1. 연구배경 및 목적

일본은 1950년대의 고도성장기 이후 사회적 자본 스톡과 산업자본 스톡이 급속하게 확대되어 왔다. 현재 이 구조물의 대부분이 건설 후 40~50년이 경과함에 따라 열화대책에 관심이 모아지고 있다. 하지만 현재의 검사 기술은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

(1) 검사기술이 기본적으로 시각적인 면에 의하기 때문에 보이지 않는 손상을 감지할 수 없다.

(2) 매뉴얼화 된 검사 방법에서는 가정된 열화 밖에 발견하지 못할 가능성이 높다.

(3) 경험이 풍부한 점검기술자들이 이른바 베이비붐 세대에 겹쳐있기 때문에 2010년대 이후 순차적으로 일선에서 떠나는 것이 예상된다.

인프라 모니터링이 검사와 다른 점은, 모니터링에서 정상적으로 공용되고 있을 때 구조물의 거동 (진동, 변위, 온도, 기울기, 변형, 소리, 수분함량, 균열 등의 물리량)을 사전에 파악하고 지속적으로 모니터링을 계속하는 가운데 이상을 감지하고 보수가 필요한 시기를 추정하고, 최종적으로 부재의 큰 변형이나 파괴하는 징후를 파악할 것을 목적으로 하고 있다는 점이다. 모니터링 기술은 '점검에서 발견할 수 없는 구조물의 열화도 추적'이 예상된다. 본 연구에서는 인프라 모니터링 기술의 개발에 필요한 데이터를 축척하고, 앞으로 실시해야 할 과제를 검토하고 있다.

2. 정기 점검의 현황

도로 법률에서는 "도로의 정비 또는 수리(제42조)"에 관하여 "도로의 정비 또는 수리에 관한 기술적인 기준 및 기타 필요한 사항은 총리령으로 정한다"고 하고 있다. 그러나 다양한 기상조건, 교통조건, 지형조건의 모든 도로를 일정한 기준치로 관리하는 것에는 어려움이 있다. 현재 매뉴얼의 기본적인 검사방법은 "육안검사"가 중심으로 감독관의 주관적 판단을 수반하는 수법이 채용되고 있다. 객관적인 평가방법으로는 국소적인 검증을 할 때 "콘크리트의 균열폭ㆍ길이 측정" "적외선 서머그라피에 의한 콘크리트 박리 측정" "전자기 유도에 의한 깊이 측정 ""염화물 이온 농도 측정" 등을 실시하게 된다.

3. 모니터링의 현황

센서 기술의 발달로 광범위한 측정 및 저전력화, 센서자체의 장기수명화, 고정밀화 등이 진행되어 각종 물리량을 안정적으로 측정할 수 있도록 되었다. 적용 사례는 그림 1과 같다. (a)는 교량의 지지부분에 설치된 파단센서로 지지부에 과도한 변형이 발생하는 경우에 파단을 감지하고 경보를 발한다. (b)는 좌굴에 의한 교각의 기울기를 감지하는 센서이며, 경사량이 규정값을 초과하면 경보를 발한다. (c)는 광섬유를 이용한 경사면 모니터링 센서이며, 절벽붕괴의 초기 단계의 변위를 감지하여 관리자에게 경고한다.