[공학저널 전찬민 기자] 교량의 노후화로 인해 유지관리의 중요성이 대두되고 있다. 이에 따라 교량 점검을 위해 첨단 기술들이 도입되고 있다.
교량점검은 시설물안전법에 의거 종별구분과 노후화에 따라 정기점검(전 교량, 반기 1회), 정밀점검(1,2종 시설물, 1~3년), 정밀안전진단(1종시설물, 4~6년)을 주기적으로 시행해 안전성을 확인하고 있다. 이에 따라 교량의 안전성을 보다 정확하게 점검하기 위해 첨단 기술들이 개발되고 있으며, 현장에 적용되고 있다.
대표적으로 80km/h로 주행하면서 시설물 상태를 조사할 수 있는 교면포장 조사장비와 터널스캐너, 사장교 케이블 손상여부를 조사할 수 있는 점검로봇, 교면포장하부 교량바닥판 손상(열화)상태를 비파괴 조사할 수 있는 GPR(지하투과레이더) 장비 등이 개발·활용되고 있다.
산악지대에 위치한 고(高)교량과 방음벽으로 인해 접근이 어려운 교량은 점검 사각지대를 없애기 위해 0.2mm 균열탐지가 가능한 국내 최초 교량점검용 드론이 개발됐고 올해 시범적용 후 내년부터 확대 적용할 예정이다.
그 외에도 스마트글라스를 이용해 현장에서도 사무실과 연계해 도면을 볼 수 있고, 점검결과를 시스템에 자동입력이 가능하도록 시스템이 개발되고 있다. 사물인터넷(IoT)을 통해 노후 교량에 가속도계와 변위계 등을 설치한 후 노후도와 안전성 등을 실시간으로 계측하는 시스템도 도입될 예정이다.
이처럼 교량을 비롯한 구조물의 안전성을 확보하고 정밀안전진단을 위해 한국도로공사는 4차 산업기술을 기반으로 하는 스마트 유지관리 체계를 구축하고 있다. 특히 구조물처에서는 ‘시설물 안전 및 유지관리에 관한 특별법’에 따라 안전점검과 보수보강을 수행하고 있으며, 디지털 기반 스마트 유지관리 체계 구축을 총괄하고 있다. 이뿐만 아니라 한국도로공사가 관리하는 고속도로 4151km 고속도로 상에 있는 2만여 개의 시설물(교량 9458개, 터널 1059개, 암거 9852개)을 관리하고 있다.
또한 그간 인공지능을 기반으로 한 교면포장, 교량 등 구조물 균열 자동탐지 프로그램 개발을 추진해 왔다. 고해상도 카메라, 스캐너 등을 장착한 첨단 점검 장비의 경우, 영상자료의 용량이 크고 일일이 확대해서 결함을 찾아야 하다 보니 인력 분석으로는 시간이 과다 소요되는 문제가 있다. 이에 점검영상에서 구조물 결함을 자동으로 탐지하고 수량 산출과 외관망도까지 작성 할 수 있는 AI 모델을 개발, 학습 중에 있다.
현재 교면포장의 균열, 파손 자동탐지 모델은 개발 완료해 올 하반기 117개소에 시범적용 할 예정이며, 신축이음장치 간격 측정, GPR 조사 결과 등에 대해서도 인공지능 자동분석 모델을 확대 개발할 예정이다.
한국도로공사 구조물처 곽석환 처장(사진)은 “현재 고속도로 교량의 평균 공용 연수는 약 16년이며 30년 이상 노후교량은 전체의 3%로 비교적 적지만, 앞으로 10년 후 노후 구조물은 현재의 9배 이상 증가할 것”이라며 “노후화가 급격하게 진행됨에도 불구하고 전체 시설물중 95%이상이 안전등급 ‘B’이상의 양호한 상태를 유지할 수 있도록, 노후화에 선제적인 대응을 위해 예방적 유지보수 기법을 개발하고 첨단 점검시스템을 구축할 계획이다”고 말했다.
이제 교량 기술은 구조물이 노후화됨에 따라 노후시설의 유지관리를 위한 개량공법이 발전해 그 시장도 확대될 것으로 예상된다. 고분자 복합체, 나노소재 등 첨단기술을 활용한 신 건설재료의 개발은 구조물의 내구성을 획기적으로 높여 사용수명을 연장할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 기존의 2D에서 발생하는 설계·시공 상 오류와 낭비 요소를 사전에 검토할 수 있어 건설공사의 생산성과 안전성을 극대화 할 수 있는 BIM(Building Information Medeling)이 현재 설계에 적용되고 있다. 이에 따라 구조물 유지관리도 BIM기반 3D 유지관리 플랫폼을 통해 디지털 기반의 체계적인 데이터 이력관리와 다양한 정보를 활용한 작업의 효율성 향상을 도모할 수 있어 지속적으로 발전될 것으로 전망된다.
곽 처장은 “한국도로공사는 지난 50년간 쌓아온 고속도로 건설과 유지관리 노하우를 바탕으로 세계적 수준의 도로 관리기관으로 자리매김할 수 있도록 최선의 노력을 다하고 있다”며, “구조물처도 모든 국민이 안전하게 이용할 수 있도록 구조물 유지관리에 만전을 기할 것”이라고 전했다.
