골재는 주택 및 도로·항만 등과 같은 SOC건설에 사용되는 주요한 천연자원이며 국가건설의 기본이 되는 기초자재이다. 골재가 공사원가에서 차지하는 비중은 약 4%에 불과하나, 골재는 건설공사 용적의 약 80%를 점유함으로서 건설공사의 양과 질을 좌우하는 필수요소이다. 하천, 수중, 하상, 바다, 육상 골재는 생산시 환경 문제와 제한된 부존량으로 인해 골재수급에 어려움이 발생할 경우 골재의 생산량을 급격하게 증가시키기 어려운 반면에 산림골재는 증산이 비교적 용이하다. 산림골재는 부존량이 풍부해 향후 다른 골재 감축시 대체 골재자원으로 유망하게 평가받고 있으며, 잘 짜여진 계획과 정책에 따라 골재수요에 유연하게 대응할 수 있는 효과적인 골재재원이다. 본 연구에서는 산림골재 개발에 큰 영향을 미치는 운반거리를 중심으로, 운반거리가 긴 경우와 짧은 경우에 대해서 산림골재 활성화 방안과 더불어 현재 산림골재 개발의 난제에 대한 대책을 제시하였다.
골재자원의 관리와 자원 이동분석을 위한 골재자원 정보시스템 GIS를 이용하여 개발되었다. 골재자원의 관리는 크게 두가지로 구분되는데 그것은 자원의 부족량 관리와 수급관리이며, 금번에 개발된 골재자원 정보시스템(ARIS: Aggregate Resources Information System)은 이러한 분석들을 아주 효과적으로 수행할 수 있다. 시스템 설계와 개발을 위한 기초 GIS 시스템은 ARC/INFO가 채택 되었으며, 그것은 금번 연구의 아주 중요한 데이타베이스 설계부분에서 관계형 모델을 채택하고 있기 때문이다. 앞으로는 객체 지향적 모델들이 채책되겠지만, 현재 한국의 실정으로는 비용과 기술면에서 아직은 불가능하다. 본 시스템의 활용성을 증명하기 위하여 시범지역(충청남북도)을 대상으로 산림골재아원 데이타베이스가 구축되어 분석이 이루어졌으며, 특히 선택된 주요 수급지별(3곳) 골재자원관리 분석은 아주 효과적이였다. 이러한 시스템은 앞으로 골재 자원 관리를 위한 주요 정책 뿐만아니라 기초 부존량 조사자에게도 활용성이 기대되며, 특히 여러 국가 행정 기관들에서의 이용이 확대될 전망이다.
현대의 건설기술은 자원절약과 환경보전이라는 시대적 흐름 속에, 자원순환과 지속 가능한 친환경 건설기술 개발은 차세대 연구분야로써, 연구가 시급한 분야가 되었다. 최근에는 골재 수급불균형 문제를 해결하고 동시에 자원순환을 위한 방안으로서 건설폐기물로부터 생산된 순환골재를 콘크리트용 천연골재의 대체재로 활용하기 위한 연구개발이 이루어지고 있다. 지속가능형 건설기술을 국내 독자 기술로 확립하고 건설현장에서 발생하는 폐기물의 순환시스템을 확고하게 구축하여 순환자원에 의한 국가경쟁력 강화를 기대할 수 있다. 본 연구의 목적은 순환골재 콘크리트의 역학적 특성을 개선하기 위해 순환골재 콘크리트 공시체를 제작하여 강도 및 강성을 검증하는 것이다. 실험방법으로 순환굵은골재의 치환 비율을 0%에서 100%까지 변화시킨 공시체를 제작하고 각 공시체의 정적 극한강도 거동을 비교 분석하였다. 하중은 공시체가 파괴가 발생 할 때까지 변위제어 방식으로 재하 하였으며 이 때 공시체의 파괴거동은 설치된 계측센서들을 이용하여 계측 및 분석하였다. 실험결과 공시체의 압축강도는 순환굵은골재 치환률이 25% 미만일 경우 일반 콘크리트 압축강도의 95% 이상의 구조성능을 갖지만, 순환굵은골재 치환률이 100%인 경우, 일반콘크리트 압축강도의 85% 수준의 구조성능을 나타냈다. 강성은 FRP 부재의 순환골재 치환률에 따라 최대 14%의 강성차이를 보였다. 이를 통해 순환골재 치환률이 높을수록 순환골재 표면의 폐모르타르와 이물질의 영향으로 재료간의 부착강도가 감소되어 강도와 강성이 저하되었음을 확인하였다.
