JPS6055101A - バラスト軌道の強化工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１・道床のマク
ラギ下面およびその周辺の空間に長繊維マントで補強し
たセメントアスファル１・モルタル層を設けたバラスｌ
・軌道の強化工法に関するものである。

バラス１・軌道は、鉄道線路における在来線のほとんど
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、その土にマクラギ、レールヲ設けている。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シ、との細粒分に雨水が加って泥
土となシ、これがバラスｌ・の石粒間を上昇して噴泥現
象をおこし、バラス１・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ン
プと車両通過量の増大が余儀なくされてきている。

一方、線路構造については、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、ク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Ｉ）、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（ＬＰＧ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２０個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゛アスファルトを注入して、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、
ＬＰＧ周辺のバラストを固結させている。そして、更に
道床表面をカットバックアスファ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
アスファルトを注入するため、加熱シ、季節的な問題と
して冬季は、アスファルトの注入に際して、そのアスノ
ァルトの冷却が早いために、必要な場所に対してアスフ
ァルトが充分滲透せず、途中で固化することがあシ、ま
た、夏季は、注入した加熱アスファ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ァルトの注入にもと
づく館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ジ、必要
な固化層には長繊維マントを介在させ、常温式てん充拐
によって横条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、マクラギ
下面およびマクラギ周辺に長繊維マットを介在させて、
セメントおよび瀝青乳剤を、更には必要に応じて骨イ２
．混和材、水などを混合してナルセメントアスファルト
モルタル（以下ＣＡモルタルと称する）を注入てん充し
、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って説明する
。

第１図は、本発明の工法によって強化されたバラスト軌
道の概要を示す平面図であシ、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光空間である。（６）は遮断
層であって、てん光空間（５）に面した道床バラスト」
二に設けられている。（７）は長繊維マットであって、
てん光空間（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。（９１Ｕ：Ｉン
クリートなどの強化路盤であり　ｓ”　（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、順を追って説明する。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、てん光空
間（５）をつくる。そのてん光空間（５）ツバラスト面
は整正し、転圧する。このてん光空間（５）は、マクラ
ギ（２）の下面に一様な厚さを確保する。てん光空間（
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、てん光空間（５）にＣＡモルタル
（８）を注入するとき、過度にバラスト中ＫＣＡ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。

てん光空間（５）の厚さは、マクラギ（２）の下面で約
２〜１０ｃｍ程度、通常は５〜６錦程度である。そこで
、マクラギ（２）の下面およびその周辺のてん光空間（
５）に長繊維マット（７）を敷きこむのである。集中的
に応力のか＼る所など、必要に応じて長繊維マット（７
）の使用量を多くして、これを補強するのである。次に
、てん光空間（５）にＣＡモルタル（８１ヲマクラギ（
２）の注入口（３）から注入する。

ＣＡモルタル（８）は、長繊維マツｌ−（７）の繊維間
の間隙をてん充し、繊維を被覆すると共に、てん光空間
（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ｆ１０１を施工することによシ、本発明の工法に
よっ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糾マツｌ−（７１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３０ｍ
ｍ以上の長さに切断したものを、通常無方向に積み重ね
て繊維を終ませ、適当な厚さのマット状にしたものであ
る。このマット状にしたものには１部分的に結合利、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、とれらの方法
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ｌ−（７１は、転圧バラスト面の仕上精度
によっててん光空間（５）の厚さが変化するため、四部
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１畳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っ
たマットがある。

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ｉ！：ｌ’乳剤を、更には骨相、混和材
。

水などを混合してなる七メンドアスフアルドモルタルは
、公知のものが用いられる。すなわち、これらを構成す
るｌＩ′Ａ旧、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 高炉セメンｌ−　、ソリカセメント，高炉コロイドセメ
ント、コロイドセメント、ジェッ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。

