PURPOSES : This study aims to analyze and summarize test results related to permeable blocks used for sidewalks and roadways as an alternative to conventional urban road pavement technology, specifically focusing on low-impact development (LID) techniques. Furthermore, it aims to provide reference data on the feasibility of current policy implementation and future policy directions through a longterm analysis of the performance and durability of permeable blocks in sidewalk and roadway construction. METHODS : The research methodology involves (1) conducting a survey on the status and actual conditions of permeability sustainability tests based on the results of permeability persistence tests conducted in Seoul over nine years, from 2013 to 2021; (2) analyzing the differences between the permeability block rating system of Seoul City and that employed by the Ministry of Environment; (3) analyzing the permeability of graded pavement sections in permeable blocks for sidewalks after three years of public use and deriving a regression analysis formula to estimate the maintenance period; (4) analyzing the permeability of pavement sections in permeable blocks for roadways after five years of public use and deriving a regression analysis formula to estimate the maintenance period. RESULTS : This study revealed significant improvements in the performance and quality control of permeable blocks since the implementation of the permeability sustainability test in Seoul in 2013. An analysis of the differences in the permeability coefficient and distribution based on the rating systems of Seoul City and the Ministry of Environment showed that rating system of Seoul City has approximately twice the permeability coefficient quality standard compared to that of the Ministry of Environment. Regression analysis indicated that the firstgrade permeable block was predicted to maintain its permeability for approximately 5.1 years, whereas the third-grade permeable block was predicted to maintain its permeability for approximately 3.1 years. In roadway-permeable block pavements, the first-grade sections maintained excellent quality conditions even after five years, and regression analysis predicted a permeability maintenance period ranging from eight to 17 years. CONCLUSIONS : The correlation analysis of the permeability coefficients based on the common usage period of permeable blocks for sidewalks and roadways presented in this study can provide more accurate estimations of commonality. However, further research under various environmental conditions is required to supplement these findings. Considering the lack of studies on permeable block commonality analysis in Korea, this study highlights the significance of conducting long-term experimental follow-up research to establish commonality prediction formulas for different usage scenarios.

투수블록은 일반 콘크리트 블록과 다르게 블록 표면 전체에서 물을 투과시키는 블록 또는 특정 위치에서 물을 투과시키는 블록으로 정의된다. 국내 대부분의 도시지역은 불투수성 재료로 포장된 면적의 증가로 인하 여 빗물이 침투될 수 있는 공간이 줄어들고 이로 인해 빗물이 지표로 흡수되지 않아 좁은 우수관으로 빗물이 넘쳐 차량통행에 지장을 주는 한편 도심지 수해발생 증가 및 지하수 고갈의 문제가 발생하고 있다. 미국,일 본 등 국외에서는 수 십 년 전부터 투수성포장이 도입되어 도심 환경을 개선시키는데 일조하고 있다. 최근 국내에서도 투수성 블록이 가진 다양한 장점(도시홍수 예방, 열섬현상 완화, 지하수 함양, 지하생태 보전 등) 이 대두되면서 그 수요가 크게 증가하고 있지만 공용기간에 따른 투수성능 지속성 등에 대한 특성 분석 및 연구가 미진한 상태이다. 2013년「서울시 투수블록포장 설계, 시공 및 유지관리 기준(Ver 2.0)」에서는 차도 용 및 보도용 블록에 대하여 자체투수블록의 경우 보도용 휨강도 4 (MPa) 이상 및 압축강도 16 (MPa) 이상, 차도용 휨강도 5 (MPa) 이상 및 압축강도 20 (MPa) 이상 그리고 틈새투수블록의 경우 보차도용 휨강도 5 (MPa) 이상 및 압축강도 20 (MPa) 이상을 기준으로 하고 있다. 또한 모든 투수블록의 투수계수는 0.1 (mm/sec) 이상을 기준으로 현장에 적용 평가하고 있다. 본 연구에서는 이러한 투수블록의 용도에 따라 현장 에 시공된 보도용･차도용 투수블록의 공용기간에 따른 현장투수성능 지속성을 평가하여 보차도용 투수블록 의 공극막힘 현상, 투수성능 변화 등 보도용 및 차도용 투수블록의 수명예측자료를 확보하고자 하였다. 보차도용 투수블록 투수성 수명예측자료를 통해 투수성능 유지시점을 도출하고 현장에 적용된 투수블 록의 기능을 초기상태로 유지하며 그 고유의 기능이 저하됨이 없이 유지될 수 있기 위한 방안을 검토하고 자 하였다. 또한 현장시험을 통하여 각각의 환경조건인 유동인구 및 가로수 유무, 차량통행 등 환경적인 요인으로 인한 공극막힘현상의 분석을 통해 지속성 검증시험의 효과를 분석하고 초기 투수성능과 공용이 후의 투수성능의 상관성을 분석하였다.

