JP2000154501A

JP2000154501A - てん充道床及びその構築方法

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Publication number: JP2000154501A
Application number: JP10330747A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kamata; 眞一鎌田; Takaaki Einaga; 隆昭永長; Sankichi Hirai; 三吉平井; Shozo Domon; 昭三土門; Hideki Aoki; 秀樹青木; Susumu Kitai; 進北井; Ichita Hosoya; 一太細谷; Shiyoutaro Hanawa; 匠太郎花輪
Original assignee: MITSUI ROAD CO Ltd; UNI SEKIYU KK; Showa Shell Sekiyu KK; Central Japan Railway Co; Sato Road Co Ltd
Current assignee: MITSUI ROAD CO Ltd; UNI SEKIYU KK; Showa Shell Sekiyu KK; Central Japan Railway Co; Sato Road Co Ltd
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】有道床既設線の道床砕石の耐久性の向上と、
地震時に道床の流動を最小限に押えることと、道床から
路盤に伝わる振動の分散伝達の緩和を図る。【解決手段】路盤面１２上に所定厚に道床砕石をかき
込み、締固めた状態で層内の空隙に改質アスファルト乳
剤からなるてん充材１５をてん充する。てん充材１５と
締固め状態にある砕石と一体的に結合させて構成した下
層道床１４ａと、下層道床１４ａの上側に所定厚さで道
床砕石をかき込み搗き固めて構成した上層道床１４ｂと
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はてん充道床及びその
構築方法に係り、特に有道床既設線の道床砕石の耐久性
の向上と、地震時に道床の流動を最小限に押えること
と、道床から路盤に伝わる振動及び路床に加わる列車荷
重の分散伝達を緩和でき、また保守作業における作業の
効率化を図るようにしたてん充道床及びその構築方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、道床の設計において、改善すべき
点として以下がある。 (1)振動の減少 (2)騒音の減少 (3)バラスト同士の衝突による摩耗防止→噴泥の発生防
止 (4)復進の防止これらの解決を図るための改良軌道として、近年、強化
路盤工法、舗装軌道等が実施化されてきている。このう
ち強化路盤工法は粒調砕石や高炉スラグとアスファルト
コンクリートを舗設し軌道が敷設されている。この工法
は路盤強度が十分高められるので、列車による繰り返し
荷重に対する振動騒音の減少、軌道の支持力、耐久性の
向上、噴泥現象の抑止等を図ることができる。また、舗
装軌道はＬＰＣマクラギと呼ばれる大盤マクラギを使用
して既設の有道床軌道の改良を図る省力化軌道である。
この舗装軌道では既設のマクラギ下約２０ｃｍの道床砕
石を除去し、残りの道床砕石を転圧し、粒調砕石を散布
して所定の高さに仕上げ、ＬＰＣマクラギを敷設し、Ｌ
ＰＣマクラギの下面が常温てん充材で固化されるように
なっている。常温てん充材の一例としては、普通セメン
ト、アスファルト乳剤を主成分としてポリマー、消泡
剤、アルミニウム粉末、凝結調節剤等を混合したＡ液
と、水で希釈した急硬性混和材を主体とし、凝結調整剤
を添加したＢ液の２液混合タイプが開発されている。こ
の種のてん充材では、注入方式として、２液をポンプ圧
送によりてん充位置まで圧送し、合流混合させる１．５
ショット方式（２液１系統圧送方式）が採用されてい
る。これらによれば、振動、騒音はバラストを撒き出し
転圧を行うのに対して大幅に減少し、またバラスト間に
てん充材が介在するので尖ったバラスト同士が直にぶつ
かり合って摩耗することもなくなる。

