KR20050060991A - 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 슬래브 궤도 구성품과 현장의 지반조건을 고려한 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조를 개시한다.
본 발명의 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조는, 철도 궤도 구성품을 콘크리트 상에 설치하는 방식의 슬래브 궤도를 지지하기 위한 노반구조에 있어서, 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 지니도록 하고 상면을 평탄하게 마감한 원지반(10); 상기 원지반(10) 위에 모래를 15㎝(허용오차 ±25㎜) 두께로 깔아 형성한 배수층(20); 상기 배수층(20) 위에 최대 입경 40㎜의 입도조정 쇄석을 30㎝(허용오차 ±25㎜)의 두께로 깔고 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 갖도록 다짐작업을 실시하여 형성한 강화노반층(30); 상기 강화노반층(30) 위에 30㎝(허용오차 ±10㎜)의 두께로 형성한 철근콘크리트 슬래브본체(40); 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40)보다 작은 폭을 갖고 철근 콘크리트 슬래브본체(40) 위에 27㎝의 두께(허용오차 ±10㎜)로 설치되어 침목(70)이 정착되도록 하는 상부 슬래브층(50);으로 구성된다.
Description
본 발명은 고속철도용 슬래브 궤도 구성품과 현장의 지반조건을 고려한 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조에 관한 것으로, 특히 철근보강을 한 슬래브본체와 입도조정 쇄석을 이용한 강화노반층을 통해 자갈도상궤도보다 월등한 지지력을 확보해주고, 암반상·깎기부 등에서의 배수문제를 해결하기 위한 모래층을 두어 배수가 원활히 이루어지도록 한 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조에 관한 것이다.
종래, 철도 궤도는 대부분 자갈도상궤도 구조로 부설되어 왔다.
그러나, 자갈도상궤도는 열차하중에 의해 반복하중을 받게 됨에 따라 도상의 자갈입자가 유동을 하면서 마모와 파쇄가 발생하게 되고 열화가 진행되면서 궤도 선형이 변화하는 현상이 일어난다. 때문에 자갈도상궤도로 부설된 선로는 궤도의 보수 작업주기가 짧을 수밖에 없었으며 유지·보수비용이 많이 드는 문제가 있었다.
이에 따라, 최근의 경향은 점차적으로 도상구조에 자갈을 사용하지 않고 콘크리트를 사용하는 슬래브 궤도의 부설이 늘어나는 추세이다.
주지된 바와 같이 슬래브 궤도(slab track)는 레일·침목·도상 등의 궤도 구성품을 콘크리트 상에 일체로 부설하는 방식의 궤도를 말한다.
이러한 슬래브 궤도의 장점은 궤도강도의 향상으로 레일 장대화시 좌굴 저항력 증대로 인하여 내구성을 향상시키고 축중에 의한 정위치 탈락을 최소화시킨다는 점에 있다. 따라서, 슬래브 궤도는 궤도의 선형유지와 보수작업 주기가 길며, 궤도보수 작업의 감소로 유지·보수비용이 적게 든다.
또한, 슬래브 궤도는 구조 특성상 낮은 시공기면(施工基面, track formation )과 저폭으로 인하여 작은 곡률의 급곡선을 만족시킬 수 있고 좁은 부지에 부설이 가능하면서도 선로구축물의 강성을 보완하므로 터널단면과 교량상판의 단면감소를 유도할 수 있어 건설비를 절감할 수 있다. 최근에는 콘크리트 시공기술 및 시공장비의 발달로 소요건설비가 하향화되어 경제성도 가지게 되었다.
그러므로, 슬래브 궤도는 열차운행 횟수가 많아 잦은 유지보수가 예상되는 구간과 장대 교량구간 및 와전류 제동구간 등에서 절대적인 강점을 가지는 궤도구조이다.
슬래브 궤도에 적용되는 노반구조는 자갈도상궤도의 노반구조와 응력 전달메카니즘이 상이하며, 하자발생시 유지보수가 어렵기 때문에 노반 설계시 충분한 지지력을 확보하도록 하여야 한다.
