시공분야와관련하여, 재료를시공현장까지운반하는데소요되는거리및시간을시공과정에서고려하는지에대한심층면접조사결과 < 그림 2-40> 과같이최장거리혹은소요시간을고려한다는응답자가약 45%, 교통여건등을감안하여소요시간만을고려하는응답자가약 40%, 고려하지않는응답자도약 15% 로나타났다. 그이유는대부분인근지역의아스팔트플랜트를이용하기때문인것으로드러났다. < 그림 2-40> 아스콘운반시거리및시간고려유무 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 53

75 시공현장에도착한아스팔트콘크리트의포설전온도를측정하여사용여부를판단하느냐는질문에 77% 의응답자가한다고대답하였고, 23% 의응답자가하지않는다고대답하였다. 포설시온도가기준온도에비하여낮을경우아스팔트포장의다짐이제대로이루어지지않아포장의조기파손이야기될수가있고, 기준온도보다높을경우과다짐이발생하여포장의조기파손이발생할확률이매우높아지게된다. 시공자교육을통해단계마다온도점검을강화하여야할것으로판단된다. 택코팅시공품질을향상시키기위해가장중요한요소에대해서는 < 그림 2-41> 과같이응답자의 43% 가살포후상태검사를가장중요한요인이라고응답했으며, 35% 는살포량, 22% 는온도가중요한요인이라고대답하였다. < 그림 2-41> 택코팅시공품질향상을위한요소 < 그림 2-42> 는아스팔트포장의포설과정에서중요한역할을수행하는페이버 (Paver) 에대한실무자들의기술수준을보여준다. 응답자의약 18% 가작동원리와구조에대해모른다고응답하였으며, 두가지이상의관련지식을숙지하고있는응답자는약 32% 였다. 상대적으로페이버의구조와작동원리에대해모르는응답자가적게나오긴했지만, 이는아스팔트포장의현장품질관리에중요한역할을담당하는포설및다짐공정의적절한시공수준을확보하는데문제가될수있는사항이다. 따라서이러한문제점을해결하기 54 서울시통합도로포장관리정책개발

76 위해서는시공공정별및시공장비별현장품질관리매뉴얼등의실무기술자료의정비가선행되어야하는것으로나타났다. < 그림 2-42> 페이버작동원리및장비구조 < 그림 2-43> 은시공시다짐횟수를점검하느냐는질문에대한결과를보여주는데, 전체시공구간을실시한다는응답은 43%, 다짐롤러기사에게맡겨두거나실시하지않는다는응답이 38% 로매우높게나왔다. 따라서다짐단계별다짐횟수점검에대한규정의강화가필요하다. < 그림 2-43> 다짐횟수점검 아스팔트포장시공완료후다짐도측정을수행하는지에대한질문에대해서는 41% 의응답자가수행한다고하였고, 55% 의응답자가수행하지않고있 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 55

77 다고하였다. 반이넘는응답자가다짐도검사를수행하고있지않아품질관리에어려움이있을것으로생각되며, 수행한다고한응답자의 36% 가현장및시험실다짐공시체의겉보기밀도를통해검사를한다고대답하였고, 응답자의 18% 는혼합물의이론최대밀도와현장공시체의겉보기를통해다짐도를검사하고있다고답하였다. 또한응답자의 9% 는공급원승인서및현장공시체의겉보기밀도를통해검사를한다고밝혔다. 아스콘포설후 7일이내에코어를랜덤하게채취하여공사감독관에게제출하느냐는질문에 73% 의응답자가제출을한다고대답하였고, 18% 의응답자가제출을하지않는다고답하였다. 규정상 7일이내에코어를채취하여공사감독관에게제출하게되어있지만 18% 의응답자가이를이행하고있지않아규정강화가필요하다. 아스팔트포장의시공과정에서가장우선적으로생각하는품질관리방법에대해서는, 응답자의 53% 가혼합물의온도를가장중요하게생각하는것으로나타났다. 따라서혼합물의생산, 운반, 단계별다짐온도에대한온도규정및철저한점검이이루어져야할것이다. 하자보수기간에대해서는 59% 의응답자가 2년이가장적정하다고응답하였고, 1년이가장적정하다는응답자는 27%, 3년, 4년, 5년이적정하다는응답자는각각 5% 가나왔다. 1 2 년이적합하다는이유로서울시의많은교통량과양생시간의부족으로인하여도로품질의확보가힘들기때문이라는의견이나왔으며, 4년이상의하자보수기간을두어시공사의보다정확하고체계적인시공관리가필요하다는의견도있었다. 포장성능개선과관련된의견으로도로별교통량이다르므로교통량별, 버스전용차로및일반차로별등으로하자보수기간을다르게적용해야한다는의견이나왔으며, 현여건상현장과플랜트의거리가매우멀기때문에아스콘의온도관리가필요하다는의견도있었다. 56 서울시통합도로포장관리정책개발

78 3. 감리실무자심층면접조사결과 감리분야에종사하는실무자를대상으로한심층면접조사를통해, 아스팔트포장에대한체계적인교육을받았는지를조사하였고그결과를 < 그림 2-44> 에나타내었다. 38% 의응답자가아스팔트포장에대해체계적인교육을받지못하여감리업무수행시많은문제점이발생할것으로우려된다. < 그림 2-44> 아스팔트포장에대한교육여부 아스팔트포장관련시공업무를수행하면서해당현장에납품하는아스팔트플랜트에대한현장실사의횟수를묻는질문에약 20% 는현장실사를하지않는다고대답했으며, 37% 는건당 1회정도의현장실사만을한다고응답하였다. 현장실사를하지않는응답의경우관급으로아스팔트콘크리트를공급받는현실에서품질관리책임을생산자에게위임함에따른결과로판단된다. < 그림 2-45> 는시공공정별아스콘온도점검여부에대한심층면접조사결과를나타내며, 76% 의응답자가점검을수행한다고답하였고, 24% 의응답자가점검을하지않는다고답하였다. < 그림 2-46> 은다짐별다짐횟수점검여부에대한심층면접조사결과를보여주며, 21% 의응답자가점검을하지않는다고대답하였다. 온도및다짐횟수의점검은도로포장의품질확보를위해매우중요한요소이므로, 이에대한교육및대책마련이필요할것으로보인다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 57

79 < 그림 2-45> 시공공정별아스콘온도점검여부 < 그림 2-46> 다짐별다짐횟수점검여부 아스팔트시공시아스콘시료채취에대한심층면접조사결과, 66% 의응답자가시료를채취한다고하였고, 34% 의응답자가시료를채취하지않는다고하였으며, 채취장소로는플랜트 (7%), 차량 (34%), 도로 (31%) 가나왔다. 아스콘은도로포장에문제가발생하였을경우문제점을찾을수있는중요한요소로이용되기때문에꼭필요하다. 하자보수기간에대한심층면접조사결과, 응답자의 69% 가적합한기간으로 2년을꼽아가장높았고, 21% 가 3년을꼽아두번째로높았으며, 1년, 4년, 5 년이각각 3% 가나왔다. 중차량의증가및이상기후로인해포장조기파손이발생한다는의견이많았고, 표층절삭덧씌우기때문에발생하는포장의하부 58 서울시통합도로포장관리정책개발

80 구조노후화로인하여표층의수명이감소하므로 2년정도가가장적당하다는의견도있었다. 마지막으로포장성능개선과관련해서는감독대상포장에대한전문지식교육강화, 전문지식을습득한기술자의인사이동자제, 서울시내포장공사별시방서에대한연구필요, PMS 확대추진, 포장품질확보를위한주간공사실시등다양한의견이있었다. 제 2 장서울시도로포장현황및문제점 59

81 제 3 장선진도로포장사례연구 제 3 장 선진 도로포장 사례 연구 제1절포장관리시스템 (Pavement Management System) 제2절중하중제3절반사균열제4절계약제도

82 제 3 장 선진도로포장사례연구 제 1 절포장관리시스템 (Pavement Management System) 포장관리시스템은객관적인포장의조사자료를바탕으로정책결정자가필요한정보를제공함으로써, 합리적인유지보수의사결정을지원하는시스템이다. 이연구에서는예방적유지보수 (Preventive Maintenance) 를포함하는포장관리시스템 (PMS) 에대한선진사례를예시하였다. AASHTO(The American Association Highway and Transportation Officials) 는 1999년에예방적포장유지활동및현황평가를위해 50여개의주기관에포장의예방적유지관리프로그램인 PPMP(Pavement Preventive Maintenance Program) 의특성및현황에대한조사를실시하였다. 심층면접조사에응한 41개기관중 36개의기관이예방적유지관리프로그램을수립하여사용하고있었으며, 예방적유지보수공법은거의모든주에서적용하고있는것으로나타났다 (AASHTO, 1999). 예방적유지보수공법예방적유지보수공법은포장체에심각한파손이발생하기전에미리표면처리및실링등의간단한보수공법을통해도로포장전체의공용수명을증가시키는유지보수방법 제 3 장선진도로포장사례연구 63

83 1. 미국 1) 워싱턴 (Washington) 워싱턴주정부 (WSDOT) 는 1960년포장상태에대한조사및 1970년대포장관리시스템도입으로도로포장개선에큰효과를보았다. 1969년부터주정부는 2년마다도로포장에대한전수조사를실시하였으며, 1989년이후에는매년도로포장에대한전수조사를실시하고있다. 1970년대후반워싱턴주정부는 WSPMS(Washington State Pavement Management System) 를처음발표하였으며도로포장을효과적으로관리하기위하여이시스템을개선및수정하고있다. < 그림 3-1> 은워싱턴주의연도별포장상태를나타낸것이다. 포장조사결과양호구간의비율은 1970년약 50% 에서 2005년 93.5% 로큰폭으로증가하였다. 자료 :FHWA, 2008 < 그림 3-1> 연도별포장상태변화 WSPMS 는매년전주도로에대한포장상태, 세부시공내역, 교통량등에대 64 서울시통합도로포장관리정책개발

84 한자료를구축하고있으며, 구축된포장상태자료를최적유지관리시기및우선순위결정에활용하고있다. 1993년포장관리시스템에생애주기비용을고려하도록법률화되었고, 워싱턴주정부는생애주기비용분석을통하여아스팔트콘크리트의적정유지보수주기 ( 대략 12~13년이내 ) 를결정하기위해다양한환경에서도로포장의유지보수 ( 포장복구, 덧씌우기등 ) 에대한비용을조사하였다. < 그림 3-2> 는그결과를나타낸것이다. 초기의생애주기비용에는관리자비용만이포함되었으나최근에와서는사용자비용도포함되고있다. 자료 :FHWA, 2008 < 그림 3-2> 아스팔트콘크리트의생애주기비용유지보수주기 워싱턴주정부는도로포장의개선및최적의투자이익을위하여기술적이고경제적인분석방법인 WSPMS 를이용하고있다. 2) 캘리포니아 (California) 캘리포니아주는 1979년에 PMS를처음도입하였다. 다른주와마찬가지로초기 PMS는중앙컴퓨터장치를기반으로하였고대규모의데이터베이스를구축하였다. 주정부는 2년에한번씩조사된포장상태자료를최적의유지보수대안선택을위한의사결정도구로활용하였다. 제 3 장선진도로포장사례연구 65

85 지난 20년동안미연방도로국 (FHWA) 은사회구조물관리시스템의사용을촉진하였고, 주정부들은다리및도로를위한관리시스템구축에대한많은연구를시작하였다. 1991년교통효율화법 (ISTES) 이제정되면서포장관리시스템의개선및확장이요구되었다. 이를반영한캘리포니아주의 PMS 관리단계를보면다음과같다. (1) 자료수집및관리강화 -차선의수, 길이, 폭, 표면종류, 기능적분류, 갓길등에대한정보 -프로젝트데이터의이력, 시공종류, 재시공종류, 유지보수종류, 예방적유지보수종류에대한정보 -교통량, 교통종류, 교통하중등에대한정보 (2) 분석자료강화 -승차감, 파손, 러팅, 표면마찰력등의포장상태분석자료 -특정포장종류에대한현재및미래의공용성분석, 네트워크상의모든도로포장잔존수명분석등의포장공용성분석자료 -도로포장의공용성과관련된설계, 시공, 유지보수, 재료, 배합설계, 예방적유지보수등을어떻게적용할것인가에대한기술자의분석자료 (3) 매년 PMS 관련정보의평가및업데이트캘리포니아의 PMS는컴퓨터에기반을두어기존의 PMS보다많은유저들이쉽게사용할수있게되었고, 생애주기비용분석제도를도입하여합리적인유지보수를수행하고있다. 3) 네브라스카 (Nebraska) 네브라스카주정부는 1973 년도로포장의 PSI(Present Serviceability Index) 를 66 서울시통합도로포장관리정책개발

86 측정하기위한연구를시작하였고, 측정된데이터는아스팔트덧씌우기포장의두께를산정하기위한데이터로사용하였다. 1984년 PMS 수행및개선을위해프로그램관리부서 (Program Management Division) 가창설되었는데, 그목적은다음과같다. -포장과관련된모든부서에현재의포장상태데이터를제공 -주도로의포장상태를매년갱신 -수행가능한유지보수공법에대한정보를제공 -유지보수와관련된의사결정에대한피드백제공 -미래의포장상태정보제공 2004년 POP(Pavement Optimization Program) 2.1버전이개발되어, 지역자치단체에배포되었다. POP는 Mandli Roadview Explorer를통하여현재포장상태를조사할수있고관련된사진을검토할수있다. 또한분석기간및연간예산입력을통하여생애주기비용을분석할수있다 (NDOT, 2009). < 그림 3-3> 은 POP 프로그램을보여준다. 자료 :NDOT, 2009 < 그림 3-3> POP 프로그램 제 3 장선진도로포장사례연구 67

87 2. 영국 (United Kingdom) 1) UKPMS(United Kingdom Pavement Management System) 1980년대중반 Local Authority Association(LLA) 과 DOT는새로운포장관리시스템 (PMS) 을도입하고자하였고, PMS 를통해눈으로포장상태를평가하는기존의방식에서장비를사용하여포장상태를평가하는방식으로대체되었다 (Phillips, 1994). 영국의총도로연장은 407,362km이며잉글랜드의도로연장은 294,154km 로영국총도로의 72% 에달하며, < 표 3-1> 에자세히나타내었다. < 표 3-1> 영국의도로현황 나라 지방청 트럭도로 (km) 중요도로 (km) 기타도로 (km) 합계 (km) 잉글랜드 150 7,286 27, , ,154 웨일스 22 1,688 2,619 29,554 32,173 스코틀랜드 32 3,227 7,481 48,870 56,351 북아일랜드 n/a n/a 24,684 합계 , ,362 자료 :TRL, 2009 UKPMS 는도로, 커브, 보도, 자전거도로등과같은포장관련자산을효율적으로관리하는시스템이며, 이시스템의궁극적인목적은도로포장관련자산들의상태조사및유지보수우선순위선정을통해적절한공용성을유지하는데있다. 합리적인유지보수관리를통해예산절감효과를얻을수있었으며, UKPMS 의관리단계를나타내면다음과같다. (1) 전략, 네트워크단계 -포장유지보수의필요성에대한확인 -지원가능한예산분석 68 서울시통합도로포장관리정책개발

