지난 2018년 6월 부산-울산 고속도로 만화교 구간에서 교량의 연결부에 설치되는 신축이음장치가 파손돼 돌출되는 사고가 발생했으며, 이로 인해 60여대 차량의 타이어가 펑크 나는 소동이 발생했다.
당시 교대에서 협착이 발생하는 하자로 인해 다리 상판이 가운데 방향으로 움직이게 됐고, 상판 콘크리트 포장이 열에 의해 약 40㎜ 팽창하면서 교량 신축이음장치가 치솟는 사고로 이어졌다는 것이 종합안전점검의 결론이었다.
또 2020년 부산시 소재 교량에서 신축이음장치가 떨어져 나가는 사고가 발생해 극심한 교통체증이 발생한 적이 있다. 당시에도 엄청난 교통량으로 반복하중이 발생하고, 과적 차량에 대한 충격 하중도 받으면 볼트가 서서히 풀리거나 끊어졌을 가능성이 제기됐다.
이러한 사고 발생 시 운행차량의 대형사고 및 인명피해로 이어질 수 있어, 통행 및 인명 안전을 위해 선제적 조치가 필요한 실정이다. 아울러 오래된 시설 등은 피로도도 쌓여있는 만큼 꼼꼼한 점검이 필요하다는 지적도 나온다.
신축이음장치란 온도변화, 하중, 건조수축 등에 의해 상부 교량의 신축량을 수용하고, 교량 상부와 교량 상부 이음부의 평탄성을 유지하는 목적으로 앵커볼트를 활용해 교량의 연결부에 설치하는 장치이다.
전문가들은 이에 대해 교량 내 신축이음장치 탈락 사고는 발생이 드물지만 명확한 원인이 규명되지 않았으며, 통행량이 많은 교량의 경우 장기간의 운영, 과속 및 과적 차량의 운행에 따른 충격누적 등으로 인한 피로 누적이 원인일 수 있다는 분석이다.
신축이음장치와 이를 고정하는 앵커볼트는 영구적이지 않으며 교체가 필요한 부품으로, 신축이음장치 및 앵커볼트의 파손 확인을 위해서는 교통통제가 필요해 육안으로 결함 여부를 확인하는 현실적으로 불가능한 상황이다.
비파괴 검사기법 중 하나인 초음파탐상법(펄스반사법·위상배열 초음파법 등)을 시설물 점검에 활용한다면 앵커볼트의 외부하중, 염해 등으로 발생할 수 있는 결함을 사전에 검출하고 유지관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
육안으로 결함 파악이 어려운 신축이음장치 앵커볼트의 경우 펄스반사법을 활용해 점검하는 경우 짧은 시간 내 결함 유무를 판단할 수 있다. 펄스반사법은 전자파나 초음파의 펄스를 매질(媒質) 속에 발사해 측정 대상으로부터의 반사파를 수신하고, 반사파의 시간 지연으로부터 대상까지의 거리를 아는 것이다.
더욱 고해상도의 결과를 측정할 수 있는 위상배열 초음파법을 활용하면 결함의 종류, 위치 등에 대한 보다 상세한 정보를 파악할 수 있다. 위상배열초음파검사는 일반적으로 16개부터 256개까지 각각의 펄스가 분리될 수 있는 작고 개별적인 소자로 구성돼 지시치의 깊이, 위치를 실시간으로 보여주는 그림을 나타낸다.
비파괴 검사 기법을 적용해 비교적 짧은 시간에 신축이음장치 내 앵커볼트의 결함 여부를 진단할 수 있다면, 선제적 대응을 통해 도로시설물을 이용하는 시민의 안전 확보가 필요하며, 관련 기술 개발 및 현장 적용이 활발히 이뤄져야 할 것으로 사료된다.