JP2002129503A - スラブ式軌道の補修方法 - Google Patents

スラブ式軌道の補修方法

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JP2002129503A JP2000324964A JP2000324964A JP2002129503A JP 2002129503 A JP2002129503 A JP 2002129503A JP 2000324964 A JP2000324964 A JP 2000324964A JP 2000324964 A JP2000324964 A JP 2000324964A JP 2002129503 A JP2002129503 A JP 2002129503A
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Shunji Ito
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Kazunori Chiba
和則 千葉
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East Japan Railway Co
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CHIBA GIKOU KK
Denki Kagaku Kogyo KK
East Japan Railway Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レールが設けられた軌道スラブを路盤コンク
リート上に緩衝性を有する填充層を挟んで設置してなる
スラブ式軌道の填充層を補修する方法を提供する。 【解決手段】 レールが設けられた軌道スラブ2を路盤
コンクリート1上に緩衝性を有する填充層21を挟んで
設置してなるスラブ式軌道の填充層の補修方法におい
て、軌道スラブ2の側面から斜め下方に軌道スラブ2と
填充層21を貫通し路盤コンクリート1に至る孔20を
形成し、該孔から填充層に生じた隙間27に240分以
内で圧縮強度が10MPa以上を示す二液室温硬化型ラ
ジカル重合性樹脂を注入するスラブ式軌道の補修方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラブ式軌道の補
修方法に関し、特に軌道スラブと路盤コンクリートとの
間に緩衝材として設けられた填充層を補修するための補
修方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】バラスト道床上に列べられた枕木にレー
ルを締結した構造のバラスト式軌道に代わって、保守費
の低減を図るため、図5に示すように、路盤コンクリー
ト1上に列べて設けられたコンクリート製の軌道スラブ
2にレール4を直結した構造のスラブ式軌道が採用され
ている。
【0003】このスラブ式軌道では、レール4を弾性的
に支持可能なように、軌道スラブ2と路盤コンクリート
1との間に、セメントとアスファルト乳剤と細骨材とを
混合したセメントアスファルト系モルタル(以下モルタ
ルと略記)からなる填充層3が設けられている。
【0004】また、軌道スラブ2に作用する横荷重を支
持するために路盤コンクリート1に円柱状のスラブ突起
5が立設され、該スラブ突起5と軌道スラブ2との間に
も前記と同様のモルタルによる填充層6が設けられてい
る。
【0005】このモルタルによる填充層3、6は、長期
間の列車の通過の荷重による損傷や、レール4の緊締力
の超過による損傷や、寒冷地の凍結融解による劣化の損
傷を受け、補修が必要となる。
【0006】このようなモルタル填充層3×6の補修に
は、列車の運行の無い夜間の短時間のうちに作業を終了
して早期に所要の強度を発現可能なように、迅速に硬化
可能な補修材料が用いられている。具体的には、軌道ス
ラブ下部の填充層3の補修では特開平11−25650
4号公報に示されているように、軌道スラブの弾性支持
に必要なばね特性や圧縮強度等の要求を満足する二液型
のウレタン樹脂あるいはゴムチップ等を充填材として配
合した硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂を軌道スラブ
下部の填充層3を削り取った跡に充填、硬化する方法が
採用されている。
【0007】また、軌道スラブ下部の填充層3が全面に
渡つて損傷を受けている場合は、低粘度の硬化剤後添加
型ラジカル重合性樹脂をモルタル注入口7に設置した漏
斗を用いて、自然落下により充填する方法が提案されて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の二液
型のウレタン樹脂あるいはゴムチップ等を充填材として
