1. 작성 목적

 

2011년 3월 11일에 발생한 동일본 대지진은 대규모 해일의 발생으로 약 2만의 사망자·행방불명자를 가져온 심대한 자연 재해이었다. 또, 태평양 연안부 지역에서는 해일에 의해 시가지가 괴멸적인 피해를 입어 대량의 재해 폐기물이 발생해, 복구, 부흥의 저해 요인이 되고 있다. 현재, 이들 지역을 중심으로 재해 폐기물의 신속한 철거, 처리 및 유효 활용이 과제가 되고 있다.

 

<동북 3현의 재해 폐기물 추계량 : 약 2,253만 톤(2012.2.27 현재)>

 

이러한 가운데, 택지 조성 등에 재해 폐기물을 토목 자재(건설 자재)로 유효 활용하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 현 단계에서는 그 활용 수법과 적용성에 관한 기술적인 지식이 축적되어 있지 않아 시급하게 활용할 수 있는 상태라고 하기 어려운 상황이다.

이러한 상황에 대응하기 위해, 일본 국토교통성에서는 택지 조성 성토(盛土)로의 재해 폐기물의 활용에 관한 지금까지의 검토 결과를 정리하였다.

 

2. 재생 자재의 택지 조성 성토로의 활용

 

가. 재생 자재의 활용

 

택지 관리는 개개의 택지 소유자에게 맡겨져 있어 공공 용지에 비해 유지 관리를 일반적으로 실시하는 것이 어렵고, 지상부의 건축물이나 택지 소유자가 바뀌는 일도 있어, 성토의 안정성과 주변 환경으로의 안전성을 계속적으로 유지시키는 것이 필요하다. 따라서, 택지 조성 성토에는 재해 폐기물을 그대로 활용하지 않고, 리사이클되고 공학적으로 안정된 자재(이하, “재생 자재”)를 성토 재료로서 활용한다.

본 가이드 라인은 재생 자재를 택지 조성지의 성토 재료로서 활용하는 사업으로서 지방공공단체 및 이에 준하는 주체가 실시하는 사업을 대상으로 한다.

 

나. 택지 조성 성토로서 활용 대상이 되는 재료

 

재해 폐기물 가운데, 택지 조성지의 성토 재료로서 활용이 가능한 대상물은 방사성 물질 및 유해 물질에 오염되지 않고, 성토 재료로서의 품질을 충족한 “리사이클된 토사”(이하, “재생 토사”)와 “리사이클된 콘크리트 쓰레기”(이하, “재생 콘크리트 쓰레기”)의 2종류로 한다.

 

다. 택지 조성 성토로서 활용의 대상이 되는 각 재료의 용도

 

“재생 토사”는 택지 조성지의 성토 재료에 활용한다. “재생 콘크리트 쓰레기”는 단독으로는 택지 조성지의 비탈끝(toe of slope, 비탈면의 밑면과 수평면이 만나는 부분)이나 드레인(drain)부에서의 드레인재 등으로서 활용하는 것 외에 “재생 토사”와 혼합함으로써 토질 재료의 일부로서 취급해, “재생 토사”의 입도 조성의 개선을 위한 성토 재료로서 활용한다(이하, “재생 토사”와 “재생 콘크리트 쓰레기”를 혼합한 재료를 “혼합 재료”라고 함).

 

3. 성토 재료로서의 품질

 

가. 성토 재료로서의 품질

 

(1) 최대 입경·입도 조성

최대 입경이 300mm 이하인 경우, 성토 재료로서 이용할 수 있다. 다만, 예정된 표면으로부터 깊이 5.5m 미만의 범위에서 “재생 토사”를 성토 재료로 이용하는 경우의 최대 입경은 100mm 이하로 하며, 지름 37.5mm 이상의 것의 혼입율은 40% 미만으로 한다. 또, 깊이 5.5m 미만의 범위에서는 “혼합 재료”를 성토 재료로 이용하지 않는다.

 

(2) 강도(콘 지수, cone index)

자연함수비(natural water content) 상태에서 채취해, 실내 토질 시험에 의해 측정한 콘 지수(qc)가 400kN/m2 이상인 경우, 성토 재료로서 이용할 수 있다.

 

(3) 염화물 함유량

원칙적으로 염화물 함유량이 1mg/g 이하인 경우, 성토 재료로서 이용할 수 있다.

 

(4) 전기 전도도

전기 전도도가 200mS/m 이하인 경우, 성토 재료로서 이용할 수 있다.

