KR100355175B1

KR100355175B1 - 경사지 녹화용 객토 조성물

Info

Publication number: KR100355175B1
Application number: KR1020000011993A
Authority: KR
Inventors: 강수용
Original assignee: 강수용
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2002-10-11
Also published as: KR20010088027A

Abstract

본 발명은 경사지 녹화용 객토 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 50∼80%의 함수비를 갖는 유기질부엽토 30∼50중량%, 5∼15%의 함수비를 갖는 토사 40∼60중량%, 벼짚, 보리짚 및 밀짚으로 구성된 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되어 3∼5㎝의 크기를 갖는 천연 단섬유 0.1∼5중량%, 물 5∼12중량%, 알긴산나트륨 0.001∼0.1중량%, 및 산성조절제 0.001∼0.1중량%를 포함하는 경사지 녹화용 객토 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인공객토는 보강토 효과를 발휘하여 기존의 인공객토만 취부하는 방법보다 균열발생 확률이 적고, 탈락되는 현상을 방지하며, 산성비에 의해 식생지반의 산성화를 방지하면서 유기질 비료로서의 효과로 식물의 성장발육조건을 향상시킬 수 있다. 또한, 천연섬유질인 벼짚을 사용하여 하수처리장의 오니슬러지케익에 의한 환경오염 문제를 유발시키는 문제점을 일부 해결할 수 있다.

Description

경사지 녹화용 객토 조성물{Soil addition composition for greening slope land}

본 발명은 경사지 녹화용 객토 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 식생지반의 산성화를 방지하고, 표면부 소성변형 및 풍화작용에 의한 침식과 유실 방지를 위해 천연섬유(단섬유)를 혼합시킨 경사지 녹화용 객토 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 암반의 경사면이나 콘크리트 상면을 방치하면, 미관상 보기 싫으며, 해빙기 또는 우기에 안정성도 문제가 된다. 따라서, 이를 안정하게 보호하고, 갈수기때에도 녹화된 식생의 착근에 필요한 수분공급이 용이하도록 하여 식물에 의한 녹화로 자연을 회복하므로서 인간의 생활환경을 보호하는 녹화방법이 요구된다.

현재 국내에서 보급된 일반적인 경사면 녹화식생 방법은 종자만 뿌려서 식생하는 방법, 인공식생매트 종류에 종자, 비료 및 객토를 혼입시켜 경사면에 부설하여 식생하는 방법, 경사면에 철망 또는 넷트 종류를 부설한후 그 상부에 인공객토를 소정의 두께로 조성하여 인공적인 식생지반을 조성시키는 방법으로 구분된다.

이들 방법을 좀 더 세부적으로 살펴보면, 종자만 뿌려서 식생하는 방법은 경사면이 매우 완만하고 경사면 표면부가 식생지반의 역할기능을 할 수 있는 느슨한 상태의 토사지반에 대한 식생방법이고, 인공식생매트를 이용한 방법은 경사지반이 식생지반으로서 기능역할이 양호하지 않은 비교적 견질토사 및 풍화 잔류토사층에 대한 식생방법으로 지반의 경도 20이하 및 경사면의 경사가 약 45°정도 내외의 경사면을 식생하는 방법이며, 경사면에 철망 또는 넷트 종류를 부설한후 그 상부에 인공객토를 소정의 두께로 피복시켜 인공적인 식생지반을 형성시키는 방법(인공객토 뿜어 붙이기 식생공)은 경사면이 식생지반으로써 기능역할이 불가능한 지반, 즉 매우 견질토사(경도 20이상)인 풍화잔류토, 풍화암층, 발파암층에 대한 식생방법으로 경사면의 경사가 최대 약 75°정도의 급사면까지 경사면을 식생하는 방법이다.

