1. 신기술 평가의 배경

도로교의 건설의 경우, 최근 기술제안형 계약방법의 도입과 보급도 있으며, 공사비 및 공사기간이 축소할 수 있는 등의 이유 때문에 “신기술”의 채용을 검토하는 경우가 증가하고 있다. 신기술이란 해당 다리의 설계시공에서 요구성능의 근거로서 적용되는 기술기준류의 규정내용만으로 기술기준이 요구하는 요구성능에의 적합성을 간단하게 판단할 수 없다. 또한, 판단에 있어서 공학적 근거 및 검증방법이 반드시 일반화되어 있지 않으며, 개별조건별로 엄중한 검증작업이 불가피하다는 것을 가리키고 있다.

실무관계자의 기술기준류의 자리매김 및 이것이 본질적으로 요구하고 있는 요구성능의 수준 및 신뢰성 또는 도로교와 같은 사회인프라 설계에서 적어도 엄밀하게 지켜져야 하는 요구성능 달성의 확실성에 대한 사회적 요청에 관한 이해부족 및 불충분한 인식이 있으면, 이러한 신기술의 평가에서 충분한 성능검증이 이루어지지 않은 채 실제 구조물이 설계 및 시공되는 위험성이 있다.

예를 들면, 설계 및 시공상의 부조화 및 성능검증의 타당성에 관한 모의, 목적공작물로서 요구에 대한 적합성에 관한 계쟁(係爭)사례에 관한 국토기술정책종합연구소와 독립행정법인 토목연구소가 기술상담에 대응하는 사례의 수도 최근 증가 경향이 뚜렷하다. 그 중에는 단지 응답치의 산출방법을 예시한 것이 지나지 않는 기존의 설계기술서를 해당 구조물이 만족해야만 하는 요구성능의 수준을 규정한 것을 기술기준류와 혼동하여 이해하는 등 기준에 정한 성능을 만족하기 위해 실시되어야 하는 설계행위가 적절하게 이루어지지 않는 데 기인하는 것도 많이 포함되어 있다.

기술기준에 기초하여 성능조사라는 행위에 대한 인식부족 및 이해부족에 기인하는 부적절한 기술평가가 이루어지는 경우의 대표적인 예를 다음과 같이 제시하였다.

- 설계에 이용하는 허용치 및 시공품질 등이 기준화되어 있지 않은 새로운 재료의 사용(예: 고강도 콘크리트, 고강도 철근, FRP, 알루미늄 등 비철재료 등)

- 조사에 이용한 허용치 및 안전율 규정의 전제라 할 수 있는 응력 등의 산출식 및 방법에 관한 구체적인 기술이 기준에 나타나 있지 않은 구조

- 기준 규정의 전제조건(적용범위, 세부구조, 시공방법, 재료 및 시공품질)과의 불일치가 있는 것

이와 같이 단순하게 엄수해야 하는 기준류를 따르는 것만으로는 성능이 보증되지 않는 경우, 단순히 어떤 가정조건으로 외력에 대한 응답치 및 발생되는 현상과 거동을 추정하는 것은 다양한 해석 등의 방법을 이용함으로써 가능하다. 그러나, 해당 구조물이 엄수해야만 하는 기술기준류가 달성을 요구하는 요구성능이 만족하는가에 대한 것은 구조물 설계의 본질적인 목적으로서 각 조건을 적절하게 반영하여 개별적으로 검토할 필요가 있다.

현행 도로교 시방서는 2002년 개정에서 성능규정형으로 전환이 도모되었으며, 일부 하중조건 등을 제외하고 “소정의 성능을 만족하는 것이면”, 반드시 기준에 구체적으로 기술이 있는 방법에 의존하지 않더라도 가능하다는 체계임을 명확히 하였다. 따라서, 기준에 구체적으로 정해지지 않은 재료 및 구조, 설계방법 등도 다리 및 구조, 부재별로 각각 필요한 곳의 성능이 만족되도록 자유로운 방법을 채용할 수 있다.

그러나, “소정의 성능이 만족되는 것”이 기준 요구의 본질이며, 2002년 개정 시에는 기술기준으로서의 요구성능에 관하여는 내구성에 관한 기술이 충실하였지만, 큰 변경없이 “어떠한 외력 등의 조건에 대해”, “다리의 어떤 형태가 확보될 것인가”라는 다리의 성능에 관하여는 정량적인 명시의 유무에 관계없이 1996년도까지의 도로교 시방서와 거의 동일한 수준이 요구되고 있다.

