KR20200120213A

KR20200120213A - 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR20200120213A
Application number: KR1020190042797A
Authority: KR
Inventors: 김대상; 김지환
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-10-21

Abstract

철도용 자갈궤도의 보수 또는 신설시 자갈궤도 도상에 기존의 자갈궤도 도상용 자갈을 코팅자갈로 대체하여 배치하여 효율적이고 경제적인 자갈궤도의 유지보수가 가능한 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 자갈궤도 자갈은 쇄석의 표면을 코팅재로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목 하부에 배치되도록 하게 된다.

Description

코팅자갈을 이용한 자갈궤도 및 그 시공방법 {BALLAST TRACK USING PRE-COATED BALLAST AGGREGATE AND CONSTRUCTION FOR THE SAME}

본 발명은 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 철도용 자갈궤도의 보수 또는 신설시 자갈궤도 도상에 기존의 자갈궤도 도상용 자갈을 코팅자갈로 대체하여 배침항으로서 효율적이고 경제적인 자갈궤도의 유지보수가 가능한 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열차 등이 주행하게 되는 궤도(Track)는 노반 위에 도상을 마련하고, 그 도상 위에 침목 및 레일을 배치한 것이 널리 알려져 있다. 여기서, 도상은 레일 및 침목으로부터 전달되는 열차 하중을 넓게 분산시켜 노반에 전달하고, 침목을 소정 위치에 고정시키는 역할을 하는 궤도 재료로서, 자갈(또는 쇄석)이나 콘크리트가 사용된다.

이러한 궤도의 구조는, 노반 위에 형성한 도상에 침목을 배열하고, 그 위에 한 쌍의 레일을 일정 간격으로 평행하게 부착하는 것이 일반적이다.

이러한 궤도를 구성하는 도상(Ballast)을 구성하는 재료(도상골재, Ballast Aggregate)로는 자갈(Gravel), 쇄석(Crushed Stone), 슬라브(Slab) 등이 있으며, 노선의 다양한 조건을 고려하여 선정되고 있다.

특히, 자갈, 쇄석 등을 이용한 자갈도상 궤도가 널리 알려져 있다. 이러한 자갈도상은 유도상 궤도로서, 그 성질상 무거운 차량의 주행을 합리적으로 지지하면서 경제적으로도 우수하기 때문에, 오랜 세월동안 채용되어 오고 있다.

이러한 자갈, 쇄석에 의한 자갈도상은 침목을 확실하게 유지하고, 열차로부터 레일 및 침목을 거쳐 전해지는 하중을 노반에 균등하게 분산시키며, 궤도에 탄성을 갖게 하며, 댐핑 등의 보수 작업을 용이하게 실시할 수 있어야 하고, 궤도의 배수를 좋게 하여 분니나 잡초의 발생을 방지하는 등의 기능을 갖고 있다.

도 1a는 종래의 기술에 따른 자갈도상 궤도의 단면도이고, 도 1b는 종래의 기술에 따른 자갈도상 궤도의 도상자갈의 손상 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 자갈도상 궤도(10)는 강화노반(11) 상에 형성되며, 철도 차륜으로부터 재하된 하중이 레일(14)과 침목(13)을 통하여 자갈도상(12)으로 전달되고, 이러한 자갈도상(12)에서 각 도상입자(자갈, 쇄석)의 접촉점을 통하여 하중이 분산된다.

이때, 자갈도상(12)의 기능은 침목(13) 저면의 압력을 균등하게 강화노반(11)에 분포시키는 것으로서, 침목(13)의 길이방향의 도상저항력을 확보하고, 이러한 침목(13)을 탄성적으로 지지하여 충격력을 완화함으로써, 선로의 파괴를 경감시키는 것이다.

