건설폐기물 줄이고 시멘트 사용량 25% 온실가스 15% 감소 '친환경 공항' 만든다

 

 

 

 

 

녹색공항연구단 - (주)로드텍   
  

‘저탄소 녹색공항 포장 시공 및 유지관리 기법 개발’ 연구단이 지난 2011년 말부터 34개월 동안 중앙대학교 조윤호 교수를 단장으로 연구에 박차를 가하며, 핵심 성과물들을 선보이고 있어 이목이 집중되고 있다.

‘국토교통기술촉진연구사업’의 일환으로 진행되고 있는 이 연구는 ‘미래가치 창출을 위한 녹색공항 포장기술 개발’을 비전으로 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 ‘Minimum-delay 교통개방용 공항포장 생산 및 시공 기술’ 개발을 비롯해 ‘미래성장을 대비한 운영 및 유지관리 기술 구축’, ‘CO2 저감을 위한 공항 포장 설계 기술’ 등이 개발되고 있다. 

국내 최초 도로와 공항포장 유지관리 전문기업으로 탁월한 기술력을 보유하고 있는 (주)로드텍이 연구개발에 참여한 가운데 차별화된 성과들을 이끌어 내고 있어 눈길을 끌고 있다.

항공기 이동시 동체 영향 노면요철 측정 알고리즘 개발연구도 ‘순조’

연구단에 협동연구기관으로 참여한 로드텍은 2세부 과제인 ‘미래성장을 대비한 운영 및 유지관리 기술 구축’ 연구를 총괄하며, 세세부과제인 ‘공항 포장 요철 측정장치 개발’도 성공적으로 수행하고 있다.

이 과제는 미래성장을 대비한 운영·유지관리 기술 구축 개발을 목표로 ‘공항의 실제 포장 평가를 통한 PCI 개발 연구’와 함께 ‘개발된 포장상태 평가지수인 PCI(Pavement Condition Index)에 의한 보수보강 결정기준 도출’, ‘원위치 현장 크라싱 재생골재를 활용한 공항포장 재시공 공법 개발’, ‘CO2 저감효과 분석과 추정 알고리즘 개발’ 연구가 진행되고 있다.

이와 더불어 항공기가 지상에서 이동시 동체에 영향을 미치는 노면요철을 측정하기 위한 알고리즘 개발 연구와 개발 알고리즘을 적용할 수 있는 측정 장비 개발 등의 연구도 이뤄지고 있다.

 

연구내용
크게 3부분으로 나눠져 진행되고 있는 이 과제는 ‘공항포장 생태지수와 보수보강 결정기준 개발’ 연구를 비롯해 ‘지속 가능한 녹색공항 포장 재시공 공법 개발’, ‘항공기 특성을 고려한 첨단 고속요철 조사시스템 개발’ 연구가 진행되고 있다.

우선, 공항포장 상태지수와 보수보강 결정기준 개발 연구에서는 포장 수명 30% 연장을 목표로 공항포장 PCI 기준개발 마스터 플랜트 작성과 PCI 기준 개발, PCI 평가기준 지침서 작성 등의 연구가 이뤄지고 있다.

특히, 이 연구는 유지보수 실무에 사용될 기준인 만큼 현장적용을 통한 실효성 검증에 중점을 두고 진행되고 있다.

현재 국내의 결함내용과 심각도가 기존 PCI 체계와 크게 달라 국내의 대규모 공항에 적용하는데 무리가 있는 만큼 이 과제를 통해 도출되는 연구결과가 이를 해결하는데 이바지할 것으로 기대를 모으고 있다.

또한, 유지보수 예산의 효율적인 분배 근거 마련과 공항포장 생애주기 비용 절감 효과도 거둘 전망이다.

지속 가능한 녹색공항 포장 재시공 공법 개발 연구에서는 탄소저감 15%를 실현할 수 있는 기존 포장체 활용기법 개선과 노후화된 포장체 재활용 기법 개발 연구가 수행되고 있다.