88 -실현가능한예산대안및전략선택 -다양한대안에대한서비스상태분석 -예산확보방안 -예산범위내에서의유지보수범위산정 (2) 프로젝트선택및우선순위단계 -가능한예산내에서의유지보수우선순위선정 -합리적인유지보수공법선정 -비용평가분석 -관리자의전반적인목표와관련된우선순위평가 -유지보수계획및예산리스트작성 (3) 운영단계 -도로포장상태악화의원인평가 -실질적인유지보수대안확인 ( 표층재처리, 재포장 ) -유지보수공법에따른경제성분석 -가장합리적인유지보수공법선택 포장상태조사를위하여활용되고있는다양한장비를 < 표 3-2> 에정리하였다. RCI(Road Condition Indicator) 는자동포장상태장비로포장의표면결함 ( 러팅, 균열, 평탄성 ) 을조사하는장비이고, Deflectograph는포장의처짐량을측정하는장비이며, SCRIM은포장의미끄럼을자동측정하는장비이다. 마지막으로 CVI(Coarse Visual Inspections) 는교통량이적은도로에사용하는표면결함조사장비이다. 제 3 장선진도로포장사례연구 69

89 < 표 3-2> 포장상태조사장비적용현황 나라 분류된도로 비분류된도로 잉글랜드 SCANNER RCI CVI 스코틀랜드 SCANNER RCI SCANNER RCI 웨일스 SCANNER RCI - 북아일랜드 Deflectograph, SCRIM CVI 자료 :TRL, 2009 영국은 UKPMS 를이용해포장상태를객관적으로관리하고있으며, 이를통 해유지보수우선순위를효율적으로선정할수있어합리적인예산관리시스템을구축하고있다. 제 2 절중하중 최근미연방도로국은도로포장의서비스상태및수명을개선시키기위한방안으로포장보호 (Pavement Preservation) 개념을도입하고자많은노력을기울이고있다. 또한도로사업에대한예산이감소함에따라비용을절감할수있는유지보수에대한관심이높아지고있다. 포장보호개념은미래로갈수록더욱중요시될것이며, 이개념을이용한예방적유지보수는도로포장의수명연장에상당한영향을줄것이라보고있다. 지금까지수행된포장보호개념에대한연구는주로경하중도로포장에대해진행되어왔기때문에중하중도로포장에적용하기가쉽지않았으며, 중하중도로포장에포장보호개념을도입하기위하여 SHRP(Strategic Highway Research Program) 에서 중하중포장도로의포장보호를위한가이드라인 을 2011년에발표하였다 (SHRP, 2011). 70 서울시통합도로포장관리정책개발

90 포장보호 (Pavement Preservation) 전반적인포장의공용성개선, 시민의불편최소화, 안정성및경제적인도로유지관리를위해발생한개념으로주로예방적유지보수공법이사용되고있다. 1. 예방적유지보수 1990년대중반이후미국에서는예산의감소와유지관리비용의증가로도로포장의품질을유지하기위해많은연구가진행되었고, 예방적유지보수공법을적용한포장보호개념이도로분야에서중요한개념으로자리잡기시작하였다. 도로포장의수명을개선하기위해다양한예방적유지보수공법들이개발되었으며, 칩실, 실코트, 크랙필링, 슬러리실등이가장많이사용되고있다. 예방적유지보수공법은일반적으로경하중도로포장에많이적용되어왔으며, 도로포장의공용성을상당부분향상시켜경제적이고효과적인유지보수방법으로자리잡게되었다. 그러나경하중에적용된예방적유지보수공법을그대로중하중도로포장에적용할경우많은어려움이따른다. 다음은중하중도로포장에기존예방적유지보수공법을적용할경우발생하는방해요인을나타낸것이다 (SHRP, 2011). -중하중에의한예방적유지보수공법의내구성파괴위험성증가 -특정예방적유지보수공법에대한시민들의부정적인인식 -증가한공용성에대한기대 -도로기관의경험부족예를들면하나의예방적유지보수공법을서로다른두개의교통량에적용할경우문제가발생하게된다. 도로 A는일평균교통량 (ADT) 이 1,500vpd이고도로 B는일평균교통량 (ADT) 이 20,000vpd일경우동일한예방적유지보수공법을적용한다면도로 A와도로 B의포장수명은동일하지않을것이다 제 3 장선진도로포장사례연구 71

91 (SHRP, 2011). 최근 SHRP 에서 Renewal Project R26: Preservation Approaches for High- Traffic-Volume 이라는연구결과를발표하였는데, 효율적인포장보호시스템을도입하기위해서는명확한시방규정, 장기공용성및경제성, 안전성확보, 시공시대중교통지체최소화등이필요하다고보고하였다. 1) 중하중포장보호시스템가이드라인포장보호시스템을도입할경우고려해야할사항으로는교통량, 현재포장상태, 기후상태, 작업시간, 유지보수방법, 가격등이있다. 특히교통량은도로포장에작용하는하중을직접적으로측정할수있기때문에매우중요한요소중하나이다. 도로포장은일반적으로다양한요소에의해파손이발생하기때문에다양한인자에대한고려가필요하다. < 그림 3-4> 는포장파손에영향을주는인자와처리방법을나타낸다. 자료 :SHRP, 2011 < 그림 3-4> 포장결함및처리방법 72 서울시통합도로포장관리정책개발

92 주어진시간안에적절한예방적유지보수공법을선택하는것은간단하지가않다. 현재포장상태에대한상당히많은양의데이터가필요할뿐만아니라예방적유지보수공법을수행하기위해서는많은제약이따르고다양한대안도고려되어야한다. 또한비용문제가포함될때더욱복잡하게된다. < 그림 3-5> 는공법선택절차를나타낸것이다. 자료 :SHRP, 2011 < 그림 3-5> 공법선택절차 경하중도로포장에적용된유지보수공법에대한공용성평가는상당히많이이루어졌지만중하중도로포장의예방적유지보수공법적용에대한공용성평가는아직미비한실정이다. 미연방도로국은중하중도로포장에예방적유지보수공법을적용하기위해많은프로젝트를진행하였고, 일부만족할만한결과를얻었으며, 그결과를 < 표 3-3> 에나타내었다. 제 3 장선진도로포장사례연구 73

93 < 표 3-3> 중하중도로포장유지보수공법 자료 :SHRP, 중ㆍ경하중아스팔트포장가이드라인 미국 Georgia DOT는도로포장의품질향상을위하여중ㆍ경하중에대한아스팔트도로포장가이드라인을제시하였으며, 교통량에따라아스팔트를다르게적용하고있다. < 그림 3-6> 은아스팔트포장의선택가이드라인을보여준다. 74 서울시통합도로포장관리정책개발

94 자료 :GDOT, 2006 < 그림 3-6> 아스팔트포장선택가이드라인 < 표 3-4> 와 < 표 3-5> 는경하중, 중하중시방서를각각나타내는데, GDOT 의경우균열의상태에따라다양한보수방법을적용하고있는것을확인할수있다. < 표 3-4> 경하중시방서 경하중시방서 교통량 / 파손상태 기준 표면처리 4.75mm 9.5mm TypeⅠ <200 Yes Yes Yes ADT Yes Yes Yes 800 1,000 Yes Yes >1000 Yes(D) Yes(H) <1/4 Yes Yes Yes 러팅 1/4 1/2 (A) (A) (A) 1/2 3/4 >3/4 횡방향균열 하 Yes Yes Yes 상 (G) 제 3 장선진도로포장사례연구 75

95 < 표계속 > 경하중시방서 경하중시방서 교통량 / 파손상태기준표면처리 4.75mm 9.5mm TypeⅠ 종방향균열 균열 라벨링 하 Yes (C) (C) 상 하 상 (G) 하 Yes Yes Yes 상 9.5mm TypeⅠ: 잔골재를주로사용 A. Yes with 레벨링 B. Yes with 절삭 C. Yes with 클랙실링 D. Yes with TPD(Trucks per day)<100 E. Yes with 균열방지층 F. Yes with 깊은패칭 G. 표면처리공법 H. Yes with 100<TPD<200 자료 :GDOT, 2006 (C) (B) < 표 3-5> 중하중시방서 중하중시방서 12.5mm 교통량 / 파손상태 기준 9.5mm TypeⅡ 일반 개질 ( 폴리머 ) 1,000 2,000 Yes(H) Yes Yes ADT 2,000 10,000 Yes Yes Yes 10,000 25,000 Yes Yes >25,000 Yes <1/4 Yes Yes Yes 러팅 1/4 1/2 (A) (A) (A) 1/2 3/4 (B) (B) (B) >3/4 (B) (B) 횡방향균열 하 Yes Yes Yes 상 (E) (E) (E) 종방향균열 하 (C or E) (C or E) (C or E) 상 (E) (E) (E) 76 서울시통합도로포장관리정책개발

96 < 표계속 > 중하중시방서 중하중시방서 교통량 / 파손상태기준 9.5mm TypeⅡ 균열 라벨링 9.5mm TypeⅡ: 굵은골재를주로사용 A. Yes with 레벨링 B. Yes with 절삭 C. Yes with 클랙실링 D. Yes with 트럭교통량이적은곳에만적용 E. Yes with 균열방지층 F. Yes with 깊은패칭 G. 표면처리공법 H. Yes with 100<TPD<200 자료 :GDOT, mm 일반개질 ( 폴리머 ) 하 (C or E) (C or E) (C or E) 상 (F) (F) (F) 하 Yes Yes Yes 상 (B) (B) (B) 제 3 절반사균열 많은도시및도로국은도로포장유지관리를중요한쟁점중하나로생각하고있으며, 도로포장의공용성확보를위해아스팔트덧씌우기공법이가장흔하게사용되고있다. 그러나기존포장의패칭, 균열등의포장파손을확실히제거하지않고덧씌우기하는경우가많아공용성확보에많은어려움을겪고있다. 덧씌우기도로포장의공용성에가장큰영향을미치는파괴요소중하나는반사균열이다. 콘크리트도로포장의조인트, 기존콘크리트및아스팔트도로포장의균열부에아스팔트덧씌우기도로포장이시공될경우상대적으로짧은시간에반사균열이발생하여도로포장의표면부까지균열이발생하게된다. 반사균열은균열및조인트부분에중하중차량이지나가면서발생하거나, 온 제 3 장선진도로포장사례연구 77

97 도의변화에의해균열및조인트부분에응력이생겨발생하게된다. < 그림 3-7> 은반사균열메커니즘을나타낸것이다. 자료 :Lytton et al., 2010 < 그림 3-7> 반사균열메커니즘 덧씌우기포장에발생한반사균열을통하여하부구조에물이침투하게될경우하부구조에침투된물은아스팔트포장및하부층의지지력을악화시켜다양한파손형태로나타나게된다. 그러므로아스팔트덧씌우기공법의장기공용성확보를위해서는반사균열에대한저항능력이중요하다. SHRP 에서는반사균열에대한설계모델을개발하였고, < 그림 3-8> 은반사균열에대한설계모델을나타낸것이다. 반사균열을예측하기위해서는현장정보, 온도, 포장상태등에대한분석이필요하다. 다음은분석모델별고려인자를나타낸것이다. -현장자료모델 : 포장파손자료, 교통량, 교통하중분포 -온도모델 : 기후 ( 날씨 ), 깊이에따른온도분포 -포장상태모델 : 포장층, 재료의물성, 비파괴시험 78 서울시통합도로포장관리정책개발

98 자료 :Lytton et al., 2010 < 그림 3-8> 반사균열모델에대한설계도 아스팔트덧씌우기포장의반사균열을방지하거나줄이기위하여아스팔트덧씌우기포장의두께를증가시키는방법, Stress-Absorbing Membrane Interlayer (SAMI) 를사용하는방법 ( 섬유및지오텍스타일멤브레인층을사용 ), 기존포장을재포장하는방법등이많이사용되고있다 (Lytton et al., 2010). 1. 미국네바다 (Nevada) 지난 15 년동안 Nevada DOT(Department of Transportation) 는아스팔트덧 씌우기포장의반사균열에대한파손을줄이기위해다양한방법들을사용해 제 3 장선진도로포장사례연구 79

99 왔다. Nevada DOT 는반사균열에대한파손을최소한으로줄이기위한시험시공프로젝트등을수행하여공용성에대한검토를하였다. 또한시험시공을통하여설계, 시공, 교통량등의자료및장기공용성에영향을주는요인에대한자료를수집하였다. 더불어수집된정보를통해반사균열을줄이기위한다양한공법들에대한공용성평가를실시하였다. Nevada DOT 의포장상태조사결과포장의공용성에가장큰영향을주는요인은평탄성, 러팅, 균열로나타났다. Nevada DOT 는 PMS(Pavement Management System) 를사용하여주전지역에서시공된다양한포장들의공용성을측정하기위하여 PSI(Present Serviceability Index) 를사용한다. PSI 는포장의평탄성에큰영향을받지만균열에대한영향을충분히나타내지는못한다. 그러므로 PSI 는아스팔트덧씌우기포장의공용성을효과적으로평가하기에는부족하다. 반사균열연구를위하여일부지역의도로포장을지정한후공용기간동안도로포장에서발생하는피로균열, 횡방향균열, 블록균열등의자료를수집하였고, 반사균열을방지하기위한다양한기술들의공용성을평가하기위한자료로활용하였다. 여러가지환경인자들을고려하기위하여환경및교통상황이다른장소 33 곳을선정하였으며, 반사균열을방지하기위한다양한공법들이 2005년까지적용되었다. 1) Cold In-place Recycling Project(CIR) CIR은보통아스팔트기층시공에많이사용되며기존아스팔트포장의내구성을강화할수있는공법이다. 보통 CIR은 AADT 정도의경하중도로에서사용되지만, Nevada DOT 는 1,000 10,000 AADT 정도의도로에서현재적용중이다. < 그림 3-9> 는 CIR 시공을나타내며, < 그림 3-10> 은 CIR공법의포장단면을보여준다. 80 서울시통합도로포장관리정책개발

