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ISSN : 2093-5145(Print)
ISSN : 2288-0232(Online)
Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures Vol.10 No.6 pp.91-102
DOI : https://doi.org/10.11004/kosacs.2019.10.6.091

A Comparative Study on Bridge Inspection and Performance Assessment

Lee Hochan1,Lim1, Jaehoon2,Kang Youngjong3,Kong Jungsik4
1,2Ph.D. Candidate, School of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Korea University, Seoul, Korea
3,4Professor, School of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Korea University, Seoul, Korea
Corresponding author: Kong, Jungsik School of Civil, Environmental and Architectural Engineering, College of Engineering, Korea University, 145, Anam-ro, Sungbukgu, Seoul, Korea. Tel: +82-2-3290-3323 Fax: +82-2-3290-5999, E-mail: jskong@korea.ac.kr
November 7, 2019 November 27, 2019 November 28, 2019

Abstract


Road bridges are much important social infrastructure facilities that bring great social utility. The have made traffic flows smooth basically and took charge of an important role in balancing development of the nation evenly. As societies advanced, it became much more significant to retain and maintain the existing social transportation infrastructure rather than building new road bridges in terms of creating sustainable economic productivities. It became highly critical to assess road bridges objectively to ensure their roles as transportation infrastructure that they have been in charge, as most of bridge facilities got aged over time.



Investigations and assessments of road bridge facilities should be able to accurately diagnose their current conditions and judge whether enough required performances are satisfied. By integrating assessment results, judging current condition state and predicting the future of facilities can be made precisely. Hereby, decision-making process for sustaining and maintaining transportation infrastructures can be improved efficiently.



In this research, a comparative analysis study on the assessment systems of road bridge facilities had been conducted(U.S, Japan and Republic of Korea). Analyzing different countries’ bridge maintenance systems, existence of appraisal items for investigation and assessment systems, and assessment systems how to integrate different performance categories are compared.



국내외 도로 교량 시설물의 점검 및 성능평가 체계 비교⋅분석 연구

이호찬1,임재훈2,강영종3,공정식4
고려대학교 건축사회환경공학과 박사수료1,2, 고려대학교 건축사회환경공학과 교수3,4

초록


도로 교량 시설물은 그동안 인적, 물적 자원의 이동을 원활하게 하여 지역 균형 발전을 도모할 뿐만 아니라, 생산성 증대에 기여함으로써 국가 발전의 토대가 되어왔다. 최근 시간이 지남에 따라, 사회기반 시설물의 노후화가 진행되고 있으며, 지속적 유지·관리를 통해 사회적 자산인 시설물 유지에 대한 필요성이 더욱 증대되었다.



도로교량 시설물의 점검 및 평가체계는 시설물의 현재의 상태를 정확히 진단하고, 시설물을 이용에 있어서 필요한 성능들의 만족 여부를 면밀히 평가할 수 있도록 해야한다. 이로써, 교통 인프라 시설을 유지관리하는데 필요한 합리적인 의사결정이 가능하다. 본 연구에서는 중소 도로 교량의 성능평가 도입을 위한 기초 연구를 위하여, 국내외 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계 비 교·분석 연구를 수행하였다. 기존 국내 도로 교량 시설물의 정기점검 및 정밀안전진단에서의 점검 항목 및 평가방식, 국내 제1 종 및 제2종 시설물 종합성능평가에서의 평가항목 및 체계 분석과, 제3종 시설물 안전등급 평가 매뉴얼의 평가항목 및 체계에 대한 대응 분석을 수행하였다. 또한, 국외 교량 점검 및 평가 매뉴얼을 분석을 통해, 국내 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체 계와의 비교·분석 검토 연구를 수행하였다.



