1. 서 론

2000년대 이후 재활용, 친환경 기술, 탄소 저감 등 다양한 환경 대응 노력이 확대되었지만, 전 세계는 여전히 기후 변화라는 거대한 도전에 직면해 있다. 특히 도시화로 인한 불투수면의 증가와 포장 구조의 변화는 강우 유출량을 높여 기후 재해를 더욱 심화시키고 있다. 이에, 포장 분야가 기후 변화에 미치는 영향과 환경영향을 저감시킬 수 있는 아스팔트 포장 기술들을 정리함으로써, 기후변화와 각국의 환경관련 규제에 대응한 제조 및 포장 기술에 도움이 되고자 한다.

우선 한국의 탄소중립 정책의 현재 상황에 대해서 짚어보겠다. 우리나라는 심각한 기후변화의 대응을 위해 2010년에 “저탄소 녹색성장 기본법”을 제정하였으며, 이후 기후변화 적응, 일자리, 경제 등을 통합적으로 고려하여 2021년 9월 24일에 “기후위기 대응을 위한 탄소중립 녹생성장 기본법(약칭 탄소중립기본법)”을 제정하였다. 탄소중립기본법에 따르면, 2030년까지 2018년에 한국이 배출한 총온실가스 배출량 대비 40퍼센트를 감축하도록 명시되었다. 이에 따라서 국가는 20년, 시도와 시군구는 10년을 계획기간으로 하는 탄소중립 녹색성장 기본계획을 수립 및 추진하여야 한다(대한민국정부, 2020).

2024년 기준 한국의 총 탄소배출량은 6억 9,158만 톤이며, 목표량을 만족하기 위해 매년 3.6퍼센트의 탄소를 저감해야 한다. 하지만, 2024년 기준 전년대비 저감량은 2.0퍼센트에 불과하여 목표량 달성을 위해서는 정부지자체와 산업계 및 국민의 단합된 노력을 기울일 필요가 있다고 할 수 있겠다.

이제 탄소중립 정책에 맞는 아스콘포장 기술을 살펴보겠다. 순환골재를 가열 재활용할 경우 골재에 잔류한 아스팔트바인더가 재활용됨으로 인해 신석골재를 사용하는 일반아스콘에 비해 아스팔트 사용량을 약 40% 정도 절감할 수 있어 국가 전체적으로 원유수입 약 3천억원 절감과 더불어 55만톤 정도의 탄소 배출량을 감소시킬 수 있을 것으로 추산되는데(에너지 온실가스종합정보플랫폼 탄소저감계산기 이용), 이는 현행법(순환골재 등 의무사용건설공사의 순환골재, 순환골재 재활용제품 사용용도 및 의무사용량에 관한 고시(국토교통부 고시 제2017- 648호, 환경부 고시 제2017- 175호))상으로 순환아스콘 등 의무사용건설공사(해당 지방자치단체의 조례로 정하는 일정 구조･규모･용도에 해당하는 건설공사)에 대해 순환아스콘 의무 사용율은 40% 이상으로 권고되어 있기 때문이다.

하지만, 중앙정부의 이러한 순환골재 사용량을 증가시키기 위한 법령의 명문화와 강력한 의지에도 불구하고 2024년 기준 전체 아스콘 포장 대비 순환아스콘이 차지하는 비율은 22%(아스콘조합 중앙회 연도별 아스콘 시공 실적 통계자료) 정도에 그치는 등 지자체의 미온적 대응이 지속되고 있어 정부의 탄소 친환경 정책 의지에 대한 신뢰도 저하와 탄소저감 목표 미달의 원인이 되고 있다. 순환아스콘 사용량이 권고 대비 낮은 이유는 포장 발주기관들이 포트홀 발생의 원인을 순환아스콘의 품질에 돌리고 있기 때문으로, 순환골재를 노후도에 따라 체계적으로 분리 관리하지 않아 품질의 불균일성을 야기할 수 밖에 없는 한국의 폐기물 재활용 현실이 매우 아쉬운 대목이다.

순환아스콘을 사용하는 것은 탄소저감 뿐만 아니라, 부족 상태에 직면해 있는 신석골재의 근본적 대안이자 신규 채석장 개발을 지연시킴으로서 자연환경 보존에 기여할 수 있는 방안이므로, 중앙정부와 각 지자체별로 폐골재의 분리 관리규정을 제정한 후 순환아스콘 사용 의무비율의 충족에 대해 다양한 상벌 제도를 도입함으로서 민관이 합심하여 목표 탄소저감량을 달성하기 위해 노력하였으면 하는 바램이다.