【０００３】ところで、常温タイプのてん充材は、てん
充材を構成する混合材料が多いうえ、短時間で１．５シ
ョット方式で２液を合流混合させる施工方法は、材料分
離を生じ、てん充材として、所定の強度が得られないと
いうおそれもある。一方、てん充材を用いたてん充道床
は、地震、雨水等の浸水で路床が列車の繰り返し荷重を
受けるとＫ₃₀＝１１kgf／cm³以下に低下してしまい、道
床の流動化現象が生じるおそれもある。加えて、従来の
路盤面被覆工法の場合、シート材が列車の繰り返し荷重
を受けて破損してしまうことが多く、その際、道床下に
あるシート材の交換作業が困難であり、保守作業上の問
題が多い。そこで、本出願人は道床砕石の耐久性および
地震時の流動化防止のために、強化路盤の路盤面を覆う
ように敷設され、改質アスファルトを芯材に融着塗覆し
た遮断シートと、該遮断シート上に所定厚に道床砕石を
かき込み後、搗き固めた道床内に形成された空隙に改質
アスファルト乳剤からなるてん充材をてん充し、搗き固
め状態にある砕石と一体的に結合させたてん充道床を提
案している（特開平９−２５６０５号公報参照）。同工
法によれば、構造上、耐久性上優れた道床を提供でき
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このてん充
道床では、施工されたてん充道床全体が十分な強度を発
揮し、耐久性もあるため、一定の期間経過後に行われる
保守作業時に、道床を構成する固化した砕石を除去しに
くく、保守作業の効率が悪くなる。

【０００５】また、上述の復進（列車走行時の車輪から
レールに伝達される推進反力によるレール、枕木、道床
バラストの移動現象）の防止という観点から見ると、従
来の改良軌道におけるシートによって上層のバラストと
路盤との一体化が遮断されているため、列車走行に伴う
復進を確実に防止することはできない。そこで、本発明
の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、
施工が容易で、完成後の復進の防止を確実に行え、耐久
性も高く、また保守時の作業性もよいてん充道床及びそ
の構築方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は路盤面上に所定厚に道床砕石をかき込み、
締固めた状態で層内に形成された空隙に改質アスファル
ト乳剤からなるてん充材をてん充し、該てん充材と前記
締固め状態にある砕石と一体的に結合させて構成した下
層道床と、該下層道床の上層に所定厚さで道床砕石をか
き込み搗き固めて構成した上層道床とを備えたことを特
徴とする。

【０００７】前記改質アスファルト乳剤は、ベースアス
ファルト乳剤５〜６０重量％、改質プレポリマー１０〜
８０重量％、安定材１０〜６０重量％とからなる反応型
改質アスファルトエマルションとすることが好ましい。

【０００８】前記改質プレポリマーはウレタン系樹脂と
することが好ましい。また、下層道床の層厚としてはか
き込み、締固める砕石の大きさとの関係から５０ｍｍ以
上とすることが好ましい。

【０００９】その構築方法として、路盤面上に所定厚に
道床砕石をかき込み、締固めた状態で層内に形成された
空隙に改質アスファルト乳剤からなるてん充材をてん充
し、該てん充材と前記締固め状態にある砕石と一体的に
結合させて下層道床を構築し、さらに該下層道床の上層
に所定厚さで道床砕石をかき込み搗き固めて上層道床を
構築するようにしたことを特徴とする。

【００１０】このとき前記改質アスファルト乳剤は、ベ
ースアスファルト乳剤５〜６０重量％、改質プレポリマ
ー１０〜８０重量％、安定材１０〜６０重量％とをあら
かじめ混合しておき、てん充材として前記道床内の空隙
にてん充させるようにすることが好ましい。

【００１１】本発明によれば、路盤面上に所定厚に道床
砕石をかき込み、締固めた状態で層内に形成された空隙
に改質アスファルト乳剤からなるてん充材をてん充し、
該てん充材と前記締固め状態にある砕石と一体的に結合
させて構成した下層道床と、該下層道床の上層に所定厚
さで道床砕石をかき込み搗き固めて構成した上層道床と
を備えたことにより、既設線の保守作業を省力化でき、
完成後の軌道構造としては、列車の繰り返し荷重を効率
よく分散伝達できるとともに、道床砕石の摩滅、細粒分
の飛散防止でき、またコンクリート構造物と路盤との接
合部の振動、路盤沈下の低減及び地震時の道床の流失を
最小限に押えることができ、さらにいわゆる軌道狂いを
きわめて小さく抑え、列車走行時の安全を確保すること
ができ、さらに保守時の作業性の向上を図ることができ
る。

