KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Estimation of Life Expectancy and Budget Demands based on Maintenance Strategy

도로포장 유지보수 전략에 따른 기대수명과 보수비용산정

  • Received : 2012.02.21
  • Accepted : 2012.05.17
  • Published : 2012.07.15
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Abstract

Road pavement requires repetitive maintenance works to maintain satisfactory service level to the public. However, the repetitive maintenance works upon deteriorated pavement structure make negative effects to deterioration speed. It often leads to inefficient use of limited budget. For that reason, the pavements require reconstruction work to recover their original performance. Recently, construction demands in the Korean national highway have already been reached to maximum level, and the aged pavements start to demand much more reconstruction works. However, in the real world, road agencies have often been confused when they determine maintenance design for such aged road sections due to budget constraint. It is because there is no reliable long-term maintenance strategy that supports their decision making. To support their decision making, this paper aimed to suggest the best maintenance strategy considering changing process of pavement performance by repetitive maintenance works. As an analysis method, probability distribution and hazard function to estimate the life expectancy were adopted, and then the results were used for long-term life cycle cost analysis with deterministic or Monte-Carlo method under various scenarios. As an empirical study, the Korean national highway data that has long-maintenance history data since 1986 has been applied. Last, this paper considered quality assurance of maintenance work to improve maintenance quality. These could be important information as a part of long-term maintenance strategy of pavement.

도로포장은 충족되어야 하는 서비스 수준을 유지하기 위해 반복적인 유지보수를 필요로 한다. 그러나 노후화된 하부구조와 반복적인 유지보수는 포장의 파손속도를 가속화시키기도 하며, 이는 한정된 예산의 효율성을 저해하는 요소가 될 수 있다. 따라서 본래의 기능을 유지하기 위해 도로의 재포장이 주기적으로 요구된다. 특히, 국도는 그 건설수요가 한계점에 다다랐으며, 노후로 인해 재포장 및 유지관리의 필요가 점점 증가하고 있는 시점이다. 그러나 도로관리자들은 예산의 한계로 이러한 노후포장에 대해 재포장 및 효율적인 유지관리를 시행하기에 많은 어려움을 겪고 있다. 이는 의사결정에 필요한 장기적인 유지보수 전략의 부재 때문이라 할 수 있다. 이에 본 논문은 반복적인 유지보수로 인한 포장의 상태변화를 고려한 유지보수 전략을 도출하여 관리자들의 의사결정에 도움을 주고자 하였다. 분석을 위해 포장관리시스템(PMS)이 도입된 1986년부터 장기간 누적된 국도의 유지보수 이력데이터를 활용하였으며, 방법론으로는 유지보수 횟수에 따른 수명분포 도출 및 위험률(hazard) 함수의 변화과정을 분석한 후, 이 결과를 근거로 다양한 유지보수 대안들에 대해 중장기 유지보수비용을 산정하였다. 이를 위해 포장파손과정의 불확실성을 고려하고, 도로관리자들에게 보다 실용적인 정보를 제공하기 위해 확률론적 방법(몬테카를로기법)을 추가로 도입하였다. 또한, 신뢰성 이론을 활용하여 유지보수에 대한 품질보증과 관련된 정보도 도출하고자 하였다. 이러한 정보는 장기유지보수전략 수립에 중요한 정보로 활용할 수 있다.

Keywords

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