최적 유지보수 공법 개발, 도로포장 유지보수 패러다임 전환
최적 유지보수 공법 개발, 도로포장 유지보수 패러다임 전환
  • 전찬민 기자
  • 승인 2021.09.23 09:07
  • 댓글 0
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▲ 일반국도 37호선 파주구간 UT-CRCP 시험시공

[공학저널 전찬민 기자] 도로 설계수명이 20년인 콘크리트 포장의 노후화로 파손 심화구간이 지속적으로 증가하고 있는 가운데 유지보수 비용도 급격히 증가하고 있어 효과적인 유지보수 방안 마련이 시급한 상황이다.

국내 도로포장 연장 중 콘크리트 포장이 차지하는 비율은 약 12.7% (12956 km)로, 고속도로의 경우 전체 연장 중 약 65%가 콘크리트 포장이며, 고속도로 전체에서 무근콘크리트 줄눈포장의 연장은 약 9491 km/차로로 콘크리트 포장 연장의 97.5%가 무근콘크리트 줄눈 포장이다.

하지만 노후화로 인해 리모델링(Re-modeling) 대상이 2020년 기준으로 전체 콘크리트 포장 연장의 약 19.51%에 해당되며, 지난 5년간 고속도로 유지보수비는 지속적으로 증가해 2014년에 849억이던 포장 보수비가 2019년도에는 약 1186억원으로 140% 이상 증가했다.

이러한 경제적 이슈와 함께 기술적 이슈도 대두되고 있다. 무근콘크리트 줄눈포장의 경우, 노후구간에 대한 줄눈부 파손에 따른 부분단면 보수 소요가 약 1.5∼1.8배 증가되고 있어 부분단면 보수에 대한 효과적인 대응이 필요하다는 지적이다. 또한 부분단면 보수를 수행해도, 보수부위 중심으로 2차 파손 발생과 보수부위가 확대돼 부분단면보수구간 평균 공용기간이 약 2.18년 밖에 되지 않는다는 연구결과도 발표됐다.

특히, 노후 콘크리트 포장 구간의 획일적인 아스팔트 덧씌우기로 인해 내구성 저하와 열화로 파손이 발생한 구간 보수 부위에서 재파손이 발생하는 한편, 콘크리트 절삭에 따른 모재 손상과 물고임으로 기존 포장의 열화가 가속화되고 있는 경우도 일부 발생되고 있다.

하지만 무엇보다도 콘크리트 포장의 전체적인 노후화 정도 증가와 덧씌우기 공법에 대한 다양한 대안이 마련돼 있지 않다는 것이 가장 큰 문제점으로 꼽힌다. 이에 따라 노후 무근콘크리트 줄눈포장에 대한 국내 실정에 맞는 효과적인 유지보수 공법 개발이 절실한 시점이다.

이에 따라 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 ‘도로수명연장을 위한 고기능성 콘크리트 포장 유지보수 실용화 기술 개발’ 연구과제가 착수돼 한국건설기술연구원을 중심으로 연구가 진행되고 있다.

이번 과제는 ‘도로가치 재창출을 통한 사용자 중심의 미래도로 실현’을 비전으로 노후도로 110% 성능 복원과 20년 도로수명 연장을 위한 콘크리트 포장 유지보수 실용화 기술 확보가 연구목표다. 이를 위해 노후화된 무근 콘크리트 줄눈 포장(JPCP)을 대상으로 유지보수를 통해 신설에 준하는 도로품질 확보를 위해 국내 실정에 적합한 효과적인 유지관리 방안을 제시함은 물론 시멘트·아스팔트계열 최적 유지보수 실용화 기술을 개발하고 있다.

구체적으로 노후 줄눈콘크리트포장의 효과적인 덧씌우기 보수를 통해 도로포장 수명을 20년 연장할 수 있는 유지보수형 UT-CRCP(Ultra Thin-Continuously Reinforced Concrete Pavement) 덧씌우기 공법을 개발하고 있다.

