안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
기차는 가장 정확하면서도 안전한 교통수단 중에 하나입니다. 기차가 안전한 교통수단인 이유는 기차의 선로에 과학적 방법이 적용되었기 때문으로, 그 방법에 대해 설명 드리겠습니다.
여름철 폭염으로 기차의 금속 선로가 열팽창하여 뒤틀리는 좌굴 현상을 막기 위해 철도 공학에서는 고도의 과학적 설계를 적용합니다. 현대 철도는 틈새가 있는 과거의 이음매 레일 대신, 수 킬로미터에 이르는 선로를 하나로 용접한 장대레일을 사용합니다. 이 방식은 늘어날 여유 공간을 주는 대신, 무거운 콘크리트 침목과 단단한 자갈 바닥, 그리고 강력한 체결 장치로 선로를 땅에 완벽히 고정합니다.
레일이 늘어나려는 성질을 물리적인 힘으로 찍어 눌러 내부의 압력으로 버티게 만드는 원리입니다.
이때 레일이 받는 내부 스트레스를 고르게 분산하기 위해 연중 최고 기온과 최저 기온의 중간인 약 20~30°C의 중립 온도 상태에서 레일을 고정하는 시공법을 사용합니다.
또한, 온도의 영향을 크게 받는 다리 위나 장대레일이 끝나는 지점에는 레일 끝을 비스듬히 잘라 맞물려 놓은 신축 이음매 장치를 설치합니다. 레일이 팽창하면 사선 단면을 따라 미끄러지듯 겹쳐지므로 기차가 달리는 길은 일직선으로 유지하면서 늘어난 길이를 안전하게 흡수할 수 있습니다. 최근에는 햇빛을 반사하는 흰색 특수 차열 페인트를 레일에 도포하여 표면 온도를 직접 낮추는 기술도 적극 활용하고 있습니다.