고속화 되어가는 열차의 주행으로 인한 동적인 힘에 의해 자갈도상궤도에서는 구조물의 피로가 증가하여 내구성이 저하되고 있으며 자갈의 세굴화로 인한 침하에 의해 궤도의 유지보수주기가 짧아지고 있다. 더욱이 자갈도상 궤도로 구성된 터널 철도 주변의 주거지역에서는 철도 진동 문제로 민원이 증가하고 있다. 자갈도상궤도에서 이러한 문제가 발생시 에는 기존의 자갈도상궤도구조를 이용하되 유지보수 및 진동을 저감시킬 수 있는 구조로서 터널 내 일 구간에 자갈도상매트를 설치한다. 본 논문에서는 터널 내 자갈도상궤도의 자갈 도상매트 설치구간과 비 설치구간에서 측정한 진동의 크기를 통행열차별로 비교함으로서 자갈도상매트의 진동저감효과를 비교 분석하였다.
포장궤도에서는 프리팩 콘크리트방식으로 도상자갈을 충전층의 골재로 활용한다. 골재의 조건은 강도가 확보되어야 하고, 주입성 확보를 위한 입도가 확보되어야 하며, 모르터의 부착강도를 높이기 위하여 골재 표면의 불순물이 제거되어야 한다. 골재의 원활한 공급 측면에서 기존 도상자갈을 재활용하는 것이 유리하며 재활용성을 높이기 위하여 기존의 철도도상규격을 크게 벗어나지 않는 기준을 적용하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 포장궤도에서의 도상자갈 재활용성을 확보 할 수 있는 판단 기준을 마련하기 위하여 재활용 도상자갈의 재료 및 물리적 특성, 입도별 지지력 특성, 충전성, 강도특성 등을 검토하였으며, 그 결과를 바탕으로 골재 사용기준을 제안하고자 하였다.
철도부지의 도상자갈은 윤활유, 중금속 등으로 오염된 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 오염된 자갈표면의 오염물질을 물리적으로 제거하는 오염도상자갈의 건식 정화 기술 성능을 알아보고자 하였다. 오염도상자갈 표면에 경도가 높은 금강사 연마재를 압축공기를 이용하여 분사할 수 있는 오염자갈 정화 장치를 제작하고, 여기에 오염자갈을 투입하여, 처리 시간을 1~10분까지 다양하게 변화시키면서 도상자갈의 석유계총탄화수소와 중금속 등의 정화 효율을 알아보았다. 석유계총탄화수소 제거 효율은 기관차 정차장에서 포집한 차량 윤활유 오염자갈은 70-80%로 다소 높은 반면에, 분기기에서 포집한 분기기 윤활유 오염자갈은 40-60%로 비교적 낮았다. 중금속 제거 효율은 구리와 납이 90% 이상으로 높은 반면에 니켈과 아연은 65-80%로 비교적 낮았다. 실험 결과 건식 자갈 정화 기술은 오염자갈의 처리에 효율적임을 확인할 수 있었다.
궤도구성품 중 도상은 레일과 침목으로 전달되는 열차하중을 노반으로 전달하는 중간매개체 역할을 하며, 도상자갈의 열화는 궤도틀림 진전에 직접적으로 영향을 미친다. 본 연구에서는 대형 보선장비(멀티플 타이 탬퍼; MTT; Multiple Tie Tamper)를 사용한 도상다짐작업과 누적통과톤수가 자갈 세립화 및 도상열화의 주요 원인이다. 도상자갈의 열화특성을 파악하기 위하여 시험용 궤도 부설을 통한 현장실험(2장. 실외 실측시험)과 실제의 운행 환경을 모사한 모형실험(3장. 실내 모형실험)을 실시하였고 실제 운용중인 고속선에서 채취한 시료의 파쇄입자 비율과 비교분석하였다.
국내 대부분의 노선은 자갈도상궤도로 이루어져 있어, 지속적인 유지보수가 요구되고 있다. 따라서, 보다 효과적인 요지보수를 통해 비용 절감을 위해서는 예방보수를 통한 유지보수의 최적화가 필요하다. 여기에는 도상자갈층의 침하 진전모델의 확보가 필수적이다. 그러나, 자갈도상재료는 입자가 큰 조립재료로써 일반 지반재료와는 다른 거동을 보인다. 따라서, 본 연구에서는 자갈재료의 거동에 대한 이해와 침하진전모델의 합리적인 개발을 위해 개별요소해석을 수행하였으며, 입자 형상, 공극률, 하중조합 및 빈도에 따른 침하거동을 비교 분석하였다.
