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아스콘층의 두께 |
전체도로중 구성비 |
2.5 Cm 이하 2.5~18 Cm 18 Cm 이상 |
24% 27% 49% |
(3) 종합평가
미국의 기준은 평균 12년, 한국은 20년으로 차이가 있으나 미국은 최소치 의미가 있고 한국은 평균치 의미가 있다고 보면 좋을 것 같고 한국도로의 정상적 수명은 15년 이상은 되어야 할 것이다. 미국 도로의 약1/4이 아스콘층 두께 2.5Cm미만으로 시공되고 우리나라는 간선도로 대부분이 20Cm이상이라는 것을 감안하여야 할 것이다. 도로수명 15년은 결코 큰 수치가 아닌 것이다.
3. 한국도로의 실제수명
경부고속도로가 부분 개통된 후 1970.7 전구간이 개통되고 호남고속도로, 남해고속도로로 이어지며 도로망은 획기적으로 확장되어왔다.
이 글에서는 1969년부터 최근까지의 도로의 수명과 현상을 경험을 바탕으로 기술한다. 경부고속도로는 개통 후 몇 개월이내에 전구간이 파손되는 현상을 나타내었고 이어지는 호남고속도로도 마찬가지였다. 암반구간, 교량구간에 구분 없이 동일한 현상이었다. 이렇게 개통 후 1년 이내의 수명을 나타내는 현상이 최소3년은 지속되었으나 계속되는 보수이외에 대책은 없었다.
1968년 본인은 인천의 호남정유탱크기초공사 현장에서 근무 중 사용하던 미제아스팔트가 외제품 단속에 의하여 압수되고 국산 아스팔트가 공급되었다. 자연히 두 가지 아스팔트를 비교 사용하게 되었고 그 품질의 차이에 놀라움을 금할 수 없었다. 골재와의 부착력에 대한 두 제품의 차이는 찰엿과 풀의 차이라고 생각되었다. 국산 아스팔트는 최초 1964년도에 생산이 시작되어 아직 품질이 열악한 처지였다. 그 국산 아스팔트로 경부고속도로를 포장하게 된다는데 생각이 미치게 되었고 문제가 심각하다고 생각하였으나 어쩔 수 없는 일이었다. 고속도로 개통 후 현상은 예상대로 위와 같았고 파손원인이 아스팔트의 질 문제라는 것은 육안으로 쉽게 파악할 수 있는 문제였으나 끝내 그러한 지적은 나오지 않았고 불가사의한 일이었으며 한국 부실도로의 시발점이 되었다. 그 후로 아스팔트의 질은 조금씩 개선되었으나 미미한 수준에 그쳤다.
1990년대 초에 건설기술교육원 강의에서 고속도로의 덧씌우기는 불규칙하게 많이 수행되었으나 전체를 합하여 평균하면 전구간을 3년에 1회씩 포장한 것이 된다고 하였다. 1969~1990년 사이의 한국도로의 수명은 3년 미만 이라고 할 수 있다. 최근 도로연구원의 글에서 5년 미만에 도로가 파손되고 있다는 글을 볼 수 있으나 간선도로에서 1995년 이후에는 대체로 5~8년의 수명을 나타낸다고 말하고싶다.
4. 도로파손의 문제점 및 원인
(1) 고질병 덧씌우기
짧은 도로의 수명은 불규칙하게 반복되는 덧씌우기 결과를 초래하게 되었고 많은 도로가 불량한 노면상태를 갖게 되었다. 추가 표면처리만으로 30~40년이 유지되는 도로들도 있다는 미국의 예를 보면 잘못된 정도가 얼마나 심한지 알 수 있는 것이다. 최근에는 주위구조물과의 조화 때문에 특히 시가지 도로에서는 도로 표층면 5Cm를 절삭 제거하여 덧씌우기를 하는 예가 점점 많아지고 특수포장공법까지 동원하면 비용도 보통 덧씌우기의 2배 이상이 되는 것이다. 보수공법 선정에 신중할 필요가 있다.
