투수성 포장은 도시에서 불투수면 증가에 따라 발생하는 환경문제에 대응하기 위한 대표적인 저영향개발 (Low-Impact Development, LID) 기법의 하나이다. 도시의 도로가 투수성 포장으로 바뀐다면 도시의 불투수면이 약 절반으로 줄어들고, 더 나가 지붕으로부터의 강수 유출까지 수용할 수 있다면 도로는 도시 물 순환 문제의 원인자에서 해결자로 전환될 수 있다. 그러나 국내에서는 경험과 인식의 부족으로 투수성 포장을 적용하는 경우가 거의 없는 실정이다. 도로 포장을 설계, 시공 및 관리하는 도로 기술자는 전통적으로 포장 구조에 물이 들어가는 것을 피하려 하고, 수자원 전문가는 투수성 포장의 도시홍수 저감효과에 대해서 의문을 가진다. 본 연구에서는 국내외의 다양한 연구 결과를 검토하여 투수성 포장에 대한 역사와 최신 기술을 분석하였다. 최신의 투수성 포장 기술을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 투수성 포장은 기존의 방법대로 설계해도 노상 약화와 동결 융해로 인한 구조적인 문제가 없다. 둘째, 투수성 포장의 저수층 두께의 조절로 도시수문 설계에 직접 반영할 수 있다. 셋째, 기존의 다른 비점오염 처리시설에 비하여 수질처리 효과가 떨어지지 않는다. 특히 투수성 포장은 겨울철 제설제 사용을 저감하여 보다 친환경적이다.
투수성 포장은 도시에서 불투수면 증가에 따라 발생하는 환경문제에 대응하기 위한 대표적인 저영향개발 (Low-Impact Development, LID) 기법의 하나이다. 도시의 도로가 투수성 포장으로 바뀐다면 도시의 불투수면이 약 절반으로 줄어들고, 더 나가 지붕으로부터의 강수 유출까지 수용할 수 있다면 도로는 도시 물 순환 문제의 원인자에서 해결자로 전환될 수 있다. 그러나 국내에서는 경험과 인식의 부족으로 투수성 포장을 적용하는 경우가 거의 없는 실정이다. 도로 포장을 설계, 시공 및 관리하는 도로 기술자는 전통적으로 포장 구조에 물이 들어가는 것을 피하려 하고, 수자원 전문가는 투수성 포장의 도시홍수 저감효과에 대해서 의문을 가진다. 본 연구에서는 국내외의 다양한 연구 결과를 검토하여 투수성 포장에 대한 역사와 최신 기술을 분석하였다. 최신의 투수성 포장 기술을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 투수성 포장은 기존의 방법대로 설계해도 노상 약화와 동결 융해로 인한 구조적인 문제가 없다. 둘째, 투수성 포장의 저수층 두께의 조절로 도시수문 설계에 직접 반영할 수 있다. 셋째, 기존의 다른 비점오염 처리시설에 비하여 수질처리 효과가 떨어지지 않는다. 특히 투수성 포장은 겨울철 제설제 사용을 저감하여 보다 친환경적이다.
Porous pavements are recommended as a Low-Impact Development (LID) method which is a strategy to develop a water cycle as close to a natural state as possible, and to solve the urban impervious surface problems. Porous pavements can yield a solution if it provides a more permeable surface with extra...
Porous pavements are recommended as a Low-Impact Development (LID) method which is a strategy to develop a water cycle as close to a natural state as possible, and to solve the urban impervious surface problems. Porous pavements can yield a solution if it provides a more permeable surface with extra space to contain extra water from building roofs. But there are few applications in Korea because of a lack of recognition and experience. Highway engineers are mainly concerned about the infiltration of water into pavement structures. They worry about the weakening of the asphalt mixture and subgrade, and freezing during the winter season due to the infiltration of water. Meanwhile, hydrological experts doubt the effects of the amount of water to control during the flooding season, and environmental experts prefer a non-point pollution treatment system established beside highway. In this study, from reviewing the history and the body of literature about porous pavements, conclusions regarding the most advanced technologies were made. First, traditional thickness designs can be used for porous pavement, no extra distresses was found by weakening and freezing during the winter season. Second, hydrological design can be made by controlling the thickness of the pavement and the outlet of water. Third, the treatment efficiency of non-point pollution of porous pavements is not worse than any other method. Importantly, it's a more eco-friendly solution because of its lower requirement for de-icing agents.
