도상

1. 개요

2. 자갈 도상

2.1. 장점

• 건설 비용이 저렴하다.
  지나치게 크지만 않다면 바닥에 굴러다니는 아무 자갈이나 갖다 쓸 수 있으므로 구하기가 매우 쉽기 때문. 단, 비산먼지 때문에 자갈을 씻어서 써야한다. 이마저도 계곡에 있는 자갈은 바로 쓸 수 있어서 해결가능.
• 공사 난이도와 유지 보수 작업이 쉽다.
• 소음이 비교적 적다.
  탄성이 있고 불규칙한 자갈의 표면 특성상 소음과 주행 충격이 도상에 흡수되기 때문.
• 배수가 잘 된다.
  나무 침목이라면 배수는 필수다. 배수가 잘 안된다면 침목이 썩는 일이 잘 일어나기 때문이다.
• 시공후 설계를 변경하는 것이 상대적으로 쉽다.
  어디까지나 상대적이다. 애초에 무겁고 단단한 선로를 움직이는 것은 매우 힘든 일이다.
• 폐선 시 도상 폐기가 쉽다.
  자갈, 즉 단순한 돌멩이이기 때문에 아무데나 막 버릴 수 있다. 때문에 폐선 시 그냥 레일과 침목만 걷어가고 자갈 도상은 그 자리에 내버려두는 경우가 많다.

2.2. 단점

• 내구성이 비교적 약한 편이다.
  단단하게 결합되지 않고 그냥 쌓여있는 구조 특성 상 주행 충격이나 진동에 의해 형태가 조금씩 틀어지기 때문.
• 유지 보수를 자주 해주어야 한다.
  자갈들 사이가 굳어지면 탄성이 떨어지기 때문에 자갈 사이의 불순물을 걸러내는 '자갈치기'나 자갈 교체 등을 해줘야 하는데. 이에 많은 인력과 비용, 시간이 소요된다.
• 먼지가 많이 발생한다.
  자갈이 열차에 주행 충격에 의해 깨지거나 바람에 풍화되면서 먼지가 발생하게 된다. 서울 지하철은 이 문제를 해결하기 위해 2024년 이후 3년여 간 자갈 도상을 콘크리트로 변경한다. #
• 토사가 유입되면 문제가 많이 생긴다.
  배수 구멍이 막혀 배수가 잘 안되거나 심하면 노반 전체가 밀려나면서 레일 자체가 틀어질 수도 있다.
• 자갈이 열차에 튀어 창문이나 차체가 파손될 위험이 있다.
  고속열차는 속도가 워낙 빨라서 자갈이 튀는 속도와 위험성이 매우 크므로, 자갈 도상에 적합하지 않아 대부분의 고속선은 후술할 콘크리트 도상을 사용한다. 속도가 비교적 느린 무궁화호나 새마을호는 자갈 도상이 적합하다.

3. 콘크리트 도상

3.1. 장점

• 내구성이 매우 견고하다.
• 축중 수백 톤 이상의 천문학적인 무게도 감당할 수 있다.
  물론 이는 노반, 레일 등 철도를 구성하는 모든 요소가 함께 견고할 때 가능한 것이다. 아무리 콘크리트 도상이라하더라도 원가절감한답시고 나머지 부분을 대충 만들면 잘만든 자갈도상보다 못한 내구도가 나올 수 있다.
• 고속 운행에 적합하다.
  이로 인해 어지간한 고속선은 전부 콘크리트 도상을 사용하고 있다.
• 안정성이 뛰어나다.
• 한번 시공하고 나면 보수작업을 해야 할 필요성이 적다.
• 콘크리트가 침목을 꽉 잡아주는 덕에 궤도 틀림이 자갈 도상에 비해 적다.
  낙석이나 주변 구조물이 도상을 때려서 궤도가 틀어지거나 열팽창으로 인해 선로에 손상이 가면 상당히 골치아프다.
• 자갈이 튀어 올라 바퀴나 차체를 때리는 '자갈 비산' 현상이 적다.
• 승차감이 뛰어나다.
  승차감에 부정적인 영향을 미치는 궤도 틀림이 적기 때문이다.
• 먼지가 비교적 덜 발생한다.

콘크리트 자체가 먼지를 덜 발생시키긴 하나, 어디까지나 상대적이다. 먼지가 가장 많다고 잘 알려진 터널이나, 먼지가 많은 날씨 속에서 기차가 고속으로 주행한다면 흩날리는 먼지의 양이 자갈 도상 못지 않을 수 있다.
• 주변 토사가 흘러내려도 아무 문제없다.
  콘크리트 도상이 꽉 잡아주기 때문이다. 자갈 도상은 지속적인 미세한 흔들림이 있기 때문에 토사가 유입되면 궤도의 형태가 변할 수 있다.]

3.2. 단점

• 건설 비용이 비싸다.
  자갈 도상보다 1.5~2배 가량 비싸다.
• 소음이 심하다.
  자갈에 비해 탄성이 떨어지고 주행 충격이 단단한 콘크리트 표면에 모두 반사되기에 체감 소음이 훨씬 시끄럽게 들린다. 특히 서울 지하철 5호선, 부산 도시철도 2호선의 경우 당시 콘크리트 도상의 설계 결함으로 인해 극악의 소음을 자랑한다.
• 배수가 잘 안된다.
  자갈 도상은 자갈의 특성상 곳곳에 구멍들이 있지만, 콘크리트 도상은 인위적으로 배수구를 만들지 않는 이상 물이 빠져나갈 구멍이 하나도 없다. 그나마 배수관을 놓아서 인위적으로 배수를 시키고 있지만 자갈 도상과는 비교할 수 없다. 물론, 물에 잠긴다고 궤도 자체가 파손되는게 아니므로 제3궤조가 아닌 이상 콘크리트 도상 및 레일 전체가 물에 잠겨도 아무 문제 없이 달릴 수 있다.
• 시공 후 설계 변경이 매우 어렵다.
  설계 변경을 해야 하면 해당 부분의 콘크리트를 다 깨고 시공해야 한다.

4. 무도상

4.1. 장점

• 별도의 도상을 설치할 필요가 없으므로 공사 과정이 간단하고 비용도 매우 적게 든다.
• 구조물이 개방되어 있어 유지 보수가 편리하다.
• 도상이 없어서 바닥이 뚫려 있으므로 별도의 배수 시설을 설치하지 않아도 배수가 매우 잘된다.
• 먼지가 거의 발생하지 않는다.

4.2. 단점

• 안정성이 매우 떨어진다.
  레일을 잡아주는 도상이 전무하고 철골 구조물 바로 위에 얹혀져 있는 형태라 열변형도 쉽게 발생하고 주행 충격에 의해 레일이 자주 뒤틀리게 된다. 이로 인해 유지 보수를 더 자주해주어야 하므로 열차가 자주 다니는 구간의 경우 유지 비용이 막대하게 들어간다.
• 내구성이 상당히 약하기 때문에 열차가 고속으로 운행할 수 없다.
  별도의 보강 처리를 하지 않는 무도상 철교는 제한속도가 최대 50km/h에 불과하며 무게 역시 제한되어 일부 화물열차의 운행이 불가능하다.
• 주행시 소음이 매우 시끄럽다.
  철골 구조물 바로 위에 레일만 얹어놓은 구조 특성상 철골 구조물에 바로 충격이 전해지므로 콘크리트 도상보다도 훨씬 크게 충격음이 울려퍼진다.

5. 참고문헌

• 일반철도는 자갈 까는데, 고속철도엔 콘크리트 치는 까닭은?
• 왜 철로에 자갈을 깔아놨을까?(유튜브)