기존 노선의 속도향상에 따른 궤도 유지보수비의 절감을 위하여 여러 철도 선진국에서는 다양한 형태의 궤도를 고안하여 사용하고 있지만 현재까지 우리나라의 경우 대부분의 선로는 자갈도상이다. 그러나 현재 국철 및 지하철의 경우 장기사용에 따라 자갈도상기능이 급격히 저하되고 연간 증가되고 있는 열차운행 통과톤수로 인하여 장 단기적인 궤도유지관리에 문제점이 발생하고 있다. 또한 자갈도상 궤도는 자갈마모, 궤도틀림 및 균일하지 않은 궤도지지 강성 등의 문제점으로 인하여 막대한 유지보수 비용이 사용되고 있다. 철도교량상 자갈도상 궤도는 교량과 궤도의 상호작용으로 인하여 자갈도상의 노후화 진전속도가 일반 토노반 및 지하, 터널구간보다 빠르며 이러한 궤도의 노후화는 열차하중의 동적 충격하중을 증폭시켜 궤도 및 교량의 부담력을 증가시키게 된다. 또한 교량상 자갈도상 궤도가 노후되어 하중분산 및 진동감쇠 등과 같은 정상적인 자갈도상 궤도로서의 역할을 수행하지 못하게 된다면 교량이 부담하는 정, 동적하중의 영향이 더욱 가중되고 이는 교량의 거동특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 적정 수준의 궤도상태를 유지함으로써 궤도의 적정탄성력을 확보하고 이를 통해 교량의 동적하중부담을 저감시키는 것이 중요하다. 그러나 현행 철도교량 설계 시 적용하는 궤도의 영향은 고정하중으로만 고려되어, 이러한 자갈도상 궤도의 탄성거동 영향이 반영되지 못하는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 철도교량의 동적거동 특성을 감안한 교량상 자갈도상 궤도의 탄성력을 추정하고자 공용중인 철도교량 및 자갈도상궤도에 대한 현장측정 및 해석을 통하여 실교량의 동적응답특성을 유발하는 운행선 자갈도상 궤도의 탄성력을 추정하고, 자갈도상궤도의 탄성력변화가 철도교량의 동적거동에 미치는 영향을 검토하였다. 그 발현이 미약하거나 나타나지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 FS-s2, FS-s5, FS-s18 및 Fs-s22 유전자들은 대부분이 기능이 거의 알려져 있지 않는 것들로 기능력의 변화 과정에서 중요한 역할을 할 것으로 생각되나 앞으로 보완 연구를 통하여 각 각의 유전자들의 보다 정확한 기능을 이해하는 것이 필요 할 것으로 사료된다.led sealant의 사용이 바람직하다고 생각된다. 그러나 미세누출에 있어 교합력을 고려한 실험이나 장기간의 임상실험이 필요할 것이다.5).vac/PE필름은 장기저장시 사용이 좋을 것으로 사료된다. 2) 질소가스 및 탄산가스투과도 각각 $61.6{\mu}PVDC/PE/Al-vac/CPS\;12.5,\;59.8>96.9{\mu}PE/PVDC/PE\;7.1,\;42.0>79.3{\mu}ET/PVDC/L-LDPE\;6.4,\;34.2>72.2{\mu}PET/PVDC/PE/Al-vac/PE\;0.74,\;4.2cc/m^2.24hr{\cdot}atm$으로 가장 우수한 PET/PVDC/PE/Al-vac/PE 복합필름이 장기저장용으로 이용이 좋을 것으로 사료된다.태발생을 연구하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 조사한 결과 유의확률이 0.05 이하인 수치들은 Hb과 Albumin, K, Na간, Neutrophil과 Leukocyte간이었고 상관계 수치는 $0.370{\sim}0.442$ 사이로 나타났다. 유의확률 0.01이하로 조사된 수치는 Cholesterol과 ALT간, LDH와 Platelet, Creatinine간, Platelet와 BUN간, Na와 K수치간 이었으며 상관계수는 $0.531{\sim}0.866$사이로 나타났다. 5. 농양
본 연구에서는 선로상의 소규모 유류오염 도상자갈을 대상으로 펜톤산화를 적용하였다. 이를 위해 현장의 오염도상자갈을 채취하여 실험실에서 주요인자들에 대한 실험을 수행하였으며, 이 후 소규모로 오염된 역사 내 선로에서 원위치 펜톤산화의 적용가능성을 확인하였다. 그 결과, 실험실 조건에서는 0.1 mol Fe/L $H_2O_2$의 조건으로 도상자갈 잔류 TPH 농도를 약 1,000 mg/kg-ballast 수준으로 낮출 수 있었다. 그러나 원위치 현장적용에서는 자갈궤도의 배수특성으로 인해 $H_2O_2$의 상당량이 충분히 반응하지 못하고 하부로 배출되어 펜톤반응의 현장적용성 향상을 위한 추가적인 연구가 요구된다.
