본 연구에서는 대기온도 변화에 따른 레일온도의 영향에 관한 내용을 다루고 있다. 이에 레일온도의 영향과 차열성 도료의 온도저하효과를 분석하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 최근 철도의 고속화와 더불어 궤도유지보수비용을 절감시키기 위해 장대레일과 콘크리트궤도의 시공이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 현재 지구온난화현상으로 인해 이상기후 발생으로 하절기에 기온이 상승하고 있으며 대기온도의 상승과 함께 태양의 ...
본 연구에서는 대기온도 변화에 따른 레일온도의 영향에 관한 내용을 다루고 있다. 이에 레일온도의 영향과 차열성 도료의 온도저하효과를 분석하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 최근 철도의 고속화와 더불어 궤도유지보수비용을 절감시키기 위해 장대레일과 콘크리트궤도의 시공이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 현재 지구온난화현상으로 인해 이상기후 발생으로 하절기에 기온이 상승하고 있으며 대기온도의 상승과 함께 태양의 복사열로 인해 철도 레일의 온도 또한 같이 상승할 우려가 있다. 국가철도공단에서는 레일의 온도가 60 ℃ 이상이면 열차의 운행 속도를 70 km/h 이하로 규정하고 있으며 레일의 온도가 64 ℃ 이상일 때는 열차운행을 중지하고 있다. 또한 레일의 축력을 고르게 분포시키기 위하여 장대레일의 최저온도와 최고온도의 경우 –20∼60 ℃, 중위온도의 경우 20 ℃를 장대레일 설정온도로 규정하고 있다. 이와 같이 레일의 온도가 증가하게 되면 레일이 팽창하여 길이방향 압력이 횡 저항력보다 커져 레일의 장출 현상이 발생할 수 있으며 이는 열차의 서행과 더불어 열차사고를 초래하여 철도의 안전이 심각하게 우려되고 있는 상황이다. 국내에서는 레일의 온도상승에 대응하고자 레일에 물을 살수하는 공법을 사용하고 있지만 지속시간이 1∼2시간에 불과하며 시간과 인력이 많이 소요되므로 효율성이 떨어진다. 이에 최근 차열도료를 레일에 도포하여 레일온도를 낮추는 시도가 이루어지고 있다. 차열도료 사용 시 태양의 복사열을 반사시켜 레일의 온도 상승을 억제할 수 있으며 물을 살수하는 공법 대비 지속시간이 비교적 길어 레일의 효과적인 유지관리가 가능하다. 현재 차열성 도료가 도포된 레일의 온도저감 효과에 대한 연구는 많이 이루어졌으나 대기온도의 변화에 따른 도포 및 미도포된 레일의 온도변화 분석과 상관관계에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 상기와 같은 연구의 필요성 및 목적을 실현코자 실내실험을 통해 레일온도를 측정하였다. 실내실험은 실제 현장조건을 모사하였으며 대기온도 측정기기와 열전대를 통해 대기온도와 레일온도를 장기간 측정하였다. 실험조건은 레일의 종류와 레일의 온도측정 부위, 차열성 도료의 도포 및 미도포로 선정하였으며 측정된 온도결과를 통해 대기온도와 차열성 도료가 도포 및 미도포된 레일온도를 비교·분석 하였다. 연구결과 대기온도와 차열성 도료가 미도포된 레일의 온도차이는 평균적으로 13 ℃로 나타났으며 대기온도와 차열성 도료가 도포된 레일의 온도차이는 평균적으로 10 ℃로 나타났다. 또한 차열성 도료가 미도포된 레일과 도포된 레일의 온도는 평균적으로 3 ℃의 차이를 보였다. 그러나 레일의 종류와 온도측정 부위에 따른 온도차이는 미미한 것으로 나타났다. 또한 연구결과를 통해 대기온도와 레일온도의 상관관계를 분석하여 대기온도로 레일온도를 추정할 수 있는 관계식을 도출하였다. 또한 차열성 도료를 도포한 레일과 미도포한 레일의 온도에 대한 상관관계를 분석하여 차열성 도료의 온도저감 효과를 확인하였다. 기존 연구결과들의 경우 대기온도와 레일의 온도의 상관관계에 대한 결과는 확인할 수 있었으나 차열성 도료가 도포된 레일의 온도와 미도포된 레일의 온도의 상관관계에 관한 연구결과는 알 수 없었다. 이에 본 연구에서 차열성 도료가 도포된 레일의 온도와 미도포된 레일의 온도의 상관관계를 제시하여 레일에 차열성 도료를 도포하여도 열차의 서행을 초래하는 한계온도를 산정하여 이에 대한 대응방안을 강구해야함을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 대기온도로 레일온도를 추정할 수 있는 관계식을 활용하여 대기온도를 통해 열차의 서행을 야기하는 레일온도를 예측하고 효율적인 유지관리를 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 차열성 도료가 도포된 레일의 온도와 미도포된 레일의 온도의 상관관계식을 통해 차열성 도료를 도포하여도 열차의 서행을 초래하는 한계온도를 55 ℃로 제시하였고 한계온도 임박 시 새로운 대응책을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 대기온도 변화에 따른 레일온도의 영향에 관한 내용을 다루고 있다. 이에 레일온도의 영향과 차열성 도료의 온도저하효과를 분석하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 최근 철도의 고속화와 더불어 궤도유지보수비용을 절감시키기 위해 장대레일과 콘크리트궤도의 시공이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 현재 지구온난화현상으로 인해 이상기후 발생으로 하절기에 기온이 상승하고 있으며 대기온도의 상승과 함께 태양의 복사열로 인해 철도 레일의 온도 또한 같이 상승할 우려가 있다. 국가철도공단에서는 레일의 온도가 60 ℃ 이상이면 열차의 운행 속도를 70 km/h 이하로 규정하고 있으며 레일의 온도가 64 ℃ 이상일 때는 열차운행을 중지하고 있다. 또한 레일의 축력을 고르게 분포시키기 위하여 장대레일의 최저온도와 최고온도의 경우 –20∼60 ℃, 중위온도의 경우 20 ℃를 장대레일 설정온도로 규정하고 있다. 이와 같이 레일의 온도가 증가하게 되면 레일이 팽창하여 길이방향 압력이 횡 저항력보다 커져 레일의 장출 현상이 발생할 수 있으며 이는 열차의 서행과 더불어 열차사고를 초래하여 철도의 안전이 심각하게 우려되고 있는 상황이다. 국내에서는 레일의 온도상승에 대응하고자 레일에 물을 살수하는 공법을 사용하고 있지만 지속시간이 1∼2시간에 불과하며 시간과 인력이 많이 소요되므로 효율성이 떨어진다. 