 

(5) 수소이온농도(pH)

수소이온농도(pH)가 6∼9인 경우, 성토 재료로서 이용할 수 있다.

 

(6) 흡수 팽창 특성

성토 재료의 팽창비가 3% 이하인 경우, 성토 재료로서 이용할 수 있다.

 

나. 드레인재로서의 품질

 

“재생 콘크리트 쓰레기”를 택지 조성지의 비탈끝이나 드레인부에서의 드레인재로 이용하는 경우, 각각 아래의 품질을 만족하는 재료인 것을 확인한다.

 

(1) 투수 계수(coefficient of permeability)

투수성이 큰 재료인 것.

 

(2) 전단 강도(shearing strength)

전단 강도가 큰 재료인 것.

 

4. 택지 조성 성토의 설계에서의 유의 사항

 

가. 적용 범위

 

택지 조성지의 성토 재료에 “재생 토사” 및 “혼합 재료”를 이용하는 경우, 그 재료의 성질이나 택지 조성지의 토지 이용 등의 관점에 근거해, 설계시 유의해야 할 사항을 중심으로 기술하였다.

해당 재료를 성토 재료로서 활용하는 경우, 택지 조성에 관한 각종 지침에서 제시하고 있는 토공 전체의 기본적이고 구체적인 흐름에 대해 고려해야 할 유의점뿐만 아니라, 본가이드 라인에서 기재하고 있는 유의점을 인식하면서 활용해야 한다.

 

나. 성토 재료의 조사

 

(1) 재생 자재의 적용성에 관한 조사(예비 조사)

재생 자재의 적용성에 관한 조사에서, 재해 폐기물 처리 계획 등으로부터 재생 자재의 발생량 등을 확인해, 조성 계획에 필요한 정보를 정리한다. 또, 리사이클된 토사 및 콘크리트 쓰레기가 방사성 물질 및 유해 물질에 의해 오염되지 않고, 성토 재료로서의 요구 품질을 만족하는지 확인하고, 재료의 성질과 상태를 파악할 필요가 있다. 그 외, 재해 폐기물 처리자로부터 데이터를 수집하고 시험을 실시해, 성토 재료로서의 품질을 확인한다.

 

(2) 설계 파라미터를 요구하기 위한 조사(본조사)

재생 자재의 적용성에 관한 조사에서 요구 품질을 충족한 “재생 토사” 및 “혼합 재료”에 대해서는 재료의 성질과 상태에 응한 시험 항목을 선택해, 시공 조건 등에 맞는 시험 조건을 설정하고, 설계 검토에 이용하는 설계 강도를 확인할 필요가 있다. 또, 성토 재료의 시험은 재생 자재의 적용성에 관한 조사에 의해 얻어진 정보를 바탕으로, 성토 재료의 성질과 상태가 변화할 때마다 실시한다.

 

다. 성토의 조성 계획·조성 설계

 

(1) 조성 계획

재해 폐기물의 처리 계획 등에 유의한 실현 가능한 재료 조달을 계획해, 택지 조성에 이용하는 성토 재료를 원활히 입수할 수 있도록, 재해 폐기물 처리자와 택지 조성 사업자간에 성토 재료의 품질, 양, 시기 등에 대해 서로 조정한다.

 

(2) 조성 설계

택지 조성 성토의 조성 설계에서는 성토의 안정성이나 침하, 액상화 등을 검토하고, 성토의 형상이나 배수 등의 설계를 실시한다. 또, 성토의 안정성 등을 확보하기 위해, 필요시 성토 재료의 개량 등을 검토한다.

 

라. 택지 조성 성토의 안정성의 검토

 

택지 조성 성토에 “재생 토사” 및 “혼합 재료”를 이용하는 경우, 성토 재료의 시공성 및 안정·침하에서의 특성에 유의한 설계를 실시한다.

 

마. 성토 재료의 개량

 

택지 조성 성토는 시공 후에 안정·침하 등의 문제가 발생하지 않게, 품질이 좋은 성토를 구축하는 것이 필요하다. 또, 택지 조성에 이용하는 재료는 성토의 요구 품질을 만족해야 한다.

성토의 안정에 필요한 강도는 성토의 규모나 형상 등에 따라 달라, 성토의 규모가 큰 경우 등에는 성토의 안정에 필요한 강도는 보다 큰 것이 필요하다.