    1. 서 론

    도로 교량 시설물은 그동안 인적, 물적 자원의 이동 을 원활하게 하여 국가 경제적 생산성 증대에 기여 해왔다. 하지만 시간이 지남에 따라 공용중 도로 교 량 시설물의 공용연수 증대 및 중차량 교통량의 증 가에 따라 교량의 열화 손상이 가속화되고 있으며, 안전에 관한 문제가 지속적으로 제기되고 있다(Ji et al., 2011). 국토교통부(MOLIT, Ministry of Land, Infrastructure and Transport)의 도로 교량 및 터널 현 황에 따르면, 공용중 도로 교량에 대한 준공년도 별 분포는 Fig. 1과 같이 약 43%가 준공 후 20년이 경 과한 것을 확인할 수 있다. 사회기반 시설물들을 신 설하는 것보다 합리적인 유지·관리기술 및 정책의 수립을 통해 그동안 시설물이 담당해왔던 역량을 유 지하는 것이 더욱 중요해졌다.

    사회기반 시설물의 노후화를 대비하고 장수명화 를 도모하기 위한 최근 연구 동향으로써 구조부재의 재료적 내구성능을 정확히 분석하고 예측하기 위한 연구들과(Chae et al., 2019;Ge and Kim, 2019;Kim et al., 2010), 기존 시설물의 성능을 증진시킬 수 있 도록 신소재를 활용한 구조부재 보강공법 적용 연구 들이 수행되었다(Choi et al., 2019;Ji et al., 2011;Lee et al., 2012;Park et al., 2010). 또한, 사회기반 시설 물의 효율적인 유지관리를 위한 연구들이 최근 수행 되어왔다. Han 등 (2017)은 교량 구조물의 효율적인 유지관리를 위하여, BIM을 활용하기 위한 교량 구조 물의 유지관리 항목 도출 및 분석 연구를 수행하였 다. 하지만, 시설물의 점검 및 진단체계, 성능평가의 세부 항목별 측정 방법 및 기준 등에 대한 비교 및 분석 등의 세부적 연구는 수행된 바가 많지 않았다.

    본 연구에서는 중소 도로 교량의 성능평가 도입 을 위한 기초 연구를 위하여, 국내외 도로 교량 시 설물의 점검 및 평가체계 비교·분석 연구를 수행하 였다. 기존 국내 도로 교량 시설물의 정기점검 및 정밀안전진단 체계와 제1종 및 제2종 시설물의 시설 물 종합성능평가 체계, 제3종 시설물의 안전등급평 가 매뉴얼상에서의 점검 및 평가항목 체계에 대한 대응 분석을 수행하였다. 또한, 미국 및 일본에서의 교량 점검 및 평가 매뉴얼, 체계 분석을 통해, 국내 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계와의 비교·분 석 검토 연구를 수행하였다.

    2. 국내 교량 점검 및 평가체계 분석

    2.1 국내 도로 교량 시설물의 점검체계

    국내 도로 교량 시설물의 점검체계로는 제1종 및 제 2종 교량 시설물을 대상으로 하는 정기점검, 정밀점 검, 긴급점검 및 정밀안전진단이 있다(MOLIT, 2017). 본 절에서는 도로 교량 시설물의 주요 점검체계인 정기점검과 정밀안전진단에서의 점검 항목 및 손상 유형, 기본적인 점검 프로세스에 대한 분석 검토를 수행하였다.

    2.1.1 국내 도로 교량 시설물의 정기점검

    도로 교량 시설물의 정기점검은 진단 전문가에 의한 외관조사 수준의 점검으로써, 시설물의 기능적 상태 를 점검하고, 사용자가 시설물을 이용하는데 필요한 사용 요건들에 대한 만족 여부를 판단한다. 도로 교 량의 구조부재를 상부구조와 하부구조, 기타부재로 구분하여 손상, 결함 등의 상태변화 정도와 위치, 형 상 및 진행성을 기록한다. 교량 시설물 정기점검의 항목은 다음의 Table 1과 같다.

    2.1.2 국내 도로 교량 시설물의 정밀안전진단

    도로 교량 시설물에 대한 정밀안전진단은 해당 시설 물의 관리주체가 안전점검을 실시결과, 시설물 재해 및 재난 예방, 안전성 확보 등을 위하여 필요할 것 으로 판단될 경우 실시하며, 결함 정도에 따라 필요 한 조사, 측정, 시험 및 구조계산, 수치해석을 실시 한다(MOLIT, 2017).

