JPH0123601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、バラスト軌道におけるバラスト道床
とマクラギ下面およびその周辺に形成する空間に
長繊維マツトで補強したセメントアスフアルトモ
ルタル層を設けたバラスト軌道の強化工法に関す
るものである。 バラスト軌道は、鉄道線路における在来線にほ
とんどを占める軌道で、その構造は路盤上にバラ
スト道床を設け、その上にマクラギ、レールを設
けている。そして、列車の通過する際の荷重、振
動エネルギーを、バラストの変形により吸収する
構造である。バラスト軌道に降雨があると、雨水
が滲透して道床下の路盤を軟化し、バラスト道床
を沈下させる。また、バラストが、長い間に列車
荷重、振動および雨水などの作用で表面が磨滅
し、細粒化していく傾向があり、その細粒分に雨
水が加つて泥土となり、これがバラストの石粒間
を上昇して噴泥現象をおこし、バラスト道床の沈
下、バラストの固結を誘発して大きな軌道狂いの
原因となる。このため、バラスト軌道では、新し
いバラストの補充、バラストのふるい分け、或は
更換による細粒分の除去、更には軌道の狂いを整
正するなど恒常的な保線作業を計画、施工する必
要がある。 近来、輸送量の増加に伴ない、鉄道においても
主要幹線をはじめとして多くの路線で、走行車両
のスピードアツプと車両通過量の増大が余儀なく
されてきている。 一方、路線構造については、経済性、安全性を
確保するために、鉄道線路を強化し、省力化する
ことが叫ばれて久しく、その目的のため、スラブ
軌道などが開発され、新幹線などの新設線を対象
に採用されている。 在来のバラスト軌道においても、線路の保守を
省力化、すなわち、保線作業を少くし、しかも安
全輸送が確保できる軌道の開発が要望されてお
り、これらの要望に応えるものとして舗装軌道な
どが開発された。 舗装軌道は、主に在来線を対象にしており、既
設バラスト軌道のマクラギと上部バラストを撤去
し、残されたバラスト面を転圧し、そこに大版マ
クラギ（LPCと称す）を配列して、そのLPC下
面とバラスト上面との間に約20mm程度の空隙がで
きるように保持し、そこに加熱溶融した特殊アス
フアルトを注入して、その空隙を充てんするとと
もに、バラストの上部中に滲透させて、LPC周
辺のバラストを固結させている。そして、更に道
床表面をカツトバツクアスフアルト混合物などで
舗装している。しかし、この方式においては、加
熱溶融したアスフアルトを注入するため、加熱溶
融に要する時間、火気の使用による危険性があ
り、季節的な問題として冬季は、アスフアルトの
注入に際して、そのアスフアルトの冷却が早いた
めに、必要な場所に対してアスフアルトが充分滲
透せず、途中で固化することがあり、また、夏季
は、注入した加熱アスフアルトの温度低下がおそ
いために、強度発現時間がながくなるなど施工管
理上困難な点を有している。 本発明は、バラスト軌道における保線作業を省
力化でき、また舗装軌道における加熱アスフアル
トの注入にもとづく難点を解消するものであり、
常温施工によるものであるから、四季を問わず確
実な施工が可能となり、必要な固化層には長繊維
マツトを介在させ、常温式てん充材によつて構築
されるバラスト軌道の強化工法を提供するもので
ある。 すなわち、本発明は、バラスト軌道において、
そのバラスト道床とマクラギ下面およびマクラギ
周辺との間にてん充空間を形成し、そのてん充空
間に長繊維マツトを介在させ、セメントおよび瀝
青乳剤（以下、CAモルタルと云う）をその長繊
維マツトの繊維を被覆するようてん充空間に注入
てん充し、硬化させることを特徴としたバラスト
軌道を強化する工法を要旨とするものである。 本発明のバラスト軌道の強化工法を図によつて
説明する。 第１図は、本発明の工法によつて強化されたバ
