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인천시, 체계적인 도로관리로 시민 안전 및 만족도 높인다.

- , 한국건설기술연구원과 협약, 예방중심형 스마트 도로관리시스템 도입 -

- 인천시 도로에 적합한 첨단기술 등 적극 도입할 것 -

 

인천광역시(시장 박남춘)825일 한국건설기술연구원(원장 김병석)스마트 도로관리시스템 구축수탁협약을 체결했다고 밝혔다.

 

이번 협약을 통해 도로의 효율적 유지관리 및 체계적인 안전관리를 위해 기술정보인력 등을 서로 지원하고 공유하기로 했다.

 

 

협약의 주요내용으로 한국건설기술연구원은 포장관리시스템, 교량관리시스템, 터널관리시스템 등 스마트 도로관리시스템 구축과 시스템 유지보수, 실무자 교육훈련 및 기술자문 등의 역할을 맡고, 인천시는 기획조정, 예산확보 및 정책방향 제시 등의 역할을 맡는다.

 

이번 협약으로 육안조사 등에 의존해 도로시설물 파손 이후 보수하는 기존의 유지관리 방식에서 벗어나, 체계적이고 예방중심적인 도로 유지관리 방식으로 개선할 수 있게 됐으며, 매년 도로유지보수비용의 약 18%가 절감되고, 공용수명은 약 44%가 증가할 것으로 기대된다.

 

또한, 시민들에게 지속적으로 일정한 수준의 서비스를 제공할 수 있게 되어 도로 노면 상태에 대한 시민들의 불만을 줄여주고 포트홀 등으로 인한 사고를 미리예방 할 수 있어 향후 시민들의 도로품질에 대한 만족도 향상에 기여할 수 있을 것이다.

 

시는 스마트 도로관리시스템 구축사업에 국토교통부의 도로관리시스템을 30여 년간 운영한 건설연의 경험지식기술을 접목해 큰 시너지 효과를 볼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

 

안영규 인천시 행정부시장은스마트 도로관리시스템은 한정된 도로관리 예산을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 체계적인 도로관리를 가능하게 하여 인천시민의 안전 및 만족도 향상에 큰 도움이 될 것이다라며 앞으로도 국토교통부와 업무협력을 통해 스마트한 도로관리시스템 및 인천시 도로에 적합한 첨단기술 등을 적극적으로 도입할 계획이다라고 말했다.

 

<붙임> 도로포장관리시스템(PMS)

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. 개 요

1. 포장은 교통하중, 자연조건, 혼합물의 노화 등에 의해 공용성이 저하되며,

공용성 저하는 주행성, 안전성, 쾌적성을 저하시켜

결국에는 원활한 교통흐름에 지장을 주게 되므로 신속한 유지보수가 요구됨.

 

2. PMS : Pavement Management System),

- 도로포장의 유지보수에 소요되는 막대한 예산을 효율적으로 집행하기 위하여

- 적절한 포장평가방법을 통해 구간별 유지보수 우선순위를 결정하고

- 최적의 보수공법을 제시하는 의사결정체계를 말한다.

 

3. 여기서는 포장의 파손을 일으키는 원인과 PMS 관점에서의 포장유지보수 방법 및 유지보수 최적화 방안에 대하여 기술코자 한다.

 

 

. 포장파손 형태 및 원인

1. 파손형태

. 균 열 : 미세균열, 선상균열, ,횡단균열, 시공조인트 균열

. 단 차 : 구조물 부근의 요철로 다짐부족에 의한 부등침하

. 변 형 : 소성변형, 종단변형 요철, 코루케이션, 침하, 범프, 플라쉬

. 마 모 : 라벨링, 폴리싱, 스케일링

. 붕 괴 : 포트홀, 박리, 노화

. 기 타 : 타이어자국, 흠집, 표면 부풀음

 

2. 원 인

. 젖은 골재나 입경이 큰 골재사용

. AP량 부족 또는 과다, 노화 AP사용

. AScon 과열

. Prime Coating, Tack Coating양 부족 또는 과다

. 과다한 교통하중

. 포장두께 부족

. 지하수 영향(침투수에 의한 박리현상)

