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첫차연구소

터널 속 도로포장, 아스팔트 vs 시멘트 어떤 게 더 좋을까?

과거에는 명절 때쯤 시골에 놀러 가면 경운기 타는 재미가 그렇게 좋았어요. 울퉁불퉁하고 모난 길을 따라 나름 빠른 속도로 달리는 경운기 뒤에 타고 있으면 즐거운 웃음소리가 끊이지 않았습니다. 이제는 옛 시골길도 시멘트 콘크리트가 대부분이긴 하지만 다시 생각해도 즐거운 시간이었습니다. 갑자기 더워진 초 여름 날씨에 불현듯 생각난 곳이 있는데요. 바로 고이고이 굽어진 와인딩 코스로 기분 좋은 드라이브를 다녀오고 싶어집니다. 이처럼 옛 추억도 되새겨보고 기분 좋은 드라이브 코스까지 가능할 수 있는 것은 잘 닦인 도로 때문이 아닌가 하는 생각을 해봅니다. 오늘 전해드릴 콘텐츠는 시멘트와 아스팔트 포장에 관한 이야기입니다. 그 중에서도 터널은 왜 시멘트 콘크리트 포장만을 선호하는지에 대해 알아보겠습니다.

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과거에는 명절 때쯤 시골에 놀러 가면 경운기 타는 재미가 그렇게 좋았어요. 울퉁불퉁하고 모난 길을 따라 나름 빠른 속도로 달리는 경운기 뒤에 타고 있으면 즐거운 웃음소리가 끊이지 않았습니다. 이제는 옛 시골길도 시멘트 콘크리트가 대부분이긴 하지만 다시 생각해도 즐거운 시간이었습니다. 갑자기 더워진 초 여름 날씨에 불현듯 생각난 곳이 있는데요. 바로 고이고이 굽어진 와인딩 코스로 기분 좋은 드라이브를 다녀오고 싶어집니다.

 

이처럼 옛 추억도 되새겨보고 기분 좋은 드라이브 코스까지 가능할 수 있는 것은 잘 닦인 도로 때문이 아닌가 하는 생각을 해봅니다. 오늘 전해드릴 콘텐츠는 시멘트와 아스팔트 포장에 관한 이야기입니다. 그 중에서도 터널은 왜 시멘트 콘크리트 포장만을 선호하는지에 대해 알아보겠습니다.  


알고 보면 다른 도로포장

아스팔트 콘크리트를 터널에서 사용하지 않는 이유를 알기에 앞서 현재 우리나라 도로에 쓰이는 도로포장 재료의 장단점에 대해 간단히 알아두고 넘어갈 필요가 있습니다.

 

우선 콘크리트는 큰 하중을 잘 견디는 견고한 성질을 갖고 있어 여러 가지 구조물을 만드는 데에 사용됩니다. 하지만 도로포장과 같이 넓은 면적은 콘크리트만을 사용해 시공하게 되면 온도 변화, 건조 수축에 의해 팽창과 수축이 반복되면 균열이 생길 수 있죠. 따라서 콘크리트를 도로포장에 사용하기 위해서는 교통량에 맞는 두께를 설정하는 것이 중요합니다. 또한 균열을 대비해 적당한 간격으로 줄눈을 설치하고 철강을 넣으면 20년 이상 특별한 수리 없이 사용할 수 있는 장점이 있습니다.

 

특유의 튼튼함과 아스팔트 포장에 비해 초기 비용이 적게 든다는 장점은 있어 고속도로 건설에 많이 쓰입니다. 하지만 오히려 너무 견고한 성질 때문에 소음과 물이 빠져나갈 틈이 없는 단점도 있죠. 그래서 아스팔트 보다 소음도 크고 승차감도 떨어지며 배수 성능은 좋지 않습니다.