100 <그림 3-9> CIR 시공 CIR A 기존 포장 2in(5.08cm)를 CIR 공법을 적용하여 시공하고, 2.5in (6.35cm)의 밀입도 아스팔트 콘크리트를 시공한 후 0.75in (1.91cm)의 OGFC(Open Graded Friction Course)를 시공하였다. CIR B 기존 포장 3in(7.62cm)를 CIR 공법을 적용하여 시공하고, 3in (7.62cm)의 밀입도 아스팔트 콘크리트를 시공한 후 0.75in (1.91cm)의 OGFC를 시공하였다. CIR C 기존 포장 2in(5.08cm)를 CIR 공법을 적용하여 시공하고, 2in (5.08cm)의 밀입도 아스팔트 콘크리트를 시공한 후 0.75in (1.91cm)의 OGFC를 시공하였다. <그림 3-10> CIR공법의 포장 단면 제3장 선진 도로포장 사례 연구 81

101 2) Reinforced Fabrics Project Reinforced Fabrics는응력흡수및방수기능이있는멤브레인층을두는공법이다. 총 6개의구간에서 1999년부터 2001년까지시공되었으며 2in(5.08cm) 절삭후 Fiberglass Yarns를깔고그위에 2in(5.08cm) 아스팔트덧씌우기를시공한후 0.75in(1.91cm) 의 OGFC 를시공하였다. < 그림 3-11> 은 Reinforced Fabrics 공법의원리및포장단면을나타낸다. < 그림 3-11> Reinforced Fabrics 공법의원리및포장단면 3) Stress Relief Course Projects SRC는최대입경 0.5in(1.27cm) 의밀입도아스팔트콘크리트를사용하는방법으로기존포장과아스팔트덧씌우기포장사이에시공을한다. 이것은기존포장의균열면과아스팔트덧씌우기포장의중간에위치함으로써반사균열이직접적으로덧씌우기포장에영향을미치지않도록하기위한포장이다. 기존포장 2in(5.08cm) 절삭후 1in(2.54cm) 의 SRC 포장을시공하고 2in(5.08cm) 아스팔트덧씌우기를시공한후 0.75in(1.91cm) 의 OGFC를시공하였다. < 그림 3-12> 는 Stress Relief Course 공법의포장단면을보여준다. 82 서울시통합도로포장관리정책개발

102 < 그림 3-12> Stress Relief Course 공법의포장단면 4) Mill and Overlay Projects Mill and Overlay 는기존아스팔트포장을 2in(5.08cm) 절삭후아스팔트덧씌우기를하는공법으로 1990년부터 2003년까지총 10곳에서시공되었다. < 그림 3-13> 은 Mill and Overlay 공법의포장단면을나타낸다. -MOL A: 기존포장 1.0in(2.54cm) 적삭후 1.0in(2.54cm) 아스팔트덧씌우기를시공한후 0.75in(1.91cm) 의 OGFC를시공하였다. -MOL B: 기존포장 1.5in(3.81cm) 적삭후 1.5in(3.81cm) 아스팔트덧씌우기를시공한후 0.75in(1.91cm) 의 OGFC를시공하였다. -MOL C: 기존포장 2.0in(5.08cm) 적삭후 2.0in(5.08cm) 아스팔트덧씌우기를시공한후 0.75in(1.91cm) 의 OGFC를시공하였다. < 그림 3-13> Mill and Overlay 공법의포장단면 < 표 3-6> 은 Nevada DOT 에서실시한시험시공포장파손현황을나타내고있다. 이러한연구결과를통하여 Nevada DOT 는 Flexible Pavement Distress Identification Manual 를작성하였고, 심각한거북등균열이발생할경우하부구조까지재포장을실시하도록권하고있다 (Loria et al., 2008). 제 3 장선진도로포장사례연구 83

103 < 표 3-6> Nevada DOT 포장파손현황 유지보수전포장파손 유지보수후포장파손 Age at 유지보수공법 AADT 피로블록 2005 피로균열횡방향블록균열횡방향균열균열 (years) 균열균열 A B A B C A A Cold In-Place Recycling A-1 2,950 7 상 - 중 하 하 /7 - A-2 2,950 8 하 상 중 - - 하 - 하 /2 - A-3 1, 상 상 상 상 - 하 /1 - A 상 중 하 하 중 중 B-1 5, 상 중 - 하 하 하 /3 하 /2 - B-2 5,550 7 하 - 하 하 상 하 하 /7 하 /7 - B-3 2,000 6 하 - 하 상 상 상 B-4 14,500 6 하 - 하 중 하 /6 - C-1 5,000 2 하 하 하 하 /1 - C-2 1,000 4 하 중 하 중 중 하 - 하 /1 - C-3 1,000 4 하 하 하 중 중 하 - 하 /1 - C-4 1,500 4 하 - 상 중 - 하 - 하 /1 - Reinforced Fabric RF-1 9,600 6 하 상 중 상 중 - 하 /5 하 /1 - RF-2 2,850 6 하 하 상 RF-3 1,000 5 하 하 상 - 하 하 RF-4 4,400 5 하 하 하 하 /3 - RF-5 7,200 4 하 하 하 RF-6 10,000 4 하 하 하 하 /2 - Stress Relief Course SRC-1 40,000 8 중 상 중 중 하 SRC-2 15,600 5 하 하 중 상 하 /5 - SRC-3 2,700 5 중 - 중 하 /5 - SRC-4 1,900 4 하 중 중 SRC-5 29, 하 Mill and Ovelay A-1 40, 상 하 중 - - 중 /1 - - A-2 5, 중 상 중 하 - - 하 /4 하 /2 - A-3 2, 중 - 중 하 /5 - A-4 3, 상 - 중 - 상 - 중 /5 - B-1 2, 중 - 중 - 하 - - 하 /5 B-2 1, 상 상 - 하 /5 - B-3 1,700 9 중 - 중 중 상 상 - 하 /5 - B-4 6,750 8 중 - 하 중 하 - 하 /5 중 /1 하 /6 C-1 7, 중 하 /3 - C-2 7,500 2 하 하 하 중 중 자료 :Loria et al., 서울시통합도로포장관리정책개발

104 2. 미국일리노이 (Illinois) 아스팔트덧씌우기공법은일반적으로기존포장의파손을복구하거나구조적능력을향상시키기위하여사용된다. 그러나아스팔트덧씌우기공법은기존포장의조인트, 패칭, 균열등의불연속면에서구조적인문제를보이고있다. 이러한문제를줄이기위하여몇가지공법이개발되었고, 덧씌우기포장의두께를증가시키거나기존포장위에균열방지층을두는등의방법이많이사용되고있다 (Cleveland et al., 2002). 균열방지층 (Interlayer System) 은기존포장과아스팔트덧씌우기포장사이에두는층으로기능에따라매우다양한종류가있으며상대적으로매우얇다. Illinois에서는균열방지시스템 (Reflective Crack Control System) 으로세가지타입의섬유균열방지층이사용되고있고, 반사균열을방지하기위하여아스팔트덧씌우기포장의아래층에설치하며, 주로 System A, System B, System C가많이사용되고있다. System A는부직포폴리프로필렌지오텍스타일 (Non-Woven Polyprophlene Geotextile Fabric) 을사용하고, System B는자착식멤브레인 (Self-Adhesive Membrane Interlayer) 를사용하며, System C는응력흡수멤브레인 (Stress Absorbing Membrane Interlayer) 를사용한다. 부직포폴리프로필렌지오텍스타일 (Non-Woven Polyprophlene Geotextile Fabric) 토목섬유의한종류로아스팔트콘크리트의균열을방지하고역학적특성을향상시킬목적으로개발된섬유제품 자착식멤브레인 (Self-Adhesive Membrane Interlayer) 아스팔트바인더와부직포, 폴리프로필렌섬유등을섞어만든제품으로아스팔트콘크리트의균열을방지 응력흡수멤브레인 (Stress Absorbing Membrane Interlayer) 고무아스팔트바인더 (80% 아스팔트바인더 + 20% 타이어고무 ) 를골재와섞어만든얇은층으로아스팔트콘크리트의균열을방지 덧씌우기층의균열을확인하기위해 Digital Video Imaging 과 GPR(Ground 제 3 장선진도로포장사례연구 85

105 Penetrating Rader) 을사용하고있으며, 현장코어채취및코어로채취된포장의외관검사를수행하고, 채취된코어로실내시험을실시하고있다. 또한생애주기비용분석프로그램을사용해경제성분석을수행하고있다. < 그림 3-14> 는 Illinois주의 Interlayer 적용사례를나타낸것이다. 자료 :Al-Qadi et al., 2009 < 그림 3-14> Interlayer 적용사례 제4절계약제도 1. 미국 도로포장의품질의개선을위해유럽에서도입한보증 (Warranty) 제도가미국에서성공적이었기때문에지난 15년동안많은관심을받았다. 보증제도는미국에서조기파손으로부터포장을보호하기위하여고속도로사업에많이사 86 서울시통합도로포장관리정책개발

106 용되었다. 즉, 포장의공용성을개선시키고, 잦은시공을줄이기위해보증제도를도입하였다. 1920년대주정부는처음으로 Method 시방서를이용하여도로의품질을유지하려하였고, 1980년대도로포장시공에대한책임을강화하기위해 QC/QA(Quality Control/Quality Assurance) 시방서를개발하였다. 후에관리자들이원하는생산물을명확하게해주기위한 End Result 시방서가나왔으며, 1990년대초에시공의질을높이고, 포장의공용성을개선시키기위해보증제도를도입하였다. < 그림 3-15> 는미국의시방서개발흐름도를나타낸다. < 그림 3-15> 시방서개발흐름도 보증제도는아스팔트도로포장및콘크리트도로포장의신설시공부터유지 보수, 예방적유지보수에이르기까지모든과정을포함하며, 특히예방적유지 보수를할때기존노상의상태평가를포함한다. 1) 보증제도 NCHRP는보증제도를우수한제품을생산해야하는품질보증과파손이발생하였을때보수에대한생산자의책임이라고정의하고있다. 보증제도는특정기간동안특정제품의공용성을명확히하는데사용되고, 생산품의책임이누구에게있는지를정의해준다. 일반적으로보증제도는재료및기술보증과공용성보증의두가지로나뉘고있다. 제 3 장선진도로포장사례연구 87

107 2) 보증기간보증기간은보증의지속시간을미리정해놓은것으로, 보증제도에따라다양하다. 보증제도는유럽의기술에기반을두고있으며, 계약자의리스크가증가할때발생하는계약금액의불필요한증가없이, 관리자에게우수한공용성을제공하고있다. 관리자의리스크와계약자의리스크사이의균형이조절되어야하며, 대부분의주에서는 PMS 데이터를적절한보증기간결정에활용하고있다. < 표 3-7> 은보증형태별보증기간을보여준다. < 표 3-7> 보증형태별보증기간 공용성 자료 :FHWA, 2011 보증형태 보증기간 ( 년 ) 재료및기술 2 4 단기간 5 10 장기간 ) 재료및기술보증재료및기술보증은통제가능한요소에의해포장파손이생겼을경우포장에대한복구를해주는것이며, 일반적으로예방적유지보수공법에많이적용되고있다. 예를들면크랙실링, 칩실, 실코트등이있으면 2~4년정도의보증기간을주고있다. 재료및기술보증은해당도로국의표준시방서를따르고있다. 재료및기술보증때문에공사비가증가하였다는사례는없었으며, 공용성보증과아무런연관이없다. 최근콜로라도와미시간주에서약간의성공사례가보고된바있다 (FHWA, 2011). 4) 공용성보증 공용성보증은계약자가특정기간동안실제포장의공용성에대한추가적인책임을맡는것으로, 일반적으로단기적공용성과장기적공용성으로나뉜다. 88 서울시통합도로포장관리정책개발

108 (1) 단기공용성보증단기공용성보증은일반적으로 5 10년의보증기간을갖고있고, 프로젝트의설계디자인및포장의형태에따라다르며, 기간의 PMS 공용성데이터에기반을두고있다. 단기공용성시방서에는재료및시공에대한최소한의조건등이포함되어있다. 단기공용성보증제도에서관리자들은포장의구조적디자인에대한책임이있고, 계약자들은배합설계에대한책임이있다. 또한관리자는보증기간동안포장의상태를평가할책임이있으며, 마지막승인은보증기간이완료될때까지이다. (2) 장기공용성보증장기공용성보증기간은일반적으로 10 20년의수명을갖으며, 계약자들은포장에대한재료, 구조, 배합설계등을만족시킬책임이있고, 품질관리및시공절차에대해철저한관리가있어야한다. 관리자는보증기간동안포장상태를평가할권리가있으며, 마지막승인은보증기간이완료될때까지이다. 뉴멕시코주나버지니아주의장기공용성보증은공용성평가의초기단계에있다 (FHWA, 2011). < 표 3-8> 은포장보증제도를정리한것이다. < 표 3-8> 포장보증제도 구분 시방서 재료및기술 특정한공법에대한일반적인시방서 보증제도형태 단기 재료및시공에대한최소조건을명확히해야함 공용성 관리자책임디자인, 평가구조적디자인, 평가평가 계약자책임 프로젝트승인 통제가능한원인으로인한파손수정 관리자의일반적인공용성자료에따름 배합설계, 품질관리, 보증기간동안의공용성확보 초기 : 시공말기 : 보증기간완료후 장기재료, 구조적디자인, 배합설계, 시공조건에대한최소조건을명확히해야함 구조적디자인, 배합설계, 품질관리, 보증기간동안의공용성확보 초기 : 시공말기 : 보증기간완료후 제 3 장선진도로포장사례연구 89

109 2. 유럽 2003년유럽평가단에의해보증제도에대한목적, 연구물등에대한많은자료가 Asphalt Pavement Warranties Technology and Practice in Europe 에보고되었다. 유럽의많은국가들은포장의공용성을확보하고자많은노력을하였고, 포장보증제도에대한많은역사를갖고있다. 비록보증제도가정부의시방서와산업의촉진중양자택일을통해독립적으로개발되었지만, 모든국가에서는보증제도가도로포장의질을향상시킬것이라고믿었다. 1) 재료및기술적보증유럽대부분의나라는일반적인계약에대해재료및기술적보증을적용하며, 계약자는불량한재료의사용및부적절한시공으로인해발생한파손에대해서보증을해야한다. 만약원청이아스팔트계약자가아닌데포장파손이발생했을경우, 관리자는파손의원인이원청에있는지, 계약자에있는지를확인해야한다. 일반적으로고속도로의경우보증기간은 1 4 년이며, 러팅, 균열, 내구성등의공용성을이용하여재료및기술적보증을확인해야한다. 2) 공용성보증공용성보증은일반적인계약뿐만아니라설계디자인에도적용되며, 재료및기술적보증을포함한다. 그러나계약자가포장설계의많은부분을수행할경우완성된아스팔트도로포장의공용성을포함해야한다. 대부분의유럽국가는 5년의공용성보증기간을갖고있다. 아스팔트도로포장의설계수명이 5년보다클경우러팅, 균열, 내구성, 평탄성, 미끄럼저항성등의공용성평가를통해계약자에게과도한짐이되지않는선에서의보증수명을책정해야한다. 90 서울시통합도로포장관리정책개발

