싱크홀 원인이 되는 도로 균열을 자동 보수하는 아스팔트

국내와 국외 곳곳에 싱크홀(땅 꺼짐) 현상이 나타나 사상자가 발생하고 있다. 주된 원인은 오래된 하수관 손상 때문이며 지반 침하와 난개발이 원인으로 꼽힌다. 영국은 도로 균열을 자동 보수하는 아스팔트 기술을 개발했다.

 

국내와 국외에 발생하는 싱크홀 

싱크홀 사고는 국내뿐 아니라 국외에서도 발생하고 있다. 2025년 영국, 미국과 일본에서 거대한 싱크홀이 발생했다. 1961년 프랑스 파리 인근 채석장에서 싱크홀이 발생해 21명이 사망했고 프랑스는 매년 수백 건의 싱크홀 문제가 발생한다. 

 

런던 싱크홀. 파이낸셜뉴스

 

 싱크홀(땅 꺼짐 현상)은 자연적인 원인과 인공적인 원인이 있다. 싱크홀은 땅속에 빈 공간이 생겨서 무너지는 현상이다. 도시 지역에서는 하수관 노후화나 지하수 고갈 등이 주요 원인으로 지목된다.

 

 특히 석회암 지형이나 지하수 흐름이 활발한 지역에서 자주 발생한다. 석회암은 물러서 물에 잘 녹는다. 1차 세계 대전 중에 땅굴(참호)를 파서 지하에 긴 복도와 간단한 생활공간까지 만들었다. 참호가 싱크홀의 원인이 되고 있다. 

 

 2025년 3월 24일 오후 서울 명일동에 싱크홀이 갑자기 발생해 하필 지나가던 오토바이 운자자가 빨려 들어가 매몰됐고 결국 사망했다. 공사 현장도 아니었고 통제 구역도 아닌 그저 도심의 도로 한복판이었다. 사고 이후 한 달 내로 싱크홀은 보수됐으나 시민들은 여전히 두렵다. 

 

 명일동 사고 후 4월 16일 인천 부평역 횡단보도에서 땅 꺼짐이 발생했고 4월 21일 부산 도시철도 공사현장에서 깊이 5미터의 싱크홀이 발생해 트럭 두대가 빠졌다. 

 

 사람이 빠질 정도의 커다란 싱크홀은 도심 지하하와 지하철 확장 등 지하 공사와 밀접한 관련이 있다. 작은 싱크홀은 상하수도 문제이고 큰 싱크홀은 무분별한 지하 공사로 지반이 약해져 발생한다. 

 

싱크홀 원인이 되는 도로 균열을 자동 보수하는 아스팔트

일본은 1980년대 후반부터 도심 싱크홀 문제에 관심을 갖고 1988년 지하 매설물 시공 연구회를 발족해 본격적인 기술개발을 시작했다. 지반에 전자기파를 방출해 반사된 신호를 분석하는 지표투과레이더 GPR 기술이 대표적이다. 

 

 서울시 재난안전실 도로관리과에서도 GPR 탑재된 차량을 몰고 매일 공동 탐사에 나온다. 한편 2025년 한국에서는 싱크홀 원인인 노후 하수관을 땅을 파지 않고도 보강하는 공법을 개발했다. 

 

 프랑스에는 지하 공간의 빈공간(공동)에 의해 생길 수 있는 위험에 대비하는 연구를 주로 하는 지구물리학자들이 있다. 장크리그토프 구리 박사 등 이들 지구물리학자들은 미세중력측정기로 공동을 찾고 시민들과의 소통을 중시하고 있다. 

 

 영국도 석회암 지반이라 싱크홀이 많이 발생한다. 영국에서는 사람의 작업으로 발생한 싱크홀을 자가복원 방식으로 막으려는 기술 개발을 하고 있다. 

 

https://m.dongascience.com/news.php?idx=72214

 

 2025년 2월 영국 킹스칼라지 런던은 싱크홀의 전조가 될 수 있는 아스팔트의 내부 균열을 자체적으로 메울 수 있는 자가 치유 아스팔트 개발 중이라고 발표했다. 공동연구팀이 2022년부터 지속적으로 이를 연구 개발 하고 있다. 

 

 자가 치유 아스팔트의 핵심은 분자 간 결합력이 큰 고분자를 아스팔트에 투입하는 것이다. 아스팔트 합성에는 석유 부산물이 끈적한 검은색 물질인 비투멘역청이 첨가되는데 시간이 지나 역청이 산화되면서 아스팔트 균열이 일어난다. 그래서 산화를 막을 물질이 필요하다. 

 

 2022년 6월 연구팀은 식물성 기름으로 재생제를 일정 비율로 혼합해 지름 1mm의 다공성 미세캡슐을 만들었다. 이를 혼합해 만든 아스팔트는 균열이 생겼을 때 캡슐이 터지면서 안에 있는 복원 물질이 방출된다. 생명체가 상처를 자가 치유하듯이 도로의 갈라진 틈을 저절로 채우는 방식이다. 

 

 2024년 해당 연구팀은 미세캡슐의 복원 과정과 효과를 시험하고자 자체 제작한 인공지능을 통해 아스팔트 균열에 작용하는 물질을 분석했다. 실험 결과 아스팔트의 미세 균열일 저절로 복원되는데 대략 1시간이 걸렸다. 복구 능력이 입증된 것이다. 

 

 이러한 아스팔트 자가 치유 소재는 아직 상용화 단계는 아니지만 향후 현실에 쓰인다면 싱크홀 크기를 획기적으로 줄여 도로 보수 공사 없이도 친환경적으로 균열을 메울 수 있게 된다.

 

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맺음말

국내와 국외 곳곳에 싱크홀(땅꺼짐) 현상이 나타나 사상자가 발생하고 있다. 주된 원인은 오래된 하수관 손상 때문이며 지반 침하와 난개발이 원인으로 꼽힌다. 영국이 도로 균열을 자동 보수하는 아스팔트 기술을 개발했다.