또한, 주행안전이나 승차감 등 차량의 주행 특성, 궤도강화 또는 보수상의 목적에서, 열차 하중에 의해 생기는 변위와 침하의 제한치를 엄격하게 충족하는 구조로 설계하여야 한다.
즉, 슬래브 궤도용 노반은 일반 구조물의 설계와 동일하게 레일과 슬래브 등의 각 궤도 구성품에 발생하는 변위 및 응력이 허용치를 넘지 않도록 하여야 한다.
이를 위해서는 노반·노면·쌓기·깎기·평지부 등 각각의 현장조건에 따른 노반형식에 적합하게 설계 하는 것이 중요하다.
일반적으로 슬래브궤도의 침하는 쌓기 하중 등의 사하중에 의한 원지반의 침하, 쌓기 자체의 압축하중 및 열차 하중에 의한 쌓기의 침하로 크게 구별된다.
슬래브궤도용 노반에서 요구되는 것은 침하를 일정값 이하로 억제하기 위해 양호한 지지 지반을 얻는 것, 양호한 쌓기 재료를 사용하는 것, 열차 하중을 가능한 한 넓게 분산할 노반구조를 구축할 하는 것이 중요하다.
다시 말해, 열차의 안전주행을 확보하기 위한 슬래브 궤도 노반의 기능으로서는, 궤도를 충분히 견고하게 지지할 것, 궤도에 대해 적당한 탄성을 줄 것, 노반의 연약화를 방지할 것, 하중을 노면에 넓게 분포할 것, 우수 등을 빠르게 배수할 것 등이 있다. 노반의 필수조건으로서 이들 기능을 만족하면서 유지보수에 대한 노력을 절감시킬 수 있어야 한다.
종래, 슬래브 궤도를 지지하기 위한 하부구조는 토노반 또는 강화노반을 적용하고 있는데, 이러한 노반구조는 열차의 하중에 의한 도상과 노반의 압력증가 및 노반의 배수불량, 불량 노반토 등으로 인하여 연약화되며, 열차속도의 고속화 및 통과중량의 증대, 통과회수의 빈도증가로 인해 연약화가 가속화된다.
노반이 연약화되면 도상표면으로 이토가 분출되는 분니현상(mud pumping), 흙속의 수분의 이동으로 인한 동상현상 및 레일에 걸리는 열차하중에 의한 침하현상이 발생하게 된다.
즉, 분니현상이 발생되면 노반토등이 진흙화되어 도상표면까지 분출하기 때문에 궤도침하가 발생하고, 도상의 간극이 이토에 의해 충진되기 때문에 도상의 탄성력이 저하된다. 분니현상이 발생되는 곳은 강우시 침목이 침하되므로 현저한 궤도처짐 현상이 발생하고, 건조시에 도상이 고결되어 궤도처짐의 보수에 상당한 곤란을 초래한다.
또한, 기온이 빙점이하로 강하되면 토립자 사이에 얼음결정이 생기고 이 얼음결정이 토층으로부터 수분을 흡수하여 렌즈모양으로 발달하는 동상현상이 발생하는데, 동상현상이 발생되면 렌즈모양의 얼음위에 있는 흙이 윗쪽으로 떠밀려 융기됨에 따라 요철이 발생하여 열차에 큰 동요를 줄 뿐만 아니라, 궤도틀림현상이 발생하고 융해에 의해 노반의 연약화 현상인 침하현상이 발생하게 된다.
따라서, 종래의 철도노반은 도상 및 노반의 압력, 배수불량 등의 원인으로 분니·동상·침하현상이 발생하여 연약화되고, 이로 인해 궤도의 변형 내지는 파괴를 유발시킴에 따라 열차의 안전운행에 큰 문제를 야기할 수 있다는 문제점이 지적되고 있다.
그러나, 고속철도 도입이 최근에야 이루어지고 있는 우리나라의 경우에는 아직까지 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조에 대한 기술축적 및 연구 성과가 상당히 부족한 실정이며, 이에 대한 기술개발을 서둘러야 할 필요성이 대두되고 있다.
