토 공 ❙ 145

토 공

33

토 공

화강풍화토 비탈면 녹화공법(ex-spray) 적용방안 도로시험팀-371

(2014.03.07)

1 배경 및 목적

화강풍화토 : 화강암질 암석(화강암, 화강섬록암 등)의 결정성 심성암

및 이와 동질의 편마암이 풍화되어 그곳에 잔류하는 잔적토(residual

soil) 및 이로부터 발생된 붕적토(colluvial soil) 등을 말한다.

□ 화강풍화토의 물리적, 화학적 특징

◦화강풍화토는 대부분 석영, 장석, 운모와 유색광물로 구성되어 있으며,

조성광물의 함유량과 풍화정도에 따라 그 공학적 성질이 크게 달라진다.

◦그 외에 물리적 성질로서 큰 특징의 하나는 물과 접촉하면 안정성이

저하되어, 함수비가 많아짐에 따라 전단강도 등이 급격히 감소되는

경향을 보인다.

◦토양 내 유기물함량, 전질소량, 양이온 치환용량 등이 극히 낮아 식물의

안정적인 생장을 기대하기는 어려운 특징이 있다.

□ 심각한 세굴 발생과 식생불량으로 인한 생태복원 곤란

◦각종 건설공사 등으로 불가피하게 발생하는 화강풍화토 비탈면은 점착

성분이 적어 우기 시 세굴 및 침식이 심각하게 발생하고 있으며,

◦토질이 척박하고 쉽게 건조해지므로 식물생육이 매우 불량하다.

◦비탈면 유실과 보수작업의 반복으로 인해 시공자 관리비용이 증가하고

지속적인 설계변경 발생으로 현장관리에 어려움이 많음.

□ 공용노선 풍수해 사면피해 발생

◦건설공사 준공시기에 시행한 부실 보수작업이 공용 중 비탈면 유실로

이어져 인명피해, 교통차단 등의 대형 재난사고로 연계됨.

146 ❙ 토 공

◦풍수해 사면피해 복구를 위한 재해손실비 과다 투입

※ 최근 3년간(`10~`12) 재해손실비 사용현황 (단위: 억원)

구 분 평 균 (`10~`12) 2012 2011 2010

풍

수

해

계 248 291 292 162

사 면 (20250개9소) (17231개9소) (27297개1소) (16143개7소)

배 수 (1512 개소) (10개7소) (2721 개소) (9개7소)

부대시설 (방음벽,표지판등) (181개2소) (342개8소) - (19개8 소)

기타 (건축,전기,조경) (631개5소) (1173개7소) - (731개0소)

- 피해원인을 조사한 결과 대부분 화강풍화토, 붕적토 지반의 표면

유실로 식생보호공이 미흡한 것으로 확인됨.

□ 화강풍화토의 토질특성에 적합한 녹화공법 개발 필요

◦화강풍화토 비탈면에 지속적으로 발생하고 있는 피해는 녹화공법 선정 시

일반 토사비탈면의 설계기준과 공법(Seed-spray)이 그대로 적용되는 것이

가장 큰 원인으로 판단됨.

◦이러한 문제점을 해결하기 위해서는 화강풍화토의 토질특성에 적합한

경제적인 녹화공법 개발이 필요함.

2 관련기준 및 문제점

□ 우리공사 설계기준

◦고속도로 설계실무 지침서(설계처, 2011)

- 일반적인 녹화공법 적용 방법 예시

구 분 녹화공법

토사

비탈면

쌓 기 ․ 보통토사 : Seed-spray

․ 화강풍화토 등 세굴예상 구간 : Seed-spray + 거적덮기

깎 기

․ 보통토사 : Seed-spray

․ 심각한 세굴예상 구간 : Seed-spray + 거적덮기 ․ 건조 척박한 토양, 견고한 점토질 : 식생기반재 뿜어붙이기공법 - 지질조건 : 모래, 실트질모래, 화강풍화토 지역

토 공 ❙ 147

토 공

- 비탈면 녹화공법의 선정은「도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공 지침

(국토해양부, 2009)」의 비탈면 녹화공법 선정절차를 기준으로 함.

- 토사비탈면은 종자 뿜어붙이기공법(Seed-spray)의 적용을 원칙으로

하되, 특별한 경우 기타공법이나 거적덮기를 적용함.

□ 녹화공사 관련 기준

◦도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공 지침(국토교통부, 2009)

-“비탈면 녹화공법 선정절차”에 따라 녹화공법을 선정한다.

- 토질과 경사도에 따른 일반적인 녹화공법 예시

구 분 토질특성 경사도 녹화공법

토사

비탈면

쌓 기

점질토사

사질토사

1:1.5

이상 잔디식재, 거적덮기, 종자 뿜어붙이기, 식재

1:1.5

이하

잔디식재, 거적덮기, 종자 뿜어붙이기,

얇은 식생기반재뿜어붙이기

깎 기

토사

견질토사

풍화토

1:1.2

이상

잔디식재, 거적덮기, 종자뿜어붙이기,

얇은 식생기반재뿜어붙이기(1㎝)

1:1.2

이하

잔디식재, 거적덮기, 종자뿜어붙이기,

얇은 식생기반재뿜어붙이기(1~2㎝)

- 설계 시에는 지역 특성에 부합되는 다양한 녹화공법을 검토하여

적합한 공법으로 설계하여야 한다.

- 쌓기 비탈면은 "비탈면 녹화공법 선정절차"에서 제시한 일반적인 공법을

설계에 적용한다.

◦조경설계기준(한국조경학회, 2013)

- 비탈면의 식물생육적합도 판정기준(토양경도)

판정기준 식물생육특성

토양

경도

10mm 미만 ․ 건조하기 쉽기 때문에 종자 발아 저조의 가능성,

정착생물의 생육은 양호함.