이제부터는 일본에서 발간된 “환경을 배려한 포장기술 가이드북”이라는 서적의 내용을 중심으로 기후환경 변화에 대응하여 발전이 필요한 아스팔트 포장기술에 대해 전달하고자 한다.

2. 환경과 포장의 관계

다양한 환경문제가 표면화되는 가운데, 환경에 대한 관심이 높아지고 있으며, 사회자본 중에서도 가장 친숙한 존재인 포장 분야에서도 환경과의 관련성을 명확히 제시할 것이 강하게 요구되고 있다. 종래에는 포장에 대해 주로 차량이 안전하고 원활하게 목적지까지 이동하기 위한 기능(이하 ‘이동 기능’)만이 요구되었고, 환경과의 관계에 대해서는 특별한 설명이 요구되지 않았다.

하지만, 자세히 생각해 보면, 도로에 포장을 하고 그 상태를 양호하게 유지함으로써 도로 이용자는 안전하고 원활하며 쾌적하게 도로를 이용할 수 있을 뿐 아니라, 연비 향상도 기대할 수 있고, 도로 주변에서는 분진, 소음, 진동 등의 방지도 기대할 수 있으므로, 도로를 포장하는 행위는 그 자체로 환경영향 경감에 기여해 왔다고 볼 수 있다. 이러한 포장과 환경의 관계는 포장이 보급되기 시작한 초기에는 사람들이 직접 체감할 수 있는 것이었기 때문에 별도의 설명이 필요하지 않았다.

그러나 포장이 광범위하게 보급된 현재에는, 특히 도시 지역을 중심으로 지표면 피복의 확대에 따른 부작용이 지적되고 있으며, 노면 온도 상승에 의한 도시공간 온도 상승, 저류 기능의 저하에 따른 도시형 홍수 피해 발생 등이 하나의 요인으로 지적되고 있다. 이러한 문제점들에 더해, 최근에는 이산화탄소 배출 억제, 재활용 촉진 등 전 산업이 함께 추진해야 할 과제들도 추가됨으로써, 기존의 포장 개념과는 다른 다각적인 관점에서 환경영향을 경감시키는 것이 요구되는 등, 포장과 환경의 관계는 크게 변화하고 있다.

한편, 이산화탄소 배출량 감축은 전 지구적인 대응이 요구되는 환경요인이므로, 개별 포장기술의 기여는 작을 수 있으나, 이러한 작은 대응의 축적이 매우 중요하며, 그 효과를 평가할 때에는 다른 대책 기술과의 종합적인 비교와 판단이 함께 이루어져야 한다(Fig. 1).

Fig. 1.

Paving’s contribution to reducing environmental impact (사단법인 일본도로협회, 2009)

이산화탄소(CO₂) 배출 절감의 비용 대비 효과를 추구하기 위해서는, 대책에 소요되는 비용과 그 결과로 감축된 양을 비교할 필요가 있다. 일반적인 포장을 했을 때 발생하는 이산화탄소 배출량에서, 환경을 고려한 포장을 했을 때 발생하는 이산화탄소(CO₂) 배출량을 뺀 값이 감축된 이산화탄소량이 된다. 이 감축량을, 일반 포장에 필요한 비용과 환경 대응 포장에 필요한 비용의 차로 나눈 값이 비용 대비 효과가 된다.

3. 지구 온난화에 대한 대처

지구온난화란, 대기 중 온실가스 농도의 증가로 인해 지표면의 온도가 상승하는 현상을 말한다. 온실가스에는 이산화탄소(CO₂) 외에도 메탄(CH₄), 아산화질소(N₂O), 하이드로플루오로카본(Hydrofluorocarbon, HFCs), 퍼플루오로카본(Fluorocarbon, PFCs), 육불화황(Sulfur hexafluoride, SF₆) 등이 있으며, 각각의 지구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)가 달라, 소량의 배출만으로도 지구온난화에 큰 영향을 미치는 가스도 존재한다. 일본의 경우 온실가스 배출 구성은 약 95%가 이산화탄소에 해당되므로, 일반적으로 온실가스라 하면 이산화탄소를 떠올리는 경우가 많다. 최근의 온실가스 배출 현황과 지표면 부근 평균기온의 추이는 국제에너지국의 Fig. 2 및 ntergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)가 제공한 Fig. 3에 나타나 있다. 가장 중요한 인위적 기원의 온실가스인 이산화탄소의 연간 배출량은 1970년부터 2004년 사이 약 80% 증가한 것으로 보고되었다. 또한, 세계 평균기온은 과거 100년간(1906~2005년) 동안 선형적인 상승 경향을 보이며, 100년당 평균 약 0.74°C 상승한 것으로 보고되어 오다가 2020년 이후 상승폭이 가팔라지고 있다(Figs. 2, 3).