    현행 정밀안전진단체계에서는 교량 안전에 직접 적인 영향을 미치는 부재와 내구성에 영향을 미치는 부재로 구분하여 상태등급 범위를 산정하는 ‘상태 평가’와, 공용 내하력 평가 및 재하시험 등의 ‘안전 성 평가’로 구성되어 있으며, 상태평가 및 안전성 평 가의 도출 결과 중 낮은 결과를 정밀안전진단의 종 합 결과로써 산정한다. 상태평가 및 안전성 평가의 각각에 대한 진단 및 검토 항목을 나타내면 다음의 Tables 2, 3과 같다.

    2.2 국내 도로 교량 시설물의 평가체계

    국내 도로 교량 시설물의 평가체계로는 시설물의 종 에 따라, 제1종 및 제2종 시설물을 대상으로 하는 시설물 종합성능평가 체계와, 제3종 시설물을 대상 으로 하는 안전성능 평가체계를 고려할 수 있다.

    2.2.1 도로 교량 시설물의 종합성능평가

    국내에서는 사회기반 시설물들을 효율적으로 유지· 관리하기 위한 계획들이 신설되었으며, 기존의 시설 물 점검 및 진단체계(정기점검 및 정밀안전진단)에서 나아가, 시설물 이용에 있어 필요한 성능들을 산정 하고, 종합적인 성능을 산정하는 종합성능평가 체계 가 신설되었다.

    제1종 및 제2종 시설물을 대상으로 하는 현행 시 설물 종합성능평가에서는 구조 부재의 상태를 평가 하고, 공용 내하력 및 기초의 안전성을 평가하는 ‘안 전성능’, 구조부재 주요 재료인 강재와 콘크리트의 열화 유발인자 및 환경인자를 평가하는 ‘내구성능’, 진동과 조명상태, 노면상태 등의 ‘사용성능’으로써 시설물의 요구성능을 구분하고 있다. 각각의 성능별 평가항목을 표로 나타내면 다음의 Tables 4, 5 and 6 과 같다(MOLIT, 2019).

    현행 도로 교량 시설물의 종합성능평가에서는 평 가 대상 교량 구조물의 구조형식에 따른 구조부재의 유무 및 해당 구조부재 재료의 구성에 따라 차이를 두고 반영하도록 하고 있다. 해당 교량의 제반 조건 에 따라 평가가 불가능한 항목의 경우, 여타의 평가 항목에 가중치를 균등 분할하여 종합적인 성능을 평 가하도록 하고 있다.

    시설물의 종합성능평가에 있어서의 성능별 가중 치(Wn)는 안전성능이 전체 성능평가 중 68%, 내구성 능 21%, 사용성능의 경우에는 11%를 가중치 반영하 고 성능별 위험도 점수(Xn)를 산정하여, 종합 평가등 급을 산출하며, 이는 Table 7과 같다(MOLIT, 2019).

    2.2.2 제3종 도로 교량 시설물의 안전성능 평가

    현행 국내 제3종 및 종 외 도로 교량 시설물에 대해 서는 시설물 종합성능평가의 직접적 평가 대상에 포 함되지 않으며, 상태평가 수준의 안전등급 평가 매 뉴얼만 존재한다(MOLIT, 2018).

    현행 제3종 시설물의 안전등급 평가 매뉴얼의 경 우, 주요시설과 일반시설, 기타시설로써 각 구조부재 를 구분지어 고려하고 있으며, 해당 구조부재의 분 류기준에 따라 전체 교량 구조물 중 가중치를 다르 게 산정하여 평가하고 있다. 현행 제3종 시설물의 안전등급 평가 매뉴얼에서의 구조 부재 분류 및 평 가항목을 나타내면 다음의 Table 8과 같다.

    제3종 시설물의 안전등급 평가에 있어, 구조부재 분류기준에 따른 평가 결과 합산 및 가중치는 Table 9와 같이, 주요시설이 60%, 일반시설이 20%이며, 기 타시설에 20%의 가중치를 할당하도록 구성되어 있 다. 도출된 결과를 종합하여 안전등급을 평가하며, 현행 시설물 종합성능평가 체계와 유사한 방식으로 써 해당 시설물의 형식에 따라 구조부재 등이 부재 한 경우, 시설물 분류 기준에 해당하는 여타의 항목 에 균등하게 가중치를 부여하도록 구성되어 있다.

