JPH10279340A

JPH10279340A - フォームドアスファルトによる軌道用材料及び軌道並びにその製造方法及び施工方法

Info

Publication number: JPH10279340A
Application number: JP9080193A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Suzuki; 喜也鈴木; Sadao Takenaka; 貞夫竹中; Takaharu Nagafuji; 敬晴長藤; Katsutoshi Ando; 勝敏安藤; Takahiro Horiike; 高広堀池; Kenichi Takao; 賢一高尾; Masaru Tajima; 優田島; Tateo Aoki; 健郎青木; Yasunori Tsukamura; 安則束村; Takashi Hegi; 孝枌
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Nippon Road Co Ltd; West Japan Railway Co
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Nippon Road Co Ltd; West Japan Railway Co
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】既存のバラストを再利用できるようにし、また
バラスト軌道の全体を一体的に結合した固定構造体とす
る。【解決手段】バラストの大骨材と、小砕石，土砂又は砕
砂等の小骨材とからなる骨材に、泡状に成形したフォー
ムドアスファルトを混練することにより、小骨材の周囲
にフォームドアスファルトを被覆し、軌道用材料とす
る。これにより、軌道用材料を敷き均して転圧すると、
大骨材であるバラストどうしの間の間隙に、フォームド
アスファルトで被覆された小骨材が介在するようにな
り、当該フォームドアスファルトで被覆された小骨材が
バラストどうしを結合して全体が一体的に連結された構
造体となり、優れた強度を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に鉄道用の軌道
用材料として用いられ、他にも歩行者用の道路等にも用
いることのできるフォームドアスファルトとバラスト及
び土砂等の骨材とからなる軌道用材料及びその製造方法
並びに施工方法、更には施工後に得られた軌道の構造体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】粒径が平均して１９ｍｍ以上の大きな骨
材のみからなるバラストでレールやマクラギを支持する
構造体である軌道は、列車の繰り返し荷重によりバラス
トの変形（軌道狂い）が生じ、その維持管理に多くの労
力をかけている。この軌道の維持管理の負担をできるだ
け軽減するために、バラストの全体又は一部を固める軌
道構造やバラストのない軌道構造への転換が検討されて
いる。本発明は、バラストを全体的に固める軌道構造に
関するものである。なお、バラストのない軌道構造とし
ては、新幹線に用いられているコンクリートスラブ軌道
がある。このコンクリートスラブ軌道は、建設費用がバ
ラスト軌道の１．３〜１．５倍と高いのが現状である。

【０００３】バラストを全体的に固める構造としては、
古くからてん充道床、Ｂ型舗装軌道があり、最近ではＥ
型舗装軌道がある。てん充道床は、既存のバラスト間に
セメントアスファルトモルタルを注入してバラストの全
体を固める工法である。またＥ型舗装軌道は、図６に示
すように、既存のバラスト１のマクラギ２を支持する部
分を撤去し、撤去した凹部の表面に不織布３を敷いた
後、その上にマメ砕石４を敷き込み、マクラギ２を設置
し、マメ砕石間４にセメントアスファルトモルタル５を
流し込んでマクラギ２を固定する工法である。このＢ型
及びＥ型舗装軌道は、てん充道床の欠点を解決するため
に開発されたものである。すなわち、てん充道床では、
細粒分の多い道床バラスト中にはてん充材が十分浸透し
ないということと、新しいバラストでは浸透するが注入
厚さの管理が困難であったからである。また通常のＰＣ
マクラギでは、軌道沈下を生じた場合に、レール締結装
置で簡便に高低調整ができないという欠点を有してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｅ型の舗装
軌道の場合は、セメントアスファルトモルタルの使用料
を少なくすることは可能であるが、以下に示すような新
たに解決するべき欠点があった。すなわち、Ｅ型舗装軌
道への転換は、バラスト１の一部を撤去して行うため、
軌道の一部を部分的に掘削して凹部を形成しなければな
らず、しかもマクラギ２及びレール６と干渉しないよう
にして行う必要があり、掘削作業が煩雑となる欠点があ
った。そのため、営業路線への適用に際しては、大型建
設機械で大々的に行うことが困難となり、施工時間が長
くなり、夜間の列車運行が停止している僅かの時間内に
おいて、その施工作業を行わなければならず、作業者に
多大の負担を強いることになっていた。それ故、従来で
は、僅かの作業時間内の単純な作業内容であるにも拘ら
ず、人海戦術に頼らざるを得ず、多くの労力が必要であ
り、コスト的にも高価なものとなっていた。