！　青乳剤ハ，ストレートアスファルトンアスファルト
、セミプローンアスファルト、ブ１”’　ハフ　脱凋ア
スファルトナトの石油アスファルト類．天然アスファル
ト類、タール類、ピッチ類などからえらばれた１種，ま
たは２秤以」二を混合してなる瀝青物、或は、これらの
瀝青物にゴム、合成高分子重合体々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
ラテックス、合成高分子重合体エマルジョン、合成樹脂
エマルジョン、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、アスファ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重敗係のもので
、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。細骨拐は粒径２５石以下のもの
で、粗粒率が１〜２５の範囲のものである。

例えば、川砂、海砂、山砂、硼砂、灰を焼結した砂、鉄
砂、鋳物砂などである。また、骨相と共に、ガラス粉、
硼砂粉，硅藻土，マイカ粉、マイカ片、ペン１−ナイ１
−、クレー、石粉、フライアッシュ、無水硅酸粉、順相
、カーボンブラック、グン７アイトなどのソイラーを使
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７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６００重量部換
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料、
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言１算する。水は、ＣＡモルタ
ル（８ン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、アルミニュ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って
異なるが、一般にセメント量の０．００５〜００２重量
係の範囲で使用される。長繊維マット（７）ＯＣＡ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、繊維屋が０．２〜５容積係の範囲に入る様に
する。長繊維マツＩ−（７）の使用量が多い程、繊維に
よる補強効果が発揮でき、引張シ強度１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容積係をこえると、長繊維マツｌ−（７１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、０２容積係を下まわるときは、長繊維マット（力
の補強効果が十分に発揮できない。この長繊維マット（
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、プラスチックなどよシなる不織
布、織布、編布、網状布、メソシュ、ネッＩ・、金あみ
などのほか、瀝青系防水シート、ゴム系防水シー１−　
、プラスチック系防水ソ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、フィラ
ー、ゴム粉末などを敷き均らして締固め遮断層（Ｇ）と
することもできる。また、常温施工式の瀝青乳剤や、カ
ットバンクアスファ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、加熱アスファルト混合物
による舗装（例えば、アスファルトコンクリート）をバ
ラスト血上に施して遮断層（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ックスアス
ファルト乳剤のシール゛材ヲ散布して遮断層（Ｇｌとす
ることも、加熱注入式ゴムアスファ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００）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、長繊維マントで補強したＣ
Ａモルタル層を設けることによシ１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。丑だ、長繊維マットで補強し
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）　長繊維マットで補強したＣＡモルタル層は、従
来ＯＣＡ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。

１制衝撃性、石Ｊ撓性、強度などの性能が数段上廻って
いる。

（３）常温施工のため、加熱工法に比べてアスファルト
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
とによシ、必要な強度発現時間を調製することができる
。　−以上から、本発明の工法によって施工される強化
されたバラスト軌道は、長繊維マットで補強されたＣＡ
モルタルによシ、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々どの保線作
業を著しく軽減させることが可能である。

次に、長繊維マット補強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
タルに混入したプレミックスタイプの短繊維式、？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■製　ジェットセメン
ｌ−（商品名） アスファルト乳剤二日瀝化学工業■製　Ａ乳剤（商品名
） ノニオン系セメント混合用アスファルト乳剤 蒸発残留物　６０重量係 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：中高金属製　Ｃ−２５０長繊維マッ
ト：旭硝子■製　コンチネントストランドマッｌ−Ｃ８
Ｍ（商品名） ６００９／ｎ？ 剛アルカリ性ガラス繊維ストラン 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 ねてマット状にしたもの 短繊維（長さ１２ｍｍ）：旭硝子■製 耐アルカリ性ガラス繊維のチョッ プストランド　長さ］２咽のもの 〔試験方法〕 （１１フロータイム 土木学会規定のブレパクトコンク１，１−ト指針案によ
る。Ｊロー１・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　Ｒ５２０１ｒセメントの物理試験方法」に準拠
する。

荷重の載荷速度　１簡／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　５°ｌｉ＋×１（ｆＴ″Ｘ　１００７
１供試体の上に、プランジャー（先端直径２錦の球面体
で重量ＩＫ７）をのせ、プランジャー上に鉄槌（重量２
．４．に７）を１ｍの高さから落下さげ。

