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문제 정의
- 본 논문에서는 기존 방법의 일위대가를 구성하는 공종 중 실제 실적이 있는 공종은 실적 공사비를 적용하는 방식으로 기존 표준 품셈에 따른 단가 산정 절차를 개선하였다. 또한 적산프로그램인 EBS를 이용해 각 공법별 단가 산정식을 관리하고, 자재비, 노무비, 경비로 구성된 기초 단가 자료와 기계경비와 같은 중기 비용, 환율 및 유류비 등의 기초비용자료와 실적공사비 적용 공종의 단가를 변경하면 시스템적으로 공법별 단가가 갱신될 수 있도록 표준화된 산정방식을 적용하였다.
- 본 연구에서는 BMS에서 생애주기관리를 위하여 시스템적으로 활용 가능한 보수보강비용 추정 모델을 개발하고자 하였다. 연구 수행절차는 Fig 1.
- 본 연구에서는 교량의 생애주기 관리를 위한 유지관리 비용 중에서 보수보강비용 산정방안에 대한 연구를 수행하였다. BMS에 활용을 위한 보수보강비용 모델을 교량의 부재별 특성과 세부 및 대표 보수보강공법을 고려하여 개발하였다.
제안 방법
- 본 연구에서는 교량의 생애주기 관리를 위한 유지관리 비용 중에서 보수보강비용 산정방안에 대한 연구를 수행하였다. BMS에 활용을 위한 보수보강비용 모델을 교량의 부재별 특성과 세부 및 대표 보수보강공법을 고려하여 개발하였다. 본 연구를 통해 아래와 같은 결론을 도출하였다.
- 각 대표 부재별 세부보수보강공법을 포괄하는 대표보수보강공법을 정의하기 위하여 보수공법 적용 실적 조사 및 데이터 정규화 과정을 통해 각 세부공법별 적용빈도를 수집하였다. 이를 가중치로 이용해 식 (1)과 같이 가중평균을 산정하는 방식으로 대표보수보강공법별 단가를 정의하였다.
- 교량 받침 및 신축이음은 국내 사례를 기준으로 국외 사례를 추가하는 형태로 정의하였다. 교면포장의 부재 구분은 주로 사용되는 아스팔트와 콘크리트 및 방수층으로 구분하였다. 배수시설 및 연석은 별도의 재료구분 없이 단일한 부재로 정의하였으며, 난간은 재료에 따라 구분하였다.
- 도로공사의 정보 중 데이터 관리가 양호한 바닥판과 포장의 보수보강시점, 대표보수보강공법, 투입비용 및 물량 등을 정리하고 시간효과의 상쇄를 위해 물가상승률 3%를 적용해 현재시점의 비용으로 변환하여 보수보강공법별 평균단가를 산정하였다. 유사한 방법으로 지방도의 실적공사비[13]에 대해서도 보수물량, 보수공법, 보수비용으로 자료를 정리하고 보수보강공법별 평균단가를 산정한 후 Fig.
- 또한 BMS 데이터베이스의 적용된 보수보강공법에 대한 빈도분석을 통해 부재별 대표보수보강공법과 세부보수보강공법을 정의하였다. 도출된 세부보수보강공법의 비용단가 산정을 위해 상용 적산프로부보수보강공법에 대한 적산작업을 수행하고 공법별 보수보강 단가를 산정하였다. 산정된 공법별 비용과 적용빈도를 고려하여 대표보수보강공법의 단가를 정의하고 그 활용방안을 제안하였으며, 마지막으로 개발된 모델의 신뢰도를 검토하였다.
- 과 같이 보수보강공사 비용 산정 현황, 국내외 보수보강비용 모델 개발 현황, 보수보강비용 관련 정보관리체계 등을 조사하고, 이를 바탕으로 교량 유지관리를 위한 대표 부재 및 세부 부재를 정의하였다. 또한 BMS 데이터베이스의 적용된 보수보강공법에 대한 빈도분석을 통해 부재별 대표보수보강공법과 세부보수보강공법을 정의하였다. 도출된 세부보수보강공법의 비용단가 산정을 위해 상용 적산프로부보수보강공법에 대한 적산작업을 수행하고 공법별 보수보강 단가를 산정하였다.
- 본 논문에서는 기존 방법의 일위대가를 구성하는 공종 중 실제 실적이 있는 공종은 실적 공사비를 적용하는 방식으로 기존 표준 품셈에 따른 단가 산정 절차를 개선하였다. 또한 적산프로그램인 EBS를 이용해 각 공법별 단가 산정식을 관리하고, 자재비, 노무비, 경비로 구성된 기초 단가 자료와 기계경비와 같은 중기 비용, 환율 및 유류비 등의 기초비용자료와 실적공사비 적용 공종의 단가를 변경하면 시스템적으로 공법별 단가가 갱신될 수 있도록 표준화된 산정방식을 적용하였다. 이와 같은 절차를 도식화하면 Fig 2와 같다.