    3. 국외 교량 점검 및 평가체계 분석

    3.1 국외 도로 교량 시설물의 점검체계

    국외 도로 교량 시설물의 점검체계 및 평가체계 분 석을 위해 본 연구에서는 미국과 일본의 점검 매뉴 얼과 및 평가체계 분석을 수행하였다.

    3.1.1 미국 – 교량점검 매뉴얼

    미국의 경우, 도로 교량 시설물의 구조부재 점검 매 뉴얼로써, AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Office)의 Manual for Bridge Element Inspection을 준용하도록 하고 있다. AASHTO의 매뉴얼에서는 점검을 위한 구조 부재를 주요 부재인 NBE (National Bridge Elements)와 보조 부재인 BME (Bridge Management Elements)로 구분하 고, 주요 구성 재료인 콘크리트와 강재를 포함하여, 목재 및 석재, 기타 부재별로 발생할 수 있는 손상 항 목 및 유형을 등급에 따라 제시하고 있다. AASHTO 매뉴얼에서의 시설물 주요 구성 재료인 콘크리트와 강재 구조부재 분류기준 및 각각의 해당 재료로 구 성된 바닥판에 대한 손상 평가 항목을 예시로써 나 타내면 Fig. 2, Table 10과 같다.

    AASHTO 매뉴얼을 분석한 결과, 국내 도로교량 시설물의 점검 체계 대비 해당 구조요소의 형식과 재료를 상세하게 분류하여 적용하고 있음을 확인할 수 있다. 국내 교량점검 체계에서는 유사 구조부재 및 재료에 대해 일관적인 기준으로써 점검 및 손상 에 대한 평가가 가능한 반면, AASHTO 매뉴얼에서 는 구조부재의 구조형식 및 재료에 따라 개별적인 손상평가항목의 적용이 가능하였다.

    3.1.2 일본 – 교량점검 매뉴얼

    일본의 경우, 도로 교량 시설물의 부재 점검 매뉴얼 로써, 일본 국토교통성(MLIT, Ministry of Land, Infrastructure and Transportation)에서 발간한 교량정기점검요령을 고려할 수 있다(MLIT, 2016). 일본에서의 도로 교량 시설물 부재에 대한 손상 점검은 Table 11과 같이 주요 구조 부재 재료인 콘크리트와 강재에 대하여 발 생할 수 있는 손상 유형 및 등급을 구분하여 점검을 수행하도록 하고 있다.

    일본의 교량정기점검요령에 대한 분석을 수행한 결과 국내 시설물 점검체계와 유사한 방식으로써, 유사 재료 및 구조부재에 대한 일괄적인 평가기준의 적용이 가능함을 확인할 수 있었다. 국내 시설물 점검체계와의 차이점으로써, 시설물 구조부재 보수ㆍ 보강 재료의 손상에 대한 점검 항목을 다루고 있었 으며, 사용자로 하여금 불쾌감을 줄 수 있는 낙서 등에 대한 점검 항목을 다루고 있음을 확인할 수 있 었다.

    3.2 국외 도로 교량 시설물의 평가체계

    3.2.1 미국 – 교량 성능 평가 체계

    미국의 경우, 각 주별 혹은 관리 주체에 따라 도로 교량의 점검 및 유지관리 정책과 방법이 상이하다. 이에 따라, 미국 연방 정부에서는 도로 교량 시설물 의 기본적인 정보를 포함, 국가적 차원에서의 데이 터베이스를 구축하기 위한 체계를 마련하였다.

