도로, 4차산업 기술을 입다 ㅣ 스마트 교량’ 융합기술로 재탄생

도로, 4차산업 기술을 입다

“사람이 우선인 도로환경 조성에 앞장설 것”

     최근 도로는 인류에게 새로운 미래를 제시하고 있다. 우수한 기술력을 바탕으로 발전을 거듭하고 있는 것이다. 이제 도로는 단순히 교통수단이 지나는 길로서의 역할을 넘어 교통사고를 예방하고 국민의 생명과 안전을 지켜주는 역할까지 하고 있다.

지난 2018년 3월 아산에서는 길어깨(갓길)에서 구조 활동 중이던 소방관 3명이 순직하는 사고가 있었다. 국토교통부는 이러한 사고의 재발방지를 위해 소방차 등 긴급구난차량이 안전하게 구난활동을 하도록 길어깨에 노면요철포장, 돌출형 차선 등을 설치할 수 있는 근거를 마련했다.

건설경제

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경부고속도로와 같이 교통량이 증가해 일시적으로 길어깨를 차로로 활용할 경우 운전자의 안전 확보를 위해 길어깨 폭을 본선 차로 폭과 동일하게 하는 등의 내용을 주요 골자로 ‘도로의 구조‧시설 기준에 관한 규칙’을 지난 3월 개정한 것이다.

도로 기술은 분야를 막론하고 무궁무진하게 발전하고 있으며, 이를 뒷받침할 도로 정책의 방향도 함께 변화하고 있다. 이에 <공학저널>은 국토교통부 간선도로과 이정기 과장(사진)과 현재 도로 정책과 앞으로 도로 개발의 방향 등을 살펴봤다.

INTERVIEW. 국토교통부 간선도로과 이정기 과장

현재 간선도로과에서 주력하고 있는 정책과 사업은 무엇인지

간선도로과에서 주력하고 있는 사업 중 하나는 ‘국가균형발전 프로젝트’ 추진입니다. 국가균형발전 프로젝트는 지역을 보다 더 살기 좋은 곳으로 만들고 지역의 경제 활력을 제고하기 위해 국가에서 정책적으로 예비타당성조사를 면제해 추진하는 사업입니다. 이를 통해 일반국도건설사업은 제2경춘국도, 서남해안관광도로(신안 압해-해남 화원, 여수 화태-백야), 국도위험구간(8건) 등 3.5조원 규모의 11개 사업이 선정됐으며, 특히 국도77호선 신안 압해-해남 화원은 4월 8일 공사 입찰공고를 시작해 국가균형발전 프로젝트 SOC 사업의 시작을 알리기도 했습니다.

‘제5차 국도‧국지도 건설 5개년 계획’의 수립도 하나의 과제로 손꼽히고 있습니다. 일반국도와 국가지원지방도는 ‘도로법’에 따라 5년 단위의 건설계획을 수립해 중장기 건설목표‧방향과 투자 우선순위를 제시하고 있습니다. 올해로 제4차 국도‧국지도 건설 5개년 계획의 시행기간이 마무리됨에 따라 다음 차수의 건설계획을 수립하는 것이며, 향후 5년 간 추진될 10조 내외 규모의 사업을 선정하는 것으로서 지역과 건설업계의 관심이 매우 높은 사항입니다.

도로의 구조‧시설 기준에 관한 정책 현황과 개선 점이 있다면

간선도로과에서는 차량보다 사람이 우선인 도로환경을 조성하기 위해 ‘사람중심도로 설계지침’을 제정할 계획입니다. 이 지침은 차로 폭을 줄이거나 도로 끝에 막다른 길을 설치하는 등 도로를 이용하는 차량을 불편하게 해 차량의 속도 저감을 유도하고, 보행자는 보다 안전하게 도로를 이용하게 하는 것이 핵심입니다. 아울러, 최근 이용자가 증가하는 자전거와 개인형 이동수단(PM)이 자동차, 보행자와 분리돼 안전하게 통행할 수 있는 새로운 도로 설계기법도 이 지침에 담을 예정입니다.

이외에도 현재 간선도로과가 추진 중인 도로 사업은 무엇인지

최근 도시지역의 교통량 증가로 인한 교통 혼잡과 도시 간 교통연계를 위해 대심도 인프라 건설이 활발해지고 있습니다. 하지만 대심도 교통시설 노선의 일부가 사유지를 통과하면서, 공사 중 발파 등에 의한 소음‧진동 민원으로 공사가 지연되는 사례가 종종 발생하고 있습니다. 이러한 문제 해결을 위해 지하 교통 인프라 공사 시 침하, 진동‧소음, 지하수를 모니터링 할 수 있는 안전 플랫폼 개발, 지하수 관리기술, 상부 구조물의 진동영향 최소화 굴착 기술 등을 주요내용으로 하는 ‘도심 지하 교통 인프라 건설‧운영 기술 고도화 R&D’를 추진하고 있습니다.

사업을 수행하고 기술을 도입하는데 있어 어려움이 있다면

국민 교통 불편 해소를 위해 적기에 사업을 추진해야 하는 입장에서는 다양한 이해관계가 있는 의견을 모든 국민이 공감하도록 제한된 시간에 맞추어 검토하는 것이 가장 어려운 점으로 꼽을 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 간선도로과는 사업을 직접적으로 추진하는 지방국토관리청, 한국도로공사 등과 지속적으로 의견을 공유하고 있으며, 여러 의견을 수렴해 최적대안을 마련하고 있습니다. 또한 업계 간담회, 공청회, 전문가 자문회의 등 최대한 많은 분들의 의견을 수렴해 합리적으로 신기술을 도입하고 있습니다. 이러한 과정을 통해 간선도로과는 도로분야의 설계‧시공 등의 신기술을 적극 발굴해 선진도로기술자 앞날의 등대가 되도록 이끌어 나갈 것입니다.

