Analysis of Life Cycle Costs of Railway Track : A Case Study for Ballasted and Concrete Track for High-Speed Railway
구조 형식이나 공법의 선정, 유지보수 시기, 보수방법의 결정 등의 의사 결정에서 수명주기비용(life cycle cost, LCC)의 평가가 중요 하다. 철도 궤도구조의 경우 초기시공비 뿐 아니라 유지보수비가 총 비용의 상당 부분을 차지하고, 특히 자갈궤도일수록 그 비율은 더욱 높으 므로 수명주기비용 평가의 필요성이 더욱 높다. 이 연구에서는 궤도 구조 형식, 연간 통행량, 축중, 열차 속도, 곡선 비율, 구조물(교량, 터널) 비 율 등 다양한 설계변수를 고려할 수 있는 LCC 산정 모델을 개발하고, 각 비용의 산정에 필요한 기초 자료를 제시하였으며 구축된 모델과 자료 를 바탕으로 주요 설계변수에 따른 고속철도 자갈궤도와 콘크리트궤도 LCC의 변화 경향을 분석하고, 이로부터 궤도 LCC 분석에 있어서의 고 려해야 할 주요 변수를 검토하였다. 검토 결과 자갈궤도는 교체 및 운영 비용의 비중이 콘크리트궤도에 비해 현저히 높았으며, 연간 통행량과 자갈 탬핑 주기가 자갈궤도의 LCC에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면 콘크리트궤도는 초기 시공비의 비중이 현저히 높았고, 연 간 통행량이나 열차속도, 축중 등에 상대적으로 영향을 적게 받는 것으로 나타났다.
In the decision-making, such as selection of structure, construction method, or time and scheme of maintenance, the evaluation of life-cycle cost(LCC) is of great importance. The maintenance cost occupy a large portion of the LCC of the railway track as well as the initial construction cost. Futhermore, the proportion of the maintenance cost is much higher in the ballasted track. Thus, the importance of the LCC evaluation is higher than in any other engineering structures. In this study, a LCC model that can consider various design parameters such as the type of track structure, annual traffic volume, axle load, train speed, and proportion of curve sections and engineering structures has been developed. Fundamental data for calculating costs also have been presented. Based on the model and data proposed, the trends in the variation of LCC according to the design parameters were examined and the most important design parameters in the LCC analysis of railway track were investigated. The results show that the proportion of renewal and operational costs is much higher in the ballasted track than in the concrete track, and the annual traffic volume and ballast taming period are most significant factors on the LCC of the ballasted track. On the contrary, it is revealed that the proportion of the initial construction costs in the concrete track is much higher, and the LCC of the concrete track is less sensitive to the traffic volume, train speed, and axle load.