기존 공법 대비 공용수명을 증진시킬 수 있는 혁신적인 이 공법은 기존 포장체의 노후화된 표면을 절삭하고, 얇은 콘크리트로 덧씌우기 하는 방식이다. 이를 통해 포장체의 두 층인 덧씌우기 포장층과 기존 포장층이 완전히 접착, 단일화된 거동이 나타나도록 하는 것이 가능하다.

또한 공용 중인 노후화된 콘크리트 도로 유지보수 시 차선 차단과 이에 따른 교통지체 현상 최소화를 위한 한차로 유지보수공법(one-lane paving)을 개발하고 있으며, 이의 구체적 실현을 위해 보강재 자동배근 장치, UT-CRCP용 전용 포설장비 등도 개발했다.

현재 2년에 걸친 2차례의 대규모 시험시공을 거쳐 지난 2021년 9월 7일에 일반국도 37호선 리비 4거리(파주시 파평면 인근) 100 m 구간에 대한 실제 유지보수를 성공적으로 완료해 상용화 직전의 기술 수준을 선보이고 있다.

한국건설기술연구원 남정희 위원(사진)은 “노후된 콘크리트 도로 파손의 근본적인 원인 규명에 따른 최적 유지보수 공법 개발을 통해 도로 포장의 재파손을 최소화하고 장기 공용성을 증대해 도로 이용자 중심의 지속적인 안전한 도로 서비스를 제공 할 수 있을 것으로 예상된다”며 “공용연수 20년 이상의 노후 고속도로 콘크리트 포장 연장이 앞으로도 지속적으로 증가할 것에 대비해 효율적이고 효과적인 유지보수 시스템 제공이 가능하며, 유지보수를 통한 수명 연장으로 국가 예산절감이 가능할 것”이라고 말했다.

그는 이어 “하지만 무엇보다도 효과적인 유지보수를 통해 20년 이상 수명이 연장된다면 잦은 유지보수에 따른 교통지체 최소화와 도로이용자 편의 증대 등에 따라 교통 혼잡비용이 감소할 것으로 기대되고 있다”고 덧붙였다.

이번 연구를 통해 개발한 기술은 기존 콘크리트 포장의 유지보수에 최적화 돼 개발됐지만 기존 연성포장의 적용한계 구간에 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어 잦은 파손과 유지보수가 진행되고 있는 버스전용차선, 중차량이 많이 다니는 산업도로, 안전이 최우선 되는 대심도 도로와 기존 터널 포장 등에 적용될 수 있다. 이의 적극적인 활용을 위해 개발된 기술에 대해 다양한 기술설명회, 유관기간 설명회, 기술 자문회의 등을 지속적으로 수행해 개발기술의 적극적인 실용화를 추진할 계획이다.

이렇듯 앞으로 도로관련 핵심이슈는 신설보다는 유지보수로 초점이 맞춰지고 있다. 유지보수는 기존 공용 중인 도로를 차단하고 공사를 수행해야 하는 만큼 교통차단이라는 문제점을 항상 지니고 있어 교통차단 시간을 최소화하는 것이 가장 중요하다. 하지만 효과적인 유지보수를 시행하기 위해서는 적정한 유지보수 시간이 필요하다.

남 위원은 “해외 사례를 보면 노후화된 콘크리트 도로를 콘크리트로 덧씌우기하는 장기차단과 집중도로 개량사업의 형태로 유지보수를 수행해 효과를 극대화 하고 있다. 국내도 이미 중부·영동선의 도로포장 개량사업을 통해 그 효과를 입증하고 있다”며 “이제는 재포장 개념의 대규모 유지보수가 필요한 시점이며 이를 위해서는 집중도로 개량사업을 통한 제대로 된 보수방식 적용과 함께 유관기관, 국민들의 패러다임 전환이 필요한 시기”라고 말했다.


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