올해 국토교통부의 전반적인 사업계획과 향후 사업 추진 방향은

향후 도로사업은 간선도로망 확충으로 도로 네트워크를 효율화하고 지역경제 활성화에 기여하는 전통적인 역할에서, 민자 고속도로 통행료 인하, 보행자 중심의 도로환경 조성, 도로의 미세먼지를 줄이는 등 포용적인 도로서비스를 제공할 전망입니다. 이에 머물지 않고 자율주행자동차가 도로에서 안전하게 통행할 수 있는 인프라를 개발하고, 전기‧수소차가 개발됨에 따른 수소충전소 확충 등 신성장동력 확보도 소홀히 하지 않을 계획입니다. 특히 최근 코로나19로 인해 건설에 미치는 변화를 사전 예측해 기업이 정부를 믿고 투자와 개발을 병행할 수 있도록 정부의 SOC투자 확대와 건설현장의 무인, 자동화, 기계화 등 연구개발도 적극 추진할 예정입니다.

[공학저널 전찬민 기자]

스마트 교량’ 융합기술로 재탄생

    교량은 융합 기술의 결정체라고 해도 과언이 아니다. 토목 기술에 기반 해 건설되지만, 그 과정에서 전기·전자, 기계 등 다양한 기술이 집약되고 있기 때문이다. 최근 이러한 4차 산업혁명 기술이 접목된 교량을 ‘스마트 교량’이라고 한다.

스마트 교량은 유무선 센서, 통신, 네트위크 등의 사물인터넷 기술과 인공지능 등을 이용해 교량의 상태와 건전도에 대한 정보를 수집, 자동으로 측정‧예측해 도로관리자나 주행 차량에 관련 정보 등 데이터를 전달하는 등 단편적인 교통인프라에서 한 발 더 나아간 ‘똑똑해진’ 교량을 의미한다.

SMART BRIDGE/MX3D

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구조적인 문제가 발생하는 경우에도 스스로 감지하고, 균열을 스스로 보수할 수 있는 자기치유형(Selfhealing) 콘크리트, 도장과 같은 재료 또한 스마트 교량의 주요 요소로 보고 있다.

이러한 스마트한 교량은 유지관리의 효율성 제고에도 뚜렷한 역할을 하고 있다. 디지털 카메라, 열화상 카메라, 비파괴 검사장비 등을 탑재한 자율주행 드론이나 로봇을 활용해 접근이 어려운 부위의 점검과 손상을 조사하기 위한 기술이 다양하게 개발되고 있는 것이다.

스마트 교량은 교량의 설계, 건설과 유지관리에 관련한 모든 정보는 디지털트윈과 연계돼 지속적으로 관리될 전망이다. 그리고 교량의 스마트화는 자율주행자동차가 운행하는 미래도로의 안전성·사용성 확보에도 큰 기여를 할 것으로 기대를 모으고 있다.

이러한 상황에서 현재 AI를 이용한 교량의 처짐을 측정하는 방법을 연구하고 있는 연세대학교 건설환경공학과 임윤묵 교수(사진)는 향후 교량에서 유지보수가 중요해짐에 따라 ICT 기술의 융합은 더욱 중요해질 것이라고 전망하고 있다.

임 교수는 “시설물의 IT활용 관리 사업은 전국의 주요 시설물로 확대돼 인명과 경제적 손실을 방지할 뿐만 아니라, 각종첨단 장비의 국산화를 통한 기술의 해외진출 등 국내 건설기술 발전에도 큰 역할을 할 것”이라며 “해외 선진국들도 주요 교량의 통합 안전관리를 위해 국가 차원의 대규모 프로젝트를 시행하고 있다. 국내 또한 교량, 터널, 지하철 등 주요 시설물을 통합해 관리한다는 점에서 선진국의 시스템에 못지않은 기술력을 자랑한다”고 말했다.

특히 지자체가 관리하는 교량의 경우 그 수가 많고 노후화 정도가 높아 스마트 교량 기술을 통해 관리비용 절감, 안전수준 향상 등 효과가 더욱 클 것으로 기대를 모으고 있다.

임 교수는 “시설물 노후화, 차량 증가로 인해 교량 안전관리 비용이 계속 증가할 전망이어서, 각 지자체의 재원확보 부담도 점점 커지고 있는 실정”이라며 “적기, 적소에 적정한 유지관리 투자를 지원하는 첨단교량관리체계의 지자체 확대 보급을 통해, 교량을 넘어 전체 인프라의 체계적 안전관리가 가능해질 것으로 보인다”고 설명했다.

하지만 이러한 스마트 교량을 실현하기 위해서는 교량 엔지니어들이 4차 산업혁명에 따른 기술 변화를 적극적으로 수용해야 한다는 것이 임 교수의 의견이다. 타 분야 엔지니어들과의 소통과 협업이 필요하다는 것이다.

임 교수는 “그간 국내에서는 글로벌 엔지니어를 키우려는 노력이 부족했다. 중동 붐이 일었을 당시 해외에 진출했지만 내수시장이 활발해지면서 해외시장을 등한시했고, 인력자체가 없어지게 됐다”며 “해외시장에 적극적으로 나갈 수 있는 인력을 키우는 것이 무엇보다도 우선 시 돼야 한다”고 전했다.

그는 이어 “향후에는 혁신적인 기술과 아이디어를 보유한 스타트업 기업들이 스마트 교량 관련 기술을 개발하고 제공할 수 있는 생태계의 구축과 정책적인 지원이 필요할 것”이라고 덧붙였다.

[공학저널 김하영 기자] 

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