이에 최근 차열도료를 레일에 도포하여 레일온도를 낮추는 시도가 이루어지고 있다. 차열도료 사용 시 태양의 복사열을 반사시켜 레일의 온도 상승을 억제할 수 있으며 물을 살수하는 공법 대비 지속시간이 비교적 길어 레일의 효과적인 유지관리가 가능하다. 현재 차열성 도료가 도포된 레일의 온도저감 효과에 대한 연구는 많이 이루어졌으나 대기온도의 변화에 따른 도포 및 미도포된 레일의 온도변화 분석과 상관관계에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 상기와 같은 연구의 필요성 및 목적을 실현코자 실내실험을 통해 레일온도를 측정하였다. 실내실험은 실제 현장조건을 모사하였으며 대기온도 측정기기와 열전대를 통해 대기온도와 레일온도를 장기간 측정하였다. 실험조건은 레일의 종류와 레일의 온도측정 부위, 차열성 도료의 도포 및 미도포로 선정하였으며 측정된 온도결과를 통해 대기온도와 차열성 도료가 도포 및 미도포된 레일온도를 비교·분석 하였다. 연구결과 대기온도와 차열성 도료가 미도포된 레일의 온도차이는 평균적으로 13 ℃로 나타났으며 대기온도와 차열성 도료가 도포된 레일의 온도차이는 평균적으로 10 ℃로 나타났다. 또한 차열성 도료가 미도포된 레일과 도포된 레일의 온도는 평균적으로 3 ℃의 차이를 보였다. 그러나 레일의 종류와 온도측정 부위에 따른 온도차이는 미미한 것으로 나타났다. 또한 연구결과를 통해 대기온도와 레일온도의 상관관계를 분석하여 대기온도로 레일온도를 추정할 수 있는 관계식을 도출하였다. 또한 차열성 도료를 도포한 레일과 미도포한 레일의 온도에 대한 상관관계를 분석하여 차열성 도료의 온도저감 효과를 확인하였다. 기존 연구결과들의 경우 대기온도와 레일의 온도의 상관관계에 대한 결과는 확인할 수 있었으나 차열성 도료가 도포된 레일의 온도와 미도포된 레일의 온도의 상관관계에 관한 연구결과는 알 수 없었다. 이에 본 연구에서 차열성 도료가 도포된 레일의 온도와 미도포된 레일의 온도의 상관관계를 제시하여 레일에 차열성 도료를 도포하여도 열차의 서행을 초래하는 한계온도를 산정하여 이에 대한 대응방안을 강구해야함을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 대기온도로 레일온도를 추정할 수 있는 관계식을 활용하여 대기온도를 통해 열차의 서행을 야기하는 레일온도를 예측하고 효율적인 유지관리를 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 차열성 도료가 도포된 레일의 온도와 미도포된 레일의 온도의 상관관계식을 통해 차열성 도료를 도포하여도 열차의 서행을 초래하는 한계온도를 55 ℃로 제시하였고 한계온도 임박 시 새로운 대응책을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
This study, the effect of atmospheric temperature change on rail temperature was investigated. An experimental study was conducted to analyze this effect and the temperature reduction effect of heat-insulating paint. Recently, with the development of high-speed railway, long-span rails and concr...
This study, the effect of atmospheric temperature change on rail temperature was investigated. An experimental study was conducted to analyze this effect and the temperature reduction effect of heat-insulating paint. Recently, with the development of high-speed railway, long-span rails and concrete tracks are being constructed to reduce track maintenance costs. However, due to global warming, the temperature in the summer has been increasing because of abnormal weather conditions. It is expected that the temperature of rails on the railroad will also rise due to the radiant heat of the sun as well as the increase in the temperature of the atmosphere. The National Railroad Authority regulates the operating speed of trains at 70 km/h or less when the rail temperature is 60 °C or higher and stops train operation when the rail temperature is 64 °C or higher. In addition, the minimum and maximum temperatures of the long rail are -20 and 60 ℃, respectively, and the middle temperature is set to 20 ℃ for evenly distributing the axial force of the rail. Thus, when the rail temperature increases, the rail expands, and the longitudinal pressure exceeds the. Consequently, rail ejection may occur. Thus, railroad safety is threatened as train accidents may occur . In Korea, a construction method that involves spraying water on the rail is used to respond to the temperature rise of the