A Study on Rail Vibration and Its Reduction Plan in Central Daejeon Area

대전 도심지역의 철도진동의 영향과 대책

Rail vibration in city zone is becoming a serious environmental problem. In order to make a reduction plan for rail vibration, the research was conducted in which many experiments to measure actual rail vibration along the railroad through the central Deajeon area. A digital vibration level meter was used to measure rail vibration. Vibration levels of Z-axis were measured at every second for the duration of the train passing. The measuring station was placed at every 5m for the distance of 55m. A total of 353 different sets of vibration level were obtained. The signals were processed to get $L_{10}$ value and analyzed in terms of distance, train velocity, and number of trains. As a result, it has been found that rail vibration exceed the allowable vibraton limit of 60 dB, at the point of 25 m far from the railroad center, which is regulated by the las of vibration and noise. Train velocity was found to affect a little for vibration level within the zone. It was also found that a trench installed along a railroad could reduce vibration level up to approximately 10 percent. A model test was conducted to investigate the influence of the location and size of trench, on the transfer of vibration. A heavy steel ball was used to generate vibrations. On the basis obtained from this study, it could be concluded that the application of distance-attenuation and the installment of a trench along railroad could be applied as a reduction plan for rail vibration. Because limitions might exist to depend on the effect of distance attenuation, trenchs excavated along a railroad might be suggested as the most efficient solution to reduce railroad vibration.

도심지역 철도 주변에서 열차의 주행으로 인해 발생되는 철도 진동이 심각한 공해진동으로 부각되고 있다. 이러한 철도진동으로 부터의 피해를 저감시킬 수 있는 방안을 탐색해 보고자, 대전 도심 지역을 통과하는 철도 주변에서의 철도 진동 실태를 조사하였다. 열차가 통과하는 주행 방향과 수직한 지표면을 따라 5m 간격으로 55m까지 일정한 거리 상에서 1초 간격으로 Z축 진동값을 측정하였다. 측정 조사된 총 353개의 자료 셀마다 $L_{10}$ 값을 산출하여 진동측정치와의 거리, 열차의 속력, 차량수와의 상관 관계를 분석하였다. 분석결과 지반을 전파하는 철도진동은 철도중심에서 대략 25m 이내의 지역에서는 소음 진동규제법에서 제시한 허용기준 60dB이상으로 나타났으며, 속력 변화에 대한 진동 값의 변화가 작아 모든 속력의 열차에 대해 공해진동이 존재하였다. 한편 철도 주변 공구 밖에서는 공구가 없는 경우보다 진동값이 대체로 10%정도 감소하여 철도진동 저감에 공구 설치가 효과적인 것으로 판단된다. 실제의 지반을 대상으로 방진구를 설치하고 일정 높이에서 철구를 떨어뜨려 진동전달실험을 실시한 결과에서도 진동원으로부터 일정한 거리를 확보하면 공해진동으로부터 벗어날 수 있었으며, 공구를 설치할 경우 공구의 깊이, 위치 등의 변화에 따라 진동 저감 효과가 크게 나타났다. 대전도심지역 철도진동 실태분석 및 실험 연구결과를 종합해 볼 때 거리감쇠효과를 적용하거나 공구를 설치함으로써 철도진동으로 인한 피해를 상당히 저감시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서 철도에 근접한 많은 주택 및 주민의 진동 피해를 저감시키기 위하여 도심지역에서 철도와 나란하게 공구를 설치하고 이를 효율적으로 이용하는 방안이 적극 검토되어야 할 것으로 판단된다.