JPH0874202A

JPH0874202A - 線路軌道の築造方法および改修方法

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Publication number: JPH0874202A
Application number: JP21454094A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Tarumi; 尚志垂水; Masaru Tateyama; 勝舘山; Makoto Sunaga; 誠須長; Hiroshi Iwasa; 弘岩佐; Yoshitomo Kinoshita; 吉友木下
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Raito Kogyo Co Ltd
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Raito Kogyo Co Ltd
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1996-03-19
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: JP3432302B2

Abstract

(57)【要約】【目的】路盤の沈下およびバラストの緩み、供用後の列
車通過による繰り返し荷重や振動によるバラストの側方
移動および緩みなどに起因する軌道沈下を防止する。【構成】路盤１３上に道床バラスト８を敷き、その上に
枕木１１およびレール１０を敷設した有道床軌道の築造
に当り、前記枕木１１と路盤１３との間に、内部にバラ
スト、砂利、砕石等の中詰め材１２が圧送充填された気
密性を有する可撓性袋体１を介在し、この可撓性袋体１
内にさらに中詰め材１２を圧送充填し、この可撓性袋体
１の外圧により前記路盤１３側を先行的に圧密沈下させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軌道沈下の少ない線路
軌道の築造方法および線路軌道への改修方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、線路軌道の構造としては、バ
ラスト道床軌道、スラブ軌道、舗装軌道、鋼橋直結軌
道、コンクリート直結軌道等があり、この内、レールを
枕木に締結装置を用いて緊結し、枕木を道床バラストで
支持するバラスト道床軌道が最も多く採用されている。
バラストを道床に使用する利点としては、建設費が安
い、配線変更が簡単である、バラストの噛み合い効果に
より内部摩擦角が高く荷重に対する強度が高い、変形に
対する追従性が高い、さらに、列車荷重を分散して路盤
や盛土に伝えるなどの種々の効果を有するが、同時に路
盤または地盤の沈下、列車の繰り返し荷重や振動、レー
ル自身の温度伸縮などにより道床部が経時的に変形し、
レールの高低や通りに狂いが生じ、それがある一定値以
上になると列車の乗り心地や安定走行に支障をきたすよ
うになる。そのため、軌道の保守点検を定期的に行い、
軌道に沈下があった場合には、その道床部にバラストを
補充し突き固め軌道ズレを修復するなどの補修作業を行
い、軌道ズレが常に一定基準内になるように管理してい
る。

【０００３】また、近年、省力化軌道と称して、初めか
らバラストを無くしたスラブ軌道が提案されている。こ
のスラブ軌道は、枕木に比べて受圧面積の大きいスラブ
版や大版枕木により列車荷重を分散して路盤に荷重を伝
える構造であり、地盤が強固であれば、または路盤の圧
密が列車の通過により完了している場合には、その後の
軌道ズレが少ないため、保守の省力化に大きく貢献する
ものとなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、道床に
バラストを使用した有道床軌道の場合、列車荷重を分散
して路盤や盛土に伝えることができるとしても、開線当
初の初期の段階では、路盤や盛土の締固めが不十分であ
るなどの理由により、路盤や盛土の圧密が完了するまで
に急激な沈下が生ずるとともに、列車通過による振動に
よりバラストの間隙が密となってバラスト粒子の配置が
最終的に安定化するまで沈下が生じる。これらに原因す
る沈下は比較的その量も大きく、開線当初の保守管理が
非常に大変なものとなっている。また、これらの沈下が
安定したとしても、列車による繰り返し荷重や振動によ
る道床バラストの緩みに起因した変形や、道床バラスト
と路盤との境界面において生じるバラスト粒子のめり込
みなどによる軌道沈下は、経時的にもさほど減少せず進
行するため、依然として大きな問題となっており、保線
作業の省力化が望まれている。

【０００５】また、前記無道床軌道構造の場合には、バ
ラストが存在しないためバラストの緩みやめり込みなど
のバラスト自身に起因した問題は生じない。しかし、特
に新設線の場合には、同様に路盤や地盤の締固めが不十
分であるなどの原因により、開線当初の段階において、
路盤や地盤の圧密沈下が大きいものとなっている。この
場合、有道床軌道の営業線を道床の無いスラブ軌道に改
修すれば、路盤の圧密現象が完了しており、軌道沈下の
少ない良好な軌道になるとも考えられるが、現実問題と
してはスラブ軌道への変更は極めて困難である。

