900피트 길이의 노후화된 벽돌 도로인 델로스 스트리트는 수리가 필요했지만 피츠버그시는 파이프와 집수조 같은 기존의 빗물 인프라를 제한하기를 원했습니다. 지역의 미관을 살리기 위해 피츠버그시는 MS 컨설턴트(MS Consultants, Inc.)를 고용하여 우수 유출량과 최대 유출 속도를 제어하기 위한 투수성 포장 솔루션을 설계하여 기존에는 우수 하수도를 통해 현장 외부로 유출되던 우수 유출량을 제어할 수 있도록 했습니다. 이 프로젝트에 참여한 MS 컨설턴트의 빗물 엔지니어 제이슨 본은 "우리가 하려는 것은 심토의 현장 침투 잠재력을 이해하여 과도한 수량을 토양으로 다시 침투시키거나 오프사이트에서 천천히 방출하여 흐름을 약화시키는 가장 효율적인 자연 프로세스를 결정하는 것입니다."라고 말합니다. 그는 Infiltrometer(SATURO )를 사용하여 도시 성토재가 물에 어떻게 침투하는지에 대한 아이디어를 얻었습니다.

자연 침투를 돕는 그린 인프라

보른과 그의 팀은 유출 속도를 늦추기 위해 무엇을 할 수 있는지 조사하면서 투수성 포장재가 실행 가능한 해결책이 될 것이라고 판단했습니다. "포장도로처럼 딱딱한 표면을 깔고 나면 할 수 있는 일이 많지 않습니다. 기존의 포장 표면은 유출수를 가속화하기 때문에 유출수를 외부로 운반하기 위해 집수조와 대구경 파이프가 필요합니다. 저희는 침투의 관점에서 도시 하부 토양이나 도시 채우기를 통해 무엇을 할 수 있을지 조사하는 데 관심이 있었습니다. 이러한 하부 토양 중 일부를 조사하기 시작하면서 투수성 포장 시스템이 이 특정 도로에 이상적이라고 판단했습니다."

인필트로미터로 자연 침투 가능성 확인

일단 물이 골재로 흘러들어가자 팀은 물의 속도를 늦추고 침투를 촉진하는 방법을 찾기 시작했습니다. 보네는 "기본적으로 우리는 계층형 지하 유동 차단 시스템을 고안해냈습니다. 도로의 골재 바닥에 약 60개의 콘크리트 유동 차단벽이 지반을 가로질러 설치되었습니다. 도로의 세로 경사가 상당히 심했기 때문에 많은 수의 방벽이 필요했습니다. 각 방벽 뒤에는 일반적으로 현장에서 흘러나오는 빗물의 일부를 저장했습니다. 가장 이상적인 방법은 침투를 통해 저장된 물을 지하로 내려보내는 것이었기 때문에 침투계를 사용하여 침투를 극대화할 수 있는 위치와 다른 관리 방법에 의존해야 하는 위치를 설정하는 데 도움을 받았습니다."

테스트 시간 단축으로 즉각적인 설계 변경 가능

대부분의 심토는 점토로 도시를 채운 것이었지만, 그 점토 물질 사이에 깨진 셰일/점토 혼합물로 뚜렷한 전환이 있었습니다. 보네는 "굴착 후 비가 내렸고, 부서진 셰일/점토 물질을 통해 물이 사라지는 것을 확인했습니다. 침투 테스트를 해보니 깨진 셰일/점토가 점토 충진재보다 침투 가능성이 더 높은 것으로 나타났습니다. 이에 따라 하부 토양의 특정 침투율을 기반으로 지하 유동 장벽의 설계를 수정했습니다. 테스트 결과 더 높은 수리 전도도 값이 나타난 곳에서는 전적으로 침투에 의존하여 체크 댐 뒤쪽의 물을 제거할 수 있었습니다." 보네는 침투가 잘 되지 않는 지역에서는 느린 방출 개념으로 침투를 강화했다고 덧붙였습니다. "우리는 유수 차단벽에 물받이 구멍을 뚫어 물이 다음 차단벽으로 흘러내리도록 했습니다. 기본적으로 자동화된 SATURO 침투계 덕분에 단시간에 많은 테스트를 수행하여 침투성이 좋은 토양과 침투성이 나쁜 토양의 임계값을 설정할 수 있었습니다. 이를 통해 즉시 설계를 변경할 수 있었습니다. 이중 링 침투도계는 테스트를 수행하는 데 훨씬 더 많은 시간이 걸리며, 계약업체가 해당 지역을 다시 메우고 작업을 진행하려는 경우 시간이 매우 중요합니다. 필요한 정보를 더 빠르게 얻을 수 있는 도구가 있어서 좋았습니다."

더블 링과 SATURO 비교는 어떻게 되나요?

Borne은 SATURO 인필트로미터가 더 빠르고 인적 오류의 가능성을 줄였다고 말합니다. 그는 "매우 표준화되어 있다는 점이 마음에 들었습니다. 또한 시간 경과에 따른 플럭스의 자동화된 플롯은 우리가 얻은 결과를 무효화할 수 있는 추세나 이상 징후를 볼 수 있기 때문에 큰 관심을 끌었습니다. 이중 링 유량계는 평형 상태에 도달하는 데 오랜 시간이 걸리며, 언제 평형 상태가 되는지 알기가 어렵습니다. 펜실베니아 환경보호부에서 제안한 가이드라인을 따르고 있지만 이는 매우 일반화되어 있습니다. 모든 상황에 적용되지는 않는다고 생각합니다. SATURO 인필트로미터는 매우 신중한 간격으로 정보를 기록하고 시간에 따른 플럭스 곡선을 그리며, 플럭스가 평준화되면 기본적으로 평형 상태에 도달한다는 것을 발견했습니다. 평형 상태에 더 빨리 도달할 수 있습니다. 물도 절약되지만 시간도 절약됩니다. 그리고 이중 링 주입계처럼 기술자마다 원리를 조금씩 다른 방식으로 적용하는 대신 표준화된 결과를 얻을 수 있다는 만족감도 있습니다." 보네와 그의 팀은 궁극적으로 기존의 우수 하수도 인프라를 배제하고 자본 비용과 장기 유지보수 수명 주기 비용을 모두 절감할 수 있는 투수성 포장 도로 설계를 준비할 수 있었습니다. 이 투수성 포장재 개념은 피츠버그시가 향후 다른 도시 거리의 재건에 적용할 수 있는 템플릿을 제공하기 위한 것입니다.

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