1. 서 론
2. 조사구간 선정 방법론 제안을 통한 조사계획 사례
2.1 조사구간 선정 기준 및 절차 방법론
2.2 조사계획 수립 사례
3. 미끄럼방지 포장 현장조사를 위한 실태조사 및 분석 사례
3.1 조사 및 분석계획 개념 구축
3.2 본 조사구간 1단계
3.3 본조사 구간 2단계 신규 조사구간
4. 결 론
1. 서 론
우천 시나 겨울철 빙판길에서의 미끄럼 사고를 방지하는 데 효과적인 미끄럼방지포장은 교통사고 예방과 도로 안전성을 높이기 위해 중요한 역할을 하고 있다(NZ Transport Agency ,2013). 국내에서는 노면의 미끄럼 저항성이 저하된 구간에 설치하도록 ‘도로안전시설 설치 및 관리 지침/미끄럼방지포장 편(국토교통부, 2016)’에 규정되어 있다(MOLIT, 2016).
하지만 도로의 미끄럼 관련 사고가 계속해서 발생함에 따라, 무분별한 수지계 미끄럼방지포장 설치 및 그루빙 설치 제한, 검수 방법 등 설치 기준을 강화하도록 개정하였다(’22.6). 특히, 가장 널리 쓰이는 수지계 표면처리 방식의 미끄럼방지포장은 일부 업체의 규격 미달 자재 사용 사례와 전문성 부족으로 성능이 저하되어 안전에 우려가 되고 있었다.
따라서 적색의 도막형 바닥재와 미끄럼방지 포장재에 대한 이론적 연구를 검증할 현장평가가 필요하며, 미끄럼방지포장의 설계 생애주기동안의 종합적 분석을 통한 최적의 시공 및 관리 방안 도출이 필요하다.
미끄럼방지 포장은 공용 후 골재 탈리나 마모 등으로 인해 장기적인 성능 유지가 어려운 경향이 있어, 다양한 외부 인자 영향을 분석하여야 하기 때문에 이와 같은 현장조사를 통해 향후 지침 개선을 위한 기초 자료를 마련하여야 한다(Austroads, 2005).
이를 위하여 본 연구에서는 먼저, 조사구간을 결정할 때는 고려하여 할 인자들 결정방법을 기존 연구결과를 토대로 사례로서 분석하여 방법론을 제시하고자 한다. 특히 공용기간별 노후화 정도에 따른 미끄럼저항 성능 저하를 확인하기 위해 시공 초기부터 현재까지의 상태 변화에 대한 평가도 필요하다(NCHRP, 2009). 따라서 본 연구에서는 국내 미끄럼방지 포장의 설계된 생애주기 동안 미끄럼저항성능을 파악하고자 조사구간을 결정할 때, 참고하여야 하는 기술적 고려사항들을 제시하고자 한다.
2. 조사구간 선정 방법론 제안을 통한 조사계획 사례
현장 조사 구간 선정은 국내 수지계 미끄럼방지포장 현황을 객관적이며 대표성 있게 파악하기 위한 필수 절차이다. 미끄럼저항은 도로의 노면 조건, 교통량, 기상환경, 경사 등 다양한 외적 요인의 영향을 받으므로 ‘현장 조사 구간’ 선정 시에 종합적 고려가 필수적이다(ASTM E1960-07, 2015).
따라서 도로의 기능과 구조적 특성, 위치별 환경 조건, 그리고 도로 이용자의 주행 차이에 따라 노면 미끄럼저항 성능 및 노후화 경향이 크게 달라질 수 있기에 현장 조사구간 선정 시 다음의 사항을 검토하는 것이 필요하다.
1. 도로 유형 반영 (국도, 지방도, 시내 도로 등 고속국도 제외)
2. 도로 차로수 및 제한속도 고려
3. 기상조건 및 미끄럼 사고 발생 위험성 높은 지역 포함
4. 수지계 미끄럼방지포장 시공 방식별(일반 vs 사전 일괄 혼합) 구간 고려
5. 도로 경사도 범위 내 내리막 및 평탄 구간 고려
2.1 조사구간 선정 기준 및 절차 방법론
조사구간 선정 1단계에서는 기존 설치 구간 시험 데이터와 문헌조사 결과를 활용해 국내 도로 환경에 맞는 조사구간을 선정한다. 본 연구에서는 미끄럼방지포장의 실제 성능 및 시공 상태를 객관적으로 평가하기 위해 다음의 선정기준 및 절차를 제안하는 바이다.
2.1.1 도로 유형과 교통 환경
① 국도, 지방도, 시내 도로 등 직접 조사를 수행하고 있는 고속국도를 제외한 다양한 등급의 도로를 균등하게 배치하여 실제 교통패턴이 반영된 구간을 반영한다.
