자갈궤도는 자갈사이의 마찰력에 의해 안정성을 유지하고, 자갈자체의 탄성력으로 침목을 지지하는 구조로 충격을 완화시켜 승차감이 좋으며, 궤도 선형변화의 조절 및 유지보수에 대한 복구가 상대적으로 용이하고, 콘크리트궤도 대비 초기건설비가 저렴하여 철도가 시작된 당시부터 지금까지 오랜 기간 널리 사용되어 왔다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 자갈궤도는 구조적 특성상 열차의 ...
자갈궤도는 자갈사이의 마찰력에 의해 안정성을 유지하고, 자갈자체의 탄성력으로 침목을 지지하는 구조로 충격을 완화시켜 승차감이 좋으며, 궤도 선형변화의 조절 및 유지보수에 대한 복구가 상대적으로 용이하고, 콘크리트궤도 대비 초기건설비가 저렴하여 철도가 시작된 당시부터 지금까지 오랜 기간 널리 사용되어 왔다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 자갈궤도는 구조적 특성상 열차의 반복하중으로 파괴가 진행되는 구조로 침하 및 궤도의 틀림을 방지하기 위해서 주기적인 유지보수를 수행하여야 한다. 고속철도의 개통 후 열차운행량 및 열차속도의 향상으로 유지보수의 횟수 및 비용은 증가 추세를 보여 연간 2∼3.3회 보수와 km당 95백만원의 비용이 소요되며 유지보수과정에서 많은 소요시간과 도상의 불안정을 저감시키기 위한 열차속도 저감으로 운행시간 지연 등 여러 문제점을 지니고 있다. 국내∙외 자갈궤도와 콘크리트궤도의 경제성을 비교한 연구자료를 분석한 결과 자갈궤도는 10∼12년 사이 콘크리트 궤도의 LCC를 초과한 많은 분석 자료가 있으나, 이는 신설 궤도 건설에 대한 자료이며, 기존선 개량에 대한 경제성 분석자료는 미미한 실정이다. 이에 기존 자갈궤도의 구조적 취약성을 개선하고, 승차감 향상, 유지보수 횟수 저감, 열차운영 속도 향상 및 운행선 상에 빠른 시공성 개선을 위한 자갈궤도 개량공법의 경제성분석 자료가 필요하다. 본 연구는 운영중인 자갈궤도 개량공법 적용에 있어 사전에 경제성을 파악하고, 향후 사업화 전략을 위한 기초자료 활용을 목적으로, 자갈궤도 개량공법인 급속경화 궤도기술과 자갈 궤도구조 보강기술을 기존 자갈궤도와 비교 분석하였다. 경제적 평가 방법으로 개량공법의 생애주기 비용과 편익 분석을 통하여 객관적 지표를 산출하였다. 생애주기 비용은 초기건설비, 교체비용, 유지비용으로 각각 개량공법과 자갈궤도를 비교하였으며, 편익비용은 시나리오별 직∙간접적 절감비용을 분석하였다. 급속경화 궤도기술은 초기건설비용은 높으나, 유지관리비용이 미미한 장점이 있고, 유지보수절감과 속도향상 등의 부가적인 편익절감으로 기존 자갈도상 대비 14년 이후 부터는 경제적 우수함을 확인 할 수 있었고, 궤도구조 보강기술은 탬핑 주기를 감소시켜 유지관리비용의 절감으로 기존 자갈도상 대비 9∼11년 이후 부터는 경제적 우수함을 확인 할 수 있었다. 또한 경부고속철도 자갈도상 구간의 궤도 품질 지수(Track Quality Index, TQI)와 실제 보수 횟수의 통계를 통하여 개량사업 우선순위 구간을 선정하였다. 본 연구를 통하여 추후 운영중인 자갈도상 개량사업에 객관적 경제적 지표를 제시하였고, 향후 국내 자갈도상 개량사업뿐만 아니라 해외진출 자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.