【００１２】このとき前記改質アスファルト乳剤を、ベ
ースアスファルト乳剤５〜６０重量％、改質プレポリマ
ー１０〜８０重量％、安定材１０〜６０重量％とからな
る反応型改質アスファルトエマルションとすることによ
り、十分な膜厚を確保しながらも、充てん性が良好で、
前記砕石との付着性も優れ、硬化後においても、柔軟性
があるので、クラックの発生を抑制することができ、て
ん充道床の強度を向上させることができる。ベースアス
ファルト乳剤は、およそ５重量％以下では、材料コスト
が割高になるとともに、アスファルトの有する柔軟性、
耐候性が発揮されなくなる。また、６０重量％を越える
と、改質の効果が期待できなくなり、耐久性が発揮でき
なくなる。硬化時間が増す等のデメリットが現れる。ま
た、改質プレポリマーの組成が１０重量％以下である場
合、８０重量％以上である場合には、ベースアスファル
ト乳剤と対称的な重量比となり、ベースアスファルト乳
剤の場合と、逆の状態での問題点が生じる。また、安定
材が１０重量％以下であると、発泡防止の目的が果たさ
れず、６０重量％以上であると粉体含有量が過大にな
り、耐久性が十分発揮できない。また、下層道床の層厚
は５０ｍｍ以下の場合には、砕石が均一な厚さに撒き出
すことが難しく、マットとしての弾性挙動が得られにく
く、８０〜１００ｍｍ以上になると、てん充材のボリュ
ームが増加するので、経済的でない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のてん充道床及びそ
の構築方法の一つの実施の形態を、添付図面を参照して
説明する。図１（ｂ）は、本発明のてん充道床の実施の
形態として示した概略横断面図である。同図に示したよ
うに、本発明によるてん充道床１０は、所定強度が確保
された路床１１上において、以下に述べる路盤材により
十分な固化強度を有するように改良が施された強化路盤
１２と、該強化路盤上に所定厚さに形成され、てん充材
１５で固化させた下層道床１４ａと、この下層道床１４
ａの上に所定厚さに砕石をかき込み締固められた上層道
床１４ｂと、上層道床１４ｂ上に所定間隔で埋設された
ＰＣマクラギ２０とからなる。なお、図中に示された寸
法値は、既設線改良の場合の一つの実施の形態としてあ
げたものであり、本数値に限定されるものではない。

【００１４】このうち、強化路盤１２については、出願
人の一部が既に開示した路盤材を用いて施工した強化路
盤構造とすることが、軌道全体の耐久性等を保持する点
で好ましい（特公平６−９４５５５号公報参照）。この
路盤材は水砕スラグまたはフライアッシュ、セメントを
主成分として、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化
カルシウム、三酸化硫黄、酸化マグネシウム及びリグニ
ンスルホン酸を所定の重量混合比で混合したものであ
る。路盤施工においては、まず路盤材を路床上に所定の
高さまで敷き均し散水し、軽く加圧するのみで所定の強
度を有する。

【００１５】路盤材は、水砕スラグまたはフライアッシ
ュに対してセメントの混合比が５〜３０％程度に設定さ
れており、比較的速く水和硬化反応が進行する。水砕ス
ラグは刺激材を添加することにより、硬化が緩やかに進
行し、多くの気泡を有することになる。このようにし
て、透水性を備えた連続固化体からなる路盤を短時間の
うちに形成することができる。

【００１６】なお、本発明に先だって構築される路盤と
しては、上述した強化路盤１２のほか、プレキャストコ
ンクリート路盤も使用することができる。この場合には
コンクリート面とてん充道床との接触面に所定の付着力
を期待することもでき、一層の一体化を図ることができ
る。

