철도의 침목
Tie of Railroad
최상현 글/한국철도대학 철도시설토목과 조교수
출처 : 대한토목학회지, 2009년 3월호, 통권 347호 pp. 93-95
금번에 침목 균열이 언론이 보도된 현장은 경부고속철도 2단계 구간입니다. 현재는 터널, 교량 등 노반에 대한 공사가 끝나고 2007년 8월부터 궤도 공사가 진행되고 있습니다. 궤도라 하면 열차가 지나가는 통로로서 통상 레일, 침목, 도상으로 구성됩니다(그림 1). 흔히 우리가 철길 하면 떠올리는 것이 자갈인데 이 부분이 도상이고 침목은 그 도상 위에 얹혀 한 쌍의 레일을 연결하는 궤도의 구성품입니다. 그러므로 침목의 역할 중 가장 중요한 것은 레일을 고정시켜 궤간(레일간의 간격)을 유지시키는 것입니다. 도로를 주행하는 일반적인 차량과 달리 열차는 고정된 궤도 위를 주행해야 하므로 레일 사이에 일정한 간격을 유지하는 것은 매우 중요합니다. 이외에 침목은 열차의 주행으로 인한 하중을 도상에 전달하고 궤도가 횡방향으로 좌굴하지 않도록 횡방향 저항력을 부담하는 역할을 수행합니다.
전통적으로 자갈을 도상으로 사용하는 자갈도상 궤도는 궤도의 변형이 계속 발생하므로 지속적으로 유지관리를 해 주어야 하는 구조입니다. 이러한 자갈도상 궤도의 유지관리에 소요되는 노력과 비용을 절감하기 위해 요즘은 콘크리트도상 궤도의 적용이 점차 늘어나고 있습니다. 경부고속철도 2단계에 적용된 레다2000 시스템도 콘크리트도상 궤도의 일종입니다. 궤도 형식의 변화에 따라 침목도 변화하고 있습니다. 사진 1은 가장 흔히 볼 수 있는 나무로 만든 목침목입니다. 참고로 사진 1의 가운데는 레일간을 연결해 주는 이음매와 이를 지지하는 이음매 침목인데 인접한 침목보다 폭이 넓은 것을 알 수 있습니다. 최근에는 수명이 훨씬 길고 목침목과 같은 환경문제를 일으키지 않는 콘크리트 침목이 많이 사용되고 있습니다(사진 2). 프리스트레싱 기법을 이용한 콘크리트 침목은 장수명 외에 중량이 무거워서 횡저항력이 크다는 장점이 있으나 중량 때문에 설치가 다소 불편하고 탄성이 부족하여 충격에 약하다는 단점이 있습니다. 이외에 콘크리트로 제작된 침목으로는 콘크리트 도상용으로 서울 지하철 5, 7, 8호선에서 볼 수 있는 STEDEF 궤도용 RC Twin 침목, 인천 지하철 1호선과 분당선 2단계 구간에 적용된 LVT 궤도용 침목 등이 있습니다(그림 2). 이번에 문제가 발생한 레다2000 시스템에 사용된 침목도 콘크리트로 만든 것입니다. 충격에 약한 콘크리트의 재료적 단점 때문에 분기부나 교량상에는 사진 3에 보이는 것과 같이 발포우레탄 수지와 유리섬유 등으로 제조되는 합성침목이 적용되기도 합니다.
이상 침목에 대해서 간략히 살펴보았습니다. 여러 가지 침목이 있고 각자의 특색이 있지만 균열 등의 문제로 침목 고유의 기능을 상실한다면 열차의 안전성이 위협받는 것은 당연할 것입니다. 물론 일부 침목이 제 기능을 못한다고 해도 당장은 주변에 다른 침목이 대신 역할을 수행하므로 큰 위험이 발생하는 것은 아닙니다만 문제를 방치하다가는 정말 불행한 일이 발생할 수도 있습니다. 비록 열차가 본격 운행이 되기 전에 발견되어 다행이지만, 350km 이상을 달릴 고속열차의 안전을 위해서는 지속적으로 관심을 가지고 이러한 문제들을 발견하고 고쳐나가는 것이 중요할 것입니다.
