▲ 공항철도 분기기 구간 CCS 부분 교체 부설 현황 [출처=한국철도기술연구원]

한국철도기술연구원( 원장 사공명)에 따르면 2026년 9월부터 개발한 자원순환형 복합재 침목(Circular Composite Sleeper)이 공항철도 검암역·운서역 구내 본선 분기기 구간의 노후 목침목 교체에 적용되고 있다.

분기기는 열차의 진로방향을 바꾸기 위해 철도 선로를 두 방향으로 분리하거나 합류하기 위한 장치를 말한다.이번 적용은 공항철도 영업운행 노선의 자갈궤도 분기기 구간에 CCS를 개별 교체 방식으로 부설했다는 데 의미가 있다.

공항철도(주)(이하 공항철도)는 2026년 본선 및 차량기지 분기기 등 총 134정의 노후 목침목을 CCS로 단계적으로 교체할 계획이다.

철도연은 2026년 6월 부산도시철도 2호선 양산회차선 노후 분기기 개량 구간에 CCS 부설을 완료했다. 이번 공항철도 분기기 구간에도 적용해 운영노선 현장 적용을 확대했다.

철도 분기기와 이음매 같은 선로 특수구간에는 현장에서 자르고 구멍을 뚫기 쉬운 목침목이 주로 쓰여왔다. 그러나 크레오소트유 등 방부 처리 약제의 환경 문제로 2026년부터 목침목의 국내 생산이 전면 중단되면서 대체 침목 기술의 필요성이 커지고 있다.

▲ 공항철도 궤도 부설을 앞두고 현장에 야적된 분기기용 CCS [출처=한국철도기술연구원]

특히 운행 중인 노선에서는 오래 쓴 목침목의 부패와 균열로 레일 체결장치(나사스파이크)를 붙잡는 힘이 떨어질 수 있어 적기에 교체하는 것이 중요하다.

이번 적용의 핵심은 분기기 전체를 들어내지 않고 교체가 필요한 노후 목침목을 선별해 바꾸는 ‘개별 교체’ 방식이다.

CCS는 목침목과 크기·가공성이 비슷해 기존 목침목 사이에 섞어 설치할 수 있다. 이에 따라 열차 운행이 끝난 야간 시간을 활용해 필요한 개소만 신속하게 교체할 수 있다.

이는 목침목 생산 중단 이후에도 운영기관이 기존 분기기를 유지하면서 노후 침목을 순차적으로 교체할 수 있는 현실적인 대안이 된다.

CCS는 재활용 열가소성 소재에 유리섬유를 보강한 복합재 침목으로, 썩거나 갈라지지 않아 목침목보다 내구성과 유지관리성이 뛰어나다. 사용 후에도 다시 분쇄·재가공해 재활용할 수 있어 철도 인프라의 자원순환성 향상에도 기여한다.

레일을 고정하는 나사스파이크의 인발력(뽑히지 않고 버티는 힘)은 약 90 kN으로, 목침목(약 50 kN)의 약 1.8배에 달한다.

레일과 체결장치를 모두 조립한 상태에서 열차하중을 모사한 경사 반복하중을 300만 회 가한 시험에서도 나사스파이크 체결부의 변형·밀림과 레일 변위가 기준을 만족해 체결 성능을 안정적으로 유지했다. 200만 회 이상 반복 휨하중을 가한 구조시험에서도 손상 없이 기준을 만족했다.

철도연은 공항철도와 함께 교체 구간의 장기 거동을 체계적으로 모니터링할 계획이다. 열차가 운행하는 실제 선로에서 CCS와 인접 목침목의 거동, 궤도 상태를 정기적으로 계측해 현장 데이터를 축적하고 이를 유지관리 기준 마련과 적용 구간 확대 검토에 활용할 예정이다.

이번 연구는 국가과학기술연구회(이하 NST, 이사장 김영식) 산하 철도연의 기본연구사업으로 수행되고 있다.

※ 관련 연구과제
- 과제명: 자원순환·저탄소 철도인프라 기술 개발 및 실용화
- 연구기간: 2026. 1. 1. ~ 2026. 12. 31.