예를 들어, 한국 공고특허 제001582호에서는 법면 상부의 도수로, 암거배수로 측구 등을 확인정비하고, 적당크기, 15cm×10cm×10cm의 우물통을 m²당 2개이상 계단형이나 단독형으로 설치하며, 자연적인 불규칙 굴곡면은 조경미에 알맞는 조건이 되도록 정비한 후, 우물통을 형성한 다음, 풍화에 의한 부분적인 붕괴방지와 급경사지에 식생재료를 고정하기 위하여 신축성 있는 능형 철망 또는 나이론 망으로 형성된 네트를 설치하는데, 이때 철망은 법면이 길고 경사가 급하여 낙석, 부분적인 붕괴위험이 있을때 설치되고, 나이론망은 경사가 완만하고 법면이 짧을시 사용 가능하다. 이어서 완료된 법면에 식물의 생존 및 생육을 보장하는 주재료인 식생토를 부착하는 방법을 개시하고 있다. 이때 식생토는 식물의 생육에 필요한 수분과 무기물, 유기물 등을 보유하고 뿌리를 유지할 수 있는 공간을 제공하는 인공배향재료로서 특수 부식질 재료에 토양개량제, 유기질비료, 접착성 점토, 양생제를 혼합하고 특수발포제를 첨가하여 보수, 보비성이 좋고, 단립구조 형성이 가능한 특수 객토를 제조하여 사용한다.

한국 특허출원 제97-02122호에서는 암반절개지, 마사지, 황폐지 등 식생조건이 불량한 지역에 분사파종공법이나 식생매트공법을 이용하여 식생녹화하는데 필요한 녹화용 조성물에 있어서, 종래에 사용되어 왔던 종자, 비료, 접착제, 피복보호제 등 외에 외생균근균과 내생균근균의 포자나 균사체를 단독 또는 혼합하여 처리함으로써 식물의 발아율을 높히고 또한 발아기간을 단축시켜 원하는 식물종의 조기녹화를 가능하게 하는 공생균을 함유한 녹화용 식생조성물을 개시하고 있다.

한국 특허출원 제99-017048호에서는 유기물 15중량%, 퇴적충적토 50중량%, 토광물 10중량%, 분쇄왕겨 20중량%, 미생물 1%, 중화합물 2%이하, 지효성 유기질비료 2%로 배합하여 조성된 근권층과, 균일하고 빠른 발아율과 발아제의 촉진으로 단시간내에 녹화시키기 위하여, 유기물 15중량%, 제오라이트 10중량%, 마사토 15중량%, 점토광물 20%, 퇴적충적토 30중량%, 분쇄왕겨 10중량%, 고분자화합물 2중량%, 등을 혼합한 후 상기 상토에 종자 10g/㎠가 함유되도록 혼합하여 조성되는 종자상토층으로 조성되는 조성물을 개시하고 있다.

한국 등록특허 제146016호에서는 피트(토탄), 탄재, 오니케익 등의 토성원료와 펄프슬러지를 혼합한 기초혼합물(A)와, 발효미생물로 완전 부숙시킨 식품폐기물, 코코넛 펄프, 톱밥-우분퇴비, 톱밥-돈분퇴비, 톱밥-계분퇴비 등의 유기물(B)과, 연소재 및 마사토를 혼합한 인공토양 조성물과; 경사지나 급경사로 된 암절개지에 유연성 합성수지관을 지그지그상으로 배치하여 앵커로 고정하고 이 합성수지관의 열린 단부에는 스트레이너를 접속하여 통상의 산마루측구에 고정하며 합성수지관의 곳곳에 점적관을 꽂아 붙인 다음에 합성수지관 위에 철망을 깔아 역시 앵커로 고정하고서 철망 위로 상기 인공토양 조성물을 취부하는 경사지의 녹화시공방법을 개시하고 있다.

한국 공고특허 제92-9411호에서는 모래 85∼92중량%와 유기비료(토탄함유) 8∼15중량% 및 연속장섬유 0.1∼0.3중량%를 혼합하여 소정량의 물을 혼합하여 주므로서 얻은 비료혼합 장섬유 보강토 조성물을 개시하고 있다.