점성토 10~23mm

사질토 10~25mm

․ 지상부, 지하부 모두 생육양호,

수목에 의한 식재에도 적합

점성토 23~30mm

사질토 25~30mm ․ 일반적으로 토양속 식물 뿌리의 신장에 장해

▹화강풍화토 등 식물의 생육을 어렵게 하는 토양은 토양 자체를 개량

하거나 식생기반재를 적정한 두께로 부착함.

148 ❙ 토 공

- 토양의 화학적 특성 평가항목과 평가기준

평가항목 평가등급

항목 단위 상급 중급 하급 불량

토양산도(pH) - 6.0~6.5 56..55~~67..00 47..05~~58..05 4.5미만 8.0이상

전기전도도(E.C.) ds/m 0.2미만 0.2~1.0 1.0~1.5 1.5이상

염기치환용량(C.E.C) cmol/kg 20이상 20~6 6미만 -

전질소량(T-N) % 0.12이상 0.12~0.06 0.06미만 -

유효태인산함유량 (Avail, P2O5) mg/kg 200이상 200~100 100미만 -

치환성 칼륨(K+) cmol/kg 3.0이상 3.0~0.6 0.6미만 -

치환성 칼슘(Ca+) cmol/kg 5.0이상 5.0~2.5 2.5미만 -

치환성

마그네슘(Mg+) cmol/kg 3.0이상 3.0~0.6 0.6미만 -

염분농도 % 0.05미만 0.05~0.2 0.2~0.5 0.5이상

유기물함량(O.M.) % 5.0이상 5.0~3.0 3.0미만 -

▹비탈면의 토양 조건이 식생의 도입이 부적합하다고 판정되는 경우,

“중급”이상의 식재용토를 붙여 설계하는 것을 전제로 한다.

- 비탈면 입지조건별 녹화공법 선정기준

구 분 기울기 토양의

비옥도

도양

경도

녹화공법

초본에 의한 녹화 (외래초종+재래초종) 목본․초본의 혼파에 의한

녹화(목본+외래+재래초종)

토사

비탈면

45°

미만

높음 23미만 (점성토)

종자 뿜어붙이기,

떼 붙이기,

식생매트공법 등

종자 뿜어붙이기 (흙쌓기에 사용)

식생기반재 뿜어붙이기

낮음 27미만 (사질토)

종자 뿜어붙이기,

떼 붙이기, 식생매트공법,

잔디포복경심기, 식생자루 심기(이상 추비 필요)

식생기반재 뿜어붙이기 (두께 1~5cm)

식생기반재 뿜어붙이기 (두께 1~5cm)

45°~

60° -

23이상 (점성토)

27미만 (사질토)

식생구멍심기(추비 필요)

식생기반재 뿜어붙이기 (두께 3~5cm)

식생혈공 식생기반재 뿜어붙이기 (두께 3~5cm)

토 공 ❙ 149

토 공

□ 현 실태 및 문제점

◦현행 우리공사 설계기준에는 지질조건에 따라 식생기반재 뿜어붙이기

공법을 적용할 수 있도록 되어있으나, 구체적인 토양 평가등급이나 판

정기준이 제시되지 않아 설계․시공 시 적용이 곤란함.

◦일반적인 녹화공법 적용방법으로 설계된 화강풍화토 비탈면의 Seedspray공법을

얇은 식생기반재뿜어붙이기(t=1~3cm)공법으로 변경 시

공사비 증액이 과다하여 설계변경이 매우 어려움.

구 분 Seed-spray S+e ed-spray 거적덮기

얇은 식생기반재

뿜어붙이기(t=3cm)

공사비(원/㎡당) 1,449 3,500 22,506

증 감 - 증) 2,051 증) 21,057

＊2013년 하반기 국토교통부 실적공사비 기준

3 현행 Seed-spray 공법의 한계

※ Seed-spray(종자 뿜어붙이기) 공법

기계화 시공으로 종자, 비료, 피복제, 침식방지안정제, 색소를 물과 혼합 후

고압펌프를 사용하여 비탈면에 뿜어붙이는 녹화공법

□ 녹화재료

◦침식방지안정제 : 피복제를 토양과 결집시켜 피복을 형성하는 접착제로

종자・비료 및 피복제의 유실방지, 토양의 유출 및 침식방지 등의 목적

으로 사용하는 재료

◦피복제 : 침식방지안정제와 함께 토양을 결집시켜 자재의 유실을 방

지하고, 식물의 착생이 용이하게 되도록 첨가하는 자재.

◦비료 : 질소(N), 인산(P2O5), 칼리(K2O)의 성분이 혼합된 복합비료

□ 공법의 한계점

◦ 현재까지 Seed-spray공법의 침식방지안정제로 사용하고 있는 CMS

(Carboxy methyl-Starch)는 화학적 전분으로 침식방지 성능이 매우

낮으며, 과다하게 사용할 경우 식물생장에 악영향을 미침.

- 침식방지 성능을 확인하기 위한 시험방법 및 품질기준 부재

150 ❙ 토 공

◦ 속효성인 복합비료는 강우시 비료 유실량이 크며, 장기간 지속효과가

낮으므로 화강풍화토와 같이 건조 척박한 토양에서는 식물이 고사

되는 문제점이 있음.

◦ 저가하도급 공사로 인한 품질저하로 재시공이 반복되며, 작업인부의

숙련도에 따라 품질변동이 큼.