ラスト軌道の概要を示す平面図であり、第２図
は、第１図の断面図である。 図において、１はバラスト道床、２はマクラ
ギ、３はマクラギ２に設けたCAモルタルの注入
口、４はレールである。５はマクラギ２の下面お
よびその周辺のてん充空間である。６は遮断層で
あつて、てん充空間５に面した道床バラスト上に
設けられている。７は長繊維マツトであつて、て
ん充空間５を満している。８はセメントおよび瀝
青乳剤を、更には必要に応じて骨材、混和材、水
などを混合してなるCAモルタルである。９はコ
ンクリートなどの強化路盤であり、１０は防水性
表面舗装である。 本発明のバラスト軌道の強化工法を、第１図お
よび第２図をもとに、順を追つて説明する。先
づ、バラスト道床１の上部に位置するバラストを
撤去して、てん充空間５をつくる。そのてん充空
間５のバラスト面は整正し、転圧する。このてん
充空間５は、マクラギ２の下面に一様な厚さを確
保する。てん充空間５に接するバラスト面の上に
遮断層６を設ける。この遮断層６は、てん充空間
５にCAモルタル８を注入するとき、過度にバラ
スト中にCAモルタル８が滲透するのを防止し、
平均した一様な厚さにCAモルタル８層を形成す
るために設ける。遮断層６は、後述するように
種々のものを用いることができる。 てん充空間５の厚さは、マクラギ２の下面で約
２〜10cm程度、通常は５〜６cm程度である。そこ
で、マクラギ２の下面およびその周辺のてん充空
間５に長繊維マツト７を敷きこむのである。集中
的に応力のかゝる所など、必要に応じて長繊維マ
ツト７の使用量を多くして、これを補強するので
ある。次に、てん充空間５にCAモルタル８をマ
クラギ２の注入口３から注入する。 CAモルタル８は、長繊維マツト７の繊維間の
間隙をてん充し、繊維を被覆すると共に、てん充
空間５に隙間なくてん充される。このCAモルタ
ル８が硬化した後に、バラスト道床１表面に防水
性表面舗装１０を施工することにより、本発明の
工法によつて強化されたバラスト軌道が完成す
る。 次に、本発明の工法に使用される材料について
説明する。 本発明に使用される長繊維マツト７とは、ガラ
ス繊維、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミ
ド、芳香族ポリアミド、ポリプロピレン、ビニロ
ン、アクリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビ
ニールなどの合成繊維、炭素繊維、金属繊維など
の繊維で、単繊維、多数の単繊維を集束剤で集束
したストランド、単糸、より糸、ひきそろえ糸な
どの連続した繊維、あるいは少くとも30mm以上の
長さに切断したものを、通常無方向に積み重ねて
繊維を絡ませ、適当な厚さのマツト状にしたもの
である。このマツト状にしたものには、部分的に
結合材、またはニードルパンチを用いるなどし
て、繊維がバラバラにならない方法を施したも
の、あるいは、これらの方法を施さないものもあ
るが、いづれも使用できる。これらの長繊維マツ
ト７は、転圧バラスト面の仕上精度によつててん
充空間５の厚さが変化するため、凹部に充分押し
こまれて、全体的に支承されるよう嵩高のものが
好ましい。長繊維マツト７の代表的なものとして
は、ガラス繊維ストランドの連続した繊維を、嵩
高に積み重ねて造つたマツトがある。 本発明に使用されるCAモルタル８、すなわち、
セメントおよび瀝青乳剤を、更には骨材、混和
材、水などを混合してなるセメントアスフアルト
モルタルは、公知のものが用いられる。すなわ
ち、これらを構成する材料、配合などは、従来技
術が用いられる。材料の１例をあげると、セメン
トは、ポルトランドセメント、フライアツシユセ
メント、高炉セメント、シリカセメント、高炉コ
ロイドセメント、コロイドセメント、ジエツトセ
