복합가속열화시험을 통한 레일체결장치 폴리우레탄 탄성패드의 열화 경향 분석

Abstract

국내외적으로 도시철도 및 고속철도에서 콘크리트궤도 부설이 증가하고 있는 추세에 있다. 콘크리트궤도에서 필수적으로 사용되고 있는 레일체결장치의 탄성패드는 열차하중에 대한 충격을 완화시켜주는 중요한 역할을 담당하고 있다. 일반적으로 탄성패드의 강성변화를 평가하기 위해서는 단순피로시험[1]이 시행되고 있으나 이는 실제 철도환경조건과는 상이할 수 있다. 본 연구에서는 실제 철도현장에서 통과톤수를 받은 탄성패드에 대한 정적스프링계수를 측정하였다. 또한, 신품 탄성패드에 대해서 단순피로시험과 복합가속열화시험을 수행하였다. 사용한 탄성패드의 강성값은 사용시간과 반복횟수에 따른 시험결과값과 비교되었다. 시험결과의 비교를 통해 사용한 탄성패드의 정적스프링계수 변화경향이 반복하중과 열이 함께 고려된 복합가속열화시험결과와 동일한 경향을 보이는 것을 확인하였다. 또한, 복합가속열화와 관련된 T-NT식을 이용하여 탄성패드의 복합가속열화 모델을 도출하였으며, 약 2.62의 가속계수를 가지는 것을 확인하였다. 최종적으로 본 연구를 통해 폴리우레탄 탄성패드에 대한 복합가속열화 모델식을 제안하였다. The use of a concrete track is gradually growing in urban and high-speed railways in many part of the world. The resilient pad, which is essentially when concrete tracks are used, plays the important role of relieving the impact caused by train loads. The simple fatigue test[1] to estimate the variable stiffness of resilient pads is usually performed, but it differs depending on the practical conditions of different railways. In this study, the static stiffness levels of used resilient pads according to passing tonnages levels were measured in laboratory tests. Also, the simple fatigue test and the multi-stress accelerated degradation test for new resilient pads were performed in a laboratory. The static stiffness of the used pad was compared with the results of tests of usage times and cycles. The results of the comparison showed that the variable static stiffness levels of the used pad were similar to results of the multi-stress accelerated degradation test considering the fatigue and heat load. With a T-NT equation related to the degree of the multi-stress accelerated degradation, a model of multi-stress accelerated degradation for a resilient pad was devised. It was found through this effort that the total acceleration factor was approximately 2.62. Finally, this study proposes an equation for a multi-stress accelerated degradation model for polyurethane resilient pads.