한국 특허출원 제99-027649호에서는 제지슬러지 20중량%, 활성탄 5중량%, 토탄 5중량% 및 오니류 20중량%를 혼합 교반한 다음에, 흙 10중량%에 광물성물질 5중량%, 식물성 잔재물 5중량%와 동물성 잔재물 5중량% 및 식물성 가공 잔재물 5중량%를 섞은 다음에 인분뇨잔사 5중량%, 및 폐기물 잔재물 15중량%으로 혼합시킨 후에 상기 혼합 교반한 화합물과 함께 이차 혼합 교반하여 제조된 식생토 및 식생토의 제조방법을 개시하고 있다.

한국 특허출원 제96-704295호에서는 황산알루미늄 1∼20중량%, 황산칼슘 1∼20중량%, 실리카분말 1∼20중량% 및 시멘트성분 10∼80중량%를 포함하는 녹화·토양 안정화용 무기질 재료, 이를 이용한 후층 기재종 자취부 공법 또는 토양 안정화 공법을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 방법들은 현재 풀의 식생효과는 비교적 양호하나 향후 산성비에 의한 식생지반의 산성화에 따른 문제점을 안고 있으며, 인공객토만 취부하는 방법은 재료분리현상으로 건조·습윤이 반복될 경우 균열발생에 따른 부분탈락현상이 빈번히 발생되고, PVC 코팅철망과 원지반 사이에서의 밀착성의 시공성확보가 어려운 문제가 있고, 인공객토에 연속 인공장섬유를 혼합시키면서 취부하는 방법은 연속 인공장섬유의 보강효과에 의해 균열발생폭의 감소효과를 기대할 수 있으나 PVC 코팅철망을 경계로 표면부와 PVC 코팅철망 사이에서는 재료분리현상을 비교적 방지할 수 있으나 PVC 코팅철망과 원지반 사이에는 연속 인공장섬유가 인공객토에 혼합되는 시공성의 확보기술이 미진한 바, 이들 방법에 대한 공통 문제는 결국 식생지반의 산성화 방지대책, PVC 코팅철망과 원지반 사이에 취부되는 인공객토의 재료분리 현상을 방지하면서, 밀착성, 보습성 등의 시공성 확보를 기대할 수 있는 방법이 필요하다.

이에 본 발명에서는 인공객토(녹생토류 및 녹화토)에 천연섬유(단섬유)인 벼짚을 3∼5㎝크기로 절단하여 인공객토 중량의 1∼5%정도를 혼합시켜 취부하게 되면 PVC 코팅철망의 간격이 대체로 5∼6㎝정도이므로 이들 천연 단섬유가 혼합된 인공객토가 PVC 코팅철망을 자유롭게 통과하여 원지반사이에 밀착성이 좋고, 보습성(단집구조) 및 재료분리 현상을 방지하며, 산성조절제를 사용하므로써 식생지반이 산성화되는 현상을 최소화시킬 수 있음을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 식생지반의 산성화 방지효과와 PVC 코팅철망과 원지반 사이에 밀착성이 좋고, 천연 단섬유 주변 인공객토가 단집구조 형태를 나타내 보습성 및 재료분리 현상을 방지할 수 있는 경사지 녹화용 객토 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은 50∼80%의 함수비를 갖는 유기질부엽토 30∼50중량%, 5∼15%의 함수비를 갖는 토사 40∼60중량%, 벼짚, 보리짚 및 밀짚으로 구성된 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되어 3∼5㎝의 크기를 갖는 천연 단섬유 1.0∼5.0중량%, 물 5∼12중량%, 알긴산나트륨 0.001∼0.1중량%, 및 산성조절제 0.001∼0.1중량%를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 조성물을 경사지에 시공한 단면을 나타낸 개략도이다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로, 절취사면은 대부분 풍화잔류토, 풍화암 및 발파암으로 지반경도가 20이상되어 식물뿌리의 착근이 불가능하고, 식물이 생육할 수 있는 영양분이 없는 매우나쁜 식생지반이므로 인공적인 토양을 붙여 식물이 생육할 수 있는 식생지반을 형성해야 하고, 사면을 녹화, 식생시키기 위해서 인공객토를 피복시키면서 외래식물인 초원형종자와 향토초목류인 콩과식물 관목림형종자를 인공객토에 혼합시켜 사용한다.