2019년에 국내에서 채취된 골재에 대하여 광역시도별로 채취현황분석을 실시하였다. 2019년에 전국에서 채취된 골재는 약 1억3천4백만 ㎥로 이 중 모래는 약 4천1백만 ㎥, 자갈은 약 9천3백만 ㎥가 채취되었다. 골재원별로는 선별 파쇄골재(50.3%)가 가장 많이 채취되었으며, 산림골재(41.4%), 육상골재(3.3%), 바다골재(1.7%), 선별세척(1.7%), 하천 골재(0.7%) 순이다. 이는 선별파쇄골재와 산림골재가 국내 골재채취의 주생산지임을 말해준다. 권역별로 보면 경기도가 국내 골재 채취의 약 30%를 점하며, 그 다음으로 경상남도, 충청북도, 강원도, 경상북도, 충청남도의 순이다. 주로 채취되는 골재는 지역적으로 차이가 있다. 경기도는 선별파쇄골재가 가장 많이 채취되며, 경상남도는 산림골재가 가장 많이 채취된다. 또한 육상골재는 경상북도와 강원도에서 채취가 가장 많이 되는 등 지역에 따라 채취가 용이한 골재의 종류가 다르다. 2019년도 골재채취의 특징은 하천골재와 바다골재의 채취가 현저히 줄어든 반면 선별파쇄와 산림골재의 채취가 증가하여 전체 골재채취물량의 약 90%가 넘는다는 것이다. 따라서 골재자원의 향후 수급에 있어 선별파쇄와 산림골재에 우선적인 정책방향이 있어야 할 것으로 판단된다.
인천광역시와 경기도에 소재한 레미콘 사업장을 대상으로 한 설문조사 결과를 기반으로 골재 운반거리 및 생산형태 분석을 수행하였으며, 골재 유통 특성과 현황을 해석하였다. 그 결과 수요지 도달거리가 20km 이내인 인천, 시흥, 부천, 김포, 시흥 지역은 생산과 타지역간 거래가 많은 양방향 유통형태를 가지며 20~50km인 파주, 용인, 양주, 포천 지역은 인천으로만 골재를 공급하는 단방향 유통형태를 나타내었다. 그리고 생산형태별 유통량 조사결과 인천지역에서 유통되는 자갈의 85% 이상이 건설현장에서 배출되는 암석으로 만든 부순골재로 공급망이 많이 편중된 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 장기적으로 골재공급에 부정적인 영향을 줄 것으로 예상되며 적절한 골재 유통시장 형성을 위한 정책적 해결방안이 필요하다.
우리나라 골재산업의 현황을 파악하기 위하여 골재채취법 및 산지관리법, 골재공급실적과 2016년도 골재원별 공급계획을 그리고 지역별 골재가격 동향을 조사하였다. 골재산업 중에서도 산림골재의 비중이 매년 신장하고 있으며, 산림골재가 골재산업을 주도하고 있다. 한편, 골재산업의 이해를 돕기 위해 우리나라 산림골재산업의 대표적 기업으로 매년 200 ~ 300만$m^3$의 품질 높은 골재를 수도권에 공급하고 있는 (주)삼표산업 화성사업소(화성석산)의 골재생산 프로세스를 기술하였다.
골재는 일반적으로 암석이 강에서 운반되거나 인공적으로 파쇄되어 형성된 모래와 자갈 등을 말하며, 건설 산업의 핵심 자원이다. 경상북도는 전국에서 가장 넓은 행정구역으로, 산림골재, 육상골재, 하천골재, 선별파쇄골재 등 다양한 종류의 골재를 생산하고 있다. 2022년 기준으로 약 696 만m3의 골재를 채취하였으며, 이 중 허가에 의한 채취물량은 약 407 만m3, 신고물량은 약 288 만m3이다. 경상북도의 골재수요는 레미콘 공급량의 추정 방법에 따라 1,239 만m3로 나타난다. 골재의 공급 측면에서는 약 120 개의 채취장이 운영되고 있으며, 대부분의 시군에서는 골재의 수요와 공급이 적절하게 유지되고 있다. 다만, 일부 지역에서는 경상북도 인접지역에 반입과 반출이 발생하고 있다. 경상북도의 골재의 반입과 반출이 많은 지역은 경부선을 따라 경상북도 남부와 대구광역시, 포항시로 연결되는 지역이며 인구의 분포와 높은 관련성이 나타난다. 경상북도는 인구 감소와 농촌 지역의 고령화, 지역 간의 균형 발전 부족 등의 문제에 직면하고 있으며, 연구결과로 제시된 GIS를 이용하여 출발지-도착지 분석을 통해 파악된 골재의 수요와 공급 흐름에서도 이러한 양상이 확인된다. 경상북도의 골재산업구조와 공간구조를 분석한 결과 현재 경상북도는 다양한 골재원의 공급으로 수요를 충족하고 안정적인 골재 수급이 유지되고 있다. 하천골재와 육상골재는 장기적인 개발이 어렵기 때문에 단기간 공급전략으로 유지될 수 있으며, 선별파쇄를 통한 공급은 원석 공급에 의존하여 안정성 유지가 어려운 상황을 고려하여 원석관리의 필요성을 제안하였다. 경상북도에서는 골재자원의 안정적 공급을 위한 장기적인 대안으로 산림골재가 중요 자원으로 부각되어 대규모 골재 채석장 개발의 필요성을 제시하였다. 본 연구결과는 골재 자원의 지속 가능한 관리와 안정적 활용을 위한 전략 수립에 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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