② 주행속도에 따른 구분 : 고속(60 km/h 이상)도로 구간과 저속(30 km/h 미만)도로 구간을 반영한다.
③ 경사도 : 경사도 5% 이상, 연장 100 m 이상 구간이 반영된 조사 구간을 신규 선정하여 미끄럼저항 성능을 평가한다.
2.1.2 기후 및 노후화 정도
① 지역별 연동된 도로 유지관리 여건을 고려하여 계절별 기상특성(강우량, 동결빈도), 제설제 사용 구간 유무를 반영한다.
② 과거 미끄럼 사고 빈도가 높은 위험 구간(교통사고 통계 및 미디어 활용)을 반영한다.
③ 공용기간별 초기(시공 후 1년 이내), 중기(3~5년), 장기(5년 초과) 등 노후도별로 분류한다.
2.1.3 포장 시공 방식별 분류
① 이격식 및 전면식 시공법 설치 연장을 고려하여 균형 있는 현장 조사구간을 선정한다.
② 일반 시공방식과 사전 일괄 혼합방식을 비교함으로써 시공방식이 성능에 미치는 영향을 현장 평가하고, 현장 채취 골재 및 결합재를 사용하여 LA 골재 마모시험 및 내마모도 실내시험을 통한 원자재 품질 및 포장에 미치는 영향을 평가하도록 한다. 추후 필요시 별도 시험시공 및 현장성능 시험을 수행하도록 한다.
2.2 조사계획 수립 사례
2.2.1 조사 목적
현재 국내 수지계 표면처리 방식 미끄럼방지 포장 성능 실태를 파악하고, 시공 방식별, 노후 상태별 성능 차이 및 주요 품질에 대한 문제점을 도출함으로써 향후 지침 개선 및 유지관리 기준 정립을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.
2.2.2 조사 기간 및 방법
조사기간은 봄, 가을기간동에 측정하도록 하며, 미끄럼저항 성능 평가는 Grip Number Tester 및 BPT 병용과 필요시 PFT를 수행하도록 한다(FHWA, 2010). 또한, 마모, 균열, 탈리 등 포장 노면 상태에 대한 육안검사(영상기반 조사분석 장비) 및 필요시 유관기관 문의를 통하여 시공 당시 및 유지관리 기록을 조사한다.
2.2.3 예비 구간 선정 및 적합성 시험 계획
Table 1은 실제 방법론을 적용하여 선정사례를 설명하고자 Table 2의 2021년도 7월 미끄럼저항성능 시험을 실시한 미끄럼방지 포장 34개소에 대하여 문헌분석결과로서, 지역과 제한속도에 대하여 구분한 것이다(MOLIT, 2021).
Table 1.
Distribution area and speed section survey results
| Province | division | metropolitan area | Gangwon area | Jeolla region | Gyeongsang area | Jeju area | total | ||
| Count | 16 | 2 | 5 | 5 | 3 | 34 | |||
| speed limit | division | 20 km/h | 30 km/h | 50 km/h over | total | ||||
| Count | 1 | 12 | 21 | 34 | |||||
Table 2.
Existing target section BPT test results (results collected in July 2021)
일부 3개소(조사구간 확인 어려움)를 제외하고 대부분의 구간에 미끄럼방지포장이 설치되어 있었고 최근 확인 조사결과, 일부는 덧씌우기 및 절삭 덧씌우기 방식의 신규 포장이 시공되었고, 일부는 시공초기 그대로 존치되어 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 일부 네이버 지도의 거리뷰를 통해 확인할 수 있는 최신 일자가 2023년이 마지막 상태조사 구간인 경우가 있어 현재 미끄럼방지포장이 남아있는지에 대해서 현장 조사를 통하여 확인할 필요가 있다. 따라서, 노후도를 고려한 미끄럼방지포장의 성능저하 결과를 조사하기 위해서는 공용기간에 따른 미끄럼저항성능의 저하정도를 확인할 필요가 있다.
본 연구에서는 상기 34개소에 대한 네이버 지도(https://map.naver.com/p/)에서 Fig. 1과 같이 거리뷰를 통해 첫 시공 시기부터 2025년 7월 현재까지 미끄럼방지포장 설치구간의 상태변화를 확인하였다. 다음은 00시 0구 월드컵 4강로에 설치된 미끄럼방지포장의 시공 초기 및 공용 후 연도별 현재까지의 표면상태 조사 결과를 예시로 나타낸 것이다.
