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FWD 시험을 통한 하수관로 배면의 공동 발생 가능성 평가 KCI 등재

Evaluation of void formation potential behind sewer pipelines using a falling weight deflectometer

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/449027
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상하수도학회지 (Journal of the Korean Society of Water and Wastewater)
대한상하수도학회 (Korean Society Of Water And Wastewater)
초록

도심지 하수관로의 노후화로 인한 관로 배면의 공동(Void) 발생은 통수능 저하뿐만 아니라 도로 함몰의 주요 원인이 되고 있으나, 기존의 하수관로 CCTV 내부 조사만으로는 관로 외부의 병해를 종합적으로 진단하기 어렵다. 본 연구는 FWD (Falling Weight Deflectometer) 시험을 활용하여 하수관로 배면의 공동 발생 가능성을 정량적으로 평가하는 방법론을 제시하고 그 활용 가능성을 검증하였다. 분석 결과로서 LLI (Lower Layer index) 값이 FHWA 벤치마크 기준인 ‘심각’(80 μm 이상) 등급으로 판독된 10개 지점 중 8개 지점(탐측 확률 80%)에서 연결관 접합부 주변의 공동 발견 또는 뒷채움재의 관로 내 유입 증거를 확보하였다. 이는 FWD의 LLI 지수가 하수관로 배면의 공동 발생 가능성을 예측하는 정량적 도구로 높은 활용성을 가짐을 입증한다. 또한 본 연구에서는 도로 포장 전반의 건전도와 하수관로 배면의 심각도를 각각 구분하는 4등급 분류 체계를 제안하여, 공동 발생 초기 단계부터 결함이 도로 포장층 전체로 전이되어 구조적 안정성을 심각하게 저해하는 단계까지의 진행 정도를 구체적으로 파악할 수 있도록 하였다. 결론적으로 FWD 시험은 하수관로 결함으로 인한 공동 발생 및 손상 정도를 파악하고, 도로 함몰 발생 이전에 예방적 관로 정비를 위한 정량적 판단 근거를 제시하는 데 효과적이다.

The deterioration of urban sewer pipelines frequently leads to the formation of voids behind the pipe, which not only degrades hydraulic capacity but also serves as a major cause of road cave-ins. However, conventional internal inspections using CCTV alone are insufficient for comprehensive diagnosis of external pipe defects. This study proposes a methodology to quantitatively evaluate the potential for void formation behind sewer pipelines using the Falling Weight Deflectometer (FWD) test and verifies its applicability. The analysis revealed that among the 11 measured points classified as ‘Severe’ (LLI ≥ 80μm), based on the FHWA benchmark criteria, 8 points out of the 10 where CCTV images were available (80% detection rate) showed evidence of voids near connection joints or the infiltration of backfill material into the pipe. This confirms the high utility of the FWD’s LLI index as a quantitative tool for predicting the potential for void formation behind sewer pipelines. Furthermore, this study proposes a 4-grade classification system that separately assesses the overall pavement integrity and the severity of the sewer pipe subgrade. This system allows for a detailed understanding of defect progression, from the initial stage of void formation to the phase where the defect transfers to the entire pavement structure, severely compromising structural stability. In conclusion, the FWD test is an effective method for identifying the severity and progression of void formation caused by sewer defects, providing quantitative evidence for proactive pipeline maintenance before the condition escalates into a road cave-in.

목차
요약문
ABSTRACT
1. 서 론
2. 조사 대상 및 방법
    2.1 조사 방법
    2.2 조사 대상 선정 및 분석 방법
3. 결과 분석
    3.1 FWD 분석을 통한 CCTV자료 매칭 평가
    3.2 하수관거 결함에 따른 도로 포장 기층별 심각도평가
4. 결 론
사 사
References
저자
  • 한상종(한국건설기술연구원 환경연구본부) | Sangjong Han (Department of Environmental Research, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) Corresponding author
  • 전성일(한국건설기술연구원 도로교통연구본부) | Sung-il Jeon (Department of Highway and Transportation Research, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology)