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문제 정의
- 본 연구에서는 성능을 고려한 암반비탈면의 평가항목을 도출하기 위해 기존에 적용되고 있는 국내･외의 평가항목을 비교･검토하여 후보항목을 선정하고, 델파이 기법을 이용하여 최종 평가항목을 도출하였다(Fig. 1). 또한, 도출된 평가항목에 대해 탐색적 요인분석을 실시하여 평가모형을 요인별로 분류하여 세분화하였다.
제안 방법
- 2차 델파이 조사부터는 양호 1점 ∼ 극히 위험(극히 불량) 7점의 Likert 척도를 사용하여 실시하였으며 내용타당도 비율(CVR), 합의도(IQR) 및 안정도(C.O.V)등의 지표를 통해 결과를 도출하였다.
- 본 연구에서는 연구기관, 학계, 산업체 등에서 활동 중인 14명의 전문가 패널을 선정하여 3차에 걸친 델파이 설문조사를 실시하였다. 3차에 걸친 설문조사는 내용타당도 비율(content validity ratio), 합의도(interquartile range), 안정도 등의 지표를 분석하여 최종항목을 도출하였다. 내용타당도 비율은 식 (1)에 의해 산정되며, 패널 수에 따른 최솟값 이상이 되면 항목에 대한 내용타당도가 있는 것으로 판단할 수 있다(Lawshe, 1975).
- 각 성능에 포함된 항목의 특성을 파악하기 위해 성능별 요인의 수를 분석하였다. 상태건전성의 경우 17개의 항목은 총 6개의 요인으로 구분되었으며 각 요인은 지질, 지형, 불연속면, 부석, 배수 그리고 파괴이력 등으로 분류되었다(Table 12).
- 국내･외 평가체계의 평가항목은 지형인자, 지질지반인자, 자연인자, 식생인자, 붕락징후인자, 인위적인자 및 사회적 영향인자로 분류된다(Jung, 2009). 각각의 평가체계를 분석하여 총 58개의 평가 후보항목을 선정하였으며, 평가항목의 특성에 따라 비탈면의 상태건전성, 안전성 및 내구성으로 재분류하였다. 문헌조사로 선정된 성능별 평가 후보항목을 나타내었다(Table 3∼5).
- 델파이 조사를 위한 평가 후보항목 선정을 위해 국내･외 비탈면의 기존 평가항목을 분석하였다. Table 1 및 Table 2는 본 연구에서 검토된 국내･외 평가기관 현황을 보여주고 있다.
- 본 연구에서는 국내․외 비탈면 평가체계를 분석하여 성능별 평가 후보항목을 선정하고, 델파이 기법을 활용하여 최종 성능평가 항목을 도출하였다. 또한, 도출된 평가항목에 대하여 탐색적 요인분석(exploratory factor analysis)을 수행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 1). 또한, 도출된 평가항목에 대해 탐색적 요인분석을 실시하여 평가모형을 요인별로 분류하여 세분화하였다.
- 델파이 조사를 통해 도출된 24개의 평가항목에 대해 탐색적 요인분석을 실시하였으며, 분석결과 24개의 평가항목은 통계적으로 타당성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 분석을 통해 산출된 요인 수를 통해 상태건전성은 내적 상태건전성과 외적 상태건전성으로, 안전성은 위험도와 피해도로 분류하였다. 마지막으로 내구성은 세분류가 요구되지 않았으며 지반 및 보호/보강시설 내구성으로 성능의 의미를 정의하였다.
- 문헌조사를 통해 총 58가지의 평가 후보항목을 선정한 후, 경력이 최소 10년 이상인 14명의 비탈면 분야 전문가(연구기관, 학계, 산업계)를 패널로 구성하여 설문조사를 실시하였다. 설문조사는 3차에 걸쳐 진행되었으며, 응답률은 모두 100%였다.
- 본 연구에서는 국내․외 비탈면 평가체계를 분석하여 성능별 평가 후보항목을 선정하고, 델파이 기법을 활용하여 최종 성능평가 항목을 도출하였다. 또한, 도출된 평가항목에 대하여 탐색적 요인분석(exploratory factor analysis)을 수행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 본 연구에서는 도출된 평가항목에 대한 요인의 특성 및 수가 명확하지 않으므로 탐색적 요인분석을 실시하였다. 탐색적 요인분석을 통해 요인구조를 파악하고 문항별 요인적재량(factor loading)을 분석하여 델파이 조사를 통해 도출된 평가항목의 타당성을 검증하였다.
- 특히, 시설물 유지관리 분야에서의 성능은 효율을 극대화하기 위해 설계 시 확보하고자 하는 유형별 목표기능을 의미하며, 안전성, 사용성, 내구성, 기능성 등의 유형으로 분류된다. 본 연구에서는 성능 기반의 평가기법을 제안하기 위해 암반비탈면의 성능을 3가지(상태건전성, 안전성, 내구성)로 설정하였다. 시설물 유지관리 분야의 성능 중, 사용성은 다양한 시설물에 적용되며 가장 중요한 성능의 하나로 인식되고 있다.