이에 본 발명은 고속철도용 슬래브 궤도 구성품의 특성과 우리나라의 지반 특성을 감안하여 현장조건에 적합하게 창안한 것으로, 철근보강을 한 슬래브본체와 입도조정 쇄석을 이용한 강화노반층을 통해 자갈도상궤도의 지지력을 뛰어 넘는 충분한 지지력을 확보하여 줌으로써, 고속열차 통과시에 발생되는 동적하중과 진동에 대해 슬래브 궤도를 안정적으로 지지할 수 있고 철도의 안전성을 보장할 수 있는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 노반구조를 간단화시킴으로써, 슬래브 궤도 건설시 시공경비 및 시공시간을 절약할 수 있고, 유지관리에 유리한 고속철도용 노반구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 암반상·깎기부 등에서의 배수문제를 해결하기 위한 모래층을 둠으로써, 배수가 원활히 이루어지도록 한 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 슬래브 궤도의 좌우측에 자갈을 포설하여 열차 통과시 발생하는 소음을 저감시켜 주기 위한 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조를 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조는, 철도 궤도 구성품을 콘크리트 상에 설치하는 방식의 슬래브 궤도를 지지하기 위한 노반구조에 있어서, 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 지니도록 하고 상면을 평탄하게 마감한 원지반; 상기 원지반 위에 모래를 15㎝(허용오차 ±25㎜) 두께로 깔아 형성한 배수층; 상기 배수층 위에 최대 입경 40㎜의 입도조정 쇄석을 30㎝(허용오차 ±25㎜)의 두께로 깔고 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 갖도록 다짐작업을 실시하여 형성한 강화노반층; 상기 강화노반층 위에 30㎝(허용오차 ±10㎜)의 두께로 형성한 철근콘크리트 슬래브본체; 상기 철근콘크리트 슬래브본체보다 작은 폭을 갖고 철근 콘크리트 슬래브본체 위에 27㎝의 두께(허용오차 ±10㎜)로 설치되어 침목이 정착되도록 하는 상부 슬래브층;으로 구성됨을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.
또한 상기와 같은 특징의 구성에서, 철근콘크리트 슬래브본체 및 상부 슬래브층의 좌우 가장자리에 도상자갈이 포설되어 열차바퀴로 인해 유발되는 소음을 저감시키도록 한 구성을 더 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 원지반을 마감함에 있어서, 강화노반층의 양측 옆으로 노출되는 노상면의 횡단 배수 구배를 3%의 경사도로 형성한 기술구성을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 철근콘크리트 슬래브본체 및 상부 슬래브층을 0.8∼0.9%의 철근비로 형성하여서, 압축강도 150㎏/㎠이상을 가지도록 한 기술구성을 제공한다.
이하, 본 발명의 기술구성을 본 발명의 실시예에 따른 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도1에 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 노반구조가 도시된다.
이 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 노반구조는, 원지반(10)을 포함하여 배수층(20)과 강화노반층(30)으로 구성되는 하부구조와, 현장 타설되는 철근콘크리트 슬래브본체(40)와 상부 슬래브층(50)으로 구성되는 상부구조(HGT:Hydraulisch Gebundene Tragschicht)로 구획되며, 상부층에서 하부층으로 갈수록 강성이 감소하는 것을 원칙으로 한다.
또한, 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40) 및 상부 슬래브층(50)의 좌우 가장자리에는 도상자갈(60)이 포설되어 열차바퀴로 인해 유발되는 소음을 저감시키도록 하고 있다.