配合した硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂を軌道スラ
ブ下部の填充層3を削り取つた跡に充填、硬化する方法
は軌道スラブ下部の填充層3の全面に渡つて補修するこ
とは不可能であり、補修効果が不確実であるという問題
点があつた。
【0009】一方、低粘度の硬化剤後添加型ラジカル重
合性樹脂をモルタル注入口に設置した漏斗を用いて自然
落下により充填する方法は、図2に示す様に、軌道スラ
ブ下部の填充層の損傷によつて生じた隙間27が狭い場
合は充填速度が遅く、樹脂の硬化速度を速く設定すると
充填途中で硬化してしまい完全な充填ができないという
欠点があつた。また、樹脂の硬化速度を遅く設定した場
合は、始発列車の通過までに樹脂を確実に硬化させるこ
とができないという欠点があつた。
【0010】また、軌道スラブ下部の填充層の損傷、ま
たは劣化によつて生じた隙間27が広い場合でも、従来
の硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂は現場の温度に応
じて硬化剤を精確に秤量、添加する必要があるため作業
者の熟練を要し、夜間の短時間作業には不向きである。
【0011】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するために案出されたものであり、施工性が良く、
短時間で施工ができ、かつ短時間で強度の安定した補修
層が得られる填充層の補修工法を提供することを目的と
するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の孔を搾
孔し、この孔を注入口または空気抜き口として使用し、
重合性樹脂を注入することにより樹脂を軌道スラブ下部
の填充層の損傷によつて生じた隙間に完全に充填する事
が出来る填充層の補修方法を提供する。
【0013】即ち、本発明は、路盤コンクリート上に緩
衝性を有する填充層を挟んで軌道スラブを設置してなる
スラブ式軌道の補修方法において、該軌道スラブの側面
から斜め下方に軌道スラブと填充層を貫通し路盤コンク
リートに至る孔を形成し、該孔から填充層に生じた隙間
に240分以内で圧縮強度が5MPa以上を示す二液室
温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することを特徴とす
るスラブ式軌道の補修方法である。
【0014】前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を
二液別々に圧送し、注入直前で混合して注入することが
好ましい。前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を
0.5MPa以上の注入圧力で注入することが好まし
い。前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂が(メタ)
アクリル系樹脂であることが好ましい。
【0015】前記孔を少なくとも2つ以上形成して注入
口と空気抜き口とし、該注入口に逆流防止弁を設けて二
液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することが好ま
しい。前記孔が200〜800mmの間隔で形成されて
いることが好ましい。
【0016】前記軌道スラブの対抗する側面に間隔を設
けて孔を開け、該一方の側面の孔を注入口、他方の側面
の孔を空気抜き口とし、一方の側面の端部に設けられた
注入口から順次に二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を
注入することが好ましい。また、軌道スラブが勾配を有
する場合には、その勾配が最も低い位置に設けた孔を最
初の注入口とするのが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明のスラブ式軌道の補修方法
は、レールが設けられた軌道スラブを路盤コンクリート
上に緩衝性を有する填充層を挟んで設置してなるスラブ
式軌道の填充層の補修方法において、軌道スラブの側面
から斜め下方に軌道スラブと填充層を貫通し路盤コンク
リートに至る孔を形成し、該孔から填充層に生じた隙間
に240分以内で圧縮強度が5MPa以上を示す二液室
温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することを特徴とす
る。
【0018】本発明に用いられる二液室温硬化型ラジカ
ル重合性樹脂は、樹脂を二液に分割し、その一方に重合
開始剤を、他の一方に分解促進剤を含有し、これらの二
液を混合することにより、室温でラジカル重合して硬化
する重合性樹脂である。
