[공학저널 전찬민 기자] 현재 건설산업 분야에서는 광범위하고 다양한 기능 실현이 가능한 스마트도로, 해저터널, 신공항 등 최첨단 사회기반시설 건설에 끊임없는 노력을 기울이고 있다. 특히, 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 탄소중립 실현을 위해 안정성, 경제성, 환경성을 동시에 만족할 수 있는 다양한 공법들의 연구 개발에 박차를 가하고 있다.
사회 기반시설의 성공적 건설을 위해서는 이를 안정적으로 유지할 수 있는 지반의 견고함이 무엇보다 중요하다. 이에 따라 건설 목적에 부합할 수 있도록 지반을 공학적으로 개선하는 지반개량공법이 지속적으로 발전해 왔다.
지반개량공법에 사용되는 재료로써 토사, 자갈 등의 천연골재가 주로 사용돼 왔다. 이러한 천연골재의 사용은 채굴, 처리, 운반과정에서 발생하는 자연의 파괴와 오염의 문제가 대두되고 있기 때문에 근래에는 그 대체재로써 시멘트계의 고화재를 채택하고 있다.
하지만, 시멘트계 재료 또한 그 원료의 채취에서부터 처리, 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소 배출 문제와 시공 후 발생할 수 있는 환경오염 문제 등으로 인해 시멘트계 재료의 사용 절감이나 대체 재료 개발이라는 과제에 당면한 것이 현 시점이다.
이러한 배경에서 지반 신소재의 개발과 적용은 이산화탄소 배출을 감소시킴과 동시에 인간과 자연이 공존을 이뤄 탄소중립 실현이라는 우리 사회를 지속 가능하게 하는 역할로써 기대를 모으고 있다.
현재 지반공학 분야에서의 지반신소재는 보강기능, 배수기능, 분리기능, 차단기능, 여과기능 등 그 역할에 의해 나뉘어 개발되고 있다. 또한, 재료의 강도, 내구성, 수급, 품질관리 등의 충족을 위해 현재 고분자 합성재료로 제작되고 있다.
완성된 제품의 종류로는 직포와 부직포로 나뉘는 지오텍스타일, 폴리머를 가공해 격자 모양으로 성형시킨 지오그리드, 폴리에틸렌을 사용해 망 형태로 제작되는 지오네트, 장섬유로 엉켜진 구조를 형성하는 지오매트가 대표적이다. 그 밖에도 고분자 소재를 사용해 차수 목적으로 생산하는 지오멤브레인, HDPE 시트를 사용해 3D 형태의 벌집 구조로 제작하는 지오셀, 둘 이상의 지반신소재를 결합해 기능을 향상시킨 지오컴포지트 등이 있다.
이러한 지반신소재 제품들은 요구되는 기능에 부합할 수 있도록 단독 또는 병행 선택해 현재 건설공사에 적용되고 있는 상황이다.
한국지반신소재학회 유승경 회장(사진)은 “시멘트계 대체 재료로서 저탄소 지반신소재의 개발과 적용의 시급성이 부각되고 있음에도 불구하고 기존 공법 대비 경제성 차원에서 활성화가 미흡하고, 아직 관련 법규와 기준 정립 또한 미진한 상태”라며 “이를 해결하기 위해서는 재료 자체의 단가 비교를 통한 근시안적인 경제성 분석에서 벗어나 탄소 중립과 지속 가능성의 거시적 관점에서 경제성을 분석해 지반 신소재의 경제성이 우위에 있다는 것을 검증하고 널리 홍보할 필요가 있다”고 말했다.
건설공사에서 지반신소재를 적용하는 것은 정부가 국가 탄소중립 실현에 기여하고자 하는 정책목표에 부합되는 것이다. 이러한 정부 정책과 사회적 요구에 능동적으로 대응하고자 한국지반신소재학회는 ‘저탄소 건설재료 기술위원회’, ‘ESG 기술위원회’, ‘스마트건설 기술위원회’ 등을 기획·신설해 전문가 그룹을 구축하고 폭넓은 정보 공유와 연구, 공론의장을 만들고 있다.
지반신소재학회는 1993년 한국지반공학회 소속 국제지반신소재학회(IGS) 한국지부로 발족한 이, 2001년 한국토목섬유학회로 창립 출범했으며, 2017년에는 확장되는 학회의 국제적 위상에 부합하기 위해 한국지반신소재학회로 이름을 변경해 오늘에 이르고 있다. 또한, 창립부터 학회 구성원 모두 열정적인 노력으로 괄목할만한 산·학·연 업적을 축적하고, 국내외적 위상을 구축해 오며 명실상부한 전문학회로 발전해 왔다.
유 회장은 “지반신소재학회의 전문성과 정체성을 명확히 하고 새롭게 제시되고 있는 글로벌 이슈에 부응하고자 ‘지반신소재(Geosynthetics)’, ‘저탄소’, ‘융·복합’ 등의 키워드를 중심으로 프로그램을 확대·재편하고 있다”며 “이에 따라 학술과 교육, 기획, 새로 조직되는 기술위원회의 구성원들과 지속적인 노력을 기울여 전문성과 역량을 제시할 수 있는 학술·교육 프로그램을 구축하고, 국제위원회를 통해 국외 이슈와 현황을 반영해 국외 관련 단체와의 세미나, 학술 행사를 모색하는 등 국제교류 활성화도 이루도록 할 계획”이라고 말했다.
이처럼 지반신소재학회는 창립 이후부터 현재까지 지반신소재의 하나인 토목섬유를 활용한 건설공법의 재료·설계·시공·평가의 전 주기에 관한 연구 성과를 축적해 왔다. 또한, 전문적 학술과 교육 행사, 국토교통부 잠정지침 개정, 국가 발주처에 대한 의견 개진, 설계/시공 방법의 교육, 해석 프로그램의 검증 등 전문학회로서 앞으로도 다양한 사회적 역할을 다할 계획이다.
