자갈도상 궤도는 초기 부설비용이 저렴하고 유지보수가 용이하다는 장점을 가지고 있으나, 열차 누적 통과톤수의 증가에 의한 자갈의 마모·파쇄로 자갈도상은 충격흡수력, 마찰력 등의 기능이 상실되고, 궤도재료 손상과 도상저항력 감소, 잦은 궤도틀림이 발생하게 된다. 따라서 자갈도상의 세립화를 억제하고 오염이 진행 중인 도상의 구조적 상태를 개선할 수 있는 방안이 필요하다. 국내·외에서는 마모된 자갈도상궤도의 보강을 위하여 토목섬유를 사용한 물리적 보강방법에 대한 연구가 진행 중이나, 토목섬유는 운행 중인 노선에 대한 시공 상의 문제점이 있어서 제한적으로 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 운행 중인 노선에서도 비교적 적용이 쉬운 도상안정제를 이용하여 마모된 자갈도상에서의 보강효과를 확인하고자 하였다. 현장실험을 통하여 도상안정제 보강 전,후의 도상 횡저항력을 비교하고, 도상안정제 살포에 의한 궤도방향틀림 및 레일좌굴에 저항하는 도상 횡저항력의 보강 효과를 확인할 수 있었다. 도상오염지수(...
자갈도상 궤도는 초기 부설비용이 저렴하고 유지보수가 용이하다는 장점을 가지고 있으나, 열차 누적 통과톤수의 증가에 의한 자갈의 마모·파쇄로 자갈도상은 충격흡수력, 마찰력 등의 기능이 상실되고, 궤도재료 손상과 도상저항력 감소, 잦은 궤도틀림이 발생하게 된다. 따라서 자갈도상의 세립화를 억제하고 오염이 진행 중인 도상의 구조적 상태를 개선할 수 있는 방안이 필요하다. 국내·외에서는 마모된 자갈도상궤도의 보강을 위하여 토목섬유를 사용한 물리적 보강방법에 대한 연구가 진행 중이나, 토목섬유는 운행 중인 노선에 대한 시공 상의 문제점이 있어서 제한적으로 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 운행 중인 노선에서도 비교적 적용이 쉬운 도상안정제를 이용하여 마모된 자갈도상에서의 보강효과를 확인하고자 하였다. 현장실험을 통하여 도상안정제 보강 전,후의 도상 횡저항력을 비교하고, 도상안정제 살포에 의한 궤도방향틀림 및 레일좌굴에 저항하는 도상 횡저항력의 보강 효과를 확인할 수 있었다. 도상오염지수(FI)별 도상안정제 보강 전,후의 축적소성변형률을 비교하기 위하여 실내 반복하중삼축압축실험을 수행하였다. FI=0 무보강 조건 대비 FI=14 무보강 조건에서 소성변형률은 약 2.4배 증가하였고, FI=21 무보강 조건에서 약 2.7배 증가하였다. FI=14 무보강 조건 대비 FI=14 보강 조건에서 소성변형률은 약 41.8% 감소하였고, FI=21 무보강 조건 대비 FI=21 보강 조건에서 약 28.8% 감소하였다. 도상오염지수(FI)별 회복탄성계수를 확인한 결과, 도상안정제 보강 후에 회복탄성계수가 보강 전에 비하여 대체로 증가하였고, FI=14 조건에서 보강 후 회복탄성계수 증가율이 FI=21에서 보다 더 크게 나타났다. 반복하중재하실험을 통하여 오염된 자갈도상에서의 도상안정제 보강 효과를 확인할 수 있었으나, 오염지수(FI)가 증가할수록 세립분의 증가에 의하여 도상안정제의 침투깊이와 보강효과는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 현재 도상안정제는 주로 고속선에서만 사용되고 있으나, 일반선에서도 오염이 진행중인 국부적인 개소에 적용하여 자갈치기 작업주기 연장, 궤도 틀림 예방 및 궤도의 안정성을 확보할 수 있음을 제한적인 실험을 통하여 확인하였다.
자갈도상 궤도는 초기 부설비용이 저렴하고 유지보수가 용이하다는 장점을 가지고 있으나, 열차 누적 통과톤수의 증가에 의한 자갈의 마모·파쇄로 자갈도상은 충격흡수력, 마찰력 등의 기능이 상실되고, 궤도재료 손상과 도상저항력 감소, 잦은 궤도틀림이 발생하게 된다. 따라서 자갈도상의 세립화를 억제하고 오염이 진행 중인 도상의 구조적 상태를 개선할 수 있는 방안이 필요하다. 국내·외에서는 마모된 자갈도상궤도의 보강을 위하여 토목섬유를 사용한 물리적 보강방법에 대한 연구가 진행 중이나, 토목섬유는 운행 중인 노선에 대한 시공 상의 문제점이 있어서 제한적으로 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 운행 중인 노선에서도 비교적 적용이 쉬운 도상안정제를 이용하여 마모된 자갈도상에서의 보강효과를 확인하고자 하였다. 현장실험을 통하여 도상안정제 보강 전,후의 도상 횡저항력을 비교하고, 도상안정제 살포에 의한 궤도방향틀림 및 레일좌굴에 저항하는 도상 횡저항력의 보강 효과를 확인할 수 있었다. 도상오염지수(FI)별 도상안정제 보강 전,후의 축적소성변형률을 비교하기 위하여 실내 반복하중삼축압축실험을 수행하였다. FI=0 무보강 조건 대비 FI=14 무보강 조건에서 소성변형률은 약 2.4배 증가하였고, FI=21 무보강 조건에서 약 2.7배 증가하였다. FI=14 무보강 조건 대비 FI=14 보강 조건에서 소성변형률은 약 41.8% 감소하였고, FI=21 무보강 조건 대비 FI=21 보강 조건에서 약 28.8% 감소하였다. 도상오염지수(FI)별 회복탄성계수를 확인한 결과, 도상안정제 보강 후에 회복탄성계수가 보강 전에 비하여 대체로 증가하였고, FI=14 조건에서 보강 후 회복탄성계수 증가율이 FI=21에서 보다 더 크게 나타났다. 반복하중재하실험을 통하여 오염된 자갈도상에서의 도상안정제 보강 효과를 확인할 수 있었으나, 오염지수(FI)가 증가할수록 세립분의 증가에 의하여 도상안정제의 침투깊이와 보강효과는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 현재 도상안정제는 주로 고속선에서만 사용되고 있으나, 일반선에서도 오염이 진행중인 국부적인 개소에 적용하여 자갈치기 작업주기 연장, 궤도 틀림 예방 및 궤도의 안정성을 확보할 수 있음을 제한적인 실험을 통하여 확인하였다.
Ballasted track takes advantage of feasible maintenance and cheaper initial construction costs , but ballast materials tend to degrade due to the increase of train million gross tonnage (MGT) that results in decreasing the capability of shock absorption, interlocking friction, and the resistance to ...
Ballasted track takes advantage of feasible maintenance and cheaper initial construction costs , but ballast materials tend to degrade due to the increase of train million gross tonnage (MGT) that results in decreasing the capability of shock absorption, interlocking friction, and the resistance to track irregularity. Therefore, it is necessary to establish a methodology to improve the structural condition of ballast materials which is in the middle of fouling. Several researches have been conducted or being conducted to physically reinforce fouled ballast materials by applying geosynthetics. However the geosynthetics have been limitedly applied due to difficulty in installation along the in-service route. This study aimed to verify the effect of reinforcement on the fouled ballast using ballast stabilizer which is relatively easy to apply in-service route. Field experimental program was conducted to compare the lateral ballast resistance in case of before and after application of ballast stabilizer. The test results revealed that ballast stabilizer was effective in increasing the lateral ballast resistance, which is a key force component that is resistant to rail buckling and track irregularities. A series of laboratory repetitive load triaxial compression test was performed to compare the accumulated plastic strain in case of before and after application of ballast stabilizer to the ballast materials having a different level of fouling Index(FI). The results showed that the accumulated plastic strain increased by 2.4 times and 2.7 times, respectively, when the FI was 14 and 21 compared to the case where FI was zero without application of ballast stabilizer. In the event of application of ballast stabilizer, the accumulated plastic strain decreased by 41.8 and 28.8 percent, respectively, when the FI was 14 and 21. The resilient modulus was found to increase with application of ballast stabilizer. The degree of increase of resilient modulus was larger when the FI was 14 compared to 21. The laboratory test results confirmed that the effectiveness of ballast stabilizer, but the effectiveness tend to decrease with a larger number of FI that indicates larger portion of fine materials resulting in decreasing the infiltration depth of ballast stabilizer through fouled ballast materials. Currently, the ballast stabilizer is primarily employed along the high-speed route in practice, but the findings of this study limitedly suggests the use of ballast stabilizer for normal route as well, where the fouling of ballast materials is locally being progressed, in order to delay maintenance cycle of ballast replacement, prevent track irregularity, and consequently ensure the stability of track structure.
Ballasted track takes advantage of feasible maintenance and cheaper initial construction costs , but ballast materials tend to degrade due to the increase of train million gross tonnage (MGT) that results in decreasing the capability of shock absorption, interlocking friction, and the resistance to track irregularity. Therefore, it is necessary to establish a methodology to improve the structural condition of ballast materials which is in the middle of fouling. Several researches have been conducted or being conducted to physically reinforce fouled ballast materials by applying geosynthetics. However the geosynthetics have been limitedly applied due to difficulty in installation along the in-service route. This study aimed to verify the effect of reinforcement on the fouled ballast using ballast stabilizer which is relatively easy to apply in-service route. Field experimental program was conducted to compare the lateral ballast resistance in case of before and after application of ballast stabilizer. The test results revealed that ballast stabilizer was effective in increasing the lateral ballast resistance, which is a key force component that is resistant to rail buckling and track irregularities. A series of laboratory repetitive load triaxial compression test was performed to compare the accumulated plastic strain in case of before and after application of ballast stabilizer to the ballast materials having a different level of fouling Index(FI). The results showed that the accumulated plastic strain increased by 2.4 times and 2.7 times, respectively, when the FI was 14 and 21 compared to the case where FI was zero without application of ballast stabilizer. In the event of application of ballast stabilizer, the accumulated plastic strain decreased by 41.8 and 28.8 percent, respectively, when the FI was 14 and 21. The resilient modulus was found to increase with application of ballast stabilizer. The degree of increase of resilient modulus was larger when the FI was 14 compared to 21. The laboratory test results confirmed that the effectiveness of ballast stabilizer, but the effectiveness tend to decrease with a larger number of FI that indicates larger portion of fine materials resulting in decreasing the infiltration depth of ballast stabilizer through fouled ballast materials. Currently, the ballast stabilizer is primarily employed along the high-speed route in practice, but the findings of this study limitedly suggests the use of ballast stabilizer for normal route as well, where the fouling of ballast materials is locally being progressed, in order to delay maintenance cycle of ballast replacement, prevent track irregularity, and consequently ensure the stability of track structure.
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