110 3) 최고가치낙찰제도유럽의모든나라는최저가입찰대신에최고가치낙찰제도를사용한다. 최고가치낙찰제도는계약자의입찰가뿐아니라기술및공용성에가산점을주며, 최고가치기준은안정성, 새로운공법, 환경적요소등을포함한다. 또한보증기간을연장할경우최고가치기준에맞춰수행해야한다. 경우에따라서입찰참가자격은최고가치낙찰제도에서필터로작용하기도한다. 비록최고가치낙찰제도의기준및중요도가다르지만모든관리자들은이제도가그들의보증제도에서가장중요한요소라고말한다. 효과적인보증제도를위해서는고속도로관리국및업체는신뢰감과함께, 업무수행에대한자신감이있어야한다. 유럽국가들은최고가지낙찰제도를신뢰와자신감을촉진시키는하나의기술이라고보고있다. 제 3 장선진도로포장사례연구 91

111 제 4 장서울시도로포장개선방안 제 4 장 서울시 도로포장 개선방안 제 1 절도로포장내구성증진을위한정책방안 제 2 절서울시도로포장관리시스템구성 ( 안 )

112 제 4 장 서울시도로포장개선방안 제1절도로포장내구성증진을위한정책방안 1. 포장의구조적개선방안 1) 중하중 도시화및경제발전에따른서울시교통량의증가로인하여포장의조기파손이발생하고있으며, 중앙버스전용차로도입이후중차량 ( 버스 ) 에의한포장조기파손이발생하고있어이에대한개선이필요하다. 중교통도로는버스전용차로가주로대상이된다. 버스전용차로의경우당초그러한용도로설계및시공되지않은도로를버스전용차로로활용함으로써구조적지지력 ( 아스콘단면두께부족 ) 이부족한구간이대부분이다. 따라서버스전용차로에대한구조적지지력을조사평가하고적정포장두께를설계한다음지지력보강을위한포장두께를확보하는사업이필요하다. < 그림 4-1> 포장두께확보방안 제 4 장서울시도로포장개선방안 95

113 이를위해서는대표적인버스전용차로에대한기존포장두께조사및 FWD 를사용한지지력평가, 역학적 -경험적설계에의한잔존수명예측, 포장두께설계등이필요하고이를토대로개발한간편설계방식을나머지버스전용차로에적용해단면설계지지력보강여부를결정한다. 또한현재서울시에서는경하중에대한시방서는있으나중하중에대한시방서는없는상황이므로중하중에대한시방기준이필요하다. < 그림 4-2> 는서울시아스팔트포장선택가이드라인 ( 안 ) 을보여준다. < 그림 4-2> 서울시아스팔트포장선택가이드라인 ( 안 ) 중하중도로포장의개선을위해서는개질아스팔트포장의개선및예방적유지보수공법도입이필요하다. 개질아스팔트포장의개선을위해서는바인더규격및실내배합설계에대한개발이요구되며, 품질증진및활성화를위한제도적방안도필요하다. 또한예방적유지보수공법의도입을위해서는예방적유지보수의유형및해외적용현황을조사하고서울시 PMS 의포장상태조사와연계한공용성분석을통해최적의예방적유지보수공법적용기준을마련해야한다. 자세한내용은 < 표 4-1> 에기술되어있다. 96 서울시통합도로포장관리정책개발

114 < 표 4-1> 중하중도로포장개선방안 구분 개질아스팔트포장개선 예방적유지보수공법도입 개선방안 ㆍ바인더규격, 실내배합설계개발ㆍ시험시공으로생산 / 시공품질관리지침, 공사시방서개정ㆍ품질증진및활성화를위한제도적개선방안 ㆍ예방적유지보수의유형및해외적용현황조사ㆍ도로조건별대표구간을선정하여예방적유지보수공법의시험적용및추적조사시행ㆍ서울시 PMS 의포장상태조사와연계한공용성분석을통해최적의예방적유지보수공법적용기준근거마련ㆍ예방적유지보수공법적용기준및지침개발 개질아스팔트포장을도입함으로써품질및내구성증진에따라공용기간이향상되고품질기준이개선되며, 합리적예산집행으로유지보수예산이절감된다. 또한예방적유지보수공법도입함으로써선행적유지보수로기대수명이향상되고유지보수예산이절감되는효과가있으며, 조기교통개방으로주간공사가가능하고지ㆍ정체해소에따라차량연료비가절약되는효과가있다. 자세한내용은 < 표 4-2> 에기술되어있다. < 표 4-2> 중하중도로포장기대효과 구분 개질아스팔트포장개선 예방적유지보수공법도입 기대효과 ㆍ품질및내구성증진에따른공용기간향상및품질기준개선ㆍ합리적예산집행에의한유지보수예산절감 ㆍ선행적유지보수로기대수명향상및유지보수예산절감ㆍ건설폐기물발생량감소ㆍ조기교통개방으로주간공사가가능하고지ㆍ정체해소에따른차량연료비, 탄소배출등의사회비용절감과민원감소 2) 수분저항성여름철집중호우및장마로인해조기포장파손이발생하고있으며, 국내기후를고려하지않은시방서로인하여아스팔트도로포장의수분저항성이많이떨어져이에대한개선이필요하다. 제 4 장서울시도로포장개선방안 97

115 국지성폭우등이상기온에의한포트홀의발생건수가증가하고있어이에대한다양한대책마련이시급하다. 특히포트홀보수에서일반적으로응급보수제 ( 포대아스콘 ) 를활용하고있으나보수제대부분이 KS F 2369 도로보수용상온아스팔트혼합물의일부기준 ( 수침잔류안정도 ; 75% 이상 ) 을만족하지못하고있다. 따라서전문기관 ( 한국도로공사, 한국건설기술연구원등 ) 을통한명확한품질검증이필요하다. 또한, 여름철강우에의한포트홀발생시봄철해빙기와는달리대부분의원인은물에의한아스팔트혼합물간의점착력약화때문이므로, 수경화성응급보수제의사용이불가피하다. 또한아스팔트혼합물의수분저항성을높이기위하여아스팔트혼합물생산시박리방지제를첨가할필요가있다. 자세한내용은 < 표 4-3> 에기술되어있다. 박리방지제를사용할경우아스팔트혼합물의수분저항성이증진되어공용기간이향상되며, 포트홀발생감소로인한유지보수비용절감등의효과가있다. < 표 4-4> 는수분저항성개선기대효과를나타낸것이다. < 표 4-3> 수분저항성개선방안 구분 박리방지제도입 개선방안ㆍ박리방지제적용에대한공용성평가연구수행필요ㆍ다양한구간선정후시험적용및추적조사ㆍ타당성조사후도로포장적용의무화여부결정 < 표 4-4> 수분저항성개선기대효과 구분 박리방지제도입 개선방안ㆍ수분저항성증진에따른공용기간향상ㆍ포트홀발생감소로인한유지보수비용절감및민원감소 3) 하부구조 서울시에서는도로의유지보수를위하여획일적인덧씌우기공법을주로사용하고있어하부층 ( 기층등 ) 이많이노후화된상태 (20년이상 ) 이다. 노후화된 98 서울시통합도로포장관리정책개발

116 포장의균열에의해반사균열이발생하여덧씌우기포장의공용수명을감소시키고있는상황이다. 또한잦은덧씌우기유지보수로인해예산낭비가발생하고있으므로이에대한개선이필요하다. 하부구조와관련해서기층이손상된경우표층만재시공하면포장의수명이급격히저하되는현상이반복되고있어손상된기층을재시공하는것이시급한문제이다. 현재서울시도로포장의재포장공사에재포장설계비가반영되어있지않고있으며, 재포장을단순히표층 5cm 절삭후재시공하는방식으로만진행되었기때문에기층이손상된경우덧씌우기의내구연한이너무짧은문제가있다. 따라서반드시재포장시공구간은포장파손원인분석, 단면두께실측, 균열깊이측정및기층의파손유무, 재포장두께설계등을해야하므로이와같은작업이반드시시공전에선행될수있도록시공비의일정비율을설계비로사용할수있는제도적인장치가필요하다. 이는결국프로젝트단계의 PMS에해당하기때문에네트워크단계와연계한검토가중요하다. 이점을감안해일정규모이상의공사에한해이를먼저시행하고전공사에대한시행방안은효과분석후결정해야한다. 도로파손구간의경우다양한원인 ( 교통량, 기후환경, 아스팔트노후화, 아스팔트혼합물불량, 시공불량등 ) 이있으나, 유지보수방법 ( 절삭덧씌우기, 균열실링등 ) 은다양하지않다. 선행되어야할부분은정확한원인파악으로, 이를근거로유지보수방법을결정해야만비로소공용기간내에는다시파손되지않을것이다. 즉그원인에맞는적정유지보수가이뤄져야할것이다. 일례로영구변형 ( 기존소성변형이라는용어를국토부관련지침및보고서에서는용어통일하기로함 ) 이발생하였다면현장코어채취를통해어느포장층에서발생하였는지를파악하고그원인에맞게유지보수가시행되어야한다. 또한하부지반구조의공용화및포화정도에따른물성저하평가도필요하다. 하부층기층개량을할경우하부층개선으로인해도로포장의공용수명이 제 4 장서울시도로포장개선방안 99

117 늘어나며, 잦은유지보수를할필요가없으므로교통지체에대한민원감소효 과가있다. < 표 4-5> 와 < 표 4-6> 은하부구조의개선방안및기대효과를정리 한것이다. < 표 4-5> 하부구조개선방안 구분 하부층상태조사를통한기층개량 내용 ㆍ포장관리시스템 (PMS) 를통한도로파손현황파악및상세원인조사ㆍ현장공용성평가및파손실측을위한코어채취로상세원인조사ㆍ실교통량측정에의한소요교통량파악및현실적인포장두께설계 < 표 4-6> 하부구조개선기대효과 구분 하부층상태조사를통한기층개량 기대효과 ㆍ하부층개선으로인한도로포장의공용수명증가ㆍ잦은유지보수를수행하지않으므로교통지체에대한민원감소ㆍ효율적인예산관리가능 2. 특수포장의도입 1) 저소음포장의활성화 (1) 구간선정, 시공방법, 생산방법등에대한구체적기준마련서울시는다양한종류의저소음포장을시공한바가있다. 위치별로어떠한문제가발생하였는지, 저소음기능이제대로유지되고있는지등을평가하여, 향후저소음포장지침을작성할때구간선정, 시공방법, 생산방법등에대한구체적기준을마련할수있도록준비해야한다. (2) 체계적인시험포장을통해향후시행전략을추진 저소음배수성포장의경우서울시자체의실험분석보다는시범적으로수 행하는정도이나, 가능하면저소음포장에대한기준결정, 생산및시공에서 100 서울시통합도로포장관리정책개발

118 의품질관리방법등을결정한후체계적인시험포장을통해향후시행전략을추진하는것을권장한다. (3) 실효성에대한철저한연구가필요저소음포장개발은몇년간활발한연구가진행되다가현재미국일부주에서실효성에의문이제기된바있다. 그이유는크게두가지이다. 첫째, 포장에서나오는소음이차량의소음에비해현저히작을뿐아니라, 아스팔트포장의경우는콘크리트포장에비해소음의정도가더낮다는점이다. 둘째, 그간연구수행과정에서소음연구는포장의공용성및수명증대와분리되어진행된결과, 포장의수명연장과상충하는결과를도출하는사례가있었기때문에저소음포장을적용하기위해서는실효성에대한철저한연구가필요하다는점이다. 2) 재활용포장의품질개선서울시는국내지자체중에서재활용포장을가장많이사용하고있는곳중의하나이다. 그렇지만각사업소에서는재활용포장에대한회의감및회피하려는움직임이있다. 그이유는재활용포장의수명과내구성등에대한의구심이있는데다, 실무자입장에서기술적판단기준이정확치않기때문이다. 따라서, 과연서울시주변에있는재활용플랜트들이제대로배합설계를실시하고재활용아스팔트혼합물을생산하고있는지등의현황파악과동시에기존재활용아스팔트혼합물의문제점등을정리하여이를개선하기위한방안및기준개선등을추진해야한다. 3) 저탄소 / 녹색성장포장공법도입일반시민의생활수준이향상되고, 지속가능한녹색성장을위해서다양한분야에서많은노력이시행되고있다. 도로포장분야의저소음배수성포장과중온 (Warm-mix) 아스팔트포장이그대표적인예라할수있다 제 4 장서울시도로포장개선방안 101

119 중온아스팔트포장은포장체의생산온도를 30 가량낮춘것이므로, 생산온도저감에따른 CO 2 의절감및벙커C 유의절감등의효과가있으므로고유가, 녹색성장시대에포장분야에서가장적합한기법으로판단된다. 이로인해유럽은이미 10여년전부터중온아스팔트포장을시작하였으며, 미국도유럽의활성화에따라주별로중온아스팔트혼합물의검증및활성화를추진하고있는실정이다. (1) 체계적인시험포장및검증계획의수립중온아스팔트및배수성포장혼합물의종류는다양하며, 이미시중에많은재료들이보급되고있는실정이나, 어느제품이우수하고, 실무자입장에서어떻게품질관리를해야하는지등의세부적인기준이마련되어있지않은상황이므로, 이를위한체계적인시험포장및검증계획의수립이필요하다. (2) 중온아스팔트에대한검증및활성화현재국내에는 3가지종류의중온아스팔트혼합물이있는것으로알려져있다. 그렇지만, 한국건설기술연구원에서개발된제품이외에는실내공용성검증실험및시험포장에대한결과등이알려져있지않은상황이다. 이외에도외국의제품들이국내에들어온것으로알려져있으나, 아직활성화가되지않은상황이므로, 이들다양한종류의중온아스팔트혼합물에대하여공용성검증을수행하기위한검증연구를수행해야한다. 새로운공법을도입할때에는체계적으로검증하는것을권장한다. 기존에는시험포장을한두번정도시행하고, 결과가좋지않으면나쁜공법으로치부되어활성화가불가능하였다. 따라서, 새로운공법에대한도입절차는국내외현황에대한파악, 다양한실내공용성검증, 현장시험포장, 그리고모니터닝등을통해의사결정하는것이타당하다. (3) 실효성에대한합리적인연구필요중온아스팔트는아스팔트재료의유동성을증가시켜, 생산온도를낮추어 102 서울시통합도로포장관리정책개발

