1. 소개

 

주 교통국과 그 외 교량기업들은 미국의 도로교 보전과 대책을 강구하는데 심각한 난제에 직면해있다.

 

전국 60만개 교량의 25퍼센트 이상이 구조적으로 결함이 있거나 기능적으로 노후 되고 구식이 되었다. 기존 교량의 30퍼센트 이상이 50년이라는 설계상 수명을 초과했고 여러 가지 단계의 유지보수, 보강, 교체할 필요가 있다. 이 문제는 통행수요가 증가하고, 예산이 한정되고, 인건비와 자재비가 증가함으로써 악화되었다. 이러한 환경은 대부분의 교량기업들이 그들의 교량문제에 필요한 것을 강구하고 해결해 나가는 접근방법에 혁신적이기 보다는 반복적인 원인이 되었다.

 

교량기업의 대표와 소유주는 그들의 교량 자산에 대한 전반적인 경영에 절대 필요한 요소로서 교량 보전을 위한 체계적인 과정을 선택하고 수행함으로써 불가피하게 보다 더 전략적일 필요가 있다.

 

성공적인 교량프로그램은 보전과 교체를 균형 있게 하는 접근방법을 추구한다. 보전의 필요성을 무시하고 결함 있는 교량을 교체하는 데에만 초점을 맞추는 것은 장기적인 관점에서 비효율적이고 터무니없이 비싼 비용을 치르게 될 것이다. 교량자산을 경영하는 “제일 최악의” 접근방법을 채택하는 것 또한 양호한 상태의 교량을 일반적으로 고비용과 그 외의 문제점과 연관된 결함 있는 카테고리로 전락시키는 비효율적인 결과를 가져올 수 있다.

 

양호한 상태의 교량에 대한 예방프로그램의 목표는 비용 효율적인 전략과 교량의 사용수명을 을 최대화하기 위한 행동을 취하는 것이다. 적기에 적절한 교량보전대책의 적용 및 실행은 보다 낮은 수명 비용에서 교량의 사용수명을 늘릴 수 있다.

 

보전활동은 종종 대다수의 재건이나 교체활동보다 비용이 훨씬 덜 든다. 인증된 보전대책을 지연하거나 멀리하는 것은 훼손을 초래할 것이며 실현 가능한 방안이나 보전에서 교체까지의 활동을 단계적으로 확대할 수 있다. 후자는 광범위한 작업과 고비용의 결과를 초래할 것이다. 실행 가능한 대안은 교량의 구조적 완전상태를 보장하고 교체가 필요하기 전에 사용수명을 늘리기 위한 것으로 견실한 교량에 대한 적시의 그리고 효과적인 교량보전대책이다.

 

2. 목적

 

이 지침은 교량 관련 정의와 유사한 논평, 예방 보전(PM)프로그램으로의 체계적인 접근을 위한 골격을 제공한다. 목표는 교량예방에 대한 지침을 제공하는 것이다. 이 지침은 어떤 사람을 위한 어느 권리도 만들지 않으며 누군가에게 권리를 부여하지도 않을 뿐더러 교량기업이나 교량운영기관을 결속하기 위해 작용하지도 않는다.

교량기업이나 기관은 만약 이 지침이 적용법규 및 규칙의 요건을 충족시키지 못한다면 대안수단을 사용할 수도 있다.

 

3. 범위

 

이 지침은 연방, 주, 지방의 교량 엔지니어, 지역 엔지니어, 교량기업, 교량보전 전문가를 위해 의도된 것이다. 실행 가능한 교량보전프로그램의 성공은 이러한 개개인들 뿐 만 아니라 이 외의 연방지원 도로프로그램을 지지하는 사람들에게 해당이 될 것이다.

 

4. 적합성

 

지난 30년간, 의회는 연방지원교량프로그램을 통해 주정부들에게 대략 776억 달러를 제공했다. 2008년, 의회는 명칭을 도로교 교체 및 보강프로그램에서 도로교 프로그램(HBP)으로 바꾸고 적정한 활용으로서 체계적 보전프로그램(SPM)을 추가함으로써 전국의 교량하부구조에 대한 보전을 다시 강조하기 시작했다.

 

미국의 법(U.S.C.), 제23장, 144항에서는 HBP자금을 다음의 개발을 근거로 도로교 교체 및 보강을 위해 사용하도록 하고 있다. (1) 교량목록(NBI) (2) 분류시스템양호도 조사 및 선택목록) (4) 교체 및 보강 선택사항의 비용평가 (도로결함상태 및 도로양호도 조사) (3) 분류시스템의 범위 내 최우선 시스템(도로

이러한 자금은 교체, 보강, 페인팅, 내진보강, SPM, 세굴대책의 시설, 연방도로상에서 그리고 벗어난 곳에서 적정한(즉, 선택목록) 도로프로젝트에 결빙방지나 해빙 합성물의 적용을 위해 확대될 수도 있다. 추가적으로, U.S.C. 144(d) 23에서는 이러한 자금이 내진보강, SPM, 교량이 교체될 조건인지 보강조건인지와 관계없는 세굴대책을 위해 확대되도록 허용하고 있다.

 

- 예방보전을 위한 연방지원자금의 사용에 대한 추가적인 정보를 얻기 위해서 부록 C에 있는 FHWA 기록을 참조 하시오.

 

이어지는 논평에서는 각 카테고리 하에 포함된 요건 및 활용의 종류에 관한 보다 세부적인 사항을 연구한다. 상례적인 유지보전에는 연방지원 도로자금이용 자격이 되지 않는다.

 

5. 정의 및 관련 주석

 

성공적인 교량프로그램은 교량의 예방 및 교체 필요성을 처리하는 전략적, 체계적이고 균형 잡힌 접근방법에 근거한다.

 

여러 가지 정의가 논평과 더불어 이 부분 내에 제시되어 있다. 교량보전 전문가들을 위해 명쾌하고 일관된 전문용어 수립의 수단으로서 그 정의가 제공되었다.

 

교량보전- 정의

 

교량 및 교량요소들의 보전, 훼손의 지연 또는 감소, 기존 교량의 기능 복구, 양 호한 상태로 교량 유지 및 그들의 수명 연장을 위한 활동이나 전략으로서 교량 보전을 정의한다. 보전활동은 보전이나 상태유지노력일 수도 있다.

출처: FHWA 교량예방특별전문위원회

 

교량보전- 주석

 

효과적인 교량보전활동은 교량이 여전히 양호하거나 평균적인 상태에 있고 심각 한 훼손이 시작되기 전에 교량에 대한 예방전략 및 활용을 적용함으로써 비용을 들여 재건하거나 교체할 필요성을 지연시키기 위해 의도된 것이다. 교량보전에는 보전 및 보강활동이 포함된다.

 

효과적인 교량보전프로그램:

 

1) 교량의 상태를 보전하고 사용수명을 연장하기 위한 네트워크 수준에서 장기적 인 전략구축 및 실행에 힘쓰기

2) 지속적이고 충분한 자원 및 자금원 확보하기

3) 적절한 비용과 효과적인 방안이 적기에 적용되도록 충분한 도구와 과정 확보 하기

 

보전관리- 정의

 

보전관리는 기존의 도로시스템과 시스템을 보전하고 미래에 일어날 수 있는 훼손을 늦추고 상당하게 늘어나는 구조적 수용력 없이 시스템의 기능적 상태를 유지하고 향상시키는 기존 도로시스템의 부속장치에 계획된 비용효과적인 전략이다.

출처: AASHTO 유지보전 부위원회

 

보전관리- 주석

 

교량기업은 대개 사용수명이 많이 남아있는 구조물의 요소 또는 구성요소에 보전관리를 적용한다. 교량보전의 주요부분으로서 PM은 견실한 교량(양호하거나 평균적인 상태)에 비용효과적인 방안을 적용함으로써 사용수명을 연장하는 전략이다. 교량보전관리의 개념은 계획된 비용효과적인 방안이 양호한 상태의 교량을 유지하고 미래의 훼손을 저지하고, 교량의 재건 및 교체에 드는 대규모 비용을 피하기 위해 수행되어야 할 것이라는 사실을 제시하고 있다.

 

주기적인 보전관리 활동- 정의

 

활동은 이미 결정된 기간에 수행되었고 기존 교량요소나 구성조건의 보전을 목적으로 했다. 교량요소나 구성조건이 이러한 활동의 결과로서 직접적으로 향상된 것은 아니지만 지연으로 인해 훼손이 예상되는 것은 사실이다.