. 기층 이하의 지지력 부족(보조기층의 변위증대)

. 동상방지층의 두께 부족

. 다짐부족(공극율 과대)

 

 

. PMS관점에서의 유지보수 방법

1. PMS의 개념

: 포장의 보수만을 단독으로 생각하지 않고,

계획부터 유지보수까지 전체개념으로 생각하여 유지관리하는 포장의 관리체계

 

2. Life Cycle에 의한 보수시기 결정

. Life Cycle의 개념

- 포장의 수명은 신설초기부터 파손까지 일정한 Cycle에 의해 그 수명을 다한다는 이론

. Life Cycle에 의한 보수시기 선정

: Life Cycle에 의해 포장파손전에 공용성을 회복할 수 있도록 보수시기 선택


3.
노면평가를 통한 유지보수공법 결정(포장의 Life Cycle)

. 노면의 평가

1) PSI 평가(공용성지수)

- AASHTO 도로시험결과에 따라 PSI적용

- 균열을 중요시 하며 균열율, 요철, 소성변형의 함수

- PSI 1.0 : 재포장

PSI = 1.1 2.0 : Overlay

PSI = 2.1 3.0 : 표면처리

 

 

2) MCI 평가(유지관리지수)

- 일본 건설성의 개발모형으로

포장의 공용성을 노상 특정층에 의한 수치로 표시

- 소성변형을 중요시

- MCI 3 : 재포장

MCI 4 : 보수요

MCI 5 : 이상적인 관리상태

. 보수공법의 선정

: 포장파손 형태의 대부분인 요철량과 균열율에 의한 공법선정



. 결 론

1. PSM의 도입효과

: 객관적이고 합리적인 근거에 의한 유지보수 즉 예방적 유지보수의 실시를 통한,

1) 도로예산의 효율적인 집행

2) 항상 적정 수준의 포장상태 유지

3) 적기 보수에 의한 포장수명의 연장 등의 효과가 있다.

2. 정부에서는 '86년도부터 전국 국도에 대한 PMS를 도입하여 유지보수계획의 수립 및 예산정책에 이용하고 있으며,

현재 고속도로에 대한 PMS도 개발중에 있다.

3. 조속한 시일내에 고속도로, 국도, 지방도 뿐만아니라, 지지체에서 관리 운영하는 도로에 대하여도 적절한 PMS를 도입되어 합리적이고 체계적인 포장관리가 이루어져야 하겠다.

4. 아울러 각종 도로들에 대한 PMS자료의 수집 및 분석을 통한 연구활동이 활성화되어 포장설계, 시공, 유지관리의 기술발전을 도모하여야 하겠다.

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. 개 요

1. 포장은 교통하중, 자연조건, 혼합물의 노화 등에 의해 공용성이 저하되며, 공용성 저하는 주행성, 안전성, 쾌적성을 저하시켜 결국에는 원활한 교통흐름에 지장을 주게 되므로 신속한 유지보수가 요구됨.

2. PMS (Pavement Management System)

- 도로포장의 유지보수에 소요되는 막대한 예산을 효율적으로 집행하기 위하여

- 적절한 포장평가방법을 통해 구간별 유지보수 우선순위를 결정하고

- 최적의 보수공법을 제시하는 의사결정체계를 말한다.

3. PMS의 구성요소

. 포장현황 및 서비스수준에 관련된 포장상태조사

. 포장에 관련된 모든 정보 및 자료를 수집하는 Data Base

. 해석체계 : 경제성분석 프로그램

. 유지관리 및 유지보수 등에 관련된 결정기준

. 적용기준

 

 

. Life Cycle에 의한 보수시기 결정

1. Life Cycle의 개념

- 포장의 수명은 신설초기부터 파손까지 일정한 Cycle에 의해 그 수명을 다한는 이론

- 포장의 Life-CycleGraph화하여 보수시기 선택

2. Life Cycle에 의한 보수시기 선정

: Life Cycle에 의해 포장파손전에 공용성을 회복할 수 있도록 보수시기 선택

 


. 유지보수의 최적화 방안(포장의 Life Cycle)