하부구조를 구성하는 원지반(10)과 배수층(20) 및 강화노반층(30)의 설계 기준값을 아래의 표 1로 정리하였다.
| 구분 | 설계 기준값 | ||
| 하부구조 | 강화노반층(입도조정쇄석) | 30㎝ | - 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤- Ev2=120N/㎟15㎝씩 2층 다짐- 최대 입경 : 40㎜ |
| 배수층 | 15㎝ | - 재료 : 모래(깎기 및 평지 또는 추가적인 배수층이 요구되는 노반인 경우) | |
| 원지반 | - 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤- Ev2=45~60N/㎟- 원지반재료의 강성에 따라 치환 또는 다짐 | ||
상기 원지반(10)은 슬래브궤도를 설치하는데 필요한 노반 부설을 준비하는 과정에서 부지에 대한 광범위한 지반조사가 선행되어야 한다. 또한 노반에 요구되는 지지력을 만족하는가를 평가하는 것이 궤도시스템의 변형과 침하를 방지하기 위하여 절대적인 필요한 설계변수가 된다.
이와 같은 지지력을 만족하기 위해서는 적절한 다짐과, 경우에 따라서는 석회, 시멘트 등을 활용하여 토질안정처리를 시행하거나 치환공법을 적용하여서, 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 가지도록 개량한다.
이러한, 원지반(10)은 강화노반층(30)의 양측 옆으로 노출되는 노상면의 횡단 배수 구배를 3%의 경사도로 형성하여서 우수등이 측구로 배수되도록 유도한다.
원지반(10)의 조건이 깎기지반과 평지구간일 경우에는 원활한 배수조건을 제공하기 위하여 강화노반 아래층에 배수층(20)을 설치한다. 이 배수층(20)은 상기 원지반(10) 위에 모래를 15㎝(허용오차 ±25㎜)의 두께로 깔아 형성한다.
상기 강화노반층(30)은 하중의 분산과 동상방지 및 지하수의 모관상승을 억제할 수 있는 재료를 선정하여 사용한다. 또한 무도상궤도의 보수유지의 어려움을 감안하여 충분한 지지력을 확보해야 한다.
이러한 강화노반층(30)은 상기 배수층(20) 위에 최대 입경 40㎜의 입도 조정 쇄석을 30㎝(허용오차 ±25㎜)의 두께로 깔고 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 갖도록 다짐작업을 실시하여 얻는다. 이때, 강화노반층(30)은 그 전체높이에 대하여 상하 15㎝씩 2층 다짐구조로 형성한다.
상기에서 강화노반층(30)의 재료인 입도조정 쇄석은 KS F 2525의 M-40, M-30, M-25의 모두가 규정에 적합한 것으로 하며, 규정된 품질을 요약하면 다음과 같다.
1) 가늘고 긴 석편, 또는 얇고 편평한 석편의 유해량을 함유하지 않아야 한다.
2) 강하고 단단하고 내구적이어서 부드러움 또는 깨어지기 쉬운 석편의 유해물을 함유하지 않아야 한다.
3) 세정으로서 먼지·진흙·유기물 등의 유해물질을 함유하지 않아야 한다.
4) 비중·흡수량 및 마모감량은 KS F 2503, 2504(조골재의 비중 및 흡수량 시험 방법)과 KS F 2508(로스앤젤레스 시험기에 의한 조골재의 마모 시험 방법)에 의해서 시험하고, 비중 2.45이상·흡수량 3.0%이하·마모감량 30%이하의 조건을 갖춘 것을 사용한다.
5) 소성지수는 KS F 2304(흙의 액성한계, 소성한계 시험)에 의해서 시험하고, NP(Non-Plastic)이어야 한다.
6) 함수량은 다짐할 때에 소요의 밀도가 확실히 얻어지는 범위의 것이어야 한다.
7) 입도는 KS F 2502(골재체분석 시험), KS F 2511(골재 세척 시험)에 의해서 시험하고, 아래의 표 2에 적합한 것으로 한다.
| 호칭치수(㎜) | 체를 통과하는 물질의 질량 백분율(%) | |||||||||||
| 종류 | 호칭명 | 입도범위(㎜) | 50 | 40 | 30 | 25 | 20 | 13 | 5 | 2.5 | 0.4 | 0.074 |
| 입도조정쇄석 | M-40M-30M-25 | 40~030~025~0 | 100 | 95~100100- | -95~100100 | --95~100 | 60~9060~90- | --55~85 | 30~6530~6530~65 | 20~5020~5020~50 | 10~3010~3010~30 | 2~102~102~10 |
상부구조를 구성하는 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40)와 상부 슬래브층 (50)은 안정적인 지지력을 확보하기 위해서 철근콘크리트로 현장 타설하여 일체로 형성한다.