또한, 이러한 자갈도상(12)은 침목(13)을 소정 위치에 고정시킬 수 있고, 궤도틀림을 정정할 수 있고, 침목의 갱환 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

구체적으로, 자갈도상(12)의 재료는 주로 쇄석(깬 자갈)이 사용되며, 예를 들면, 경암을 쇄석기로 입경이 10~65㎜의 입도분포가 적당히 혼합된 쇄석을 이용하게 된다.

또한, 이러한 자갈, 쇄석은 열차의 동적하중에 의해 손상이 발생하며, 예를 들면 이러한 자갈도상의 손상으로서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 압밀, 측방유동, 노반관입, 세립화 등이 발생할 수 있다.

국내의 경우, 고속철도 자갈도상 보강을 위해 주로 자갈 치환 및 다짐 이후에 도상안정제를 포설하여 안정화를 확보하고 있는 실정이며, 최근 다양한 소재로 제작된 토목섬유를 이용하여 자갈도상을 보강하고자 하는 연구가 진행되고 있다.

도 1c는 이러한 자갈도상(12)에 있어 자갈의 마모 및 파쇄 형태를 예시하는 도면이다.

철도에 사용되는 일반 자갈의 경우, 도 1c에 도시된 바와 같이, 예각 형상의 구조에 대용량의 반복적인 열차하중이 작용하는 경우, 많은 마모와 파쇄가 발생하고 있음을 알 수 있다.

도 1d는 자갈도상에 있어 자갈 이동량분석 프로그램을 예시하는 도면이고, 도 1e는 자갈 이동량에 대한 벡터도이다.

도 1d에 도시된 자갈 이동량분석 프로그램을 이용하여, 열차의 반복적인 하중재하시 자갈의 이동량을 평가한 결과에 따르면, 도 1e에 도시된 바와 같이, 하중 재하점 중앙 직하부에서는 자갈이 직하 방향으로 침하하는 다짐 압축현상을 보이고, 좌측은 다짐 압축과 시계방향의 회전이 합성된 전단변형을 보이며, 우측은 다짐 압축과 반시계방향의 회전이 합성된 전단변형 거동을 보인다.

이와 같은 자갈의 마모, 파쇄와 이동, 회전 등에 의하여 자갈도상이 열차하중을 충분히 지지할 수 없게 되어 열차가 운행하지 않는 시간인 야간에 대규모 장비와 인력을 투입하여 부분 치환 및 전체 교환을 실시하고 있고, 이를 위한 막대한 예산이 투입되고 있는 실정이다.

관련하여 프랑스, 스페인, 일본 등 해외의 경우, 자갈도상에 필요한 품질의 자갈 확보가 어려워 자갈 생산 단가가 국내와 비교하여 5배 이상 고가인 것으로 파악되고 있다. 하지만 국내의 경우에도 유지보수가 어렵거나 비용이 많이 소요되는 분기기 구간 등은 초기 건설 이후 장기간 유지보수가 진행되지 않음으로 인하여 열차 탈선 등 안전운행 상의 문제가 발생되고 있어 이에 따라 자갈도상에 사용되는 자갈을 보다 효율적으로 대체할 필요성이 증가하고 있는 실정이다.

대한민국 등록실용신안번호 제20-194080호(출원일:2000년 3월 28일), 고안의 명칭: "건축폐기물을 이용한 인공자갈" 대한민국 등록특허번호 제10-1702122호(출원일: 2015년 6월 22일), 발명의 명칭: "인공경량골재의 제조방법" 대한민국 공개특허번호 제2014-122087호(공개일: 2014년 10월 17일), 발명의 명칭: "링크부재에 의해 폐회로의 형태로 연결된 연쇄식 철도 자갈도상용 골재 및 이를 포함하는 철도 자갈도상" 대한민국 공개특허번호 제2014-124089호(공개일: 2014년 10월 24일), 발명의 명칭: "해안 양빈 시공용 친환경 구조체를 사용한 친환경 양빈 시공 방법"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열차하중의 작용 시 침목 저면과 코팅자갈의 접촉면적 증가, 코팅자갈과 쇄석(또는 일반자갈)간의 접촉면적을 증가시켜 하중전달경로가 증가되어, 하중의 분산과 소음,진동 저감 및 자갈의 마모, 파쇄, 세립화방지, 분진과 미세먼지 발생 등을 최소화시킬 수 있는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 신설 노선뿐만 아니라 운용중인 자갈궤도의 일상적인 유지관리 시 콘크리트 침목 하면에 적용가능하여 효율적인 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 고기능성 자갈을 이용한 자갈궤도는, 노반상에 형성되는 자갈도상과 상기 자갈도상 상부에 지지되도록 설치된 침목을 포함하는 자갈궤도에 있어서, 상기 자갈도상의 자갈은 쇄석의 표면을 코팅재로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목 하부에 배치되도록 하게 된다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 고기능성 자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법은,

노반 상면에 쇄석을 배치하는 단계; (b) 침목(130)의 직하부에 코팅자갈을 제한적인 폭을 가지도록 배치시키는 단계; 및 (c) 상기 코팅자갈 상면에 침목을 배치하고, 쇄석을 침목 주위에 배치하여 자갈도상을 형성시키는 단계를 포함하며, 상기 자갈도상의 자갈은 쇄석의 표면을 코팅재로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목 하부에 배치되도록 하게 된다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 다른 고기능성 자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법은

(a) 노반 상면에 쇄석을 배치하는 단계; (b) 침목(130)의 직하부에 침목 저면에 코팅자갈과 쇄석이 서로 혼용하여 제한적인 폭을 가지도록 배치시키는 단계; 및 (c) 상기 코팅자갈 상면에 침목을 배치하고, 쇄석을 침목 주위에 배치하여 자갈도상을 형성시키는 단계를 포함하며, 상기 자갈도상의 자갈은 쇄석의 표면을 코팅재로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목 하부에 배치되도록 하게 된다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 또 다른 고기능성 자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법은

(a) 노반 상면에 쇄석을 배치하는 단계; (b) 침목의 직하부에 쇄석의 공극에 코팅자갈이 제한적인 폭을 가지도록 배치시키는 단계; 및 (c) 상기 코팅자갈 상면에 침목을 배치하고, 쇄석을 침목 주위에 배치하여 자갈도상을 형성시키는 단계를 포함하며, 상기 자갈도상의 자갈은 쇄석의 표면을 코팅재로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목 하부에 배치되도록 하게 된다.

이때 상기 (b) 단계의 침목 저면에는 침목패드가 더 부착되어 일체화되도록 하게 된다.

본 발명에 따르면, 철도용 자갈궤도의 보수 또는 신설시, 침목과 자갈, 자갈과 자갈간의 접촉면적 증가로 침목, 자갈, 노반의 하중전달경로가 증가되어 하중분산효과에 의한 자갈도상의 유지보수의 효율성을 높일 수 있게 되며, 하중의 분산과 소음,진동 저감 및 자갈의 마모, 파쇄, 세립화방지, 분진과 미세먼지 발생 등을 최소화시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 자갈도상의 자갈 유지보수 주기를 연장시킴에 따라 유지보수를 위한 인건비 및 장비비용을 저감시킬 수 있으며, 기 운영중인 자갈궤도에도 적용이 가능하여 유지관리비용의 절감도 가능하게 된다.

도 1a는 종래의 기술에 따른 자갈도상 궤도의 단면도이고, 도 1b는 종래의 기술에 따른 자갈도상 궤도의 도상자갈의 손상 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1c는 자갈 마모 및 파쇄 형태를 예시하는 도면이다.
도 1d는 도상자갈 이동량분석 프로그램을 예시하는 도면이다.
도 1e는 자갈 이동량에 대한 벡터도이다.
도 2는 본 발명의 코팅자갈을 이용하여 시공된 자갈궤도의 시공단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 코팅자갈의 예시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 코팅자갈의 배치형태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법 순서도를 도시한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[코팅자갈(122)을 이용한 자갈궤도(100)]

도 2는 본 발명의 코팅자갈(122)을 이용하여 시공된 자갈궤도(100)의 시공단면도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 코팅자갈의 예시도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 코팅자갈(122)의 배치형태를 도시한 것이다.