【0019】このような重合樹脂としては、速硬化性、
湿潤面接着性、易作業性、易注入性及び高耐久性等が要
求され、これらの要求を満たすために、二液室温硬化型
(メタ)アクリ樹脂がその優れた特性から好ましい。
(メタ)アクリル樹脂とは、アクリル系単量体又はメタ
アクリル系単量体を含有する混合物からなる室温、例え
ば−10℃〜40℃で硬化する樹脂をいい、室温硬化す
る点で、重合開始剤及び分解促進剤を併用することが好
ましい。
【0020】(メタ)アクリル系単量体としては、(メ
タ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル
(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、
2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロ
ピル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ
アルキル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコー
ル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール
(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)
アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アク
リレニト、1,4−ブタンジオール(メタ)アクリレー
ト、エポキシ(メタ)アクリレート及びトリメチロール
プロパントリ(メタ)アクリレート及び末端(メタ)ア
クリル変性液状ポリブタジエン等が挙げられる。これら
を単独又は2種以上併用して使用することができる。
【0021】また、上記の(メタ)アクリル系単量体の
中で、特にメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アク
リレート、ジシクロペンテニルオキシアルキル(メタ)
アクリレート、末端(メタ)アクリル変性液状ポリブタ
ジエンが好ましい。これらを単独又は2種以上併用して
使用することができる。
【0022】本発明で使用する(メタ)アクリル樹脂
は、(メタ)アクリル系単量体と他のラジカル重合性単
量体を併用することができるが、ここで用いられる他の
単量体には特に制限はなく、スチレン、アクリロニトリ
ル、酢酸ビニル、アクリルアミド等の単官能単量体、ジ
ビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート及びトリアリ
ルイソシアヌレート等の多官能単量体を単独又は2種以
上併用して使用することが可能である。
【0023】本発明で使用する(メタ)アクリル樹脂
は、実質的に重合開始剤と分解促進剤の混合により硬化
を進める(メタ)アクリル樹脂であることが好ましい。
周知の通り、アクリル系接着剤の硬化は、特に硬化剤を
添加しなくとも、熱重合により進行するが、土木建築工
事現場でアクリル系接着剤を硬化させる際には、化学工
場と異なり、安定した熱源の確保とその管理が困難であ
り、より簡便な方法で硬化反応を進行させる必要があ
る。そのためには、重合開始剤と分解促進剤の混合によ
り常温で硬化を進めることが好ましい。
【0024】本発明で用いる(メタ)アクリル樹脂の重
合開始剤としては、ラジカル重合開始剤として使用され
る過酸化物あるいはアゾ化合物が好適に用いられるが、
過酸化物あるいはアゾ化合物の種類には特に制限はな
く、例えば過酸化物としては、クメンハイドロパーオキ
サイド、メチルエチルケトンパーオキシド及び過酸化ベ
ンゾイル等の有機過酸化物、並びに過硫酸カリウム及び
過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物があり、アゾ化合
物としてはアゾビスイソブチロニトリル等がある。これ
らの中では、硬化性の点で有機過酸化物が好ましい。
【0025】また、分解促進剤は重合開始剤の分解を促
進する化合物であり、具体例としては、ジエチルチオ尿
素等のチオ尿素誘導体、N,N’−ジエチル−p−トル
イジン等のアミン類、ナフテン酸コバルト、オクチル酸
コバルト等の有機酸金属塩、並びに銅アセチルアセトネ
ート等の有機金属キレート化合物等があり、これらは単
独又は2種以上併用して使用することが可能である。こ
れらの中では、硬化性の点で有機酸金属塩や有機金属キ
レート化合物が好ましい。
【0026】本発明で用いる二液室温硬化型(メタ)ア
クリル樹脂は上記の(メタ)アクリル樹脂を二液に分割
し、その一方に上記重合開始剤を他の一方に上記分解促
進剤を含有してなる組成物であり、二液を混合するまで
は必要な期間安定な状態で保存可能であり、二液を混合