 

아스팔트는 열을 받으면 변형하는 성질을 가지고 있어서 콘크리트처럼 하중을 받는 구조의 재료로는 적합하지 않습니다. 하지만 방수성과 점착성이 높고 열을 받으면 액화되어 취급하기 쉬운 장점이 있죠. 아스팔트 포장의 경우 적절한 배합을 통해 내구성을 높여 사용한다 해도 교통량이 많고 강한 중량을 받게 되면 점차 파손되기 시작합니다. 아시다시피 내구성이 낮아 유지 보수 및 재포장이 잦은 편입니다.

 

아스팔트는 견고한 콘크리트와 달리 입자 사이사이 틈이 존재합니다. 이를 공극이라 합니다. 이 틈새를 통해 물이 흡수되고 소음도 방출되는 것이지요. 그래서 주행을 시끄러운 콘크리트 노면 위를 달리다 아스팔트 포장도로로 바뀌게 되면 소음도 줄어들고 콘크리트보다 조금 더 부드러운 느낌이 듭니다.

 

아스팔트 포장이 여러모로 더 나은 부분이 있지만 국내외 터널 내 도로포장은 시멘트 콘크리트 포장을 선호합니다. 초기 건설 비용 빼고 나을 게 없는 소음, 배수 능력이 떨어지는 콘크리트를 포장을 사용하는 이유는 무엇일까요?


터널 내 배수

아스팔트는 물을 잘 흡수합니다. 그래서 비 또는 눈이 내려도 틈 사이로 수분을 흡수해 물의 고임이 적은 편이죠. 아스팔트는 분명 수분을 잘 흡수하는 장점이 있지만 수분에 취약합니다. 흙 위에 아스팔트 포장을 하기 때문에 원활한 배수가 이뤄지지 않게 되면 아스팔트는 피막과 골재가 분리되는 박리현상이 발생하기 때문입니다. 간혹 도로를 보면 아스팔트가 밀려서 변형된 곳이 있기도 하죠. 아마도 원활한 배수를 하지 못해 일어났을 가능성이 높습니다. 또한 아스팔트가 흡수한 수분으로 인해 포트홀(pot hle, 도로 표면에 생기는 국부적인 작은 구멍)이 일어날 가능성도 높아집니다. 

아시다시피 터널 안은 습기가 잘 생길 수 있습니다. 예를 들어 터널 안과 밖의 온도 차이로 인해 터널 입구 주변에 수분이 생기기도 하죠. 또한 터널이 있기 전에는 원래 산이나 암반이 있었던 곳이기 때문에 지하수가 터널 내로 유입되기도 합니다. 평소에는 적은 양이겠지만 비가 내리거나 눈이 녹으면 배출해야 할 지하수의 양이 아주 많겠죠. 이때 터널 하부에서 유입되는 지하수는 터널 내 수로를 통해 외부로 배출되도록 설계됩니다. 터널은 수분과의 접촉이 많은 곳이기 때문에 수분에 민감한 아스팔트보다는 내수성이 강한 콘크리트 포장이 유리합니다. 때문에 국내의 터널의 경우에는 콘크리트 포장을 선호하는 것이죠.

 

물론 콘크리트 포장이 터널에 전부 사용되는 것은 아닙니다. 터널의 길이 500미터 이하인 경우에는 지역여건과 시공성을 고려해 터널 전후 구간의 포장 형식과 동일하게 적용되기도 합니다. 


터널 내 조도

낮에 터널 통과 시 터널 내부가 어둡다 보니 운전자는 조도 변화에 순응하기 위한 시간이 필요합니다. 터널 내 조도 변화 차이를 줄여주기 위해서는 조명기구뿐만 아니라 터널 내 포장도 중요한 역할을 합니다. 실제로 스위스에서는 도로포장 밝기에 따른 터널 내 조명 성능을 분석한 결과 아스팔트 도로라 하더라도 밝은 색에 가까울수록 터널이 더 밝게 보인다는 연구 결과를 얻었습니다. 어쩌면 너무 뻔한 결과인 게 아스팔트의 검은색이 빛을 흡수하는 특성 때문이겠죠.