Fig. 2.

Carbon emissions from energy consumption since 1900 (Global Energy Agency)

Fig. 3.

Average temperature changes over land and sea, 1850~2024 (IPCC)

일본의 경우에는 자동차 교통에서 발생하는 배출량이 전체의 17.3%로 상당한 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 도로 관련 공공사업에서는 자재 사용에 따른 배출이 약 1.8%, 공사에 투입되는 중장비의 직접 사용에 따른 배출이 0.3% 수준이다. 또한, 자재나 장비의 운송(자동차 수송 포함)에 따른 배출이 0.4%를 차지한다. 이러한 수치를 종합하면, 도로 관련 공공사업에서 발생하는 온실가스 배출은 전체의 약 2.5%에 달하는 것으로 볼 수 있다.

탄소저감을 위해 포장 분야에서 적용 가능한 주요 대책으로는 다음과 같은 항목이 있다.

1. 이산화탄소 배출량이 적은 자재의 활용

2. 플랜트에서의 연료 소비량 저감

3. 운반 거리의 단축

4. 에너지 절약형 시공 기계의 도입

지구 온난화에 대처하는 다른 유용한 방법으로는, 지구상의 유한한 자원을 지속적으로 활용하기 위해 자원을 순환적으로 사용할 수 있도록 하는 시스템의 구축하는 것이다. 또한 최근에는 폐기물 처리 능력까지 포화 상태에 이르렀기 때문에, 자원의 효율적 활용과 폐기물 발생량의 억제가 매우 중요해지고 있다.

Fig. 4에 정리된 재활용의 단계에서 첫째, 발생 감소(Reduce)란 일반적으로 폐기물을 줄이기 위한 활동을 의미한다. 포장공사에서는 수명이 긴 설계를 통해 보수가 적고 교체 주기가 길어짐으로써 장기적으로 폐기물 발생을 억제하는 것이 이에 해당한다. 또한, 포장 수명을 연장하는 기술이나, 보수공사 시 현장에서 발생한 포장 폐재료를 현장에서 재활용하여 외부 반출되는 폐기물의 양을 줄이는 포장 재생 공법도 이에 포함된다.

Fig. 4.

Stages of recycling (사단법인 일본도로협회, 2009)

둘째, 재사용(Reuse)이란 한 번 사용한 것을 같은 목적으로 다시 사용하는 경우를 말하며, 대표적으로 리터너블 용기의 재사용 등이 있다. 포장 분야에서는 입상 노반재를 안정제를 첨가하지 않고 그대로 노반재로 다시 사용하는 경우가 이에 해당된다. 넓은 의미로는 아스팔트 콘크리트 덩어리 등을 파쇄하거나 입도 조정 후 에너지를 적게 들여 재사용하는 경우도 포함되며, 이 역시 재사용 범주에 포함된다고 볼 수 있다.

셋째, 재활용(Recycle)은 사용한 것을 다른 용도로 재자원화하여 사용하는 것을 말한다. 일반적으로는 페트병에서 의류를 만드는 등의 예가 있다. 포장 분야에서는 타 산업에서 배출된 폐기물을 재자원화하여 사용하는 경우가 이에 해당된다. 예로는 철강 슬래그, 석탄재(필러로 활용), 폐타이어 등이 있으며, 아스팔트 콘크리트 덩어리나 시멘트 콘크리트 덩어리로부터 재생 골재를 얻어 노반재로 활용하는 경우도 재활용의 일환으로 볼 수 있다.

4. 자원 보존 및 최종 처분 억제

마지막으로, 자원 보존･최종 처분 억제 기능을 가진 포장기술에 대해 논해보자.

