[토목신문 김재원 기자] GPR(Ground Penetrating Radar・지표투과레이더)은 그간 지반탐사, 동공탐사는 물론 유해 발굴, 문화재 발굴 등에 다각도로 쓰여왔다. 하지만 이제 그 활용도가 높아져, 시설물 유지관리에도 사용 범위가 넓어지고 있다. 특히나 아스팔트 포장 유지관리에 GPR을 이용할 경우, 시공 중 다짐도와 두께를 평가할 수도 있고, 전수 조사도 가능하기 때문에 보다 철저한 시공관리와 샘플링으로 인한 불확실성을 줄일 수 있다.
또한 노후 콘크리트 바닥판을 보수할 경우에는 GPR 조사를 통해 정확한 열화 면적 및 구간을 사전에 파악해, 정확한 보수공법 선정 및 효율적인 공사가 가능하다.
특히나 미국의 경우 GPR을 이용하여 콘크리트 포장 상태(바닥판 상태, 피복 두께 등)를 전수 조사해 조기에 내부 결함을 발견해, 파손 부위에 대한 정확한 보수 공법을 선정하고 보수 대상 구간을 세밀하게 적용하여 수십억원의 보수비용을 절감한 사례도 있다.
이에 따라 본지는 서울시 품질시험소 도로포장연구센터 백종은 센터장(사진)을 만나 GPR을 활용한 유지관리에 대한 다양한 내용을 자세히 들어봤다. <편집자 주>

서울시 품질시험소에는 GPR을 통한 유지관리를 어떻게 진행하고 있는지.

서울시에서는 지난 2013년 도로포장 상태평가를 위해서 휴대용 GPR을 도입했습니다. 휴대용 GPR은 주로 아스팔트 포장 층의 두께를 측정하고, 이를 기준으로 보수 시 덧씌우기 포장 두께설계에 활용하고 있습니다. 2015년도에는 국내 최초로 차량형 GPR을 제작・구매하여 도로함몰 예방을 위한 동공탐사용으로 활용하고 있습니다.

현재 휴대용 및 차량형 GPR을 활용해 교면 포장, 콘크리트 바닥판, 도로포장 QC/QA, 포장하부 상태평가 등과 같은 도로교통시설물의 상태평가를 위한 연구를 추진하고 있습니다.

유지관리 분야에 GPR이 도입돼야 하는 이유가 있다면. 그리고 구체적으로 어떻게 쓰일 수 있나.

GPR 관련 기술의 발전으로 인해 서울시에서 실시하는 동공탐사의 경우 차량형 다채널 GPR을 이용하여 연간 1,500km 이상을 조사할 수 있게 되었습니다. 만일 다른 종류의 물리탐사 방법을 적용했다면 이러한 성과를 기대하기 어려웠을 것으로 확신합니다. 또한 이러한 동공탐사결과로부터 포장층두께, 포장하부상태, 매설관위치 등도 파악할 수 있으므로 다양한 활용이 가능합니다.

이러한 전수조사가 가능한 특징을 이용하여 품질관리 및 유지보수 설계에 활용할 수 있습니다. 예를 들어 아스팔트 포장 공사의 품질관리를 위한 다짐도와 두께는 시공 후 일정 구간에서 2~3개의 샘플을 통해 측정하고 있습니다. 하지만 GPR을 이용할 경우 시공 중 다짐도와 두께를 평가할 수도 있고, 전수 조사도 가능하므로 보다 철저한 시공관리와 샘플링으로 인한 불확실성을 줄일 수 있습니다.

또 다른 예로 노후 콘크리트 바닥판을 보수할 경우 열화가 발생한 구간 및 피복두께 등을 파악하는 필요하지만 이를 전수 조사하여 사전에 파악하는 것이 어려운 실정입니다. 따라서 GPR 조사를 통하여 정확한 열화 면적 및 구간을 사전에 파악한다면 보다 정확한 보수공법 선정 및 효율적인 공사가 가능합니다. 따라서 안전과 관련된 조사는 가능한 전수 조사가 필요하므로 안전진단 분야에서 GPR의 활용도는 매우 높다고 할 수 있습니다.

현재 국내에서 GPR을 이용한 유지관리가 활성화 되지 않는 이유가 있다면 무엇이라 보는지.

국내에서 GPR을 활용한 유지관리 분야가 활성 되지 않은 이유는 부족한 연구개발과 전문인력, 작은 유지관리 시장 등이라고 할 수 있겠습니다. 이 중에서 연구개발이 부족한 것이 가장 큰 문제라고 볼 수 있습니다. 미국의 경우 1990년대부터 본격적으로 GPR에 대한 많은 연구개발이 이루어져서 현재 도로와 철도 분야에서 많이 활용되고 있습니다. 반면에 국내의 경우 일부 물리탐사 분야에서 GPR이 적용되고 있었을 뿐, 이를 확장할 수 있는 연구가 거의 없었습니다.

예를 들어 서울시에서 2014년에 동공탐사를 실시하려고 준비할 때만 해도 국내에는 동공탐사와 관련된 논문도 없고, 관련 연구도 없었습니다. 도로함몰이 사회적인 이슈가 되고 본격적으로 연구개발이 시작된 이후 단 3년 만에 선진국 수준의 기술이 개발되었습니다.

앞으로 GPR을 이용한 도로교통시설물의 상태평가에 관한 연구개발이 보다 활발하게 이루어진다면 머지않아 수준 높은 GPR 기술이 개발될 수 있을 것으로 기대합니다. 현재 도심지 도로교통시설물은 노후화가 급속하게 진행되고 있으므로 신뢰성 있는 GPR 기술만 개발된다면 GPR을 이용한 유지관리 시장은 지속적으로 커질 것으로 기대할 수 있습니다.

GPR을 통한 유지관리 시장이 국내에서 활성화 되려면 어떠한 점이 가장 필요한지.

경제성장 고도화 시대로 접어들어 건설 분야는 신규보다는 유지관리로의 전환이 이루어지고 있는 실정입니다. 하지만 우리나라 사회에 아직도 만연한 ‘안전불감증’이 유지관리 업무에 가장 큰 장애요인 같습니다.

시민들이 매일 이용하는 도로교통시설물도 노후화 인한 구조적․기능적 성능저하가 지속적으로 증가하고 있지만 이를 유지관리하기 위한 인력 및 예산 확충이 부족한 실정입니다. 지난 시절의 人災를 다시 겪지 않기 위해서는 안전과 직결된 시설물 유지관리 분야에 대한 투자를 꾸준하게 지속해야 할 것입니다.

대표적인 예가 있다면.

국내의 경우 GPR을 이용한 대표적인 유지관리는 이미 많이 소개된 서울시의 동공탐사가 있습니다. 서울시에서 지난 3년간 동공탐사를 실시하여 총 2,504개의 동공의 발견하고 이를 보수하여 도로함몰의 67%를 감소시키는 효과를 보았습니다.

미국의 경우 도로포장 유지관리를 위한 GPR 조사가 일반화되어 있습니다. 특히 미국 시카고 I-90/94 고속도로의 경우 GPR을 이용하여 콘크리트 포장 상태(바닥판 상태, 피복 두께 등)를 전수 조사하여 조기에 내부 결함을 발견했습니다.

이러한 조사결과를 바탕으로 파손 부위에 대한 정확한 보수 공법을 선정하고 보수 대상 구간을 세밀하게 적용하여 수십억원의 보수비용을 절감할 수 있었습니다.

김재원 기자  kjw@cenews.co.kr

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