• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.5-13
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• 2004

기존의 흙을 사용하여 건설된 철도 노반은 반복적인 교통하중의 증가, 열차속도의 향상, 노반상으로의 지하수의 유입, 노반의 배수능력 저하 등의 이유로 인해 시간경과에 따라 쉽게 그 기능을 상실할 수 있다. 본 연구에서는 실대형시험과 수치해석을 수행함으로씨 철도노반으로서의 쇄석강화노반의 성능을 평가하였다. 쇄석강화노반의 탄$.$소성 연직변위는 모사열차하중의 재하횟수에 관계없이 일반 흙노반에 비해 작은 응답특성을 보였으며, 동일한 노반 부설두께에서는 노반반력계수의 증가에 따라 감소하며, 동일한 강성인 경우 노반 부설두께 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 하지만, 쇄석강화노반의 부설두께에 비해 노반의 강성이 궤도에 발생하는 전체 소성 연직변위에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.160-166
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• 2011

열차하중에 의한 토공노반의 동적응답은 다양한 주변환경에 종속적이기 때문에 정확한 특성을 규명하는 것은 어렵다. 그러나 일부 궤도틀림의 원인이 노반의 불균일한 지지력과 이에 따른 동적 응답의 영향일 것으로 예상되기 때문에 다양한 궤도틀림원인 분석 및 대책에 대한 연구를 위해서는 노반의 동적응답에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 노반의 동적응답이 궤도변형에 미치는 영향을 분석하기 위한 기초연구로서 여러가지 영향조건 중 노반의 구조와 재료강성의 변화에 따른 노반의 탁월 주파수와 진동에너지의 크기에 대한 응답을 검토하였다. 검토단면은 탁월대역의 에너지 증폭이 쉬운 이 층노반구조로서 노반과 연암으로 구성하였다. 검토내용은 각 조건별 파의 전파특성을 규명하고 노반의 동적응답을 이론적, 해석적, 경험적 방법으로 비교 검토하여 궤도틀림에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권12호
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• pp.13-23
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• 2017

본 논문에서는 운영 중인 철도노반의 침하에 대응하고자 노반보강 재료와 공법에 대한 내용을 다루었다. 국내에서는 도시철도와 고속철도, 그리고 일반철도에 콘크리트궤도가 도입되고 있지만 최근 시공된 일부구간에서 콘크리트궤도의 노반침하가 발생되고 있고, 유지보수에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 철도 안전운행을 위해 침하된 철도노반의 보강이 시급하지만 현재까지 운영중인 철도노반의 보강에 대한 시공사례는 전무한 상태로서 노반 보강에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 최초로 시도되는 운영 중인 철도노반을 보강하기 위해 지반보강 재료들을 통해 노반 보강의 목표성능을 선정하였고, 이에 침투성능 및 고결성 주입효과 등을 확인하여 목표성능의 만족여부를 판단하였다. 연구 결과 일반적으로 쓰이는 지반보강재료 및 공법들은 철도노반 보강의 적용을 위해 개선이 필요하다는 것이 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.8-16
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• 2018

본 논문의 목적은 고속철도 콘크리트 궤도 및 노반 측정 데이터(노반압력, 진동가속도, 탄성변위 등)를 이용하여 토공노반의 장기거동을 분석하고 궤도 노반의 장기성능을 평가하고자 하는데 있다. 최근 고속철도 궤도 형식이 콘크리트 슬래브로 채택되고 있다. 그러나 콘크리트 궤도는 노반 침하에 취약하다. 자갈궤도의 경우 노반이 침하되어도 유지보수로 원상복구가 용이하다. 반면에 콘크리트 궤도의 경우 노반의 과도한 침하가 발생하면 도상 및 침목에 균열이 지속적으로 발생되고 사용성이 크게 저하된다. 이와 같은 이유로 부분보수만으로 원상복구가 어렵다. 본 논문에서는 운영 중 콘크리트 궤도에 대하여 건설 초부터 매설된 센서의 측정 데이터를 개통 후 약 3년까지 모니터링하여 장기성능평가를 수행하였다. 성능평가 방법은 열차별 궤도 토공노반 및 장기 궤도 노반 성능평가, 장기침하에 따른 궤도 노반 성능 영향 분석 및 장기 침하 영향인자 분석 등이다. 열차별 궤도 노반 성능평가에서는 KTX-산천중련의 노반응답이 가장 컸다. 장기 궤도 노반 성능평가 결과는 측정항목이 기준치이내로 측정되었다. 장기침하에 따른 궤도 노반 성능영향 평가는 TCL처짐은 침하와 깊은 연관이 있는 것으로 분석되었다. 장기침하의 외부영향인자 분석을 통해 함수비와 지하수위의 영향성을 확인하였다. 이와같은 방법을 통해 궤도상 토공노반의 안정성을 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.433-441
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• 2011

