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궤도틀림은 차랑운행, 날씨 등으로 인해 궤도가 마모, 훼손, 부식 등을 일으키며 도상이 침하되고 레일이 변형되는 현상을 의미합니다. 궤도틀림은 승차감을 저해할 뿐만 아니라 심각한 경우 탈선과 같은 사고로 이어질 수 있어 주의가 필요합니다. 삼표레일웨이는 궤도틀림으로 인한 사고를 방지하기 위해 광폭침목과 반격자침목을 개발하여 고속철도에 적용했습니다. 기존 침목보다 폭을 넓혀 궤도의 안정성을 확보하고 전달되는 하중을 줄여 고속철도 선로의 유지보수 작업을 30%가량 줄였다는 평가를 받고 있습니다.

궤도틀림은 기차가 다니는 길인 궤도가 반복되는 차량 운행, 강추위와 같은 기상 작용 등에 의하여 마모, 훼손, 부식 등을 일으키면서 침하되고 변형되는 현상을 뜻합니다. 궤도틀림은 빠른 속도로 주행하는 KTX와 같은 고속열차의 승차감을 저하할 뿐만 아니라 심각한 경우 탈선과 같은 사고로 이어질 수 있어 안전을 위해 철저한 관리가 필요합니다.

기차가 다니는 길인 궤도는 노반과 도상(자갈, 콘크리트)와 침목, 레일 등으로 구성 돼 있습니다. 레일은 기차가 다니는 강철로 된 선로이며, 침목은 레일을 붙잡아 궤간을 정확하게 유지하고 그 충격을 노반으로 분산시킵니다. 도상의 경우 주로 침목과 노반 사이에 설치하는데 하중을 넓게 분산시키고 침목이 움직이지 않도록 고정하는 역할로 주로 자갈과 콘크리트를 사용합니다.

궤도틀림의 주요 원인은 도상에서 시작되는 경우가 많은데요. 주로 자갈도상에서 빈번합니다. 가장 큰 원인은 열차가 주행을 반복하면서 실린 하중으로 인한 변형입니다. 열차의 하중이 궤도에 지속적으로 압력을 가하면서 점진적으로 변형됩니다. 또 다른 원인으로는 기상 변화입니다. 특히 겨울철은 선로가 반복적으로 동상을 입게 되는데요. 겨울 동안 땅과 선로가 얼고 녹는 것을 반복하며 융기현상과 해빙기 침하현상을 발생시켜 궤도를 지지했던 힘이 변형되고 불규칙하게 되며 궤도가 틀어지는 것입니다. 이런 현상은 특히 고속주행이 반복되는 구간에 크게 작용하는데요. KTX광명역에서 동대구 구간의 90%가 자갈도상 궤도로 이뤄져 있으며, 매우 빠른 속도로 열차가 오가며 충격과 날씨로 인한 뒤틀림 현상이 쉽게 나타날 수 있어 더욱 엄격하게 관리하고 있습니다.

궤도틀림에는 여러 가지 종류가 있습니다. 궤간틀림, 수평틀림, 면틀림, 줄틀림, 평면성틀림 5가지로 나뉘는데요. 먼저 궤간틀림은 좌우 레일의 간격이 틀어지는 현상으로, 궤간의 틀어짐 정도가 커지면 주행 중인 차량에 진동이 발생하고, 심해질 경우에는 기차 바퀴가 철로를 벗어나는 이탈 사고가 생길 수 있습니다. 두 번째로 수평틀림은 좌우레일의 높이차가 틀어지는 것을 뜻하며, 차량의 좌우 진동을 증폭시킵니다. 한편, 면틀림은 한쪽 레일의 길이 방향의 높이 차가 생기는 현상으로, 상하진동을 유발하고 바퀴의 플랜지가 레일을 올라타며 탈선할 수 있습니다. 이외에도 좌우진동 중 하나인 사행동을 일으킬 수 있는 줄틀림, 일정한 간격으로 있어야 하는 궤도면에 평면이 비틀어지는 평면성틀림이 있습니다.

궤도틀림은 궤도의 틀림을 측정하는 방법에 따라 구분되기도 하는데요. 열차가 운행하는 동안 궤도의 틀림을 측정하는 동적틀림과 인력이나 간이 검측장치를 이용해 측정하는 정적틀림으로 나누기도 합니다. 동적틀림은 주로 궤도검측차를 이용해 측정하며, 사고로 인해 투입이 어려운 경우에는 선형검측기와 같은 기동력이 있는 장치를 이용합니다.

이와 같은 궤도틀림의 문제와 사고를 방지하기 위해 2020년 삼표레일웨이는 한국철도기술연구원과 협력하여 자갈궤도의 궤도틀림을 방지하는 광폭침목과 반격자 침목을 개발하고 이를 적용 중입니다. 두 가지 모두 궤도에 전달되는 압력을 줄여 궤도틀림을 줄이도록 침목의 유효면적을 넓혔는데요. 광폭침목은 기존 침목보다 폭을 360㎜까지 확장해 궤도의 안정성을 확보했으며, 반격자 침목은 레일 아랫부분의 면적을 길이 방향으로 550mm까지 넓혀 밑넓이를 1.5배 확보함으로써 땅으로 전달되는 압력을 50% 이상 줄여 궤도틀림을 방지한 것인데요. 실제로 개발된 침목을 적용한 고속철도 선로에서 유지보수 작업을 30% 이하로 감소시키며 궤도틀림으로 인한 유지보수 비용을 줄이는 동시에 철도의 안전을 지켰다는 평가를 받고 있습니다.