허본 논문에서는 도상자갈 비산에 의한 GFRP 복합재 대차프레임의 구조안전성을 평가하기 위해 대차프레임의 스킨부를 구성하는 유리섬유/에폭시 적층 복합재의 충격시험과 충격 후 잔류압축시험을 수행하였다. 충격시험은 충격시험장비를 사용하여 5J, 10J, 그리고 20J의 충격에너지에 대해 수행하였고, 선로상의 도상자갈 비산을 모사하기 위해 구형, 육면체형, 그리고 원뿔형의 충격체를 설계하여 충격시험을 수행하였다. 충격손상을 갖는 적층 복합재의 잔류압축강도를 평가하기 위해 충격 후 압축시험을 수행하여 충격에 의한 재료의 물성저하 여부를 판단하였다. 본 연구를 통하여 충격에너지가 증가함에 따라 적층 복합재의 충격손상영역과 압축강도저하가 증가하는 것을 확인하였으며, 원뿔형 형상의 도상자갈이 다른 형상에 비해 재료의 손상을 가중시키는 것을 확인하였다.
급속경화궤도는 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 공법으로서 야간 차단시간에 공사가 이루어지기 때문에 시공속도를 충분히 확보하는 것이 중요하다. 시공시간의 대부분은 자갈을 철거하고 재포설하는 과정에 소요되는데 도상자갈을 교체하지 않는 무교환방식이 적용 가능하다면, 시공시간 및 공사비를 대폭적으로 절감할 수 있다. 본 논문에서는 도상자갈 무교환방식의 급속경화궤도공법을 개발하기 위하여 침투성이 매우 높은 대체 충전재를 제시하고 재료의 공극조건을 고려하여 층별로 분리주입하는 시공방식을 도입하였다. 분리주입은 공극률이 높은 상부도상층과 공극률이 낮은 하부 혼입층에 최적화된 재료를 분리 주입하여 필요한 소요강도를 확보할 수 있다. 이를 달성하기 위하여 우선적으로 도상자갈의 크기, 분포도, 형상에 따른 공극률, 공극의 크기, 유효길이, 비틀림도, 침투성에 따른 충전재의 유동학적 해석을 통하여 최적의 충전재를 설계하고자 하였다. 하부 혼입층에 충전되는 1차 충전재료는 세립화 도상의 충전성과 부착력을 확보할 수 있는 폴리머계 재료를 도입하였으며, 상부 도상층에 충전되는 2차 충전재는 상온 반응성 마그네시아-포스페이트(MPC, Magnesium-Phosphate Ceramic)를 도입하였다. 선정재료 및 구조에 대한 역학시험 결과, 기존 급속경화궤도에 준하는 성능을 확인하였다.
본 연구에서는 원과 선분을 이용하여 복잡한 형상의 입자를 표현할 수 있는 2차원 개별요소법(DEM) 알고리즘에 3종류(균등분포, 정규분포, 대수정규분포)의 입도분포를 구현할 수 있도록 하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 다양한 반지름을 갖는 원형요소를 구현하고 도상자갈을 원하는 입도분포로 모델링할 수 있었다. 그리고 우선적으로 균등분포에 대하여 변위제어 하중 재하 방식에 의하여 도상으로부터 노반으로 전달되는 응력을 파악하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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