4 시험시공 및 평가

□ 추진방향

◦화강풍화토 토질특성에 적합한 침식방지안정제 발굴

◦현장 시험시공 및 모니터링을 통한 문제점 개선

◦얇은 식생기반재뿜어붙이기공법(1~3cm)을 대체할 수 있는 경제성을

확보한 화강풍화토 비탈면 맞춤형 녹화공법 개발

◦확대 시험시공을 통한 개발공법 검증으로 실용화 추진

□ 모형실험을 통한 침식방지안정제 성능비교

◦실험방법

- 화강풍화토를 모형실험구(0.6m×1.0m×0.1m)에 채워 토양경도가 일정

하도록 소정의 다짐 실시.

- 실험조건별 재료 혼합 후, 에어 스프레이건으로 모형실험구에 취부.

- 인공강우 실험으로 토사유실량 측정하여 침식방지안정제 성능비교.

(강우강도 140mm/hr : 인공강우시험장치 최대 강우강도 적용)

◦실험결과

실험구① 실험구② 실험구③ 실험구④

강우재현장치 인공강우실험 전경 인공강우실험 후 전경

토 공 ❙ 151

토 공

- 인공강우시험에 의한 토사유실량 측정결과

구 분 실험구① 실험구② 실험구③ 실험구④

실험조건

침식방지

안정제

식물섬유소 (20g/㎡) 식물섬유소 (30g/㎡) 식(3물0섬g/유㎡소) (10C0Mg/S㎡)

피복제 제지화이버 제지화이버 우드화이버(분말) 제지화이버

토사유실량 78g 0g 3,386g 4,764g

- 기존 Seed-spray 공법의 침식방지안정제(CMS)를 사용한 실험구④는

강우 시 화이버와 함께 종자가 먼저 흘러내렸으며, 이어서 토사가 유실

되어 정상적인 식생이 불가한 것으로 확인되었으며,

- 신규 발굴한 침식방지안정제(식물섬유소)를 사용한 실험구②는 토사

유실이 전혀 발생하지 않아, 세굴 및 침식방지 성능이 탁월한 것으로

확인됨.

□ 현장시험시공 및 모니터링 평가

가. 토성분석

평가항목 적정함량

충주제천

5공구

쌓기부

담양성산 3공구 음성충주

1공구

깎기부 쌓기부 깎기부

입도

분석

(%)

모래(0.05~2.0㎜) - 91.0 87.9 83.8 84.6

미사(0.002~0.05㎜) - 8.68 8.9 9.8 8.7

점토(0.002㎜이하) - 0.32 3.2 6.4 6.7

토성 - S(사토) S(사토) LS(양질사토) LS(양질사토)

산도(pH) 6.0 ~ 8.0 7.28 6.8 7.2 7.7

유기물OM(%) 3.0이상 0.02 0.17 0.06 0.04

전질소TN(%) 0.06이상 0.019 0.030 0.025 0.020

유효인산(mg/kg) 100이상 13.7 17 11 30

CEC(cmol/kg) 6이상 4.14 2.31 3.44 5.72

치환성

양이온

(cmol/kg)

K⁺ 0.6이상 0.07 0.07 0.06 0.09

Ca²⁺ 2.5이상 3.67 1.89 2.62 5.18

Mg²⁺ 0.6이상 0.60 0.32 0.51 0.67

EC(dS/m) 1.0미만 0.15 0.18 0.18 0.22

NaCl(%) 0.5미만 0.002 0.005 0.005 0.008

화학적 평가등급 - “하급” “하급” “하급” “하급”

◦현장 시험시공 대상지의 토성분석 결과에서와 같이 화강풍화토의

토성은 양질사토(LS)와 사토(S)로 분석되었으며, 유기물, 전질소 함량 등이

매우 낮아 녹화식물의 생육에는 부적합한 토질특성을 보이고 있었다.

152 ❙ 토 공

나. 시험시공 (1차)

◦위 치 : 충주~제천간 고속도로 제5공구 제천Jct R-E 0+420~0+500

◦일 자 : 2012. 8. 2 ~ 8. 3(2일간)

◦시험시공 조건

- 기존의 Seed-spray 공법과 동일한 방법(장비, 인원 등)으로 시공

- 침식방지안정제와 비료를 조정하여 비교 시험시공

◦토사유출량 측정 결과

- 모니터링 기간 중(8.4 ~ 10.16) 강우량은 465mm(일 최대 87.5mm)로

태풍 3개(볼라벤, 텐빈, 산바)의 영향을 받음.

구 분 1구역(개선공법①) 2구역(개선공법②) 3구역(기존공법)

실험

조건

면 적 200㎡ 150㎡ 150㎡

침식방지

안정제

식물섬유소 (40g/㎡) 식물섬유소 (40g/㎡) 식물섬유소 (40g/㎡) 식(4물0섬g/유㎡소) (10C0MgS/㎡)(10C0MgS/㎡)

비 료 복합비료 (100g/㎡) 복합비료 (100g/㎡) 유기질비료 (250g/㎡) 유기질비료 (250g/㎡) 복합비료 (100g/㎡) 복합비료 (100g/㎡)

거적덮기 유 무 유 무 유 무

토사유실량 (kg/㎡) 7 15 4 11 57 65

※ 토사유실량 측정은 자연생태복원전문가에 의해 시험시공 전면적에 대하여

세굴 및 유실지점을 조사하여, 사진촬영 후 실내에서 계산함.

1구역

(개선공법①)

2구역

(개선공법②)

3구역

(기존공법)

1구역

(개선공법①)

2구역

(개선공법②)

3구역

(기존공법)

시험시공 직후 465mm 강우 후 상태

2구역(개선공법②) 근경 3구역(기존공법) 근경

토 공 ❙ 153

토 공

◦모니터링 결과 개선공법이 기존공법(Seed-spray) 대비 토사유출량이

77~83% 감소하는 우수한 침식방지 효과를 보임.

