[국내논문]국도 아스팔트 포장의 NHPCI(National Highway Pavement Condition Index)를 활용한 보수공법그룹 결정에 관한 연구 A Study for Determining the Rehabilitation Method Group using NHPCI on Asphalt Concrete Pavement of National Highway원문보기
PURPOSES : The PMS(Pavement Management System) has been utilized in order to efficiently allocate the limited budget for the maintenance of national highway system. In the PMS of national highway, surface pavement condition is evaluated by using the VI (Visual Index). However, the VI is determined o...
PURPOSES : The PMS(Pavement Management System) has been utilized in order to efficiently allocate the limited budget for the maintenance of national highway system. In the PMS of national highway, surface pavement condition is evaluated by using the VI (Visual Index). However, the VI is determined only by considering the cracking rate (%) and rut depth (mm), which is not reflecting the IRI (International Roughness Index) that is known as an important factor of pavement performance. In this study, the NHPCI (National Highway Pavement Condition Index) which includes the cracking rate (%), rut depth (mm), and IRI (m/km) is suggested for determining the rehabilitation methods group. METHODS : First, the rehabilitation methods performed between 2008 and 2010 on the national highway is classified and then, NHPCI is determined for each rehabilitation method. Next, the NHPCI for each rehabilitation method is grouped through the interval estimation of the population mean and T-test analysis. RESULTS : According to NHPCI range, the rehabilitation methods are divided into four categories: Not Required, Preventive Maintenance, Overlay Treatment (with or without cutting), and Full-scale Treatment (i.e., reconstruction). CONCLUSIONS : Based on this study, it is recommended that the appropriate NHPCI range should be determined through the combination of the rehabilitation categories and Decision Procedure of Pavement Distress Condition Visual Index.
PURPOSES : The PMS(Pavement Management System) has been utilized in order to efficiently allocate the limited budget for the maintenance of national highway system. In the PMS of national highway, surface pavement condition is evaluated by using the VI (Visual Index). However, the VI is determined only by considering the cracking rate (%) and rut depth (mm), which is not reflecting the IRI (International Roughness Index) that is known as an important factor of pavement performance. In this study, the NHPCI (National Highway Pavement Condition Index) which includes the cracking rate (%), rut depth (mm), and IRI (m/km) is suggested for determining the rehabilitation methods group. METHODS : First, the rehabilitation methods performed between 2008 and 2010 on the national highway is classified and then, NHPCI is determined for each rehabilitation method. Next, the NHPCI for each rehabilitation method is grouped through the interval estimation of the population mean and T-test analysis. RESULTS : According to NHPCI range, the rehabilitation methods are divided into four categories: Not Required, Preventive Maintenance, Overlay Treatment (with or without cutting), and Full-scale Treatment (i.e., reconstruction). CONCLUSIONS : Based on this study, it is recommended that the appropriate NHPCI range should be determined through the combination of the rehabilitation categories and Decision Procedure of Pavement Distress Condition Visual Index.
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문제 정의
본 연구에서는 2008년~2010년 일반국도 아스팔트 포장의 상세조사구간에서 시행된 보수·보강공법 자료를 바탕으로 보수공법별 NHPCI 구간범위와 통계적 방법을 활용한 보수공법그룹에 관한 연구를 다음과 같이 수행하였다.
제안 방법
여기서, T-Test란 두 집단 간의 통계적 차이를 검증하는 모수적 검증 방법 중 하나로써, 본 연구에서는 예방적 유지보수와 덧씌우기(일반, 절삭), 덧씌우기(일반, 절삭) 와 보강공법에 대하여 NHPCI 구간범위에 대한 차이를 통계적으로 검증하기 위해 사용하였다. T-Test는 예방적 유지보수와 덧씌우기(일반, 절삭), 덧씌우기(일반, 절삭)와 보강공법 순으로 각각에 대하여 검정을 아래와 같이 실시하였다.
