[논문]서울시 배수성 아스팔트 포장의 기능적 평가 연구

이상염; 김인태; 문성호; 권수안

doi:10.7855/ijhe.2012.14.3.033

서울시 배수성 아스팔트 포장의 기능적 평가 연구
Study on the Functional Evaluation of Permeable Asphalt Concrete Pavement in Seoul City 원문보기

한국도로학회논문집 = International journal of highway engineering, v.14 no.3 = no.53, 2012년, pp.33 - 39

이상염 (서울시청 도시안전본부 도로관리과) , 김인태 (명지대학교 교통공학과) , 문성호 (서울과학기술대학교 건설공학부) , 권수안 (한국건설기술연구원 도로연구실)

초록
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배수성 포장에 있어 기능적 평가인 투수성 실험과 더불어 소음저감 측정을 서울시에서 시공한 구간에서 실시하였다. 소음측정은 두 가지 방법을 이용하였는데 그 방법은 Pass-by 방법과 NCPX(Novel Close Proximity) 방법을 이용하였다. Passby 방법은 교통량에 따른 소음원이 전달되는 것을 측정하는 방법이고, NCPX는 타어어와 포장 표면간의 마찰음을 측정하는 방법이다. 현장투수시험을 위해서는 총 5개의 구간에서 실시하였으며 각 구간마다 주행부와 비주행부로 나뉘어 측정하였다. 3개 구간의 Pass-by 측정을 위해서는 교통소음원 발생점으로부터 인접한 곳에서 측정을 실시하였고 또한 공원내부 혹은 단지 내부에서도 소음을 측정하였다. 마지막으로 NCPX 측정은 4군데서 실시하였다. 결과적으로 배수성 포장의 기능인 투수성과 소음저감이 2, 3년 사이에서는 그 기능을 잘 유지함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The functional evaluation of constructed permeable pavements was conducted in terms of water permeable performance and noise reduction measurements in Seoul city. The field measurements of noise was based on two methods such as pass-by and novel close proximity(NCPX). The pass-by test and NCPX method are related to noise propagation and tire/pavement interaction noise measurement, respectively. For the water permeable tests, five sections were chosen; furthermore, the measurements were conducted for both of wheel path and non-wheel path area. For the pass-by measurement, three sections were chosen; furthermore, two different locations, which were near measurement point to traffic noise and far measurement point inside park or hosing complex, were selected for each section. Finally, tire/pavement interaction noise measurements were carried out at four locations. The results show that the functional performance of water permeability and noise reduction was well remained within 2 or 3 years after permeable pavement construction.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 Pass-by 측정의 경우 이를 근거로 그 효과를 살펴보고자 한다. NCPX의 경우는 일반아스팔트 포장과의 소음레벨 비교와 함께 저소음 포장의 공용년수에 따른 소음저감 효과가 어느 정도 줄어드는지를 소음측정의 결과에 근거해서 분석하고자 한다.
따라서 이번 연구에서는 공용기간에 따른 배수성 포장에 대한 기능성 측정을 통해 어느 정도로 배수성 포장이 기능성을 유지하는지를 조사하여 분석하였다. 기능성 조사항목으로는 현장투수시험을 실시하였고 또한 소음측정으로 Pass-by 방법과 더불어 NCPX(Novel Close Proximity) 방법을 이용하여 평가하였다.
초기 시공 후 이런 기능적인 장점이 교통개방에 따른 공극 막힘이 발생하고 또한 공극률이 감소하여 기능을 저하시키는 요인으로 작용하고 있다. 따라서 이번 연구에서는 표 1과 같이 2007년부터 2010년까지 시공된 배수성 포장에 대해 공극 막힘의 정도를 알 수 있는 현장투수시험과 더불어 기능적인 면에서 소음을 측정하여 공용에 따른 기능적 저하에 대해 살펴보고자 한다.
이를 위해 서울시에서는 일반적으로 청소차량을 이용하여 표면살수와 더불어 진공흡입을 하고 있다. 보다 기능적 유지를 위해 배수성 포장을 위한 특수차량을 도입하고자 하였다(서울시 도시안전실, 2011).