1. 노면의 평가

. PSI 평가(공용성지수)

1) AASHTO 도로시험결과에 따라 PSI적용

2) 균열을 중요시하며, 균열율, 요철, 소성변형의 함수

3) PSI 1.0 : 재포장

PSI = 1.1 2.0 : Overlay

PSI = 2.1 3.0 : 표면처리

. MCI 평가(유지관리지수)

1) 일본 건설성에서 개발된 모형

: 포장의 공용성을 노상 특정층에 의해 수치로 표시

2) 소성변형을 중요시

3) MCI 3 : 재포장

MCI 4 : 보수요

MCI 5 : 이상적인 관리상태

 

 

2. 보수공법의 선정

: 포장파손 형태의 대부분인 요철량균열율에 의한 공법선정

 


. PMS의 운영현황(보수공법 선정의 Diagram)

1. 미 국 : '93초부터 각 주정부에 PMS도입 의무화('90%이상 도입)

2. 일 본 : '65부터 세계최초로 포장상태 조사장비 개발, 체계적인 포장관리

3. 한 국

- 국 도 : '83 프랑스 기술을 도입하여, 한국건설기술 연구원이 운영중

- 고속도로 : '93부터 한국건설기술연구원이 PMS 개발중

 

 

. 결 론

1. PSM에 의한 효과

: 객관적이고 합리적인 근거에 의한 유지보수 즉 예방적 유지보수의 실시를 통한,

1) 도로예산의 효율적인 집행

2) 항상 적정 수준의 포장상태 유지

3) 적기 보수에 의한 포장수명의 연장 등의 효과가 있다.

2. 정부에서는 '86년도부터 전국 국도에 대한 PMS를 도입하여 유지보수계획의 수립 및 예산정책에 이용하고 있으며,

현재 고속도로에 대한 PMS도 개발중에 있다.

3. 조속한 시일내에 고속도로, 국도, 지방도 뿐만아니라, 지지체에서 관리 운영하는 도로에 대하여도 적절한 PMS를 도입되어 합리적이고 체계적인 포장관리가 이루어져야 하겠다.

4. 아울러 각종 도로들에 대한 PMS자료의 수집 및 분석을 통한 연구활동이 활성화되어 포장설계, 시공, 유지관리의 기술발전을 도모하여야 하겠다.

 

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. 개 요

1. 도로의 효율적인 유지관리를 위해 운영하고 있는 시스템으로는,

- 포장관리시스템(PMS)

- 교량관리시스템(BMS)

- 교통량조사시스템(TMS)

- 도로대장 전산화시스템 등이 있으며,

2. 도로관리통합시스템(Highway Management System)이란

기존에 개발되어 운용중인 도로관리 시스템은 물론 향후 개발되는 시스템들을

표준화된 도로 기본도위치정보관리시스템을 이용하여

시스템 상호간에 자료를 공유할 수 있도록 개발된 시스템이다.

 

. 현행 문제점

1. 각각의 도로관리시스템들을 연결하는 통합D/B체계가 구축되지 않아

정보의 축적과 활용이 어려움.

2. 각 시스템별로 D/B체계가 독자적으로 구축되어

유사정보의 상호연계가 어렵고, 관련 정보 분산

3. 정보의 표준화 작업 미흡

- 각 시스템별 업무표준이 달라 업무전산화가 어려움.

- 개별System들을 연결하는, 통합정보시스템 구축 필요.

 

 

. HMS 구축

1. 개 요

: 기존에 개발되어 운용중인 도로관리 시스템은 물론 향후 개발되는 시스템들을

표준화된 도로 기본도위치정보관리시스템을 이용하여

시스템 상호간에 자료를 공유할 수 있도록 D/B시스템 구축

2. 새부내용

. 위치정보 관리시스템 구축

- 일정 거리마다 설치되는 거리표에 의거한 위치정보관리시스템 기반 구축

- 각종 도로시설물들은 개발된 위치정보관리시스템을 기반으로 관리 가능.