    미국 도로 교량 시설물의 평가체계로써, 고속도 로협회(FHWA, Federal Highway Association)에서 이용 자들이 시설물을 이용하는 데에 있어 충분한 성능을 발휘할 수 있는지를 판단하고, 연방 정부 차원의 DB 입력 및 평가 지침으로써 제시한 매뉴얼을 검토할 수 있다(FHWA, 1995). 해당 매뉴얼에서는 Fig. 3과 같이, 국내 시설물 종합성능평가에서의 ‘안전성능’과 ‘내구성능’에 대응되는 ‘시설물의 구조적 적절성과 안 전성(Structural adequacy and safety)’, ‘사용성능’에 대 응되는 ‘사용성과 기능성(Serviceability and functional obsolescence)’과 같은 지표뿐만 아니라, 관리 주체가 네트워크 레벨에서 유지관리 전략을 수립할 시 이용 가능한 지표인 ‘공공성(Essentiality for public use)’을 주요 성능으로써 고려하고 있다.

    3.2.2 일본 – 교량 성능 평가 체계

    일본의 경우 일본 토목학회(JSCE, Japan Society of Civil Engineers)에서 도로 교량 시설물의 주요 구성 재료인 콘크리트, 강재 및 합성 교량에 따라 표준 시방서로써, 시설물의 유지관리를 위한 요구 성능을 구분하여 제시하고 있다(JSCE, 2007, 2009). 각각의 시설물 구조 재료별 요구 성능을 나타내면 Table 12, Table 13과 같다.

    국내 시설물 종합성능평가 체계의 경우 단일 평 가 체계로써 교량의 형식에 따른 구조부재의 유무 및 가중치를 적용하여 평가를 수행하고, 평가 당시 시점에서의 상태 및 내하력 평가, 내구성능 및 사용 성능을 종합하여 성능등급을 산출하는 반면, 일본의 경우에는 시설물의 주요 구조 재료에 따라 요구 성 능에 차이를 두고 있으며, 성능 간 가중치를 적용하 지 않고 시설물의 중요도 및 목표 성능에 따라 유 지·관리 정책을 실시하는 것에 주요한 차이가 있었 다. 또한 Fig. 4와 같이, 계획, 시공, 공용중인 단계별 로 구조물의 목표 성능에 따른 유지관리 계획을 수 립하고, 재료적 열화를 유발할 수 있는 인자들을 선 제적으로 대응하는 점에서 차이가 있었다.

    4. 국내외 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계 대응성 분석

    본 연구에서는 국내외 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계에서의 구조부재별 손상 평가항목 및 급간 구성에 대한 대응 분석을 수행하였다.

    4.1 국내외 도로 교량 시설물의 평가체계 대응성 분석 – 성능별 가중치 검토

    국내 도로 교량 시설물 평가체계의 경우, 제1종 및 제2종 시설물을 대상으로 하는 시설물 종합성능평가 와, 제3종 시설물에 대한 안전등급 평가 매뉴얼이 제시되어 있다(MOLIT, 2018, 2019). 본 연구에서 검 토를 수행한 미국과 일본의 경우, 각각 FHWA 매뉴 얼과(FHWA, 1995) JSCE 매뉴얼(JSCE, 2007, 2009)에 서 시설물의 요구 성능을 제시하고 있다. 국내 제3 종 시설물에 대한 안전등급 평가 매뉴얼의 경우, 안 전성능만을 검토하기 위한 평가 매뉴얼이고 일본 JSCE 매뉴얼의 경우, 요구 성능별 가중치 배분이 제 시되어 있지 않아 직접적인 대응 검토가 불가하므 로, 국내 시설물 종합성능평가와 미국 FHWA 매뉴얼 에 제시된 요구 성능 간 가중치 분배에 대한 검토를 수행하였다.

    미국 FHWA 매뉴얼의 구조물 성능 간 가중치를 국내 시설물 종합성능평가 매뉴얼과 대응하면 Table 14와 같다. FHWA 매뉴얼의 경우, 국내 시설물 종합 성능평가에서의 ‘안전성능’과 ‘내구성능’에 해당하는 성능으로써, ‘Structural adequacy and safety’ 성능을 고려할 수 있고, ‘사용성능’에 해당하는 ‘Serviceability and functional obsolescence’를 고려할 수 있다. 국내 시설물 종합성능평가 체계에 대한 대응을 고려하면, 안전성능과 내구성능에 해당하는 성능지표의 가중치 는 64.71%, 사용성능에 해당하는 성능지표의 가중치 는 35.29%에 해당하는 것을 확인할 수 있다. 국내 시설물 종합성능평가의 경우, 해당 시설물에 대한 성능지표들만을 고려하여, 구조물의 종합성능등급을 도출하는 반면, 미국의 경우 관리 주체의 유지·관리 를 위한 의사결정체계 반영을 위한 시설물 성능평가 가 수행되는 것으로 고려할 수 있다.