본 발명은 상기 인공객토 조성물에 관한 것으로, 상기 조성물은 유기질부엽토 30∼50중량%, 토사 40∼60중량%, 천연 단섬유 1.0∼5.0중량%, 물 5∼12중량%, 알긴산나트륨 0.001∼0.1중량%, 및 산성조절제 0.001∼0.1중량%를 포함한다.

현재 국내에서 생산되고 있는 인공객토는 구성성분중 가장 중요한 성분인 토탄(식물, 나무 등이 썩어 퇴적된 유기질 등)층의 부본자원이 갈수록 부족하며, 이들 토탄 함량을 대처하기 위해 하수처리장의 오니슬러지케익을 활용하는 방법등이 현재 시행되고 있으나, 이는 환경오염 문제를 유발시키는 문제점을 안고 있다. 따라서, 본 발명에서는 유기질부엽토를 30∼50중량% 정도로 사용되는데, 이때 30중량% 미만이면 질소 및 탄소성분이 소량이라 발아 및 성장 속도가 저조하고, 50중량%를 초과하면 성장속도가 너무 빨라 풀의 밀식현상에 의해 재생발아율이 저하되는 경향이 있다. 상기 유기질부엽토로는 토탄, 피트모스, 또는 유기퇴비 등이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 유기질성분이 썩은 퇴적물을 모두 포함할 수 있다. 상기 유기질부엽토는 통상적으로 약 50∼80%의 함수비를 갖는 것이 재료의 운반 취급 및 보관이 용이하고, 배합 시공성 확보가 가장 효율적인 측면에서 바람직하다.

본 발명에 사용된 토사는 굵은 모래와 현지 토양의 1 : 1∼3으로 혼합시킨 혼합토로서 함수비는 약 5∼15% 정도가 인공객토의 배합시 시공성 확보가 가장 효율적이며, 배합된 인공객토를 경사면에 취부할 경우 재료분리 현상이 가장 적어 바람직하다. 그 사용량은 40∼60중량%가 바람직한데, 40중량% 미만이면 상대적으로 유기질 부엽토 함량이 증가하여 성장속도 너무 빨라 풀의 밀식현상에 의해 재생발아율이 저하되고, 60중량%를 초과하면 상대적으로 유기질 부엽토의 적정 함량이 미달되어 질소 및 탄소 함량이 적어 발아 및 성장속도가 저조한 경향이 있다.

상기 천연 단섬유는 벼짚, 보리짚, 밀짚 등의 포아과 식물의 줄기(이하 "벼짚"이라 통칭한다)를 3∼5㎝크기로 절단하여 인공객토에 대하여 1.0∼5중량% 정도를 혼합시켜 사용한다. 이때, 상기 사용량이 1.0중량% 미만이면 시공시 재료분리현상이 종종 발생하고, 5중량%를 초과하면 인공객토에 과도한 공극율이 발생하는 경향이 있다. 상기 벼짚을 3∼5㎝크기로 절단하여 사용하는 이유는 도 1에 도시된 바와 같이 인공객토 사이에 형성된 PVC 코팅철망의 간격이 대체로 5∼6㎝정도이므로 이들 천연 단섬유가 혼합된 인공객토가 PVC 코팅철망을 자유롭게 통과하여 원지반 사이에 밀착성이 좋고, 천연 단섬유 주변에 형성된 인공객토는 단집구조 형태를 나타내어 보습성이 향상되고 재료분리 현상을 방지할 수 있기 때문이다. 또한, 이들 잘게 절단된 벼짚을 혼합시킨 인공객토는 보강토 효과를 발휘하게 되므로 기존의 인공객토만 취부하는 방법보다 건조시에 균열발생 확률이 적어지고, 탈락되는 현상을 방지하게 되고, 유기질 비료로서의 효과로 식물의 성장발육조건을 향상시킬 수 있다. 또한, 천연섬유질인 벼짚을 사용하여 하수처리장의 오니슬러지케익에 의한 환경오염 문제를 유발시키는 문제점을 일부 해결할 수 있다.

