IPC 거더교의 유지보수 공법별 환경부하량 DB구축 = Data Base Development of Environment Load Each Maintenance Method for IPC Girder Bridge

국문 초록 (Abstract)

현재 지구온난화로 인해 전 세계적으로 기후변화에 대한 많은 피해가 발생하고 있다. 이에 기후변화로 인한 피해를 줄이기 위해서 지구온난화의 주범인 온실가스 배출량을 감축하기 위하여 전 세계적으로 많은 노력이 진행 중에 있다. 국내에서는 녹색건설을 목표로 환경영향에 대한 많은 연구가 진행 중이다. 하지만 현재 국내에서 진행되고 있는 건설업의 환경부하량 산정 방법은 주로 설계초기단계 및 시공단계에 국한되어 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 LCA 방법론을 적용하여 기존의 연구에서는 수행되지 않았던 IPC 거더교의 유지관리단계에서의 보수·보강 공법에 따른 8대 환경영향범주별 환경부하량 DB구축에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 ‘교량시설물 유지 보수공사 설계 가이드’와 ‘유지 보수 공종별 단가집', ‘교량유지관리 메뉴얼’을 참조하여 본 연구의 범위에 해당하는 보수·보강공법 자료를 조사하였다. 그러나 모든 보수·보강공법의 환경부하량 산정을 위한 DB를 구성하는데 한계가 있으며 구성된 보수·보강공법이 LCI DB와 연계가 불가능하다면 환경부하 평가를 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 IPC 거더교의 유지관리단계 보수⋅보강공법 중 보편적이고 일반적인 공법을 대상으로 하며 산출된 환경부하량에 대한 신뢰성을 확보하기 위하여 Cut-off Level 80% 이상을 기준으로 대상 공법을 선정하였다.
본 연구에서 선정한 공법은 절삭 후 아스팔트 덧씌우기, 교면재포장, 외부강선보강, 신축이음장치 교체, 탄성받침 교체, 콘크리트 균열보수, 콘크리트 단면보수, 배수시설 집수구교체 8개의 보수⋅보강공법을 선정하였다. 또한 본 연구에서는 IPC거더교의 유지관리단계 보수⋅보강공법의 소요자원 및 환경부하량 산정하여 DB구축을 하였다. 선정된 공법은 EBS 프로그램을 이용하여 소요자원 내역을 분석하였다. 분석한 자료를 기반으로 공법별 단위물량 소요자원 DB를 구성하였으며, 구성한 소요자원 DB는 보수물량을 적용하고 LCI DB와 연계하여 이를 통해 유지관리단계 보수⋅보강 공법에 따라 발생하는 소요자원과 8대 환경영향 범주별 환경부하량을 산정하여 IPC거더교의 유지보수 공법별 환경부하량 DB를 구축할 수 있었다. 본 연구를 포함한 기존의 연구에서 다루지 않은 모든 유지보수 공법에 대한 환경부하량 DB구축을 수행된다면, IPC 거더교의 교량의 정확한 유지관리단계의 환경부하량 분석이 가능할 것으로 예상된다. 그리고 이를 기반으로 IPC 거더교의 형식 외에도 다양한 형식의 교량으로 대상을 확장하여 친환경적이고 지속 가능한 교량의 유지관리단계에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Currently, global warming is causing a lot of damage to climate change worldwide. Much effort is being made around the world to reduce greenhouse gas emissions, the main culprit of global warming, to reduce damage from climate change. In Korea, many studies are underway on environmental impacts with the aim of green construction. However, the method of calculating environmental loads in the construction industry, which is currently being carried out in Korea, is mainly limited to the initial design and construction stages. Therefore, in this study, we applied the LCA methodology to study the construction of the environmental load database by eight environmental impact categories according to the maintenance and reinforcement method in the maintenance stage of the IPC girder bridge which was not performed in the previous studies. For this purpose, the data on the repair and reinforcement methods were investigated by referring to the 'Design Guide for Maintenance of Bridges', 'Unit Prices for Maintenance and Maintenance', 'Maintenance Manual for Bridges' However, there is a limitation in constructing a database for estimating the environmental loads of all repair reinforcement methods, and it is impossible to evaluate the environmental load if the constructed repair reinforcement method can not be linked with the LCI DB. Therefore, in this study, the target method was selected based on 80% or more Cut-off Levels to ensure reliability of the calculated environmental load, which is targeted at the repair and reinforcement method of IPC girder bridges.

The technique selected in this study was to select the repair and reinforcement method of eight repair and reinforcement methods for asphalt overlaying, pavement of bridge deck, external steel reinforcement, replacement of expansion joints, replacement of elastic support, repair of concrete cracks, repair of concrete cross-section, and replacement of water drainage facilities after cutting. In addition, in this study, the required resources and environmental loads of repair and reinforcement techniques in the maintenance phase of IPC girder bridges were calculated and the DB was constructed. The selected construction method analyzed the required resources using the EBS program. Based on the analysis data, the unit volume required resource DB was constructed by engineering method. The required resource DB configured by engineering method was applied with repair volume and linked with LCI DB to establish environmental load DB by IPC girder bridge maintenance method by calculating required resources according to maintenance and reinforcement method and environmental load by 8 environmental impact categories. If the environmental load DB construction is carried out for all maintenance techniques not covered in the previous study, including this study, it is expected that an accurate maintenance phase analysis of the bridge of IPC girder bridges will be possible. In addition to the IPC girder bridge types, the target can be expanded to various types of bridges to contribute to the maintenance stage of eco-friendly and sustainable bridges.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 범위 및 방법 2
• 1.3 기존 연구 동향 4
• 제 2 장 이론적 고찰 7
• 2.1 LCA 이론적 고찰 7
• 2.1.1 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA) 7
• 2.1.2 전과정목록(Life Cycle Inventory, LCI) 17
• 2.2 교량의 유지관리 개요 19
• 2.2.1 교량의 유지관리 개요 19
• 2.2.2 교량의 보수·보강 개요 21
• 2.3 IPC 거더교의 유지관리 개요 22
• 2.3.1 IPC 거더교의 개요 22
• 2.3.2 IPC 거더교의 활용 23
• 2.4 Data Base 구축 개요 24
• 2.4.1 Data Base의 정의 24
• 2.4.2 관계형데이터베이스(relational database) 25
• 2.4.3 객체지향데이터베이스(object-oriented database) 25
• 제 3 장 IPC 거더교 유지관리 환경부하량 DB 구축 27
• 3.1 IPC 거더교의 유지관리 환경부하량 분석 27
• 3.1.1 IPC 거더교의 수집 교량 분석 27
• 3.1.2 IPC 거더교의 유지보수공법 선정 31
• 3.1.3 IPC 거더교의 유지보수 공법 소요자원 추출 34
• 3.1.4 IPC 거더교의 유지보수 공법 환경부하량 산정 36
• 3.1.5 IPC 거더교의 유지보수 공법 환경부하량 특성 분석 39
• 3.2 IPC 거더교 유지보수 공법별 환경부하량 DB구축 59
• 3.2.1 IPC 거더교 유지보수 공법별 환경부하량 DB구축 형성 과정 59
• 3.2.2 IPC 거더교 유지보수 공법별 환경부하량 DB 62
• 3.2.3 IPC 거더교 유지보수 공법별 환경부하량 DB 활용방안 63
• 제 4 장 결론 65
• 참 고 문 헌 67
• Abstract(국문) 69
• Abstract(영문) 70