아스팔트포장 공학원론(1999)에 의하면“아스팔트 혼합물은 제조와 운반 도중 단기노화(Short-Term Aging: STA)와 시공 후 공용 중에 장기적으로 노화(Long-Term Aging: LTA)가 진행된다. 아스팔트는 혼합물의 제조와 운반 시 아스팔트 바인더가 고온의 골재와 혼합, 운반되는 짧은 시간 동안 얇은 박막 (Thin Film)의 형태로 공기 중에 노출되고 산화와 휘발작용으로 단기간에 급격한 노화가 발생한다. 아스 팔트의 노화로 인한 경화는 교통 개방 후에도 지속적으로 발생하며, 교통 하중에 의한 다짐으로 한계 밀 도에 다다르는 동안 계속해서 진행된다.”고 하였으며 Kim et al(1995, 2009)에 의하면“아스팔트 포장 체 혼합물의 노화 정도는 바인더의 점도 및 혼합물 취성의 증가 정도를 측정하여 노화 전 상태의 혼합물 과 비교함으로써 평가할 수 있다. 즉, 바인더의 침입도(Penetration), 점도(Viscosity), HP-GPC (High performance Gel-Permeation Chromatography) 시험의 대형분자량(Large Molecular Size: LMS)의 비율, DSR(Dynamic Shear Rheometer) 시험의 G*(복합전단계수) 및 sinδ(위상각)를 측정하여 노화 정 도를 추정할 수 있다.”고 하였다. 따라서 본 연구에서는 기 수행된 연구결과“아스팔트 노화지연 방안을 통한 포장 공용성 개선 방안 연구”에 대한 자료의 축적 및 검증을 위하여 공용연수가 다른 아스팔트 포장 에서 혼합물을 채취하여 시험을 실시하였다. 시험결과 그림 4와 같이 기 수행한 결과와 유사한 형태로 공 용연수가 증가함에 따라 대형분자 비율이 증가하는 것으로 분석되었다. 대형분자의 비율이 높아지는 것은 아스팔트 바인더 주요 성분 중 아스팔틴(Asphaltenes) 함량의 급격한 증가를 나타내는 것이며, 아스팔틴 함량의 증가율은 아스팔트가 노화와 밀접한 관련이 있다. 아스팔틴 함량이 증가하면 아스팔트의 안정성이 나빠지고, 이에 따라 점도 증가 및 부착성을 나타내는 신도(ductility)의 감소현상이 나타난다.

1960년대 이후 서울시는 급속히 산업화가 진행되면서 건물과 인공 포장된 도로가 급격히 증가하였으며 특히 서울시 불투수성 포장비율이 전체면적의 50% 수준에 달하며 불투수성 토양 포장도가 70% 이상인 지 역이 서울시 전체 면적의 48.2%를 차지하고 있다. 이로 인한 주요 문제로 지구온난화에 따른 기후변화로 도 심 집중강우가 빈번히 발생하여 도로침수, 포장체 파손 등이 발생하고 있다. 따라서 불투수성 포장도로를 개량하여 자연 물순환이 확보될 수 있도록 개선하는 연구가 진행되어오고 있다. 최근 서울시에서는 불투수 성 도로포장 증가와 이상기후에 따른 집중강우 등으로 새로운 도로포장의 필요성이 제기되고 있다. 이를 위 해 도심지 홍수발생시 하수관으로 직접 유입되는 우수량을 감소시켜 도로침수 억제를 기대함과 동시에 지하 수위 복원으로 도로침하 및 함몰 발생을 저감시켜 도심지의 지속적인 불투수면적 증가로 인한 지하수위 저 하 문제를 완화하여 도로침하 및 함몰 사고발생을 저감시키고자 2011년「투수 블록포장 설계, 시공 및 유지 관리 기준(Ver 1.0)」을 마련 ․ 시행하고 있다(도로관리과-112390호, 2011.8.31.). 서울시에서는 이러한 투수 블록에 대한 관리 기준에 있어 투수블록에 대한 투수성 지속성을 평가하기 위한 방안으로 자체투수블록에 대해 실내에서 인위적인 협착물을 통해 오염전후 투수계수를 측정, 등급을 산정하고 있으며 이러한 등급은 3종류의 투수계수 0.1mm/sec을 기준으로 5등급으로 구분되어 현장에 적용평가하고 있다. 그러나, 서울시에서 투수블록 포장 기준으로 활용하고 있는 투수 지속성 검증시험은 현장적용 전 등급 평가에만 활용되고 있으며 적용이후 이러한 사전 평가 등급이 어떻게 변화되는지에 대한 추적조사자료는 부족한 실정이므로 본 연구에서는 공용기간별 투수블록 투수 지속성 성능을 평가하여 투수블록의 공극막 힘 현상, 투수성능 변화 등 투수블록의 수명 예측자료를 확보하고자 연구를 시행하였다. 이러한 투수블록 투수성 수명예측자료를 통해 유지시점, 유지관리 방안을 도출하고 현장에 적용된 투수블 록의 기능을 초기상태로 유지하며 그 고유의 기능이 저하됨이 없이 유지될 수 있기 위한 방안을 검토하고자 하였다. 또한 실내 투수 성능 지속성 검증 시험과 현장투수 시험과의 상관성 분석을 통해 지속성 검증시험 의 효과를 분석하고 초기 평가된 지속성 검증시험 결과와 공용이후의 투수성능 상관성을 분석하였다.