 

주기적인 보전관리 활동- 주석

 

여러 가지 수행 방안과 방안 활용 빈도수는 바람직한 수준의 서비스와 프로그램 목표에 근거한 주기적인 활동을 위해 수립될 수 있다. 예를 들면, 교통량이 더 낮은 다른 도로시스템 상에 있는 교량목표와는 다른 미국도로시스템상의 교량을 위한 수행목표를 수립할 수도 있다.

 

보전관리 활동에 근거한 조건- 정의

 

교량조사과정을 통해 필요하고 확인된 교량요소에 수행된 활동

 

보전관리 활동에 근거한 조건- 주석

 

이러한 활동은 대개 보수상태가 좋아서 교량요소를 복구하기에 적당한 조건의 전반적으로 양호한 상태에 있는 교량에 수행된다. 그 조건은 주기적인 보전관리활동과 마찬가지로 교량의 사용수명을 연장하기 위해 설계된 보전관리활동에 근거를 두고 있다.

 

보강- 정의

 

보강은 교량을 구조적으로 완전하게 복구하기 위해 필요한 주요 작업뿐만 아니라 주요 안전 결함을 바로잡기 위해 필요한 작업을 의미한다. 출처: 23 cfr 650.403(C)

 

보강- 주석

 

보강작업은 하나 또는 다수의 요소 그리고/또는 구성요소에 대해 행할 수 있다. 교량보강프로젝트는 종종 교량을 구조적으로 완전하게 복구하고 주요 안전 결함을 바로잡기 위한 목적이 있다.

 

 

그림 1에서 볼 수 있듯이 교량보강활동을 교량예방으로 간주한다. 그러나 종종 보강으로 생각하는 운행차선 추가와 수직하단간격높이기(crearance)와 같은 기능적 개선은 보전으로 간주되지 않는다.

 

교량보강프로젝트는 교량요소나 구성요소의 완전한 거의 완벽한 복구를 제공한다. 이러한 프로젝트는 보통 설계, 장기적인 완성 스케줄, 상당한 비용에 대한 많은 엔지니어링 정보를 요한다. 대부분의 보강프로젝트는 여러 교량구성요소의 보수를 포함하지만 교량바닥판 교체에는 제한적일 수 있다.

 

교체- 정의

 

구조적으로 결함이 있거나 기능적으로 더 이상 쓸모가 없는 교량을 동일한 일반교통로에 새로운 시설물로 전체를 교체 시공하였다. 극소량의 접근작업, 기존도로에 새로운 시설물을 연결하기에 충분하거나 목표수준을 훌륭한 설계수행에 따라 이를 수 있는 목표점으로 되돌리기에 충분한 작업이 또한 바람직하다. 교체구조물은 그것의 설계수명이 지속되는 동안 그 시설물의 형태와 예상교통량에 필요한 현재의 기하학적 시공과 구조적 기준에 맞추어야 한다. 출처: 23 CFR 650.405(b)(1).

 

교체- 주석

 

교량보강과 마찬가지로, 교량교체프로젝트도 설계, 아주 중요하고도 복잡한 완공 스케줄, 상당한 비용에 대한 엔지니어링 자원을 요한다. 보강비용 대 교체비용을 따져 볼 때 보통 생애주기비용과 경제적 요소를 고려한다.

 

교량교체는 예방활동으로 간주하지 않는다.

 

상태등급:

 

상태등급은 교량요소의 손상이나 훼손의 본질과 정도를 분류하는 것이다. AASHTO 교량요소검사지침편람, 2011 초판에서는 교량요소와 그들에 맞는 상태등급에 대한 자세한 정보를 제공하고 있다. 이 지침 편람에 따라 각 교량요소는 4개의 상태등급을 가질 수 있다. 상태등급이 높으면 높을수록 손상 그리고/또는 훼손의 심각성도 높아진다. AASHTO 지침편람에서 정의한 모든 요소는 같은 일반요건이 있다.

 

1. 상태등급의 표준 수

2. 상태등급은 일반적으로 양호, 보통, 부실, 심각의 일반표현으로 구성되어 있다.