우리나라에서의 표면처리는 4가지공법이 있고 60년대에는 포장용 아스팔트를 이용하여 실코우트 등으로 효과적인 보수를 하였으나 70년대 이후 도로의 파손의 정도가 심하고 국산 아스팔트를 이용하여 실패로 끝나는 일이 많아 적용 예가 점차 사라지게 되었다. 최근 폴리머 슬러리실 공법을 점차 사용하고 있으나 그 결과자료는 아직 나오지 않았다. 잘못된 덧씌우기를 너무나 많이 보게 되어 고질병이라고 쓰게 되었다.
(2) 바퀴자국 패임 현상
도로의 바퀴자국 패임 현상은 사회적 문제라고 많은 논란과 연구검토가 있었으나 그 관계자들의 설명은 애매한듯하다. 이것은 시험분석이나 연구대상의 문제도 아니고 단지 육안관찰과 판단력의 문제로 보는 것이 좋을 것이다.
이 현상은 일부 아스팔트의 질이 원인이라고 생각한다. 다음에 그 이유를 설명하여 본다.
그 원인에 대하여 글을 쓴 사람들은 중차량과 여름철의 높은 기온, 아스콘 배합, 과다한 아스팔트 함량, 골재 입도, 기타 등 여러 가지 원인을 거론하지만 어느 항목이 어느 정도 영향을 주느냐를 생각할 필요가 있다. 각 항목을 동일한 정도로 생각하여 뚜렷한 대책이 나오지 않았으나 이 경우 아스팔트의 질이 98%이상의 영향이 있고 나머지 항목을 다 합하여 2%미만의 영향이 있다고 가정하여 본다.
바퀴자국 패임 현상은 ‘80년도 이전에는 거의 없던 현상이며 80몇 년도에 발생하기 시작하여 90년대 전반기까지 많이 발생되었고 최근에는 거의 없어졌거나 사라지는 단계인데 무엇을 개선하여 없어지는 것이 아니고 그것을 발생시키던 일부 아스팔트의 질이 개선되었기 때문일 것이다. 80년대 이전과 이후의 도로포장에 그만한 차이를 발생시키는 다른 요인은 없고 발생기간 중에도 심하게 발생된 도로는 20~30%정도이고 70~80%는 전혀 발생되지 않은 점에 유의할 필요가 잇다. 두 가지 도로사이에 아스팔트 질 이외의 차이점은 상식적인 허용범위 이내에 있다고 생각된다.
중차량이 한국에만 특이한 현상이 아니며 여름철의 높은 기온이 사우디보다 높다고 할 수는 없다. 사우디에 4년 이상 근무하였으나 여름철 온도가 한국보다 10°C이상 높아도 그러한 현상은 없다. 본인은 2000년부터 3년간 제주도 현장에 근무하였으며 제주도내 도로에는 그러한 현상이 없었다. 시공을 육지의 다른데 보다 특히 잘해서 그런 것이 아니고 이 현상을 발생시키던 아스팔트가 제주도에는 공급되지 않았기 때문으로 생각한다. 일부 아스팔트의 품질 문제였던 것이다.
(3) 특수포장
기존도로의 바퀴자국 패임 현상 등 문제점을 보완하기 위하여 주로 도로보수작업에 특수 포장공법이 적용되고 있다. 도로가 정상적 수명과 적정 보수공법을 유지할 경우 특수포장의 필요성은 없어질 것이다. 주요공법으로 특수1(CRM, SMA), 특수2(PMA, PBS, 에코팔트) 공법 등이 1998년도부터 시공되어 왔으나 경과 년 수가 적어 그 결과는 확실치 않으므로 약간의 검토되었으면 하는 사항만 기술한다.
여러 가지 공법으로 보수하여 도로표면 형태만 복잡하게 하는 것은 아닌가 하는 점과 특히 갭입도 사용은 승차감에 나쁜 영향을 주고 있다.