120 아스콘플랜트생산비용절감과탄소가스배출감소라는두가지이익을가져다주는이상적인재료로알려져있다. 이에따라그간다수의회사가중온아스콘생산에많은노력을해왔고저마다장점을가지고있다. 하지만, 최근경제위기와맞물려많은국가가탄소배출억제에소극적인상황이며, 이러한제도적인뒷받침부재움직임으로중온아스팔트생산이경쟁력을가지기힘든상황이된다. 다시말해, 중온아스팔트생산은액체나분말형태의첨가제로온도를낮추는형태이므로첨가제비용과액체첨가를위한장치투자의비용은그간무시되어왔다. 또한중온아스팔트를이용하여현장타설할경우, 기존의재료와비교하여같은정도의공용성확보가가능한지도검증이필요하다. 실제미국의 National Center for Asphalt Technology에서는중온아스팔트와관련한많은연구가진행되고있으나, 위에제시한문제점에대하여명확한결과도출을하지못하고있다. 따라서, 중온아스팔트의경제성, 공용성, 그리고실효성에대한연구가진행되어야할것이다. 제2절서울시도로포장관리시스템구성 ( 안 ) 1. 제도적측면 1) 계약제도 (1) 배경및문제점현재의대부분발주공사는최저가낙찰제로되어있으며, 수의계약이아닌일반경쟁입찰로되어있다. 따라서어느업체가신기술, 특허를갖고있다고하더라도수의계약을할수없도록되어있다. 그렇지만, 건설신기술을인증해주는국토해양부는수의계약을할수있도록규정하고있어, 건설신기술제도에모순이있다. 제 4 장서울시도로포장개선방안 103

121 따라서, 신기술을개발해도직접수주를할수없는포장전문업체대신아무런기술이없는업체가공사를수주하고, 관리비를제외한금액 (10 30% 정도 ) 을삭감한나머지금액으로공사를수행해야하는어려움이있다. -공사수행전문건설업체의영세성으로인한공사품질및하자보수문제발생 -현재하자보수보증기간이짧고최저가낙찰제가적용되는여건하에서도로포장공사의성능저하우려 (2) 추진방향 계약발주제도개선방안검토 -시행부서에서공종별권역별로통합발주시행 -공사실적제도입안검토 보증 (Warranty) 제도도입검토 -보증계약체결시포장재료및공법선정에자율권부여 -계약기간동안시공자가도로관리책임화 시공회사및플랜트에대한인센티브제도 지불규정제도의도입 (3) 개선방안 계약발주제도계약발주제도의목적은공사시행부서에서공종별권역별통합발주시행안검토를통해관리업무경감및현장감독현실화로공사의품질향상을도모하고소규모전문건설업체의통합및대형화로기술력향상을추구하며, 실적평가를통해우수업체의참가를장려하는데있다. -발주방법에대한업무개선측면의경영진단을실시 -통합발주로전문건설업체의대형화및기술축적유도방안을검토 104 서울시통합도로포장관리정책개발

122 - 포장도로공사실적제의도입안검토 ( 아스콘생산업체와시공업체의다 년간실적과하자사항등에대한검증결과를발주에반영 ) 적용사례 1 미국 ( 지역별관리소 ) 은연간단가계약형태로전문건설업체에게통합발주시행 2 국토해양부산하국도유지건설사무소에서는 ʼ06 년부터권역별, 공종별통합발주시행 보증 (Warranty) 제도현재서울시에서는최저가낙찰제를적용하고있으며, 보증기간은 2년으로매우짧은상황이다. 이에따라서울시도로포장의성능이저하될우려가있어성능중심의평가기준을제시하고, 도로포장의품질확보를위해하자보수기간을장기화 ( 약 5년 ) 하는방안을제시하고자한다. -포장도로발생가능하자분류와정도평가기준을제시 -기존포장도로상태에근거한성능평가기준안을제시 -교육프로그램을통한공사감독관의포장하자판단기준의표준화 적용사례 1 공용성기반시방기준 : 기준준수정도에따른 Pay factor 산정으로공사비감액및 10% 이내의보너스지급형태로운영 2 도로포장의하자보수를일정기간포함하여계약발주증가 인센티브 (Incentive) 제도지금국내에는 2,200여개의포장전문시공회사있고, 플랜트업체가 500여개있다. 이는일본및미국보다몇배이상많은숫자이다. 그러나플랜트및시공업체의포장전문인력은매우부족한상황이어서아스팔트포장이제수명인 10년을다하지못한채, 국가예산이낭비되고있는실정이다따라서공사준공시시공을잘수행한업체또는플랜트에게는다음공사입찰때가점을주어포장업체의전반적인시공수준향상을유도해야한다. 제 4 장서울시도로포장개선방안 105

123 지불규정제도의도입미국에서는거의모든주가계약제도중의하나로지불규정 (Pay Factor) 제도를도입하여운영중이다. 즉, 공사를준공할때포장의성능인자인 ( 두께, 밀도등 ) 을실험하여, 시방기준에못미치게되면그만큼포장체의수명이줄어들므로, 이에대한공사금액을감액하는것이다. 실제해당구간만일부삭감하는것이므로공사금액이크게삭감되는것은아니나, 회사의이미지, 현장기술엔지니어의이미지에큰영향을미치게되므로그만큼품질에신경을쓰게된다는것이다. 또한, 현재의시방기준에따르면, 공사준공시시방기준에조금이라도위반되면재포장을해야하는데, 실제적으로재포장을쉽게수용하는것이어려우므로, 이러한지불규정계약제도를도입하는것이타당하다. (4) 기대효과 계약발주제도계약발주제도는발주금액의대형화를통해중견전문건설업체들의참여를확대하여공사관리용이및품질향상을도모하기위한제도이다. -통합발주함으로써계약및관리업무경감 -금액의대형화를통하여중견전문건설업체의참여가확대되고공사관리가용이해지며품질이향상됨 -업체의실적및포장상태의평가를통해실력있는우수업체참가를유도해포장도로품질및기술력향상 보증 (Warranty) 제도 -도로관리조직의업무경감및책임시공장려 -페널티및인센티브로포장도로품질향상도모 -시공사에재료및공법선정자율권부여및계약기간도로관리 -책임시공장려및도로관리조직의업무경감 -하자판단범위와성능평가방법등표준안제시 106 서울시통합도로포장관리정책개발

124 2) 품질관리 (1) 품질관리전문감리제도 생산및시공품질관리외부자문또는전문감리시스템구성 아스팔트플랜트생산및시공현장위탁전문감리를통한품질관리강화 포장담당직원과합동감리수행으로직원의품질관리능력함양 현장혼합물에대한품질검사는품질시험소에서수행 품질시험을위해정례화된교육및검증필요기표원의길이, 각도등기술교육과같이 2 년마다자격인증교육및시험필요 (2) 품질시험인력확충포장담당실무인원 ( 현장및실험실 ) 이매우적다. 예를들어지역별관리사업소뿐아니라본부에서도포장전문인력이부족하여계획및현장의생산및시공관리측면에서어려움이있다. 따라서본부에서는전체서울시포장사업에대한계획을수행하기위한인력이필요하며, 지역별관리사업소에서는포장사업을시행하는데있어품질관리를철저히수행하기위한전문인력도필요하다. 또한인력충원과더불어현장에서발생하는품질시험을지원하기위한실험장비시스템의구축이병행되어야한다. (3) 품질관리 D/B 구축새로운공법이라하더라도, 도로포장관련품질관리 D/B가구축되어있지않아, 품질관리를제대로시행하지못한다면해당포장은제수명을다하지못하게된다. 따라서, 플랜트및현장에서구간별품질관리자료를 D/B화함으로써, 어떤재료가사용되었고, 어떻게시공되었으며, 향후포장상태가왜변화하는지를체계적으로판단할수있는근간이마련되어야한다. 제 4 장서울시도로포장개선방안 107

125 (4) 품질관리전문인력의보완서울시본부에는 2인정도의포장전문인력이있지만, 사업소에는전문인력이거의없는수준이다. 품질관리시스템, 공법이아무리좋다하더라도인력이뒷받침되어제대로활용하지못한다면아무런의미가없는결과를초래하게된다. 또한, 포장공학은일반인들이단기간에얻어지는학문이라기보다경험과기술이함께융합되어야하는학문이므로, 포장전문인력의보강이시급한실정이다. 따라서, 본부에포장분야에대한기획및관리를위한전문팀이구성되어야하고, 사업소별로최소 2인이상의전문인력이배치되어야한다. (5) 품질관리교육의실시 서울시포장도로공사의특수상황을고려한교육시스템개발로현장애로사항해결노력 -도심지공사의특수성과민원대처교육 시공ㆍ감리ㆍ기능원별품질관리교육프로그램의적극적홍보와도입 해외포장도로선진국의산 / 학 / 연 / 관계전문가들의자문의견과단기교육방문으로선진교육체계구축의토대마련 (6) 재료및시공품질관리 공정별철저한시공품질관리 -혼합물생산및다짐온도관리를통한시공줄눈발생억제 -소요다짐횟수준수를통한다짐밀도확보 (7) 시험시공서울시가시행하는아스팔트포장시공 ( 유지보수포함 ) 에서시험포장없이단순한포장업체의경험으로만포장되는사례를흔히볼수있다. 실내아스팔트혼합물의배합설계에서교통량에따라다짐횟수는정해진다. 또한실내다짐장비 ( 현마샬다짐장비 ) 의규격은 KS에의해정해져있다. 그러나현장포장 108 서울시통합도로포장관리정책개발

126 시공시현장다짐장비 ( 머캐덤롤러, 타이어롤러등 ) 의최소중량기준만있을뿐다짐횟수는시험포장을통해결정하게되어있다. 시험포장은최적아스팔트함량, 시공전표면처리방법, 다짐전포설두께, 다짐도, 다짐방법, 다짐후밀도및포장두께, 플랜트배합및현장포설온도등을검토할목적으로시행된다 ( 국토해양부, 2009). 언급된바와같이시험포장은가장기본적인조치사항임에도불구하고이행되지않는다면아스팔트포장의공용성은담보받을수없다. 3) 포장기준 국토해양부의국가기준연구내용을활용국토해양부는한국건설기술연구원 ( 한국도로공사, 한국도로학회공동연구 ) 에의뢰하여 한국형포장설계법개발및포장성능개선방안연구 를 2011년 2 월까지 10개년에걸쳐수행하고있다. 포장생산, 시공, 유지관리, 그리고국내현황에적합한포장두께설계지침등을개발하는것으로이미 아스팔트포장배합설계지침 등을비롯한많은종류의지침및요령매뉴얼등이제정되어있다 ( 참조 ). 서울시는해당지침및기준등을검토하여, 시특성을반영할수있는부분을개정한후사용하는것을권장한다. 유지보수공사시문제서울시는국토해양부에서마련한국가기준을인용하고사용하고있지만, 부분적으로시특성을반영한기준을마련할필요성이있다. 일반국도및고속국도등과달리서울시의공사는대부분덧씌우기유지보수공사이다. 공사시간이주로야간이므로온도관리가중요하며교통개방시간이매우촉박하여초기변형에주의가요구된다. 서울시는이러한상황을반영한기준을보완해야한다. 제 4 장서울시도로포장개선방안 109

127 2. 시스템측면 1) 포장보수시스템강화 포장보수시스템구축 -별도의순찰조편성운영으로소파발견즉시작업조에통보하여보수조치 소규모정비에유지관리업체활용 -단기간소파발생급증으로자체정비능력초과시유지관리도급업체활용 신속한신고체계확립 -서울지방경찰청, 다산콜센터 (120) 활용 2) 대외기술협력시스템서울시에는포장공학분야에대한전문인력이없는것이외에도시험소에서의실험장비도미흡한수준이다. 이에따라연구경력도많지않으므로, 서울시는한국건설기술연구원, 한국도로공사, 한국도로학회등과유대관계를맺어해당기관의경험등을서울시에도입함으로써단기간에포장기술수준을향상시킬수있는방안을마련해야한다. 3) 포장관리시스템 (PMS) 서울시는 PMS 를운영하고있지만, 매년조사용역업체가바뀌고장비가변경됨으로인해 D/B 자료의신뢰성이결여되는문제가있다. D/B에문제점이발생하게되면 PMS의원래목적인예산절감및기술발전효과가저감될수있다. 110 서울시통합도로포장관리정책개발

128 (1) PMS의합리적운영서울시는국내지자체로서는처음으로포장관리시스템 (PMS, Pavement Management System) 을운영하고있으나, 단년도최저가입찰계약에따라매년업체가바뀌고장비도변경되고있는상황이다. 장비가바뀌게되면조사결과의신뢰도가떨어지고, 장비별정확도에차이가있어, D/B의일관성이없어지게되므로 PMS 운영의의미가없어지는문제점이있다. 따라서장비인증시스템및보정시스템을구축하여어느업체이든일정수준이상의장비를구축하고운영할수있도록만들거나, 최소 3년간은일정기관에서운영할수있도록장기계약을수행하고조사분석을해야 PMS D/B 의효용성을얻을수있다. 또한전술한바와같이네트워크레벨뿐만아니라프로젝트레벨의 PMS 도반드시구축해야도로포장유지관리가선진화될것이다. (2) 예산절감대비포장조사용역예산집행은총연장 4,500km에대한 2차로조사를기준으로하고있으며, 현용역인 1,500km에대한 2차로포장조사시 2 3개월 ( 주간 ) 이소요된다. 따라서, 4,500km에대한 2차로전노선포장조사를실시할경우총 3년의기간중실조사기간은 6 9개월 ( 주간 ) 에그친다. < 표 4-7> 은연도별용역비를보여준다. < 표 4-7> 연도별용역비 연도 용역비용 ( 천원 ) , , ,930 자동조사장비를구입하여직접운영시총연장 4,500km 에대한 2 차로조사 제 4 장서울시도로포장개선방안 111

129 를실시할경우소요기간은 3년에서 1년으로단축이가능하며, 주ㆍ야간병행조사시야간대비 20 30% 의시간단축이가능하다. 주간조사시교통량으로인해제한이많고, 야간조사시교통량이적어조사시간을상당히단축할수있으며, 위치확인을위한입력변수로전방현황촬영자료가필요하므로주ㆍ야간 1차로씩번갈아시행하면조사기간은약 5 7.5개월이될것으로예상된다. < 그림 4-3> 은자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과를나타낸것이다. < 그림 4-3> 자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과 3년후부터연구포함직영시우수인력과장비를갖춘서울시도로포장유지관리전문팀운영으로약 3,600백만원의예산절감효과가있을것으로보인다. 또한전문운전원은필요시분석요원으로의대체업무가가능하므로작업의효율성이우수하며, 도로포장을전공한석사급이상 2명이도로포장성능향상프로젝트의관리및서울시도로포장재료및시공품질관리전문요원으로근무가가능하므로업무의효율성이뛰어나다. 112 서울시통합도로포장관리정책개발