 

운전을 하다 보면 터널 내 설치된 조명시설이 있는데도 불구하고 유독 어두운 터널이 있습니다. 관리가 잘되지 않은 탓도 있지만 그동안은 빛을 내는 조명기구의 조도 기준에만 맞추다 보니 운전자가 차 안에서 느끼는 밝기는 전혀 신경 쓰지 않았던 것이지요. 이를 개선하기 위해서는 터널 내 조명기구만을 단순 교체하는 것이 아니라 터널 내 노면과 벽면에서 반사되는 빛의 양까지 종합적인 분석을 필요로 합니다. 이런 조사 및 분석을 거쳐 2017년 국토부 발표에 따르면 조명 개선이 필요한 터널이 268개라고 합니다. 조명 개수만 봐도 어마어마한 양의 교체 양이겠네요.

 

국내의 터널 대부분이 콘크리트 포장입니다. 아스팔트보다는 확연하게 밝은 색이기 때문에 조명 설치 방법에 운전자의 기준에 맞춰 개선된다면 지금보다는 더 환한 터널의 모습을 금세 갖출 수 있는 조건이라 할 수 있죠. 즉 시멘트 콘크리트가 빛 반사에 어두운 아스팔트보다 유리하고 그만큼 에너지 소비 절약에도 효과적입니다. 


터널 화재 위험성

터널 건설에 사용되는 재료는 화재 시 대피와 화재 진압이 동시에 이뤄지는 동안에도 터널의 원래 기능은 수행 가능하도록 화재에 대한 저항성을 가지고 있어야 합니다. 즉 터널 내 화재가 발생하더라도 화재 확산 및 화재가 커지는 것을 방지해 구조체의 안전성은 유지해야 합니다. 그리고 화재 발생 시 유독가스 생성은 필연적이지만 적절한 재료의 선택과 비상 대피로와 같은 안전시설물 설계 최적화 및 화재 시 연기 노출의 최소화를 통해 인명 피해를 줄일 수 있어야 합니다. 때문에 터널 내 재료 선정은 매우 중요합니다.

 

터널의 내 도로포장은 대부분이 콘크리트입니다. 터널 건설에 있어 콘크리트가 가지는 이점이 크기 때문이죠. 콘크리트는 쉽게 불이 붙지 않고 빠르게 연소되지 않습니다. 또한 화재 시 유독가스 발생 등의 위험이 낮아 아스팔트보다는 안전성이 높습니다.

 

차량 사고로 인해 화재가 발생하는 경우 연료 누출이 될 가능성이 높은데요. 아스팔트의 경우 연료를 흡수해 아스팔트로 불이 옮겨붙을 가능성 또한 높아집니다. 따라서 더 많은 유독가스가 터널 내에 생성되고 더 큰 인명피해가 발생할 수 있기 때문에 터널 내 아스팔트 포장은 신중히 결정해야 할 문제입니다.

 

만약 터널 내 화재 발생해 완전히 화재가 진압됐다면 충분한 안전성 검사가 이뤄져야 합니다. 화재 시 콘크리트 표면으로 부식을 촉진시키는 유독 물질이 침투할 가능성이 있기 때문이죠. 즉 심각한 화재가 발생한 후라면 터널 벽면 콘크리트 내구성 안전 검사는 필수입니다. 


이번 콘텐츠에서는 터널 내 도로포장에 대해 알아봤습니다. 사실 콘크리트 포장도로를 달리다가 아스팔트 포장도로로 바뀌면 그렇게 반가울 때가 없는데요. 건설 초기 비용도 비용이지만 안전상의 문제 때문에 터널 내에 콘크리트 포장을 한다고 하니 콘크리트가 새삼 느껴지기 까지 합니다.

 

하지만 터널 내 콘크리트의 안전성을 너무 과신한 것은 아닌지 모르겠습니다. 터널 내 재난 안전 훈련에 관한 내용을 찾아보는 것도 어렵고 홍보도 잘되지 않아 조금 아쉬운 부분으로 남습니다.

 

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