안녕하세요. 권영수 과학전문가입니다.
기차길의 자갈의 역할은 충격흡수와 소음흡수, 배수효과, 경제성 등입니다.
레일, 침목을 경유하여 전달 된 하중을 넓게 분포시켜 노반에 전달하는 역할을 하는 것을 도상이라고 합니다. 도상은 주로 자갈로 되어 있으나 지하철 등지에서는 콘크리트 바닥에 침목을 설치하고 그 위에 레일을 잡아매고 있습니다. 도상 역할은 하중을 노반으로 전달하는 것 이외에도 레일 의 신축으로 인해 나타날 수 있는 침목의 이동을 도상 저항력으 로 막아 방지하며 차량의 진동을 흡수하여 승차감을 좋게 하는 것 그 밖에 배수를 용이하게 하는 등 여러 가지입니다. 도상의 재료로는 이들 특성을 잘 갖추고 있으면서도 구하기 쉽 고 경제적인 자갈, 깬 자갈, 콘크리트 등이 도상의 재료로 주로 사용됩니다.
자갈 도상은 건설비가 싸고 궤도 틀림(레일의 수평 좌우 등의 변화)시 정정이 비교적 쉬워 가장 일반적으로 사용됩니다. 그러나 자갈이 깨져서 미립자화 되고 토사 유입으로 배수가 나빠 지며 또 굳어지면 탄성을 상실하기 쉬우므로 자갈치기를 하거나 자갈을 바꿀 필요가 생기게 됩니다. 이에는 많은 인력, 비용과 시간이 필요하므로 이들 작업이 필요 없는 콘크리트 도상이나 슬 래브(Slab) 궤도도 사용되고 있습니다.
콘크리트 도상을 사용하면 보수 작업이 크게 경감되고 배수도 양 호하며 동상이나 잡초 발생 등이 없게 되지요. 또 도상의 진동 과 차량의 동요가 적은 장점이 있으나 궤도의 탄성이 적으므로 충격이 크고 소음도 자갈 도상에 비해 큽니다. 또 건설비가 높고 파상 마모, 레일 이음매부에 손상의 우려가 있 으며 침목 바꿈과 도상 파손시의 수선이 어려운 등의 단점도 있 습니다. 콘크리트 도상은 현재 지하철 도상의 기본 구조로 사용 됩니다.
슬래브 도상은 고속화에 따른 궤도 틀림의 증가, 도상이 가라 앉 는 현상의 증가에 따른 보수비 절감을 목표로 개발된 것으로 침 목과 도상을 일체로 한 구조 입니다. 여기서는 도상이 스톱퍼에 의해서 노반에 고정됩니다. 슬래브 도상은 구조가 복잡하고 건설비도 자갈 도상이나 콘크리 트 도상에 비하여 비싸지만 보수비가 적게 들어 건설비의 자본 비용과 보수비의 합계인 총 비용을 계산하면 다른 방식 보다 오 히려 유리할 수 있어 일본의 신간선에서 주로 채택하고 있는 방 식입니다.