나. 시험시공 (2차)

◦위 치 :

- 담양~성산간 고속도로 제3공구 본선 Sta. 4+380~470(대구방향) 외 1개소

- 음성~충주간 고속도로 제1공구 본선 Sta. 2+400~600(평택방향)

◦일 자 : 2013. 4. 9 ~ 4.12(4일간)

◦시험시공 조건

- 기존의 Seed-spray 공법과 동일한 방법(장비, 인원 등)으로 시공

- 침식방지안정제와 비료를 조정하여 비교 시험시공

- 균일한 취부 및 피복두께 확보를 위해 분사방식 개선 적용

․ 당초: 소방호스 노즐 ⇒ 변경: 에어스프레이 건(회전판+압축공기)

◦모니터링 및 평가 결과

＊모니터링 기간 중(4.9 ~ 10.17) 강우량은 담양성산간 3공구는 1,006mm

(일 최대 178mm), 음성충주간 1공구는 830mm(일 최대 118.5mm)의

영향을 받음.

구 분

담양~성산간 3공구 음성~충주간 1공구

쌓기부 깎기부 깎기부 1구역 2구역 대조구 1구역 2구역 대조구 1구역 대조구

실험

조건

면 적 400㎡ 400㎡ 200㎡ 400㎡ 400㎡ 200㎡ 1,000㎡ 200㎡

침식방지

안정제

식물

섬유소

식물

섬유소 CMS 식물

섬유소

식물

섬유소 CMS 식물

섬유소 CMS

비 료*

복합 +

유기질 복합 복합

복합 +

유기질 복합 복합

복합 +

유기질 복합

식생피복율(%) 95 90 35 90 85 65 95 40

출현종수(종/㎡) 15 17 4 17 16 5 16 3

* 비료 혼합량 : 복합(100g/㎡) /복합(50g/㎡)+유기질(200g/㎡)

- 개선공법을 적용한 구역의 전체 식생피복율은 85~95%로 생육효과가

우수한 것으로 조사되었으나, 기존공법(Seed+거적덮기 공법)을 적용한

대조구에서는 식생피복율이 35~65%로 낮게 조사됨.

- 초본 및 목본의 출현종수는 15종/㎡ 이상으로 생육효과와 종다양성이

우수했으나, 대조구에서는 3~5종으로 낮게 조사됨.

154 ❙ 토 공

- 유기질비료와 복합비료를 혼합하여 사용한 구간과 복합비료만 사용한

구간을 비교하면 식생피복율, 출현종수 등에서 큰 차이는 없었으나,

장기적으로 안정적인 식생을 위해서는 완효성 비료인 유기질 비료를

혼합하여 사용하는 것이 바람직 할 것으로 판단됨.

개선공법 녹화 전경 개선공법 녹화 근경

개선공법

기존공법

인접구간 녹화 전경(쌓기부) 인접구간 녹화 전경(깎기부)

5 화강풍화토 비탈면 녹화공법

□ 공법개요(EX-spray)

◦ 화강풍화토와 같이 건조 척박한 토양, 세굴우려 구간의 비탈면 보호

목적으로 시공하는 종자 뿜어붙이기 공법으로,

◦ 침식방지 성능이 검증된 침식방지안정제(식물섬유소)를 물, 비료 등

기타재료와 혼합한 후 전용 에어스프레이 건을 사용하여 비탈면에

뿜어붙이는 공법이다.

- 특허등록 : 10-1350487 (2014.01.06)

- 상표출원 : 45-2013-0004347 (2013.08.06)

토 공 ❙ 155

토 공

□ 공법비교

구 분

기존공법

(Seed spray)

개발공법(EX-spray)

형식-1 형식-21)

침식방지안정제

CMS

(합성접착제)

식물섬유소2)

(천연접착제)

식물섬유소

(천연접착제)

비 료 복합비료 복합비료 복합+부숙유기질비료3)

분사방식 소방호스 노즐

에어 스프레이건

(회전판+압축공기)

에어 스프레이건

(회전판+압축공기)

거적덮기 가 능 가 능 필 수

1) 형식-2는 복합비료와 부숙유기질비료를 혼합하여 사용하는 형식으로

거적덮기 공법과 조합하여 시행하여야 함.

2) 식물섬유소는 질경이에서 추출한 친수콜로이드 입자를 포함하며 물과

반응하여 겔(gel)화 됨으로써 토사 유실을 방지할 뿐만 아니라, 물을

흡수하면 약 30배의 수분보유와 팽창능력이 있어 화강풍화토와 같이

건조 척박한 토양에서도 식물에 최적의 생장환경을 제공할 수 있음.

3) 부숙유기질비료는 농․림․축․수산업 및 제조․판매과정에서 발생하는

부산물, 인분뇨 또는 음식물류폐기물을 원료로 하여 부숙 과정을

통하여 제조한 비료로서, 식물에 장기간 동안 지속적으로 양분을

공급하여 안정적인 식생 생육기반을 형성할 뿐만 아니라, 비탈면의

피복효과를 증대시키는 장점이 있음.

◦분사방식

기존공법(Seed spray) 개발공법(EX-spray)

소방호스 노즐 조작 에에 스프레이 건(회전판+압축공기)

- 기존방법은 작업자가 소방호스를 비틀면서 녹화재료를 분사하는

것으로, 불균일한 피복으로 인해 침식방지 성능이 저하되는 문제점이

있음.

156 ❙ 토 공

- 에어 스프레이건을 사용하여 분사하는 개선방법은 건(gun)의 몸체부에

회전판과 압축공기 공급부를 형성하여 점착성이 증가한 녹화재료를

분쇄․살포함으로서 비탈면에 균일하게 취부 할 수 있을 뿐만 아니라

작업자의 숙련도 영향을 최소화 할 수 있는 장점이 있음.

