도로 포장에 대한 과학 수사(forensic investigations)에 대한 개념은 오래 전부터 있어 왔음. 몇 십 년 전부터 이러한 수 백 가지의 수사가 미국에서 진행되었었음. 대부분의 수사는 도로 포장이 예측된 수명보다 일찍 망가졌을 때, 그 근본 원인에 대한 수사임. 이 이외의 다른 이유로 과학수사를 하는 이유는 다음과 같은 원인들이 독립적 혹은 서로 복합적으로 작용한 경우임.

  

1. 불량한 도로 포장에 대한 이유를 결정하기 위해,

2. 예외적인 도로 포장의 성능과 (또는) 지속성을 알아보기 위해,

3. 도로 포장 성능 예측에 대한 유효성 검사(실제 성능 vs. 예측 성능)를 하기 위해,

4. 실험적 검증단계에서 마지막 단계로 최종 조사를 실시하기 위해,

5. 구체적인 프로젝트 데이터를 다음과 같은 이유를 수집하기 위해:

   1) 재생 설계(Rehabilitation design),

   2) 소송 목적을 위해(예, 분쟁을 막거나 방어/ 소송을 지원),

6. 일반적인 데이터를 다음과 같은 이유로 수집하기 위해:

   1) 개발 지원을 하거나 도로포장 성능 예측 모델의 교정을 위해,

   2) 교통과 환경에 미치는 장기 영향에 대한 이해와 정량화를 위해,

   3) 구체적인 설계를 평가하고 건설 사례를 평가,

7. 도로 포장 관련 보증(warranty)을 인증하고,

8. 새로운 도로 포장 관련 제품이나 기술을 평가함.

과학 수사는 이러한 목적들을 달성하기 위해 수행됨. 이 보고서는 이러한 경우들에 대하여 과학 수사를 계획하고 수행하는 것을 설명하고자 함. 

과학 수사(forensic)이란 단어는 라틴어의 형용사인 forensis에서 유래하였고 그 뜻은 "포럼을 위해 또는 포럼 전에"를 의미함. 로마 시대에, 형사 고발은 사건 케이스를 대중의 포럼이 개최되기 이전에 미리 보내는 것을 의미하였음. 피고와 원고는 그들 각각의 입장에서 사건에 대해 연설할 기회가 주어졌음. 가장 논리적이고 전달력이 좋은 주장이 그러한 사건의 결과를 결정하였음. 

현대에서의 “forensics”이란 용어는 “forensic science”의 의미를 대체하고 있음. “forensic”은 법률이라는 단어와 동의어로 사용되거나 법원과 관련된 용어와 동의어임. 그러나 현대에는 “forensics”라는 용어가 과학 분야와 밀접하게 관련이 있게 되었고, 많은 사전에서 “forensics”에 “forensics science”와 같은 의미로 나타내고 있음. 

이 보고서의 목표는 고속도로 포장에 대한 과학 수사를 수행하기 위한 체계적인 절차를 제공하는 것임. 이 보고서에는 이러한 조사에 대한 체계와 계획에 대한 안내, 요구 사항에 대한 샘플링과 검증, 결과의 해석, 그리고 의사 결정 과정을 포함함. 여러 사례 연구는 각각의 단계를 설명하고 있음. 과학 조사의 중요한 요소는 요구 사항과 우선순위, 그리고 가용한 자원 사이의 균형을 이루는 것임. 이 보고서에서는 다음과 같은 이익을 가져오는 이슈와 관련한 요소들에 대한 조사에 초점을 맞추는 것에 도움이 될 것임:

ㅇ 수집된 정보의 활용 강화,

ㅇ 더 비용 효율적인 조사,

ㅇ 도로포장의 특성과 성능에 대한 이해를 높이고 도로 포장의 수명을 늘리는 방안을 파악하고 도로포장의 조기 장애 사항을 제거함,

ㅇ 도로포장 평가와 설계를 위한 모델의 개발을 지원하는 발전된 데이터 수집.

데이터 분석과 가설 검정은 문서화되고 평가된 모든 연관된 관측과 결과 검증에서 실시하였음. 연구에서 이 부분은 조사 대상에 대한 관측과 결과와 관련되었고, 그러한 관측과 결과에 대한 충분한 데이터를 제공할 필요가 있음. 또한 관측과 결과에 대한 결론을 지원하고 권고사항을 제안함. 

조사 대상 이슈에 따라 방법과 접근이 달라짐. 접근 방식에 대한 구체적인 디테일과 데이터 분석을 위한 방법론은 이 보고서에서 논의하지 않으나, 다음과 같은 항목이 고려될 것임:

1) 데이터의 합리성과 정확성을 확인하고, 만약 필요하다면 기관의 규범(agency norm)을 비교함. 만약 합리성을 만족시킨다면, 분석을 계속하도록 함.

   a. 합리성 검사는 특히 계산을 해야 하는 데이터에 있어서 중요함. 예를 들어, 금이 간 콘크리트 층에 있어서 2000 ksi(14GPa)에 대한 편향 데이터로부터 계산되어졌다면, 좋은 상태의 콘크리트 층에 있어서는 더 높은 값이 기대될 것임. 