자갈궤도는 자갈사이의 마찰력에 의해 안정성을 유지하고, 자갈자체의 탄성력으로 침목을 지지하는 구조로 충격을 완화시켜 승차감이 좋으며, 궤도 선형변화의 조절 및 유지보수에 대한 복구가 상대적으로 용이하고, 콘크리트궤도 대비 초기건설비가 저렴하여 철도가 시작된 당시부터 지금까지 오랜 기간 널리 사용되어 왔다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 자갈궤도는 구조적 특성상 열차의 반복하중으로 파괴가 진행되는 구조로 침하 및 궤도의 틀림을 방지하기 위해서 주기적인 유지보수를 수행하여야 한다. 고속철도의 개통 후 열차운행량 및 열차속도의 향상으로 유지보수의 횟수 및 비용은 증가 추세를 보여 연간 2∼3.3회 보수와 km당 95백만원의 비용이 소요되며 유지보수과정에서 많은 소요시간과 도상의 불안정을 저감시키기 위한 열차속도 저감으로 운행시간 지연 등 여러 문제점을 지니고 있다. 국내∙외 자갈궤도와 콘크리트궤도의 경제성을 비교한 연구자료를 분석한 결과 자갈궤도는 10∼12년 사이 콘크리트 궤도의 LCC를 초과한 많은 분석 자료가 있으나, 이는 신설 궤도 건설에 대한 자료이며, 기존선 개량에 대한 경제성 분석자료는 미미한 실정이다. 이에 기존 자갈궤도의 구조적 취약성을 개선하고, 승차감 향상, 유지보수 횟수 저감, 열차운영 속도 향상 및 운행선 상에 빠른 시공성 개선을 위한 자갈궤도 개량공법의 경제성분석 자료가 필요하다. 본 연구는 운영중인 자갈궤도 개량공법 적용에 있어 사전에 경제성을 파악하고, 향후 사업화 전략을 위한 기초자료 활용을 목적으로, 자갈궤도 개량공법인 급속경화 궤도기술과 자갈 궤도구조 보강기술을 기존 자갈궤도와 비교 분석하였다. 경제적 평가 방법으로 개량공법의 생애주기 비용과 편익 분석을 통하여 객관적 지표를 산출하였다. 생애주기 비용은 초기건설비, 교체비용, 유지비용으로 각각 개량공법과 자갈궤도를 비교하였으며, 편익비용은 시나리오별 직∙간접적 절감비용을 분석하였다. 급속경화 궤도기술은 초기건설비용은 높으나, 유지관리비용이 미미한 장점이 있고, 유지보수절감과 속도향상 등의 부가적인 편익절감으로 기존 자갈도상 대비 14년 이후 부터는 경제적 우수함을 확인 할 수 있었고, 궤도구조 보강기술은 탬핑 주기를 감소시켜 유지관리비용의 절감으로 기존 자갈도상 대비 9∼11년 이후 부터는 경제적 우수함을 확인 할 수 있었다. 또한 경부고속철도 자갈도상 구간의 궤도 품질 지수(Track Quality Index, TQI)와 실제 보수 횟수의 통계를 통하여 개량사업 우선순위 구간을 선정하였다. 본 연구를 통하여 추후 운영중인 자갈도상 개량사업에 객관적 경제적 지표를 제시하였고, 향후 국내 자갈도상 개량사업뿐만 아니라 해외진출 자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.
Ballasted tracks have been widely used since railroad operation first began due to the advantages which include the stability of the friction force between ballasts, travel comfort level down to the mitigated shock from the elasticity of ballasts, the fact that it is relatively easy to replace balla...