130 (3) 기대효과초기에는시스템의정착을위해납품업체와의 1년공동운영을통해미숙한운영에대한숙련및보완이필요하며, 기대효과는경제적인측면과업무효율성측면으로나눠볼수있다. 경제적인측면으로는서울시가직접유지관리를하므로예산이절감되고, 동시에적합한도로포장유지에의한유지관리비용의절감, 교통혼잡및시민불편에따른사회간접비용절감, 포장상태평가관련각종용역의직접수행으로인한예산절감등의효과가있다. 업무효율성측면으로는유지관리운영과보수담당이일원화되어실무와의직접연계를통해추가예산소요및작업의지연가능성이없고, 긴급상황시도로상태에대한신속한평가및대처가가능하다. 3. 인력양성측면 포장관련인력양성의현황을보면국내에서는포장관련교육프로그램이전무한편이다. 아스콘플랜트의경우 KS의인증을받기위해받는교육이나공무원교육원등에서단편적으로 2 3 시간씩받는교육이거의전부인실정이다. 일본의경우아스팔트포장 1, 2급기사가있을정도로포장에대한전문성을중요시하고있으며, 미국의많은주에서는시방서에도로포장관련교육인증체계를구축하여, 교육을받지못하면도로포장현장에투입될수없도록되어있다. 즉, 도로포장이전문성을요구한다는점을인식하고, 이에대한주기적교육및인증을실시할필요가있다. 교육인증시스템활용국토해양부는도로현장의인력에대한포장교육활성화및기술전파를위해한국건설기술연구원및인천기술교육원에 포장기술교육프로그램 을만들어, 현장기술자들이교육을받도록유도하고있다. 서울시도공사현장및 제 4 장서울시도로포장개선방안 113

131 플랜트기술자로하여금본교육프로그램에참여하도록유도함으로써, 현장기술자의기술수준을향상시키고, 이로말미암아, 현장의품질관리가향상될수있도록유도한다. 도로포장산업기사제도또는기사제도화제시된여러정책방안중에서서울시에적용하기위한관리정책의빈도 ( 평상시관리, 유사시관리 ) 와시급성의정도 ( 매우시급, 시급, 보통, 추후고려 ) 등이 < 표 4-8> 에기술되어있다. < 표 4-8> 제시된정책방안의시급성정도 정책방안내용관리빈도시급성 포장의구조적개선방안 간편설계방식의개발유사시관리보통 중하중에대한시방기준필요유사시관리보통 개질아스팔트포장의개선및예방적유지보수공법도입필요 아스콘의수분저항성을높이기위해박리방지제에대한연구필요 평상시관리 유사시관리 시급 시급 수경화성응급보수제활용유사시관리추후고려 시공전시공비의일정비율을설계비로사용할수있는제도적인장치가필요 유사시관리 보통 PMS를통한도로파손현황파악및상세원인조사필요 평상시관리 매우시급 계약발주제도 유사시관리 보통 계약제도의개선 보증제도유사시관리보통인센티브제도유사시관리보통 지불규정제도 유사시관리 보통 품질관리전문감리제도 평상시관리 보통 품질시험인력확충 평상시관리 시급 품질관리의개선 품질관리 D/B 구축평상시관리보통품질관리전문인력의보완평상시관리매우시급 품질관리교육실시 평상시관리 보통 재료및시공품질관리 평상시관리 시급 PMS 개선 PMS의합리적운영 평상시관리 매우시급 인력양성 교육인증시스템활용평상시관리시급도로포장산업기사제도또는기사제도화유사시관리추후고려 114 서울시통합도로포장관리정책개발

132 제 5 장결론및정책제언 제 5 장 결론 및 정책제언 제 1 절결론 제 2 절정책제언

133 제 5 장 결론및정책제언 제1절결론 1. 서울시도로파손발생현황 서울시기상현상과도로파손발생현황 < 그림 5-1> 은월별온도및소파발생량을보여준다. 1월부터 3월까지의온도변화를보면각각의평균최저기온과평균최고기온이 0 부근에분포하고있으며, 소파가집중적으로발생하는것을확인할수있다. 해빙기의온도변화가도로포장의파손을가속화시킬가능성이크다는것을알수있다. < 그림 5-2> 는월별강수량및소파발생량을나타낸다. 강수량이증가하는 7 월, 8월에소파보수발생건수가증가하고, 1월부터 3월까지해빙기의온도변화영향으로인해포장파손이증가한것을확인할수있다. 제 5 장결론및정책제언 117

134 < 그림 5-1> 월별온도및소파발생량 < 그림 5-2> 월별강수량및소파발생량 서울시중하중의포장파손영향분석 2004년서울시대중교통체계개편작업과함께중앙버스차선제도가도입된이래로버스전용차로에중하중 ( 버스하중 ) 이집중되면서포장파손 ( 소성변형 ) 이발생하여포장수명에큰영향을미치고있다. < 그림 5-3> 은 2009년 1월포트홀발생및보수실적을보여준다. 버스전용차로의포트홀개소비율 (18%) 및포트홀건수비율 (27%) 을보면버스전용차로의비율이상당히높은것을확인할수있으며, 중하중 ( 버스하중 ) 이포장파손에영향을미친다는것을알수있다. < 그림 5-4> 는서울시도로포장취약구간을나타내고있다. < 포트홀개소비율 > < 포트홀건수비율 > < 그림 5-3> 2009 년 1 월포트홀발생및보수실적 118 서울시통합도로포장관리정책개발

135 < 그림 5-4> 서울시도로포장취약구간 2. 서울시도로포장상태분석 도로교통사업소별균열발생현황은 < 그림 5-5> 와같으며, 전체의평균균열률이 3.64% 임을감안하면, 서부도로교통사업소 (4.43%), 북부도로교통사업소 (4.27%), 성동도로교통사업소 (4.33%), 강서도로교통사업소 (4.06%) 의균열률은전체평균에비해다소높으며, 도시고속도로의균열률은 1.70% 로양호한것으로확인되었다. 동부도로교통사업소와남부도로교통사업소의균열률은평균값과유사하였다. 평균 < 그림 5-5> 도로교통사업소별균열률현황 제 5 장결론및정책제언 119

136 도로교통사업소별소성변형발생현황은 < 그림 5-6> 과같으며평균소성변형발생량은 5.15mm로측정되었고, 전노선이서울시소성변형기준 25mm 보다낮게측정되어양호한상태로확인되었다. 이는소성변형이주로교차로나경사진도로와같이단속류나저속류의교통하중이반복적으로가해지는지점에서국부적으로발생하는데전체적인구간에대한평균값만을나타내고있기때문이다. 보다정확한자료를얻기위해서는교차로및경사진도로에대한소성변형자료구축이필요하다. 평균 < 그림 5-6> 도로교통사업소별소성변형현황 도로교통사업소별종단평탄성현황은 < 그림 5-7> 과같으며, 조사대상노선전체의종단평탄성평균값은 3.08m/km이다. 도시고속도로의종단평탄성평균값은 2.08m/km 로비교적양호하며, 남부도로교통사업소 (3.88m/km), 북부도로교통사업소 (3.67m/km) 를제외한사업소의평균값은전체평균값과유사하다. 종단평탄성에따른포장상태로비교하면, 남부및북부사업소의경우노후화된포장또는유지보수가필요한포장으로분류된다. 120 서울시통합도로포장관리정책개발

137 평균 < 그림 5-7> 도로교통사업소별종단평탄성현황 PMS 조사대상노선의서울시및사업소별포장평가지수 (SPI) 는 < 그림 5-8> 과같다. 서울시평균 SPI는 7.23으로분석되었으며, 사업소별 SPI는도시고속도로 7.94, 서부도로교통사업소 7.22, 강서도로교통사업소 7.19, 동부도로교통사업소 7.14, 남부도로교통사업소 7.10, 성동도로교통사업소 7.08, 북부도로교통사업소 6.95의순으로나타났다. 북부사업소의경우포장평가지수가 6.95로보통상태이고, 1 2 년내에보수가필요하며, 다른도로사업소의경우포장평가지수가 7.08 이상의양호한상태로보수불필요또는일상 ( 예방적 ) 유지보수가필요한것으로조사되었다. 평균 < 그림 5-8> 사업소별포장평가지수 (SPI) 현황 제 5 장결론및정책제언 121

138 3. 서울시도로포장구조적 / 재료적문제 중하중 ( 교통량 ) 에의한도로파손 < 그림 5-9> 는연도별교통량을보여주고 < 그림 5-10> 은차로별포트홀발생현황을나타낸다. 버스전용차로의포트홀발생수및면적이매우많아버스에의한중하중의반복적재하와버스정류장에서의단속류로인한포장파손이발생하였다. < 그림 5-9> 연도별교통량 < 그림 5-10> 차로별포트홀발생 강수량과도로파손 < 그림 5-11> 은연도별서울시소파보수면적및강수량자료를나타낸것으로강수량이증가할수록소파보수면적이증가하였다. 최근국내기후가아열대기후로변하고있어수분에의한포장파손을줄이기위한노력이필요하다. 122 서울시통합도로포장관리정책개발

139 < 그림 5-11> 연도별소파보수면적및강수량 획일적덧씌우기로인한문제점 -서울시도로포장대상의대부분은 20~30년이상된도로가대부분이며, 유지보수시파손규모에따라소파보수, 평삭및덧씌우기등의유지공법을실시하고있다. 하부층이노후화될경우기존포장의균열에의해서상부층에반사균열이작용하게되어덧씌우기된포장의조기파손을야기시킨다. -도로보수의약 50.9% 가하부구조의구조적성능의증가없이기능성만을향상시키는공법을사용하고있어기존도로포장을조기파손시키며노후화를촉진시키는요인으로작용할수있다. -획일적인덧씌우기공법의문제점을분석하기위하여 < 그림 5-12> 와같이생애주기비용분석프로그램을사용하여비용분석을실시하였다. 최적의대안 ( 대안 2) 에비해덧씌우기공법을계속적용할경우 ( 대안 1) 일정비용의경제적손실이발생하였다. 보다세밀한비용분석을위해서는포장관리시스템구축을통해서울시에시공된도로포장자료를통한생애주기비용분석이필요하다. 제 5 장결론및정책제언 123

140 < 그림 5-12> 대안별비용분석결과 제2절정책제언 1. 포장의구조적개선방안 중교통도로에대한대책방안에서중교통도로는버스전용차로가주로대상이된다고볼수있다. 버스전용차로의경우당초그러한용도로설계및시공되지않은도로를버스전용차로로활용함으로써구조적지지력 ( 아스콘단면두께부족 ) 이부족한구간이대부분이다. 따라서버스전용차로에대한구조적지지력을조사평가하고적정포장두께를설계한다음지지력보강을위한포장두께를확보하는사업이필요하다. 이를위해서는대표적인버스전용차로에대한기존포장두께조사및 FWD 를사용한지지력평가, 역학적 -경험적설계에의한잔존수명예측, 포장두께설계등이필요하고이를토대로개발한간편설계방식을나머지버스전용차로에적용해단면설계지지력보강여부를결정한다. 또한현재서울시에서는경하중에대한시방서는있으나중하중에대한시 124 서울시통합도로포장관리정책개발

141 방서는없는상황이므로중하중에대한시방기준이필요하다. 중하중도로포장의개선을위해서는개질아스팔트포장의개선및예방적유지보수공법도입이필요하다. 개질아스팔트포장의개선을위해서는바인더규격및실내배합설계에대한개발이요구되며, 품질증진및활성화를위한제도적방안도필요하다. 또한예방적유지보수공법의도입을위해서는예방적유지보수의유형및해외적용현황을조사하고서울시 PMS 의포장상태조사와연계한공용성분석을통해최적의예방적유지보수공법적용기준을마련해야한다. 여름철집중호우및장마로인해조기포장파손이발생하고있으며, 국내기후를고려하지않은시방서로인하여아스팔트도로포장의수분저항성이많이떨어져이에대한개선이필요하다. 아스팔트혼합물의수분저항성을높이기위하여아스팔트혼합물생산시박리방지제를첨가할필요가있으며, 이에따른연구가필요하다. 서울시에서는도로의유지보수를위하여획일적인덧씌우기공법을주로사용하고있어하부층 ( 기층등 ) 이많이노후화된상태 (20년이상 ) 이다. 노후화된포장의균열에의해반사균열이발생하여덧씌우기포장의공용수명을감소시키고있는상황이다. 또한잦은덧씌우기유지보수로인해예산낭비가발생하고있으므로포장관리시스템을이용한생애주기비용분석이필요하다. 하부구조와관련해서기층이손상된경우표층만재시공하면포장의수명이급격히저하되는현상이반복되고있어손상된기층을재시공하는것이시급한문제이다. 현재서울시도로포장의재포장공사에재포장설계비가반영되어있지않고있으며, 재포장을단순히표층 5cm 절삭후재시공하는방식으로만진행되었기때문에기층이손상된경우덧씌우기의내구연한이너무짧은문제가있다. 따라서반드시재포장시공구간은포장파손원인분석, 단면두께실측, 균열깊이측정및기층의파손유무, 재포장두께설계등을해야하며이와같은작업이반드시시공전에선행될수있도록시공비의일정비율을설계비로사용할수있는제도적인장치가필요하다. 하부층기층개량을할경우하부층개선으로도로포장공용수명이늘어나며, 제 5 장결론및정책제언 125

142 잦은유지보수를할필요가없으므로교통지체에대한민원감소효과가있다. 이를위해서는 PMS 를통한도로파손현황파악및상세원인조사가필요하며, 현장공용성평가및파손실측을위한코어채취로상세원인파악이시급하다. 그리고하부지반구조의공용화및포화정도에따른물성저하평가도필요하다. 2. 계약제도의개선 계약발주제도계약발주제도의목적은공사시행부서에서공종별권역별통합발주시행안검토를통해관리업무경감및현장감독현실화로공사의품질향상을도모하고소규모전문건설업체의통합및대형화로기술력향상을추구하며, 실적평가를통해우수업체의참가를장려하는데있다. -발주방법에대한업무개선측면의경영진단을실시 -통합발주로전문건설업체의대형화및기술축적유도방안을검토 -포장도로공사실적제의도입안검토 ( 아스콘생산업체와시공업체의다년간실적과하자사항등에대한검증결과를발주에반영 ) 보증 (Warranty) 제도현재서울시에서는최저가낙찰제를적용하고있으며, 보증기간은 2년으로매우짧은상황이다. 이에따라서울시도로포장의성능이저하될우려가있어성능중심의평가기준을제시하고, 도로포장의품질확보를위해하자보수기간을장기화 ( 약 5년 ) 하는방안을제시하고자한다. -포장도로발생가능하자분류와정도평가기준을제시 -기존포장도로상태에근거한성능평가기준안을제시 -교육프로그램을통한공사감독관의포장하자판단기준의표준화 인센티브 (Incentive) 제도지금국내에는 2,200여개의포장전문시공회사있고, 플랜트업체가 500여 126 서울시통합도로포장관리정책개발