기준류의 성능규정화에서는 요구성능이 명시적, 정량적이며, 성능조사의 방법이 확립되어 있는 경웅에는 이것을 기준의 일부로서 규정함으로써 다양한 제안에 대해서도 기준 적합성의 검증성이 확보된다. 그러나, 지금까지 도로교 시방서를 적용함으로써 표현되어 왔던 다양한 도로 성능의 대부분에 관해서는 이것을 구체적인 공학적 지표로 명시하는 것이 곤란하며, 다양한 대책안에 대한 기준의 요구와의 적합성을 검증하는 방법도 확립되어 있지 않다.

때문에, 현행 도로교 시방서에서는 대채안에 대한 검증 가능성 이외에 종래 대부분의 규정내용을 그대로 기준의 요구를 만족할 수 있는 기준해로서 규정하고, 그것에 충실한 경우에는 다시 성능을 검증할 필요가 없다는 규정방법을 채용하고 있다.

그 결과, 기준체계는 요구성능을 만족하면 자유로운 설계가 가능하다고 되어 있으나, 표준해를 만족하지 않는 경우에는 그것에 의해 영향을 받는 다양한 항목에 관하여 소정의 요구성능이 만족되는 것을 검증하도록 요구된다. 한편, 검증은 이용할 수 있는 구체적인 조사방법 및 평가항목에 대해 대부분 기준에는 찾을 수 없으며, 각 조건에 비추어 개별적으로 검증방법과 내용을 적절하게 설정하고 그것을 실행하는 것이 필요하다.

특히, 요구성능이 기준상 검증 가능한 공학적 지표로 정량적으로 나타나 있지 않은 경우데 대해서는 표준해와의 상대비교에서 “적어도 표준해로서 규정되어 있는 방법과 비교하여 동등하거나 이상의 성능이 제안된 관점에서 얻어진 것이라고 생각할 수 있다”라는 증명을 수행하는 것이 유력한 검증방법이 될 것이다. 이러한 관점에서 어떤 방법으로 동등성을 검증할 것인가에 관해서 현재 통일된 것은 없다.

때문에, 각각의 조건에 대응하여 관계자간의 합의에 기초하여 판단하고 있는 것이 현실이며, 검증의 수준이 달라지는 등 타당성의 판단기준에 폭이 발생할 가능성도 생각될 수 있다. 도로법상의 도로교에서 동일한 기술기준(도로교 시방서)을 적용하면서, 실태로서 실현하는 다리의 성능에 큰 괴리가 발생하는 것을 피하고, 최저한의 필요성과 그 수준은 확보되어야 할 필요가 있다.

이상과 같이 현상을 검토한 후, 본 연구에서는 도로교 시방서에 의해 지금까지 실현해 온 대표적인 형식의 다리 및 그것을 구성하는 부재의 성능에 관하여 재평가를 수행하였다. 그리고, 도로교 시방서의 기술을 단순하게 해석하는 것만으로 도로교 시방서가 추구하는 요구성능에의 적합성이 간단하게 판단할 수 없는 경우에 대해, 개별적으로 성능검증을 수행할 때 유의점 및 검증방법 구축의 기본적인 사고방식에 관하여 정리하였다.

 (그림) 성능조사의 기본적인 흐름

2. 가이드라인의 자리매김

본 가이드라인은 도로교 시방서에 준한 도로교의 설계, 시공을 수행할 경우를 적용조건으로 하여, 도로교 시방서의 기술을 단순하게 해석하는 것만으로는 도로교 시방서가 요구하는 요구성능에의 적합성을 간단하게 판단할 수 없을 경우에, 개별적으로 성능시험을 실시할 경우, 유의점 및 검증방법의 구축에 관한 기본에 관하여 가이드라인으로서 주요항목 및 착안점을 가능한 한 보편적으로 업무에 참고가 될 수 있도록 의식하여 정리하였다.

제I편에서는 신기술로서 개별검증 실시여부의 판단, 개별검증이 필요하다고 생각되는 경우에 필요한 검증계획의 입안에서 검증작업까지의 유의점 및 착안점 등에 관하여 도로교에서 과거에 실제로 사례가 있는 구조 및 재료로부터 추출하고, 가이드라인의 형식으로 체계적으로 정리하였다.

제II편에서는 최근 채용이 검토되는 경우가 많은 구체적인 새로운 기술에 관하여 도로교 시방서의 요구와의 적합성이 조사된 사례의 포인트를 소개하였다.

제III편은 철강 및 콘크리트의 도로교에 관한 최근 검토사례가 있는 신공법의 대표예에 관하여 구체적인 도로교 시방서가 요구하는 성능을 만족하고 있는가 검증하기 위해 도로교 시방서의 규정에 의한 것 이외에 필요한 다양한 조사항목 각각에 관하여 예시적으로 체계적 정리를 시도하였다. 가교조건 및 하중조건 등에 의해서도 조사내용은 반드시 동일하지 않기 때문에 신기술 채용에서의 성능조사 계획의 참고가 되는 것을 의도하였다.