メント、アルミナセメント、耐硫酸塩セメントな
どである。これらは、単独、或は併用して用いら
れる。これらのセメントと共に、混和材、例え
ば、セメントの収縮補償材、硬化促進剤、硬化遅
延剤、AE剤、分散剤、増粘剤、減水剤、発泡剤、
消泡剤などを併用することもできる。 瀝青乳剤は、ストレートアスフアルト、ブロー
ンアスフアルト、セミブローンアスフアルト、ブ
ロバン脱瀝アスフアルトなどの石油アスフアルト
類、天然アスフアルト類、タール類、ピツチ類な
どからえらばれた１種、または２種以上を混合し
てなる瀝青物、或は、これらの瀝青物にゴム、合
成高分子重合体などを添加混合して改質した瀝青
物を、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活
性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、
ベントナイトなどを乳化主剤とし、更に必要に応
じて乳化助剤、分散剤、安定剤、保護コロイドな
どを適宜使用して、水中に乳化させたものや、こ
れらの瀝青乳剤にゴムラテツクス、合成高分子重
合体エマルジヨン、合成樹脂エマルジヨン、水溶
性高分子重合体、水溶性合成樹脂などを添加混合
したものである。また、水溶性、もしくは乳化さ
れたエポキシ樹脂と、その硬化剤のような反応性
の樹脂などを添加混合したものも使用することが
できる。 一般に瀝青乳剤は、アスフアルト系のものが用
いられる。その濃度は、蒸発残留物が55〜70重量
％のもので、蒸発残留物の針入度（25℃）が30〜
400程度のものが用いられる。 骨材は、細骨材である。細骨材は粒径2.5mm以
下のもので、粗粒率が１〜2.5の範囲のものであ
る。例えば、川砂、海砂、山砂、硅砂、灰を焼結
した砂、鉄砂、鋳物砂などである。また、骨材と
共に、ガラス粉、硅砂粉、硅藻土、マイカ粉、マ
イカ片、ベントナイト、クレー、石粉、フライア
ツシユ、無水硅酸粉、顔料、カーボンブラツク、
グラフアイトなどのフイラーを使用することがで
きる。これらは、予め水に分散させておいて使用
することもできる。更に、コロイダルシリカも使
用できる。 水は、一般に淡水が用いられる。すなわち、水
道水、工業用水、地下水、河川水などである。 CAモルタル８は、セメント１重量部（以下単
に部という）に対し、瀝青乳剤（蒸発残留物60重
量％に換算して）0.1〜５部、骨材（砂として）
０〜６部、通常０〜２部の割合で使用する。セメ
ントの収縮補償材、硬化促進剤などを使用すると
きは、上記の配合割合におけるセメント量に入れ
て計算する。水は、CAモルタル８の作業性を考
慮して適宜使用する。発泡剤を使用する場合は、
例えば、アルミニユウム粉末を使用するとき、
CAモルタル８中への気泡の導入量によつて異な
るが、一般にセメント量の0.005〜0.02重量％の
範囲で使用される。長繊維マツト７のCAモルタ
ル８に対する使用量は、CAモルタル８の容積に
対し、繊維量が0.2〜５容積％の範囲に入る様に
する。長繊維マツト７の使用量が多い程、繊維に
よる補強効果が発揮でき、引張り強度、曲げ強
度、可撓性、耐衝撃性などを向上することができ
る。しかしながら、５容積％をこえると、長繊維
マツト７の間隙に対するCAモルタル８の注入て
ん充が悪くなる。また、0.2容積％を下まわると
きは、長繊維マツト７の補強効果が十分に発揮で
きない。この長繊維マツト７による補強は、重点
的に行うこともできる。例えば、応力が集中する
箇所に、使用量を多くして、補強効果をより向上
させることなどが挙げられる。 遮断層６には、次の様なものを用いることがで
きる。天然繊維、合成繊維、プラスチツクなどよ
りなる不織布、織布、編布、網状布、メツシユ、
ネツト、金あみなどのほか、瀝青系防水シート、
ゴム系防水シート、プラスチツク系防水シートも
