스마트 기술로 더 안전하고 빠르게: 고속도로 건설의 진화

스마트 기술의 발전으로 고속도로 건설 현장이 점점 더 안전하고 똑똑하게 변하고 있다. 3차원 모델링, 드론, AI 등 다양한 기술이 공사를 도와 건설 현장의 안전성을 강화하고, 작업 효율을 높이기 때문이다.

건설 과정을 3D 시뮬레이션하는 ‘BIM 기술’

BIM(Building Information Modeling, 건설정보모델링)은 2D 설계도면을 3차원 모델로 만들어 기획 단계부터 설계, 시공, 유지관리까지 도로 건설 전 과정을 모의 시험할 수 있도록 돕는 기술이다. 

건설 근로자는 영화관에서 3D 안경을 쓰고 영화를 보듯 3D로 완공된 모습의 고속도로를 미리 확인함으로써, 건설 과정에서 나타날 수 있는 돌발상황이나 낭비 요소를 미리 검토할 수 있다. 이는 건설 현장의 효율성을 높여 비용과 시간을 절감하는 것은 물론, 근로자의 안전을 극대화하는 데도 도움을 준다.

한국도로공사는 2026년 완공 예정인 양평-이천 고속도로에 BIM을 실제 도입했다. 해당 고속도로는 중부고속도로와 중부내륙고속도로를 연결하는 19.43km 구간으로 건설 난도가 높은 프로젝트이지만, BIM을 통해 건설 과정에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 검증하고 보완함으로써 작업의 효율성을 대폭 높일 수 있었다.


드론과 로봇, 무인 장비를 통한 현장 관리 자동화

드론은 건설 현장에서 가장 활발히 사용되는 스마트 기술 중 하나다. 드론 항공 촬영으로 현장의 지형과 구조물을 빠르고 정확하게 측량하고, 촬영 데이터를 통해 토공량(흙의 양)을 산정한다. 

또한, 드론은 지정된 구역을 비행하며 작업 상태를 스캔하고, 위험 요소를 모니터링해 안전사고를 방지한다. 특히, 드론은 사람이 접근하기 어려운 지점까지 확인할 수 있어 더욱 요긴하게 사용된다.

무인 토공장비는 드론으로 수집된 데이터를 기반으로 최적의 작업 경로를 계획하고 자동으로 시공을 진행한다. 작업 중에는 장비에 부착된 센서를 통해 토양의 다짐 정도를 실시간으로 측정하고 품질관리까지 원스톱으로 시행해 작업의 속도와 정확성을 높인다.


디지털 페이스맵핑으로 터널 안전 관리

도로 공사 시 특히 사고 위험이 높은 터널공사는 ‘디지털 페이스맵핑’ 기술로 안전성이 크게 향상됐다. 한국도로공사에 따르면 최근 10년간 터널 공사 중 발생한 사고의 95%가 막장면에서 발생했으며, 대부분이 낙반이나 부석에 의한 사고였다.

디지털 페이스맵핑 기술을 이용하면 사람이 위험한 막장면에 접근하지 않고도 디지털 장비를 이용해 현장 실측과 분석을 할 수 있다. 측정부터 결과 도출까지는 약 5분이면 충분해 시간과 비용을 절감할 수 있다. 또한, 디지털 페이스맵핑을 통해 측정한 데이터의 객관성과 정확성을 보장할 수 있어 도로 공사의 효율을 더욱 높여준다.


AI 활용해 도로 유지관리 효율화

도로 유지관리에는 AI(인공지능) 등 디지털기술이 중요한 역할을 한다.

AI 기반의 ‘포장파손 자동탐지장비’는 차량에 탑재된 영상 분석 시스템을 활용해 주행 중 도로파임 등 노면상태를 탐지한 후, 실시간 노면상태를 전송하고 이를 통해 신속한 보수와 안전한 도로 주행환경을 조성한다.

또한, AI 기술을 접목한 영상 분석 기반 모니터링 시스템을 도입해 교량 케이블 관리의 사각지대를 해소했다. 특수교의 주요 사고는 케이블이 원인이며, 초기 이상진동을 감지하지 못할 경우 대형 사고로 이어질 가능성이 크다.

기존 IoT 센서 계측과 육안 점검으로는 케이블의 내부 손상 및 변형을 정확히 파악하는데 한계가 있었다. CCTV와 AI 영상분석을 통해 진동량 등을 실시간으로 감지함으로써 위험성을 크게 줄여 안전성을 강화했다.


스마트 기술, 건설 산업의 미래를 이끌다

스마트 기술의 도입은 국내 건설업계뿐만 아니라 경쟁이 심화된 글로벌 시장에서도 필수적인 대안으로 떠오르고 있다.

유럽에서는 디지털 트윈 기술을 활용해 건설 프로젝트 비용을 절감한 사례가 있으며, 일본은 무인 시공 장비를 통해 지진 피해 복구 작업을 효과적으로 수행하고 있다. 이러한 글로벌 동향은 국내 건설업계에도 중요한 시사점을 제공한다.

건설 근로자의 안전을 확보하면서 작업 효율성을 증대할 수 있는 스마트 기술은 한국도로공사가 2023년부터 적극적으로 실증을 진행하고 있는 핵심 과제다. 특히, 지난해 한국도로공사는 경부고속도로 신탄진 휴게소 내 상서하이패스IC 건설 현장에서 스마트 건설 기술을 실제로 적용한 성과를 공개했다.

한국도로공사 관계자는 “앞으로 고속도로 현장에 스마트 건설 기술 적용을 확대하고, 현장 적용성과 혁신성이 검증된 기술이 산업계에 뿌리내릴 수 있도록 정책 개선과 사업화 지원에 더욱 노력하겠다”고 밝혔다.

스마트 건설 기술은 이제 연구실을 넘어 실제 현장에서 변화를 이끌고 있으며, 건설 산업의 안전성과 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있다. 향후 지속적인 기술 발전과 생태계 구축을 통해 건설업계뿐만 아니라 국민 생활 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.