다음 Fig. 2는 거리뷰에 의한 시공초기와 현재의 미끄럼방지포장의 표면상태 비교 사례를 나타내었다. Fig. 2에서처럼 5년 6개월이 경과된 현재 표면에 균열이 발생한 것을 알 수 있었으나, 노면의 미끄럼저항을 위한 골재의 존재 여부를 확인하기는 어려움을 알 수 있었다.
다음 Fig. 3은 △△도 △△시 XX읍에 설치된 도트형 미끄럼방지포장의 공용 후 표면상태 변화에 대한 사례를 조사하여 나타내었다. 도트형 미끄럼방지 포장의 경우 도트식 요철에 의해 강수량이 많은 지역에 상대적으로 유리하여, 수막현상에 대하여 특화된 포장공법이다. 따라서, 이에 대한 평가를 위해 현장 육안조사가 필요한 예비조사 구간으로 선정하였다.
따라서, 현장에서 노면에 대해 육안조사를 통해 골재 탈리 및 마모정도 그리고, 균열 여부를 확인할 수 있을 것이다. 하지만, 노면상태에 대한 정량화를 위해서는 영상 기반의 조사 및 이미지 분석을 통해야만 가능할 것으로 판단되므로, 영상기반 조사 분석장비를 본 연구에서 적용할 것이다.
2.2.4 노면 상태 조사
기존 구간을 평가하기 전, 현장조사 구간의 적정성을 위해서 Fig. 4와 같이 아스팔트 표면조사를 실시할 수 있는 영상기반 조사분석 장비와 Fig. 5의 분석결과 및 시스템 설명은 다음과 같다.
차량에 장착된 두 개의 GoPro 카메라들의 목적은 도로의 비디오 영상을 캡처하는 것이며, 이 조사 비디오를 분석하고 손상을 식별하는 데 사용되는 기준은 다음과 같다. Table 3의 기준은 수행기관별 목적에 맞추어 일부 수정될 수 있으며, 표면의 균열, 탈리 그리고 마모를 확인하기 위한 목적으로 차량 하부에 노면 식별 장비를 부착하였다.
Table 3.
Pavement surface damage analysis criteria (same as anti-slip pavement)
| Grade | Linear cracks (longitudinal/transverse) | Surface damage (patching, potholes, Alligator cracking) |
| Low | 0 - 1000 | 0 - 1000 |
| Medium | 1000 - 5000 | 1000 - 5000 |
| High | 5000 < | 5000 < |
2.2.5 현장 조사 일정
Table 4와 같이 미끄럼방지 포장의 성능 평가를 위해서 위와 같이 선정된 구간에 대하여 현장 실측, 정밀 검사 등 본 조사를 시행하고, 통계처리 등 데이터를 분석하여 현장 조사 결과를 도출한다.
Table 4.
Field investigation schedule plan (draft)
3. 미끄럼방지 포장 현장조사를 위한 실태조사 및 분석 사례
3.1 조사 및 분석계획 개념 구축
기존 국내외 문헌조사를 통해 수지계 미끄럼방지포장은 초기 시공 시 우수한 마찰 특성과 내구성을 보이지만, 공용 후 일정 기간이 지나면 주행속도, 통행량, 노후화 기간, 기후 조건에 따른 외부 환경인자의 영향과 수지와 골재 간의 접착력 저하로 인한 골재 탈리 또는 표면 골재 마모로 인한 마찰계수 저하 등 직접적인 영향으로 인해 장기적인 성능 유지가 어려운 것으로 나타났다.
따라서, 본 3장에서는 상기 2장에서 제시된 시험계획에 따른 다양한 외부 환경인자의 영향을 고려하여 기존 2021년도 수행된 예비 조사구간으로부터 성능 영향 요소를 고려하여 선정된 본조사 구간에 대해 1단계 영상 기반 조사분석 장비를 활용한 육안조사를 우선 실시하고, 적합한 구간에 대하여 2단계 성능 시험을 시행하는 것을 계획하였다. 또한, 신규 선정된 구간 3개소와 추후 필요하다면 시험시공 구간 2개소를 신규 구간에 포함하여 현장 육안조사 및 성능평가를 각각 수행하는 것으로 계획하였다. 시험시공구간에서는 현장 채취 시료에 대한 추가 실내 시험결과 분석을 통해 기존 지침의 시공 및 품질관리 개선을 제시할 수 있을 것이다.
다음은 기존 조사 대상의 검증 및 본조사 구간 선정을 위해 네이버 지도 웹의 거리뷰 기능 (https://map.naver.com/p?c=15.00,0,0,2,dh)을 활용하여 대상 구간에 대한 현황 및 실태 조사 결과를 나타낸 것이다.