이들 철근콘크리트 슬래브본체(40)와 상부 슬래브층(50)의 설계 기준값을 아래의 표 3으로 정리하였다.
| 구분 | 설계 기준값 | ||
| 상부구조 | 슬래브본체·상부 슬래브층 | 30㎝ | - 0.8∼0.9%의 철근비를 만족하도록 설계 - 종방향 철근은 D19철근, 횡방향 철근은 D22철근을 40㎝ 간격으로 배치 - 압축강도 150㎏/㎠이상 |
상기의 표 3 및 도2에서 나타나는 바와 같이, 철근콘크리트 슬래브본체(40)는 상기 강화노반층(30) 위에 30㎝(허용오차 ±10㎜)의 두께로 형성하며, 상부 슬래브층(50)은 철근콘크리트 슬래브본체(40)보다 작은 폭을 갖고 철근 콘크리트 슬래브본체(40) 위에 27㎝의 두께(허용오차 ±10㎜)로 설치되어 침목(70)이 정착되도록 한다.
상기 철근콘크리트 슬래브본체(40) 및 상부 슬래브층(50)은 압축강도 150㎏/㎠이상으로 형성한다.
이를 위해, 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40) 및 상부 슬래브층(50)의 철근비를 0.8∼0.9%로 형성한다.
그리고, 종방향 철근(41)으로 D19철근을 사용하고 횡방향 철근(42)으로 D22철근을 사용하여서, 상기 종방향 철근(41)은 외측부에 배치되는 철근들에 비해 중앙부에 배치되는 철근들을 조밀하게 배치하고, 횡방향 철근(42)은 40㎝ 간격을 두고 일률적으로 배치한다.
위와 같이 배치되는 철근에 의해 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40)와 상부 슬래브층(50)은 이음매가 없는 연속콘크리트층의 온도하중에 대한 상부 균열이 최소화되게 되고, 상부의 축중에 의한 압축력이 최대한 억제되는 슬래브 구조체를 형성한다.
이하, 위와 같이 구성되는 노반구조의 시공방법을 설명한다.
슬래브 궤도의 노반 부설에 대한 노반조성의 순서는 도3의 도시와 같이, 지반조사 → 노반깎기 또는 돋기 → 원지반 다짐 → 지지력 확인 → 배수층 포설 → 강화노반층 시공 → 지지력 확인 → 철근콘크리트 슬래브본체 타설 → 상부 슬래브층 형성 → 노반정리 등의 작업과정을 거쳐 완료한다.
위와 같은 시공과정에서 강화노반층은 입도조정 쇄석의 충분한 다짐을 시행하기 시작하여 열차 하중에 의한 탄성 변형량이 소정치 이하로 안정시켜야 노상면의 안정성이 확보된다.
따라서, 강화노반층의 시공에 있어서는 다음에 나타낸 각항에 따라 실시한다.
a) 재료는 균질성을 확보하기 위해 충분히 혼합된 것을 사용한다. 또 시공중에도 재료 분리를 일으키지 않도록 한다.
b) 부설은 모터 그레이드 등 또는 인력에 의해 소정의 형상에 가깝도록 하고 1층의 부설 두께는 마감두께가 15㎝이하로 되도록 한다.
c) 다짐은 로드 롤러 또는 진동 롤러 등에 타이어 롤러를 병용하고 롤러로서 대략 가볍게 전압한 후, 다시 정형하여 형상이 정형되도록 소정의 밀도가 얻어질 때까지 충분히 다짐한다. 이때 재료의 함수비는 항상 최적 함수비 부근에 있도록 한다.
d) 구조물과의 부착부 및 노견부의 다짐은 소형 전압기계 등에 의해 특히 주의하여 다짐한다.
e) 부설된 재료는 반드시 그날 중에 다짐을 완료한다.
