침목
침목(枕木, sleeper)은 도상(道床)에 적당한 간격으로 나열하여 그 위에 레일을 깔고 정착시킴으로써 궤간(레일과 레일 사이의 간격)을 정확히 유지시키고, 또 레일에 가해지는 열차하중을 도상을 통해서 노반(路盤)에 전달하는 목재나 콘크리트재를 말한다.
침목은 일반적으로 목재를 사용해 왔으나, 부패하는 결점이 있어, 크레오소트유(油)를 주입하여 방부처리를 함으로써 수명을 연장시킨다. 목재로는 참나무 ·밤나무 ·너도밤나무 ·소나무 ·느릅나무 ·호두나무 ·단풍나무 등이 사용되어 왔다. 나무의 종류는 일정한 제한이 없으며, 다만 건조상태가 좋아 터짐이나 뒤틀림 등이 없는 나무를 사용해야 한다.
제2차 세계대전 후 임산자원의 부족현상으로 그 대용품으로서 콘크리트 침목이 사용되어 왔다. 콘크리트 침목에는 RC침목(reinforced concrete tie)과 PC침목(prestressed concrete tie)이 있는데, 둘 중 PC침목이 우수하여 현재는 대부분 PC침목이 사용된다.
개요[편집]
침목은 레일을 견고하게 체결(締結, fastening)시켜 좌우 레일의 궤간을 정확하게 유지하고, 레일로부터 받은 열차의 하중을 도상(道上)에 널리 분포시킨다. 침목에는 부설방법(敷設方法)에 따라 일반적인 가로 침목, 검사 피트(pit) 등에 사용되는 세로 침목, 직결도상(直結道上) 등에 사용되는 블록 침목(block sleeper) 등이 있다. 길이는 1,067mm 궤간 210cm, 1,435mm 궤간 240cm를 표준으로 하고 있다. 부설장소(敷設場所)에 따라 보통침목, 길이가 긴 분기기용 침목, 단면이 큰 교량용 침목, 폭이 넓은 이음매용 침목 등의 종류가 있다. 재질에 따라 나무침목, 철침목, PC 침목, 조합침목, 합성침목 등이 있다. 종래는 주로 나무침목이 채용되었으나, 최근에는 내구성이 우수한 PC 침목이 많아지고 있다. 철침목은 유럽과 남미 등에서 채용하고 있다. 최근에는 나무침목과 PC 침목 양자(兩者)의 이점(利點)을 살린 가볍고 강하며 내구성(耐久性)이 우수한 신소재(新素材)로 된 합성침목 등의 개발도 진행되고 있다.
종류[편집]
- 재료에 의한 분류：목침목, PC 침목, 철침목
- 배치에 의한 분류：블록 침목, 횡침목, 종침목
재질[편집]
나무[편집]
나무 침목은 단단한 목재를 잘 말린 뒤 방부 처리를 하여 만든다. 목재는 구하기 쉽고 가격도 저렴하여 오랫동안 레일을 지지하는 역할을 맡았다. 하지만 아무리 방부처리를 하더라도 부식에서 자유롭지 못하며 충격에도 다른 재질보다 약하다. 이는 과거보다 중량이 더 나가며 속도 향상으로 고속화된 지금의 철도 시스템에서 한계를 보인다. 그래도 가격 부담이 적은 만큼 고속철도가 필요치 않은 개발도상국에서는 여전히 쓰이며, 선진국에서도 여전히 명맥을 유지하고 있다. 심지어 아직도 목재 침목 개량 기술을 연구하고 있을 정도. 참고로 분기선은 나무 침목이 많다. 국내에서는 폐선한 철로의 침목을 공원의 계단 같은 것으로 재활용한 사례도 있다. 대구 북구 연암공원이 대표적.
하지만 침목은 방부처리를 위해 온갖 독성 물질(크레오소트, 중유, 타르 등)을 듬뿍 배이게 가공해 놓은 터라 고도의 정화 처리를 하지 않는 이상 깨끗해지지 않으며, 그 돈을 들이느니 그냥 고온 소각으로 태워서 없애는 게 맞다.[3] 실제로 폐 침목을 사용한 후 방부 물질들이 스며 나와 악취와 공원 토양 오염이 문제가 되어 뉴스를 탄 적도 있다. 나무는 살아있던 세포로 이루어진 물질이므로 내부에 많은 공기 구멍과 통로가 있어 자체적으로 충격 흡수와 소음 흡수 기능이 있기 때문에 선로 사이의 이음매, 신축 이음매, 분기기 등에도 소음 저감을 위해 나무 침목을 주로 사용한다. 다만 번대가 높은 분기기를 사용하는 경우는 콘크리트를 사용하기도 한다.