□ 단가비교 [단위: 원/㎡당, 제잡비율 제외기준]

구 분 Seed spray + 거적덮기

EX-spray

얇은식생기반재

형식-1 ( 형식-2 뿜어붙이기(t=3cm) 거적덮기 포함)

공사비 3,500 3,064 4,259 22,506

증 감 - 감) 436

(12.4%↓) 증) 759

(21.7%↑) 증) 19,006

(543.0%↑)

◦ 화강풍화토 비탈면 깎기부 세굴발생(예상) 구간 등에 적용된 얇은 식생

기반재뿜어붙이기(t=3cm) 공법을 EX-spray(형식-2)공법으로 변경 시 81%

(18,247원/㎡당)의 공사비 절감효과가 있음.

6 적용방안

□ 설계변경 최소화를 위한 토질조사 기준 개선

◦실시설계 지반조사 시, 흙 깎기부 시험굴조사 및 시추조사 실내시험

항목에 토양의 화학적 특성을 확인할 수 있는 시험항목(5개) 추가.

구 분 현 행 개 선

시험굴

조사

- 함수비, 비중, 체분석, 입도분석,

액․소성한계, 다짐, 실내CBR

- 좌 동

- 유기물함량, 전기전도도, 염기치환

용량, 전질소량, 유효태인산함유량

시추

조사

- 함수비, 비중, 체분석,

액․소성한계, 일축압축강도

- 좌 동

- 유기물함량, 전기전도도, 염기치환

용량, 전질소량, 유효태인산함유량

⇒ 시험결과 값을 이용하여 비탈면 녹화공법 설계 시 토양의 물리적,

화학적 특성에 적합한 녹화공법 선정 의무화.

토 공 ❙ 157

토 공

□ 토질특성 구체화를 통한 녹화공법 적용성 강화

구 분 현 행 개 선

토사

비탈면

쌓기

․ 보통토사 : Seed-spray

․ 화강풍화토 등 세굴예상 구간 :

Seed-spray + 거적덮기

․ 보통토사 : Seed-spray

․ 화강풍화토 등1) 세굴예상 구간2):

Ex-spray(형식-1)

․ 화강풍화토 등 세굴예상 구간이며

건조 척박한 토양3):

Ex-spray(형식-2)

깎기

․ 보통토사 : Seed-spray

․ 심각한 세굴예상 구간 :

Seed-spray + 거적덮기

․ 건조 척박한 토양, 견고한 점토질 :

식생기반재 뿜어붙이기공법 ＊지질조건 : 모래, 실트질모래,

화강풍화토 지역

․ 보통토사 : Seed-spray

․ 화강풍화토 등 세굴예상 구간,

건조 척박한 토양 :

Ex-spray(형식-2)

․ 경질토사4),급경사(45°이상) 구간:

얇은식생기반재뿜어붙이기(t=1~3)

1) 화강풍화토 등은 지질조건이 모래, 실트질 모래, 화강풍화토 지역.

2) 세굴예상 구간은 산중식 토양경도계 측정치를 기준으로 하며, 총 10곳의

위치에서 측정하여 산술평균한 토양경도 값이 10mm 미만인 구간

3) 건조 척박한 토양은 아래 표에서 토양의 화학적 특성 평가항목 중

유기물함량을 포함하여 3개 이상의 항목이 평가기준에 미달하는 토양

평가항목

평가기준

항 목 단 위

유기물함량(O.M.) % 3.0 미만

전기전도도(E.C.) ds/m 1.0 이상

염기치환용량(C.E.C) cmol/kg 6 미만

전질소량(T-N) % 0.06 미만

유효태인산함유량(Avail, P2O5) mg/kg 100 미만

4) 경질토사란 토양경도 값이 점성토 23mm 이상, 사질토25mm 이상인 토양

□ 기술지도 등을 통한 품질저하 예방

◦ 현장 기술지도를 통한 품질확보(도로교통연구원)

- 특허공법(EX-spray)의 기술적 Know-How에 관한 현장 기술지도

- 대상현장 조사 및 분석에 대한 기술지원

158 ❙ 토 공

◦ 하도급계약 저가심사 강화를 통한 품질저하 예방(시행부서)

- 신기술(특허) 공법의 설계금액(제잡비 포함) 대비 평균 하도급 금액율

63%를 기준으로 하도급계약 저가심사 시행

＊신기술(특허) 사용 협약방안 검토(설계처-3116, 2008.12.01)

◦ 초본․관목혼합형 종자배합 적용을 통한 비탈면 안정성 강화

- 초본류만 사용하면 근계층이 얕으므로 비탈면이 박리되기 쉬우므로

관목류를 혼합하는 것이 경관성, 생태성 및 안정성 측면에서 유리함.

◦ 시험시공을 통해 다양한 녹화공법 적용 가능

- 국토교통부「도로비탈면 녹화공법 설계 및 시공지침(2009)」에 따라

다양한 녹화공법에 대해 시험시공을 통해 경제성이 있고, 복원목표에

부합하는 최적의 녹화공법을 선정할 수 있음.

□ 적용방안

◦설계중 노선 : 본 방침 적용

◦설계후 미발주노선, 건설중 및 공용중인 노선

: 공사주관(시행)부서 및 유지관리부서 판단 후 적용

7 기대효과

□ 비탈면 유실방지 및 조기녹화를 통한 친환경 고속도로 건설.

□ 얇은 식생기반재뿜어붙이기 공법(t=1~3cm)을 대체함으로서 건설공사

원가절감 도모.

□ 공용노선 풍수해 사면유실에 따른 재해손실비 최소화.

□ 하자보수 최소화를 통해 시공자(하도급자)와 상생혁력 강화.