본 연구에서는 일반국도 아스팔트 포장(상세조사구간) 구간의 보수공법그룹을 산정하기 위해 상세조사구간의 2008년~2010년에 시행된 보수보강공법을 토대로 연도별 보수·보강공법의 NHPCI 평균값으로 구간추정을 실시하였다. 또한 추정된 NHPCI 평균값의 구간범위를 통계적 방법을 활용하여 보수공법그룹 간 구간범위의 차이를 검증하였으며, 이를 토대로 보수공법그룹을 최종적으로 제시하였다. 일반국도 아스팔트 포장의 보수공법그룹별 NHPCI 적정범위에 대한 산정절차는 Fig.
본 연구를 통해 일반국도 아스팔트 포장에 대한 최종보수공법결정에 대하여 국내·외 포장평가지수를 검토한 후 NHPCI의 보수공법과 적정범위를 최종적으로 산정하였다.
본 연구에서는 국내 일반국도 아스팔트 포장의 상세 조사구간에 시행된 보수·보강공법을 토대로 통계적 기법을 활용하여 보수공법그룹에 대한 NHPCI 적정범위를 추정하였다.
본 연구에서는 일반국도 아스팔트 포장(상세조사구간) 구간의 보수공법그룹을 산정하기 위해 상세조사구간의 2008년~2010년에 시행된 보수보강공법을 토대로 연도별 보수·보강공법의 NHPCI 평균값으로 구간추정을 실시하였다.
이상과 같이, 국내외 각각의 포장평가지수에 대한 등급과 범위, 보수공법 등을 검토하였다. 대부분 포장평가지수는 포장의 상태를 평가하고, 유지보수 시점을 파악하기 위한 지수로 사용되었으며, 각각의 포장상태별 그룹과 포장상태지수의 범위를 제시함으로써 포장상태를 정량적으로 파악할 수 있었다.
일반국도 아스팔트 포장(상세조사구간) 구간의 2008년~2010년에 시행된 보수·보강공법을 토대로 공법별 NHPCI 범위를 산정하기 위해 균열률(%), 소성변형 (mm), 종단평탄성(m/km)에 대한 D/B를 구축하였다.
일반국도 아스팔트 포장(상세조사구간, 2008년~2010년)의 NHPCI 구간범위에 대해서 최종적으로 3가지 공법으로는 예방적 유지보수, 덧씌우기(일반, 절삭), 보강공법으로 분류하였다. 또한 공법 간 구간범위의 차이를 검증하기 위하여 T-Test를 실시하였다.
일반국도 아스팔트 포장(상세조사구간, 2008년~2010년)의 시행된 전체 11가지 공법에 대해서 앞서 언급한 바와 같이, 예방적 유지보수, 덧씌우기(절삭 덧씌우기, 일반 덧씌우기), 보강공법 순으로 전체 3가지 공법으로 분류를 하였다. 위의 독립표본 T-Test를 통해 각각의 공법별 NHPCI 평균값에 대하여 차이가 있는 것을 통계적으로 확인할 수 있었다.
데이터처리
일반국도 아스팔트 포장(상세조사구간, 2008년~2010년)의 NHPCI 구간범위에 대해서 최종적으로 3가지 공법으로는 예방적 유지보수, 덧씌우기(일반, 절삭), 보강공법으로 분류하였다. 또한 공법 간 구간범위의 차이를 검증하기 위하여 T-Test를 실시하였다. 여기서, T-Test란 두 집단 간의 통계적 차이를 검증하는 모수적 검증 방법 중 하나로써, 본 연구에서는 예방적 유지보수와 덧씌우기(일반, 절삭), 덧씌우기(일반, 절삭) 와 보강공법에 대하여 NHPCI 구간범위에 대한 차이를 통계적으로 검증하기 위해 사용하였다.