성토 재료를 개량하는 경우에는 성토의 안정성을 만족하는 강도를 확인해, 성토 재료의 성질과 상태에 적절한 공법을 선택한다. 또, 성토 재료의 개량 공법의 검토 시, 개량에 필요한 시공 구역, 시공 기간, 비용 등을 검토한다.

 

5. 택지 조성 성토의 시공에서의 유의 사항

 

가. 적용 범위

 

택지 조성지의 성토 재료에 “재생 토사” 및 “혼합 재료”를 이용하는 경우에 대한 내용으로, 재료의 성질이나 시공성의 관점에 근거해, 시공시 유의해야 할 사항을 중심으로 기재하였다. 해당 재료를 성토 재료로서 활용하는 경우에는, 토공 전체의 기본적이고 구체적인 흐름에 대해 고려해야 할 유의점뿐만 아니라, 본가이드 라인에 기재하는 유의점을 인식하면서 활용한다.

 

나. 시공 계획

 

(1) 사전 조사

“재생 토사”의 단독 이용이나 “재생 콘크리트 쓰레기”와 혼합 이용인 “혼합 재료”를 성토 재료로서 활용하려면, 계획하는 택지 조성에 필요한 성토량에 대해, 재해 폐기물의 리사이클 처리 공정과 성토 재료로서의 요구 품질을 만족하는 발생토량을 사전에 조사 확인해, 공정에 맞춰 원활히 입수할 수 있도록 성토 재료의 조달 방법(대상 재료·요구 품질·양·발생시기·스톡 상황 등)을 근거로 시공 계획을 입안한다.

 

(2) 콤팩터(compactor) 기종의 선정

재료의 성질이나 시공 조건을 고려해 소정의 콤팩터 기종을 선정한다.

 

다. 시공 사양 책정을 위한 시험 시공

 

재생 자재의 택지 조성 성토로의 적용시, “재생 토사”나 “혼합 재료”의 미경험 분야에서의 시공을 실시하는 것이기 때문에, 사전의 조사 검토뿐만 아니라 사전 조사만으로는 얻을 수 없는 경험적 정보를 얻어, 설계, 시공의 확실성을 높이면서 시공 계획에 반영시키는 것이 중요하다.

 

라. 시공시의 품질관리

 

(1) 재료 조달 단계

① 염화물 함유량, 전기 전도도, 수소이온농도(pH)

성토 초기 및 토질의 변화시에 실시하는 것으로 하며, 재료의 성질과 상태나 처리 상황 등에 따라 적절한 빈도로 실시한다.

② 입도, 콘 지수, 흡수 팽창 특성

성토 초기 및 토질의 변화시에 실시한다.

 

(2) 시공 단계

“토목·조원(造園) 공사 시공 관리 기준”에 준거한 품질 관리를 기본으로 한다.

 

마. 시공 관리

 

성토 재료 가운데, “혼합 재료”는 “재생 콘크리트 쓰레기”를 이용하기 때문에, 장래의 재굴착시 산업 폐기물이 될 우려가 있어, 예정된 표면으로부터 5.5m 이상의 심부에서의 이용으로 한정하고 있는 것에 유의한다.

“재생 토사”는 유기물의 일부 혼입이 상정되므로, 유기물의 부식에 의한 침하를 방지하기 위해, 시공시 육안 등에 의해 나무 조각 등의 유기물을 최대한 제거하며 또 흡수에 의한 팽윤(swelling)이 생겨 강도가 저하되지 않게, 철저한 다지기 작업을 실시할 필요가 있다.

 

바. 동태 관측

 

“재생 토사”나 “혼합 재료”를 성토 재료로서 활용할 때는, 성립시의 시공 관리와 완성후의 안전 관리를 목적으로 기기에 의한 계측을 실시하는 것이 요구된다. 또, 계측 결과는 설계로의 피드백뿐만 아니라, “재생 토사”나 “혼합 재료”에 의한 성토의 침하나 변형에 대해 정보 공유를 도모하여 다른 공사 계획의 자료로도 활용한다.

 

사. 기록 관리

 

택지는 용도, 소유자가 바뀔 가능성이 있기 때문에, 택지 조성 사업의 발주자(사업자)는 “재생 토사”, “재생 콘크리트 쓰레기” 및 “혼합 재료”의 이용 범위, 품질관리 기록, 공사 기록을 대장으로서 정리해, 적절히 관리한다. 또, 발주자는 부동산 업자, 택지 소유자 및 택지 구입 희망자 등에게 대장을 공개한다.