제안 방법

Pass-by 시험은 총 3군데에서 실시하였는데 그 구간으로는 2007년에 시공한 강변북로 배수성 포장에 대한 평가를 위한 난지 캠핑장의 소음측정 및 2010년에 시공한 올림픽대로에 대한 평가를 위한 선사 현대아파트의 소음측정을 포함해서 2010년 시공한 내곡 IC구간에 대해 Pass-by 시험을 실시하였다.
또한 ISO 11819-1(1997) 규정에 따르면 최소 10dBA 이하의 암소음 조건에서 주변의 반사 및 회절 효과가 발생될 수 있는 구조물이 없는 장소에서 측정하도록 요구하고 있다. Pass-by에 있어서는 배수성 포장이 시공된 간선도로 3 구간에서 비교 측정 시험을 하였다. 각 조사 지점에서는 소음이 발생하는 도로와 소음의 영향으로 피해를 받는 주변 지점에서 각각 이루어져 비교를 할 수 있게 하였다.
Pass-by에 있어서는 배수성 포장이 시공된 간선도로 3 구간에서 비교 측정 시험을 하였다. 각 조사 지점에서는 소음이 발생하는 도로와 소음의 영향으로 피해를 받는 주변 지점에서 각각 이루어져 비교를 할 수 있게 하였다. 그리고 이전 연도나 상반기에 조사된 자료를 토대로 비교하여 배수성 포장의 시공 후 시간이 흐름에 따른 소음도 비교하였다.
각 조사 지점에서는 소음이 발생하는 도로와 소음의 영향으로 피해를 받는 주변 지점에서 각각 이루어져 비교를 할 수 있게 하였다. 그리고 이전 연도나 상반기에 조사된 자료를 토대로 비교하여 배수성 포장의 시공 후 시간이 흐름에 따른 소음도 비교하였다. 측정 위치는 지면 위 1.
요일별로 소음변동이 적은 평일(월요일부터 금요일사이)에 당해지역의 도로교통소음을 측정하였다. 또한 당해지역 도로교통소음을 대표할 수 있는 시각에 2개 이상의 측정지점수를 선정하여 각 측정지점에서 4시간 이상 간격으로 2회 이상 측정하여 산술평균한 값을 측정하였다. 소음 데이터의 샘플링 주기를 1초 이내에서 결정하고 5분 이상 측정하여 자동 연산기록한 등가소음을 그 지점의 측정소음도로 하였다.
또한 당해지역 도로교통소음을 대표할 수 있는 시각에 2개 이상의 측정지점수를 선정하여 각 측정지점에서 4시간 이상 간격으로 2회 이상 측정하여 산술평균한 값을 측정하였다. 소음 데이터의 샘플링 주기를 1초 이내에서 결정하고 5분 이상 측정하여 자동 연산기록한 등가소음을 그 지점의 측정소음도로 하였다.
는 각각의 주파수별 음합레벨을 표현한 것이다. 여기서 제시하는 NCPX 방법으로는 4개의 시공구간에 대해 실험을 실시하였다.
요일별로 소음변동이 적은 평일(월요일부터 금요일사이)에 당해지역의 도로교통소음을 측정하였다. 또한 당해지역 도로교통소음을 대표할 수 있는 시각에 2개 이상의 측정지점수를 선정하여 각 측정지점에서 4시간 이상 간격으로 2회 이상 측정하여 산술평균한 값을 측정하였다.
이번 실험에서는 주행부와 비주행부로 나누어 실시하였다. 위에서 언급한 바와 같이 차량의 주행으로 인해 포장의 다짐에 따른 투수의 저하가 발생하는지를 알아보기 위해 주행부와 비주행부를 함께 실험하였다.
기존 CPX(Close Proximity) 시험으로 ISO/CD 11819-2(2000)에서 규정하고 있는 트레일러에 시험대상 타이어를 장착할 경우 실제 차량 장착 시 타이어에 걸리는 부하로 인한 소음 발생도 차이를 규명하기 곤란하다. 이러한 점들을 고려하여 이번 실험에서는 차량의 타이어 근접 위치에 표면마이크로폰(Surface Microphone, 그림 2 참조)을 설치하여 시험대상 차량의 A-가중치 등가 소음도를 계측하였다. 여기서도 암소음보다 10dBA 이상이 되는 측정데이터만을 이용하였다.
그림 5는 현장투수시험을 실시한 구간에 대한 위치를 보여주고 있다. 이번 실험에서는 주행부와 비주행부로 나누어 실시하였다. 위에서 언급한 바와 같이 차량의 주행으로 인해 포장의 다짐에 따른 투수의 저하가 발생하는지를 알아보기 위해 주행부와 비주행부를 함께 실험하였다.
측정을 위한 실험에서는 NCPX 방법으로 포장노면/ 타이어 소음을 직접적으로 측정하여 배수성 포장에 대한 타이어와 포장표면에 발생되는 마찰음을 측정하였다. 이번 연구에서 실제 사용된 차량은 SUV(Sports Utility Vehicle)로서 모하비 차량(타이어규격 265/30R18)을 이용하였으며 그림 3 및 그림 4와 같이 표면 마이크로폰을 설치하였다.
산출된 평균 시간으로부터 15초 동안 흘러내려간 수량을 산출하고, 그것을 투수량(㎖/15sec)으로 한다. 현장에 시공된 배수성 아스팔트 포장의 횡단면에 있어 차량의 바퀴가 많이 지나가는 부분과 그렇지 않은 부분으로 구분할 수 있으므로 이에 따른 공극의 막힘 정도가 어떤지 현장투수시험을 진행하였다.

