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삼표위키:  철도 #1 Q 기찻길도 수명이 있나요?

 

네. 기찻길도 수명이 있습니다. 기찻길의 수명을 알아보기 위해서는 먼저 그 구조부터 알아야겠죠?

기차가 다니는 길, 선로라고 불리는 기찻길은 일반적으로 도상(자갈, 콘크리트)와 침목, 레일과 그 부속품으로 구성되어 있습니다. 평평한 땅인 노반 위에 도상을 일정한 두께로 포설하고, 그 위에 침목을 일정 간격으로 부설합니다. 그리고 그 위에 두줄의 레일을 올리고, 체결구로 단단하게 고정하면 선로가 완성됩니다. 각각 다른 재료의, 각각 다른 기능을 하고 있기 때문에 그 수명은 다 다릅니다.

 

열차와 직접 닿는 부분인 ‘레일’의 경우, 부설한 뒤 누적통과하는 무게(톤수)에 따라 사용주기가 결정됩니다. 물론, 설계 기준, 시공의 정밀성, 온도 및 기후, 스트레스, 유지관리 등의 요소에 충분히 달라질 수 있지만, 가장 기본적으로는 누적통과 톤수가 기준이 됩니다. 일반철도 레일의 경우 직선 구간의 레일 수명은 60kg 레일의 경우 6억톤, 50kg의 경우 5억톤으로 규정하고 있지만, 레일 부설 초기부터 주기적인 유지보수를 시행한 경우에는 그 수명을 연장할 수 있다고 되어 있습니다. 곡선구간의 경우 마모가 심한 편이라 별도의 유지보수 및 관리를 진행합니다.

레일의 경우 열차와의 높은 집중 접촉력, 바뀌 미끄러짐(RCF), 차량 견인력 등으로 상당히 큰 하중을 받습니다. 이러한 하중은 레일에 다양한 균열을 발생 시키고, 표면의 결함을 가져오는데요. 레일의 결함은 곧 기차 탈선 등의 사고로 직결될 수 있는 만큼, 이를 유지보수 하는 것은 무엇보다 중요합니다. 이를 위해 주기적인 레일연마 등의 작업을 통해 레일마모를 저하시키고 표면의 결함을 관리해 열차의 회전 성능, 동적 안정성 개선, 레일 수명 등을 향상 시키는 작업을 합니다.

체결장치의 수명은 별도로 규정되어 있지는 않으나, 운행선의 통과톤수의 영향을 함께 받습니다. 유지보수 현장 점검시 파손, 변형, 훼손이 있을 경우 교체하고 있습니다. 콘크리트 도상의 경우는 탄성패드를 사용하게 되는데 탄성패드의 탄성이 전체 궤도 강성에 영향을 미치게 되므로 수명과 상관없이 교체 기준으로 정적강성(kN/mm)을 명확히 제시하고 있습니다.

침목은 목재, 콘크리트 등 다양한 재료가 사용되고 있는데요. 목재 침목의 평균수명은 12~15년, 요즘 활발히 시공되는 콘크리트 침목의 경우 약 35년 정도로 알려져 있습니다. 최근에는 50년 이상의 내구수명, 유지보수 비용이 적게 드는 복합소재 침목 등의 개발 및 적용이 꾸준히 시도되고 있습니다.

도상은 자갈이나 콘크리트로 구별됩니다. 자갈의 경우 탄성력이 좋지만, 반복적인 열차 하중으로 인한 자갈의 마모, 파쇄(세립화), 자갈층의 침하로 인한 궤도틀림 또는 도상의 손상, 마모로 인한 유지보수 비용의 증가로 점차 사용이 줄어들고 있습니다. 콘크리트 궤도의 수명은 콘크리트 궤도 자체 보다는 콘크리트 궤도 하부 노반의 침하에 의해 결정되는 경우가 많습니다. 하부의 노반이 침하되면 이로 인해 궤도 안정성이 저하될 수 있기 때문입니다. 따라서 노반침하의 정도를 살펴 지속적으로 유지보수 및 관리를 하는 것이 필요합니다.

 

참고자료: 국가철도공간 선로유지관리지침
                   한국건설순환학회지 2018.13.3.057