143 개있다. 이는일본및미국보다몇배이상이많은숫자이다. 그러나플랜트및시공업체의포장전문인력은매우부족한상황이어서아스팔트포장이제수명인 10년을다하지못한채, 국가예산이낭비되고있는실정이다. 따라서공사준공시시공을잘수행한업체또는플랜트에게는다음공사입찰때가점을주어포장업체의전반적인시공수준향상을유도해야한다. 지불규정제도의도입미국에서는거의모든주가계약제도중의하나로지불규정 (Pay Factor) 제도를도입하여운영중이다. 즉, 공사를준공할때포장의성능인자인 ( 두께, 밀도등 ) 을실험하여, 시방기준에못미치게되면그만큼포장체의수명이줄어들므로, 이에대한공사금액을감액하는것이다. 실제해당구간만일부삭감하는것이므로공사금액이크게삭감되는것은아니나, 회사의이미지, 현장기술엔지니어의이미지에큰영향을미치게되므로그만큼품질에신경을쓰게된다. 3. 품질관리의개선 품질관리전문감리제도 -생산및시공품질관리외부자문또는전문감리시스템구성 -아스팔트플랜트생산및시공현장위탁전문감리를통한품질관리강화 -포장담당직원과합동감리수행으로직원의품질관리능력함양 -현장혼합물에대한품질검사는품질시험소에서수행 품질시험인력확충전체서울시포장사업에대한계획을수행하기위한인력이필요하며, 지역별관리사업소에서는포장사업을시행하는데있어품질관리를철저히수행하기위한전문인력이필요하다. 품질관리 D/B 구축플랜트및현장에서구간별품질관리자료를 D/B화함으로써, 어떤재료가 제 5 장결론및정책제언 127

144 사용되었고, 어떻게시공되었으며, 향후포장상태가왜변화하는지를체계적으로판단할수있는근간이마련되어야한다. 품질관리전문인력의보완서울시본부에는 2인정도의포장전문인력이있지만사업소에는전문인력이거의없는수준이다. 따라서, 본부에포장분야에대한기획및관리를위한전문팀이구성되어야하고, 사업소별로최소 2인이상의전문인력이배치되어야한다. 품질관리교육의실시 -시공ㆍ감리ㆍ기능원별품질관리교육프로그램의적극적홍보와도입 -서울시포장도로공사특수상황고려한교육시스템개발로현장애로사항해결노력 -해외포장도로선진국의산 / 학 / 연 / 관계전문가들의자문의견과단기교육방문으로선진교육체계구축의토대마련 재료및시공품질관리 -공정별철저한시공품질관리 4. 포장관리시스템 (PMS) 개선 PMS의합리적운영서울시는국내지자체로서는처음으로포장관리시스템 (PMS, Pavement Management System) 을운영하고있으나, 단년도최저가입찰계약에따라매년업체가바뀌고, 장비도변경되고있는상황이다. 따라서장비인증시스템및보정시스템을구축하여어느업체이든일정수준이상의장비를구축하고운영할수있도록만들거나, 최소 3년간은일정기관에서운영할수있도록장기계약을수행하고조사분석을해야 PMS D/B 의효용성을얻을수있다. 또한네트워크레벨뿐만아니라프로젝트레벨의 PMS 도반드시구축해야도로포장유지관리가선진화될것이다. 128 서울시통합도로포장관리정책개발

145 예산절감 < 그림 5-13> 은자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과를나타낸다. 3년후부터연구포함직영시우수인력과장비를갖춘서울시도로포장유지관리전문팀운영으로약 3,600백만원의예산절감효과가있을것으로보인다. 또한전문운전원은필요시분석요원으로의대체업무가가능하므로작업의효율성이우수하며, 도로포장을전공한석사급이상 2명이도로포장성능향상프로젝트의관리및서울시도로포장재료및시공품질관리전문요원으로근무가가능하므로업무의효율성이뛰어나다. < 그림 5-13> 자동포장조사장비직접운영시연도별예산절감효과 5. 인력양성 포장관련인력양성의현황을보면국내에서는포장관련교육프로그램이전무한편이다. 아스콘플랜트의경우 KS의인증을받기위해받는교육이나공무원교육원등에서단편적으로 2 3 시간씩받는교육이거의전부인실정 제 5 장결론및정책제언 129

146 이다. 도로포장에는전문성이요구된다는점을인식하고, 이에대한주기적교육및인증을실시할필요가있다. 교육인증시스템활용 도로포장산업기사제도또는기사제도화 < 표 5-1> 은제시된정책방안의관리빈도와시급성정도를보여준다. 즉, 관리빈도는평상시와유사시로구분하였고시급성은 4단계로매우시급, 시급, 보통, 추후고려등으로구분하였다. < 표 5-1> 제시된정책방안의시급성정도 정책방안내용관리빈도시급성 포장의구조적개선방안 간편설계방식의개발유사시관리보통 중하중에대한시방기준필요유사시관리보통 개질아스팔트포장의개선및예방적유지보수공법도입필요 아스콘의수분저항성을높이기위해박리방지제에대한연구필요 평상시관리 유사시관리 시급 시급 수경화성응급보수제활용유사시관리추후고려 시공전시공비의일정비율을설계비로사용할수있는제도적인장치가필요 유사시관리 보통 PMS를통한도로파손현황파악및상세원인조사필요 평상시관리 매우시급 계약발주제도 유사시관리 보통 계약제도의개선 보증제도유사시관리보통인센티브제도유사시관리보통 지불규정제도 유사시관리 보통 품질관리전문감리제도 평상시관리 보통 품질시험인력확충 평상시관리 시급 품질관리의개선 품질관리 D/B 구축평상시관리보통품질관리전문인력의보완평상시관리매우시급 품질관리교육실시 평상시관리 보통 재료및시공품질관리 평상시관리 시급 PMS 개선 PMS의합리적운영 평상시관리 매우시급 인력양성 교육인증시스템활용평상시관리시급도로포장산업기사제도또는기사제도화유사시관리추후고려 130 서울시통합도로포장관리정책개발

147 참고문헌 참고문헌

148 참고문헌 국토해양부, 2010, 2010 도로포장관리시스템최종보고서기상청, 2010, 2010 이상기후특별보고서김광우ㆍ도영수ㆍ임성빈ㆍ이석근ㆍ엄조용, 1999, 개질재ㆍ보강재를이용한덧씌우기아스팔트포장의반사균열지연효과, 한국도로포장공학회지제1권 1호, 1999년 10월, pp 김지원, 2005, Pavement Preservation & Asset Management, 한국도로학회지제7 권 4호, 2005년 12월, pp 김지원, 2006, 포장보호개념에입각한예방적유지관리공법의적용사례및국내도입방안, 한국도로학회지 제8권 1호, 2006년 3월, pp 문형철, 2009, 콘크리트포장의예방적유지관리를위한줄눈관리시스템의개발연구, 한양대학교대학원박사학위논문서울시정개발연구원, 2007, 서울시도로관리체계개선방안, 이광훈ㆍ강영옥, 2008, 자산관리시스템을통한서울시도로시설물관리전략, 신성일ㆍ이광훈서울특별시, 2009, 서울시포장도로조사및분석용역최종보고서, 2010, 동절기포장도로포트홀발생원인및대책방안, 2010, 아스팔트포장도로포트홀발생현황및일상유지관리대책검토, 2010, 중앙버스전용차로포트홀발생원인분석결과, 2010, 포장도로유지관리시스템 (PMS) 운영효율극대화방안시설안전공단, 2011, 2011년자동차전용도로수방업무매뉴얼위성동, 2002, 포장유지관리공학, 엔지니어즈 참고문헌 133

149 이석홍, 2005, 아스팔트플랜트의품질관리제도의개선방안제언, 한국도로학회지 제7권 2호, 2005년 6월, pp 임영환, 2003, 일반국도 PMS 의 Project Level 개선과 Network Level 개발연구, 중앙대학교대학원박사학위논문정규동ㆍ황성도, 2005, 아스팔트혼합물의품질개선을위한방안고찰, 한국도로학회학술발표논문집, 제7권, pp 조병완ㆍ태기호ㆍ김도근, 2006, 대도시혼잡구간의아스팔트포장에대한경제성분석모델연구, 대한토목학회논문집 제26권제5D호한국도로학회, 2005, 서울시포장도로수주향상방안연구용역한대석ㆍ도명식ㆍ김성현ㆍ김정환, 2007, 이용자및사회환경비용을고려한포장유지대안의생애주기비용분석, 대한토목학회 제27권제6D호황성도, 2005, 아스팔트플랜트의품질시험실운영실태및개선방안, 한국도로학회지 제7권 2호, 2005년 6월, pp 18 22, 2006, 아스팔트혼합물의수분손상이재료물성과피로균열저항성에미치는영향, 경희대학교대학원박사학위논문 American Association of State Highway and Transportation officials (AASHTO), Pavement Preservation in the United States, Survey by the Lead States Team on Pavement Preservation, Washington, D.C., Cleveland, G. S., J. W. button, and R. L. Lytton, Geosynthetics in Flexible and Rigid Pavement Overlay Systems to Reduce Reflective Cracking, Publication FHWA/TX-02/1777-1, FHWA, U.S. Department of Pavement, 서울시통합도로포장관리정책개발

150 Federal Highway Administration (FHWA), Background for Pavement Warranties, July 2011, Federal Highway Administration (FHWA), Guidelines for the Preservation of High-Traffic Volume Roadways, April Federal Highway Administration (FHWA), Pavement Management System-The Washington State Experience, April Federal Highway Administration (FHWA). Life-Cycle Cost Analysis-RealCost User Manual, Office of Asset Management, October Georgia Department of Transportation (GDOT), Asphalt Pavement Selection Guidelines, Office of Material and Research, November Illinois Department of Transportation (IDOT), Cost Effective Prevention of Reflective Cracking in Composite Pavements, The Department of Civil and Environmental Engineering, December Imad L. AI-Qadi, William G. Buttlar, Jongeun Baek, and MinKyum Kim, Cost-Effectiveness and Performance of Overlay Systems in Illinois Volume 1: Effectiveness Assessment of HMA Overlay Interlayer Systems Used to Retard Reflective Cracking, FHWA-ICT , May John D Angelo, Grary Whited, Keith Molenaar, Steven Bower, Jeffrey Russell, Gerald Huber, Richard Smutzer, David Jones, James Steele, Reaburn King, Monter Symons, Timothy Ramirez, James Wood, Jon Rice, Asphalt Pavement Warranties-Technology and Practice in Europe, FHWA-PL , Office of International Program, November 참고문헌 135

151 Luis Loria, Peter E, Sebaaly, and Elie Y.hajj, Long-Term Performance of Reflective Cracking Mitigation Techniques in Nevada, Transportation Research Record 2044, Transportation Research Board, Washington, D.C., 2008, pp Nebraska Department of Road (NDOT), State of Nebraska Pavement Management System, April Robert L. Lytton, Fang Ling Tsai, Sang-Ick Lee, Rong Luo, Sheng Hu, Fujie Zhou, Models for Predicting Reflection Cracking of Hot-Mix Asphalt Overlays, NCHRP Report 669, Transportation Research Board, Washington, D.C., Stephen J. Phillips, Development of United Kingdom Pavement Management System, Department of Transport, England, Strategic Highway Research Program (SHRP), Renewal Project R26: Preservation Approaches for High-Traffic-Volume Roadways, Transportation Research Board, Washington, D.C., Strategic Highway Research Program(SHRP), Guidelines for the Preservation of High- Traffic-Volume Roadway, Transportation Research Board, Washington, D.C., Transport Research Laboratory (TRL), Review of UKPMS core functionality, Transport Research Laboratory, June United Kingdom Pavement Management System (UKPMS), The Ukpms User Manual, March 서울시통합도로포장관리정책개발

152 참고문헌 137

153 부 부록 록 < 부록 1> 실무자심층면접조사지 < 부록 2> IRI < 부록 3> LCC 비용분석

154 부록 1 실무자심층면접조사지 1. 심층면접조사목적 ( 플랜트 ) 서울시포장도로의수준향상에필요한방안마련을위하여포장과관련된실무자중심의심층면접조사를시행함 서울시의포장도로와관련된실무자에게연구와관련한관심도를증가시키고참여를유도하여차후마련될방안의실용성을확보함 2. 심층면접조사항목 1. 귀하의직책은? ( ) 2. 산업표준협회에서주관하는교육과정을이수하였습니까? 1 이수하였다. 2 이수하지못하였다 골재구매처가일정하십니까? 1 일정하다. 2 일정하지않다. 3 기타 ( ) 3-2. 일정하지않다면몇개의구매처를갖고있습니까? ( ) 부록 141

155 3-3. 골재가변경되는것에대한골재유출량시험및배합설계를매번수행하십니까? 1 수행한다. 2 수행하지않는다 수행하지않는다면그이유에대하여간단히작성하여주십시오. 4. 귀하가아스팔트플랜트업체관련자라면, 관련업무를수행하는과정에서공무원의실사를받은경험이있습니까? 있다면주로실사를받은부분은무엇입니까? 1 있다 ( 회 ) 2 없다 3 중점실사부분 ( ) 5. 귀하가종사하고계시는아스팔트플랜트의시설규모를적어주십시요? 1 야외골재빈수 ( ), 지붕시설유무 ( ) 2 콜드빈개수 ( ), 지붕시설유무 ( ) 3 생산플랜트개수 ( ) 4 배치당생산량 ( t) 5 시간당생산량 ( t) 6 아스팔트저장탱크개수 ( ) 6. 귀하가종사하고계시는아스팔트플랜트의품질시험실규모에대하여적어주십시오? 아래의사항별로각장비의제원을적어주시면차후연구에많은도움이될것입니다. ( 반드시일반적인제원이아니라실측하여주시기를부탁드립니다.) - 마샬다짐기 142 서울시통합도로포장관리정책개발