＃ 첨부 : 1. 공사시방서(안)

2. 침식방지안정제 품질 시험방법(안)

토 공 ❙ 159

토 공

화강풍화토 비탈면 녹화공법(EX-spray)

1. 일반사항

1.1 적용범위

1.1.1 이 시방은 화강풍화토와 같이 건조 척박한 토양, 세굴우려 구간의 비탈면

보호를 목적으로 시공하는 종자 뿜어붙이기 공사에 적용한다.

1.1.2 비탈면 녹화공사는 원칙적으로 안정된 경사로 시공한 비탈면에 실시한다.

1.2 참조규격

1.2.1 농촌진흥청, 비료 공정규격설정 및 지정

1.2.2 국토교통부, 건설공사비탈면 표준시방서

1.2.3 국토교통부, 도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공 지침

1.3 제출물

시공에 앞서 계약상대자는 공사계획에 맞추어 시공계획서를 작성하여 감독원

에게 제출하여야 한다.

2. 재 료

2.1 침식방지안정제

2.1.1 침식방지 성능은 한국도로공사 도로교통연구원에서 제시한「침식방지안정제

품질 시험방법(2013)」에 따라 시행한 인공강우 시험 결과, 유실률이 10% 미만

이어야 한다.

2.1.2 시험시공을 통한 녹화공법 평가에서 합격하여야 하며, 동․식물에 무해하고

토양을 오염시키지 않아야 한다.

2.2 비료

2.2.1 복합비료

농촌진흥청「비료 공정규격설정 및 지정」에 의한 규격품 또는 동등 이상의

것을 사용하고 사용종류는 감독원의 지시 및 공사시방서에 따른다.

160 ❙ 토 공

2.2.2 부숙유기질비료

(1) 부숙유기질비료는 농․림․축․수산업 및 제조․판매과정에서 발생하는 부산물,

인분뇨 또는 음식물류폐기물을 원료로 하여 부숙 과정을 통하여 제조한

비료로, 유기물 함량이 30% 이상, 유기물 대 질소의 비가 45이하가 되어야

한다.

(2) 종자 뿜어붙이기 공사에 사용하는 부숙유기질비료는 5.0mm 표준체를 통과한

것을 사용하여야 한다.

2.3 기타재료의 품질

설계도서 및 공사시방서에 따르며, 이를 변경․조정하고자 할 때에는 감독원의

승인을 받아 시행한다.

3. 시공

3.1 시공면 준비

3.1.1 풍화침식으로 지반면과 유리되어 흘러내리거나, 소단부에 퇴적된 토사와

얕게 박히거나 걸친 돌 등은 제거한다.

3.1.2 비탈면은 지표면을 요철이 없도록 잘 정리하여 분사물이 균일하게 피복될 수

있도록 하여야한다.

3.1.3 파종면이 건조한 경우에는 종자의 발아를 촉진하고 분사물의 침투를 좋게

하기 위하여 1~3ℓ/㎡의 물을 미리 살포하여야 한다.

3.1.4 흙쌓기 비탈면은 다짐 기준에 적합하도록 하이드로식 법면다짐기 또는

피견인식 진동로라 등으로 법면다짐을 철저히 시행하여야 한다.

3.1.5 흙쌍기 비탈면은 강우시 유출되는 표면수에 의해 세굴 또는 유실되는

일이 없도록 흙쌓기 가장자리에 가배수시설을 설치하고 외부로 유출

시키기에 적당한 장소 또는 설계도서에 명시된 흙쌓기부 도수로 지점에

가마니 또는 마대, 비닐 등으로 가도수로를 만들어 유출토록 하여야 한다.

3.1.6 흙깎기 비탈면은 녹화공사 시행 전 강우에 의해 유실되는 일이 없도록

덮개(천막)를 설치하여 취약화를 방지하여야 한다.

토 공 ❙ 161

토 공

3.2 시공일반

3.2.1 종자 뿜어붙이기는 1㎡ 당 소요되는 자재(종자, 복합비료 또는 복합+유기질

비료, 피복제, 침식방지안정제, 색소)를 5~6ℓ의 물에 혼합하여 전용 에어

스프레이 건을 이용, 뿜어 붙이는 것을 표준으로 한다.

〈E X - s p r a y 공 법 재 료 배 합 량 예 시 〉 단위:(g/㎡)

구 분 종자 피복제 비료 침식방지안정제

(식물섬유소) 색소

EX-spray

형식-1 25 180 ․복합비료: 100 40 2

EX-spray

형식-2 25 180 ․복합비료: 50

․부숙유기질비료: 200 40 2

3.2.2 시공시기는 동절기(11~2월)를 제외하고 연중시행 가능하며 3~5월이 시공

최적기 이다. 일평균 기온이 25℃ 이상일 때에는 고온건조하여 활착에 장애를

받기 쉬우므로 여름철 시공은 가급적 피하도록 한다.

3.2.3 뿜어 붙이기 작업은 반드시 상부에서부터 먼저 시작해서 대상지를 면밀히

살피면서 골고루 살포하여야 하며, 지형에 따라 상․하․좌․우 여러 번 고르게

기준량을 살포하여 대상지 전체가 균일하게 피복되어야 한다.

3.2.4 거적덮기를 시공할 때에는 식생 피복층이 건조된 것을 확인한 후에 시공

하여야 하며, 볏짚거적이 바람에 날리지 않도록 비탈면 상․하부와 적정한

지점에서 핀으로 고정시킨다.

3.2.5 종자 뿜어붙이기와 거적덮기 작업 시, 기 시공된 부위가 훼손되는 일이

없도록 철저히 주의하여야 한다.

3.2.6 뿜어 붙이기 작업 직후 식생 피복층이 흘러내린 구간은 수분이 건조 된 후에

보완시공 하여야 하며, 두껍게 취부 된 피복층이 비탈면 표면에서 분리

되었을 때에는 신속히 제거하고 재시공하여야 한다.