대상 데이터

이번 소음측정은 2011년 10월 21에 실시하였으며 NCPX 측정구간으로는 표 6에서 보는 바와 같이 2008년에 시공된 솔샘길을 시작으로 최근 2011년도에 시공된 촬영소 사거리까지 총 4개소에 대해 실험을 실시하였다. 표 6에서 보는 바와 같이 시공년도에 따른 소음감소 효과의 저감은 어느 정도 있음을 알 수 있으며 2010년에 시공한 수서동의 배수성 포장의 소음관련 기능성은 2011년에 시공된 촬영소 사거리와 비교했을 때 우수한 것을 알 수 있다.
이번 연구에서 실제 사용된 차량은 SUV(Sports Utility Vehicle)로서 모하비 차량(타이어규격 265/30R18)을 이용하였으며 그림 3 및 그림 4와 같이 표면 마이크로폰을 설치하였다.
현장투수시험 관련 배수성포장 구간의 선정에 있어서는 표 2와 같이 총 5구간을 선정하였으며 포장의 시공년도를 보면 2007년 1개소, 2009년 2개소, 그리고 2010년 2개소에 대해 실험을 실시하였다. 그림 5는 현장투수시험을 실시한 구간에 대한 위치를 보여주고 있다.

이론/모형

따라서 이번 연구에서는 공용기간에 따른 배수성 포장에 대한 기능성 측정을 통해 어느 정도로 배수성 포장이 기능성을 유지하는지를 조사하여 분석하였다. 기능성 조사항목으로는 현장투수시험을 실시하였고 또한 소음측정으로 Pass-by 방법과 더불어 NCPX(Novel Close Proximity) 방법을 이용하여 평가하였다.

