Evaluation of Rail Fatigue Reliability Index by Type for Rail Surface Defects and Rail Surface Conditions

레일 표면 결함으로 인해 열차 주행 시 진동 및 충격량이 증가할 경우 레일 내부에 발생되는 응력 수준이 높아지며, 이 상태가 장기간 반복·유지될 경우 레일에 대한 피로 파괴 측면의 신뢰도 지수는 급격히 낮아질 수밖에 없다. 본 연구에서는 도시철도 운영선에서 발생하는 다양한 레일 표면 결함이 궤도 거동 및 장대레일의 피로 파괴에 미치는 영향을 평가하였다. 도시철도 콘크리트 궤도에서 발생한 파상마모, 스폴링, 헤드체크 등의 대표적인 레일 표면 결함 구간에서의 윤중, 레일 저부응력, 레일 가속도 등을 계측하여 표면 결함이 궤도 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 계측 데이터로부터 레일의 피로 파괴에 영향을 미치는 인자를 도출하여 다양한 표면 결함 유형에 따른 피로 신뢰도 지수를 평가하였으며, 레일 표면 유지보수의 중요성을 정량적으로 나타내었다. 본 연구로부터 도시철도에서 레일 표면 관리 및 유지보수에 필요한 데이터와 평가 방법론이 제시되었으며, 향후 도시철도 운영의 안전성과 유지 보수 효율성에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.