[공학저널 전찬민 기자] 도로 토공과 포장공사는 선형적이고 반복적인 공사 특성으로 인한 건설장비 의존도가 높아 타 건설공정에 비해 자동화 적용을 통한 공정개선이 상대적으로 양호한 분야이지만 실제 현장에서는 다양한 변수가 존재한다.
도저, 그레이더, 롤러 등 도로공사에 사용되는 장비 작업 시 운전자 숙련도에 따라 시공 품질의 편차가 발생하게 된다. 이로 인해 재시공이 증가하게 되고 이에 곧 공사비 증가의 원인이 되고 있다. 또한 노동집약적이고 반복적인 작업으로 인한 열악한 근로 환경과 작업자가 위험에 노출되고 있어 크고 작은 안전사고가 발생하고 있다.
뿐만 아니라 시공 중에 도로 품질을 확인할 수 있는 방법이 없어 시공지연으로 인한 장비 대기시간이 길어지고, 검측에 소요되는 시간 역시 공사비 증가에 상당한 영향을 미치고 있는 실정이다.
이러한 문제를 해결하고자 현재 글로벌 건설장비 제조기업, 건설자동화 솔루션 기업 등을 중심으로 도로 토공과 포장공사 자동화 기술 개발이 진행되고 있다. 건설장비 자동화 기술 확보가 늦은 국내의 건설장비산업과 종합건설사의 시공경쟁력 확보를 위해 정부 주도의 대규모 투자를 통해 유관기술의 도약을 유도하고 있다.
하지만 향후 건설시장이 자동화 장비와 이를 통한 자동화 시공 위주로 재편될 경우, 국내 건설기업이 해외 글로벌 건설장비 기업의 자동화 시공과 관리 서비스를 제공받는 형태로 사업 참여 범위가 축소될 수 있어 경쟁력 강화를 위한 대안 마련이 시급한 상황이다.
이에 따라 자동화·디지털 시공 관리 기술 개발을 통한 시공경쟁력 확보를 위해 기술혁신과 산업생태계 조성을 위한 추진된 스마트건설기술 개발사업의 일환으로 ‘디지털 기반 도로 건설장비 자동화 기술 개발(3세부)’ 과제가 수행되고 있다.
3세부에서 개발하고 있는 기술은 크게 두 가지로 구분할 수 있다.
첫 번째는 ‘자동화 장비를 이용한 시공자동화’ 기술로 롤러, 도저, 그레이더에 의한 자율작업(Machine Control)과 경로추종 자율주행 기술을 개발하는 것이다. 자동화 기술을 통해 인구고령화에 따른 숙련자 확보의 어려움을 극복, 작업측량 공정제거를 통한 생산성 향상이 기대되고 있다.
두 번째 기술로는 ‘품질관리 디지털화’이며 자동화된 장비와 연동해 시공품질을 실시간으로 디지털화하고 평가·관리 할 수 있는 시스템을 개발하는 것이 목표이다. 디지털화 기술을 통해 시공 작업 연속성 확보, 품질관리 데이터의 획득과 분석작업의 효율화를 통해 생산성이 향상될 것으로 예상된다.
최종적으로는 도로시공 자동화·디지털화를 통한 생산성 향상 25%를 목표로 하고 있으며, 첨단 로봇기술과 ICT 기술을 활용한 작업 자동화와 디지털 플랫폼을 통한 토목 건설 산업의 스마트화를 지향하고 있다.
한국건설기술연구원 조진우 수석연구원(사진)은 “자동화 장비 도입에 따른 건설생산성 향상은 단일 자동화 기술의 적용에 의한 장비 자동화를 포함해 전체 건설 시공 프로세스의 자동화 개선을 도모하는 것을 목적으로 해야 한다”며 “즉, 자동화 장비를 사용해 작업을 하는 경우에 작업속도는 기존 장비와 비슷하거나 오히려 늦을 수도 있으며, 향후 자동화 수준이 증가할수록 작업속도는 더 늦어질 수 있다”고 말했다.
그는 이어 “결론적으로 자동화 장비 사용에 따른 생산성 향상 효과는 자동화 장비를 통한 실시간 디지털 데이터를 통해 측량, 검측, 품질검사 등의 전후 공정을 생략할 수 있는데서 나오는 것”이라고 덧붙였다.
이를 실현시키기 위해서는 자동화 장비 도입에 따른 건설자동화 표준공정과 기준 제시가 최우선으로 뒷받침되는 것이 중요하다. 이에 따라 한국건설기술연구원을 주축으로 한 연구팀은 건설 자동화 활성화에 있어 기존의 법·제도적 걸림돌을 해결하기 위한 관계 부처 대상 정책 제안과 관련 법·제도화를 위한 노력을 지속적으로 이어나갈 예정이다.