성능/효과

이를 근거로 구간별 투수결과를 살펴보면 모든 구간이 기준을 만족함을 알 수 있다. 또한 표 2과 같이 D구간을 제외하고는 비주행부에서 투수가 잘 되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 시간이 경과됨에 따른 투수성능의 저하는 크게 떨어지지 않음을 알 수 있는데 그 근거로는 2007년에 준공된 A구간의 투수성능이 B구간을 제외한 2009년 및 2010년에 준공한 다른 구간에 비해 그 투수의 기능성이 크게 저하되지 않음을 알 수 있기 때문이다.
선사 현대아파트 측정에 있어서는 표 4와 그림 7에서 보는 바와 같이 외부지역인 A지점에서는 시공 전과 비교해서 아스팔트 기층 시공 후에 약 4dBA가 감소하였고, 배수성 포장 시공 후에는 6dBA가 감소하였다. 내부 지역인 B지점에서는 아스팔트 기층 시공 후에 약 1~3dBA가 감소하였고, 배수성 포장 시공 후에는 기층 시공 후 측정한 결과와 큰 차이가 없었다.
서울시에서는 2007년 이후 소음 관련 민원 발생지역 위주로 소음저감을 위한 배수성 포장을 시공하였으며 또한 중요한 기능의 하나인 배수기능을 위해 주기적으로 청소차를 이용하여 기능성을 유지하여왔다. 실험적인 결과로서는 위에서 살펴본 바와 같이 한국도로공사에서 제안하는 기준을 모든 구간에서 만족함을 알 수 있었으며 2007년에 준공된 A구간의 투수성능이 B구간을 제외한 2009년 및 2010년에 준공한 다른 구간(C, D 및 E구간)에 비해 그 투수의 기능성이 크게 저하되지 않음을 알 수 있기 때문이다. 이런 관점에서 볼 때 교통의 비주행부에 있어서는 공용에 따른 기능저하가 크지 않음을 알 수 있었으며 또한 저소음의 기능에 있어서 시공 후 2~3년 정도는 그 기능적 성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.
내부 지역인 B지점에서는 아스팔트 기층 시공 후에 약 1~3dBA가 감소하였고, 배수성 포장 시공 후에는 기층 시공 후 측정한 결과와 큰 차이가 없었다. 이 결과에 대한 분석으로서 내부지역인 B지점은 단지내부 측정지점으로서 올림픽대로에서 발생되는 소음원이 아파트 건물로 인해 많은 회절과 반사를 통해 감쇠됨에 따라 배수성 포장의 시공에 따른 효과가 크지 않음을 알 수 있다.
가장 배수성 포장으로서 저소음의 효과가 잘 나타난 구간인 내곡 IC의 경우 그 위치 및 결과는 그림 8 및 표 5와 같다. 이 구간에서 외부지역인 A지점은 시공전과 비교하여 시공 후에 약 9~10dBA 정도의 소음도가 감소하였으며, 내부 지역인 B지점에서는 시공 전과 비교하여 시공 후에 약 3~4dBA가 감소하였음을 알 수 있다. 그 이유는 주변이 도심지역이 아니기 때문에 외부요인의 간섭이 많이 없었기 때문이라고 예상된다.
실험적인 결과로서는 위에서 살펴본 바와 같이 한국도로공사에서 제안하는 기준을 모든 구간에서 만족함을 알 수 있었으며 2007년에 준공된 A구간의 투수성능이 B구간을 제외한 2009년 및 2010년에 준공한 다른 구간(C, D 및 E구간)에 비해 그 투수의 기능성이 크게 저하되지 않음을 알 수 있기 때문이다. 이런 관점에서 볼 때 교통의 비주행부에 있어서는 공용에 따른 기능저하가 크지 않음을 알 수 있었으며 또한 저소음의 기능에 있어서 시공 후 2~3년 정도는 그 기능적 성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다. 이와 관련된 근거는 표 6에서 보는 바와 같이 2009년에 시공된 저소음배수성 도로의 경우 2.
이번 소음측정은 2011년 10월 21에 실시하였으며 NCPX 측정구간으로는 표 6에서 보는 바와 같이 2008년에 시공된 솔샘길을 시작으로 최근 2011년도에 시공된 촬영소 사거리까지 총 4개소에 대해 실험을 실시하였다. 표 6에서 보는 바와 같이 시공년도에 따른 소음감소 효과의 저감은 어느 정도 있음을 알 수 있으며 2010년에 시공한 수서동의 배수성 포장의 소음관련 기능성은 2011년에 시공된 촬영소 사거리와 비교했을 때 우수한 것을 알 수 있다. 2009년 시공된 한글비석길을 보게 되면 소음저감 효과가 수서동 및 촬영소 사거리 측정결과와 비교 시 소음저감의 기능성이 저하됨을 알 수 있고 2008년도 시공된 솔샘길은 2009년에 시공한 한글비석 길과 비교 시 그 저하되는 속도가 약간 둔감되는 현상을 보여 주고 있다.

후속연구

3dBA의 저감효과를 얻을 수 있었다. 앞으로 많은 장점이 있는 배수성 포장의 확대시공을 위해서는 여기서 언급한 기능적인 유지와 더불어 서울의 지리적 여건을 감안하여 영구변형 및 피로 균열에 대한 내구성이 큰 자재 사용이 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	배수성 아스팔트 포장의 장점은?	최근 문헌(김형석 외, 2010)에서 배수성 아스팔트 포장(Permeable Asphalt Pavement)은 기존의 일반 밀 입도 포장(Dense Graded Asphalt Pavement)에 비해 노면의 배수가 잘되는 점과 더불어 저소음 효과 및 우천 시 야간 전조등에 의한 반사를 최소화하는 기능적인 면에서 장점이 있는 포장으로 알려져 있다. 이런 우수한 기능적인 측면을 만족시키기 위해서 일반 아스팔트에서는 공극률이 5% 이하로 배합설계를 하나 배수성 포장은 19 ~ 21%까지 공극률을 주어 서울시에서는 시공하여 왔다.
	현장투수시험기의 구성은?	현장투수시험기는 수위를 측정할 수 있는 스탠드 파이프와 이를 고정하고 투수시험 면적을 확보하여 주는 부속 기기로 구성되어 있으며 치수 및 모양은 그림 1과 같다. 스탠드 파이프는 용량 600㎖이며 눈금은 400㎖까지 표기되어 있으며, 부속 기기에 시험수가 유입될 수 있도록 연결부를 둔 것으로 한다.
	서울시에서 청소차량을 이용하여 표면살수와 더불어 진공흡입을 하고 있는 이유는?	특히 비산먼지 등의 퇴적과 교통하중에 따른 여름철 아스팔트 온도상승에 의한 소성변형 등으로 공극이 막히는 현상을 예방하기 위한 유지관리이다. 즉 기능성인 소음저감 및 배수 기능을 유지시키기 위한 노력이 필요한 것이다. 이를 위해 서울시에서는 일반적으로 청소차량을 이용하여 표면살수와 더불어 진공흡입을 하고 있다.

참고문헌 (12)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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