▲ 부산도시철도 2호선 양산회차선 선로전환기 구간에 부설된 자원순환형 복합재 침목(CCS) [출처=한국철도기술연구원]

한국철도기술연구원(원장 사공명)에 따르면 2026년 6월 기존 목침목을 대체할 수 있는 자원순환형 복합재 침목(이하 CCS, Circular Composite Sleeper)을 상용화하고 부산도시철도 2호선 양산회차선 노후 분기기 개량 구간에 현장 부설을 완료했다.

CCS는 폐플라스틱을 철도용 구조재로 재활용한 친환경 침목으로 사용 후에도 다시 분쇄·재가공하여 재활용할 수 있어 철도 인프라 분야의 자원순환성 향상에 기여할 수 있다.

또한 유리섬유 보강 복합재 기술을 적용해 기존 목침목의 시공성·가공성은 유지하면서도 휨강도, 휨강성, 연성 및 치수 안정성을 확보한 것이 특징이다.

특히 수분, 부패, 충해 등 목침목의 주요 열화 요인에 대한 저항성이 우수해 장기 내구성 및 유지관리성 향상이 기대된다.

이번에 부설된 CCS는 200만 회 이상의 반복하중 시험에서도 주요 기계적 성능이 안정적으로 유지되는 것을 확인했다. 목침목 생산 감소와 대체재 수요 증가에 대응할 수 있는 지속가능한 철도 인프라 기술로 개발됐다.

목침목은 그동안 현장에서의 절단·천공 등 가공성이 우수하고 시공이 용이해 분기기, 이음매 등 특수 구간에 활용돼 왔다.

그러나 크레오소트유 등 방부처리 물질의 환경성 이슈와 장기 사용에 따른 수분 흡수, 부후(목재의 썩음) 및 재료 열화로 유지관리 부담이 발생해왔다. 크레오소트유는 목재가 썩지 않게 하는 보존재로  강한 독성과 발암물질을 함유하고 있다.

특히 기존 목침목의 생산·사용 여건이 점차 제한되면서, 목침목의 현장 적용성을 유지하면서도 내구성과 친환경성을 높인 대체 침목 기술의 필요성이 커지고 있다.

철도연은 CCS가 노후 목침목 대체뿐 아니라 교량부, 분기기, 이음매, 산업철도 및 도시철도 특수 구간 등 다양한 현장에 적용 가능한 지속가능한 복합소재 침목 기술로 확산될 것으로 전망한다.

철도연은 이 기술을 2024년부터 2025년까지 철도연 기본사업인 “철도 신산업 창출을 위한 핵심기술 개발” 과제를 통해 민간기업 ㈜아이더블유엠티(대표 전은수)와 공동개발하고 기술이전까지 완료했다.

철도연은 제품 설계, 재료 성능 검토, 구조성능 평가, 반복하중 시험 및 현장 적용성 검토 등 기술 전반을 검증하여, 기존 목침목의 시공 장점과 복합소재의 장기 성능, 자원순환성을 결합한 철도 현장 적용형 침목 기술을 확보했다.

김지환 철도연 책임연구원은 “이번 성과는 공공 연구기관과 민간기업이 협력해 개발한 복합소재 기반 철도용품 기술이 실제 도시철도 현장에 적용된 사례”라며, “장기 모니터링과 현장 피드백을 바탕으로 CCS의 성능을 지속 검증하고, 적용 구간 확대를 위한 기술 고도화를 추진하겠다”고 밝혔다.

사공명 철도연 원장은 “자원순환형 복합재 침목은 철도 시설물의 안전성과 지속가능성을 동시에 확보할 수 있는 핵심 기술”이라며, “앞으로도 탄소중립 철도기술의 실용화와 산업계 확산을 위한 연구를 지속 확대하겠다”고 강조했다.

※ 관련 연구과제

- 과제명: 철도 신산업 창출을 위한 핵심기술 개발(PK2404B2)
- 연구기간: 2024.1. ~ 2025.12. (연구책임자: 김지환 철도연 책임연구원)