rail; however, the spraying duration is only 1 to 2 hours, and the efficiency is low because of the process is time-consuming and labor-intensive. Therefore, attempt have been made to reduce the rail temperature by applying thermal barrier paint to the rail. The temperature rise of the rail can be suppressed using the thermal barrier paint as it reflects the sun's radiant heat. Furthermore, the rail can be maintained for longer durations compared to the duration possible by the spraying method. Although many studies have investigated the temperature reduction effect of rails coated with heat-insulating paint, studies on the analysis and correlation of temperature changes of coated and uncoated rails according to changes in atmospheric temperature are scarce. In this study, the rail temperature was measured through an indoor experiment that simulated actual field conditions. The atmospheric temperature and rail temperature were measured for a long time by an atmospheric temperature measurement device and a thermocouple. The experimental conditions included the type of rail, the part of the rail for temperature measurement, and whether heat-insulating paint was applied in the part. Based on the measured temperature results, the atmospheric temperature and the temperature of the rail with and without heat-insulating paint were compared and analyzed. The difference between the atmospheric temperature and the temperatures of the rail without and with heat-insulating paint was 13 ℃ and 10 ℃, respectively, on average. In addition, the average temperature difference between the uncoated rail and the coated rail was 3 ℃. However, the temperature difference according to the type of rail and the temperature measurement part was insignificant. A relational expression that could was derived based on an analysis of the correlation between atmospheric temperature and rail temperature obtained through the measurements. In addition, the temperature reduction effect of the heat-insulating paint was observed by analyzing the correlation between the temperatures of the rail coated with the thermal-insulating paint and the rail without the coating. In previous studies, the correlation between the air temperature and the rail temperature was confirmed, but the correlation between the temperatures of the rail coated with heat-insulating paint and the uncoated rail could not be determined. Therefore, in this study, the correlation between the temperatures of the rail coated with the heat-insulating paint and the uncoated rail was determined to calculate the limiting temperature that causes the train to slow down even if heat-insulating paint is applied to the rail. It was suggested that countermeasures should be devised for this. In addition, based on the correlation between the temperatures of the rail coated with the heat-insulating paint and the uncoated rail, the limiting temperature that causes the train to slow down even if the heat-insulating paint is applied was determined to be 55 ℃. Further research is needed to suggest new countermeasures when the limiting temperature is imminent.