【０００５】またマメ砕石４どうしの間へ注入したセメ
ントアスファルトモルタルは、硬化するまでに所定の養
生時間が必要である。そのため、営業路線における既存
のバラスト軌道をＢ型及びＥ型の舗装軌道へ転換するに
は、前記養生時間の間は列車を徐行運転する必要があ
り、列車の運行自体に支障を来すという重大な問題があ
った。更に、このＥ型舗装軌道の施工は、不織布３等の
シール材や型枠等を別途設ける必要があった。

【０００６】なお、従来においては、前記セメントアス
ファルトモルタルの注入材が高価であることに鑑み、よ
り安価な通常のアスファルト材料を加熱して流動性を高
め、バラスト１内へ充填する方法も考えられている。と
ころが、既存バラスト１にあっては、列車の走行に伴う
振動によってバラストどうしが擦れ合って細粒子化し、
これが長期間にわたると細粒子したものやポンピングに
よる噴泥土砂がバラストどうしの間に多く存在するよう
になり、アスファルトの注入を阻止するため、実際には
適用できないのが現状であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題
に鑑みてこれを改良除去したものであって、既存のバラ
ストを再利用することができ、その粒度調整を行った後
にフォームドアスファルトを加えて混練し、小骨材の周
囲に被覆したフォームドアスファルトがバインダーの役
目をしてバラストどうしを結合し、バラスト軌道の全体
を一体的に結合された構造体とすることのできる技術を
提供せんとするものである。

【０００８】而して、前記課題を解決するために本発明
が採用した請求項１の手段は、バラストの大骨材と、小
砕石，土砂又は砕砂等の小骨材とからなる骨材に、泡状
に成形したフォームドアスファルトを混練したことを特
徴とするフォームドアスファルトによる軌道用材料であ
る。

【０００９】本発明が採用した請求項２の手段は、大骨
材としてのバラストが６０〜８０ｗｔ％で、小骨材とし
ての小砕石が１０〜２０ｗｔ％で、小骨材としての土砂
又は砕砂が５〜１５ｗｔ％であり、泡状に成形したフォ
ームドアスファルトとしてのアスファルト成分が４〜７
ｗｔ％であることを特徴とする前記請求項１に記載のフ
ォームドアスファルトによる軌道用材料である。

【００１０】また本発明が採用した請求項３の手段は、
大骨材としてのバラストはその粒径が１９ｍｍ以上であ
り、小骨材としての小砕石又は土砂若しくは砕砂はその
粒径が１９ｍｍに満たないものであることを特徴とする
前記請求項１又は２に記載のフォームドアスファルトに
よる軌道用材料である。

【００１１】更に、本発明が採用した請求項４の手段
は、フォームドアスファルトは、アスファルトを１６０
〜１８０℃の高温度に加熱した後、これに水を接触させ
てミックスチャンバー内で混合することにより細かい泡
状にしたものであることを特徴とする前記請求項１又は
２に記載のフォームドアスファルトによる軌道用材料で
ある。

【００１２】本発明が採用した請求項５の手段は、大骨
材としてのバラスト６０〜８０ｗｔ％と、小骨材として
の小砕石１０〜２０ｗｔ％と、小骨材としての土砂又は
砕砂５〜１５ｗｔ％とからなる骨材を準備して含水比が
４〜９％になるように調整すると共に、４〜７ｗｔ％の
アスファルトを１６０〜１８０℃の高温度に加熱して、
これに水を接触させてミックスチャンバー内で混合する
ことにより細かい泡状にしたフォームドアスファルトを
成形し、前記含水調整後の骨材とフォームドアスファル
トとをミキサー内で混合して取り出したことを特徴とす
るフォームドアスファルトによる軌道用材料の製造方法
である。

【００１３】本発明が採用した請求項６の手段は、請求
項５の製造方法により得られた軌道用材料を搬入してこ
れを平滑に敷き均した後、ロードローラ又はランマー等
の転圧機械により締め固めたことを特徴とするフォーム
ドアスファルトによる軌道用材料の施工方法である。

【００１４】本発明が採用した請求項７の手段は、大骨
材である大きい粒径のバラストどうしの間の間隙に、フ
ォームドアスファルトで被覆された小砕石又は土砂若し
くは砕砂からなる小骨材が介在し、当該フォームドアス
ファルトで被覆された小骨材がバラストどうしを結合し
て全体が一体的に連結された構造体となっていることを
特徴とするフォームドアスファルトによる軌道である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成を図面に示
す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りであ
る。なお、従来の場合と同一符号は同一部材である。図
１〜図４は本発明の一実施の形態に係るものであり、図
１はフォームドアスファルトによる軌道用材料７の製造
工程の流れを示すフローチャート、図２は軌道用材料７
を製造する前の予備的作業内容を示すフローチャート、
図３は軌道用材料７の製造に用いる細粒化した既存バラ
スト（以下は、既存バラストという）の粒度分布を示す
図面、図４は軌道用材料７の製造並びに施工の各工程を
示す図面、図５は施工後の路盤を示す図面である。

