[공학저널 전찬민 기자] 현재 철도의 유지보수를 위한 궤도구조 개량공사는 시간적 제약과 비용 문제가 발생하고 있다. 이를 해결하기 위해 자갈궤도구조가 콘크리트궤도구조로 탈바꿈할 것으로 전망된다.
최근 정부에서는 2025년까지 고속철도, 간선철도망과 대도시 광역도시 철도사업을 가속화하고, 이를 통해 전국 주요도시 2시간대 연결할 계획을 발표했다. 이로써 우리나라는 전국 2시간대 생활권이 코앞으로 다가왔다.
이러한 철도망 확대와 고속화를 위해서는 기존 자갈궤도의 문제점을 효과적으로 개선하고, 향후 속도 향상에 대응해 승차감과 주행 안전 향상이 필수적이다. 또한 유지보수를 현저히 줄일 수 있도록 운행선 상에서 빠른 시간 내에 궤도 구조를 개량할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
뿐만 아니라 운행선에서 궤도구조의 개량공사는 짧은 차단시간 내에 공사를 완료하고 공사 전후에 고도의 안전 확보가 필요하기 때문에 이를 극복하기 위한 체계적인 연구개발이 필요하다.
이에 따라 운행선 상에서 2시간 30분의 차단시간 동안 노후화된 자갈궤도구조를 콘크리트궤도구조로 개량하는 공법이 개발돼 기대를 모으고 있다. 그 공법이 바로 급속경화궤도 공법이다.
기존 시공공법은 인력 위주의 시공공정으로 진행되고 있었으며, 구조개량공사가 1일 최대 10m 내외로 시공되기 때문에 제한적인 단점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기계화 시공공정을 현장조건에 맞춰 최적화하는 방안이 제시됐다.
또한 시공공정 중 가장 많은 시간과 기술을 필요로 하는 급속 시멘트 모르터 주입작업의 효율을 높이기 위해 개발된 주입장비는 2편성 기준 1일 100m 주입이 가능하도록 설계, 제작됐다. 이 주입장비는 기본적으로 Cement Silo-tank part, water-tank part, Mix part로 구분돼 있으며, 자재가 Mix part로 넘어오고 믹싱되는 공정을 자동화 시스템으로 구축할 수 있다.
이를 바탕으로 기존 인력시공과 비교해 시공속도를 향상시키는 것은 물론 균일한 품질까지 확보할 수 있을 것으로 예상된다.
이러한 급속경화궤도 공법을 개발한 ㈜천경기업은 철도·궤도공사 건설업을 주된 활동을 하는 시공사로서 국내 고속철도, 일반철도 신설과 유지보수, 개량공사를 수행하고 있다. 또한 연구개발을 위한 투자를 바탕으로 한국철도기술연구원 등 정부출연기관과 함께 궤도개량구조, 도시철도와 경량전철시스템 연구개발 등의 혁신성, 안전성, 경제성을 고려한 시공기술 확보하기 위한 국가 R&D 사업을 수행하고 있다.
특히 ‘고속철도 자갈궤도구간 유지보수 저감을 위한 궤도개량 기술 개발’ 연구 과제에서 한국철도기술연구원과 공동으로 연구에 참여해 공법의 최적화와 주입장비 개발 연구를 수행했다. 현재 이번 연구단의 3세부 과제인 ‘고속철도 자갈궤도 급속경화기술 시스템 설계와 성능평가’에서 공법에 대한 특허와 신기술개발을 진행 중이다.
천경기업 민경찬 팀장(사진)은 “이번 연구를 통해 개발된 급속경화궤도 공법은 자갈궤도 구간의 고질적인 유지보수 요인을 효과적으로 개선함으로써 승객들의 승차감을 향상시키고, 열차의 주행안전을 확보할 수 있다”며 “이와 동시에 유지보수를 효과적으로 저감할 수 있고 향후 속도 향상에 대비해 보다 안정적인 궤도구조로 개량할 수 있는 기술을 확보할 계획”이라고 말했다.
천경기업은 ‘고속철도 자갈궤도구간 유지보수 저감을 위한 궤도개량 기술 개발’ 과제를 통해 개발된 급속경화궤도 공법의 사업화단계를 거친 후 국내뿐만 아니라 철도개량이 필요한 해외철도 시장 진출을 목표로 노력을 기울일 예정이다.
