경부 고속선에 사용된 균열이 발생한 프리스트레스트 콘크리트 침목의 휨강도

초록

경부고속철도 자갈궤도에 부설된 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 침목 중 다수의 침목에서 종균열 및 망상균열과 같은 다양한 형태의 균열이 발생하여 매년 상당수의 침목이 교환되고 있는 것으로 보고되고 있다. 이 연구에서는 PSC침목에 발생 가능한 균열의 유형을 파악하고, 침목에 발생한 균열의 유형에 따른 침목의 잔존 휨강도를 평가하고자 고속선에서 사용된 총 13정의 PSC침목을 샘플링하여 각 침목별 균열 위치, 균열 개수, 균열폭 및 표면 상태를 관찰하고 각 침목의 균열 유형별로 나누어 레일 좌면부(9정) 및 침목 중앙부(3정)에 대한 정적 휨강도 시험과 200만회의 반복하중을 재하하는 레일 좌면부 피로 시험(1정)을 실시하였다. 연구 결과에 따르면 레일 좌면부와 침목 중앙부 상면과 측면을 따라 발달한 종균열과 큰 폭의 망상 균열이 침목 단부의 상면과 측면에 발생한 침목은 균열 없이양호한 침목에 비해 현저한 휨강도 감소를 나타냈다. 이는 콘크리트 내부까지 발달한 균열에 의해 콘크리트 강도가 현저히 감소되었기 때문이라고 판단된다. 다만 휨강도의 감소 정도는 균열의 발달 정도에 따라 크게 달라질 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 침목의 균열 상태에 대한 주기적인 관찰과 이력 관리가 필요하며, 침목의 파괴 이전에도 균열형태와 균열폭 등 균열 발달 상태에 따라 침목의 교체 여부를 판단할 수 있는 정량적 평가 기준을 마련할 필요가 있다고 판단된다.

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