This study, the effect of atmospheric temperature change on rail temperature was investigated. An experimental study was conducted to analyze this effect and the temperature reduction effect of heat-insulating paint. Recently, with the development of high-speed railway, long-span rails and concrete tracks are being constructed to reduce track maintenance costs. However, due to global warming, the temperature in the summer has been increasing because of abnormal weather conditions. It is expected that the temperature of rails on the railroad will also rise due to the radiant heat of the sun as well as the increase in the temperature of the atmosphere. The National Railroad Authority regulates the operating speed of trains at 70 km/h or less when the rail temperature is 60 °C or higher and stops train operation when the rail temperature is 64 °C or higher. In addition, the minimum and maximum temperatures of the long rail are -20 and 60 ℃, respectively, and the middle temperature is set to 20 ℃ for evenly distributing the axial force of the rail. Thus, when the rail temperature increases, the rail expands, and the longitudinal pressure exceeds the. Consequently, rail ejection may occur. Thus, railroad safety is threatened as train accidents may occur . In Korea, a construction method that involves spraying water on the rail is used to respond to the temperature rise of the rail; however, the spraying duration is only 1 to 2 hours, and the efficiency is low because of the process is time-consuming and labor-intensive. Therefore, attempt have been made to reduce the rail temperature by applying thermal barrier paint to the rail. The temperature rise of the rail can be suppressed using the thermal barrier paint as it reflects the sun's radiant heat. Furthermore, the rail can be maintained for longer durations compared to the duration possible by the spraying method. Although many studies have investigated the temperature reduction effect of rails coated with heat-insulating paint, studies on the analysis and correlation of temperature changes of coated and uncoated rails according to changes in atmospheric temperature are scarce. In this study, the rail temperature was measured through an indoor experiment that simulated actual field conditions. The atmospheric temperature and rail temperature were measured for a long time by an atmospheric temperature measurement device and a thermocouple. The experimental conditions included the type of rail, the part of the rail for temperature measurement, and whether heat-insulating paint was applied in the part. Based on the measured temperature results, the atmospheric temperature and the temperature of the rail with and without heat-insulating paint were compared and analyzed. The difference between the atmospheric temperature and the temperatures of the rail without and with heat-insulating paint was 13 ℃ and 10 ℃, respectively, on average. In addition, the average temperature difference between the uncoated rail and the coated rail was 3 ℃. However, the temperature difference according to the type of rail and the temperature measurement part was insignificant. A relational expression that could was derived based on an analysis of the correlation between atmospheric temperature and rail temperature obtained through the measurements. In addition, the temperature reduction effect of the heat-insulating paint was observed by analyzing the correlation between the temperatures of the rail coated with the thermal-insulating paint and the rail without the coating. In previous studies, the correlation between the air temperature and the rail temperature was confirmed, but the correlation between the temperatures of the rail coated with heat-insulating paint and the uncoated rail could not be determined. Therefore, in this study, the correlation between the temperatures of the rail coated with the heat-insulating paint and the uncoated rail was determined to calculate the limiting temperature that causes the train to slow down even if heat-insulating paint is applied to the rail. It was suggested that countermeasures should be devised for this. In addition, based on the correlation between the temperatures of the rail coated with the heat-insulating paint and the uncoated rail, the limiting temperature that causes the train to slow down even if the heat-insulating paint is applied was determined to be 55 ℃. Further research is needed to suggest new countermeasures when the limiting temperature is imminent.
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