- 본 연구에서 제안하는 대표보수보강공법별 단가는 개별적인 적산작업을 통해 세부보수보강공법에 대해 산정된 단가와 세부보수보강공법별 적용빈도를 가중곱의 형태로 산정한 것이다. 따라서 세부보수보강공법 수준이 아닌 대표보수보강공법 수준의 자료를 활용해 검증할 수 있다.
- 본 연구에서는 대표보수보강공법을 도출하기 위해 BMS에 입력된 보수기록을 바탕으로 적용 빈도 분석을 수행하고, 공법별 구분의 적정성에 대한 교량 보수보강 전문가의 검토 결과를 반영하여 Table 2와 같이 대표 부재별로 다수의 세부보수보강공법을 대표하는 보수보강공법을 정의하였다.
- 비용 및 성능 모델과의 연계를 통한 시스템적 활용을 위하여 총 10가지의 대표부재로 구분하여 정의하였다. 또한 실제 수행된 보수보강 실적 정보를 활용하여 부재별 대표보수보강공법은 48종류로 정의하고 세부보수보강공법은 117종류를 고려하였다.
- 도출된 세부보수보강공법의 비용단가 산정을 위해 상용 적산프로부보수보강공법에 대한 적산작업을 수행하고 공법별 보수보강 단가를 산정하였다. 산정된 공법별 비용과 적용빈도를 고려하여 대표보수보강공법의 단가를 정의하고 그 활용방안을 제안하였으며, 마지막으로 개발된 모델의 신뢰도를 검토하였다.
- 세부보수보강공법별로 공법별 단가를 산정하고, BMS의 실적정보를 활용하여 적용빈도를 산정한 후 이를 가중치로 활용하여 대표보수보강공법별 대표단가를 도출하는 방법을 제안하였다. 세부보수보강공법별 단가는 각 공종별 일위대가를 정의하고, 실적공사비와 품셈 등을 이용해 일위대가를 구성하는 기초단가와 변동 가능한 단가, 실적단가를 고려함으로서 산정하였다.
- 본 연구에서는 상기의 국내외 지침에 대한 분석과 국내 실정에 적합하도록 전문가 자문 결과 등을 고려하여, Table 1과 같이 10가지 대표부재 및 84개 세부부재로 정의하였다. 세부적으로 바닥판은 국외사례를 준용하여 거더가 지지하는 바닥판과 자체적으로 지지하고 있는 슬래브로 구분하고 각각을 구조형식에 따라 9개의 세부부재로 구분하였다. 주형은 상부형식별 구분을 이용하여 재료별 구분을 만족할 수 있도록 9개 세부부재로 구분하였다.
- 본 연구에서는 BMS에서 생애주기관리를 위하여 시스템적으로 활용 가능한 보수보강비용 추정 모델을 개발하고자 하였다. 연구 수행절차는 Fig 1.과 같이 보수보강공사 비용 산정 현황, 국내외 보수보강비용 모델 개발 현황, 보수보강비용 관련 정보관리체계 등을 조사하고, 이를 바탕으로 교량 유지관리를 위한 대표 부재 및 세부 부재를 정의하였다. 또한 BMS 데이터베이스의 적용된 보수보강공법에 대한 빈도분석을 통해 부재별 대표보수보강공법과 세부보수보강공법을 정의하였다.
- 도로공사의 정보 중 데이터 관리가 양호한 바닥판과 포장의 보수보강시점, 대표보수보강공법, 투입비용 및 물량 등을 정리하고 시간효과의 상쇄를 위해 물가상승률 3%를 적용해 현재시점의 비용으로 변환하여 보수보강공법별 평균단가를 산정하였다. 유사한 방법으로 지방도의 실적공사비[13]에 대해서도 보수물량, 보수공법, 보수비용으로 자료를 정리하고 보수보강공법별 평균단가를 산정한 후 Fig. 4와 같이 본 연구의 결과와 비교하였다.
대상 데이터
- 주형은 상부형식별 구분을 이용하여 재료별 구분을 만족할 수 있도록 9개 세부부재로 구분하였다. 2차부재는 가로보 및 세로보를 5개 세부부재로 구분하였다. 교대 및 교각은 국내 기준에 국외 기준(수중여부)을 준용하여 6개 세부부재로 구분하였으며, 기초는 국내의 부재구분을 기준으로 6개 세부부재로 정의하였다.