Ballasted tracks have been widely used since railroad operation first began due to the advantages which include the stability of the friction force between ballasts, travel comfort level down to the mitigated shock from the elasticity of ballasts, the fact that it is relatively easy to replace ballasted tracks or maintain and restore track alignment, and the low initial equipment cost compared to concrete track. However, despite such advantages, ballasted tracks require periodic maintenance to prevent the sinking of the ballast and the twisting of the tracks since its structure is vulnerable to degradation due repeated loads of trains. The frequency and cost of maintenance have been increasing as train operations and speeds have increased since the first high-speed railway began operation. It now requires 2-3.3 maintenance projects each year and USD 95,000 per kilometer. Furthermore, the problem has caused delayed operating times due to the excessive time needed for maintenance and reduced train speeds to mitigate the instability of the ballasts. Although many studies that have compared the economic factors of ballasted tracks and concrete tracks in Korea and other countries have reported that ballast tracks exceed the life cycle cost (LCC) of concrete tracks by a period that lies within 10-12 years, those are cases of newly constructed tracks, and there are few data related to the economic comparison of improving existing lines. As such, there is the need for the economic analysis of upgrading ballast tracks to correct their structural vulnerabilities, improve the travel comfort level, reduce the maintenance occurrences, increase the train operating speed, and reducing the time spent working on existing ballasted tracks. This study reviewed the economic factors for improving existing ballasted tracks and compared fast hardening track technology and structural track reinforcement technology with existing ballasted tracks to generate the reference data for a possible future improvement strategy. It calculated the objective indicators by analyzing the LCC and benefits of track improvement for the economic evaluation. The analysis of the LCC compared the initial construction cost, replacement cost, and maintenance cost of each improvement technology and the ballasted track while the analysis of benefits compared the direct and indirect cost reduction for each scenario. The results showed that fast hardening track technology required a high initial construction cost but had the advantage of having a minor maintenance cost and the additional benefits of fewer maintenance works being required and allowed for increased speeds, resulting in the economic advantage over existing ballasted tracks after a period of 14 years. Track reinforcement technology could therefore realize the economic advantage over existing ballasted tracks after 9-11 years by reducing the maintenance cost through the shorter temping intervals. Moreover, this study selected the priority sections for the improvements to be made by using the track quality index (TQI) of the ballasted track of Seoul-Busan High-Speed Railway and the statistics of actual maintenance works having already been carried out. This study presented the objective and economic indicators for the future improvement projects of currently operating ballasted tracks and they can be useful reference data for a ballasted track improvement project in Korea as well as other countries.
Ballasted tracks have been widely used since railroad operation first began due to the advantages which include the stability of the friction force between ballasts, travel comfort level down to the mitigated shock from the elasticity of ballasts, the fact that it is relatively easy to replace ballasted tracks or maintain and restore track alignment, and the low initial equipment cost compared to concrete track. However, despite such advantages, ballasted tracks require periodic maintenance to prevent the sinking of the ballast and the twisting of the tracks since its structure is vulnerable to degradation due repeated loads of trains. The frequency and cost of maintenance have been increasing as train operations and speeds have increased since the first high-speed railway began operation. It now requires 2-3.3 maintenance projects each year and USD 95,000 per kilometer. Furthermore, the problem has caused delayed operating times due to the excessive time needed for maintenance and reduced train speeds to mitigate the instability of the ballasts. Although many studies that have compared the economic factors of ballasted tracks and concrete tracks in Korea and other countries have reported that ballast tracks exceed the life cycle cost (LCC) of concrete tracks by a period that lies within 10-12 years, those are cases of newly constructed tracks, and there are few data related to the economic comparison of improving existing lines. As such, there is the need for the economic analysis of upgrading ballast tracks to correct their structural vulnerabilities, improve the travel comfort level, reduce the maintenance occurrences, increase the train operating speed, and reducing the time spent working on existing ballasted tracks. This study reviewed the economic factors for improving existing ballasted tracks and compared fast hardening track technology and structural track reinforcement technology with existing ballasted tracks to generate the reference data for a possible future improvement strategy. It calculated the objective indicators by analyzing the LCC and benefits of track improvement for the economic evaluation. The analysis of the LCC compared the initial construction cost, replacement cost, and maintenance cost of each improvement technology and the ballasted track while the analysis of benefits compared the direct and indirect cost reduction for each scenario. The results showed that fast hardening track technology required a high initial construction cost but had the advantage of having a minor maintenance cost and the additional benefits of fewer maintenance works being required and allowed for increased speeds, resulting in the economic advantage over existing ballasted tracks after a period of 14 years. Track reinforcement technology could therefore realize the economic advantage over existing ballasted tracks after 9-11 years by reducing the maintenance cost through the shorter temping intervals. Moreover, this study selected the priority sections for the improvements to be made by using the track quality index (TQI) of the ballasted track of Seoul-Busan High-Speed Railway and the statistics of actual maintenance works having already been carried out. This study presented the objective and economic indicators for the future improvement projects of currently operating ballasted tracks and they can be useful reference data for a ballasted track improvement project in Korea as well as other countries.
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