서울시의 도로포장 파손 이력을 분석하여 서울시 도로포장 파손 형태 및 대표 파손 유형을 도출하고 유지보수 방안 제시, 중차량 통행에 따른 상습 파손 구간에 조립식 콘크리트 포장 시험적용을 통해 우수한 성능 확인
도로포장 유지관리 기본계획 등 그간의 노력으로 서울시 도로포장의 포트홀 발생은 감소하였으나 연간 약 3만 건 이상 지속 발생, 포트홀 발생으로 신고 접수되었으나 실제 파손은 형태 및 유형이 다양하여 적합한 보수방법 적용 필요
서울시는 지자체 중 최대의 교통량이 통행하고 버스 중앙차로와 같은 중차량 집중 주행구간이 존재하며, 장기간 공용으로 인한 도로포장의 노후화로 인해 포트홀 등 포장 파손의 발생 빈도가 매우 높다. 이에 2010년 이후 아스팔트 10계명(2013), 포트홀 신고시스템(2014), 차도혁신 종합대책(2015), 도로포장 유지관리 기본계획(2017) 등 포장파손 저감 대책들을 수행하였다(서울특별시, 2018). 최근 5년간 포트홀 발생 건수는 그림 1과 같이 연간 3만 건 이상이 보고되고 있다(서울특별시, 2019).
그러나 도로포장의 파손 형태 역시 포트홀뿐만 아니라 균열 및 노면 변형 등 파손 원인에 따른 다양한 형태가 존재한다. 그림 2는 현재 서울시에서 포트홀 파손 건수로 집계된 파손 사례를 보여준다. 그림에 나타난 바와 같이 파손의 형태 및 파손 원인은 모두 다른 것으로 판단되며, 명확한 파손 형태 구분을 통한 보수방법 선정이 필요하다. 또한 도로포장은 도로 구조물의 형태, 교통환경, 주행특성 및 구간적 특수성 등의 영향으로 상습적으로 파손이 발생하는 구간이 존재한다. 그림 3은 서울시 포트홀 관리시스템에 신고 접수된 파손 현황 중 빈도수가 다소 높은 형태의 파손 유형의 예시를 보여준다. 이러한 구간에서의 효과적인 유지보수 계획수립을 위해서는 다수의 현장조사를 통해 파손 원인을 규명하고 근본적 해결방안을 위한 보수계획 수립이 필요하다.
서울시 포트홀 관리시스템 DB를 이용하여 파손 현황 분석 및 파손 유형 도출
서울시는 도로포장 파손 및 보수현황 관리를 위하여 ‘서울시 포장도로관리시스템－포트홀 관리시스템’을 운용하고 있다. 포트홀 관리시스템 자료를 통해 실제 파손 발생 후 신고 접수된 데이터 통계처리를 통해 서울시 포트홀 관련 파손 현황에 대해 분석하였다. 본 연구에서는 2017년 12월부터 2019년 12월분까지 총 25개월간 수집·관리된 포트홀 발생 신고 78,333건, 보수 전 사진 8,988건의 데이터를 분석하였으며, 데이터 구성은 표 1과 같다.
도로포장 파손 유형 분석 결과 전체 파손 유형 중 포트홀의 발생 비율이 지배적인 것으로 확인되나, 이는 실제 다른 유형의 파손도 포트홀로 집계하는 경향
서울시 포트홀 관리시스템은 파손 종류를 포트홀, 균열, 침하, 맨홀주변, 소성변형 및 기타 6개 항목으로 분류한다. 그림 4는 서울시 포트홀의 복구정보 데이터를 파손 종류별로 분류한 것으로, 도로 종류에 관계없이 대부분의 파손이 포트홀로 분류되었다. 서울특별시도, 자동차전용도로 및 한강교량의 경우 전체 파손의 90% 이상이 포트홀로 분류되었고, 타 파손 종류는 최대 5% 미만으로 분류되었다. 실제 도로포장의 파손은 매우 다양한 형태로 발생하고. 복합적으로 구성되어 나타난다. 그러나 포트홀 관리시스템 내 파손 형태 분류 과정에서 작업자의 주관적 판단에 의존하기 때문에 실제 파손의 형태를 정확히 기록 및 관리하는 데 한계가 있을 것으로 판단된다.
도로포장의 파손부 보수크기 약 0.5m 이내 대다수, 보수깊이 5cm 미만 깊이의 보수가 약 40%에 해당, 파손부위 위주 및 두께 미만 보수로 인해 재파손 우려
서울시 도로포장 파손부 복구구간의 길이(차량진행방향)와 폭은 모두 0.5m가 가장 많은 비율로 나타났고, 1.0m, 0.3m 및 0.2m 순으로 분포하였다. 폭과 길이는 각각 95%, 86% 이상이 1.0m 이하의 분포를 보여 대부분의 복구가 1m 길이 이내로 실시됨을 확인하였다. 복구 폭과 길이의 분포가 유사하기 때문에 일반적 복구면의 형태가 주로 정방형에 가까울 것으로 추측되며, 0.5m 이상 복구 규모에서는 길이의 분포가 많기 때문에 일부구간에서 주행방향으로 긴 형태의 복구면을 가질 것으로 판단하였다. 복구면의 깊이는 5cm가 가장 높은 비율을 차지하였고, 3cm, 10cm 순서로 분포하였다. 복구두께 5cm 이하의 분포가 전체의 70% 이상을 차지하고 있었고, 특히 40% 이상은 복구 시 복구면의 두께가 일반적인 아스팔트 표층의 포설두께인 5cm에 미치지 못하는 것으로 확인되었다. 표층의 포설두께보다 얕은 깊이로 복구를 수행할 경우 복구재와 기존 포장의 접착면에서 과도한 전단력이 발생하기 때문에, 건전부 구간에 비해 상대적으로 접착력이 약한 복구면 특성상 차량 하중에 의한 재파손이 크게 우려된다.
파손정보 및 사진 DB 분석을 통해 서울시 도로포장 파손 형태 및 보수방안 제시
서울시 도로포장 파손 사진 DB 분석을 통하여 서울시 도로의 파손 형태를 분류·분석하였다. 또한 이를 도로포장유지보수실무편람(국토교통부, 2013)과 비교하여 서울시에서 발생 가능한 파손 형태를 3가지 범주, 20개 세부 형태로 재정립하여 목록을 구성하여 표 2에 나타내었다. 파손 형태에 따라 응급보수가 반드시 필요한 파손과 항구보수가 필요한 형태로 구분하고, 각 파손 형태별 효율적 유지관리를 위하여 단기적 보수방안과 장기적 보수방안을 제안하였다.
대표 파손 유형별 파손 원인 도출 및 유지보수 계획수립 개선 방안 제시
빈번하게 발생하는 파손의 양상(파손 발생지점의 구조적 특성 및 파손 형태)을 집중적으로 분석하여, 서울시의 대표 파손 유형을 도출하였다. 각 대표 파손 유형의 재발 방지를 위해서는 해당 파손 유형별 철저한 현장조사를 기반으로 유지보수 계획을 수립하여야 하며, 본 연구에서는 유지보수 계획수립 시 개선 방안을 도출하여 표 3에 나타내었다.