- 따라서 세부보수보강공법 수준이 아닌 대표보수보강공법 수준의 자료를 활용해 검증할 수 있다. 본 연구에서 제시한 보수보강공법비용의 검증을 위하여 한국도로공사의 정보[12]를 활용하였다.
- 본 연구에서는 상기의 국내외 지침에 대한 분석과 국내 실정에 적합하도록 전문가 자문 결과 등을 고려하여, Table 1과 같이 10가지 대표부재 및 84개 세부부재로 정의하였다. 세부적으로 바닥판은 국외사례를 준용하여 거더가 지지하는 바닥판과 자체적으로 지지하고 있는 슬래브로 구분하고 각각을 구조형식에 따라 9개의 세부부재로 구분하였다.
이론/모형
- 교량의 성능평가와 비용산정의 기준을 정의하기 위해 본 연구에서는 AASHTO에서 정의한 CoRe 요소[6]와 국내의 교량터널조사기입 지침서[10], 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침[11]을 조사하였다. AASHTO에서 정의한 106개의 CoRe Set에서는 DOT별로 대표부재 및 환경 여건 등을 고려해 세부 대표부재를 정의하고 있으며 이를 바탕으로 공법별 비용을 도출하여 활용하고 있다[6][8].
성능/효과
- 세부보수보강공법을 구성하는 공종 중품셈은 318건, 실적단가는 77건으로 약 20%의 공종을 실적단가에 근거하여 정의하였다. 그 중 바닥판, 주형, 교대/교각 등 콘크리트 부재의 접착공법에 대한 세부보수보강공법 정의가 가장 많으며, Fig. 3과 같이 전체 부재 중 받침장치가 실적공사비 적용비율이 높았으며, 교면포장과 신축이음장치, 주형, 기초 등은 적용비율이 상대적으로 낮은 것으로 조사되었다.
- 도출된 일부 대표보수보강공법의 대표단가를 기존의 실적비용 단가와 비교 검증하여 적정성을 검토한 결과 약 (–)12%~(+)17%의 편차를 나타내었다.
- 접착공법을 예로 들면 접착재료에 따라 강판접착, 탄소섬유 부착, 탄소판 부착, 유리섬유 부착 등으로 구분할 수 있다. 따라서 사용되는 모든 보수보강공법의 단가를 산출하여 준비해 두는 것은 실질적으로 불가능하며, 가능하다고 할지라도 세부공법을 지정해 예산배분 등 의사결정을 수행하는 것은 이해관계의 문제를 야기할 수 있으므로 대표적인 공법을 제공해주는 것이 타당할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서 제안한 값을 기준으로 고속국도 실적공사비는 약 1.17배 수준이며, 일반국도와 유사한 환경인 지방도의 보수보강 단가는 제안된 값의 0.88배 수준으로 분석되었다. 이러한 결과는 다양한 원인에 기인할 것이지만, 일반국도에 비해 고속국도의 보수보강비용 단가가 높고 지방도의 단가가 낮은 것은 도로별 관리수준과 공사의 난이도 등을 고려할 때 적정한 결과로 판단된다.
후속연구
- 국내 고도 성장기에 교량의 건설이 집중되었던 것과 마찬가지로 보수보강 시기도 동시다발적으로 도래할 것이 예상된다. 따라서 향후 소요될 막대한 보수보강비용의 추정을 통해 선제적인 대응전략을 마련하기 위해서는 적정한 보수보강비용 모델의 개발이 필요하다.
- 본 연구에서 제안한 보수보강비용 단가는 표준적인 조건을 가정하여 개발되어 조건이 다른 일부 실적 정보와 차이가 있을 수 있으나, 교량 유지관리 계획 수립 단계에서 요구 예산의 타당성을 검증하거나 보수보강 실적비용의 적정성 검토 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 또한 실제 수행된 보수보강 실적 정보를 활용하여 부재별 대표보수보강공법은 48종류로 정의하고 세부보수보강공법은 117종류를 고려하였다. 제안된 대표부재와 대표보수보강공법은 현재 공용중인 국내의 일반 도로교량과 실무에서 적용되고 있는 보수보강공법을 포괄할 것으로 판단된다.
- 이러한 결과는 다양한 원인에 기인할 것이지만, 일반국도에 비해 고속국도의 보수보강비용 단가가 높고 지방도의 단가가 낮은 것은 도로별 관리수준과 공사의 난이도 등을 고려할 때 적정한 결과로 판단된다. 향후 BMS를 통해 수집되는 유지관리 이력 분석을 통해 계속적인 정보의 갱신이 필요할 것으로 판단된다.
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