상기 자갈궤도(100)는 도 2와 같이, 노상(110), 자갈도상(120), 침목(130), 레일(140), 침목패드(150)을 포함하여 구성된다.

상기 노반(110)은 도 2와 같이 자갈궤도(100) 시공되는 지반으로서 성토, 다짐등에 의하여 하부노반, 상부노반등으로 구분하여 시공될 수 있는데 본 발명에서는 자갈도상(120)이 시공되는 지반으로 자갈도상(120)으로부터 전달되는 하중이 전달되어 지지되는 역할을 하게 된다.

상기 자갈도상(120)은 도 2와 같이 상부에 설치되는 침목(130)을 지지할 수 있도록 소정의 폭과 두께로 자갈을 노반(110) 상면에 포설시킨 것으로서 열차로부터 레일 및 침목을 거쳐 전해지는 하중을 노반(110)에 균등하게 분산시키며, 자갈이 서로 물려져 적층되도록 포설되어 있어 자갈궤도에 탄성을 가질 수 있도록 하게되며, 최근에는 자갈로서 쇄석(121)이 많이 이용하되 본 발명에서는 코팅자갈(122)을 혼용하게 된다.

즉, 종래 쇄석(121) 사용을 배제하는 것이 아니라 쇄석(121)과 코팅자갈(122)를 로 함께 혼용하면서 최적의 배치구조로 자갈도상(120)으로 시공하여 시공성 및 경제성을 확보할 수 있도록 하게 된다.

이에 상기 쇄석(121)은 예컨대, 경암을 쇄석기로 파쇄시켜 입경이 10~65㎜인 입도분포를 가진 것을 자갈도상(120)의 대부분을 차지하도록 포설하되,

자갈 이동량분석에 의하면 하중 재하점 중앙 직하부에서는 자갈이 직하 방향으로 침하하는 다짐 압축현상을 보이게 되므로 특히 쇄석(121)과 침목(130) 저면과의 접촉면에 위치한 쇄석(121)들은 서로 모서리가 서로 물려진 상태에서 전달되는 동적하중에 의하여 마모, 파쇄, 미립화가 진행되므로 본 발명의 코팅자갈(122)을 배치하여 하중의 분산과 소음,진동 저감 및 자갈의 마모, 파쇄, 세립화방지, 분진/미세먼지 발생 등을 최소화시킬 수 있는 기술적 효과를 가지게 된다.

또한 침목(130) 저면과 쇄석(121) 및 코팅자갈(122)과의 접촉면적이 커지도록 침목패드(150)를 추가로 부착시켜, 침목,자갈,노반의 하중전달경로가 증가되어 하중분산효과에 의한 자갈도상의 유지보수의 효율성을 높일 수 있게 된다.

이에 상기 기술적 효과를 달성하기 위한 본 발명의 코팅자갈(122)의 형상을 도 3에 의하여 살펴보면 다음과 같다.

이는 종래의 쇄석(121)의 표면을 코팅재(123)로 전부 코팅시킨 것이라 할 수 있다.

종래 자갈도상에 사용되는 자갈로서 쇄석은 예각 형상의 구조에 대용량의 반복적인 열차하중이 작용하는 경우, 많은 마모와 파쇄가 발생하고 있음을 도 1b에서 확인하였는 바, 상기 쇄석이 둔각 형상의 구조로 형성되도록 코팅재를 쇄석 표면 전부에 도포한 것이다.

이에 코팅재가 도포된 예각부위는 충격하중등이 작용하더라도 응력집중이 최소화되어 마모 및 파쇄가 발생 확률이 적어지도록 모서리각이 90도 이상(둔각)으로 테이퍼링 처리됨을 알 수 있다.

