철도분야 보강토옹벽 적용성 향상을 위한 고찰

초록

최근 철도의 레일을 지지하는 도상구조 형식이 크게 바뀌고 있다. 경부고속철도 2단계 공사구간(대구～부산)에는 과거 100년 동안 사용해 온 자갈궤도 대신 콘크리트궤도를 적용하고 있다. 호남고속철도를 포함하여 향 후 철도 건설에서 콘크리트궤도 형식은 확대 적용될 가능성이 크다. 이는 콘크리트궤도 형식이 초기 공사비가 고가이나, 장기적으로 볼 때 궤도 유지보수 비용이 적게 소요되어 선로의 생애주기비용을 고려하면 경제적으로 판단되기 때문이다. 선로 상부를 구성하고 있는 이와 같은 궤도구조 형식의 큰 변화는 궤도를 지지하는 하부구조인 노반의 개념 변화를 요구하고 있다. 레일 상을 고속으로 주행하는 차량이 탈선하지 않고 안전하게 주행할 수 있도록 선로는 건설 및 유지관리 되고 있다. 주행안전성을 확보하기 위하여 궤도는 레일 두부면 기준으로 수직처짐이 7mm 이상 발생하면, 즉시 유지보수 작업을 실시한다. 궤도의 수직처짐 발생 진전율이 빨라지면, 과도한 유지보수 비용이 소요된다. 유지보수 비용을 최소화하기 위하여 철도 선진국에서는 콘크리트궤도를 수십 년 전부터 적용해 오고 있다. 유지보수를 수행하지 않거나 최소화한다는 전제하에 건설되는 콘크리트궤도는 궤도 구축 후 허용되는 잔류침하량이 2～3cm 이내(부등침하각 1～1.5/1000)로 엄격히 제한된다. 이는 실질적으로 노반에서 침하가 발생하지 않는다는 전제하에 콘크리트궤도가 건설되어야 한다는 의미이다. 따라서 콘크리트궤도의 토공은 구조적 안정성을 만족해야 할 뿐만 아니라, 사용성 및 유지보수 측면에서의 변위제한 규정을 만족하여야 한다. 그러면 기존의 보강토옹벽 건설기술로 앞서 언급한 바와 같은 엄격한 잔류침하 기준을 만족시킬 수 있을 것인가? 철도 분야에서는 이 기준을 만족하기 위하여 토공을 포기하고, 교량 등 고강성구조물을 하부구조로 사용하는 경향이 점점 커지고 있다. 특히 연약지반이 많은 개소의 경우 선로 연장의 대부분이 교량으로 대체되면서 토공이 설 자리는 점점 작아지고 있는 것이 현 실정이다.