아스팔트 포장의 경우 노화 (aging)로 인한 경화 (hardening) 및 취성 (brittleness) 증가로 인한 내구 성 약화는 균열 (cracking) 발생의 원인이 되고 수분침투에 의한 박리 (stripping)와 반복 윤하중은 포트 홀 (pothole) 등을 유발하게 된다. 이러한 손상은 최근의 이상 기온, 집중 호우 및 기록적 강설로 인해 가 속화되면서 유지보수에 소모되는 비용이 급격히 증가되고 있다. 아스팔트 혼합물은 제조와 운반 도중 단기노화 (short-term aging: STA)와, 시공 후 공용 중에 장기 적으로 노화(long-term aging: LTA)가 진행된다. 아스팔트의 노화는 혼합물의 제조와 운반 시 아스팔트 바인더가 고온의 골재와 혼합, 운반되는 짧은 시간 동안 얇은 박막 (thin film)의 형태로 공기 중에 노출 되고 산화와 휘발작용으로 단기간에 급격한 노화가 발생한다. 아스팔트의 노화로 인한 경화는 교통 개방 후에도 지속적으로 발생하며, 교통 하중에 의한 다짐으로 한계 밀도에 다다르는 동안 계속해서 진행된다 (아스팔트포장공학원론, 1999). 일반적으로 아스팔트 바인더의 상태는 노화 전 (original), 아스팔트 혼합물 제조 시 발생하는 단기노화 (주로 rolling thin film oven: RTFO으로 모사), 포설 후 공용 기간 중에 발생하는 장기노화 (주로 pressure aging vessel: PAV로 모사)로 구분할 수 있다. 아스팔트 혼합물의 노화는 노화 전 (no aging: NA), 아스팔트 혼합물의 제조 후 운반 과정에서 발생하는 단기노화 (STA), 공용 기간 중에 발생하는 장 기노화 (LTA)로 구분하여 고려한다. 본 연구에서는 노화 정도와 바인더 특성과의 상관성을 연구한 선행 연구 (kim et al. 1995, 2009)를 기초 로 하여 아스팔트 포장도로에서 공용기간에 따른 노화정도를 회수 바인더 특성과 상관성을 분석하여 평가하 였다. 노화 정도를 평가하기 위해서 현재 현장에 공용중인 도로에서 코어를 채취하여 분석하였다. 현장 코 어를 추출하여 바인더를 회수하고, 회수한 바인더를 침입도 (penetration), 점도 (viscosity), HP-GPC (High performance gel-permeation chromatography) 시험 결과 대형분자량 (large molecular size: LMS)의 비율, DSR (dynamic shear rheometer) 시험 결과 G* (복합전단계수) 및 sin δ(위상각)를 측정하 여 공용 기간에 따른 노화 정도를 평가하였다. 또한 다양한 조건에서 바인더 특성을 나타내는 특성치들과 공용기간에 따른 노화 수준을 가장 개관적으로 나타내는 특성치를 평가하였다.

‘고운’은 농촌진흥청 국립식량과학원 고령지농업연구센터에서 가을재배용 칩가공용 품종을 육성하고자 1998년 건물함량이 높은 가공용품종 ‘Lemhi russet’와 수량성이 높은 단휴면 2기작 식용품종인 ‘추백’을 인공교배하여 육성하였다. 그후 봄재배와 가을재배를 통하여 실생세대와 생산력검정예비시험, 생산력검정본시험을 거치면서 H98005-4를 선발하였으며, 2005년과 2006년에 걸쳐 제주, 남해, 강릉 등 3지역에서봄, 가을재배를 통해 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2006년 농작물 직무육성 신품종 선정위원회에서국가목록 등재품종으로 선정되었다. ‘고운’은 남부 해안 2기작감자 재배지역에 적응하는 칩가공용 감자품종으로 숙기는중간정도이다. 반직립형으로 생장하며, 꽃색이 흰색이고, 자연조건하에서 열매는 거의 달리지 않는다. 괴경모양이 짧은 계란형으로 육색이 흰색이며, 내외부 생리장해 발생이 적다. 괴경의 건물함량이 높고 환원당 함량이 낮아 칩가공성이 우수하다. 괴경의 휴면기간은 수확후 60～70일 정도이다. 더뎅이병과 역병에 대하여 중도저항성이지만 감자바이러스Y에는 약하기 때문에 씨감자 채종재배시 진딧물 방제를 철저히 하여야한다. 풋마름병에 대해서는 저항성이 없으므로 풋마름병 발생지역에서는 재배하지 말아야 한다. ‘고운’의 수량성은 2005년부터 2006년까지 2년간 실시한 지역적응시험 결과 봄재배시33.2 ton/ha, 가을재배시 26.2 ton/ha로 나타나 ‘Dejima’에 비하여 각각 87%, 86%의 수량성을 보였다. ‘고운’의 적응지역은 전라북도 해안지역과 전라남도와 경상남도의 2기작감자 재배지역이다.