. 개별적인 시스템들 상호간을 연결하는 통합D/B시스템 구축

- 위치정보시스템을 이용한 도로시설물 관리로 도로시설물의 주소에 의한 시스템간 정보교환이 가능하며,

- 자료의 중복저장을 방지하고,

- 양질의 도로정보 제공이 가능하므로, 이용자가 합리적으로 의사결정을 할 수 있다.

3. HMS의 개발 목표

. 도로시설물 위치정보관리 시스템 구축

. 도형 및 비도형 정보를 관리하기 위한 통합 데이터베이스 체계 구축

. 도로의 합리적 유지관리를 위한 의사결정지원시스템 개발

. 향후 정보의 갱신 및 지속적 유지관리를 위한 시스템 구축

 

 

. 결 론

HMS한국건설기술연구원에 의해 연구, 개발되었으며,

19981단계 기본설계를 마쳤고,

30km 구간에 대하여 시뮬레이터가 제작되었다.

1999년 수원국도유지건설사무소의 관할국도에 대한 통합데이터베이스를 구축으로 시범운영중에 있으며,

2002년 전국 국도로 확대 적용할 계획이다.

 

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. 개 요

1. PMS(Pavement management System:포장관리체계)

- 이미 건설된 막대한 양의 포장도로를 과학적이고, 체계적으로 관리하기 위한 일종의 의사결정 체계로서

- 도로포장에 투입되는 많은 비용이 설계, 시공, 유지, 보수 등 각 분야에 효율적으로 사용될 수 있도록 결정하는 의사결정 System이다.

 

. 포장유지관리시스템(PMS)의 기본기능

1. Network Level

1) 전체 도로망(Network) 차원에서 어느 구간을 먼저 보수보강 할 것인가를 결정하는 단계

2) 포장상태 평가 : HPCI, PSI, MCI

 

 

2. Project Level

1) 보수보강 대상구간에 대해 구체적으로 어떤 공법을 적용할지를 판단하는 단계

2) 수대상 구간에 대해 상세조사 또는 현장실사를 통해 구체적인 보수계획 수립

3. Research Level

1) Database에 장기간 축적된 포장상태 조사결과를 이용하여 포장의 공용성을 평가하고 설계시공보수공법 등의 문제점 도출 및 개선방향을 제시하는 단계

 

. PMS의 주요 구성요소

- PMS의 구성요소는 포장평가, Database, 보수우선순위 및 공법결정 논리, 현황조회기능 등으로 크게 나눌 수 있다.

1. 포장평가

. 포장평가는 다음 4가지 사항을 기본요소로 한다.

1) 노면 평탄성(승차감)

- 노면의 종방향 굴곡을 말하며 도로의 기능적 측면에서 운전자에게 가장 민감한 요소이다.

- 노면 평탄성을 나타내는 지수로는 SV(Slope Variance), PI(Profile Index), QI(Quarter-Car Index), RCI(Riding Comfort Index) 등 다양하나 IRI(International Roughness Index)로 통일하는 방향으로 가는것이 추세

 

 

2) 표면결함

- 균열, 소성변형, Pothole 등 포장표면에 발생되는 결함의 총칭으로서 유지보수 실무자들에게 가장 관심사가 되는 요소이다.

- 면결함은 공항포장평가에서 주로 사용되는 PCI(Pavement Condition Index)와 같이 하나의 합성지수로 나타내기도 하나 대부분 균열율, 소성변형 깊이 등과 같이 각각의 결함정도를 별도로 표시하는 것이 일반적이다.

3) 구조적 지지력

- 하중재하에 따른 포장체의 처짐량으로 표현되며 Project Level에서 덧씌우기 두께 결정 또는 기층보조기층의 재시공여부 등을 판단하는데 사용된다.

- 포장체의 처짐량은 FWD, Deflectograph, Benkelman Beam 등으로 측정되며 그 결과는 역산(Backcalculation)과정을 통해 포장체 각층의 탄성계수를 추정하는데 사용된다.

4) 노면 마찰력(주행안전)

- 포장면의 마찰계수를 측정하는 것으로서 습윤시 노면의 미끄러운 정도를 판단하는데 사용된다.

- 조사장비로는 PFT(Pavement Friction Tester)BPT(British Pendulum Tester) 등이 많이 사용되며 조사결과는 SN(Skid Number), BPN(British Pendulum Nember) 값으로 각각 표현된다.

 

2. DATABASE

. PMS의 기본기능들이 효율적으로 운영되도록 하기 위해 DatabasePMS의 전체적인 지식기반으로서 정보제공자의 역할을 한다.

. PMS의 핵심기능으로서 Database의 역할

 

3. 보수 우선순위 및 공법결정논리

. 매년의 보수보강계획을 수립하는 필수적인 요소

. 보수 우선순위 결정은 Network LevelPMS로서 포장상태에 의한 방법(Condition Rating), 편익 비용비에 의한 방법(Benefit Cost Ratio), 수명주기 비용분석에 의한 방법(Life Cycle Cost Analysis) 등 다양하다. 이중 포장상태에 의한 방법이 가장 선호되고 있다.

4. 현황조회기능

. 현황조회기능은 PMS의 주기능은 아니나 도로관리자의 입장에서 어무의 효율성을 높여주는 편리한 도구가 되었다.

 

 

. 결론

1. 도로포장을 정기적으로 조사, 파손을 조기에 발견, 정확한 원인 분석, 적절한 보수시기 및 보수방법을 선정, 보수대책 강구함으로써 최소의 비용으로 장기간 유지토록함이 최소화 방안으로 판단됨

2. PMS기법에 의한 객관적이고 합리적인 유지보수로

1) 도로예산의 효율적 운용

2) 포장의 적정 수준 유지

3) 적기 유지보수에 의한 포장수명의 연장등의 효과를 기대할 수 있다.

3. 특히 국도의 PMS의 경우 Project LevelPMS만 시행된다.

Network Level의 적용등 보완이 필요한 실정이다.

4. 조속한 시일내에 고속도로, 국도, 지방도 뿐만 아니라 지자체에서도 관리 운영하는 도로에 대해서도 적절한 PMS를 도입하여 합리적이고 체계적이 포장관리가 이루어져야 하겠다.

5. 각종 도로들에 대한 PMS 자료의 수집 및 분석을 통한 연구 기능을 활성화하여 포장설계, 시공, 유지관리의 기술 발전을 도모하여야겠다.

 

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도로포장 약어표기

 

AASHO(American Association of State Highway Officials, 미국도로교통공무원 협의회 전신)

AASHTO(American Association of State Highway and Transportation Officials,

미국도로교통공무원 협의회)

AC(Asphalt Concrete Pavement, 아스팔트 콘크리트)

ACI(Asphalt Concrete Institute, 미국 콘크리트 협회)

AI(Asphalt Institute, 미국 아스팔트 협회)

ai(Layer Coefficient, 상대강도계수)

ASTM(American Society for Testing and Materials, 미국재료시험협회)

CBR(California Bearing Ratio, 캘리포니아 지지력비)

CRCP(Continuously Reinforced Concrete Pavement, 연속철근 콘크리트포장)

DBST(Double Bituminous Surface Treatment, 이중역청표면처리공법)

DOT(Department of Transportation, 미국교통국)

DS(Dynamic Stability, 동적안정성)

ESAL(Equivalent Single Axle Load, 등가단축하중)

FHWA(Federal Highway Administration, 미연방도로교통협회)

FWD(Falling Weight Deflectometer, 포장구조 진단기)

JCP(Jointed Concrete Pavement, 줄눈 콘크리트포장)

JRCP(Jointed Reinforced Concrete Pavement, 줄눈 철근보강 콘크리트포장)

MR(Resilient Modulus, 회복탄성계수)

NCHRP(National Cooperative Highway Research Program, 미연방도로연구프로그램)

NDT(Nondestructive Testing, 비파괴시험)

NJDOT(New Jersey Dopartment of Transportation, 뉴저지교통국)

PCA(Portland Cement Association, 미국 시멘트 협회)

PCC(Portland Cement Concrete, 포틀랜드시멘트콘크리트)

PMS(Pavement Management System, 포장유지관리체계)

PSI(Present Serveceability Index, 포장서비스지수)

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