156 혼합물의다짐방법은? - 기계식다짐 ( 전기모터 ), 손다짐 마샬다짐기의제조회사는? ( ) 다짐받침대의재질은어떻게되는지요?( 겉과속의재질이틀릴경우구분하여써주시기바랍니다.) ( ) 다짐용해머바닥판의지름은? ( ) mm 다짐용해머의최대자유낙하높이는? ( ) mm 다짐용해머의무게는? ( ) g - 몰드 몰드내부지름은? ( )mm 몰드바닥판지름은? ( )mm 공시체제작후탈형및마샬특성치시험 ( 안정도등 ) 까지의평균적인시간? - 제작 -> 탈형 ( )min - 탈형 -> 마샬특성치실험 ( )min - 기타 마샬특성치시험기의제조회사는? ( ) 아스팔트혼합물을혼합하는방법은? - 손비빔, 혼합믹서 아스팔트를혼합물을한번에혼합하는양은? - 공시체 1개분, 공시체 3개분 (1배치), 기타 ( ) 이론최대밀도시험기의제조회사는? ( ) - 배합설계시반영여부 ( 반영, 반영하지않음 ) ) 골재비중시험기유무 ( ) 체가름시험기의제조회사는? ( ) 아스팔트침입도시험기의제조회사는? ( ) 부록 143

157 7. 귀하는콜드빈골재외에핫빈골재를사용하여배합설계를실시합니까? 1 콜드빈골재만사용한다 2 핫빈골재만사용한다 3 콜드빈과핫빈골재를사용한다 4 기타 ( ) 8. 귀하는아스팔트콘크리트의수송시시공후다짐관리를위하여일부아스팔트콘크리트시료 ( 공시체, 혼합물 ) 를보관합니까? 1 필히보관한다 2 필요시보관한다 3 보관하지않는다 9. 국내도로포장의하자가발생하는원인이라고생각되는것중가장중요한것부터순서대로적어주세요. (,,,,, ) 1 감리ㆍ감독이철저하지못함에따른포설및다짐등의부실시공 2 적합하지않은아스팔트혼합물등의재료 3 공사설계가잘못됨 4 적은공사금액에따른부실화 5 안이한사고방식 6 기타 ( ) 10. 하자보수기간이 2년으로되어있는데귀하가생각하는하자보수기간은몇년입니까? 1 1년 2 2년 144 서울시통합도로포장관리정책개발

158 3 3 년 4 4 년 5 기타 ( ) 11. 하자보수기간에대한선택이유는무엇입니까? 12. 포장성능개선과관련한의견이있으면제시하여주시기바랍니다. 부록 145

159 1. 심층면접조사목적 ( 시공 ) 서울시포장도로의수준향상에필요한방안마련을위하여포장과관련된실무자중심의심층면접조사를시행함 서울시의포장도로와관련된실무자에게연구와관련한관심도를증가시키고참여를유도하여차후마련될방안의실용성을확보함 2. 심층면접조사항목 1. 귀하는아스팔트포장에대해체계적인교육을받으셨습니까? 1 받았다. 2 받지않았다. 3 기타 ( ) 2. 생산된아스팔트콘크리트를시공현장까지운반하는데소요되는거리와시간은시공과정중에고려합니까? 1 최장거리또는소요시간을고려한다. 2 대부분인근지역의아스팔트플랜트에서공급받아고려하지않는다. 3 교통여건을감안하여소요시간만을고려한다. 4 기타 ( ) 3. 시공현장에도착한아스팔트콘크리트는포설전에온도를측정하여사용여부를판단하십니까? 1 한다. 2 안한다. 3 기타 ( ) 146 서울시통합도로포장관리정책개발

160 4. 만일온도를측정한다면, 기준온도에미달하는경우현장에도착한아스팔트콘크리트는어떻게처리하십니까? 1 내부온도등을감안하여그대로사용한다. 2 반입하지않는다. 3 기타 ( ) 5. 귀하께서시공관련업무를담당한다면, 기층부의택코팅시공과관련하여수행하는품질관리방법은무엇입니까? 또는택코팅의시공품질을향상시키기위해가장중요한요소는무엇이라생각하십니까? 1 택코팅의살포량설정 2 택코팅의온도측정 3 택코팅살포상태검사 4 적당한방법이없다. 5 기타 ( ) 6. 귀하는페이버의작동원리와구조를알고계십니까? 1 작동원리만을안다. 2 장비구조만을안다. 3 작동원리와장비구조에대한충분한지식을가지고있다. 4 모른다. 7. 귀하는포설후포장에나타나는재료분리현상의원인을무엇이라생각하십니까? 1 생산과정에서골재분리 2 운송과정에서골재분리 3 페이버의작동미숙 ( 호퍼또는스크루우조정미숙등 ) 부록 147

161 4 다짐온도관리문제 5 기타 ( ) 8. 귀하는포설후다짐공정중에각다짐롤러의통행횟수를체크하십니까? 1 초기다짐구간에서실시한다. 2 전체시공구간에서실시한다. 3 다짐롤러기사에게맡겨둔다. 4 하지않는다. 5 기타 ( ) 9. 귀하는아스팔트포장시공완료후다짐도를측정하십니까? 1 한다. 2 하지않는다. 3 기타 ( ) 10. 만일 8번의설문에 1번의한다라고답변하셨다면, 다짐도는어떤기준을사용하여측정하십니까? 1 현장및시험실다짐공시체의겉보기밀도 2 혼합물의이론최대밀도와현장공시체의겉보기 3 공급원승인서및현장공시체의겉보기밀도 4 기타 ( ) 11. 아스콘포설후 7 일이내에코어를랜덤하게채취하여공사감독자에게제출하십니까? 1 제출한다. 2 제출하지않는다. ( 이유 : ) 148 서울시통합도로포장관리정책개발

162 12. 아스팔트포장의시공과정에서가장우선적으로생각하시는품질관리방법은무 엇인지개인적인의견을적어주십시오. 13. 국내도로포장의하자가발생하는원인이라고생각되는것중가장중요한것부터순서대로적어주세요. (,,,,, ) 1 감리ㆍ감독이철저하지못함에따른포설및다짐등의부실시공 2 적합하지않은아스팔트혼합물등의재료 3 공사설계가잘못됨 4 적은공사금액에따른부실화 5 안이한사고방식 6 기타 ( ) 14. 하자보수기간이 2년으로되어있는데귀하가생각하는하자보수기간은몇년입니까? 1 1년 2 2년 3 3년 4 4년 5 기타 ( ) 15. 하자보수기간에대한선택이유는무엇입니까? 16. 포장성능개선과관련한의견이있으면제시하여주시기바랍니다. 부록 149

163 1. 심층면접조사목적 ( 감리 ) 서울시포장도로의수준향상에필요한방안마련을위하여포장과관련된실무자중심의심층면접조사를시행함 서울시의포장도로와관련된실무자에게연구와관련한관심도를증가시키고참여를유도하여차후마련될방안의실용성을확보함 2. 심층면접조사항목 1. 아스팔트포장에대한체계적인교육을받으셨습니까? 1 받았다. 2 받지않았다. 3 기타 ( ) 2. 공급원승인과관련하여아스팔트플랜트의시설등에대한현장실사를합니까? 한다면아스팔트콘크리트의생산과정중에실사횟수는? 1 현장실사안함 2 1회 / 건당 3 생산과정중수시로 ( ) 4 필요하다고판단되면불시에 ( ) 3. 관련업무와관련하여아스팔트플랜트의시설상태에대한실사를하십니까? 만일하신다면중점으로보시는부분은무엇입니까? 1 했다 ( 회 ) 2 하지않았다. 3 중점실사부분 ( ) 150 서울시통합도로포장관리정책개발

164 4. 현장시공시시공공정별아스콘의온도를점검하십니까? 1 점검한다. 2 점검안한다. 3 기타 ( ) 5. 온도점검을수행하신다면, 수행항목에대해체크를해주십시오. 1 트럭도착시온도점검 2 포설시온도점검 3 1차다짐시온도점검 4 2차다짐시온도점검 5 3차다짐시온도점검 6. 현장시공시다짐별다짐횟수를점검하십니까? 1 점검한다. 2 점검하지않는다. 7. 현장시공시아스콘포설높이를점검하십니까? 1 점검한다. 2 점검하지않는다. 8. 시공시아스콘시료를채취하십니까? 1 채취한다. 1 채취하지않는다.( 이유 : ) 8-1. 채취한다면, 어디서채취를하십니까? 부록 151

165 1 플랜트에서시료채취 2 차량에서시료채취 3 도로에서시료채취 4 기타 ( ) 8-2. 채취한시료에대한시험은어디서실시하십니까? 1 자체시험 2 시험소에시험의뢰 ( 시험소명 : ) 3 기타 ( ) 9. 아스콘포설후 7일이내에코어를시공자로부터받습니까? 1 받는다. 2 받지않는다. 3 기타 ( ) 10. 아스팔트포장의시공과정에서가장우선적으로생각하시는품질관리방법은무 엇인지개인적인의견을적어주십시오. 11. 국내도로포장의하자가발생하는원인이라고생각되는것중가장중요한것부터순서대로적어주세요. (,,,,, ) 1 감리ㆍ감독이철저하지못함에따른포설및다짐등의부실시공 2 적합하지않은아스팔트혼합물등의재료 3 공사설계가잘못됨 4 적은공사금액에따른부실화 152 서울시통합도로포장관리정책개발

166 5 안이한사고방식 6 기타 ( ) 12. 하자보수기간이 2년으로되어있는데귀하가생각하는하자보수기간은몇년입니까? 1 1년 2 2년 3 3년 4 4년 5 기타 ( ) 13. 하자보수기간에대한선택이유는무엇입니까? 14. 포장성능개선과관련한의견이있으면제시하여주시기바랍니다. 부록 153

167 부록 2 IRI(International Roughness Index) IRI(International Roughness Index) 포장의평탄성을측정하는방법은 ICC(Ultrasonic), ICC(Laser), AREN(Laser), PRORUT(Laser), K.J. Law(Optical), Dipstick, 레벨측량기, 직선자등의측정기기와 Half-car Roughness Index(HRI), Mays Response Meter(MRM), RMSA, RMSVA, Texas MO, Brazil QI, Present Serviceability Index(PSI), International Roughness Index(IRI), Ride Number, Mean Panel Rating 등으로매우다양하다. 세계은행 (World Bank) 이 1970년대에개발도상국의도로상태를조사하였는데, 세계각국으로부터조사된자료가서로비교하기에어려움이있었으며같은나라에서조사된자료조차도자료에대한신뢰성이떨어졌다. 그래서세계은행은 1982년에평탄성측정기준을만들기위해브라질에서평탄성측정을위한실험을실시하였고, 그후수년간의추가적인개발을수행하였으며, 자동식측정기들간에상관관계가잘성립되는 International Roughness Index(IRI, 국제평탄성지수 ) 를개발하여, 컴퓨터알고리즘과사용법을담은지침서를공표함으로써국제적으로통용가능한평탄성지수기준이수립되었다. 현재대부분의자동화된포장 Profiling 장비는 IRI(International Roughness Index) 계산을할수있는소프트웨어를포함하고있다. 154 서울시통합도로포장관리정책개발

168 Computer algorithm International roughness index(iri, 국제평탄성지수 ) 의장점은다음과같다. IRI 는실제포장상태를나타내는재현성이좋고여러종류의측정기기에사용 할수있으며안정적이다. IRI 는종합적인포장상태를나타내는지수이다. IRI 와포장상태와의관계 부록 155

169 1. IRI 분석의특성 IRI알고리즘은 Quarater-car Model 을사용하고있으며, 자동차의한쪽귀퉁이 (1/4) 모델이라는의미를갖고있고, 도로평탄성측정시스템의 Response-type 과최대한상호관련성이있도록조율된다. Quarter Car Model Quarater-car Simulation은 IRI개발시 Response-type을최고의상관관계를나타내는 Golden Car 의차량특성에맞게이론적으로표현하기위해서사용된표현방식이고, Golden-car Parameter는 Quarater-car가대부분의차량보다 Damping 이높은차량을제외한대부분의고속도로차량처럼운행하도록하였다. 또한, 조율을통하여 IRI가다른차량과상호관련성이있게특정파장과진폭을갖도록하였다. IRI는자동차의진동을발생시키는평탄성을나타내며, Sinusoids( 사인곡선 ) 인 IRI Response는고속도로주행차량의물리적반응을측정한것과매우유사하다. 특히 IRI는다음의 3가지자동차반응변수와매우상호연관성이뛰어나다. 첫째, Road Meter Response(for Historical Continuity) 둘째, Vertical Passenger Acceleration(for Ride Quality) 156 서울시통합도로포장관리정책개발

170 셋째, Tire Load(for Vehicle Controllability and Safety) 그러나 IRI가모든자동차반응변수와관련이있는것은아니다. 예를들어수직한승객위치 (Vertical Passenger Position) 또는축가속력 (Axle Acceleration) 과상호관련성이적으며, IRI는 1.2에서 30m 범위의파장에영향을받는다. IRI 필터는 Wave Number 가 cycle/m( 파장 15m) 와 cycle/m( 파장 2.4m) 에서사인파곡선의기울기가최대로민감하고, Wave Number 가 cycle/m( 파장 30m) 와 0.8 cycle/m( 파장 1.25m) 에서바깥쪽사인파곡선의기울기가 0.5로떨어진다. 물론이범위를벗어나서도여전히조금의반응은있다. Wave Number IRI Scale 은평탄성에선형적으로비례한다. 만약에측정된 Profile의 Elevation 이몇퍼센트증가하였다면, IRI 도정확히똑같이몇퍼센트증가한다. IRI 가 0 이라면 Profile은완전히편평한것이다. 포장의 IRI가 8m/km 이상이면속도의감속없이통과할수없으나, 이론적으로평탄성의상한값은없다. IRI는최초로여러장비에사용가능한높은수준의평탄성지수이다. 세계은행에의해보급된 Software 는통제된연구시험조건에서새로운사용자들에의 부록 157

171 해서테스트되었고, 이들은각기다른 Profiler 를사용하여거의동일한 IRI 값 을얻을수있었다. 2. IRI(International Roughness Index) 의정의 이제까지는 IRI컴퓨터소프트웨어가어떻게시뮬레이션을하는지와어떻게 IRI Scale을해석하는지에대한배경지식과특성에대하여알아보았다. 하지만 IRI는 True Profile 을정밀하게수학적으로변환하는과정으로정의된다. 이제부터는컴퓨터에서 IRI계산을위해서컴퓨터프로그램안에서일어나는과정에대해서알아보도록한다. IRI는하나의 Profile 만계산한다. 만약에여러개의 Profile을동시에측정하였어도 IRI계산은각각별도로수행하여야한다. Profile은 250mm ( 기본길이 ) 를가진이동평균 (Moving Average) 으로필터링된다. 이동평균은 Profile을완만하게하는저통과필터이다. Profile 간격이 167mm보다작지않다면컴퓨터프로그램은필터를적용하지않는다. Road profile and quarter car response profile 158 서울시통합도로포장관리정책개발