- 3차에 걸친 델파이 조사를 통해 58개의 평가 후보항목 중, 총 24개의 최종 평가항목이 도출되었다. 상태건전성은 집수지형, 특수지질, 절리방향, 배수조건 등 17개의 평가항목으로 구성되었다. 안전성은 안정해석(우기 시), 낙석발생가능성, 인명피해 규모 등 4개의 평가항목이 도출되었으며, 내구성도 풍화도, 보호공 변형/변질/파손 등 최종적으로 3개의 항목이 도출되었다.
- 요인분석 결과에 따라, 암반비탈면의 3가지 성능에 대해 세분류를 실시하였다. ‘상태건전성’은 지질, 불연속면, 파괴이력의 요인을 설명할 수 있는 내적 상태건전성과 지형, 부석, 배수상태를 의미하는 외적 상태건전성으로 분류하였다.
- 탐색적 요인분석을 위해 2종 시설물로 분류되어 정기적으로 점검(평가)이 수행된 일반국도상의 암반비탈면 60개소에 대하여 이 연구에서 제시한 평가항목을 적용하여 재평가를 수행하였다. 재평가는 60개소의 암반비탈면을 점검했던 각각의 담당자에 의해 직접 수행되었으며, 평가표는 Likert 5점 척도를 사용하였다.
- 탐색적 요인분석을 위해 2종 시설물로 분류되어 정기적으로 점검(평가)이 수행된 일반국도상의 암반비탈면 60개소에 대하여 이 연구에서 제시한 평가항목을 적용하여 재평가를 수행하였다. 재평가는 60개소의 암반비탈면을 점검했던 각각의 담당자에 의해 직접 수행되었으며, 평가표는 Likert 5점 척도를 사용하였다.
- 본 연구에서는 도출된 평가항목에 대한 요인의 특성 및 수가 명확하지 않으므로 탐색적 요인분석을 실시하였다. 탐색적 요인분석을 통해 요인구조를 파악하고 문항별 요인적재량(factor loading)을 분석하여 델파이 조사를 통해 도출된 평가항목의 타당성을 검증하였다.
- 탐색적 요인분석의 주목적은 요인구조를 탐색하는 것으로서, 이 연구에서는 항목의 상관관계에 의해 제거할 수 있는 항목을 주로 검토하였다. 통계분석용 소프트웨어 PASW Statistics 18을 사용하였으며, 요인분석의 사용 가능성을 점검하기 위해 KMO(Kaiser-Meyer-Oklin)와 Bartlett의 단위행렬 검증을 실시하여 타당성이 낮은 항목을 제거하고자 하였다.
대상 데이터
- 1차 델파이 조사결과, 평가 후보항목 중 내용타당도 비율이 0.51 이상인 28개 항목과 개방형으로 제시된 2개의 신규항목이 2차 설문조사 대상항목으로 선정되었다. 2차 설문조사 대상항목(29개)은 Table 6∼8과 같다.
- 본 연구에서는 연구기관, 학계, 산업체 등에서 활동 중인 14명의 전문가 패널을 선정하여 3차에 걸친 델파이 설문조사를 실시하였다. 3차에 걸친 설문조사는 내용타당도 비율(content validity ratio), 합의도(interquartile range), 안정도 등의 지표를 분석하여 최종항목을 도출하였다.
데이터처리
- 이 연구에서 구성모델인 성능평가항목에 대하여 항목 간의 상관관계에 기초하여 불필요한 항목을 제거하고 관련된 항목의 특성파악을 통해 타당성을 확보하기 위해 탐색적 요인분석(exploratory factor analysis)을 수행하였다.
- 탐색적 요인분석의 주목적은 요인구조를 탐색하는 것으로서, 이 연구에서는 항목의 상관관계에 의해 제거할 수 있는 항목을 주로 검토하였다. 통계분석용 소프트웨어 PASW Statistics 18을 사용하였으며, 요인분석의 사용 가능성을 점검하기 위해 KMO(Kaiser-Meyer-Oklin)와 Bartlett의 단위행렬 검증을 실시하여 타당성이 낮은 항목을 제거하고자 하였다.
이론/모형
- 5 이하면 부적합한 것으로 판단한다(Kaiser, 1974). 요인 구조의 회전은 Varimax 방식의 직교회전을 적용하였다. 24개 항목에 대한 KMO 측도는 0.
성능/효과
- 1. 3차에 걸친 델파이 조사를 통해 58개의 평가 후보항목 중, 총 24개의 최종 평가항목이 도출되었다. 상태건전성은 집수지형, 특수지질, 절리방향, 배수조건 등 17개의 평가항목으로 구성되었다.