用いることができる。また、バラスト面の粗面を
目潰し、砕石、細骨材、フイラー、ゴム粉末など
を敷き均らして締固め遮断層６とすることもでき
る。また、常温施工式の瀝青乳剤や、カツトバツ
クアスフアルトの混合物による薄層の舗装、滲透
式瀝青乳剤による表面処理、加熱アスフアルト混
合物による舗装（例えば、アスフアルトコンクリ
ート）をバラスト面上に施して遮断層６とするこ
ともできる。また、バラスト面上に常温施工式の
ゴムラテツクスアスフアルト乳剤のシール材を散
布して遮断層６とすることも、加熱注入式ゴムア
スフアルトを散布して遮断層６とすることもでき
る。また、上記種々の遮断層を組合せて遮断層６
とすることもできる。 防水性表面舗装１０は、従来と同様のものを用
いることができる。 次に本発明のバラスト軌道の強化工法の特徴
と、作用効果について説明する。 (1) マクラギの下面に、長繊維マツトで補強した
CAモルタル層を設けることにより、列車荷重、
振動、衝撃、せん断力などに対する性能にすぐ
れたバラスト軌道構造を造ることができる。ま
た、長繊維マツトで補強したCAモルタル層は、
防水性にすぐれているので、バラスト内部への
雨水の浸入を遮断し、路盤の軟化や、噴泥現象
を防止できる。 (2) 長繊維マツトで補強したCAモルタル層は、
従来のCAモルタル単体および短繊維補強CAモ
ルタルに比べて、発明者らの実験によると、耐
衝撃性、可撓性、強度などの性能が数段上廻つ
ている。 (3) 常温施工のため、加熱工法に比べてアスフア
ルトを加熱溶融するための時間、火気の使用に
伴う危険性がない。また、バラストの乾湿に関
係なく、四季を通じて施工することができ、
CAモルタルの配合を選定することにより、必
要な強度発現時間を調製することができる。 以上から、本発明の工法によつて施工される強
化されたバラスト軌道は、長繊維マツトで補強さ
れたCAモルタルにより、マクラギ下面の必要固
化層を確実に形成するため、道床バラストの細粒
化などを防止することができる。このため、バラ
ストの更換作業などの保線作業を著しく軽減させ
ることが可能である。 次に、長繊維マツト補強CAモルタルの物性に
関する実験結果を、CAモルタル単味、および短
繊維をCAモルタルに混入してプレミツクスタイ
プを短繊維入りCAモルタルと比較して示す。 〔実験に使用した材料〕 セメント：小野田セメント(株)製 ジエツトセメン
ト（商品名） アスフアルト乳剤：日瀝化学工業(株)製 Ａ乳剤
（商品名） ノニオン系セメント混合用アスフアルト乳剤 蒸発残留物 60重量％ 蒸発残留物の針入度 109 細骨材：取手産川砂 FM：1.56 水：水道水 アルミニウム粉末：中島金属製 Ｃ−250 長繊維マツト：旭硝子(株)製 コンチネントストラ
ンドマツト CSM（商品名）600g／m² 耐アルカリ性ガラス繊維ストランドを、切断
することなく、連続してからませるよう嵩高に
積み重ねてマツト状にしたもの 短繊維（長さ12mm）：旭硝子(株)製 耐アルカリ性ガラス繊維のチヨツプストラン
ド 長さ12mmのもの 〔試験方法〕 (1) フロータイム 土木学会規定のプレパクトコンクリート指針
案による。Ｊロートを使用してフロータイムを
測定する。 (2) 圧縮強度および曲げ強度試験 JIS Ｒ 5201「セメントの物理試験方法」に
準拠する。 荷重の載荷速度 １mm／分 (3) 衝撃試験 ページ衝撃試験機を用いる。 供試体の大きさ ５cm×10cm×10cm 供試体の上に、プランジヤー（先端直径２cm
の球面体で重量１Kg）をのせ、プランジヤー上
に鉄槌（重量2.4Kg）を1mの高さから落下さ
せ。供試体にひゞわれが発生するまでの落下回
数を測定する。 実験 １ CAモルタルの配合、および練りまぜ配合を表
−１に示す。

【表】 モルタルミキサ（標準回転数 150回／分、回