한글초록은 기존선 고속화의 여러 대안 중 선로의 직 복선화 및 신선 건설에 의한 기존철도의 고속화는 시간단축 효과나 선로용량 증대의 폭은 크지만 막대한 투자 재원이 소요된다. 이에 비해 기존선을 그대로 사용하면서 속도를 향상하기 위해 선형개량 및 준고속 틸팅열차의 투입은 기존 인프라를 이용함으로서 보다 경제적이며 실용적이라는 장점이 있다. 하지만, 틸팅열차의 경우 기존열차와는 주행 메카니즘이 다르기 때문에 주행 안전성을 확보하기 위해서는 기존에 부설되어 있는 궤도노반의 성능평가가 선행되어야 한다. 또한 열차주행에 따라 발생하는 노반의 침하는 궤도틀림이나 열차의 탈선 등을 유발할 수 있으므로 틸팅열차 주행에 의해 발생하는 궤도 부담력에 따른 노반의 거동 특성을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 현장계측을 통해 틸팅열차의 기존선 주행속도별(120~180km/h) 주행안전성과 노반성능을 평가하였다. 모든 주행속도에서 탈선계수와 윤중감소율 허용한계치를 만족하였으며, 또한 노반성능 면에서는 기존 운행 고속열차(KTX)에 비하여 작은 노반응답(노반압력, 노반침하, 노반진동가속도)을 보였다. 이러한 계측 결과를 기반으로, 기존열차와 혼용 투입될 틸팅열차는 본 연구의 계측대상 노선과 동일한 성능수준의 궤도노반에서는 최고운영속도(180km/h)에서 안전한 주행이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제16권1호
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• pp.30-34
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• 2021

• 한국철도학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.40-46
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• 2013

국내 철도노반설계기준에는 강화노반 두께를 일반철도와 고속철도로 이원화하여 규정하고 있으며 강화노반의 입도기준도 이원화되어 있다. 이로 인해 향후 기존선 속도향상 또는 유도상 궤도를 무도상 궤도로 변경 시 강화노반 두께증가 및 재료변경으로 인한 비용증가가 요구된다. 따라서 본 논문에서는 실대형 실험을 통하여 노반상태 변경 없이 기존 일반철도인 유도상 궤도를 무도상 궤도로 변경하고 동일선로에서의 열차속도 향상 가능성을 검토하였다. 일반철도 설계기준에서 제시하고 있는 강화노반 두께를 20cm로 하고 강화노반 재료를 입도조정부순골재(M-40)를 사용한 선로 노반의 동적 특성을 분석하고 철도설계기준에서 제시하는 노반침하를 비교한 결과, 기존 일반철도 자갈궤도의 강화노반 두께 및 재료 변경 없이 무도상 궤도화가 가능하며 열차속도 400km/h까지 주행이 가능한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 실내실험만의 결과이므로 추후 수치해석과 현장 실측치와의 비교 검토가 필요하다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.835-843
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• 2009

최근 철도의 고속화 및 중량화로 인하여 보다 안정적인 토공노반 구조가 요구된다. 그 대안으로 강화노반이 도입되어 적용하고 있다. 하지만 현 설계기준에 적용되어진 콘크트궤도 강화노반의 강성 및 두께는 국내의 지반의 특성 및 공학적인 평가 없이 외국의 기준을 임의적이고 보수적으로 결정하고 있다 따라서 본 논문에서는 콘크리트궤도 흙쌓기 구간에서의 강화노반 두께를 합리적으로 결정하기 위하여 국내 시공조건을 고려, 적정 탄성계수, 배수성능, 동결심도, 경제성, 지지력 등을 검토하고 이를 바탕으로 유한요소해석을 실시하여 적정 두께를 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.354-362
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• 2015

콘크리트궤도의 경우, 허용침하기준이 30mm 이하로 매우 엄격하게 관리되기 때문에, 궤도 하부의 토공노반(강화노반, 상부노반, 하부노반)의 침하에 대한 관리가 필수적으로 요구되고 있다. 이를 위해서는 먼저 이들 노반 재료의 침하특성에 대해 보다 정확한 이해와 자료의 축적이 우선되어야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 노반 재료를 대상으로 대형 오이도미터시험과 삼축압축시험을 통해 여러 입도조건, 함수비 변화조건, 반복하중 조건 등에 의한 장기침하특성을 평가하였다. 강화노반 재료가 설계기준에 적합하게 조성될 경우, 열차하중 하에서 발생되는 침하는 매우 적었다. 한편, 노반재료의 경우 일정 하중 하에서 함수비가 증가할 때, 입도조건에 따라 침하 발생량이 매우 크게 발생할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.54-60
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• 2008

다층 탄성모델에 근거한 철도노반 설계는 열차의 반복 윤하중에 의한 궤도 하부 구조의 거동을 반영하는 응력 의존적인 회복탄성계수$(E_R)$가 각 층의 중요한 입력물성치가 된다. 그러나 반복하중을 가하는 기존의 회복탄성계수 시험법은 비용이 고가이고 시험장비와 숙련도에 따라 결과의 일관성이 떨어지는 단점이 있어 실질적인 적용에 어려움이이었다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 동적물성치를 이용한 대체 회복탄성계수 시험법을 적용하여 철도노반의 회복탄성계수를 결정하였다. 강화노반에 주로 사용되는 쇄석의 회복탄성계수는 측정된 동적물성치와 열차 운행 중 경험하는 강화노반의 응력을 고려하여 결정되었고, 체적응력과 축차응력의 거듭제곱 형태로 예측모델을 나타내었다. 쇄석의 회복탄성계수는 체적응력이 증가함에 따라 전체적으로 증가하는 경향을 보였고 축차응력이 증감함에 따라 감소하였다. 상 하부노반의 주재료인 SM계열 토사 재료에 대하여 회복탄성계수를 평가하였고, 축차응력만을 이용한 거듭제곱 형태의 예측모델과 상관성이 매우 높게 나타났다.