한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 나희승)은 고속철도 소음을 줄이는 ‘슬라브 도상용 흡음블럭’과 ‘방음벽 상단장치’를 개발했다.

국토교통부 철도기술개발사업인 ‘호남고속철도 테스트베드를 활용한 인프라 통합모니터링 시스템구축 및 소음저감장치 고도화’ 과제를 통해 진행됐다.

고속열차가 주행할 때 발생하는 가장 주된 소음은 ‘끼이익’ 하는 레일과 바퀴 사이의 마찰음인 스퀼 소음과 바퀴와 레일이 진동하면서 발생하는 하부의 전동소음이다.

특히 철도 터널 내부의 소음은 일반 개활지보다 약 3∼5dB 정도 더 크기 때문에 승객들은 터널 안에서 불쾌감을 더 많이 느낀다.

고속철도 터널에 개발된 슬라브 도상용 흡음블럭 설치 구간과 미설치 구간의 소음 측정 비교 결과 흡음블럭 설치 구간의 객차내 소음이 약 3dB 이상 감소했다.

슬라브 도상용 흡음블럭은 주요소음원인 레일과 바퀴에 가장 가까운 콘크리트 궤도 위에 설치하여 주요소음원을 흡음하는 방식으로 실내 및 실외 소음을 줄였다.

흡음블럭은 경량골재를 주재료로 하는 단열콘크리트 구조물로 흡음성능이 뛰어나다. 내구성 또한 다른 흡음소재에 비해 우수해 오랜 기간 외부에 설치되는 환경에서도 성능저하가 거의 없어 반영구적이다.

<KTX-산천에서 소음 측정: 흡음블럭 설치구간과 미설치구간 비교>

구분	소음도 [dB(A)]
	미설치구간	설치구간	저감량
1회차	72.9	68.7	4.2
2회차	73	69	4
3회차	76	71.3	4.7
4회차	76.1	71.1	5
5회차	74.9	70.4	4.4
평균			4.5

※KTX-산천 운행시 열차 실내소음 평균 4.5dB(A) 저감

방음벽 상단장치는 선로주변 벽체 상단에 설치하는 장치로 시속 250~400km의 고속열차가 내는 열차소음을 3.9~4.3dB 저감시킬 수 있다. 

도로 소음과 고속철도 소음의 주파수 차이를 분석하여 소음 주파수를 감소시키는 방법으로 소음을 줄였다. 방음벽을 2~3m 높이는 것과 비슷한 소음저감 효과로 방음벽 높이에 제한받는 교량구간 등에 설치하여 효용성을 높일 수 있다.

철도연 최찬용 책임연구원은 “고속철도 건설 확대 및 속도 향상으로 환경소음에 대한 관심이 높아지고 있는데 소음을 획기적으로 저감시킬 수 있는 흡음블럭과 방음벽 상단장치 기술 상용화를 위해 매진하겠다”고 전했다.

철도연 나희승 원장은 “철도 환경소음 저감기술 등을 비롯해 국민이 직접 체감할 수 있는 기술 개발을 확대할 것이며, 이를 통해 더욱 쾌적한 환경에서 철도를 이용할 수 있도록 연구개발에 전력하겠다”며 “개발된 기술이 국내 뿐 아니라 해외철도에도 적용될 수 있도록 다각도로 노력하겠다”고 밝혔다.

<터널 안에 설치된 슬라브 도상용 흡음블럭>

<슬라브 도상용 흡음블럭 설치 모습>

<철도 주변에 설치한 방음벽 상단장치>          <방음벽 상단장치 설치 모습>       

 

    (a) 설치 전 L=25m, H=1.2m                    (b) 설치 전 L=25m, H=3.5m

   (c) 설치 후 L=25m, H=1.2m                           (d) 설치 후 L=25m, H=3.5m

<방음벽 상단장치 성능시험 결과>

    (a) 상단장치 설치 전                          (b) 상단장치 설치 후

<방음벽 상단장치 성능시험 결과 그래프>