    4.2 국내외 도로 교량 시설물의 평가체계 대응성 분석 – 구조부재별 손상 평가항목 및 급간 구성 검토

    본 연구에서는 국내외 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계에서의 구조부재별 손상 평가항목 및 급간 구성에 대한 대응 분석을 수행하였다. 국내 시설물 종합성능평가에서의 안전성능과 내구성능 평가항목, 제3종 시설물 안전등급평가 매뉴얼 점검항목에 대한 손상평가 및 급간 구성에 대한 대응성을 검토하였으 며, 미국 AASHTO 매뉴얼과 일본 교량 정기점검요 령에 제시된 구조부재별 손상평가 항목 및 등급 간 구성을 대응시켜 검토를 수행하였다.

    국내외 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계별 구조부재의 손상평가 항목 및 급간 구성 대응 검토 에 대한 예시로써, 콘크리트 바닥판을 대상으로 하 는 손상평가항목 및 급간 구성에 대해 정리하여 부 록 Table 15와 Table 16에 나타내었다. 분석을 수행 한 결과 주요 차이점으로써, 국내 시설물 평가 및 일본의 교량 점검 체계에서는 미국 AASHTO 매뉴얼 대비 콘크리트의 재료 분리 및 탈락, 균열 등과 같 은 손상에 대한 사전점검이 보다 용이한 장점이 있 을 것으로 판단되었다. 구조부재의 성능 저하 및 손 상을 면밀히 관찰할 수 있고, 전체 시설물의 유지 관리적 측면에서 목표성능 및 수준을 관리하기 위한 선제적 대응이 가능할 것으로 판단되었다.

    국내 시설물 종합성능평가 및 제3종 안전등급 평 가 매뉴얼의 경우 유사 구조부재 및 재료에 대한 일 괄적 평가가 가능하였으며 정량적인 등급 간 구성으 로 인하여 일관성 있는 평가가 가능한 것으로 판단 되었다. 미국과 일본의 경우 일부 항목에 대해서, 손 상의 발생 유무를 조사하는 등 진단 전문가의 주관 적 판단에 의한 손상 평가 및 점검이 가능하여, 국 내 평가체계 대비 진단 및 점검 전문가에 의한 유연 한 진단 및 예측이 가능할 것으로 판단된다.

    5. 결 론

    본 연구를 수행하여 도출한 주요 결론은 다음과 같다.

    • 1) 국내 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계인 정기점검 및 정밀안전진단, 시설물 종합성능평 가 및 제3종 안전성능 평가체계 분석을 수행 한 결과, 기존 정기점검 및 정밀안전진단에서 는 내구성 측면에 대해, 주로 콘크리트 재료의 탄산화, 염화율 등을 고려하여 반영하였으나, 시설물 종합성능평가에서는 기존 점검 및 진 단체계 대비, 강재 및 콘크리트 재료의 내구성 에 대해 평가항목 및 등급을 보다 상세하게 추가 고려하였다. 또한, ‘사용성능’에 대한 평 가항목을 신설하였으며, ‘안전성능’, ‘내구성 능’, ‘사용성능’으로써 성능 간 가중치를 적용 하여 종합적인 결과를 산정하도록 제도화되어 있다. 현행 제1종 및 제2종 시설물이 아닌 중 소 교량(제3종 및 종 외 시설물)의 평가는 안 전성 측면에 대해서만 가능하며, 주요시설, 일 반시설, 부대시설로 구분하여 체크리스트 형식 의 평가방식으로 구성되어 있음을 확인할 수 있었다.

