[데일리스포츠한국 박상건 기자] 앞으로 고속도로에 신설될 다리가 친환경 나무다리로 들어설 가능성이 높아졌다. 최근 잇따른 미세먼지 현기증과 국민 건강 문제가 삶의 질을 높이는 국가적 현안으로 대두되고 세계적으로 기후변화에 대응하는 일이 환경정책의 주요한 부분으로 자리 잡았다.
고속도로 나무다리 건설 문제는 나이든 나무는 베어서 고부가가치 목재제품으로 이용하고, 베어낸 자리에 생장이 왕성한 어린 나무를 심고 가꾸어 새로운 탄소흡수원을 증진시키는 탄소순환시스템의 정착의 필요성에 따른 것이다.
이런 가운데 국립산림과학원은 2012년 개발한 고속도로용 목조교량을 모니터링한 결과 8년이 지나도 목재의 구조 안전성과 내구성에 문제가 없는 것으로 나타났다고 밝혔다.
한국형 목조건축 프로젝트 ‘한그린’의 일환으로 건설된 국내 최초 차량용 목조교량인 ‘한아름교’는 교량의 주요 구조부가 국산 리기다소나무 구조용 집성재로 제작된 길이 30m, 폭 8.4m 규모의 차량 2대가 동시에 다닐 수 있는 1등교, 즉 국토교통부 ‘도로교 설계기준’에 따라 차선당 44톤의 차량 하중을 견딜 수 있는 교량이며, 이 교량으로 한 해 약 3만 대의 차량이 통행해 왔다.
산림청 국립산림과학원(원장 전범권)은 지난 8년간 분기별로 이루어진 ‘한아름교’ 모니터링을 통해 수평과 수직, 접합부의 변형과 처짐, 온도와 습도에 의한 영향 등 조사를 통해 교량의 구조적 안전성을 확인하고 야외 대형 목조시설물의 내구계획을 수립했다고 밝혔다.
‘한아름교’ 모니터링 결과, 시간에 따른 교량의 수직·수평 변형과 접합부 형상 변화 차이는 약 3% 미만으로 경미했으며, 모니터링 중 차량 운행에 따른 교량의 최대 처짐량은 18.3mm로 구조해석에 의해 계산된 허용처짐량(83.3mm)의 약 22%에 불과했다.
구조용 집성재로 이루어진 교량 바닥의 압착된 밀도를 나타내는 압체력(壓締力)은 주변 온도·습도의 영향을 받아 겨울철에는 압체력이 작아지고 여름철에는 커지는 등 목재가 수축하거나 팽윤하는 정도의 차이가 있으나 측정된 최소 압체력은 초기 압체력의 약 69% 수준으로 재압체 시점인 40%보다는 높았다.
한편 표면의 목재 손상을 확인해본 결과 응력적층상판, 난간 및 교량 상단의 부재에서 치마버섯(Schizophyllum commune), 갈색부후균 등 목재를 손상시키는 자실체가 부재의 표면 관찰에서 확인되었으나 강도에는 문제가 없었다. ‘응력적층상판’이란 폭이 좁은 구조용 집성재를 넓은 판의 형태로 제작하여 교량의 상판으로 사용하기 위하여 프리스트레싱(pre-stressing)을 이용하여 압체력을 가함으로써 하나의 판을 이루는 교량의 바닥판을 말한다.
표면 손상은 내구계획을 수립을 통하여 수정된 설계로 해결방법을 마련했으며, 이를 바탕으로 강도적 손실 여부를 확인하기 위한 비파괴실험법을 정립했다. 또한 보수가 필요하다고 확인되는 부재에는 친환경 수용성 목재 방부제(CuAz) 및 붕소막대 등의 보존처리를 실시했다.
특히 수분에 직접 노출되고 물고임이 발생한 윈드브레이스(Wind Brace)는 교체했으며, 교체 시 설계를 수정하여 문제점을 해결했다.
국립산림과학원 목조건축연구과 심국보 과장은 “야외 시설물 계획과 설계에서는 구조적인 문제뿐만 아니라 내구설계를 포함한 내구계획이 중요하다”며 “‘한아름교’ 모니터링을 통하여 현재 미흡한 야외 목조 시설물의 관리 방법을 수정할 수 있었으며, 수립된 내구계획으로 목재가 적절하게 관리되어 오랜 기간 안전하고 효율적으로 야외 목조 시설물을 사용될 수 있을 것이다”라고 덧붙였다.