자갈궤도 뜬침목 간이 평가 방법

초록

현재 고속으로 운행 중인 고속철도 1단계 건설구간은 자갈궤도형식을 채택하였다. 자갈궤도는 레일과 침목을 지지하는 층이 자갈로 구성되어 있는 궤도로, 경제적일 뿐만 아니라 건설의 용이성 등으로 인하여 초기 철도의 건설과 함께 사용되어 온 궤도구조 형식이다. 많은 장점에도 불구하고 자갈궤도는 궤도를 지지하는 도상과 노반에서 지속적으로 발생하는 침하를 유지보수 해야 하는 단점을 갖고 있다. 최근 의 인건비 및 유가 상승 등 외부적인 사회요인 들은 유지보수 비용이 작은 궤도형식을 요구하고 있다. 따라서 고속철도 선진국이라고 할 수 있는 독일과 일본에서는 도상에서의 침하를 근본적으로 억제할 수 있는 콘크리트 궤도를 개발하여 사용하고 있다. 고속철도가 운행 중인 자갈궤도에서 발생하는 연속 혹은 불연속적인 궤도의 침하(궤도틀림)에는 다양한 원인이 있을 수 있다. 다양한 원인에 의하여 발생할 수 있는 도상에서의 침하 중 침목 직하에서 발생하는 침하는 침목과 도상사이에 그림 1과 같은 공극을 발생 시킨다. 이와 같은 침목과 도상 사이의 공극은 고속으로 주행하는 열차의 주행 안전성 및 승차감을 크게 악화 시킬 뿐만 아니라 동적 윤중의 증가로 레일, 침목, 체결구 및 도상자갈의 수명을 감소시키게 된다. 본 연구에서는 우선적으로 뜬 침목 발생량을 정량적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하고, 향 후 뜬 침목 발생을 저감 시킬 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하고자 한다. 결과적으로 불과 0.8mm의 뜬침목 발생으로도 지지강성은 정상 지지침목의 11.6%까지 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 불과 3m 떨어진 두 침목 사이에서 지지강성이 급감하므로서 고속 주행 중인 열차의 안전성에 심각한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 향 후 타 구간에 대한 뜬침목 발생량의 정량화에 대한 추가 연구를 통하여 뜬침목 개선 방안에 대하여 좀 더 심도 있는 연구를 수행할 계획이다.