이를 위해 흡수율 저감이 가능한 현장 순환골재 장비 개선과 함께 순환골재 콘크리트의 시방배합 설계, 표층 콘크리트 배합에 대한 물성 평가, 현장 순환골재 품질관리 시스템 구축, 재시공 공법 결정 논리와 평가기준 제시, 포장 표준배합 제시와 설계, 품질, 시공 기준 제시 등의 세부적인 연구가 이뤄지고 있다.

이 연구를 통해 나타난 결과물은 항만포장과 기타 건축, 토목과 관련된 분야에 고급용도의 순환골재 사용 시 근거로 제시할 수 있을 것으로 보이며, 형태필터를 이용, 영상처리를 통해 콘크리트 혼합물의 골재를 선별할 수 있는 시스템은 순환골재의 혼합사용 시 이를 평가하고 품질 관리까지 진행할 수 있는 토대를 구축하여 순환골재의 사용을 장려하는데 기여할 전망이다.

특히, 활주로 재포장을 할 경우 운반비용과 운반에 소요되는 이산화탄소 배출량, 인근 활주로 운영에 대한 영향, 공사기간의 단축 등을 고려할 경우 직접 공사비뿐만 아니라 사회적 비용 등도 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

또한, 약 9,000feet(2,743m) 활주로 재포장 시 기존 활주로를 원 지반으로 활용, 활주로 계획고를 76cm 상향시킬 경우의 공사비 비교 시 약 20억 원의 비용을 절감할 것으로 보인다.

항공기 특성을 고려한 첨단 고속 요철 조사 시스템 개발 연구에서는 고속 요철측정을 위한 보정 모듈 개발, 요철 조사시스템 개발, 현장 테스트, GIS 연계를 위한 기반 시스템 개발, 분석 프로그램 개발 등의 세부 연구를 통해 기존조사방식 대비 효율성을 10배 향상시키기 위한 노력을 기울이고 있다.

특히, 공항 요철 조사 시스템은 공항에 국한되지 않고 도로 평탄성 측정과 광장부 평탄도 측정 등 토목·건축 분야에도 응용․적용될 수 있는 기술로 기존 측정방식의 애로점을 대부분 해결해 주는 기술적 특성상 국내 뿐 아니라 국외 공항을 운영하는 기관에서도 많은 수요가 예상된다.

 

공항 포장 요철 측정장치 개발
로드텍에서 수행하고 있는 이 과제는 공항요철 측정 시 고속의 관성형 프로파일 측정기에 비해 현저하게 느린 속도의 워킹 프로파일 측정기들이 사용되고 있어 공항요철 평가에 적합한 고속 측정 장치 개발을 목표로 진행되고 있다.

즉, 이 과제는 국제 민간항공기구인 ICAO에서 권고하고 있는 허용 요철 크기를 신속하게 측정할 수 있는 요철 조사 시스템을 개발, 국내외 공항포장 관리에 활용하기 위해 개발되고 있다.

이를 실현하기 위해 항공기가 지상에서 이동 시 동체에 영향을 미치는 120m 파장의 노면 요철을 측정하기 위한 알고리즘 개발 연구를 비롯해 개발 알고리즘을 적용할 수 있는 측정모듈 개발, ICAO 권고기준에 부합하는 공항포장 요철관리 프로그램 개발 등이 이뤄지고 있다.

한편, 기존 요철 측정 장비 중 관성형 프로파일 측정기의 경우 고속 측정이 가능한 반면, 가속도 센서의 이중적분으로 인한 요철 값의 발산을 방지하기 위해 하이패스 필터링이 반드시 필요하고 이로 인한 노면 요철 왜곡이 발생하며, 측정 가능한 노면 요철의 파장대는 약 30m 이하로 제한된다.

경사 측정 방식의 경우 측정 요철에 대한 왜곡 발생이 없고 장파장대의 요철까지 측정 가능하지만, 경사계가 정확히 노면과 평생을 이루면서 측정이 이뤄져야 하기 때문에 측정 속도 약 4km/h에 불과해 매우 느리다.

이에 이 연구에서는 각 측정 방식의 장점만을 갖춘 요철 측정장치를 개발하고 현장 테스트까지 마쳤다.