이때 상기 코팅재(123)는 폴리우레탄 고분자재료와 같이 부착력을 가지면서 탄성과 내구성을 가진 재료를 이용하면 되고 코팅두께와 강성은 동적하중의 크기, 궤도조건등을 고려하여 결정하면 된다.

이에 일반자갈인 쇄석(121)과 코팅자갈(122)과의 접촉면적, 코팅자갈과 코팅자갈과의 접촉면적, 침목 저면과 쇄석(121), 코팅자갈(122)의 접촉면적을 극대화시켜 작용응력이 최소화되고, 쇄석(121)의 유지보수에 필요한 인력과 비용을 절감하고, 쇄석(121)의 마모, 파쇄, 미립화를 방지하여 유지보수주기를 장주기화 시킬 수 있게 되며, 하중전달경로가 커지기 때문에 소음,진동도 저감시킬 수 있게 된다.

다음으로 본 발명의 코팅자갈(122)의 최적 배치구조를 도시한 도 4에 의하여 살펴보면 다음과 같다.

상기 코팅자갈(122)은 침목(130) 저면 하부에 위치하도록 배치시키게 되는데, 쇄석(121,일반자갈)과 함께 배치하는 것을 기본으로 하되, 집중하중이 발생하는 부위는 코팅자갈(122)만 배치하거나, 침목패드(150)와 함께 배치시키게 된다.

도 4a에 의하면 침목(130) 저면에 코팅자갈(122)만 배치되어 있고, 코팅자갈(122) 하부에 쇄석(121)이 배치되어 있음을 알 수 있다.

침목(130) 저면과 코팅자갈(122)이 서로 접하고 있어 쇄석(121)과 달리 모서리 접촉면적이 증가하여 마모, 파쇄가 저감하게 됨을 알 수 있으며 침목(130) 하부만 코팅자갈(122)로 배치하게 되므로 매우 경제적이다.

도 4b에 의하면 침목(130) 저면에 코팅자갈(122)과 쇄석(121)이 서로 혼용되어 있음을 알 수 있다.

침목(130) 저면에 쇄석(121)과 코팅자갈(122)이 모두 접하고 있어 쇄석(121)만 사용하는 경우와 대비해서 역시 모서리 접촉면적이 증가하여 마모, 파쇄가 저감하게 됨을 알 수 있으며 쇄석(121)과 코팅자갈(122)과의 접촉면적도 커지기 때문에 자갈도상을 간단하게 유지 보수할 수 있고, 침목(130) 하부를 쇄석(121), 코팅자갈(122) 구분하여 배치하기 어려울 때 효과적이다.

도 4c는 침목(130) 저면에 추가로 침목패드(150)를 일체화시키고, 쇄석(121)을 포설하되, 쇄석(121)의 공극에 코팅자갈(122)이 배치되어 있음을 알 수 있다. 쇄석(121)의 모서리 사이에 배치되어 역시 모서리 접촉면적이 증가하여 마모, 파쇄가 저감하게 됨을 알 수 있으며, 입도를 조절할 경우 쇄석(121)의 단점을 보완하는 보충재 역할을 하여 자갈도상을 유지 보수할 수 있고, 기존의 침목 하부를 유지 보수하는데 매우 효과적이게 된다.

물론 도 4a 및 도 4b의 경우에도 침목패드(150)를 침목(130) 저면에 부착시켜 이용해도 상관은 없다.

[ 코팅자갈(122)을 이용한 자갈궤도 시공방법 ]

도 5는 본 발명의 코팅자갈(122)를 이용한 자갈궤도 시공방법 순서도를 도시한 것이다.

이러한 자갈궤도 시공방법은 노반(110)위에 앞서 살펴본 코팅자갈(122)을 제작하고, 제작된 코팅자갈(122)과 쇄석(121)을 이용하여 자갈도상(120)을 시공하고, 자갈도상(120)에 침목(130)을 설치한 후, 침목(130)에 레일(140)을 고정 설치하여 자갈궤도를 시공하는 방법이다.

