자갈궤도의 궤도 틀림을 줄여주는 광폭침목이 시험 부설된 모습.[한국철도기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국철도기술연구원은 철도 자갈궤도의 궤도 틀림을 줄이는 침목 2종을 개발하고 시험시공 및 성능 검증을 완료했다고 27일 밝혔다.

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 이루어져 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 확보했다.

도상으로 전달되는 압력을 50% 이상 줄였으며, 개발된 침목을 적용한 경우 고속철도의 선로 유지보수 작업을 30% 이하로 감소시킬 수 있었다.

철도연은 반격자 침목과 광폭 침목을 일반철도와 고속철도에 시험 부설하여 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.

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.

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.

nbgkoo@heraldcorp.com