본 발명에 있어서, 산성조절제, 침식방지제 및 비료는 물에 희석 및 용해시켜 사용하는 것이 바람직한데, 이러하지 않을 경우 재료분리 현상이 발생되는 문제가 있다. 이때, 물의 사용량은 5∼10중량% 정도이고, 수돗물이 아닌 천연수로 pH 6∼7정도의 깨끗한 물이 바람직하다. 상기 물의 사용량이 5중량% 미만이면 부분적인 재료분리 현상이 발생하고, 10중량%를 초과하면 재료분리 현상은 방지되나 인공객토의 함수량이 많아 운반, 취급 및 시공관리에 어려움이 많다. 또한, 침식방지제로 알긴산나트륨을 사용하며, 그 사용량은 0.001∼0.1중량%가 바람직하다. 이때, 0.001중량% 미만이면 인공객토의 점착력이 저하되어 건조시 쉽게 탈락되는 현상이 발생하고, 0.1중량%를 초과하면 인공객토가 너무 경화되어 식물의 초기 발아 효과를 억제시키는 경향이 있다. 아울러, 최근 토양이 산성비로 인하여 산성화되어 있으므로 토양의 pH를 중화시킬 수 있는 산성조절제(화학비료)를 첨가하는 것이 필수적이다. 이러한 산성조절제의 예로는 과인산석회 및 복합비료 등이 있으며, 그 사용량은 0.001∼0.1중량%가 바람직하다.

한편, 경사지의 표면부에 인공객토를 뿜어붙이는 식생공법은 현재 국내에서 사용되고 공법을 사용할 수 있다. 취부두께는 10㎝를 표준으로 하되 지반의 특성에 따라 두께를 5∼15cm의 범위내에서 조정할 수 있다. 이에 대한 시공 단면은 도 1과 같다. 도 1을 참조하면, 네일(nail)공법에 따라 네일을 경사지에 시공한 다음, PVC 코팅철망 또는 지오그리드(Geo Grid)망(예를 들어, PP망 또는 PE망)을 경사지와 다소 이격되게 설치하고, 상기 경사지에 본 발명의 조성물을 뿜어붙인다.

본 발명에서는 객토의 녹화 및 침식을 방지할 목적으로 상기 인공객토에 종자를 파종시킬 수 있다. 종자로서 초원형종자는 단년생, 다년생으로 구분되며, 초원형 종자는 초기발아 속도는 매우 빠르나 수명이 짧은 문제가 있어 초기에 사면을 빨리 녹화시키는 종자이고, 향토초목류인 콩과식물 관목림형(싸리종류)는 초기 발아 속도가 늦고, 식생 천이에 따른 발아속도와 유사하여 수명이 길은 장점이 있어 이를 두가지 종자를 혼합, 사용한다. 종자의 표준배합함량은 초원형종자 60%, 관목림(싸리류)종자 40%정도를 배합비율로 고려하고, 초원형종자는(한냉지형) 단년생 50%, 다년생 50% 비율로 콩과식물인 관목림(싸리류)종자는 2개종자를 1 : 1의 비율로 혼합시켜 사용한다. 종자에 따른 성장발육은 토양별로 약간의 차이가 발생될 수 있으므로 이에 대해서는 인공객토를 시공하고, 발아시기 및 성장 생육상태를 고찰하면서 필요시 2차로 부족분에 대해서는 추가로 시트 스프레이(seed spray) 형태로 녹화시키는 것이 바람직하다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 및 2

표면부의 인공객토는 하기 표 1과 같은 기준으로 배합을 수행하고, 시공시에는 뿜어붙이기에 따른 압축효과 및 탈락 등의 영향에 의해 재료손실이 발생되므로 재료할증을 25%로 계산하여 도 1과 같이 시공하였다. 시공후, 초원형종자 60%, 관목림(싸리류)종자 40% 정도로 배합하고, 초원형종자는(한냉지형으로) 단년생 50%, 다년생 50% 비율로 콩과식물인 관목림(싸리류)종자는 2개종자를 1 : 1의 비율로 혼합하였다.