이에 코팅자갈(122)의 제작은 쇄석(121)의 표면을 코팅재(123)가 부착되도록 하게 된다.

이를 위해서 코팅재(123)가 담겨진 하우징에 쇄석(121)을 믹싱하거나, 코팅재(123)를 뿜칠하여 건조시며 일정한 두께로 코팅재(123)가 쇄석(121)에 피복되도록 하게 된다.

이에 제작된 코팅자갈(122)을 도 4a와 같이,

노반(110) 상면에 쇄석(121)을 배치하고, 침목(130)의 직하부에 코팅자갈(122)을 제한적인 폭을 가지도록 배치시키게 된다.

다음으로는 코팅자갈(122) 상면에 침목(130)을 배치하고, 쇄석(121)을 침목(130) 주위에 배치하여 자갈도상(120)을 형성시키고,

상기 코팅자갈(122) 상면에는 콘크리트 침목(130)을 설치하고, 침목(130) 상면에 레일(140)을 고정 설치하여 자갈궤도(100)를 시공하게 된다.

나아가 도 4b와 같이,

노반(110) 상면에 쇄석(121)을 배치하고, 침목(130)의 직하부에 쇄석(121)과 코팅자갈(122)을 믹싱하여 혼용한 것을 배치시키게 된다.

다음으로는 쇄석(121)과 코팅자갈(122) 상면에 침목(130)을 배치하고, 쇄석(121)을 침목(130) 주위에 배치하여 자갈도상(120)을 형성시키고,

상기 쇄석(121)과 코팅자갈(122) 상면에는 콘크리트 침목(130)을 설치하고, 침목(130) 상면에 레일(140)을 고정 설치하여 자갈궤도(100)를 시공하게 된다.

나아가 도 4c와 같이,

노반(110) 상면에 쇄석(121)을 배치하고,침목(130) 직하부에 쇄석(121)과 코팅자갈(122)을 믹싱하여 혼용한 것을 배치시키되, 쇄석(121)의 공극 사이에 코팅자갈(122)이 배치되도록 하게 된다.

다음으로는 쇄석(121)과 코팅자갈(122) 상면에 저면에 침목패드(140)를 부착시켜 일체화시킨 침목(130)을 배치하고, 쇄석(121)을 침목(130) 주위에 배치하여 자갈도상(120)을 형성시키고,

다음으로, 상기 침목(130) 상에 레일체결장치 및 레일(140)을 설치하여 자갈궤도(100)를 완성한다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 쇄석(121)과 코팅자갈(122)를 혼용하여 배치하거나, 응력집중이 큰 부위에 코팅자갈(122)를 단독으로 배치하거나, 침목패드(150)와 함께 배치하여 자갈도상(120)을 형성시킴에 따라 충격하중에 의한 마모 및 파쇄를 저감시킬 수 있게 되어, 자갈의 장수명화를 통하여 유지보수주기를 장주기화 시킬 수 있게 되며, 자갈도상의 유지관리에 필요한 인력과 비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 궤도 지지성능 개선으로 열차 주행 안전성을 향상 및 소음, 진동을 저감시킬 수 있으며, 채취 자갈 사용량 감소로 인한 자연 파괴를 친환경적으로 최소화시킬 수 있다.

