▲ 한국철도기술연구원, 광주도시철도 1호선 용산차량기지 입출고선 약 50m 구간에 세계 최초 개발 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목 시험 부설[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 한석윤)에 따르면 세계 최초로 광주도시철도 1호선 용산차량기지 입출고선에  ‘시멘트 제로 콘크리트 철도 침목'을 약 50m 시험 부설했다.‘시멘트 제로 콘크리트 철도 침목(Cementless to Sustainable) Railway Sleeper, C2S)’은 탄소배출을 획기적으로 줄인 것으로 현장 적합성을 검증하기 위한 목적이다.이번 시험 부설은 세계 최초로 개발한 시멘트 제로 콘크리트 PSC(프리스트레스트 콘크리트) 침목의 성능과 내구성을 실제 도시철도 운행환경에서 평가하기 위한 것이다.철도연은 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 칼슘계 활성화제 등을 첨가해 압축강도 80MPa 이상의 친환경 콘크리트를 구현했다.시멘트는 철도 및 토목 분야에서 주요 건설 재료지만 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량의 약 8%를 차지하는 탄소 배출원이다. 이번 기술의 도입은 탄소중립 및 ESG 경영 실현에 기여할 것으로 기대된다.▲ 한국철도기술연구원과 광주교통공사, 광주도시철도 1호선 용산차량기지 입출고선 약 50m 구간에 철도연이 세계 최초로 개발한 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목 설치[출처=한국철도기술연구원]광주교통공사는 ‘제1차 광주광역시 탄소중립․녹색성장 기본계획(2024)’에 따라 기존 목침목과 시멘트 기반 PSC 침목보다 우수한 저탄소·친환경 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목을 시험 부설해 그린 인프라 전환을 추진했다.이 기술이 철도 운영기관의 유지보수 비용 절감과 탄소중립 실현에 크게 기여할 것으로 기대된다.관련 연구과제는 '지속가능 철도교통을 위한 탄소중립 핵심기술 개발(철도연 기본사업)(연구기간: 2023. 1. ~ 2025. 12. / 세부주제책임자 : 배영훈 철도연 책임연구원)이다.조익문 광주교통공사 사장은 “국내 최초로 광주1호선 운영선에 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목을 시험 부설해 ESG 경영 확산에 앞장서고 있다”며 “탄소중립 및 ESG 경영 확산을 위해 책임감 있는 역할을 다하겠다”고 밝혔다.철도연 배영훈 책임연구원은 “개발된 시멘트 제로 콘크리트 철도 침목의 시험 부설을 통해 현장 적합성을 검증하고 이를 바탕으로 저탄소․친환경 콘크리트 배합 및 제품을 철도 건설과 유지보수 전반에 확대 적용할 추가 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.한석윤 철도연 원장은 “친환경 K-철도기술의 현장 시범 적용이 연구기관과 철도 운영기관 간 상용화 협력의 모범 사례다”며 “정부, 지방자치단체 및 철도 운영기관의 탄소중립 및 ESG 경영 실천에 기여하여 국민의 삶의 질을 높일 수 있는 기술 개발에 더욱 힘쓰겠다”고 전했다.▲ 시멘트 제로 콘크리트 PSC 침목 생산 과정[출처=한국철도기술연구원]

▲ 철도연 침목패드(Under sleeper pad, USP)[출처=한국철도기술연구원]한국철도기술연구원(원장 한석윤, 이하 철도연)에 따르면 자갈 궤도 선로의 성능 개선과 유지 관리 비용 절감을 위해 개발한 ‘침목패드’를 충북 오송 철도종합시험선로에 시험 설치했다.10월14일 오송 철도종합시험선로의 10미터(m) 구간에 설치했으며 이달부터 2025년 12월까지 1년간 현장 적용시험을 진행할 예정이다. 철도연은 ㈜유원플렛폼과 기술이전 계약을 맺고 상용화에 속도를 내고 있다.침목패드는 침목의 하부에 특수한 패드를 붙여 철도의 성능과 내구성을 개선하는 기술이다. 주로 폴리우레탄, 합성고무 등 다양한 탄성체로 제작된다.PSC(프리스트레스 콘크리트)침목 하부에 부착되어 자갈 도상과의 접촉 면적을 넓히고 자갈 도상에 균일한 하중을 전달한다.이 과정에서 궤도 안정성을 높이고 도상 침하를 줄이며 자갈을 보호하는 역할을 한다. 아울러 선로에서 발생하는 소음과 진동을 줄이는 데에도 기여한다.개발된 ‘침목패드’는 내구성이 뛰어난 비발포 열경화성 폴리우레탄으로 제작됐다. 국내 일반선과 고속선에 사용되는 PSC침목에 적합하게 설계됐다.철도 선로에서 레일이 열차의 무게 등 외부 하중을 받을 때 안전하고 효율적으로 작동할 수 있도록 허용된 처짐의 범위인 허용 레일 처짐량과 설치 및 유지보수 시 손상 방지 등을 고려했다.침목당 침목패드 부착 면적을 70% 이상으로 최적화하고 침목패드의 강성, PSC침목과 부착력 및 피로 성능을 검증했다.▲ PSC침목 부착용 침목패드(Under sleeper pad, USP)[출처=한국철도기술연구원]또한 침목패드를 침목 제조 단계에서 미리 PSC침목에 부착할 수 있도록 제작 및 부착 공정을 단순화하여 경제성을 크게 높였다.자갈도상 궤도의 초기 침하를 최대 30%까지 줄여 자갈 다짐 유지보수 주기를 2배 이상 연장할 수 있고, 자갈도상의 침하 억제 및 국부적 침하 대응에도 효과가 높다.특히 레일의 연결 부위나 궤도의 강성이 달라지는 구간에서 나타나는 뜬침목 발생을 줄이고 주행 안정성을 높여 궤도 품질 향상에 기여할 수 있다.국내에서는 그동안 선로의 소음과 진동 저감을 위해 일부 해외 제품이 사용되었으나, 가격이 비싸고 자재 수급도 어려웠다.철도연이 개발한 침목패드는 국내 일반철도, 고속철도, 도시철도 등 다양한 철도 환경과 열차의 통과 톤수, 노반 특성에 맞춘 맞춤형 제작이 가능해 철도 자갈궤도 성능 개선 수요에 더욱 효율적으로 대응할 수 있을 것으로 기대된다.※ 관련 연구과제- 과제명 : 철도시설의 폐기물 발생 저감 및 재자원화 기술개발(철도연 기본사업)- 연구기간 : 2022.1. ~ 2024.12.김지환 철도연 책임연구원은 “최근 주행속도 향상과 운행량 증가로 자갈궤도의 유지보수 작업 빈도가 늘어나고, 인건비와 운반비 상승, 장비의 해외 수입 등으로 선로 유지보수 비용이 증가하고 있다”며 “개발한 침목패드는 선로 유지보수와 비용 절감에 큰 장점이 있는 기술로 현장 적용시험과 상용화를 진행할 계획이다”고 말했다.한석윤 철도연 원장은 ”기존 철도 인프라의 성능을 혁신하고, 유지 관리의 효율성을 극대화하는 핵심 기술”이라며 “침목패드의 국내 상용화는 물론이고 베트남, 말레이시아 등 해외시장 진출을 위해 노력하겠다”고 전했다.