1. 개요
齒狀軌道Rack-and-Pinion Railway, Rack Railway, Cog Railway
예로부터 가파른 경사에 노선을 부설함에 있어 철도차량과 레일간의 점착력을 높이는 데에 한계가 있음을 인지하였던 몇몇 이들은 이를 강삭철도보다는 조금 더 세련된 방법으로 해결하였다. 바로 톱니. 원리는 궤도 중간에 톱니 선로를 깔고, 이를 지날 차량 하단 양 바퀴 중간에도 톱니바퀴를 달아 톱니들이 맞물리면서 오르내리는 식이다.
치궤 철도의 종류(리브레 위키)
발명 이유가 이유이니 만큼 급경사가 많은 산악철도나 롤러코스터 등에서 사용되며, 가까운 예로는 일본의 우스이 급구배(폐지)와 이카와선이 있다. 또한 한반도에서는 신흥선이 사용하는 것으로 추정되나 북한 지역이라 추정일 뿐이다. 미국에서는 콜로라도에 있는 파익스 피크(Pikes peak) 치상궤도 철도가 유명하다. #전구간 주행영상(1시간 14분) 파익스 피크 인터내셔널 힐 클라임이 개최되는 바로 그곳 맞다.
단점이라면 속도가 느리고, 강삭철도로나 운행할 수 있는 초 급경사에는 역시 쓸 수 없다는 점. 그리고 당연히 구동축에 톱니가 달린 전용 차량으로만 운행 가능하다. 덤으로 양 톱니들이 맞물리는 과정에서 심한 소음과 흉악한 진동이 발생해 현기증과 멀미를 야기할 수 있다.
치상궤도를 단순히 톱니바퀴와 톱니를 까는 것이라고 하기에는, 어떤 톱니를 쓰고 어떤 홈을 팔 것이냐, 홈의 위치도 위아래로 뚫을 것이냐 좌우로 뚫을 것이냐 등등의 방식으로 나뉘기 때문에 치상궤도에도 여러 방식이 있을 수 있다. 문서 상단에 있는 사진은 독일에서 개발된 리겐바흐식 치상궤도이다.
흔히들 말하는 '아프트식 철도'라고 하는 것도 바로 치상궤도의 한 종류를 일컫는 것이며, 스위스의 카를 로만 아프트(Carl Roman Abt, 1850~1933)가 고안한 방식이라 아프트식 철도라 한다. 현재 치상궤도를 깔아둔 철도의 대부분이 바로 이 아프트식으로, 톱니 모양 홈을 파 놓은 두꺼운 철제 바 두 개 또는 세 개를 홈끼리 엇갈리도록 나란히 설치하는 방식인데 이것이 가공이 단순하여 랙 궤도 생산비용이 절감되기에 많이 채택되었다.
한반도에서는 북한 신흥선 송흥역에서 출발하여 부전령역 방면으로 가는 선로 초반에 쓰는 것으로 추정된다. 여기는 다른 구간과 달리 선로가 3개이기 때문이다.