또한, 자갈도상 유지보수로 인한 서행 운행을 최소화할 수 있고, 자갈 운반비용이 높거나 자갈 확보가 어려운 개소에서의 철도 건설 시 활용할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 자갈궤도
110: 노반
120: 자갈도상
130: 침목
140: 레일
150: 침목패드

Claims

노반상에 형성되는 자갈도상과 상기 자갈도상 상부에 지지되도록 설치된 침목을 포함하는 자갈궤도에 있어서, 상기 자갈도상의 자갈은
쇄석(121)의 표면을 코팅재(123)로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목(130) 하부에 배치되도록 하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도.
제 1항에서,
상기 코팅재는 폴리우레탄을 포함하는 고분자 코팅재로서 쇄석(121)의 모서리 일부에 부착되어 형성되도록 하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도.
제 1항에서,
상기 침목(130) 저면에 코팅자갈(122)만 배치되어 있고, 코팅자갈(122) 하부에 쇄석(121)이 배치되도록 하여 침목(130) 저면과 코팅자갈(122)이 서로 접하고 있어 쇄석(121)과 달리 모서리 접촉면적이 증가하여 마모, 파쇄가 저감되도록 하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도.
제 1항에서,
상기 침목(130) 저면에 코팅자갈(122)과 쇄석(121)이 서로 혼용되어 배치되어, 침목(130) 저면에 쇄석(121)과 코팅자갈(122)이 모두 접하고 있어 쇄석(121)만 사용하는 경우와 대비해서 모서리 접촉면적이 증가하여 마모, 파쇄가 저감되며, 코팅자갈(122) 구분하여 배치하기 어려울 때 이용되는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도.
제 1항에서,
상기 침목(130) 저면에 쇄석(121)을 포설하되, 쇄석(121)의 공극에 코팅자갈(122)이 배치되도록 하여 모서리 접촉면적이 증가하여 마모, 파쇄가 저감되며, 기존의 침목 하부를 유지 보수하는데 사용되는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도.
제 1항에서,
상기 제 3항 내지 제 5항중 어느 한항에 있어서, 침목패드(150)를 침목(130) 저면에 추가로 부착시켜 사용하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도.
(a) 노반(110) 상면에 쇄석(121)을 배치하는 단계;
(b) 침목(130)의 직하부에 코팅자갈(122)을 제한적인 폭을 가지도록 배치시키는 단계; 및
(c) 상기 코팅자갈(122) 상면에 침목(130)을 배치하고, 쇄석(121)을 침목(130) 주위에 배치하여 자갈도상(120)을 형성시키는 단계를 포함하며,
상기 자갈도상(120)의 자갈은 쇄석(121)의 표면을 코팅재(123)로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목(130) 하부에 배치되도록 하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법.
(a) 노반(110) 상면에 쇄석(121)을 배치하는 단계;
(b) 침목(130)의 직하부에 침목(130) 저면에 코팅자갈(122)과 쇄석(121)이 서로 혼용하여 제한적인 폭을 가지도록 배치시키는 단계; 및
(c) 상기 코팅자갈(122) 상면에 침목(130)을 배치하고, 쇄석(121)을 침목(130) 주위에 배치하여 자갈도상(120)을 형성시키는 단계를 포함하며,
상기 자갈도상(120)의 자갈은 쇄석(121)의 표면을 코팅재(123)로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목(130) 하부에 배치되도록 하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법.
(a) 노반(110) 상면에 쇄석(121)을 배치하는 단계;
(b) 침목(130)의 직하부에 쇄석(121)의 공극에 코팅자갈(122)이 제한적인 폭을 가지도록 배치시키는 단계; 및
(c) 상기 코팅자갈(122) 상면에 침목(130)을 배치하고, 쇄석(121)을 침목(130) 주위에 배치하여 자갈도상(120)을 형성시키는 단계를 포함하며,
상기 자갈도상(120)의 자갈은 쇄석(121)의 표면을 코팅재(123)로 코팅시킨 것으로서 코팅재가 도포된 예각부위는 모서리각이 90도 이상으로 테이퍼링 처리된 코팅자갈로 형성되며, 상기 코팅자갈은 침목(130) 하부에 배치되도록 하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법.
제 7항 내지 제 9항중 어느 한항에 있어서,
상기 (b) 단계의 침목(130) 저면에는 침목패드(130)가 더 부착되어 일체화되도록 하는 코팅자갈을 이용한 자갈궤도 시공방법.