3.2.7 식생재료 혼합 시 교반기에 물 ․ 종자 ․ 피복제 ․ 비료 순으로 투입하여 10분 이상

혼합한 후, 침식방지안정제를 2~3회로 나누어 투입하고 충분히 혼합하여 뭉치지

않도록 하여야 하며, 마지막에 색소를 투입하여 혼합한다.

3.2.8 종자 뿜어붙이기 시공 후 1개월 이내에 발아되지 않거나 전면에 균일하게

발아되지 않고 일부만 발아되었을 때에는 처음과 동일한 방법으로 다시

파종하여야 한다. 단, 추계파종은 익년 춘계 발아 시 하자여부를 판정한 후

보수한다.

162 ❙ 토 공

침식방지안정제 품질 시험방법(안)

1. 개 요

인공강우 시험장치를 사용하여 화강풍화토 비탈면 녹화공법(종자 뿜어붙이기)의

재료인 침식방지안정제의 침식방지 성능을 확인하기 위한 시험방법에 대하여

규정한다.

2. 용어의 정의

가. 침식방지안정제

침식방지안정제는 피복제를 토양과 결집시켜 피복을 형성하는 접착제로 종자・

비료 및 피복제의 유실방지, 토양의 유출 및 침식방지 등의 목적으로 사용

하는 녹화재료

나. 피복제

침식방지안정제와 함께 토양을 결집시켜 자재의 유실을 방지하고, 식물의

착생이 용이하게 첨가하는 녹화재료

다. 토양경도

토양의 치밀도 또는 견밀도라고도 하며, 산중식(山中式) 토양경도계를 사용하여

측정하며, 토양경도지수를 mm단위로 나타낸다.

라. 강우강도

비가 내리는 상태의 강도로 단위시간 동안의 강우량을 말하며, 일반적으로

[㎜/hr], [㎜/min]이 사용된다.

3. 시험 기구 및 재료

가. 인공강우 시험장치

인공강우 빗방울의 입자크기는 2~3m/m이어야 하며, 강우강도는 120mm/hr

이상의 성능이 있는 것.

나. 시험체 성형용 틀

틀의 규격은 가로×세로×깊이(0.5m×1.0m×0.1m)으로 강재 등 견고한 재질로 되어

있어야 하며, 밑판 전면에는 소정의 간격으로 구멍이 뚫려 있어 강우시험 시

시험체 내부로 유입된 물을 배출시킬 수 있어야 함.

토 공 ❙ 163

토 공

물탱크

펌프

압력계

시험체 틀

분사노즐

압력조절기

〈그림1〉 인공강우 시험장치

라. 산중식 경도계

Hand-push형으로 토양에 직각으로 눌렸을 때, 관입이 정지 될 때의 Cone이

후진한 길이(mm)를 측정하는 기구.

마. 화강풍화토

화강풍화토 비탈면에서 산중식 토양경도계 측정한 토양경도 값이 10mm 미만인

구간에서 채취한 토양

바. 기타 기구

(1) 탬퍼, 부직포, 흙손

(2) 혼합용기 및 에어스프레이 건

4 . 시험방법

시험체 성형용 틀의 밑판에 부직포를 깔아 고정 

틀안에 화강풍화토를 채우고 토양경도는

10±1mm이 되도록 적정함수비로 다짐한다.

․ 산중식경도계 사용:

3개소 측정후 평균값 적용 

혼합용기에서 녹화재료를 균일하게 혼합

(재료: 물, 종자, 피복제, 비료, 침식방지안정제)

․ 시험체면적(0.5㎡)에 소요되는

재료량 혼합 

에어스프레이건 등으로 혼합재료를 시험체에 취부 ․ 시험체 전체에 균일하게  피복되도록 취부한다.

시험체를 실온에서 24시간 이상 건조 

건조된 시험체를 인공강우 시험장치에 올려놓음 ․ 설치경사는 1:1.2로 한다. 

인공강우 시험 시행

(260분 동안 120±10 mm/hr 강우강도 유지)

․ 시험 전 펌프압력과 강우강도

조절 시행 

유실면적 측정 및 결과 계산

164 ❙ 토 공

가. 시험체는 화강풍화토를 2~3층으로 채우고, 적정 함수비로 탬퍼 등 다짐기를

사용하여 소요 토양경도(10±1mm)가 확보되도록 다짐한다.

나. 녹화재료 혼합은 종자뿜어붙이기 공법별 단위면적당(㎡) 재료량을 기준으로

시험체 면적(0.5㎡)에 맞는 재료량을 혼합용기에 넣어 균일하게 혼합한다.

다. 혼합 녹화재료는 에어스프레이 건 등을 사용하여 시험체에 균일한 두께를

확보할 수 있도록 취부한다.

라. 녹화재료가 취부된 시험체에는 충격을 주지 않도록 주의해야 한다.

마. 인공강우 시험 전에 미리 강우량계를 사용하여 강우강도가 120±10 mm/hr가

유지되도록 펌프압력을 조정한다.

바. 유실부의 면적은 1㎠(1㎝×1㎝)의 정사각형으로 분할된 측정기구(50㎝×50㎝)를

사용하여 측정하며, 단위면적(1㎠) 내에 유실부가 50%이상 포함 시 유실

면적에 포함하여 계산한다.

사. 유실률 계산

A × 1㎠

B

여기에서 A : 유실부위 가 50%이상 포함된 정사각형의 개수

＊유실부위 : 시험체의 상부에 피복된 녹화재료의 유실 또는 훼손부위

B : 시험체 전체면적 (5,000㎠)

5. 품질기준

가. “화강풍화토 비탈면 녹화공법”에 사용하는 침식방지안정제는 인공강우시험

결과 발생한 유실률이 10% 미만이어야 한다.