재료구분	기준	배합비(중량%)	재료구성비(중량)(㎏/㎥)	비고
재료구분	기준	배합비(중량%)	실시예	건조중량	물함량	전체중량
유기질부엽토	토탄, 피트몬스 등(함수비 약 70%)	40%	1	260.0	180.0	440.0
유기질부엽토	토탄, 피트몬스 등(함수비 약 70%)	40%	2	89.0	137.0	326.0
토사	굵은모래와 현지토사의 혼합비(1:1)(함수비 약 11∼12%)	50%	1	493.0	57.0	550.0
토사	굵은모래와 현지토사의 혼합비(1:1)(함수비 약 11∼12%)	50%	2	593.0	71.0	66.4
천연단섬유(벼, 보리)	벼짚은 3∼5㎝정도로 잘게 썰은 상태	1.0%	1 및 2	11.0	-	11.0
물＋침식방지제＋화학비료＋산성조절제	천연수(pH6∼7)	9.0%	1 및 2		99.0	99.0
	알긴나트륨		1 및 2	5.0		5.0
	비료(복합비료)		1 및 2	1.2		1.2
	과인산 석회		1 및 2	1.0		1.0

인공객토에 의한 식생공 피복이 완료되면 초원형종자는 대부분 한냉지형으로 강렬한 햇빛에 의해 하고 현상 또는 초기발아시의 고사 현상이 발생되므로 시공 직후에는 필히 그늘 차광망을 덮어 주어 급속한 함수량의 증발 억제 및 햇빛을 차단시켜 그늘을 만들어줌으로써 초기 성장생육조건을 조성하였다.

그 결과, 천연 단섬유에 의한 영향이 건조시에 현저히 거북등처럼 발생되는 균열 형태는 나타나지 않고, 천연 단섬유를 경계로 한 미세균열 거동만이 나타나고 있어 천연 단섬유에 의한 보강효과가 매우 양호한 상태임을 확인할 수 있었다. 또한, 초기 발아에 대한 특성이 이들 미세 균열부에서 씨앗(종자)이 대부분 발아되고 있는 특징을 나타내어 천연 단섬유가 식물성장 생육에 필요한 식생지반인 단집구조를 제공하고 있고, PVC 코팅망 내부의 인공객토도 균등하게 분포, 조성되어 나타내었다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인공객토는 보강토 효과를 발휘하여 기존의 인공객토만 취부하는 방법보다 균열발생 확률이 적고, 탈락되는 현상을 방지하며, 식생지반의 산성화를 방지하는 효과 및 유기질 비료로서의 효과로 식물의 성장발육조건을 향상시킬 수 있었다. 또한, 천연섬유질인 벼짚을 사용하여 하수처리장의 오니슬러지케익에 의한 환경오염 문제를 유발시키는 문제점을 일부 해결할 수 있었다.

Claims

50∼80%의 함수비를 갖는 유기질부엽토 30∼50중량%, 5∼15%의 함수비를 갖는 토사 40∼60중량%, 벼짚, 보리짚 및 밀짚으로 구성된 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택되어 3∼5㎝의 크기를 갖는 천연 단섬유 1.0∼5.0중량%, 물 5∼12중량%, 알긴산나트륨 0.001∼0.1중량%, 및 산성조절제 0.001∼0.1중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사지 녹화용 객토 조성물.
제1항에 있어서, 상기 토사는 굵은 모래와 현지 토양의 1 : 1∼3으로 혼합시킨 혼합토임을 특징으로 하는 경사지 녹화용 객토 조성물.
제1항에 있어서, 상기 산성조절제는 복합비료 및 과인산석회임을 특징으로 하는 경사지 녹화용 객토 조성물.