【０００６】そこで、本発明の主たる課題は、路盤や地
盤等の沈下およびバラストの緩みなどに起因する比較的
初期の段階の軌道沈下を防止するとともに、供用後の列
車通過による繰り返し荷重や振動によるバラストの側方
移動および緩みに起因した軌道沈下を防止し、保守管理
に手間の掛からない省力化された線路軌道の築造方法お
よび省力化線路軌道への改修方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するめ
に、本発明は、路盤上に道床バラストを敷き、その上に
枕木およびレールを敷設した有道床軌道の築造に当り、
前記枕木と路盤との間に、内部に砕・粒状物および／ま
たは粉状物からなる中詰め材が圧送充填された気密性を
有する可撓性袋体を介在して設け、この可撓性袋体内に
さらに中詰め材の圧送充填または空気のみの圧送を行
い、この可撓性袋体の外圧により前記路盤を先行的に圧
密沈下させることを特徴とする。

【０００８】また、路盤上にスラブ版を敷設し、このス
ラブ版の上にレールを敷設した無道床軌道の築造に当
り、前記スラブ版と路盤との間に、内部に砕・粒状物お
よび／または粉状物からなる中詰め材が圧送充填された
気密性を有する可撓性袋体を介在して設け、この可撓性
袋体内にさらに中詰め材の圧送充填または空気のみの圧
送を行い、この可撓性袋体の外圧により前記路盤を先行
的に圧密沈下させることを特徴とする。

【０００９】他方、路盤上に道床バラストを敷き、その
上に枕木およびレールを敷設した既設の有道床軌道の改
修に当っては、枕木の直下の道床バラストを掘削し、枕
木の直下にかつその長手方向に沿って路盤上に気密性を
有する可撓性袋体を配置し、この可撓性袋体の内部に砕
・粒状物および／または粉状物からなる中詰め材を圧送
充填して膨らませた後、可撓性袋体周囲に道床バラスト
の埋め戻しを行い、次いでこの可撓性袋体内にさらに中
詰め材の圧送充填または空気のみの圧送を行い、この可
撓性袋体の外圧により前記路盤を先行的に圧密沈下させ
ることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明に係る路線軌道の築造方法においては、
枕木またはスラブ版と路盤との間に、内部に砕・粒状物
および／または粉状物からなる中詰め材が圧送充填され
た気密性を有する可撓性袋体を介在して設け、この可撓
性袋体内にさらに中詰め材を圧送充填等を行い、この可
撓性袋体の外圧により前記路盤を先行的に圧密沈下させ
る。土は、一般的にそれまでに経験した応力履歴以内の
荷重が作用する場合にはほとんど変形せず、応力履歴以
上の荷重が作用した場合には大きく変形する特性を有す
る。したがって、特に新設軌道の場合には、路盤の締固
めが不十分である場合には、営業開始の初期の段階で、
列車通過により路盤が大きく沈下することとなる。

【００１１】そのために、本発明においては、可撓性袋
体に中詰め材を圧送充填することにより、路盤に外圧、
好ましくは列車荷重相当以上の外圧を与えることによ
り、過圧密の路盤とする。したがって、その後に列車荷
重が加わっても、路盤の沈下量が著しく減少する。ま
た、この際、圧力は可撓性袋体を通じて路盤に平均的に
加えられるため、従来のように、局部的に過大な圧力に
よってバラストが直接路盤にめり込むこともない。

【００１２】また、可撓性袋体は、中詰め材の圧送充填
が完了した後は、収縮しようとするため、圧送充填され
た中詰め材が締め付けられ密な状態となるとともに、可
撓性袋体によりその配置が拘束されるために、列車荷重
による繰り返し荷重や振動を受けても、緩みが生じない
し側方移動もなくなる。さらに、可撓性袋体による拘束
効果により、中詰め材の強度特性も向上し、道床バネ値
も改善されることとなる。したがって、供用後の軌道沈
下も著しく少ないものとなり、保守管理が容易となり保
線作業が省力化される。