【００１７】本実施の形態では、図１（ｂ）に示したよ
うに、強化路盤１２の上面に所定厚にかき込み締固めら
れ、さらに後述するてん充材１５が密にてん充された下
層道床１４ａが位置する。この下層道床１４ａのバラス
トには、所定の粒度分布に調整された砕石が使用され、
この発明の一実施の形態では、道床砕石厚は５０ｍｍ〜
８０ｍｍに施工されている。この下層道床１４ａの締固
められた道床部分は、空隙率が３０〜４０％に設定され
ている。さらに締固めた下層道床１４ａ内に形成された
空隙には樹脂アスファルトエマルションタイプの改質ア
スファルト乳剤がてん充材１５として空隙を十分閉塞す
るように注入されている。この改質アスファルト乳剤
は、表−１〜表−３に示した代表性状からなるベースア
スファルトエマルション、改質材、安定材を混合反応さ
せたもので、一実施例としての混合直後、及び硬化時の
諸性状を表−４に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】ベースアスファルト（Ａ剤）には、あらか
じめ粘土鉱物成分を含有したクレイが添加されている。
このクレイは、薄膜を形成した改質アスファルト乳剤の
経時的な安定性を高める役割を果たす。また、道床内に
形成された空隙てん充状態の安定性を保持するためにケ
イ砂分を添加することも好ましい。改質材（Ｂ剤）とし
て使用するプレポリマーはウレタン系樹脂からなり、物
性としてプレポリマー、可塑材からなる液体として取り
扱われる。また、ウレタン樹脂と水との混合時の発泡作
用を抑制するために、安定材（Ｃ剤）として無機質フィ
ラーを混合している。無機質フィラーは、酸化カルシウ
ムを主成分とした灰色粉体からなる。この発明の一つの
実施の形態として、以上に述べたＡ剤、Ｂ剤、Ｃ剤から
なる３成分系の混合タイプの改質アスファルト乳剤から
なるてん充材１５を得る。混合手順としては、まずＢ剤
とＣ剤とを約１分混合撹拌し、その後Ａ剤を添加して３
分間混合する。このてん充材１５は混合後３０分程度で
硬化開始するので、ただちに下層道床１４ａ間の空隙に
注入することが好ましい。

【００２１】この改質アスファルト乳剤は性状として、
高粘度であるが、チクソ性がないため、空隙にてん充し
た際に、空隙への浸透性が良い。そしててん充完了後、
常温でアスファルト粒子間および骨材間の硬化が進行
し、下層道床全体を固化させることができる。

【００２２】さらに下層道床１４ａの上層には通常の砕
石が所定の層厚でかき込み締固められた上層道床１４ｂ
が構築されている。このように上層道床１４ｂがマット
状の擬似的な弾性床として機能する下層道床１４ａ上に
構築されているため、列車振動、騒音を吸収しやすくな
っている。また、保守作業において、砕石の入れ替えは
この上層道床１４ｂのみを対象として行えばよく、砕石
を効率よく撤去することができる。

【００２３】以上のように構成されたてん充道床によれ
ば、雨水の道床への浸入を確実に遮断することができる
とともに、道床砕石の摩滅や細粒化した石粉末の飛散等
を防止することができる。なお、完全硬化前に列車が運
行され、列車振動が加わっても、硬化強度への影響はな
い。また、下層道床１４ａ部分のてん充時に砕石が湿潤
状態にあっても、付着性が良いので十分に砕石と一体化
を図ることができる。