 

미국 교량 목록(NBI) 일반상태평가(GCRs)

 

일반상태평가는 준공상태와 비교해 볼 때 기존의 교량이나 지하배수로를 설명할 때 사용한다. 교량에 사용되는 자재는 교량 바닥판, 상부구조와 하부구조의 물리적 상태를 고려하여 사용한다. 이러한 정보는 FHWA부호화 지침에서 묘사했듯이 범위가 0(낙제상태)에서 9(우수상태)까지 숫자로 GCRs를 결정하는데 사용된다. 부록 A는 이러한 각각의 수치 값에 대한 해석을 제공한다. GCRs는 교량의 바닥판, 교량의 상부 및 하부구조, 지하배수로를 평가하는데 이용된다.

 

양호한 보수상태 (SGR)

 

개별적으로 시스템으로서 모두 기존의 물리적 자산이 (a) 사용할 수 있는 서비스 수명 내에서 설계된 것으로서 기능을 하고 있는 상태, (b) 정기적인 유지관리와 교체프로그램을 통해 지속되는 상태. SGR은 시스템 수용력과 성능을 설명하는 포괄적인 자본투자프로그램이라는 단 하나의 요소를 제시한다.

 

앞에서 언급한 SGR의 정의를 고려해 보면 그것이 물리적 자산에 적용될 때, 교량자산에 대해 SGR은 교량요소, 구성요소의 기존 물리적 상태나 전체교량이 (a) 설계된 대로 기능을 하고 있고 (b) 정기적인 유지관리, 보전, 교체프로그램을 통해 지속되었다는 것을 의미할 것이다.

 

구조적 결함 (SD)

 

교량은 만약 중요한 하중운반요소가 훼손 그리고/또는 손상 때문에 부실한 상태가 되었다면, 또는 교량에서 제공된 적절한 배수구가 내구적일 수 없는 교통을 방해하는 월류를 일으킨다는 점에서 매우 불충분하다는 결론을 내리게 되었다면 SD라고 생각할 수 있다.

 

SD는 다음과 같이 수치로 정의되어 있다.

. NBI의 4 또는 그 이하(부실상태) 의 일반상태평가 교량 구성요소(바닥판, 상부구조, 하부구조, 배수로)

 

. 구조적 평가 또는 배수로 타당성은 2 또는 그 이하(매우 낮은 하중비율 수용력의 교량, 또는 상당하고도 심각한 교통정체로 월류가 예상되는 교량)로 평가된다.

 

기능적 낙후 (FO)

 

교량바닥면 형상, 하중운반능력(현재 주정부의 법적 하중과 원래 설계상 하중의 비교), 간격, 인접도로정비가 더 이상 일체로 된 부분의 시스템을 위한 일반적인 기준을 갖추지 못했을 때 교량은 FO로 간주된다. 일반적으로 FO는 그 교량이 오늘날 사용되지 않는 기준에 따라 건설되었다는 것을 의미한다. FO분류에 주로 들어가는 특성의 예들:

. 낮은 하중운반능력

. 낮은 배수로 적합성

. 교량 바닥면 형상(불충분한 도로바닥 폭)

. 불충분한 수평 및 수직 간격

. 부실한 인접도로정비

 

도로 양호도 조사(SR)

 

도로 양호도 조사 공식은 서비스 유지를 위해 교량 양호도를 나타내는 수치를 얻기 위해서 4개의 분리 요소를 계산함으로써 도로교 자료를 평가하는 방식을 제공한다. 이 방식의 결과는 퍼센테이지로 나타내는데 100퍼센트는 완벽하게 양호한 교량을, 0퍼센트는 아주 불량하거나 결함 있는 교량을 나타내는 것이다. 그 공식은 구조적 적합성, 기능적 부실함과 서비스 수준, 공공이용을 위한 필수 불가결성을 고려한 것이다. SR공식은 FHWA의 구조물, 전국의 교량목록 및 평가를 위한 기록과 부호화 지침의 부록 B에서 설명하고 있다.

 

6. 체계적인 보전관리(SPM)프로그램

 

체계적인 예방보전이란 무엇인가?

연방지원자금을 이용을 위한 SPM프로그램 변수 확보하기

SPM프로그램 변수 주석

 

▣ 원문제목 : BRIDGE PRESERVATION GUIDE MAINTAINING STATE OF GOOD REPAIR USING COST EFFECTIVE INVESTMENT STRATEGIES

 

▣ 원문의 주요목차*********************************************************************

1. 소개

2. 목적

3. 범위

4. 적격성

5. 체계적 예방 유지관리 프로그램