성능/효과
1. 보수공법그룹으로는 보수 불필요(Very Good), 예방적 유지보수(Good), 덧씌우기(일반 or 절삭)(Fair), 보강공법(Poor)으로 전체 4가지 그룹으로 분류하였다.
2. 예방적 유지보수, 덧씌우기(일반, 절삭), 보강공법 대한 구간범위의 차이를 통계적으로 구분하기 위해 TTest를 실시한 결과, 예방적 유지보수와 덧씌우기 (일반, 절삭), 덧씌우기(일반, 절삭)와 보강공법에 따른 검정결과, 모든 공법에 대하여 NHPCI 평균값에 대한 범위가 통계적으로 차이가 있었다.
3. 보수공법그룹에 따른 NHPCI 적정범위로는 NHPCI 범위가 9.18 이하~6 이상의 경우 보수가 불필요(상태양호)하며, NHPCI 6 미만~5.5 이상은 예방적 유지보수(표면처리, 균열실링)를 실시하고, 5.5 미만일 경우 덧씌우기(일반 덧씌우기, 절삭 덧씌우기), NHPCI 범위가 4.0 미만 시 보강공법 이상의 공법이 필요할 것으로 사료된다.
4. 보수공법그룹에 대한 NHPCI의 적정범위는 전체 4가지로 분류된 보수공법그룹과 더불어 도로포장관리 시스템의 보수공법결정체계 흐름도를 함께 병행하여 결정해야 할 것으로 판단된다.
Table 13은 전체 3가지로 분류된 예방적 유지보수, 덧씌우기(일반, 절삭), 보강공법을 NHPCI 평균값에 대하여 신뢰구간 95%에 따른 모평균 구간추정을 실시한 결과, 예방적 유지보수는 구간범위가 5.64~5.68, 덧씌우기(일반, 절삭)는 4.75~4.77로 나타났으며, 보강공법으로는 3.76~3.82의 구간범위로 나타났다.
96의 범위 순으로 나타났다. 가장 낮은 NHPCI 범위로는 보강공법(그리드+5AC, 절삭5+그리드+5AC)으로 약 3.54~3.74의 범위를 보였다.
일반국도에 2008년~2010년에 시행된 각각의 공법별 NHPCI 범위를 비교하기 위해 모평균 구간추정을 실시하였으며, 실시한 결과는 다음의 Table 10과 같이 요약된다. 가장 높은 NHPCI 범위로는 예방적 유지보수(균열실링, 표면처리)를 약 5.50~5.64로 나타났고, 그 다음 순으로는 일반 덧씌우기가 4.65~4.74, 절삭 덧씌우기가 약 4.73~4.96의 범위 순으로 나타났다. 가장 낮은 NHPCI 범위로는 보강공법(그리드+5AC, 절삭5+그리드+5AC)으로 약 3.
공법별 NHPCI의 보수공법 및 적정범위로써 9.18 이하~6.0 이상의 경우 포장상태가 매우 양호함으로써 보수가 불필요한 범위이며, NHPCI 6.0 미만~5.5 이상은 예방적 유지보수(표면처리, 균열실링)를 실시하는 것이 타당할 것으로 판단된다. NHPCI가 5.
덧씌우기(일반, 절삭)와 보강공법에 대해 T-Test를 실시한 결과, Data의 수 N≥30이므로 대표본 근사에 의해 정규성을 따르며, 독립표본 t검정결과 Levene의 등분산 가정에서 유의확률이 P-value<0.05이므로 등분산이 가정되지 않는다.
따라서, 예방적 유지보수와 덧씌우기(일반, 절삭), 덧씌우기(일반, 절삭)와 보강공법 간에 대해서 공법별 NHPCI 평균값은 각각에 대하여 통계적으로 차이가 있는 것을 확인할 수 있었다.