위의 5가지 특수 공법 중 4가지는 도로 포장용 아스팔트(KSM2201)가 기본 재료이고 어떤 첨가제를 넣거나, 사용골재, 골재입도 등을 다르게 하는 것으로 말할 수 있다. 문제는 아스팔트의 품질이 가장 중요한데 이 아스팔트만으로 도로포장을 할 경우 수명이 7년이 되고 특수포장이 될 때 수명이 10년이 된다고 가정을 하면 그것은 해결책이라고 할 수 없는 것이다. 기본적으로 보통도로포장의 수명이 15년 이상 되도록 하여야 하는 것이 우선 과제인 것이다. 진정한 특수 공법이라면 포장 두께를 획기적으로 줄이고 도로 수명은 20년 이상이 보장된다던가 해야 할 것으로 생각한다.
(4) 도로수명의 영향요인
이 제목에 맞게 쓰려면 여러 항목에 대하여 상세히 써야 하겠지만 지면관계로 개략적으로 기술한다. 포장도로가 일정한 수명을 갖도록 하는 영향요인은 수없이 많겠지만 아스팔트의 품질과 기타항목으로 구분하면 설명이 편리하다고 생각된다. 기타항목에는 아스콘 배합, 아스팔트 함량, 골재의 질, 골재입도, 다짐, 지반의 지내력, 도로의 단면구성, 교통하중, 교통량, 기상조건, 시공시 품질관리, 기타 등등이 있을 것이다.
지금 여기서 논하고자 하는 것은 무슨 요인이 과거 한국의 모든 도로의 수명을 정상적인 도로수명의 절반이하로 만들었느냐 하는 것이다. 기타항목에 있는 어떤 항목들을 어떻게 조합시켜 검토하더라도 상식의 범위에서 그것이 한국의 모든 도로의 수명을 크게 단축시켰다고 보기는 힘들다.
일부도로의 수명을 크게 단축시키는 예는 얼마든지 있다. 예를 들어 연약 지반에서 연약 지반 처리불충분으로 조기 파손될 수 있는데 실제 이러한 예를 모두 합하더라도 전체도로의 0.1%도 되지않는다.
그러나 아스팔트의 품질문제는 다르다.
경부고속도로가 처음 개통되어 수명이 1년도 안될 때 그 주원인은 아스팔트 품질문제이며 점차 개선되어 최근 8년이 간다면 아스팔트 품질이 그 정도인 것이다. 똑같이 미국에서 20년 이상 보수 없이 유지되는 도로가 많이 있다는 것도 같은 의미일 것이다. 한국 기술자들이 사우디에 진출하여 건설한 많은 도로의 수명은 15년 이상 되는 것이 확실시되는데 같은 기술자들이 국내에 돌아와서 건설한 도로는 수명이 5년도 안된 것은 잘 알고있는 사실이다.
앞의 기타 항목 중에 사우디가 한국보다 좋은 조건을 갖춘 것은 찾기 힘들 것이다.
아스팔트 품질의 차이인 것이다.
어느 분이 유럽에 있는 현장 방문시 모래와 아스팔트만으로 두께 2Cm정도의 도로 본포장을 시공하는 것을 보고 신기하게 느꼈다고 하는데, 미국의 예에서도 유사한 경우는 많음을 알 수 있다. 아스팔트의 품질이 충분히 뒷받침될 때 가능한 것이다. 국내에서는 생각조차 할 수 없었던 일이다. 60년대에 미제 아스팔트를 사용할 때 침투식 마카담 포장으로 유사한 예는 있었다.
본인은 제주도현장에서 2001년도에 도로포장 시공 중 늘 반입되던 아스콘과는 뚜렷이 구분되는 양질의 아스콘이 소량 반입된 것을 보게 되었다.
그 아스콘으로 포장을 한다면 당시 설계된 포장두께를 반으로 줄이더라도 수명이 15년은 넘는다는 것을 본인은 충분히 느낄 수 있었다. ‘68년 사용경험이 있던 미제 아스팔트와 같은 품질의 것이었다. 일제 아스팔트가 제주도에 일부 반입되고 있다는 말을 아스콘공장 시험실장으로부터 들었던 일이 있었기 때문에 그 소량의 아스콘은 일제 아스팔트를 사용한 것으로 판단된다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 도로수명에 절대적 영향을 주는 것은 아스팔트의 품질이며 기타 항목들도 영향을 주지만 일부도로에 국한되는 경우가 대부분이며 기타 항목들이 도로수명을 크게 떨어뜨리는 상식적인 수준이하의 시공은 극히 드물다는 것을 말하고 싶다.