【００２４】次に、図１各図に示したてん充道床の施工
手順について簡単に説明する。まず、前述したように路
床１１上に透水性強化路盤１２を構築した後、層厚が５
０〜８０ｍｍとなるように下層道床１４ａを形成するた
めの砕石をかき込み締固める。この下層道床１４ａは締
固めあるいは転圧されることにより、所定の空隙率が確
保された状態にある。そしてこの下層道床１４ａ上面か
ら改質アスファルト乳剤からなるてん充材１５を道床間
の空隙に浸透するようにてん充する。このてん充作業
は、圧送されたてん充材１５としての改質アスファルト
乳剤を加圧して、道床の空隙に注入するようにしても良
いし、道床表面から流下させるようにしても良い。そし
て、てん充材１５が下層道床１４ａ内の空隙に十分浸透
して固化が進行したら、上層道床としての砕石のかき込
み搗き固めを行う。この上層道床１４ｂの厚さは、たと
えば所定のＲ．Ｌ．（軌道高さ）にＰＣマクラギ２０が
敷設可能となるような層厚に設定されている。通常は、
道床厚がマクラギ下３５０ｍｍとなるように約２３０〜
３００ｍｍ程度の層厚に設定される。さらにＰＣマクラ
ギ２０の側面が覆われる程度に上層道床１４上に表層バ
ラスト１４ｃをかき込み、所定勾配の道床法面及び所定
高さの道床天面を形成する。以上の作業は、列車の運行
が終了し軌道が開放されている深夜の数時間で行うこと
になる。なお、下層道床１４ａにてん充されるてん充材
１５の可使時間は３０分程度に設定されているため、て
ん充面積に応じて所定のてん充能力を有するてん充装置
を適宜台数用意することが好ましい。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、短い線路閉鎖時間内で簡易な作業工程を経
て、構造上、耐久性上優れたてん充道床を形成すること
ができ、また保守作業も効率よく行うことができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のてん充道床の一実施の形態としての施
工状態を示した断面図。

【符号の説明】

１０てん充道床１１路床１２路盤１４ａ下層道床１４ｂ上層道床１５てん充材２０ＰＣマクラギ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595112557 ユニ石油株式会社東京都港区元赤坂１丁目７番８号 (71)出願人 597021233 三井道路株式会社東京都千代田区東神田二丁目６番５号 (72)発明者鎌田眞一愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者永長隆昭愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者平井三吉愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者土門昭三東京都中央区日本橋本町三丁目６番２号佐藤道路株式会社内 (72)発明者青木秀樹東京都港区台場２丁目３番２号昭和シェル石油株式会社内 (72)発明者北井進東京都港区台場２丁目３番２号昭和シェル石油株式会社内 (72)発明者細谷一太東京都港区元赤坂１丁目７番８号ユニ石油株式会社内 (72)発明者花輪匠太郎東京都千代田区東神田二丁目６番５号三井道路株式会社内Ｆターム(参考） 2D056 AA03 AA09 2D057 CB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】路盤面上に所定厚に道床砕石をかき込み、
締固めた状態で層内に形成された空隙に改質アスファル
ト乳剤からなるてん充材をてん充し、該てん充材と前記
締固め状態にある砕石と一体的に結合させて構成した下
層道床と、該下層道床の上側に所定厚さで道床砕石をか
き込み搗き固めて構成した上層道床とを備えたことを特
徴とするてん充道床。
【請求項２】前記改質アスファルト乳剤は、ベースアス
ファルト乳剤５〜６０重量％、改質プレポリマー１０〜
８０重量％、安定材１０〜６０重量％とからなる反応型
改質アスファルトエマルションであることを特徴とする
請求項１記載のてん充道床。
【請求項３】前記改質プレポリマーはウレタン系樹脂で
あることを特徴とする請求項２記載のてん充道床。
【請求項４】前記下層道床は少なくとも５０ｍｍの層厚
が確保されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の
いずれか１項に記載のてん充道床。
【請求項５】路盤面上に所定厚に道床砕石をかき込み、
締固めた状態で層内に形成された空隙に改質アスファル
ト乳剤からなるてん充材をてん充し、該てん充材と前記
締固め状態にある砕石と一体的に結合させて下層道床を
構築し、さらに該下層道床の上側に所定厚さで道床砕石
をかき込み搗き固めて上層道床を構築するようにしたこ
とを特徴とするてん充道床の構築方法。
【請求項６】前記改質アスファルト乳剤は、ベースアス
ファルト乳剤５〜６０重量％、改質プレポリマー１０〜
８０重量％、安定材１０〜６０重量％とをあらかじめ混
合しておき、てん充材として前記道床内の空隙にてん充
させたことを特徴とする請求項５記載のてん充道床の構
築方法。