2012년 대한민국 폐기물관리법 개정으로 인해 폐침목을 적정한 방부처리를 하면 원목에 가깝게 재활용할 수 있다. 그래서 지리산, 설악산 등 대한민국의 각종 산에 나무로 된 계단이나 나무로 된 쉼터로 재활용하고 있다. 여기에 들어가는 나무들은 죄다 폐 철도 목침목을 정화해 환경부의 인증을 받아 문제가 없는 폐침목으로 만들어서 이걸 사와서 만들고 있다.
콘크리트[편집]
콘크리트 침목은 보통 'PC침목'이라고 하는데, 정확히는 '프리스트레스트 콘크리트(Pre-stressed Concrete) 침목'이다. 일반 철근 콘크리트는 인장강도를 높이기 위해 쓰이지만, 철근은 시간이 갈수록 부식이 이뤄져 침목에 쓰일 경우 강도 문제가 생길 수 있다. 그래서 철근을 쓰지 않고 미리 압축 스트레스를 주어 인장 강도를 높인 특수 콘크리트(PC)를 써 침목을 만든다. 가격은 철근 콘크리트보다 PC가 비싸지만, 콘크리트 재질의 약점인 균열에 강해 침목으로는 안성맞춤이다. 콘크리트 침목은 목재 침목보다 수명이 길어 관리에 손이 덜 갈 뿐더러 고속화에 유리하여 지금은 대한민국을 포함한 웬만한 선진국의 주력 침목 재질로 자리 잡았다.
나무 침목과 모양이 다른 탓에 이음매를 설치할 때에는 나무 침목같이 직사각형으로 생긴 것을 사용한다. 단점으로는 PC 침목으로 건설된 선로를 달릴 때 소음이 상당하다는 것이다.[4] 당장 고속도로에서 아스팔트로 포장된 도로를 달리는 것과 콘크리트로 포장된 도로를 달릴 때의 소음을 비교해보면 쉽게 알 수 있다. 또 무게가 매우 무거워 무도상교량 등에서의 활용은 매우 어렵다. 최근에는 시공쪽으로도 편하게 발전되어 PSTS(Precast Slab Track System)라고 하여 아예 도상과 침목을 일정 길이의 일체형 철근 콘크리트로 제작해 건설시 PST블럭을 두고 레일만 설치하면 되게 제작되고 있다. 보통 지하 구간에 많이 사용한다. 지하 구간에 자갈도상이 사라져가면서 콘크리트로 도상을 교체하는 동시에 콘크리트로 침목까지 만들어버리는 것이다.
문제는 PC침목의 경우 재활용할 방법이 없다는 것. 레일을 붙이는 쪽만 철 스크랩하여 고철 처분하고 나머지는 전부 소각한다.
철[편집]
철을 사용한 금속 재질 침목도 역사가 길다. 그렇지만 과거에는 콘크리트 침목에 비해 수명이 짧은 문제가 있어 잘 쓰이지 않다가 기술 발전에 따라서 영국을 중심으로 조금씩 쓰임새를 늘리고 있다. 강철 재질 침목은 콘크리트 침목보다 오히려 무게가 가벼운 것이 장점이다.
철도의 여명기에는 콘크리트가 아닌 자연석을 가공하여 쓰기도 했다. 하지만 인장강도가 충분치 않는 자연석은 고속화와 중량 증가를 버텨내기 어려워 지금은 사장된 상태이다.
플라스틱[편집]
플라스틱 침목은 목침목보다 내구성, 내부식성 등이 우수하나 가격이 비싸므로 분기기나 무도상철교에 주로 사용된다. 현재는 재활용 플라스틱을 이용해서 만들기도 한다.
합성수지[편집]
합성수지 침목은 유리섬유와 경질발포우레탄 수지로 만든 침목이다. 나무 침목과 같은 수준의 취급 용이성을 가지고 있는 데다 내구성은 훨씬 좋다. 1980년대 일본에서 개발되어 일본에서 주로 사용되며, 국내에서도 일부 도시철도 노선 등에 채용사례가 있고, 대만과 중국, 오스트리아에서도 사용된다. 침목 교체가 힘든 분기기나 무도상교량, 콘크리트 도상의 분기기 및 이음매용 침목에 사용된다. 코레일에서 무도상교량의 장대레일화를 위해 개발중이며, 무도상교량 구간인 경원선 신답철교에 실증실험을 위해 설치되었다.
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