    • 2) 국외 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계를 분석하기 위하여, 미국과 일본의 시설물 점검 및 평가체계에 대해 분석을 수행하였다. 미국 의 경우, AASHTO 매뉴얼에서 교량 시설물의 구조부재별 점검 항목들을 제시하고 있으며, 국내 시설물 종합성능평가 대비 구조부재 분 류기준 및 구성 재료에 따른 손상 평가항목들 을 상세하게 점검하고 있음을 확인할 수 있었 다. 국내 점검 및 평가체계에서는 동일한 구조 부재 및 구성 재료에 따라 일괄적인 평가 기 준 적용이 가능하였으나, 미국의 경우보다 개 별 구조부재 및 재료에 따른 세분화된 점검 및 평가에 초점을 맞추고 있었다.

      일본의 경우, 일본 국토교통성(MLIT) 및 일본 토목학회(JSCE)에서, 교량의 점검 매뉴얼 및 시방서를 제시하고 있으며, 국내 종합성능평가 와 같이 교량의 유지관리 및 사용을 위한 소 요 성능을 제시하고 있었다. 국내 시설물 점검 및 평가체계와 유사하게 주요 구성 재료인 콘 크리트와 강재에 대한 구조부재 분류 및 손상 평가항목, 유형 등을 제시하고 있으며, 설계, 시공 및 공용 중 시설물에 요구되는 성능을 제시하고 있었으며, 구조 부재 재료 내구성 측 면에서 열화 메커니즘 등을 상세하게 다루고 있었다.

      국내 시설물의 점검 및 평가 체계에서는 유사 구조부재 및 재료에 대하여 개별 손상평가 항 목에 따라 단일 체계로써 평가 및 급간 구성 이 반영되어 있고, 정량적인 손상평가 등급 간 구성으로 인하여 일관성 있는 평가가 가능한 장점이 있었으나 미국과 일본의 경우 손상의 발생 유무를 점검하는 등 국내 평가체계 대비, 진단 전문가의 경험 및 판단에 의한 유연한 점검 및 예측이 가능할 것으로 판단되었다.

    • 3) 본 연구를 통해 국내외 도로 교량 시설물의 점검 및 평가체계에 대한 분석을 수행한 결 과, 중소 교량의 종합적인 성능평가를 구성하 기 위해서는 해당 교량의 특성을 반영할 수 있도록 구조부재의 분류기준을 구성하고, 해 당 구조부재 간 가중치 등을 면밀히 반영할 수 있는 평가체계가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 구조부재의 구조형식 및 재료에 따라 중요도 및 발생빈도를 고려하여 손상평가 항 목 및 해당 손상에 대한 가중치를 조정이 필 요할 것으로 판단된다.

      시설물의 성능평가를 통해 현재 상태에 대한 정확한 점검 및 진단이 가능할 수 있도록 하 고, 시설물 및 구조부재 단위에서의 노후도를 예측할 수 있는 열화 메커니즘 등의 성능 저 하 요소 기술 개발을 통해 각 시설물의 중요 도에 따른 단계별 목표성능을 유지할 수 있도 록 구성하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

    ACKNOWLEDGMENT

    This research was supported by a grant (17SCIPB128492- 01) from Smart Civil Infrastructure Research Program funded by Ministry of Land, Infrastructure and Transport of Korean government.

    Figure

    KOSACS-10-6-91_F1.gif
    Number of Bridges Built by Period (MOLIT, 2019)
    KOSACS-10-6-91_F2.gif
    Classification of Road Bridge Elements (NBE & BME) (United States(U.S.)) (AASHTO, 2015)
    KOSACS-10-6-91_F3.gif
    Sufficiency Rating Factors (U.S.) (FHWA, 1995)
    KOSACS-10-6-91_F4.gif
    Performance of structure during its life cycle (Japan) (JSCE, 2007)