2) 이슈화가 된 조사대상에 초점을 맞추고 조사 목적에 맞는 데이터를 분석함. 모든 데이터 관측과 테스트 결과는 고려되어야 하는데 그 이유는 다양한 요인으로 인해 복합적으로 작용하여 결과가 나쁘게 혹은 좋게 나올 수 있기 때문임. (예를 들어, CRCP 도로 포장의 펀치아웃은 평균치 이상의 강우 조건에서 적절치 않은 배수 결과를 가져올 수 있음. 그러나 과적차량의 도로 이용이나 질이 떨어지는 건설 자제들 역시 그러한 문제에 원인을 제공할 수 있음).   

3) 도로 포장 구조, 지반 토양, 교통량, 도로 배수, 그리고 환경적인 조건, 그리고 이러한 기반들이 어떻게 결과에 영향을 미치는지를 고려해야 함. 

4) 만약 가능하다면, 도로 포장 건설 정보에 따른 설계 의도와 구체적인 의도를 비교함. 

   a. 도로 포장 성능에 어떠한 차이점이 영향을 미치는지 결정함. 도로 필수 사항(예, 압축), 층의 두께, 다른 물질로의 대체, 추가적인 도로의 고르기 과정(leveling course), 실제의 강도(strength)와 강성(stiffness) 등의 편차는 예외적이고 낮은 성능을 설명할 수 있음. 

   b. 기관의 규범에 반하는 도로 포장 성능 비교. 만약 편차가 있다면 조사 대상 이슈에 대한 관측과 조사 결과를 통해 설명.

5) 만약 해당한다면, 관련한 주요 기후, 환경, 그리고 교통관련 사건에 대해 조사함. 도로 포장의 설계가 이러한 교통관련 사건에 대해 고려가 되었는지 아닌지를 결정하고, 이러한 사건에 대해 도로 포장이 적절하게 수용할 수 있는지를 판단함. 예를 들어 홍수, 결빙, 비 정상적 과적 차량, 설계된 교통량 보다 많거나 혹은 적은 경우, 실제 교통량, 도로가 과열이 된 기간 등이 있음. 

6) 만약 해당한다면, 전 프로젝트에 대해 건설과 구조의 다양성을 평가(예, 층의 두께)하고 그러한 관계에 대해 조사함.

7) 만약 연구팀에 관련한 특정 테스트에 전문가가 없다면, 그러한 특정 테스트 결과에 대하여 외부의 조언 또는 도움을 받아 해석함. 

최종 보고서는 연구에서 찾은 결과물들을 문서화하는 준비를 해야 하고 이러한 결과물들로부터 제안점을 찾아야 함. 이러한 최종 보고서에는 다음과 같은 내용이 포함되어야만 함. 

1) 내용 요약

   - 과학 조사를 착수한 이유와 주요 결과물, 결과가 내포하고 있는 의미, 그리고 필요하다면 취해야 할 행동에 대한 제안에 대하여 요약함.

2) 소개

   - 내용 요약에 이어 조사 이유에 대한 설명

3) 목적과 가설

   - 이슈와 잠재적인 과학수사 가설에 대한 구체화

4) 최종 조사 계획

5) 관찰과 측정

   - 주요 관찰에 대한 표, 측정 위치, 결과를 지지할만한 측정 결과들을 포함함.

6) 분석과 해석

   - 조사 이슈와 질문을 해결하기 위해 데이터 검증 해석을 요약함.

   - 조사 이슈와 질문에 대한 충분한 해결책을 찾았는지 확인함.

7) 결과물/결론

8) 제안

   - 조사로부터 찾은 결과물들을 이용하여 제안점을 제공함. 예를 들어:

       ㅇ 디자인 매뉴얼, 제어 장치의 구조와 질, 구적화, 검정 방법, 그리고 계약 문서의 변경.

       ㅇ 계약 요구에 대한 대처.

       ㅇ 기계적 모델에 따른 교정(Calibration) 요소.

9) 연구로부터 얻은 교훈

10) 연구 결과의 보급

   - 보급할 필요가 있는 연구 결과에 대한 자세한 기재와 보급 받을 필요성이 있는 사람들에 대한 자세한 설명.

11) 가능하다면, 조사를 착수하면서 들어간 비용과 조사 연구 결과 얻은 이득과 관련하여 비용-편익 분석.

12) 데이터 파이들의 위치(예, 과학 조사 데이터베이스의 웹사이트 주소).

과학 수사 조정관(coordinator)는 조사 감독관(director)으로부터 최종 보고서에 대한 승인과 제안을 받음. 그리고 조정관은 제안을 수행하기 위한 의사 결정을 기록하고 프로젝트 파일에서 찾은 결과물을 보급함.

도로 포장에 대한 과학 조사의 최종 단계는 조사의 마무리임. 이 단계에서는 조사에 대한 검토와 조사 결과로부터 앞으로 조치가 필요한 상황들을 파악하고, 최종적으로 프로젝트 관리 업무를 마무리 함. 이 단계에서는 다음과 같은 내용이 포함됨:

1) 연구와 관련한 모든 연구자와 조력자에게 감사의 인사.

2) 이 조사의 결과에 영향을 받을 모든 당사자들에게 통지.

3) 최종 보고서에서 나열된 모든 작업의 시작.

4) 문서화 작업의 완료.

5) 조사 비용에 대한 정리 완료.

6) 과학 수사 데이터베이스에 업데이트.

7) 프로젝트 파일을 완료함.