맥킨지가 전망하는 미래 도로건설

https://www.mckinsey.com/industries/public-and-social-sector/our-insights/road-work-ahead-the-emerging-revolution-in-the-road-construction-industry?cid=soc-web&fbclid=IwAR2RzZvqkJQ3_P7b8BGoNXy3rnju1WA98lmdyH0Bb_G1hGaY8l4dIg9ZrL0

Road work ahead: The emerging revolution in the road construction industry

도로건설산업의 새로운 혁명

기술의 발전은 도로의 구성과 이용뿐만 아니라 도로 건설의 속도와 비용에도 영향을 미칠 것이다. 특히 네 가지 주요 기술 동향이 새로운 도로 현실을 가능하게 하는 데 도움이 될 것이다.

자율 주행으로 좁은 차선에서 운행이 가능

2035년까지 판매된 경차의 15%가 완전 자율화될 것으로 예상된다. 운전자 없이 기능할 수 있는 차량의 비중이 커지면서 운전 정밀도는 획기적으로 높아질 것으로 예상된다. 이는 일반차량에 비교하여 좁은 차선에서도 운행이 가능하므로,  넓은 차선의 불필요하다. 과거의 도로차선은 일반적으로 3.50m에서 3.75m 사이(유럽위원회 기준, 국도설계실무요령 2021년도 기준 본선 3.5m로 동일함)로 시공하였다. 이는 운전자가 운행 중 실수를 감안하여 충분히 넓개 설계하였지만, 미래의 차선의 폭은 2.8m까지 줄어들 수 있다. 이는 승용차 뿐만아니라 중형 트럭까지 수용할 수 있다. 승용차 전용도로는 차선이 2.5m까지 좁아져 왕복 4차선 도로가 지금보다 최대 4.0m 좁아질 수 있다.

국도설계실무요령(2021)

건설 자동화로 생산성 향상

도로를 건설하는 데 필요한 노동력을 감안할 때, 자동화는 생산성을 향상시킬 수 있는 좋은 기회이다. 라이더 측량기술, 디지털 트윈을 통한 전체 생애 주기에 대한 건설 목적물 유지관리, 3D를 통한 굴삭기 등의 미래 기술을 사용하여 더욱 자동화되어 시간과 비용을 절감할 수 있다. 3D 굴삭기를 활용한 경우에는 그렇지 않는 기계보다 최대 30% 더 빨리 굴착 할 수 있는 능력이 있다.

디지털화로 활용률 최적화

약 5년 전까지만 해도 도로 설계와 시공은 거의 디지털화를 사용하지 않았지만, 이러한 기술은 가까운 미래에 도로 설계와 건설에 상당한 영향을 미칠 것이다. 도로 자체가 측정을 하는 기준이 되고, 안내를 하는 시스템으로 진화하는 것이다. 향후 새로 건설된 도로의 구조에 센서가 내장되어 시공될 수 있고, 기존에 공용되는 도로 주변에 센서를 배치하여 차량을 안내하는 데 활용될 예정이다.
이를 통해 자동차는 여유폭을 최소화한 상태에서 최대한 가까이 운전할 수 있어 차선 용량이 최대 50%까지 늘어날 수 있다. 이 접근 방식은 현재 중국 당국에 의해 시험되고 있다. 또한 도로는 표면 상태(예: 물이나 저온으로 인한 마찰 수준)를 자율 주행 차량에 전달할 수 있다. 다른 유형의 센서는 예측 정비를 위해 사용되어 도로의 운행 시간을 증가시키는 동시에 비용과 도로 폐쇄 횟수를 줄일 것이다.

고급 소재 내구성을 개선

도로 사용의 증가는 도로가 더 내구성이 있어야 한다는 것을 의미한다. 새로 건설된 도로는 아스팔트 혼합물에 새로운 건축 재료(예: 플라스틱)를 사용하여 건설될 수 있다. 이 공법은 기존 아스팔트 도로보다 도로를 최대 60%까지 우수한 강성을 확보할 수 있게 만들 수 있다. 기존 도로 또한 자율주행에 따른 새로운 수요를 충족시키기 위해 개조를 거쳐야 할 것으로 보인다. 이러한 개선작업은 도로를 시공하는 것은 비용측면에서 새로운 도로를 건설하는 것보다 더 저렴할 것이다.

앞서 살펴본 4대 기술 트렌드는 전통적인 도로 건설에 비해 효율성이 높아, 시공 시간과 비용을 줄일 것으로 예상된다. 이러한 흐름은 앞으로 세 가지 단계로 발전할 것이다. 도로를 건설하기 위한 새로운 공정 흐름은 건설 시간과 비용을 최대 30%까지 줄일 것이다. 이러한 단계들은 차선 킬로미터당 직접 건설 비용을 약 30%까지 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

 

[래리킴 의견]

도로 설계 시 사고를 예방하기 위해 도로 차선을 3.5미터로 차선이 설계가 되는데 비해, 실제 차량의 폭은 1.9미터 (벤츠 S클래스 기준)이다. 약 1.5미터의 여유가 있는 것이다. 차량의 폭을 2미터로 가정하였을 경우에 약 75퍼센트의 여유가 있는 셈이다. 만일 GPS 및 도로 센서, 차량 자체의 센서를 토해서 정밀한 주행이 가능하다고 한다면, 대폭 차선을 줄일 수 있을 것이고 그에 따른 통행량은 상대적으로 개선이 될 것이다. 

 

다만, 현재 공용중인 도로의 차선도색을 새로해야하는 점, 기존도로에서는 도로 내부에 센서를 탑재하지 못하기 때문에 성능 개선을 위한 추가적인 비용이 필요하다는점이 예상되는 문제점이다. 

맥킨지의 이러한 예측력과 보고서를 제출하는 실행력은 본배울점이 많다고 생각한다. 본인은 4차산업과 관련된 기술을 어떻게 현장에 적용할 수 있는지에 대해서 생각을 자주했지만, 저렇게 구체적인 생각을 하고, 짧지만 강력한 보고서를 웹상에 등록하였다는 것은 본받아야할 부분이라 생각한다.