실제 성능조사에서는 해당 다리에 요구되는 성능뿐만 아니라, 가교환경 및 입찰계약 상의 제약조건 등 다양한 조건이 관련되어 있기 때문에, 본 가이드라인에 언급된 사항 또는 개별로 예시한 방법에 의해 충실하게 실시하는 것이 반드시 성능조사가 완료될 수 있다는 것을 보증하는 것은 아니다.

따라서, 도로교 시방서를 적용기준으로서 건설되는 도로교에 관하여 성능검증의 필요성 및 실제 검증을 수행하는 경우에는 본 가이드라인을 참고하고, 개별조건에 비추어 요구성능을 만족하는 것의 검증 가능성 판단 및 구체적인 검증계획의 입안, 실행을 실시해야 한다는 것을 주의할 필요가 있다.

3. 가이드라인의 구성

(1) 가이드라인 본문

신기술평가에서 고려되어야 할 사항 및 관점에 관하여 가능한 한 보편적인 내용으로 기술한 것이다.

요구성능 및 기술평가 개념 등의 기본사항과 신기술 평가방법에의 접근 및 구체적인 요구사항에 대한 검증방법의 예시로 구성하고, 활용이 편리성을 도모하여 주요 내용을 기술하였다.

본 가이드라인은 정부령 및 고시 또는 통달이라는 법적 또는 조직규정 등과 같이 각 자체가 구속력을 가지고 있는 것이 아니고, 최근 도로행정의 면에서 다양하게 수행되고 있는 기술평가의 실적과 도로교 시방성이 규정에 관한 기존의 연구성과 등의 분석으로부터 대표적인 사례 및 평가의 관점에 관해 정리한 것이다. 따라서, 도로교의 건설 및 관리에서 기술적인 검증에 필요한 사항이 반드시 총망라되어 있는 것은 아니므로 주의가 필요하다.

(2) 해설

가이드라인 본문의 내용을 보충하고, 해설한 것이다. 가이드라인 본문과 마찬가지로 해설에 행정적 또는 법적인 위치가 없으며, 그 의미에 관해서는 가이드라인 본문과 차이점은 없다. 본문과 겹치는 것을 방지하는 의미로 조문으로서는 가능한 한 보편적인 표현으로 기술하고, 추상적, 보편적 표현이 되도록 하였기 때문에 의미하는 것이 정확하게 전달되기 어려운 경우도 있어, 해설로서 내용을 보충한 것이다.

(3) 구체적인 기술평가 사례

가이드라인 각 항목에 대해 현행 도로교 시방서에 나타난 표준적인 사양 등에 대응하지 않는 성능을 새롭게 검증하는 경우에 고려해야 할 주요 사항에 관하여 해당 규정의 근거 및 배경에 비추어 구체적인 예를 제시한 것이다. 대부분은 가이드라인의 작성에서 분석에 이용한 구체적인 기술평가 사례를 참고로 정리한 것이다.

(4) 참고사례, 참고자료

“구체적인 기술평가 사례”에 관한 참고가 되는 기술자료 중 대표적인 것을 소개하고, 이것과 유의 또는 동일한 사항에 관하여 실제 현행기준에 의한 이외의 구체적인 성능을 검증한 사례 및 조사방법을 소개한 것이다. 예시와 일체가 되어, 이러한 해당 기술의 평가에 참고가 되는 각종 기술자료에 관해서는 가능한 한 광범위하게 입수하여 사전에 이해하는 것이 적절한 평가에 효과적이다.

이상과 같은 사고방식으로 본 가이드라인은 신기술평가에서 고려해야 하는 사항 및 관점에 관하여 보편성 있는 표현으로 체계적으로 항목을 정리한 것이다. 이것은 다양한 신기술에서 기존의 기준항 만으로는 충분히 성능평가가 불가능하다고 생각되는 내용에 대해 가능한 한 그 내용을 포함하기 위해서 보편적인 표현으로 평가의 관점을 나타낼 필요가 있다고 생각되는 것을 고려한 것이다.

한편, 보편성이 있지만, 추상적인 표현에서는 실무에 수행하는 기술자에게는 대상기술에 해당되는 평가해야 할 구체적인 항목이 대상으로서 인식되지 않을 우려가 크다. 따라서, 본 가이드라인에서는 가능한 한 구체적인 사례를 소개하였지만, 이것은 최근의 직할사업에 관한 실제 도로교의 설계, 시공의 업무에서 기술적인 평가가 수행된 것으로 대표적인 것을 선택한 것이다. 예시와 평가의 관점으로 나타낸 보편적 표현의 항목을 대비시켜 대상기술에 맞을 가능성 있는 평가항목을 가능한 한 빠뜨리지 않고 추출할 필요가 있다.