05 이므로 등분산은 가정되지 않았다. 또한, 평균의 동일성에 대한 t-검정결과 유의확률(양쪽)이 P-value 0.05이므로 예방적 유지보수와 덧씌우기(일반, 절삭)의 NHPCI 평균값은 통계적으로 차이가 있는 것으로 나타났다. 위에 대한 결과는 Table 11과 같이 요약된다.
예방적 유지보수와 덧씌우기(일반, 절삭)에 대하여 TTest를 실시한 결과 Data 수 N≥30이므로 대표본 근사에 의해 정규성을 따르며, 독립표본 T 검정을 실시한 결과, Levene의 등분산 검정을 통해 유의확률 P-value<0.05 이므로 등분산은 가정되지 않았다.
일반국도 아스팔트 포장(상세조사구간, 2008년~2010년)의 시행된 전체 11가지 공법에 대해서 앞서 언급한 바와 같이, 예방적 유지보수, 덧씌우기(절삭 덧씌우기, 일반 덧씌우기), 보강공법 순으로 전체 3가지 공법으로 분류를 하였다. 위의 독립표본 T-Test를 통해 각각의 공법별 NHPCI 평균값에 대하여 차이가 있는 것을 통계적으로 확인할 수 있었다. 따라서 최종적으로 분류된 3가지 공법은 Fig.
후속연구
본 연구를 통해서 국내 일반국도 아스팔트 포장의 보수공법그룹에 따른 NHPCI 적정범위와 보수공법결정체계 흐름도를 함께 병행함으로써, 일반국도의 포장상태를 등급화하고, 유지보수 및 보강시점을 정량화할 수 있을 것으로 사료된다. 향후 전문가의 자문 등을 통해 일반국도의 보수공법그룹과 보수공법결정체계 흐름도에 대하여 적정범위를 검토할 수 있는 추가적인 연구가 함께 이루어져야 할 것으로 판단된다.
본 연구를 통해서 국내 일반국도 아스팔트 포장의 보수공법그룹에 따른 NHPCI 적정범위와 보수공법결정체계 흐름도를 함께 병행함으로써, 일반국도의 포장상태를 등급화하고, 유지보수 및 보강시점을 정량화할 수 있을 것으로 사료된다. 향후 전문가의 자문 등을 통해 일반국도의 보수공법그룹과 보수공법결정체계 흐름도에 대하여 적정범위를 검토할 수 있는 추가적인 연구가 함께 이루어져야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도로의 포장상태를 평가하기 위한 주요인자는 무엇인가?
도로의 포장상태를 평가하기 위한 주요인자는 Fig. 1과 같은 균열률, 소성변형, 종단평탄성 등이다.
포장상태평가지수란 무엇인가?
포장상태평가지수란, 도로이용자가 포장상태를 주관적인 의견에 대하여 균열, 패칭, 소성변형, 종단평탄성 등과 관련시킨 수학적 모델을 뜻하며, 기존의 주관적인 포장상태를 벗어나 객관적이고 정량적인 수치를 뜻한다(권수안외, 2000). 도로의 포장상태를 평가하기 위한 주요인자는 Fig.
Pavement Management System은 크게 어떻게 분류되는가?
국토해양부에서는 한정된 유지보수 예산을 효율적으로 사용하기 위하여 총 연장 약 14,000km(2010년 기준)에 해당하는 일반국도를 대상으로 매년 정기적으로 도로포장관리시스템(PMS, Pavement Management System)을 운영하고 있다. 도로포장관리시스템은 크게 도로망수준(Network Level)과 개별사업수준(Project Level)으로 분류할 수 있으며, 이 중에서도 도로망수준은 정책에 대한 결정 및 일반국도 보수예산 편성 등의 업무 등에 활용되고 있다. 또한, 매년 전체 일반국도의약 51개 노선을 대상으로 5km당 1km씩 포장상태를 조사하여 지역별, 지방국토관리청별, 일반국도노선별 노면상태현황에 대해 자료를 분석 및 축적하고 있다.
참고문헌 (13)
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