4.1 수명 장기화 기술

일반적인 포장보다 보수 또는 교체까지의 기간을 더욱 길게 설계한 포장기술로, Reduce에 기여한다. 표층(혹은 표층과 기층)을 아스팔트 혼합물로 하고, 그 하부를 콘크리트 포장(연속철근 콘크리트 포장, 반강성 포장 등)으로 구성한 복합 포장은, 포장 설계 수명을 일반 포장의 두 배 이상으로 하는 등 다음 유지보수 단계까지의 비용을 절감할 수 있는 수명 장기화가 가능하다는 점에서 검토되고 있다. 또한, 바인더를 폴리머 개질 아스팔트 등으로 대체하여 아스팔트 혼합물의 내구성을 향상시키는 것도 개질 아스팔트의 적용을 통해 장수명화 기술로 볼 수 있다.

4.2 플랜트 재생 포장 공법

포장 발생재 등을 원재료로 하여, 플랜트에서 제조한 재생 가열 혼합물, 재생 노체재 등을 포장 재료로 사용하는 공법이다. 이 공법은 Reuse, Recycle에 기여하는 포장 시공법이며, Reuse 대상으로는 아스팔트 콘크리트 덩어리의 재생 가열 혼합물로의 활용이 있으며, Recycle 대상으로는 아스팔트 콘크리트 덩어리나 시멘트 콘크리트 덩어리의 재생 노반에 대한 활용이 있다.

4.3 현장 표층 재생 공법

노상에서 기존 아스팔트 혼합물을 가열하고, 파쇄하여, 필요에 따라 새로운 아스팔트 혼합물이나 재생 첨가제를 첨가한 뒤 이를 혼합하여 다시 포장하는 방식이다. 이는 기존 포장 재료를 노상에서 재사용하므로 발생 폐기물이 적고, Reduce, Reuse에 기여한다.

4.4 현장 노반 재생 공법

현장에서 기존 아스팔트 혼합물을 파쇄하고, 여기에 시멘트나 아스팔트 유제를 안정재로 첨가하여 혼합한 후 다시 노상으로 사용하는 방식이다. 또한 기존 혼합물 일부를 전면 제거하고, 기존 노체에 안정재를 첨가한 후 다시 노체로 사용하는 방식으로 Reduce, Reuse, Recycle에 기여한다. 특히 Reuse로는 기존 혼합물의 파쇄 후 기존 입상노반을 안정처리하거나, Recycle로 아스팔트 혼합물층마다 파쇄하여 안정처리 하는 것이 있는데 현장자재를 이용하는 것과 반출 발생재 운반이 줄어들어 동시에 연료 소비도 절감된다.

4.5 타 산업계의 재생 자재 활용 포장

건설 외 산업에서 발생한 폐기물을 활용하는 포장 방식으로, Recycle에 해당한다. 포장에 사용하지 않으면 폐기되는 자재를 활용하며, 적절한 검토와 평가가 필요하다. 다른 산업재생 자재의 철강 슬래그, 일반 폐기물 용융 슬래그 등을 예로 들 수 있으며, 폐유리, 폐플라스틱, 폐목재 등 다양한 활용이 검토되고 있다.

5. 결 언

환경영향을 경감시키는 포장기술은 일반적인 포장기술과 비교하여 특정한 환경영향을 줄이는 것을 목적으로 하여야 한다. 그러기 위해서는 새로운 개념의 포장기술뿐만 아니라, 이미 일반화되어 널리 활용되고 있는 기술까지 포함시켜 발전시킬 필요가 있다. 포장기술이 절감시키는 환경요소는 단일하지 않은데, 예를 들어 재생 포장기술의 경우는 자원 절약･폐기물 절감뿐만 아니라, 이산화탄소 절감에도 효과가 있다. 따라서 각 환경요소별로 환경영향을 경감시키는 기술들을 개발 및 개선하여 환경에 대한 영향을 줄이기 위해 노력할 필요가 있다.

우리나라의 도로 건설사업은 경제성장의 견인차역할을 담당하고 국민 생활수준의 향상에 기여하면서 양적으로 급팽창을 해 왔으나, 미래의 도로는 기후환경 변화에 대응하는 친환경적 도로건설 방식으로의 전환이 시대적 사명으로 부각되고 있다. 자연환경 훼손 최소화, 기후변화 및 탄소중립과 관련된 각종 규제 강화에 따른 제반 문제의 해소 필요성이 크게 대두됨에 따라, 관련 산업종사자들이 환경 친화적인 도로건설을 우선적으로 고려함으로써 도로가 인간을 자유롭게 하는 동시에 자연과 함께 공존할 수 있는 미래를 만들어 가는 데에 기여할 수 있기를 바란다.