이러한 강화노반의 시공관리에 있어서는 노반의 층두께, 평탄성 등이 확보될 수 있도록 유의하는 것으로 한다. 강화노반은 아스팔트 콘크리트, 입도조정 쇄석, 입도조정 고로슬래그쇄석, 수경성 입도조정 고로슬래그쇄석을 이용하기 때문에 다짐 정도나 마감 정밀도 등에 대해서 관리한다.
시공관리에서의 내용은 다음과 같다.
1) 원지반면의 마감 정도
원지반면의 마감 정도는 설계 높이에 대해서 +15~-50㎜로 하고 우수에 의한 물웅덩이가 생겨 표면의 배수가 저해되지 않도록 가능한한 평탄히 마감한다.
2) 노반의 층두께
강화노반은 두께가 부족하면 그 기능을 충분히 발휘할 수 없기 때문에 위험측인 층두께 부족에 대해서 충분한 관리를 한다. 강화노반은 그 두께가 10%이상 부족하지 않도록 노반 두께의 최소값 15㎝의 10%에 상당하는 15㎜를 층두께 부족의 한도로 한다.
3) 노반의 마감 정도
강화노반의 평탄성을 확보하는 마감 정도는 설계 높이에 대해 +25~-25㎜이내를 표준으로 하고, 물웅덩이가 생기지 않도록 가능한 한 평탄하게 마감한다.
4) 원지반면의 횡단 배수 구배
노상면 및 강화노반 표면의 횡단 배수 구배는 3%정도를 확보한다.
5) 배수층의 시공
1층 마감으로 하여 균등히 부설한 후, 전압하여 평탄히 마감한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 고속철도용 슬래브궤도의 노반구조는 노반지지력 조건을 기존의 고속철도용 자갈도상궤도의 노반조건과 동등 (K30≥11㎏/㎠)하게 적용되었고 철근보강된 HGT(슬래브본체) 때문에 향후 안전성 확보 및 유지관리에 유리하다.
또한, 노반구조가 간단하기 때문에 슬래브궤도 건설시 시공경비 및 시공시간을 절약할 수 있으며, 충분한 노반 지지력을 확보함으로써 철도의 필수요소인 안정성을 충분히 확보할 수 있고 유지관리에 유리하다.
또한, 슬래브 좌우측을 자갈로 포설하여 차륜에서 발생하는 바퀴소음을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 기존의 건설재료 및 장비를 사용하기 때문에 경제성 및 시공성 면에서 유리하다.
이상과 같이 본 발명은 슬래브 궤도 구성품과 국내 현장의 지반조건을 고려한 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조를 제공하는 것으로서, 고속철도용 궤도용품과의 적용성이 뛰어나고 국내 고속철도의 궤도 분야의 기술력을 한층 더 높일 수 있는 매우 유용한 발명이다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 노반구조의 단면도
도2는 본 발명에서 적용되는 슬래브 구조체의 배근도
도3은 본 발명에 따른 궤도의 노반 부설에 대한 노반조성 순서도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10:원지반 20:배수층
30:강화노반층 40:철근콘크리트 슬래브본체
50:상부 슬래브층 41:종방향 철근
42:횡방향 철근 50:상부 슬래브층
60:도상자갈 70:침목
Claims (10)
- 철도 궤도 구성품을 콘크리트 상에 설치하는 방식의 슬래브 궤도를 지지하기 위한 노반구조에 있어서,다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 지니도록 하고 상면을 평탄하게 마감한 원지반(10);상기 원지반(10) 위에 모래를 15㎝(허용오차 ±25㎜) 두께로 깔아 형성한 배수층(20);상기 배수층(20) 위에 최대 입경 40㎜의 입도조정 쇄석을 30㎝(허용오차 ±25㎜)의 두께로 깔고 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 갖도록 다짐작업을 실시하여 형성한 강화노반층(30);상기 강화노반층(30) 위에 30㎝(허용오차 ±10㎜)의 두께로 형성한 철근콘크리트 슬래브본체(40);상기 철근콘크리트 슬래브본체(40)보다 작은 폭을 갖고 철근 콘크리트 슬래브본체(40) 위에 27㎝의 두께(허용오차 ±10㎜)로 설치되어 침목(70)이 정착되도록 하는 상부 슬래브층(50);으로 구성됨을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제1항에 있어서, 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40) 및 상부 슬래브층(50)의 좌우 가장자리에 도상자갈(60)이 포설되어 열차바퀴로 인해 유발되는 소음을 저감시키도록 한 구성을 더 포함함을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제1항에 있어서, 상기 원지반(10)은 토질안정처리를 시행하거나 