5. 품질시험 제도의 문제점
경부고속도로의 수명이 1년도 안될 때 그 시공과 관련된 많은 품질시험이 있었으나 모두 합격되어 준공이 된 것이다. 모든 시험에 합격한 도로가 조기 파손되었다는 것으로도 시험제도의 문제점은 알 수 있는 것이다.
국내에는 여러 공인시험기관이 있으며 대부분의 시험성적서 단서란에는 “본 시험성적서는 제출된 시료에 한함” 이라는 뜻의 문구가 있었으며 이것은 시험기관에서 시료의 출처는 확인하지않고 제출된 시료를 시험하여 주었을 뿐이라는 의미이다. 여기에 맹점이 있고 이것이 부실시공에 엄청난 역할을 한 것이다.
불량품 제조자도 기준에 맞는 다른 시료를 제출하여 시험성적서를 제출자 명의로 받아 납품처에 제출하면 불량품이 정상적 제품이 되는 것이다. 업자를 믿어서 될 일이 아니다. 어느 제품의 질에 대하여 공인시험 성적서를 발행할 경우에는 시료의 출처와 제조자가 검증되어 기록되어야 하는 것이다. KS인증시험은 시료의 채취 및 시험과정에 문제가 없어 신빙성이 있다고 판단되나, KS등록이 안된 제품은 문제점이 있을 수 있었다.
도로 포장용 아스팔트 시멘트(KSM2201)는 KS규격이 1966년도에 제정되었으나 현재까지 KS에 등록된 제품은 하나도 없다. 부실시공 추방목소리가 가장 높던 1994년 본인은 부천에서 책임 감리원으로 근무할 때 그 당시 공업진흥청 담당자에게 이 중요한 재료가 어떻게 KS등록 제품이 없는가 문의한바 정유 회사들에 등록을 건의 하였으나 되지않았고 KS등록은 강제 규정이나 의무사항이 아니므로 어쩔 수 없다는 것이었다.
책임 감리원은 KS등록제품은 그냥 사용하여도 좋으나 그렇치않은 재료는 별도 품질확인을 해야 되는 것이다. 책임 감리원들 모두가 일일이 아스팔트의 품질확인을 해야 하는 문제점도 있지만 그것을 제대로 이행한 사람은 거의 없을 것이다.
6. 경제적 손실
포장도로의 조기파손에 따른 경제적 영향을 검토하여 본다. 국내에서 2002년도에 아스팔트 포장도로의 보수 (표면처리, 소파처리, 덧씌우기, 재포장)에 약 3,690억원이 사용되었다. 매년 비슷한 수준일 것이다. 1969년 이후 최근까지 도로의 실제수명은 정상적 도로의 약40%미만이라고 보면 보수비의 60%이상은 손실이라고 볼 수 있을 것이다. 1년에 약 2,200억원 이상이 낭비되는 셈이고 지난 30여년간 계속된 일이므로 과거에는 현재의 화폐가치로 조 단위의 경제적 손실이 있었다고 할 수 있다.
이것은 다른 자료로도 확인될 수 있다. 한국건설기술연구원의 “2002도로포장 관리시스템” 용역보고서 중 연구보고서 56쪽에 있는 표3.10의 “일반적인 포장도로 유지보수비용(Peterson, 1985)”을 참고로 한다. 이 표에서 아스팔트포장보수비 년간 265$/차로mile 중 도로선 착색을 같이 제외시키면 보수비용은 년간 160$/차로mile이 된다. 이것을 다시 환산하면 약 100$/차로km가 되며 우리나라의 아스팔트 포장도로 약 61,000Km (약 180,000차로×km)에 대하여 적용하면 일반적인 연간 적정유지보수비용은 약 210억원이 된다.
기준 값이 1985년도 자료이므로 달러 가치가 반으로 되었다고 하여도 420억원이 되고 3,690억원과 비료하면 우리나라에서는 아스팔트 포장도로에 일반적인 유지보수비의 약 8배 이상이 사용되고 있는 것이다. 어떠한 이유로도 해명되기 힘든 수준일 것이며 이것은 우리나라 도로의 짧은 수명과 잘못되고 과다한 비용의 보수공법선정이 상승작용을 한 결과인 것이다.