    Table

    Check List Items for Bridge Regular Inspection (R.O.K(Republic of Korea)) (MOLIT, 2019)
    Condition Evaluation - Inspection Items for Bridge Precise Safety Diagnosis (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Safety Evaluation - Inspection Items for Bridge Precise Safety Diagnosis (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Safety - Appraisal Items on Comprehensive Performance Evaluation (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Durability - Appraisal Items on Comprehensive Performance Evaluation (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Serviceability - Appraisal Items on Comprehensive Performance Evaluation (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Comprehensive Performance Evaluation of Road Bridge Facility (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Appraisal Items of Safety Evaluation of Third Class Facilities – Road Bridge (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Weighting Factors and Evaluations of Safety Evaluation of Third Class Facilities – Road Bridge (R.O.K) (MOLIT, 2019)
    Element Damage Inspection Items (Example) (U.S.) (AASHTO, 2015)
    Regular Inspection Items for Road Bridges (Japan) (MLIT, 2016)
    Required Performance of Concrete Structures (Japan) (JSCE, 2007)
    Performances Requirements of Steel or Composite Structures (Japan) (JSCE, 2009)
    Weighting Factors of Required Performances of Road Bridge Facilities (R.O.K & U.S.)

    Reference

    1. AASHTO (2015), Manual for Bridge Element Inspection, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington DC, USA.
    2. Chae, S. H. , Jang, T. G. , and Choi, S. H. (2019), “Effect of Rail Surface Grinding on Service Life Extension of Railway Turnout Using Fatigue Analysis,” Journal of Korean Society for Advanced Composite Structures, Vol. 10, No. 3, pp.37-43.
    3. Choi, J. J. , Lee, T. H. , Park, B. J. , Rho, K. G. , and Choi, S. M. (2019), “Experimental Study of Seismic Performance Improvement of Pilotis RC Column Strengthened with FRP,” Journal of Korean Society for Advanced Composite Structures, Vol. 10, No. 1, pp.17-25.
    4. FHWA (1995), Recording and Coding Guide for the Structure Inventory and Appraisal of the Nation’s Bridges, Federal Highway Administration, Washington DC, USA.
    5. Ge, B. , and Kim, S. Y. , (2019), “Determination of Updating Parameters for Predicting Fatigue Cracks of Steel Structures,” Journal of Korean Society for Advanced Composite Structures, Vol. 10, No. 5, pp.37-37.
    6. Han, W. S. , Kim, P. H. , Kang, S. Y. , Kang, Y. J. , and Han, S. Y. , (2017), “Development and Analysis Maintenance Items of Bridge Structures Using BIM,” Journal of Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 17, No. 3, pp.29-36.
    7. Ji, H. S. , Chun, K. S , Park, D. Y. , and Son, B. J , (2011), “An Experimental Study on Static Behaviors of Composite Sandwich Bridge Decks with Hybrid GFRP-Steel Core,” Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures, Vol. 2, No. 3, pp.12-17.
    8. JSCE (2007), Standard Specifications for Concrete Structures, Japan Society of Civil Engineers, Guidelines for Maintenance and Performance Assessments, Tokyo, Japan.
    9. JSCE (2009), Standard Specifications for Steel and Composite Structures, Japan Society of Civil Engineers, Guidelines for Maintenance and Performance Assessments, Tokyo, Japan.
    10. Kim, S. Y. , and Frangopol, D. M. (2010), “Cost-based Optimum Scheduling of Inspection and Monitoring for Fatigue-sensitive Structures under Uncertainty,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 137, pp.1319-1331.
    11. Lee, H. H. , Kim, J. H. , Pho, K. G. (2012) “Strengthening Effects of RC Column Using Fiber Reinforced Polymer,” Journal of the Korea Concrete Institute Vol. 24, No. 4, pp.473-480.
    12. MLIT (2016), Guidelines for Maintenance and Performance Assessments, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Tokyo, Japan.
    13. MLIT (2016), Guidelines for Periodic Inspection of Bridges, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Tokyo, Japan.
    14. MOLIT (2017), Detailed Guideline for Safety Inspection and Precise Safety Diagnosis, Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Sejong, Republic of Korea.
    15. MOLIT (2018), Safety Evaluation Manual of Third Class Facilities, Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Sejong, Republic of Korea.
    16. MOLIT (2019), Guidelines for Maintenance and Performance Assessments, Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Sejong, Republic of Korea.
    17. Park, J. S. , Joo, H. J. , Nam, J. H. , and Yoon, S. J. , (2010), “Structural Behavior of Flexurally Reinforced FRP-Concrete Composite Compression Member with FRP,” Journal of Korean Society for Advanced Composite Structures, Vol. 1, No. 3, pp.10-16.