치환공법을 적용하고 다짐작업을 실시하여서 다짐도 95%이상 또는 K30≥11㎏/㎤(여기서, K30은 평판재하시험치)의 강성을 가지도록 개량한 것을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제1항에 있어서, 상기 원지반(10)은 강화노반층(30)의 양측 옆으로 노출되는 노상면의 횡단 배수 구배를 3%의 경사도로 형성한 것을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제1항에 있어서, 상기 강화노반층(30)은 그 전체높이에 대하여 상하 15㎝씩 2층 다짐구조로 형성한 것을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 입도 조정 쇄석은 비중 2.45이상·흡수량 3.0%이하·마모감량 30%이하의 조건을 갖춘 것이 사용됨을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제1항에 있어서, 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40) 및 상부 슬래브층(50)은 압축강도 150㎏/㎠이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제7항에 있어서, 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40) 및 상부 슬래브층(50)은 0.8∼0.9%의 철근비로 형성된 것을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제7항에 있어서, 상기 철근콘크리트 슬래브본체(40) 및 상부 슬래브층(50)은 종방향 철근(41)으로 D19철근을 사용하고 횡방향 철근(42)으로 D22철근을 사용한 것을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
- 제9항에 있어서, 상기 종방향 철근(41)은 외측부에 배치되는 철근들에 비해 중앙부에 배치되는 철근들을 조밀하게 배치하고, 횡방향 철근(42)은 40㎝ 간격을 두고 일률적으로 배치한 것을 특징으로 하는 고속철도용 슬래브 궤도의 노반구조.
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|---|---|---|---|---|
| KR100642345B1 (ko) * | 2005-11-02 | 2006-11-14 | 주식회사 대한콘설탄트 | 연약지반 침하방지를 위한 충격흡수형 철로 |
| KR100793178B1 (ko) * | 2007-01-29 | 2008-01-10 | (주)신성엔지니어링 | 철도궤도가 부설된 자갈도상을 지지하는 연약지반상에설치된 동해방지장치 |
| CN111684131A (zh) * | 2017-09-15 | 2020-09-18 | 坦萨技术有限公司 | 用于铁路的土工工程构造 |
| CN114808555A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-07-29 | 中铁上海设计院集团有限公司 | 一种预制框架板及其应用方法 |
-
2003
- 2003-12-17 KR KR1020030092736A patent/KR20050060991A/ko not_active Ceased
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100642345B1 (ko) * | 2005-11-02 | 2006-11-14 | 주식회사 대한콘설탄트 | 연약지반 침하방지를 위한 충격흡수형 철로 |
| KR100793178B1 (ko) * | 2007-01-29 | 2008-01-10 | (주)신성엔지니어링 | 철도궤도가 부설된 자갈도상을 지지하는 연약지반상에설치된 동해방지장치 |
| CN111684131A (zh) * | 2017-09-15 | 2020-09-18 | 坦萨技术有限公司 | 用于铁路的土工工程构造 |
| US12123149B2 (en) | 2017-09-15 | 2024-10-22 | Tensar Technologies Limited | Geoengineering constructions for use in railways |
| CN114808555A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-07-29 | 中铁上海设计院集团有限公司 | 一种预制框架板及其应用方法 |
| CN114808555B (zh) * | 2022-06-17 | 2023-11-28 | 中铁上海设计院集团有限公司 | 一种预制框架板及其应用方法 |
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