【００１３】また、本発明においては、前記路盤の圧密
沈下の際に、レール上に列車車両を搭載することによ
り、レールの盛り上がりを防止することができるととも
に、可撓性袋体が列車自重を反力として路盤側を押圧す
ることができる。さらに、前記路盤の圧密沈下の完了後
に、可撓性袋体内より空気の強制的抜気を行うことによ
り、可撓性袋体の収縮力により、締固めと同様の効果、
すなわち内部の中詰め材をより密実な状態とすることが
でき、その後に中詰め材の緩みや側方移動を確実に抑
え、軌道が沈下するのを防止することができる。

【００１４】他方、供用後の保線工事において、軌道沈
下が生じた際、前記可撓性袋体内にさらに中詰め材を補
充的に充填して、その沈下分を補償することもできる
し、可撓性袋体内より中詰め材を吸引回収することによ
り、枕木直下に空間を形成し、当該枕木の交換を行うこ
ともできる。

【００１５】ところで、本発明においては、中詰め材と
して、砕・粒状物および／または粉状物を用いる。これ
らの材料は、変形に対する追随性が高く、圧送した後で
も変形の進行に合わせて再圧送が可能である。また、空
隙のほとんどは空気であり、空気を排出するだけで瞬間
的に密実な状態で袋詰めすることが可能となる。これに
対して、たとえばセメントミルクなどの固化材を用いる
場合には、注入後に固化するため再注入が難しくなる。
また、粘土や泥水などの固化しない粘性体若しくは流体
の場合には、脱水のために多くの時間を要するととも
に、枕木やスラブ版の固定度も小さいものとなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図面を参照しながらさらに詳
述する。〔実施例１〕実施例１においては、本発明法により既設
軌道の改修工事を行った場合について説明する。図１
は、本発明に係る第１の可撓性袋体を示したもので、可
撓性袋体１は、気密性を有し、たとえばゴム、布とゴム
との複合材などの伸縮性の高い有機質材料が好適に使用
される。その形状は、本実施例１の場合は、好ましくは
円筒状とされ、均一に半径方向に伸長し、逆に長手方向
に伸びないように、袋体の端部を強化したりすることも
できる。この場合、直径は一様であることに限定され
ず、長手方向の途中が一部括れているものであってもよ
い。また、袋体１の伸縮性については、材料特性として
素材自体に伸縮性がなくても、蛇腹構造により構造的に
伸縮性を与えることでもよい。

【００１７】前記可撓性袋体１は、供給口２と排気口３
とを備え、それぞれの通路に開閉バルブ４、７が設けら
れている。供給口２には中詰め材供給用の作業車両から
延長された接続自在の中詰め材供給パイプ５が接続さ
れ、バラスト、豆砂利、砂、プラスチックビーズ、スラ
グ粉粒体などの砕・粒状体および／または粉体の中詰め
材１２が圧送供給されるようになっている。また、排気
口３にはフィルター６が内装されており、圧送用空気の
みが外部に排出され中詰め材１２が外に排出されないよ
うになっている。なお、圧送に伴う可撓性袋体１内の圧
力は、圧送する際の圧縮空気圧力およびフィルター６の
粗密程度や排気口３の開閉バルブ７の開度によって調整
される。

【００１８】前記可撓性袋体１を用いて既設軌道の改修
工事を行うに当たっては、図２(A)〜(D) に示される手
順により行う。先ず、図２(A) に示されるように、枕木
１１直下部分の道床バラスト８を下層の路盤１３が露出
するまで掘削し、路盤１３上に可撓性袋体１（以下、単
に袋体という。）を配置する。次いで、袋体１の供給口
２に中詰め材供給パイプ５を接続して、バラスト、豆砂
利、砂、プラスチックビーズ、スラグ粉粒体などの砕・
粒状体もしくは粉体等の中詰め材１２を圧搾空気と共に
圧送し（以下、便宜上「一次圧送」と定義する。）、袋
体１内に充填し、袋体１の上部が枕木１１の下面に接触
する程度まで膨らました後、図２(B) に示されるよう
に、袋体１の周囲に掘削した道床バラスト８を初期の状
態まで埋め戻す。なお、改修後は、列車が通過する際に
枕木１１からの伝わる荷重は、袋体１によって支持され
ることになるため、埋め戻しした道床バラスト８は、袋
体１が側方に膨張するのを拘束する機能のみを有すれば
充分であり、特に締め固めの必要はない。また、圧送さ
え可能であれば、良質なバラストである必要もないの
で、現場で発生した不良バラストを中詰め材１２として
使用することもできる。

