구조물 포장의 객관적이고 정밀한 상태조사를 위한 교면포장 및 콘크리트 바닥판 열화도
조사장비 활용 및 서울시 구조물 포장 유지관리 기본계획 수립을 위한 주요 연구내용 도출
서울시의 도로 구조물은 노후화가 진행 중이며, 터널을 제외한 교량, 고가차도, 지하차도 등의 구조물 포장은 대부분 콘크리트 바닥판과 상부 아스팔트 포장으로 구성됨. 구조물 포장은 바닥판 상태의 영향을 받기 때문에 이를 고려한 유지관리 계획 필요
서울시에서 관리하는 전체 구조물의 수는 2020년 기준 584개소(1차로 환산 기준 약 1,670km)이며, 이들 중 공용년수가 31년 이상 경과된 구조물은 235개소(40.2%), 21~30년 경과된 구조물이 151개소(25.9%)로 전반적으로 노후 구조물의 증가 현상이 진행되고 있다. 서울시 교면포장은 일부 한강교량에서 강재 바닥판을 사용하고 있으나 약 94.4%의 교면포장은 콘크리트 바닥판 형식에 해당되는 것으로 파악되었다(서울기술연구원, 2021). 교면포장과 콘크리트 바닥판은 차량하중은 물론 제설 염화물 및 동결융해에 직접적으로 노출되어 있어 손상빈도가 매우 높다. 이에 따라 교량 유지관리 업무에서 가장 심각한 문제 중 하나는 교면포장의 손상과 이에 따른 콘크리트 바닥판의 열화 손상이다. 실제로 교면포장 및 바닥판은 교량관리 측면에서 구조적인 부재가 아님에도 불구하고 재포장 빈도가 높아 교량 유지보수 비용 중 가장 높은 비율(약 20%)를 차지한다.
구조물 포장은 안전점검, 정밀안전진단 및 성능평가에서 육안으로 상태평가 수행, 포장뿐만 아니라 상부구조의 결함 등 조사 가능하나 조사자의 숙련도 등에 따라 주관적 결과 우려
교면포장의 상태조사는 보도 혹은 방호울타리 양측 노견에서 육안으로 수행한다. 조사를 통해 확인한 교면포장의 균열 및 보수면적, 단차 등 각 손상에 대하여 점검야장에 경간별로 기록하고 해당 사진영상을 확보하도록 하고 있다. 교면포장 조사대상은 교면포장, 신축이음 전후 및 구조물 경계부, 곡선부, 중차량 통행차로, 배수구 주변을 대상으로 점검항목으로는 아스팔트 교면포장의 경우 균열, 함몰, 요철 및 단차, 마모, 블리딩 등을 확인한다. 특히 교면포장에서 파손이 주로 발생하고 있는 중차량 통행이 잦은 차로, 곡선부 외측, 급정지 구간 주변의 파손을 자세히 확인한다. 신축이음 전후 및 경계부의 경우 단차와 파손을 확인하며, 배수구 주변의 경우 물고임을 점검(가급적 우천 직후 교면위 물고임 및 포트홀 점검한다. 교면포장 상태등급은 아스팔트 포장과 콘크리트 포장을 포함한 모든 교면포장을 대상으로 포장불량률을 기준으로 교면포장 상태등급 범위를 "ad'로 산정하여 보수 및 유지관리를 시행하고 있다. 그러나 육안 조사대장을 통한 포장불량률 산출로 파손의 심각도 및 파손부위 등의 분석에서 조사자의 숙련도 등에 따라 주관적인 결과가 도출될 우려가 높다.
서울시를 비롯한 고속도로 및 국도의 도로포장 구간은 포장 상태조사 장비(로드스캐너)를 이용하여 별도의 교통차단 없이 표면결함뿐만 아니라 소성변형 크기 및 종단평탄성 등 육안조사로 측정하기 어려운 항목까지 신속하고 객관적인 도로포장 상태조사 및 분석 수행
포장 상태조사에 투입되는 로드스캐너(Road Scanner) 장비는 차량 후미에 레이저 센서와 고성능 카메라가 장착되어 도로포장의 표면결함, 소성변형, 종단평탄성 등의 자료를 수집한다. 또한, 도로현황은 조사장비 상단에 위치한 6개의 카메라로 360도 영상을 5m간격으로 촬영하여 조사 대상구간의 전반적인 상태를 파악한다. 로드스캐너 조사 및 분석되는 결과자료에는 표면손상에 대해 자동분석프로그램을 활용한 정밀분석 결과가 정량화되어 들어가게 된다. 현재 서울시 포장도로관리시스템의 균열 분류 항목은 종횡방향 균열, 시공이음부 균열, 거북등 균열(피로 균열), 소파보수, 포트홀 등이며, 이 중종·횡방향 균열, 거북등 균열(피로 균열)의 경우 균열의 심각도를 고려하여 분석하고 있다. 또한, 포장 상태조사(PMS: Pavement Management System)를 통해 조사 및 분석되는 결과자료는 표면손상 이외에도 소성변형, 종단평탄성 등에 대한 정밀조사 결과가 포함되어 있다.