아스팔트콘크리트 궤도의 정·동적 궤도 구조성능 특성 :The static and dynamic structural performances of asphalt concrete track

이창열

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이창열 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 박용걸, 이성혁

발행연도: 2019

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

아스팔트콘크리트 궤도의 정·동적 궤도 구조성능 특성

이창열 글로벌철도시스템학과 2019.01 학위논문

2018

궤도 하부구조의 특성을 고려한 아스팔트콘크리트 궤도의 정·동적 궤도 강성 특성

이창열 , 박용걸 , 이성혁 한국철도학회 논문집 2018.11 학술저널

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철도궤도는 각 궤도 구성품의 재료 및 구조에 따라 다양한 정·동적 구조 특성을 갖는다. 본 논문에서 주안을 두고 있는 궤도지지강성은 궤도 설계의 기본적인 매개변수로서 통과열차의 주행에 따른 궤도지지력, 궤도의 품질과 궤도구성품의 수명에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 상대적으로 높은 궤도지지강성은 통과 열차하중에 대해 충분한 궤도저항력을 제공하고 궤도 처짐이 감소함으로서 유리하며, 궤도 구성품의 열화를 감소시킨다. 하지만 매우 높은 궤도지지강성은 침목과 자갈뿐 아니라 차륜-레일 인터페이스에서의 동적 윤중을 증가시켜 궤도구성품의 손상과 피로를 유발하고, 특히 궤도를 따라서 궤도지지강성이 변화함으로써 차량-궤도 상호 작용력의 변화에 의해 부등침하를 유발하는 요인이 되기도 한다. 그러므로 궤도 상부구조와 하부구조의 강성을 선택함에 있어서 가능한 한 오랫동안 궤도구조의 기하학적 형상 보존을 위해서는 정확한 궤도지지강성의 정의 및 최적값을 선정하는 것이 매우 중요하지만, 세계적으로 궤도구조별로 표준화된 궤도지지강성 기준이 마련되어 있지 않은 실정이다.
따라서 본 연구에서는 한국에서 연구개발이 진행되고 있는 AC궤도를 대상으로 실대형재하실험을 통해 AC두께 변화에 따른 정·동적 궤도지지강성의 특성을 분석하였으며, 온도와 재하시간에 따라 AC의 역학적 특성이 영향을 받는 점을 고려하여 계절별 동적 궤도지지강성 특성을 측정하여 분석하였다. 또한 AC궤도는 국내에서 최초로 영업선에 적용된 궤도이므로 자갈궤도 및 콘크리트 궤도와의 동적 궤도지지강성 비교를 통한 성능 검증을 실시함으로써 AC궤도의 사용성 및 내구성을 연구하였다.

Railway track has diverse static and dynamic structural characteristics according to respective track component materials and structures. Track support stiffness, which is the focus of this study, is a basic mediating variable of track design and is known to influence track bearing power, track quality, and life of track components in driving of passing trains. Relatively high track support stiffness provides adequate track resistance toward passing train load, is favorable since track deflection is reduced, and decreases deterioration of track components. However, since very high track support stiffness increases not only sleeper and pebbles but also dynamic vertical force in wheel-rail interface, it gives rise to damage and exhaustion of rail components. In particular, since track support hardness changes according to track, it becomes the factor of bringing about differential settlement due to the changes in car-track interaction force. Therefore, in order to preserve geometric form of track structure for a long time when it comes to selecting hardness of track superstructure and understructure, it is very significant to select definition and optimal value of accurate track support hardness but there is no global standardized track support stiffness standards with regard to respective track structures.
In that sense, this study analyzed characteristics of static and dynamic track support stiffness according to changes in AC thickness through full scale loading experiment targeting AC track, which research and development is underway in Korea, and estimated and analyzed dynamic track support stiffness of respective seasons after taking into account the point that mechanical characteristics of AC is influenced by temperature and loading time. In addition, since AC track is the track which was applied in business lines for the first time in Korea, usability and durability of AC track were researched by conducting performance verification after comparing with dynamic track support stiffness of ballasted track and concrete track.

요약 ⅰ
표목차 ⅱ
그림목차 ⅳ
Ⅰ. 서 론 1
1. 연구배경 및 목적 1
2. 연구내용 및 범위 3
Ⅱ. 이론적 배경 4
1. 궤도지지강성 4
2. 궤도구성품의 강성 7
3. 궤도충격계수 및 동적할증계수 8
4. 궤도성능 및 선로주행안전성 평가기준 16
5. AC궤도 시스템 해석 및 설계 20
Ⅲ. 실내시험 38
1. 실험조건 38
2. 정적재하시험 45
3. 동적재하시험 48
Ⅳ. 현장측정 51
1. 현장측정 개요 51
2. 현장측정 내용 54
3. 속도 증속시험 61
4. 계절별 현차 주행시험 78
Ⅴ. 분석 및 고찰 86
1. 실내 정·동적 재하시험 결과분석 86
2. 현장시험을 통한 속도 영향성 분석 89
3. 온도 변화에 따른 궤도구조 성능 분석 98
4. 궤도구조별 궤도지지강성 분석 99
Ⅵ. 결 론 102
참고문헌 104
영문초록(Abstract) 107
감사의 글 109

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