충북 오송 철도종합시험선로 10m 구간에 자갈 궤도 선로의 성능 개선과 유지 관리 비용 절감을 위해 개발한 침목패드가 설치됐.[한국철도기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국철도기술연구원은 자갈 궤도 선로의 성능 개선과 유지 관리 비용 절감을 위해 개발한 ‘침목패드’를 충북 오송 철도종합시험선로에 시험 설치했다고 16일 밝혔다.

철도연은 지난 14일 오송 철도종합시험선로의 10m 구간에 설치했으며, 이달부터 내년 12월까지 1년간 현장 적용시험을 진행할 예정이다. 철도연은 ㈜유원플렛폼과 기술이전 계약을 맺고 상용화에 속도를 내고 있다.

침목패드는 침목의 하부에 특수한 패드를 붙여 철도의 성능과 내구성을 개선하는 기술이다. 주로 폴리우레탄, 합성고무 등 다양한 탄성체로 제작된다.

PSC(프리스트레스 콘크리트)침목 하부에 부착되어 자갈 도상과의 접촉 면적을 넓히고 자갈 도상에 균일한 하중을 전달한다. 이 과정에서 궤도 안정성을 높이고, 도상 침하를 줄이며 자갈을 보호하는 역할을 한다. 아울러, 선로에서 발생하는 소음과 진동을 줄이는 데에도 기여한다.

개발된 ‘침목패드’는 내구성이 뛰어난 비발포 열경화성 폴리우레탄으로 제작됐으며, 국내 일반선과 고속선에 사용되는 PSC침목에 적합하게 설계됐다.

철도 선로에서 레일이 열차의 무게 등 외부 하중을 받을 때 안전하고 효율적으로 작동할 수 있도록 허용된 처짐의 범위인 허용 레일 처짐량과 설치 및 유지보수 시 손상 방지 등을 고려했다.

침목당 침목패드 부착 면적을 70% 이상으로 최적화하고, 침목패드의 강성, PSC침목과의 부착력 및 피로 성능을 검증했다.

또한 침목패드를 침목 제조 단계에서 미리 PSC침목에 부착할 수 있도록 제작 및 부착 공정을 단순화하여 경제성을 크게 높였다.

PSC침목 부착용 침목패드.[한국철도기술연구원 제공]

자갈도상 궤도의 초기 침하를 최대 30%까지 줄여 자갈 다짐 유지보수 주기를 2배 이상 연장할 수 있고, 자갈도상의 침하 억제 및 국부적 침하 대응에도 효과가 높다.

특히 레일의 연결 부위나 궤도의 강성이 달라지는 구간에서 나타나는 뜬침목 발생을 줄이고, 주행 안정성을 높여 궤도 품질 향상에 기여할 수 있다.

국내에서는 그동안 선로의 소음과 진동 저감을 위해 일부 해외 제품이 사용되었으나, 가격이 비싸고 자재 수급도 어려웠다.

철도연이 개발한 침목패드는 국내 일반철도, 고속철도, 도시철도 등 다양한 철도 환경과 열차의 통과 톤수, 노반 특성에 맞춘 맞춤형 제작이 가능해, 철도 자갈궤도 성능 개선 수요에 더욱 효율적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다.

김지환 철도연 책임연구원은 “최근 주행속도 향상과 운행량 증가로 자갈궤도의 유지보수 작업 빈도가 늘어나고, 인건비와 운반비 상승, 장비의 해외 수입 등으로 선로 유지보수 비용이 증가하고 있다”며 “개발한 침목패드는 선로 유지보수와 비용 절감에 큰 장점이 있는 기술로 현장 적용시험과 상용화를 진행할 계획”이라고 말했다.