▲ 시험 부설한 ‘광폭 침목’                      © 매일건설신문

철도기술연구원은 자갈궤도의 궤도 틀림을 줄이는 침목 2종을 삼표레일웨이(주)와 공동 개발해 시험시공 및 성능 검증을 완료했다.  

궤도 틀림은 열차가 주행하면서 반복되는 하중으로 인해 궤도가 미세하게 변형되는 현상이다. 자갈도상으로 된 선로에서 일반적으로 나타나며, 궤도 틀림이 증가하면 승차감 저하, 탈선 위험 증가, 궤도수명 감소로 이어질 수 있다.

경부고속철도 1단계 구간인 광명~동대구 구간의 약 90%가 자갈도상 궤도로 이뤄져 있고, 고속철도는 매우 빠른 속도로 운행되기 때문에 열차속도, 충격하중 등을 고려해 일반철도보다 엄격한 기준으로 궤도 틀림을 관리하고 있다. 

철도연이 개발한 개량 침목은 열차가 달릴 때 자갈궤도에 전달되는 압력을 줄여 궤도 틀림을 줄이도록 침목의 유효면적을 넓힌 광폭 침목과 반격자 침목이다. 광폭 침목은 침목의 폭을 360mm까지 넓힌 것이고, 반격자 침목은 레일 아랫부분의 면적을 길이 방향으로 550mm까지 확장해 밑넓이를 1.5배 확보한 것이다. 도상으로 전달되는 압력을 50% 이상 줄였으며, 특히, 개발된 침목을 적용한 경우 고속철도의 선로 유지보수 작업을 30% 이하로 감소시킬 수 있었다.

철도연은 반격자 침목과 광폭 침목을 일반철도와 고속철도에 시험 부설해 성능을 검증했다. 일반철도 경부선 지천~대구 구간 상행선에 반격자 침목 200정 (130m)과 광폭 침목 60정(40m)을 2017년 시험 부설해 약 3년간 성능을 검증했다. 

고속철도는 경부선 대전~영동 구간 하행선에 반격자 침목 160정(96m)과 광폭 침목 281정(169m)을 2018년 시험 부설하고 약 2년간 성능을 검증했다. 고속선에서 개발 침목을 시험부설해 성공한 최초의 사례다. 개발된 광폭 침목과 반격자 침목은 국토교통부의 형식승인과 제작자승인을 지난 3월 완료했다. 

개발 침목은 기존 침목 대비 30% 정도 증가된 중량으로 인해 도상 횡저항력을 30~50% 정도 높여 여름철 폭염으로 궤도가 측면으로 튀어나오는 좌굴 현상을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.

지난 5월, 천안아산역 구내 일부 궤도의 좌굴 위험성이 있는 구간에 광폭 침목을 100정 교체해 좌굴 안전성 확보를 검증했다.

황성호 철도연 선임연구원은 “궤도 구조가 변경되는 접속부나 구조물 간 접속부, 자갈도상의 유지보수 작업이 빈번히 소요되는 구간, 도상 횡저항력 부족으로 좌굴 위험이 큰 구간 등에 우선 적용하면 유지보수비를 크게 절감할 수 있다”며 “단면 최적화 및 생산 공정 단순화 방안 등을 통해 가격 경쟁력을 확보하고 상용화를 진행할 계획“이라고 말했다.

나희승 철도연 원장은 ”고속철도 개량과 유지보수 인프라 기술을 한 단계 높인 기술로 국내뿐 아니라 해외 철도시장 진출을 적극 지원하겠다”며, 앞으로도 “더 안전한 철도교통을 위한 국민안전 SOC 기술개발을 위해 노력하겠다”고 전했다. 

/조영관 기자