슬랙을 둬야해, 말아야 해?

[전영석]

고속철도가 건설되면서 곡선부에 슬랙을 두느냐 안두느냐하는 의견이 분분하다.

한국철도에서 800R 이하 곡선에는 곡선의 내측레일을 궤간외측으로 확대하는 슬랙을 두고 있다. 이는 곡선부에서 대차 차륜이 곡선부를 원활하게 통과하도록 하기 위함이다.

그런데 프랑스에서는 1975년 이래 200R 이상 곡선에는 슬랙을 두지 않고 있다.
그 경위를 보면 1975년 이전에는 증기 기관차와 같이 축이 고정대차에 연결되어 있는 기존 차량의 특성에 근거한 것이다. 슬랙의 수치는 중앙 축의 설계제원에 따라 선정된다.

기존차량이 사용되지 않으면서 대부분의 차량이 두 개의 축을 가진 화차이거나 대차 차량(3축 대차는 기관차나 소수의 특수화차로 제한되어 있음)이라는 사실에 비추어 볼때, 특별한 침목의 제원이 적용되어야 할만큼 이 규정은 과도한 것으로 나타났다.

이러한 결정은 또한 당시에 대차의 축이나 축이 2개인 화차의 횡적 움직임 및 종적 움직임과 관련하여 UIC/ORE(ERRI)가 수행한 연구와 이에 관련된 곡선 작용력에 근거하였다.

슬랙 규정이 적용되지 않는 반경이 큰 곡선(800-1000 미터)에서는, UIC 현가장치를 장착한 2개의 축을 가진 화차의 일부 유형에서 속도가 80에서 90 및 100km/h로 증가했을 때 요동이 관찰되었다. 레일의 횡마모나 체결 시스템으로 인해 넓어진 궤간이 이 현상을 증가시키는 것으로 밝혀졌다(이 현상은 프랑스에서 화물열차의 탈선이 초래되었다).

이를 정정하기 위하여 2개의 짧은 축을 가진 오래된 유형의 화차를 사용 하는 것, 열차의 차량사이에 종방향 연결장치를 조여서 버퍼의 마찰을 통해 댐핑을 제공하는 것(프랑스에서는 차량의 자동 연결은 사용되지 않으므로 끝에 있는 버퍼가 서로 접촉할 때 약간의 마찰을 줄 수 있다), 그리고 한정된 수의 곡선에서 궤간을 정정하는 등의 조치를 취하였다.

곡선에서 슬랙을 두지 않을 수 있는 경우에는 고정 축 시스템을 가진 차량(증기기관차 및 이에 유사한 차량)이 전혀 없는 경우, 2개 이상의 축이 있는 보기 차량의 중앙축에 보다 얇은 플랜지가 장착되는 경우와 끝단 차축과 대차의 프레임사이의 갭이 충분(5-10mm)한 경우이다.