기찻길 레일 사이에는 왜 틈이 있을까?

Why do railway rails have gaps?

오래된 기찻길을 보면 레일과 레일 사이가 조금씩 벌어져 있는데, 일부러 둔 틈일까요?

무슨 일이 일어났나

강철 레일은 데워지면 늘어나는데, Network Rail 에 따르면 햇볕을 받는 레일은 공기보다 최대 20 °C 더 뜨거워질 수 있습니다 — 기온이 30 °C 면 레일은 50 °C 까지 오를 수 있다는 뜻입니다.

시뮬레이터에서 강철(선팽창 계수 12×10⁻⁶/K, NIST) 2 m 가 −10 °C → 50 °C 로 데워지면 1.44 mm 늘어납니다. 선로는 이런 토막이 끝없이 이어진 것이라 늘어날 자리가 없으면 서로 밀어붙입니다.

그래서 짧은 레일을 볼트로 이은 선로에는 레일 사이에 작은 틈을 두어 늘어날 자리를 줍니다(Network Rail).

요즘 선로는 대부분 긴 레일을 당겨 늘인 채 용접해 이은 장대 레일이고, 미국 연방 규정은 레일이 눌리지도 당겨지지도 않는 «중립 온도» 를 관리하게 합니다 — 높은 레일 온도에서 길이 방향으로 누르는 힘이 커지면 레일이 휘기(좌굴) 때문입니다.

💡 생활 속 예시

다리 끝에 톱니처럼 맞물린 쇠판(신축 이음)은 계절마다 바뀌는 다리 길이를 받아 주는 «레일 틈» 같은 장치입니다.
Network Rail 에 따르면 하얗게 칠한 레일은 칠하지 않은 레일보다 5~10 °C 낮아, 그만큼 덜 늘어납니다.
인도의 콘크리트 판 사이에 일정한 간격으로 줄눈을 넣는 까닭 가운데 하나도 온도에 따라 판이 늘고 주는 것입니다.

확인된 값

짧은 레일을 볼트로 이은 선로에는 레일 사이에 작은 틈을 둔다 (Network Rail): 작은 틈 출처
요즘 선로 대부분은 긴 레일을 당겨 늘인 채 용접해 이은 것(장대 레일) (Network Rail): 긴 용접 레일 출처
강철 레일은 뜨거워지면 늘어나 휘어질 수 있다(좌굴): 늘어남 · 좌굴 출처
햇볕 아래 레일이 공기보다 더 뜨거워지는 정도 (최대 20 °C): 20 K 출처
흰 페인트를 칠한 레일이 안 칠한 레일보다 낮은 온도 (5~10 °C): 5–10 K 출처
레일 중립 온도 — 레일이 눌리지도 당겨지지도 않는 온도 (미국 연방 규정 49 CFR 213.119): 중립 온도 출처
긴 용접 레일의 좌굴은 높은 레일 온도에서 길이 방향 압축력 때문에 생긴다: 길이 방향 압축력 출처
강철의 선팽창 계수 (NIST — 황동은 약 24×10⁻⁶/°C): 0.000012 1/K 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 열 [9과03-03]
한국 2022 · 역학과 에너지 · 열과 에너지 [12역학02-01]

출처

https://www.networkrail.co.uk/running-the-railway/looking-after-the-railway/delays-explained/buckled-rail/(확인 2026-11-12)
https://www.govinfo.gov/content/pkg/CFR-2023-title49-vol4/xml/CFR-2023-title49-vol4-sec213-119.xml(확인 2026-11-12)
https://emtoolbox.nist.gov/Publications/NISTJResJan-Feb2007-112-1.pdf(확인 2026-11-12)

이어서 보기

데우면 늘어나는 물체 (열팽창)

같은 단원 · 온도와 열

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