본 논문에서는 예방적 유지보수 공법으로서 최소단면 보수공법의 경제성을 분석하였다. 최소단면 보수공법은 차량의 주행 특성을 근거로 하여 적용하였다. 최소단면 보수공법의 한 차로당 유효보수범위는 각 차륜 통과부인 70 cm이며, 주행차량 특성 분석에 따르면 각 차륜통과 범위 내에서 95%이상의 차량이 주행한다. 최소단면 보수공법은 기존의 유지보수공법보다 유지보수비용이 감소하는 것으로 나타났으며 교통정체 감소에 따른 사용자 비용도 감소한다. 본 연구결과 총 유지보수비용은 최소단면 보수공법을 적용함으로서 기존의 유지보수공법에 비해 35%감소하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 세종시 포장도로 구간을 대상으로 모바일매핑시스템(MMS)과 딥러닝 균열 감지시스템을 활용한 도로포장 모니터링 방안을 제시하고 경제성 분석을 통한 최적 유지보수 공법을 제시하였다. 나아가, 기존 대부분의 연구에서는 도로포장 조사 차량에 의해 취득된 데이터를 활용한 사례가 대부분이었으나 본 연구에서는 직접 모니터링 조사를 통해 취득한 도로 포장 상태등급을 기준으로 경제성 분석을 실시하였다. 도로포장 상태 모니터링 결과 일반국도, 시도, 지방도의 순서대로 도로포장 상태가 양호한 것을 확인하였다. 또한 포장파손모델을 활용한 경제성 분석 결과, 예방적 유지보수공법인 마이크로서페이싱 공법을 적용하는 것이 유지보수비용과 이용자 편익 측면에서 가장 경제적인 것으로 나타났다. 본 연구의 성과는 지자체의 기반시설 관리계획 수립을 위한 기초적 자료로 활용될 것으로 기대된다.
중국 건조지역에서 임목 생장을 촉진시키기 위한 토양 개선 방안을 모색하기 위하여 내몽골 자치구 내 Dengkou지역에 묘포장과 방풍림을 조성한 다음 신강포플러(Populus alba var. pyramidalis) 묘목을 식재하고, 시비(질소, 인) 및 보수제(인공보수제; K-SAM, 자연보수제 Yuho(Artemisia ordosica))를 처리하였다. 처리 후 1년 6개월이 지난 다음 묘고, 흉고직경, 생체량, 그리고 묘목 내 질소와 인의 농도 등을 측정하였다. 묘포장과 방풍림 내 토양은 사양토와 식양토로 분류되었고, pH는 8.78과 8.51로 약알칼리성을 띠었으며, 전질소 농도는 각각 0.06%와 0.08%로 나타났다. 묘포장과 방풍림에서 일반적으로 질소(N) 처리 후 무처리나 다른 처리보다 묘고 및 흉고직경 생장이 증가되었으며, 특히 방풍림의 경우 인공 및 자연보수제 처리 후 생장이 증가되었다. 묘포장에서 질소와 인(N+P) 복합 시비 후 지상부와 지하부를 합한 총 생체량이 증가되었다. 질소나 인의 시비가 묘목 내 이들 양분 농도에 미치는 영향은 묘포장에서 뚜렷하지 않았으나, 방풍림에서는 질소 시비 후 잎 대 질소 농도가 크게 증가하여 토양 내 질소가 결핍된 상태를 보였다. 건조지역에서 신강포플러 묘목의 초기 생장에 질소가 가장 큰 영향을 미치며, 인공보수제인 K-SAM과 자연보수제인 Yuho도 묘목의 생장을 증가시켜 이들을 향후 토양 조건 개선에 활용할 수 있을 것으로 보인다.
콘크리트 슬래브를 공장에서 제작하여 도로포장의 신설 또는 보수에 사용하는 공법인 프리캐스트 콘크리트 포장의 하중전달 성능을 평가하기 위하여 연구를 수행하였다. 실내실험을 통해 다웰바 연결 부분의 그라우팅 효과를 측정할 수 있는 방법을 고안하였으며 이러한 실험을 위해 실험체를 제작하여 실험하였다. 실험을 수행한 결과 그리우팅을 한 다웰바의 전단강도는 콘크리트와 일체식으로 된 다웰바의 전단강도에 비해 떨어지지 않음을 알 수 있었다. 이울러 현장에서의 시험시공을 통해 설치된 보수용 프리캐스트 콘크리트 포장에 대해서도 FWD 시험을 실시하여 하중전달 성능을 평가하였다. 현장 실험 결과 기존 콘크리트 포장에 비해 슬래브 중앙부에서의 처짐은 다소 크게 나타나나, 줄눈부에서의 하중전달율은 거의 유사한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 효율적인 포장관리를 위해 경제성을 고려하여 생애주기비용(LCC)이 최소가 되는 시점에서 필요한 유지보수공법을 적용할 수 있는 포장관리시스템(PMS)을 개발하여 실제 포장관련 자료를 기반으로 한 유지관리방안을 제시하였다. 나아가 예산제약이 없는 경우를 대상으로 일정한 수준의 도로 서비스수준을 유지하기 위해 필요한 예산은 매년 차이가 있음도 확인하였다. Visual Basic 프로그램으로 개발하여 시스템의 응용성과 실효성의 검증을 위해 22개의 국도포장단면을 대상으로 현장조사를 시행하여 얻은 자료를 바탕으로 포장단면의 장기공용성 추정과 예산범위를 고려한 효율적인 유지관리 방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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