3.2 본 조사구간 1단계
1단계 표면 상태에 대한 육안조사(영상기반 조사분석 장비) 분석 결과에 따라, 실제 성능시험 시행구간은 일부 변경될 수 있으나, 기본 조사구간은 2장에서 제시된 성능 영향 요소 및 최종 연구의 범위 및 한계, 현장 조사 및 성능시험 가능성을 고려하여 결정하여야 한다. 기존 사례분석으로서, 다음 Table 5과 같이 기존 34개 구간 중 노후도, 주행속도, 기후조건, 교통량 영향, 포장상태 등 영향인자 분석결과를 토대로 Table 6와 같이 조사구간 14개소가 선정되었으며, 도트형 미끄럼방지포장 구간 1개소를 추가 선정하였다.
Table 5.
Weighted evaluation of six key items
Table 6.
Selection of target areas for visual inspection (Stage 1)
3.3 본조사 구간 2단계 신규 조사구간
노후도, 시공방식 등 외부 영향인자 분석을 위하여 선정할 구간 외 신규 조사구간 3개소를 추가 선정할 수 있다. 기존 사례분석으로서, 다음 Table 7과 같이 육안조사 구간 15개소 중 선정할 구간과 함께 노후화 및 경사도, 동일 품질관리 조건을 고려하여 신규 조사구간의 경우, 가장 최근에 동일한 시공업체로부터 시공된 구간을 선정한 사례이다. 또한, 미끄럼방지포장의 전면처리와 이격식(1-3 및 3-6 방식) 시공의 균등 적용을 고려하여 적합 구간에 대한 실제 영상기반 장비조사를 통한 현장 육안조사(포장 표면 상태(마모, 균열, 탈리)와 BPT시험 및 부착강도 시험 실시 계획을 다음의 조건에 맞도록 주의하여 수행하도록 방법론을 제안하고자 한다. 이때 전면처리, 이격식 시공자재 및 시공방법은 동일한 기준을 적용하여야 한다.
1. 교통량 분석을 위하여 CCTV 촬영 지점에 설치 필요
2. PFT(SN) 측정을 위해 표면처리 방식당 최소 50 m 설치 필요(가속구간 제외)
3. 속도별 SN측정을 위한 제한속도(80 km) 운용 필요
4. 결합재와 기존 포장면과의 접착상태 평가를 위한 부착강도 시험실시(이격식, 전면식)
5. 도로통제를 위해서는 국토부 국토관리사무소 및 경찰서 승인 필요
Table 7.
Selection of new survey sections for the second phase of the main survey
4. 결 론
본 연구에서는 국내 아스팔트포장에서 미끄럼방지 포장의 현황을 파악하고자 조사구간을 결정할 때, 참고하여야 하는 기술적 고려사항들을 제시하였다. 먼저, 조사구간을 결정할 때는 도로 유형(국도, 지방도), 제한속도, 기후 조건, 경사도(5% 이상), 미끄럼 사고 위험성 등을 종합적으로 고려하여 선정되어야 하며, 본 연구에서는 이를 위해 시험구간 결정방법을 기존 연구결과를 토대로 사례로서 제시하였다. 본 연구결과는 다음과 같다.
1. 공용기간별 노후화 정도에 따른 미끄럼저항 성능 저하를 확인하기 위해 시공 초기부터 현재까지의 상태 변화를 거리뷰 등을 통해 검증한 후 구성하여야 한다.
2. 조사구간 선정 1단계에서는 노후도, 속도 등을 고려한 육안조사 대상구간을 선정하도록 하였다. 조사 기간은 봄, 가을이 적정하며, 미끄럼저항 성능 평가는 Grip Number Tester, BPT(British Pendulum Tester), 필요시 PFT(Pavement Friction Tester)를 사용하도록 하였다. 포장 노면 상태는 마모, 균열, 탈리 등을 육안 검사(영상기반 장비 활용)로 분석하며, 손상 정도를 정량화하는 것이 반드시 필요함을 알 수 있었다.
3. 2단계에서는 기존 육안 조사 구간 외에 신규 조사구간를 필요에 따라 추가 선정하여 현장 성능 시험을 수행하도록 제안하였다. 기존 사례분석결과, 신규 구간은 전면처리 방식과 이격식(1-3 및 3-6 방식) 시공법을 균등하게 반영함이 필요함을 알 수 있었고, 동일한 시공업체와 품질관리 조건을 고려하는 것이 적정할 것이다.
4. 본 연구에서 제안한 조사구간 결정방법론에 의한 현장조사결과는 통계기법(ANOVA, 회귀분석)을 활용하여 성능 저하 원인과 인자 간 연관성을 분석하여야 한다.
본 연구에서 제안한 조사방법론은 추후 검증을 통해 아스팔트 포장에 설치되는 미끄럼방지포장의 관리기준(안)과 유지관리 방안 수립에 활용될 수 있을 것이다.