【００１６】先ず、軌道用材料７を製造する場合を説明
する。軌道用材料７の製造は、製造工程の全体を示す図
１のフローチャートに示すように、骨材８とアスファル
ト９と水１０とを準備して行う。骨材８は、既存バラス
ト１１を利用する。既存バラスト１１は、図４の図
（Ａ）に示すように、レール６とマクラギ２とを撤去し
て取り出し、適宜の場所にストックしておけばよい。そ
して、軌道用材料７の製造に際し、既存バラスト１１の
粒度調整及び含水比の調整を行い、軌道用材料７を製造
するための骨材８とする。

【００１７】図３の粒度曲線図における実線は、既存バ
ラスト１１の粒度分布を表したものである。また点線
は、未だ使用していない新しいバラスト（以下は、新バ
ラストという）の粒度分布を表したものである。このよ
うに、新バラストは、その粒径の全てが１９ｍｍ以上の
大骨材だけからなるものであり、３７．５ｍｍを越える
大きなものであっても６５％も存在する。これに対し
て、既存バラスト１１は、１９ｍｍ以上の粒径を有する
ものが４２〜５５％であり、１９ｍｍに満たない小砕石
及び砕砂の部類に属するものも多く、その比率はおよそ
半分である。

【００１８】前記粒度調整は、軌道用材料７の全体を１
００ｗｔ％とすると、大骨材としての１９ｍｍ以上のバ
ラストが６０〜８０ｗｔ％の範囲になるようにし、小骨
材としての小砕石が１０〜２０ｗｔ％の範囲になるよう
にすると共に、小骨材としての土砂又は砕砂が５〜１５
ｗｔ％の範囲になるように調整する。なお、軌道用材料
７には、他にも後述するフォームドアスファルトとして
のアスファルト成分が４〜７ｗｔ％添加されるものであ
る。このような粒度調整が必要なのは、この軌道用材料
７が大骨材としてのバラストどうしを小骨材の周囲に付
着したフォームドアスファルトがバインダーとして機能
してこれらを結合することにより、固定された軌道構造
を得るものであるため、これらの粒度分布及び配合割合
が重要な技術的意味合いを有するからである。

【００１９】大骨材としての１９ｍｍ以上のバラスト
が、６０ｗｔ％に満たない場合は、細粒分の中に骨材が
浮いた状態となり、大骨材同士のかみ合わせが悪くな
り、支持力低下の原因となる問題があり、また８０ｗｔ
％を越える場合は、大骨材が多すぎて混合物はゴロゴロ
した状態となり、施工時の大骨材のかみ合わせが悪くな
る問題があるからである。また小砕石が１０ｗｔ％に満
たない場合は、締まり難くなる問題、２０ｗｔ％を越え
る場合は、使用砕石のかみ合わせが悪くなり、支持力低
下の原因となる問題があるからである。更に、土砂又は
砕砂が５ｗｔ％に満たない場合は、骨材の間隙を充填す
ることが困難なため、混合物の強度が低下する問題があ
り、１５ｗｔ％を越える場合は、骨材の間隙以上の量と
なるため骨材のかみ合わせが損なわれるという問題があ
るからである。更にまた、フォームドアスファルトのア
スファルト成分を４〜７ｗｔ％に限定した理由は、所定
の粒度範囲にあるバラスト材でその上限、中間、下限に
おいて、４〜７ｗｔ％が望ましいことを確認したからで
ある。

【００２０】このようにして既存バラスト１１を回収し
て粒度調整した後は、図２に示すように、水を加える等
して含水比を４〜９％になるように調整する。含水比を
４〜９％に限定した理由は、所定の粒度範囲のバラスト
材料に混入する土砂又は砕砂の量と粒度によって含水比
が変化するからであり、これは試験によって確認した結
果である。含水比の調整は、図１に示す製造工程の途中
で行うようにすればよい。ストックヤードにストックし
ている状態では、天候によって含水比が変わるからであ
る。