供試体にひソ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、および練シまぜ配合を表−１に示
す。

表−１ モルタルミキサ（標準回転数　１５０回／分１回転数１
＝Ｊ変型）を用い、モルタルミキサにアスファルト乳剤
、水、消泡剤、ジェットセッターを入れて約１分間１１
５回／分で混合し、次でジェッ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１
０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−２ 長繊維マット補強ＣＡモルタルの供試体の作製、および
試験 長繊維マット（約厚さ２　ａｎ　）を４Ｘ１６ｍの大き
さに切シ、これを供試体作成用型枠（４Ｘ４Ｘ１６ｃ１
ｎ）内に、繊維量がＣＡモルタルの１０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Ｉ・補強
ＣＡモルタルを造シ、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　５　ｃｍ　
Ｘ　１０ｃｍ　Ｘ　１０　ｃｍ　）内に、所要量の長繊
維マントを同様に切って入れたのち、ＣＡモルタルを注
入てん充し、硬化させて、供試体を造シ、衝撃試験を行
った。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った。供試体におけ
る試験の制令は、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図に示す。また第４図は１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モルりｔしと、
そのＣＡモルタルに短繊維（ガラス繊維チョップストラ
ンド　長さ１２ｉｍ）をプレミックスした短繊維人、Ｑ
ＣＡモルタル（繊維の添加順序は、アスファルト乳剤、
水の順に添加し、次で他の材料を添加する）（繊維添加
量　０６容積チ（外％））について、実験例と同様に比
軸のだめの供試体を作製し、実験例と同様に試験した６
その結果を、表−３，第３図、第４図、および第５図に
併せて示す。

表−３

【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図は、
価基試験の結果を示す供試体の平面図。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、次の通シであ・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）はてん光空間　（６
）は遮断層 （力は長繊維マツｌ−（８）はＣＡモルタル（９）はコ
ンクリートなどの強化路盤 α■は防水性表面舗装 特許出願人 日本国イ１鉄道 日瀝化学工業株式会社 ０　ｌ　２３４＆ 喧ごイ立ン１（クルー） １５　囚 受雄量（Ｍれ） 手続補正書（方式）　（ ％式％ １、事件の表示 昭Ａ−［」５８年特許願第１６２６４．２号２　発明の
名称 バラスト軌道の強化工法 ３１山正をする者 事件との１刃・１糸　！寺許出力頗人 東京都千代田区丸の内−丁目６番５号 （４１，４）　８本国イ１鉄道 総裁　仁　杉　巖 ほか１名 ・１代理人 東京都港区新橋６丁目５番４号 ５　補正命令の日刊　方式 ％式％： ３　補正の対象 （１）明細書における「発明の詳細な説明」及び「図面
の簡単な説明」の項 （２）図面におけるｌ−第３図」 乙、補正の内容 （１）明硅ｊ書第１９頁第５行記載のｌ’−；：１’＜
　３図」を［第３図（１）」に補正しまず。 （２）同頁第１６付記、１あのｌ　；−ｇ　３図、」を
１−第３図（２）および（３）、」に補正し−ます。 （３）明細書Ｘ；ｇ２０頁下より第５〜４付記ｌ：・父
の１−第３図（ｌよ、衝撃試ｊ塗の結果を示す１戊試体
の平面図、」を１８ｇ３図（１）（２）（３）ケよ、何
れも祁ｊ掌試験の結果を示す供試体の平面図であり、第
３１ｄ（１）は実験番号１（本発明）の供試体で６０回
の１１廚撃試１塗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
試験によって」／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
よって亀裂の生じたことを示している。」に補正１−祉
す。 （４）図面における第３図を、別紙の通り補正しまず。 免　３　囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バラスト軌道において、マクラギ下面およびマクラギ周
   辺に長繊維マットを介在させ、セメントおよび温青乳剤
   を、更には必要に応じて骨材、混和拐、水などを混合し
   てなる七メンｌ・アスファルトモルタルを注入てん充し
   、硬化させることを特徴々したバラス１・軌道の強化工
   法３。