Porous pavements are recommended as a Low-Impact Development (LID) method which is a strategy to develop a water cycle as close to a natural state as possible, and to solve the urban impervious surface problems. Porous pavements can yield a solution if it provides a more permeable surface with extra space to contain extra water from building roofs. But there are few applications in Korea because of a lack of recognition and experience. Highway engineers are mainly concerned about the infiltration of water into pavement structures. They worry about the weakening of the asphalt mixture and subgrade, and freezing during the winter season due to the infiltration of water. Meanwhile, hydrological experts doubt the effects of the amount of water to control during the flooding season, and environmental experts prefer a non-point pollution treatment system established beside highway. In this study, from reviewing the history and the body of literature about porous pavements, conclusions regarding the most advanced technologies were made. First, traditional thickness designs can be used for porous pavement, no extra distresses was found by weakening and freezing during the winter season. Second, hydrological design can be made by controlling the thickness of the pavement and the outlet of water. Third, the treatment efficiency of non-point pollution of porous pavements is not worse than any other method. Importantly, it's a more eco-friendly solution because of its lower requirement for de-icing agents.
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문제 정의
구조적인 측면에서 점성토 위의 도로에서만 약간의 보강이 필요하다는 점, 투수성 포장의 저수 층 두께의 조절로 도시 수문설계에 직접 반영된다는 점, 그리고 도로의 비점원오염 처리에 효과적이라는 사실 등이 연구되었다. 국내외의 문헌 리뷰를 통해 투수성 포장의 역사와 투수성 포장과 관련된 구조설계, 수문설계 그리고 환경설계에 대한 첨단기술을 살펴보기로 한다.
제안 방법
아스팔트 표층을 통해 기층 위에서 횡방향으로 배수되는 배수성 포장의 시공과 그 효과에 자신감을 얻은 일본은 차도에 투수성 아스팔트 포장을 시도하였다. 도로 포장의 구조에 물이 들어가면 구조적으로 얼마나 약해지는지, 또한 이를 보강하려면 포장 두께를 얼마나 증가시켜야 하는지를 평가하기 위하여 시험 주로와 실제 도로에서 시험 포장을 실시하였다.
서울 도심이 자주 물에 잠기면서 도시홍수가 사회적 화두가 되어 근본적인 대책을 필요로 하고 최근의 저영향개발 (LID)에서 추천되고 있는 투수성포 장에 대해서 문헌 고찰을 통해 아스팔트혼합물의 역사와 투수성 포장의 첨단기술 즉, 최근까지 검토된 기술의 진보에 대해서 살펴보았다.
성능/효과
만약의 경우를 대비하여 설치하였던 노상 위의 모래 필터 층도 그 필요성이 확인되지 않았다. 결론적으로 기존 포장설계법에 따라 투수성 포장의 구조설계를 하여도, 빗물 침투로 인해 포장 구조에 미치는 영향은 발견되지 않았다. 이러한 내용을 근거로 일본도로협회에서는 2007년에 “투수성 포장 가이드북”을 발간하여 기존의 설계법대로 투수성포장을 설계하도록 하고 있다 (JRA 2007).
일본에서는 이를 위해 고압분사와 흡입을 통해 공극 기능을 회복시킬 수 있는 장비를 개발하여 활용하고 있다. 그러나 공극 막힘을 장기적인 추적 조사한 결과에 의하면 1년을 주기로 겨울철에는 기능이 줄었다가 여름철에 비가 올 때 대형차가 지나가며 공극 기능이 개선되는 현상을 보였다. 따라서 공극 기능 회복을 위한 유지관리 장비를 사용하지 않아도 문제가 없을 것으로 판단하고 있다.
넷째, 투수성 포장이 도로면에 누적된 비점 오염원 처리효율도 어떤 다른 시설보다 나쁘지 않다는 것을 확인하였다. 또한 투수성포장은 겨울철 동결이 지연되고 지열이 올라와 제설제의 사용이 적어져 보다 환경친화적 공법으로 판단된다.
둘째, 포장체 속으로 물이 스며드는 것을 본능적으로 두려워하던 도로 기술자는 시험포장을 통해 특수한 경우를 제외하고는 포장체에 물이 들어가도 구조적으로 크게 문제가 없음을 확인하였다. 노상이 점토층일 경우에도 보조기층의 두께를 증가시켜주는 것으로 구조적인 문제를 해결할 수 있음을 확인하였다. 겨울철 동결 문제에 대한 문헌조사 결과, 공극이 있는 투수성 포장이 열전도율이 낮아 일반 포장의 동결 깊이보다 깊지 않기 때문에 투수성 포장에서 문제가 되지 않는 것으로 제시되었다.
다섯째, 투수성 포장의 표면 기능은 배수성, 저소음 포장과 동일하다. 즉, 미끄럼저항의 증가로 교통사고율이 급격히 감소하고 교통 소음이 저감되는 것은 따로 검증할 필요가 없이 배수성 포장의 효과에서 이미 검증되었다.
