한국철도기술연구원(원장 한석윤)은 자갈 궤도 선로 성능 개선, 유지 관리 비용 절감을 위해 '침목패드'를 개발, 충북 오송 철도종합시험선로에 시험 설치했다고 16일 밝혔다.
침목패드는 침목 하부에 특수한 패드를 붙여 철도 성능·내구성을 개선하는 기술이다. 주로 폴리우레탄, 합성고무 등 탄성체로 제작된다.
프리스트레스 콘크리트(PSC) 침목 하부에 부착돼 자갈 도상과의 접촉 면적을 넓히고 균일한 하중을 전달한다. 궤도 안정성을 높이고 자갈을 보호하는 역할을 한다. 선로에서 발생하는 소음·진동 저감에도 기여한다. 그동안 국내에서는 일부 해외 제품이 사용됐으나 가격이 비싸고 자재 수급도 어려웠다.
철도연은 개발한 패드를 지난 14일 오송 철도종합시험선로 10m 구간에 설치했으며, 내년 12월까지 1년간 현장 적용시험을 진행할 예정이다. 유원플렛폼과 기술이전 계약을 맺고 상용화에 속도를 내고 있다.
내구성이 뛰어난 비발포 열경화성 폴리우레탄으로 제작됐으며, 국내 일반선·고속선에 사용되는 PSC침목에 적합하게 설계됐다. 철도 선로에서 레일이 열차의 무게 등 외부 하중을 받을 때 허용된 처짐 범위인 허용 레일 처짐량, 설치 및 유지보수 시 손상 방지 등을 고려했다.
침목당 침목패드 부착 면적을 70% 이상으로 최적화하고, 침목패드 강성, PSC침목과의 부착력 및 피로 성능을 검증했다. 또 침목패드를 침목 제조 단계에서 미리 PSC침목에 부착할 수 있도록 제작·부착 공정을 단순화해 경제성을 크게 높였다.
자갈도상 궤도 초기 침하를 최대 30%까지 줄여 자갈 다짐 유지보수 주기를 2배 이상 연장할 수 있다. 특히, 레일 연결 부위나 궤도 강성이 달라지는 구간에서 나타나는 뜬 침목 발생을 줄이고, 주행 안정성을 높여 궤도 품질 향상에 기여할 수 있다.
김지환 철도연 책임연구원은 “최근 주행속도 향상과 운행량 증가로 자갈궤도 유지보수 작업 빈도가 늘어나고 선로 유지보수 비용이 증가하고 있다”며 “개발 침목패드는 선로 유지보수와 비용 절감에 큰 장점이 있어 현장 적용시험·상용화를 진행할 계획”이라고 말했다.
한석윤 원장은 ”기존 철도 인프라 성능을 혁신하고, 유지 관리 효율성을 극대화하는 핵심 기술”이라며 “베트남, 말레이시아 등 해외시장 진출을 위해 노력하겠다”고 전했다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
