1. 일본 교량의 현재 상황, 특히 철교의 피로와 그 원인

수요가 높은 순서로 정비를 하는 것은 사회자본 정비의 기본이다. 이것은 기술적인 경험이 부족한 순이며, 사용조건이 엄격한 순서이기도 하다. 일본의 사회자본 정비는 1960년~1970년에 집중되었다. 철교는 이 기간에 리벳구조에서 용접구조로 변화하였다.

철도에서는 도카이도 신칸센이 용접구조로 한 최초의 대규모 프로젝트이다. 용접 기술개발이 상당히 진행되었고, 한정된 시간과 예산 중에서 효율적인 정비를 고려하면 용접구조의 채용은 당연하였다. 용접이 구조물의 경량화와 우수한 경제성을 실현하였다. 이것은 세계의 동향과 유사하다. 그러나, 그 시대에 건설한 구조물의 피로는 세계 중에서 큰 문제가 되고 있다.

그리고, 강상판(鋼床版)의 균열도 큰 문제이다. 강상판은 얇은 강판을 종횡으로 조합시켜 만든 상판이다. 다리를 건너는 자동차를 직접 지지하는 자재이지만, 하중이 크면, 한번의 많은 피로 균열이 발생한다. 독일에서 제안한 상판형식이지만, 세계에서 가장 많이 사용하고 있는 곳은 일본이다. 미국에서는 강상판을 사용한 다리는 약 30개 정도 밖에 없다. 유럽에서는 세번(Severne)교에서의 피로 손상이 유명하지만, 그 예는 많지 않다. 일본은 수도고속 및 한신고속에서 경량화를 위해 강상판을 많이 사용하였으며, 일본은 강상판의 사용과 그 피로문제에 관해서는 선진국이다.

세게 중의 다양한 다리 피해의 자료를 수집하여 철교의 피로손상 원인을 다음과 같이 분류하였다.

(1) 용접 시에 생성된 결함

(2) 피로강도가 낮은 부자재의 사용

(3) 설계에서 고려하지 않은 힘의 발생

(4) 부자재의 절단부

(5) 구조물의 예상치 못한 거동

2. America in Ruins

「America in Ruins」는 Pat Choate가 작성한 논문으로, 이 논문 때문에 일본에서도 교량의 노후화에 대한 관심이 높아졌지만, 미국과 일본에서의 상황은 상당히 다르다. 미국에서는 이전부터 피로설계를 실시하고 있어 차량 중량 계측스테이션이 있어 과적 트럭은 배제하고 있다.

일본은 안타깝게도 관리측과 국민 모두 이러한 종류의 문제데 대한 인식이 아직까지 낮은 상태이었다. 그러나, 현재 일본은 「America in Ruins」이 발표된 당시의 미국보다 심하지 않다. 건설 후 50년이 지난 교량의 노후화를 우려하는 이유 중 하나는 과거 대장성의 관리기준에서 재산으로 취급하는 연수가 50년으로 정해져 있기 때문이다. 「America in Ruins」에도 50년이라는 말이 언급되었다.

3. 자산관리의 도입

지금까지 건설 후 50년을 넘는 교량이 증가한다는 것을 생각하면, 쉽게 교체하는 시나리오에 따라 대응할 수 없다. 교체에 따른 사회적인 손실을 어떻게 고려해야 하는가도 검토할 필요가 있다. 그리고, 미국과 일본에서는 사정이 다르기 때문에 일본에 적합한 교량 관리를 확립할 필요가 있다.

현재의 유지관리 과제를 보면, 구체적인 검사 또는 진단이 이루어지지 않았으며, 제한된 재정 때문에 검사 및 진단의 중요성을 지적했지만 증가하지 않는다. 교량의 안전성을 확보하기 위해 당연하게 검산 또는 진단을 증가시켜야 하지만, 사회적인 역할 및 기능도 지속적으로 발휘해야 한다. 현재에도 교량은 계속 노화되고 있으나, 구체적으로 어떤 형태로 노화되고 있고 어느 정도 구조물의 성능에 영향을 미칠 것인가는 정확하게 파악하고 있지 못하다. 현재와 같은 상황이라면 노화의 진행으로 유지관리 비용이 막대하게 증가하여 예산제약에 의해 서비스가 저하될 수 있다.

현재의 기술로 통과하는 자동차의 중량을 측정하여 초과하는 차량의 진입을 중지시키는 것은 가능하다. 그러나, 현재의 행정적인 판단으로는 가능하면 그러한 일을 하지 않으려고 한다. 종래의 유지관리에서는 노화/손상에 대해 대증요법(symptomatic treatment)적으로 보수/보강 계획이 책정되어 왔다. 이용자의 니즈(needs)는 파악하여 사업에 반영되어 왔지만, 시스템에서는 정량적인 지표로서 조합되지 않았다. 니즈를 정량적인 지표로서 확실히 검토해 나가는 것이 자산관리이다.

구체적인 시스템 및 소프트웨어는 현재 존재하지 않는다. 그러나, 유비쿼터스 사회와 같이 현재는 정보화가 진행되고 있기 때문에 새로운 기술을 잘 조합하면 유지관리 분야도 고도화할 수 있다. 현재 미국의 교량 관리시스템인 PONTIS를 도입하려는 움직임도 있지만, 미국과 일본에서는 다르기 때문에 일본에 적합한 교량 유지관리 시스템을 구축해야 한다.  

4. 앞으로의 대응

2002년에 피로설계를 할 경우 사용할 피로설계 지침이 발행되었다. 그러나, 도로교(道路橋) 시방서의 본문에는 아직까지 포함되어 있지 않다. 2003년 4월에는 “도로 구조물의 앞으로 관리 및 갱신 등의 존재방식에 관한 검토위원회”에서 “도로를 자산으로 취급하여 도로 구조물의 상태를 객관적으로 파악, 평가하고 중장기적인 자산 상태를 예측하며, 제한된 예산으로 최적의 대책을 결정할 수 있는 종합적인 유지관리 시스템의 구축이 필요하다”하는 최종 결론이 나왔다. 그러나, 자산관리의 도입은 현재까지도 구체적인 형태로 나타나지 않았다.

2008년 5월에 “도로교의 예방 보전을 위한 전문가회의”에서 국가 수준의 기본방침이 제시되어 다음과 같은 구체적인 액션플랜을 기술하고 있다.

(1) 점검의 제도화: 모든 도로교에서 점검을 실시

(2) 안전의 제도화: 기술기준, 자격제도, 인재육성에 충실

(3) 기술개발 추진: 신뢰성을 높여 부담(노동력, 비용)을 경감하는 기술개발을 추진

(4) 기술점검의 정비: 손상 사례의 집적과 발신, 고도 전문기술자의 육성

(5) 데이터베이스의 구축과 활용: 효율적인 유지관리와 유지관리 사이클의 확립