【００２１】次に、図１及び図４の図（Ｂ）を参照して
前記骨材８と、アスファルト９と水１０とによる軌道用
材料７の具体的な製造方法を説明する。先ず、前述の如
くして粒度調整した骨材８を準備する。骨材８の配合割
合は、９３〜９６ｗｔ％である。そして、これに水を加
える等して含水比が４〜９％になるように調整する。一
方、アスファルト９は、４〜７ｗｔ％だけ準備する。そ
して、これを１６０〜１８０℃の高温度に加熱して、こ
れに水を接触させ、ミックスチャンバー内で混合するこ
とにより体積を１０〜１５倍に膨張させ、細かい泡状の
フォームドアスファルトを成形する。

【００２２】然る後は、前記含水比調整後の骨材８とフ
ォームドアスファルトとを図４の図（Ｂ）に示すミキサ
ー１２内で混合撹拌すればよい。これにより、軌道用材
料７を製造することが可能である。軌道用材料７は、前
記フォームドアスファルトが小砕石，土砂又は砕砂等の
小骨材の周囲に付着した状態で介在し、大骨材としての
バラストの周囲にはあまり付着しない。これは、フォー
ムド化されたアスファルトが非常に細かい粒として分散
し、表面積の大きい細粒分に多く付着し、細粒分を改良
する機構による。また前記フォームドアスファルトは、
常温ではその状態を維持したままで存在する。

【００２３】次に、このような状態から図４の図（Ｃ）
に示すように、軌道用材料７を新しく設置する軌道の部
分へ搬入し、所定の厚みになるように敷き均し、ロード
ローラ１３等の転圧機械によって締め固めを行う。これ
により、図５の図（Ａ）及び図（Ｂ）に示すような軌道
構造が得られる。すなわち、大骨材としてのバラスト１
どうしの間に、フォームドアスファルト１３で被覆され
た小砕石１４，土砂又は砕砂１５等の小骨材が介在し、
これらの小骨材がバラスト１どうしのバインダーとして
の働きをする。しかも、締め固めの後は、バラスト１ど
うしの間の間隙が更に小さくなり、バラスト１とこれら
の間隙に介在してバインダーとして機能する小骨材とが
全体として一体化された固定の構造体となり、その全体
で列車荷重等を負担することになる。そのため、優れた
列車荷重に対する強度を発揮することが可能である。

【００２４】参考までに説明すると、従来のバラスト１
のみを突き固めた軌道では、列車荷重等はバラスト１ど
うしのかみ合せにより負担しており、バラスト１どうし
の間には空隙が存在している。この空隙は、列車荷重に
よりバラスト１どうしが擦れ合って摩耗すると、小さく
なり、結果として軌道上のレールが大きく沈下すること
になる。本発明では、このようなことは決してなく、半
永久的に使用することが可能である。

【００２５】また本発明によって得られる図５に示すフ
ォームドアスファルトによる軌道は、従来周知のアスフ
ァルト舗装道路とは異なるものである。アスファルト舗
装道路は、バラストとアスファルトとの双方を加熱し、
バラストの全周囲にアスファルトを被覆し、これを敷き
均して転圧したものである。これに対して本発明では、
バラストの全周囲にはアスファルトは被覆されておら
ず、バラストどうしの間に介在する小骨材の周囲にフォ
ームドアスファルトが被覆されるものであって基本的な
構造を異にするものである。

【００２６】ところで、本発明は上述した実施の形態に
限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例
えば、軌道用材料７は鉄道車両用の軌道以外にも公園等
の遊歩道や一般道路の歩道等へも適用することが可能で
ある。また敷き均した軌道用材料７の転圧は、ロードロ
ーラー等の大型機械による以外にも、ランマー等により
人手で行ってもよい。更に、軌道用材料７に用いる骨材
８は、既存バラスト１１を再利用する場合を説明した
が、新バラストと小砕石と土砂又は砕砂とを準備し、こ
れらが前述した所定の粒度範囲内で所定の配合割合を有
するように調整してもよいことは当然である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
バラストの大骨材と、小砕石，土砂又は砕砂等の小骨材
とからなる骨材に、泡状に成形したフォームドアスファ
ルトを混合して軌道用材料としたから、フォームドアス
ファルトが小骨材の周囲に被覆された状態で存在するよ
うになる。そのため、これを敷き均して転圧して得られ
る軌道は、バラストと、バラストどうしの間に介在する
フォームドアスファルトで被覆された小骨材とが全体と
して一体化された固定構造体となり、その全体で列車荷
重等を負担するようになり、優れた列車荷重に対する強
度を発揮し、半永久的に使用することが可能である。

【００２８】またバラストどうしがフォームドアスファ
ルトで被覆された小骨材によって一体的に結合されてい
るので、従来の軌道のように、バラストが飛散すること
もなく、そのための保守が不要であり、また飛散による
危険防止の必要もない。