【００１９】続いて、図２(C) に示されるように、袋体
１内の圧力が、好ましくは列車荷重による路盤反力と同
程度以上となるように、すなわち、列車荷重による圧力
以上の力を先行圧密荷重として路盤に与えるために、さ
らに前記中詰め材１２を圧送充填し（以下、便宜上「二
次圧送」と定義する。）、路盤１３を押圧する。この二
次圧送状態の横断面図を図３に示す。この場合、二次圧
送の際に、袋体１の反力点は枕木１１となるが、袋体１
の膨張により枕木１１とともにレール１０を上方に押し
上げてしまう場合もあるため、作業車両を対象箇所に停
車させておくのが望ましい。

【００２０】以上の工程を、各枕木１１、１１…毎に繰
り返して行い、図２(D) に示されるように、対象とする
区間に設置されているすべての枕木１１の下に袋体１を
配置し、本発明に係る路線軌道の改修工事を完了する。
なお、一次圧送および二次圧送の際に、中詰め材１２と
ともに圧送した圧搾空気は、排気口３より外部に排出さ
れるが、二次圧送が完了した時点で、排気口３より真空
ポンプなどにより袋体１内の空気を強制的に吸引するこ
とにより、前記袋体１内の中詰め材１２を密実な状態に
することもできる。

【００２１】また、将来的にレール１０に沈下が生じた
場合には、前記二次圧送と同様の要領により、中詰め材
１２を袋体１内に補充的に充填することにより、その沈
下分を補償することができる。また、枕木１１を新規の
木製枕木やコンクリート製枕木に交換する場合には、袋
体１の中の中詰め材を吸引回収することにより、枕木１
１の直下に空間を形成することができ、容易に当該枕木
の交換を行うことができる。

【００２２】ところで、本実施例１においては、既設の
線路軌道の改修工事について説明したが、新設路線の軌
道に対しても同様に適用することができる。

【００２３】〔実施例２〕次に、実施例２として、本発
明を道床バラストを有せず新設盛土上に設置されるスラ
ブ軌道に適用した場合について詳述する。図４は、本実
施例２で使用するスラブ版１７の斜視図であり、下面両
側部に下方に突出する側部突片１８、１８が形成されて
おり、この側部突片１８、１８より内方側のスラブ底面
に直方体状の蛇腹袋体２１が貼設して一体的に設けられ
ている。前記蛇腹袋体２１は、ほぼスラブ版１７の底面
積に相当する平面寸法とされ、供給口２０と排出口１９
とを備え、これらはスラブ版１７を貫いて上面側まで延
長して設けられている。また、これらの口部には開閉バ
ルブ２９、２８がそれぞれ設けられている。

【００２４】前記スラブ版１７により新設軌道を築造す
るには、図５(A)(B)に示される手順により行う。先ず、
路盤１３上に、スラブ版１７を配置し、レール１０を取
り付けた後に、中詰め材１２を材料供給車より中詰め材
供給パイプ５により一次圧送し、蛇腹袋体２１を膨らま
す。前記一次圧送は、蛇腹袋体２１に大きな内圧が生じ
ない程度とし、スラブ版１７の底面と路盤１３との間隙
部分が極力なくなるまで中詰め材１２の充填を行う。そ
の後、図５(B) に示されるように、作業車両２４を対象
スラブ版１７の直上に乗せ、さらに中詰め材１２を二次
圧送し蛇腹袋体２１を膨らまし、スラブ版１７と作業車
両２４とを反力部材として路盤１３を押圧する。この二
次圧送の際、蛇腹袋体２１内の内圧により、スラブ版１
７直下の路盤１３がこの圧力を受けて凹状に変形するが
中詰め材１２が変形に合わせて蛇腹袋体２１内に詰め込
まれるため、スラブ版１７が沈下することはない。ま
た、蛇腹袋体２１内の圧力の管理が難しい場合には、排
気口の開閉バルブ２８を閉め、所定値の圧力を作用させ
ることもできる。ただし、この場合には中詰め材１２の
供給ができないため、路盤１３が蛇腹袋体２１からの圧
力により変形し、落ち着いた後で供給口２０の開閉バル
ブ２９を閉めて、作業車両２４を当該スラブ版１７から
移動させ、その後、双方の開閉バルブ２８、２９を開け
て空隙部分に中詰め材１２を再充填する。これらの工程
をスラブ版１７毎に行い、蛇腹袋体２１によって連続的
に支えられたスラブ軌道の敷設を完了する。