 

 
인 / 터 / 뷰 
활주로 3~4km 30분 내외 요철측정 가능
‘평탄성 명확 측정’ 승차감 향상 ‘자부심’
 

문형철 대표

(주)로드텍 문형철 대표는 “공항 포장의 요철을 측정하기 위한 수입 장비의 경우 국내 환경 적합성과 효율성 측면에 문제가 있다”라고 말하며, “로드텍에서는 이러한 문제점들을 보완하기 위해 국내에서는 처음으로 매우 빠른 시간 내에 측정이 가능하고 국내 환경에 최적화된 장비 개발 연구를 수행하고 있다”고 밝혔다.

이어 그는 “이 기술은 외국 기술을 수정하거나 약간의 변화를 주는 것이 아닌 국내 공항 포장의 평탄성 측정에 최적화된 기술로 외국 기술 대비 뛰어난 장점을 지닌 기술”이라고 강조하며,  “특히, 개발되고 있는 장비는 외국 장비 대비 시간을 상당히 단축시킬 수 있는데 활주로 3~4km 기준, 30분 내외로 측정이 가능하다”고 소개했다.

공항 포장 요철 조사 시 외국 장비의 경우 100m 조사에 걸리는 시간은 약 13분 정도이지만, 이 장비는 시속 40km/h의 속도로 단시간 내에 정밀하게 측정이 가능하다.

“활주로 관리와 승차감 향상에 크게 기여할 수 있습니다”

문 대표는 “공항 활주로 평탄성이 명확히 측정될 경우 활주로 관리 측면에서나 항공기 이용객들의 승차감 향상에 크게 기여할 수 있다”고 말하며, “또한, 개발된 기술의 경우 동남아시아나 신흥국가에 수출할 수 있어 공항 관련 기술 경쟁력 확보에도 이바지할 수 있다”고 말했다.

 

‘경쟁력’ 탄탄 동남아시아 등 신흥국가 수출 확신

 

측정도 향상을 위해 고정밀 센서를 탑재하는 등 성공적인 결과물을 도출하는 과정에서 웃지 못할 일들도 많았다는 문 대표는 “장비에 장착되는 센서들이 군사용으로 사용되는 센서들로 정부로부터 미사일 제작이 이뤄지고 있냐는 의심을 받은 적이 있다”고 밝혔다. 그만큼 기술 완성도를 높이기 위한 그의 노력이 엿보이는 대목이다.

이처럼 완성도 높은 기술 개발에 노력을 기울이고 있는 이유에 대해 그는 “현재 보다는 보다 나은 미래를 만들어 가기 위함”이라고 강조하며, “포장 전문가들이 모인 로드텍은 포장과 관련해서는 어느 회사 보다 탄탄한 기초를 갖고 있는 만큼 이러한 기초를 바탕으로 향후에도 연구개발을 지속적으로 수행해 국가 발전과 국민 행복에 이바지하고 싶다”며 포부를 밝혔다.

로드텍은 지난 2003년 국내 최초로 ‘도로 및 공항포장 유지관리 전문 기업’으로 설립된 이래 일반국도를 비롯해 고속국도, 시도, 지방도, 공항 등에 포장유지관리체계인 PMS를 구축, 운영 중에 있다.

또한, 해외 기술에 의존하고 있던 조사와 분석 시스템을 자체 기술로 개발, 국내외에 공급하고 있으며, 수준 높은 인적자원과 풍부한 경험을 바탕으로 신기술 개발에 대한 아낌없는 투자와 노력을 기울이고 있다.

한편, 중소기업 활성화를 위해 문 대표는 “중소기업의 개발 제품에 대한 정부의 구매조건부 사업 확대가 필요하다”고 말하며, “국가연구개발에 참여하는 중소기업들이 많이 있는데 대부분 시장 판로를 찾지 못해 어려움을 겪고 있는 만큼 구매조건부 확산을 통해 정부에서 구매해줄 경우 자체적인 홍보효과는 물론 시장 활성화에도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.

이어 그는 도로 활성화 방안에 대해 “도로 포장은 직접적으로 도로 이용자들과 연계돼 있어 빠른 유지보수와 편익을 제공하기 위해서라도 유지보수와 관련된 예산 확충은 반드시 필요하다”고 말했다.

 

건설기술신문
오성덕 기자