【００２９】更には、既存バラストを再利用できるの
で、これを産業廃棄物として処理する必要もなく、また
材料費用を削減することもできる。更にまた、従来のバ
ラスト軌道から転換する場合には、従来のバラスト軌道
の全部を取り出し、その間に軌道用材料を充填して転圧
すればよく、大型の建設機械等を導入でき、極めて効率
よく作業を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフォームドアスファルトによる軌
道用材料の製造工程を示すフローチャートである。

【図２】本発明に係る骨材の粒度調整工程を示すフロー
チャートである。

【図３】本発明に係る骨材の粒度分布を示す図面であ
る。

【図４】本発明に係る軌道用材料の製造並びに施工工程
を示すものであり、図（Ａ）は既存バラストの取出工程
を示す図面、図（Ｂ）は軌道用材料の製造工程を示す図
面、図（Ｃ）は同施工工程を示す図面である。

【図５】本発明に係る軌道を示すものであり、図（Ａ）
は軌道全体の縦断面図、図（Ｂ）はその部分拡大図であ
る。

【図６】従来のＥ型舗装軌道を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…バラスト２…マクラギ６…レール７…フォームドアスファルトによる軌道用材料１１…既存バラスト１２…ミキサー１３…フォームドアスファルト１４…小砕石１５…土砂又は砕砂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹中貞夫大阪市北区芝田二丁目４番24号西日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者長藤敬晴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)発明者安藤勝敏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)発明者堀池高広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)発明者高尾賢一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)発明者田島優東京都港区新橋一丁目６番５号日本道路株式会社内 (72)発明者青木健郎東京都港区新橋一丁目６番５号日本道路株式会社内 (72)発明者束村安則東京都港区新橋一丁目６番５号日本道路株式会社内 (72)発明者枌孝東京都港区新橋一丁目６番５号日本道路株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バラストの大骨材と、小砕石，土砂又は砕
砂等の小骨材とからなる骨材に、泡状に成形したフォー
ムドアスファルトを混練したことを特徴とするフォーム
ドアスファルトによる軌道用材料。
【請求項２】大骨材としてのバラストが６０〜８０ｗｔ
％で、小骨材としての小砕石が１０〜２０ｗｔ％で、小
骨材としての土砂又は砕砂が５〜１５ｗｔ％であり、泡
状に成形したフォームドアスファルトとしてのアスファ
ルト成分が４〜７ｗｔ％であることを特徴とする前記請
求項１に記載のフォームドアスファルトによる軌道用材
料。
【請求項３】大骨材としてのバラストはその粒径が１９
ｍｍ以上であり、小骨材としての小砕石又は土砂若しく
は砕砂はその粒径が１９ｍｍに満たないものであること
を特徴とする前記請求項１又は２に記載のフォームドア
スファルトによる軌道用材料。
【請求項４】フォームドアスファルトは、アスファルト
を１６０〜１８０℃の高温度に加熱した後、これに水を
接触させてミックスチャンバー内で混合することにより
細かい泡状にしたものであることを特徴とする前記請求
項１又は２に記載のフォームドアスファルトによる軌道
用材料。
【請求項５】大骨材としてのバラスト６０〜８０ｗｔ％
と、小骨材としての小砕石１０〜２０ｗｔ％と、小骨材
としての土砂又は砕砂５〜１５ｗｔ％とからなる骨材を
準備して含水比が４〜９％になるように調整すると共
に、４〜７ｗｔ％のアスファルトを１６０〜１８０℃の
高温度に加熱して、これに水を接触させてミックスチャ
ンバー内で混合することにより細かい泡状にしたフォー
ムドアスファルトを成形し、前記含水調整後の骨材とフ
ォームドアスファルトとをミキサー内で混合して取り出
したことを特徴とするフォームドアスファルトによる軌
道用材料の製造方法。
【請求項６】請求項５の製造方法により得られた軌道用
材料を搬入してこれを平滑に敷き均した後、ロードロー
ラ又はランマー等の転圧機械により締め固めたことを特
徴とするフォームドアスファルトによる軌道用材料の施
工方法。
【請求項７】大骨材である大きい粒径のバラストどうし
の間の間隙に、フォームドアスファルトで被覆された小
砕石又は土砂若しくは砕砂からなる小骨材が介在し、当
該フォームドアスファルトで被覆された小骨材がバラス
トどうしを結合して全体が一体的に連結された構造体と
なっていることを特徴とするフォームドアスファルトに
よる軌道。