7. 정상적 도로를 위한 건의
우리나라 아스팔트 포장도로의 문제점이 오래도록 유지되어온 이유를 다른 측면에서 말한다면 아스팔트의 상등품 사용 예가 없었기 때문으로 볼 수 있다.
비교되는 양질의 상등품 아스팔트가 일부라도 사용되었다면 일반 기술자에게 문제점이 노출되고 개선의 요구가 있었을 것이다.
아스팔트 사용자가 품질의 개선 요구없이 잘 사용하여줌으로써 품질 경쟁체제가 존재하지 않았던 것이 문제였다고 생각된다. 과거의 국산 아스팔트 중에도 제품별로 품질의 차이는 있었겠으나 구분없이 사용됨으로써 일부도로에 바퀴자국 패임 현상 등이 있게 되었다.
상등품의 사용 예를 조속히 확립하는 것이 매우 중요하다.
아스팔트 포장도로가 개통되어 15~20년 이상 보수 없이 사용되고 산화작용 및 차량바퀴에 의한 마모 등으로 도로표면이 거칠게 될 때 같은 아스팔트로 표면 처리하여 미국의 예와 같이 30~40년 이상이 유지되는 도로가 상당수 있게 될 때 한국도로도 정상화 되었다고 볼 수 있을 것이다. 그때는 일반도로에 아스콘층 두께 5Cm미만의 포장을 하더라도 10년 이상의 수명을 가질 것이다. 이것은 특수재료의 사용을 의미하는 것이 아니고 보통의 포장용 아스팔트 상등품을 사용하는 것을 의미한다.
이러한 조치는 당장에라도 가능한 것이다. 일제나 미제정도의 상등품 아스팔트를 수입하여 도로표층포장에 사용하기만 하면 된다고 생각한다. 아스팔트의 품질차이는 도로수명에 2~3배 이상의 큰 차이를 발생시킬 수 있기 때문이다.
비교사용만이 이 글의 신빙성을 확인할 수 있는 유일한 방법이다.
품질시험 성적서는 이미 그 신뢰성을 상실하고있다. 그리고 이러한 품질의 차이는 육안으로 쉽게 판단할 수 있는 문제이고 시험과정이 필요하지도 않은 것이다.
과거에 국산 아스팔트를 사용한 아스콘은 보통의 검은색이지만 상등품 아스팔트를 사용하면 새까맣고 반짝이는 윤기가 있어 각각을 볼 때는 잘 모르지만 같이 볼 때는 확실히 구분된다. 과거 국산 아스팔트는 포장 후 2~3년 내에 표면색깔이 허옇게 변하였지만 상등품은 그렇지않다.
아스팔트에 대한 품질시험에서 신도(伸度)에 대한 시험이 가장 중요한 것으로 생각하는데 일본규격(JIS)에서는 15°C에서 100Cm이상이고 KS에서는 25°C에서 100Cm이상으로 차이가 있어 이것이 품질의 차이에 상당한 영향을 주는 것은 아닌지 연구원들에게 문의하고 싶은 것이다. 이 경우 KS규격기준이 JIS보다 완화되어있는데 이것을 별 것 아닌 것으로 여겨서는 안 될 것으로 생각된다.
도로포장용 아스팔트를 일본에서 수입할 경우는 국내제품과 가격차이는 별로 없는 듯하다.
2001년도 SK에서 중국에 주로 수출한 단가는 약 21.63$/bbl (F.O.B)이고 일본에서 소량 수입한 단가는 약 23.13$/bbl (C.I.F)로서 인도조건이 다르기 때문에 정확한 비교는 힘들지만 별 차이가 없음을 알 수 있다.
각지방 자치단체에서는 도로보수 예산부족으로 어려움이 있다는 말을 들었으나 자체에서 적정 대책을 수립하여 추진만 한다면 멀지않은 장래에 골치 아픈 도로보수문제는 해결될 수 있을 것이다.