転数可変型）を用い、モルタルミキサにアスフア
ルト乳剤、水、消泡剤、ジエツタセツターを入れ
て約１分間115回／分で混合し、次でジエツトセ
メントを入れて約１分間150回／分で混合する。
次で、細骨材、アルミニウム粉末を入れて115
回／分で混合する。混練り後10分後、20分後、30
分後のフロータイムを測定する。その結果を表−
２に示す。

【表】 長繊維マツト補強CAモルタルの供試体の作製、
および試験 長繊維マツト（約厚さ２cm）を４×16cmの大き
さに切り、これを供試体作成用型枠（４×４×16
cm）内に、繊維量がCAモルタルの1.0容積％（外
％）になるように入れておいて、この型枠内に上
記CAモルタルを注入てん充し、硬化させて、長
繊維マツト補強CAモルタルを造り、圧縮強度お
よび曲げ強度を測定した。なお、曲げ強度試験で
は、最大荷重に達しても、撓みが進行するが、ひ
びわれを生じないので、試験を終了した。衝撃試
験は、型枠（供試体の大きさ ５cm×10cm×10
cm）内に、所要量の長繊維マツトを同様に切つて
入れたのち、CAモルタルを注入てん充し、硬化
させて、供試体を造り、衝撃試験を行つた。その
結果、60回の衝撃試験終了後においても、供試体
には何ら変状が認められなかつた。供試体におけ
る試験の材令は、28日のものである。これらの試
験結果を、表−３に示す。また、衝撃試験直後の
供試体の状況を第３図１に示す。また第４図は、
曲げ強度と変位量の関係を、第５図は、圧強強度
と変位量の関係を示す。 また、繊維を添加しない基準配合のCAモルタ
ルと、そのCAモルタルに短繊維（ガラス繊維チ
ヨツプストランド 長さ12mm）をプレミツクスし
た短繊維入りCAモルタル（繊維の添加順序は、
アスフアルト乳剤、水の順に添加し、次で他の材
料を添加する）（繊維添加量 0.6容積％（外％））
について、実験例と同様に比較のための供試体を
作製し、実験例と同様に試験した。その結果を、
表−３、第３図２および３、第４図、および第５
図に併せて示す。

【表】 【図面の簡単な説明】

図において、第１図は、本発明におけるバラス
ト軌道の強化工法の実施例を示すもので、強化さ
れたバラスト軌道の平面図。第２図は、第１図の
横断面図。第３図１，２，３は、何れも衝撃試験
の結果を示す供試体の平面図であり、第３図１は
実験番号１（本発明）の供試体で60回の衝撃試験
によるも健全であることを示し、第３図２は実験
番号２（比較例）の供試体で８回の衝撃試験によ
つて1/2に割れたことを示し、第３図３は実験番
号３（比較例）の供試体で28回の衝撃試験によつ
て亀裂の生じたことを示している。第４図は、曲
げ強度試験における曲げ強度〜変位量曲線図。第
５図は、圧縮強度試験における圧縮強度〜変位量
曲線図である。 図中の符号を説明すれば、次の通りである。１
は道床バラスト、２はマクラギ、３はマクラギの
注入口、４はレール、５はてん充空間、６は遮断
層、７は長繊維マツト、８はCAモルタル、９は
コンクリートなどの強化路盤、１０は防水性表面
舗装。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バラスト軌道において、そのバラスト道床と
   マクラギ下面およびマクラギ周辺との間にてん充
   空間を形成し、そのてん充空間に長繊維マツトを
   介在させ、セメントおよび瀝青乳剤をその長繊維
   マツトの繊維を被覆するようてん充空間に注入て
   ん充し、硬化させることを特徴としたバラスト軌
   道の強化工法。 ２ セメントおよび瀝青乳剤が、骨材、混和材、
   水などを混合してなるセメントアスフアルトモル
   タルであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のバラスト軌道の強化工法。