나. 침식방지안정제는 시험시공을 통한 녹화공법 평가에서 합격하여야 하며,

동․식물에 무해하고 토양을 오염시키지 않아야 한다.

․ 유실률(%) = × 100

토 공 ❙ 165

토 공

166 ❙ 토 공

사 진 대 지

토 공 ❙ 167

토 공

[붙임] 단가산출서

□ Ex-Spray

산 출 근 거 재료비 노무비 경비 합계

　　　　　

#.1 종자뿜어붙이기(EX_Spray, 형식-1) /1M2 　　　　

　　　　　

1. 재료비 　　　　

종자 : 2.5 KG/M2 /100 * 40,000 = 1,000.0 1,000.0 　　1,000.0

복합비료 : 10 KG/M2 / 100 * 1,150 = 115 115.0 　　115.0

피복제(FIBER) : 20 KG/M2 / 100 * 1,000 = 200.0 200.0 　　200.0

침식방지안정제(천연접착제:식물섬유소)

: 4 KG/M2 / 100 * 24,000 = 960.0 960.0

　　

960.0

색소 : 0.2 KG/M2 / 100 * 14,000 = 28.0 28.0 　　28.0

　　　　　

2. 살포공 　　　　

조경공 : 0.14 인 / 100 * 113,194 = 158.4 　158.4 　158.4

보통인부 : 0.08 인 / 100 * 83,975 = 67.1 　67.1 　67.1

　　　　　

3. 기계사용료 　　　　

　　　　　

1) 물탱크(5500L) 　　　　

　　　　　

재 료 비 : 18,579 * 0.48 HR / 100 = 89.1 89.1 　　89.1

노 무 비 : 22,059 * 0.48 HR / 100 = 105.8 　105.8 　105.8

경 비 : 7,823 * 0.48 HR / 100 = 37.5 　　37.5 37.5

　　　　　

2) 살포기 (25L) 　　　　

　　　　　

재 료 비 : 0 * 0.48 HR / 100 = 0.0 　　　　

노 무 비 : 0 * 0.48 HR / 100 = 0.0 　　　　

경 비 : 24,973 * 0.48 HR / 100 = 119.8 　　119.8 119.8

　　　　　

3) 덤프트럭 4.5 TON 　　　　

　　　　　

재 료 비 : 10,602 * 0.48 HR / 100 = 50.8 50.8 　　50.8

노 무 비 : 22,059 * 0.48 HR / 100 = 105.8 　105.8 　105.8

경 비 : 5,598 * 0.48 HR / 100 = 26.8 　　26.8 26.8

　　　　　

　　　　　

전체 합계 2,443 437 184 3,064

　　　　　

　　　　　

168 ❙ 토 공

□ Ex-Spray+거적덮기

산 출 근 거 재료비 노무비 경비 합계

　　　　　

#.2 종자뿜어붙이기(EX_Spray, 형식-2) /1M2 　　　　

　　　　　

1.EX-spray 　　　　

1) 재료비 　　　　

종자 : 2.5 KG/M2 /100 * 40,000 = 1,000.0 1,000.0 　　1,000.0

복합비료 : 5 KG/M2 / 100 * 1,150 = 57.5 57.5 　　57.5

부숙유기질비료 : 20 KG/M2 / 100 * 400 = 80.0 80.0 　　80.0

피복제(FIBER) : 20 KG/M2 / 100 * 1,000 = 200.0 200.0 　　200.0

침식방지안정제(천연접착제:식물섬유소)

: 4 KG/M2 / 100 * 24,000 = 960.0 960.0

　　

960.0

색소 : 0.2 KG/M2 / 100 * 14,000 = 28.0 28.0 　　28.0

　　　　　

2) 살포공 　　　　

조경공 : 0.14 인 / 100 * 113,194 = 158.4 　158.4 　158.4

보통인부 : 0.08 인 / 100 * 83,975 = 67.1 　67.1 　67.1

　　　　　

3) 기계사용료 　　　　

A) 물탱크(5500L) 　　　　

재 료 비 : 18,579 * 0.48 HR / 100 = 89.1 89.1 　　89.1

노 무 비 : 22,059 * 0.48 HR / 100 = 105.8 　105.8 　105.8

경 비 : 7,823 * 0.48 HR / 100 = 37.5 　　37.5 37.5

B) 살포기 (25L) 　　　　

재 료 비 : 0 * 0.48 HR / 100 = 0.0 　　　　

노 무 비 : 0 * 0.48 HR / 100 = 0.0 　　　　

경 비 : 24,973 * 0.48 HR / 100 = 119.8 　　119.8 119.8

C) 덤프트럭 4.5 TON 　　　　

재 료 비 : 10,602 * 0.48 HR / 100 = 50.8 50.8 　　50.8

노 무 비 : 22,059 * 0.48 HR / 100 = 105.8 　105.8 　105.8

경 비 : 5,598 * 0.48 HR / 100 = 26.8 　　26.8 26.8

　　　　　

2.거적덮기 　　　　

1) 재료비 　　　　

볏짚거적 : 1.2 M2 * 600 = 720.0 720.0 　　720.0

고정줄(녹화끈, 6mm) : 0.55 M * 50 = 27.5 27.5 　　27.5

고정핀(D=10mm, L=0.2M) : 0.5 EA * 200 = 100.0 100.0 　　100.0

2) 인건비 　　　　

조경공 : 0.2 인 / 100 * 113,194 = 226.3 　226.3 　226.3

보통인부 : 0.07 인 / 100 * 83,975 = 58.7 　58.7 　58.7

　　　　　

　　　　　

전체 합계

3,313 722 184 4,219