- 2. 상태건전성에서는 ‘집수지형’, ‘특수지질’, ‘절리방향’, ‘균열의 유무’, ‘부석의 분포’, ‘용수유무’, ‘붕괴발생규모’ 및 ‘붕괴이력’의 평가항목에 대한 CVR 값이 1.0으로 나타났다.
- 요인 구조의 회전은 Varimax 방식의 직교회전을 적용하였다. 24개 항목에 대한 KMO 측도는 0.644로 산출되어 비교적 양호한 것으로 나타났으며, Bartlett 구형성 검정 결과 P-value가 0.05보다 작은 값을 나타내어 표본의 상관이 요인분석에 적합한 것으로 나타났다(Table 10).
- 2차 조사 분석결과, 29개 항목 중 23개 항목이 타당한 것(CVR≧0.51)으로 나타났으며, 안전도의 평가항목인 ‘지진 시’를 제외(C.O.V= 0.54)하고 28개 항목에 대해 합의가 이루어진 것으로 분석되었다.
- 3. 델파이 조사를 통해 도출된 24개의 평가항목에 대해 탐색적 요인분석을 실시하였으며, 분석결과 24개의 평가항목은 통계적으로 타당성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 분석을 통해 산출된 요인 수를 통해 상태건전성은 내적 상태건전성과 외적 상태건전성으로, 안전성은 위험도와 피해도로 분류하였다.
- 3가지의 성능 중, 안전성의 평균 CVR이 0.9로 가장 높았으며 표준편차도 0.07로 가장 작게 나타났다. 이는 안전성에 해당되는 평가항목들이 다른 평가항목에 비해 Likert 7점 척도에서 상대적으로 중요하다고 평가(5점 이상)된 것을 의미한다.
- 3차 델파이 조사에서는 2차 설문조사에 대한 통계분석 결과(패널의 의사결정 방향)를 포함시켜 자신의 의견을 재평가할 수 있도록 하였다. 3차 조사 분석결과, 29개 항목 중 24개의 항목이 타당한 것(CVR≧0.51)으로 나타났으며 모든 항목에 대해 합의가 이루어진 것으로 분석되었다. 따라서, 3차 조사 결과에서 CVR이 0.
- 51)으로 나타났으며 모든 항목에 대해 합의가 이루어진 것으로 분석되었다. 따라서, 3차 조사 결과에서 CVR이 0.51 미만인 항목을 제외하여 최종적으로 24개의 평가항목을 도출하였다.
- 또한, 안전성에서는 ‘낙석발생 가능성’이, 내구성에서는 ‘풍화도’ 및 ‘보강공 변형/변질/파손’의 평가항목이 높은 CVR을 나타내 내용타당도가 가장 높은 것으로 분석되었다.
- 마지막으로 ‘내구성’은 3가지의 항목이 하나의 요인으로 분류되어 세분류를 실시하지 않았으며, 3가지의 평가항목은 지반 및 보호/보강시설의 내구성으로 정의될 수 있다(Fig. 4).
- 4 미만이면 요인분석에서 제외하는 것이 타당한 것으로 알려져 있다. 분석결과, 각 평가항목에 대한 공통성의 최젓값은 0.570(보호공 변형/변질/파손)으로 모든 항목이 상관성이 높아 통계적으로 타당한 것으로 나타났다(Table 11).
- 상태건전성에서는 ‘집수지형’, ‘특수지질’, ‘절리방향’, ‘균열의 유무’, ‘부석의 분포’, ‘용수유무’, ‘붕괴발생 규모’ 및 ‘붕괴이력’의 평가항목이 높은 CVR을 보였다.
- 상태건전성의 경우 17개의 항목은 총 6개의 요인으로 구분되었으며 각 요인은 지질, 지형, 불연속면, 부석, 배수 그리고 파괴이력 등으로 분류되었다(Table 12). 안전성은 안전율과 피해정도로 대표되는 요인으로 분류되었으며, 내구성은 3개 항목 모두가 하나의 요인으로 분류되었다(Table 13).
- 상태건전성은 집수지형, 특수지질, 절리방향, 배수조건 등 17개의 평가항목으로 구성되었다. 안전성은 안정해석(우기 시), 낙석발생가능성, 인명피해 규모 등 4개의 평가항목이 도출되었으며, 내구성도 풍화도, 보호공 변형/변질/파손 등 최종적으로 3개의 항목이 도출되었다.
후속연구
- 4. 이 연구에서 제시한 평가항목은 향후 추가적인 연구를 통해 가중치와 평가지표가 개발되어야 하며, 다양한 조건과 환경에 위치하고 있는 비탈면에 대해 현장(타당성)검증을 실시함으로써 현재의 평가체계를 보완할 수 있을 것으로 판단된다.
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