둘째, 포장체 속으로 물이 스며드는 것을 본능적으로 두려워하던 도로 기술자는 시험포장을 통해 특수한 경우를 제외하고는 포장체에 물이 들어가도 구조적으로 크게 문제가 없음을 확인하였다. 노상이 점토층일 경우에도 보조기층의 두께를 증가시켜주는 것으로 구조적인 문제를 해결할 수 있음을 확인하였다.
그리고 투수성 포장의 배수조절 장치를 통해 도시홍수에 효과적으로 대응할 수 있다. 또한 투수성 포장의 공극 막힘으로 인한 기능저하 문제는 안전장치를 통해 해결할 수 있음을 확인하였다.
셋째, 구조적인 최소조건이 만족된다면 저수층의 증가를 통해 투수성 포장이 감당해야 하는 저수량을 설계할 수 있다. 그리고 투수성 포장의 배수조절 장치를 통해 도시홍수에 효과적으로 대응할 수 있다.
후속연구
기존에는 도시 면적의 50% 이상을 차지하는 도로 포장이 우수를 전혀 침투시키지 못한다는 가정 하에 배수량을 산정하고 이를 소화할 수 있는 배수관망의 용량을 계산하여 홍수여부를 판단하였다. 그러나 도로 포장으로 떨어지는 우수를 자연지반보다 더 많이 침투시키고 다른 곳의 우수까지 수용할 뿐만 아니라 하천으로 유출까지 통제할 수 있다면, 투수성 포장은 도시홍수의 가장 강력한 저감방안이 될 수 있을 것으로 판단된다. 예를 들면 건물 지붕을 포함한 도로 포장 주위의 강우까지 포장체 밑으로 수집하여 지반에 침투시키는 방안도 가능하다 (NAPA 2008).
도시 홍수라는 관점에서 살펴보면, 강수량에서 침투량을 제외한 유량이 배수관망이 처리해야 할 유량이 되고 이것이 관망의 용량을 초과하면 도시홍수가 발생한다. 도심지 면적의 50% 이상을 차지하는 도로 포장이 침투량을 거의 제로로 산정하는 것과 자연지반보다 훨씬 투수율이 좋은 도로 포장 속으로 물이 침투하는 것을 비교한다면 투수성 포장에 의하여 배수관망으로의 유출이 획기적으로 경감될 것으로 판단된다.
도시의 불투수면은 건물의 지붕과 도로의 포장을 말하며, 지역에 따라 약간의 차이가 있으나 각각이 약 절반을 차지한다. 따라서 불투수면의 원인을 제공하는 도로 포장이 투수성으로 바뀐다면 불투수면이 반으로 줄어들고 건물 지붕에서의 유출까지 수용할 수 있다면 도시화로 인한 물 순환 문제를 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
투수성 포장이 도시 도로에 적용될 시 기대할 수 있는 효과는?
투수성 포장은 도시에서 불투수면 증가에 따라 발생하는 환경문제에 대응하기 위한 대표적인 저영향개발 (Low-Impact Development, LID) 기법의 하나이다. 도시의 도로가 투수성 포장으로 바뀐다면 도시의 불투수면이 약 절반으로 줄어들고, 더 나가 지붕으로부터의 강수 유출까지 수용할 수 있다면 도로는 도시 물 순환 문제의 원인자에서 해결자로 전환될 수 있다. 그러나 국내에서는 경험과 인식의 부족으로 투수성 포장을 적용하는 경우가 거의 없는 실정이다.
국내 투수성포장을 적용한 도로 포장의 현 실정은?
도시의 도로가 투수성 포장으로 바뀐다면 도시의 불투수면이 약 절반으로 줄어들고, 더 나가 지붕으로부터의 강수 유출까지 수용할 수 있다면 도로는 도시 물 순환 문제의 원인자에서 해결자로 전환될 수 있다. 그러나 국내에서는 경험과 인식의 부족으로 투수성 포장을 적용하는 경우가 거의 없는 실정이다. 도로 포장을 설계, 시공 및 관리하는 도로 기술자는 전통적으로 포장 구조에 물이 들어가는 것을 피하려 하고, 수자원 전문가는 투수성 포장의 도시홍수 저감효과에 대해서 의문을 가진다.
투수성 포장은 어떤 기법의 하나인가?
투수성 포장은 도시에서 불투수면 증가에 따라 발생하는 환경문제에 대응하기 위한 대표적인 저영향개발 (Low-Impact Development, LID) 기법의 하나이다. 도시의 도로가 투수성 포장으로 바뀐다면 도시의 불투수면이 약 절반으로 줄어들고, 더 나가 지붕으로부터의 강수 유출까지 수용할 수 있다면 도로는 도시 물 순환 문제의 원인자에서 해결자로 전환될 수 있다.
참고문헌 (15)
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