뜬 침목은 하중이 무재하된 상태에서 침목과 도상 사이에 공극이 생긴 결함상태를 말하며, 궤도손상에 큰 원인이 되고 있다. 하지만, 뜬 침목 검측은 인력 검측에 의존하고 있어 예방중심의 유지보수가 어려우며, 이로 인한 소요인력 증가 및 인적 오류 등 다양한 문제점이 발생하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 국내 일반철도 자갈구간에서 발생하는 뜬 침목을 궤도검측차(EM-140k)의 축상가속도계를 활용하여 검측할 수 있는 방법을 연구하였다. 이를 위해 뜬 침목구간의 주파수 대역을 도출하고 수치해석과 현장검증을 통하여 적정성을 검증하였으며 얻어진 연구결과는 다음과 같다.
첫째, 측정된 진동 가속도 데이터 기반 이산웨이블릿 분석결과 뜬 침목에 의해 발생되는 주파수 대역은 약 50 ~ 100 Hz에서 주로 나타남을 확인하였다.
둘째, 궤도검측차 진동가속도 분석으로 확인된 뜬 침목 위치를 대상으로 소형충격재하시험(LWD)을 이용하여 총 3차에 걸쳐 운행선 현장계측 시행결과 검측 정확도는 약 91 %로 확인하였다.
셋째, 뜬 침목의 확인을 위해 실시한 소형충격재하시험(LWD)과 진동 가속도 분석으로 확인된 뜬 침목 위치의 신뢰성 검증을 위해 상관분석 시행 결과, 상관계수가 0.87로 강한 상관관계가 있는 것으로 확인되었다.
마지막으로 수치해석을 통해 열차의 속도와 뜬 침목이 발생한 침목의 개수에 따른 진동주파수 특성을 확인하였다. 열차속도가 60 ~ 100 km/h일 경우 뜬 침목이 발생한 구간의 주파수는 약 63 ~ 88 Hz로 나타났으며, 실제 측정된 현장 데이터와 비교한 결과 약 73 % 정도가 침목 3정과 침목 6정 사이에서 뜬 침목이 발생하는 것으로 분석되었다. 또한, 각 데이터에 대한 상관분석 결과 상관계수가 0.73으로 강한 상관관계가 있는 것으로 분석되었다.
향후 선로유지보수 시 궤도검측차(EM-140k)에서 검측한 지적개소와 본 연구 결과인 뜬 침목 분석 기법을 병행 활용한다면 선제적인 유지보수를 위한 좋은 대안이 될 것으로 기대한다.