【００２５】ところで、鉄道開通後に、レール１０に沈
下が生じた場合には、前述した二次圧送と同様の要領に
より蛇腹袋体２１に中詰め材１２を再充填して、その分
の沈下を補償することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、先
ず第１に、路盤や地盤等の沈下およびバラストの緩みな
どに起因する比較的初期の段階の軌道沈下を防止するこ
とができる。また、第２に供用後の列車通過による繰り
返し荷重や振動によるバラストの側方移動および緩みに
起因した軌道沈下を防止することができ、保守管理に手
間の掛からない省力化された線路軌道を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る袋体の側面図である。

【図２】実施例１における既設線路軌道の改修手順図で
ある。

【図３】実施例１における路盤押圧状態の横断面図であ
る。

【図４】実施例２におけるスラブ版の斜視図である。

【図５】実施例２における新設スラブ軌道の築造手順図
である。

【符号の説明】

１…袋体、２・２０…供給口、３・１９…排気口、４・
２８・２９…開閉バルブ、５…中詰め材供給パイプ、６
…フィルター、８…道床バラスト、１０…レール、１１
…枕木、１２…中詰め材、１３…路盤、１７…スラブ
版、２１…蛇腹袋体

フロントページの続き (72)発明者須長誠東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者岩佐弘東京都千代田区九段北４丁目２番35号ライト工業株式会社内 (72)発明者木下吉友東京都千代田区九段北４丁目２番35号ライト工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】路盤上に道床バラストを敷き、その上に枕
木およびレールを敷設した有道床軌道の築造に当り、前記枕木と路盤との間に、内部に砕・粒状物および／ま
たは粉状物からなる中詰め材が圧送充填された気密性を
有する可撓性袋体を介在して設け、この可撓性袋体内に
さらに中詰め材の圧送充填または空気のみの圧送を行
い、この可撓性袋体の外圧により前記路盤を先行的に圧
密沈下させることを特徴とする線路軌道の築造方法。
【請求項２】路盤上にスラブ版を敷設し、このスラブ版
の上にレールを敷設した無道床軌道の築造に当り、前記スラブ版と路盤との間に、内部に砕・粒状物および
／または粉状物からなる中詰め材が圧送充填された気密
性を有する可撓性袋体を介在して設け、この可撓性袋体
内にさらに中詰め材の圧送充填または空気のみの圧送を
行い、この可撓性袋体の外圧により前記路盤を先行的に
圧密沈下させることを特徴とする線路軌道の築造方法。
【請求項３】路盤上に道床バラストを敷き、その上に枕
木およびレールを敷設した既設の有道床軌道の改修に当
り、枕木の直下の道床バラストを掘削し、枕木の直下にかつ
その長手方向に沿って路盤上に気密性を有する可撓性袋
体を配置し、この可撓性袋体の内部に砕・粒状物および
／または粉状物からなる中詰め材を圧送充填して膨らま
せた後、可撓性袋体周囲に道床バラストの埋め戻しを行
い、次いでこの可撓性袋体内にさらに中詰め材の圧送充
填または空気のみの圧送を行い、この可撓性袋体の外圧
により前記路盤を先行的に圧密沈下させることを特徴と
する線路軌道の改修方法。
【請求項４】前記路盤の圧密沈下の際、可撓性袋体の外
圧を路盤が受ける列車荷重以上の圧力とする請求項１〜
３記載の線路軌道の築造または改修方法。
【請求項５】前記路盤の圧密沈下の際、レール上に列車
車両を搭載し、レールの盛り上がりを防止する請求項１
〜４記載の線路軌道の築造方法または改修方法。
【請求項６】前記路盤の圧密沈下の完了後に、可撓性袋
体より空気の強制的抜気を行う請求項１〜５記載の線路
軌道の築造方法または改修方法。
【請求項７】請求項１〜６記載の方法によって築造また
は改修された線路軌道において、軌道沈下が生じた際、
前記可撓性袋体内にさらに中詰め材を補充的に充填し
て、その沈下分を補償する線路軌道の改修方法。
【請求項８】請求項１、３〜６記載の方法によって築造
または改修された線路軌道において、可撓性袋体内より
中詰め材を吸引回収することにより、枕木直下に空間を
形成し、当該枕木の交換を行う線路軌道の改修方法。