後は硬化して必要な特性を与えるものである。
【0027】二液室温硬化型(メタ)アクリル樹脂の粘
度は、10〜10,000mPa・s、好ましくは50
〜1,000mPa・sの範囲であり、10mPa・s
未満では樹脂の硬化収縮が大きく好ましくなく、また1
0,000mPa・sを越えると注入性が劣り、所定時
間内に注入することが出来ない。一方、可使時間は10
分以上であることが好ましく、これ以下では注入作業時
間内で硬化してしまい十分な充填ができない。硬化時間
は240分以内で、硬化した樹脂の圧縮強度が5MPa
以上を示すことが好ましい。これ以上の硬化時間では必
要な強度が発現する前に、列車加重を受けて実用に適さ
ない。
【0028】本発明のスラブ式軌道の補修方法では、レ
ールが設けられた軌道スラブを路盤コンクリート上に緩
衝性を有する填充層を挟んで設置してなるスラブ式軌道
の填充層に生じた隙間に上記の二液室温硬化型ラジカル
重合性樹脂を注入することにより補修を行うが、始めに
軌道スラブと路盤コンクリートの間隙を予めシールす
る。シールは軌道スラブと路盤コンクリート間の填充層
の外側の面を覆うが、このシールの際、速硬化性の無収
縮モルタルあるいは速硬化性の構造粘性を有するアクリ
ル系樹脂を使用するのが好ましく、特に型枠等を設けな
くとも良く、十分なシール性を発揮する。これらのシー
ル材の硬化時間は作業可能な範囲内で速いほど好まし
い。
【0029】注入圧力は0.5MPa以上、好ましくは
1〜15MPaで注入する。0.5MPa未満では本工
法においては注入速度が遅く、細部に渡つての完全な注
入ができないので好ましくない。また、最大注入圧力は
15MPa以下であることが好ましく、これ以上では軌
道スラブと路盤コンクリート間に過大な応力が掛かり好
ましくない。
【0030】注入口とそれに対向する側の空気抜き口の
孔は軌道スラブ長辺側面から斜め下方に路盤コンクリー
トまで搾孔して設けられ、搾孔間隔は200〜800m
mが好ましい。空気抜き口を設けることにより、(メ
タ)アクリル樹脂を注入する時の注入圧力を短時間に緩
和することが可能で、軌道スラブと路盤コンクリート間
に過大な応力が掛かるのを防ぐことができる。また空気
溜まりのような未充填部分の発生を防ぐことができる。
【0031】孔の大きさは、孔径が3〜30mm、好ま
しくは5〜15mmが望ましい。
【0032】穿孔した注入口とそれに対向する側の空気
抜き口の孔には、脱着可能な逆流防止弁を装着可能な注
入兼空気抜き用治具を設置しておくことが好ましい。樹
脂注入の際、注入を行う注入口の治具に逆流防止弁を取
り付け注入を行い、残りの注入口の治具とそれに対向す
る側の空気抜き口の治具には逆流防止弁を取り付けず、
空気および樹脂が流出可能な状態にしておく。隣接する
注入口の治具からの注入樹脂の流出を確認した後に、隣
接する注入口の治具に逆流防止弁を装着し逐次注入して
いく。この際、既に注入に使用した注入口の治具の逆流
防止弁は取り外さずに付けた状態で注入を実施する。そ
の後、注入口に対向する側の空気抜き口の治具から樹脂
が流出するまで注入口からの注入をおこなうことによ
り、軌道スラブ下部の填充層の損傷によって生じた隙間
に完全に樹脂を充填する事が出来る。
【0033】二液室温硬化型(メタ)アクリル樹脂の注
入は、図3示す二液室温硬化型(メタ)アクリル樹脂A
剤33とB剤34を樹脂輸送ポンプで別々に圧送し、A
剤輸送パイプ35とB剤輸送パイプ36の先端部分の樹
脂混合装置37で混合後に注入するのが好ましい。
【0034】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付の図面を参考
に説明する。図1は本発明により補修されるスラブ式軌
道を示す斜視図である。図2は本発明による補修方法に
従つて、軌道スラブと路盤コンクリートの間の外周部を
シールし、注入口とそれに対向する側の空気抜き口を軌
道スラブ長辺側面から斜め下方に路盤コンクリートまで
搾孔して設けた断面図である。
【0035】本発明による軌道スラブの補修材料は、前
述のように、二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂が用い
られ、特に二液室温硬化型(メタ)アクリル樹脂が用い
られる。二液室温硬化型(メタ)アクリル樹脂として
は、例えば市販のハードロックIIERl53−005
(電気化学工業株式会社製)を用いることができる。
【0036】まず、図1および図2に示す様に、軌道ス
ラブ2と路盤コンクリート1の間の損傷をきたした軌道
スラブ下部の填充層21の外周部をシール26でシール
し、軌道スラブ2の長辺側面から斜め下方に路盤コンク
リート1まで搾孔して孔20を開け、注入口22とそれ
に対向する側の空気抜き口24を設ける。
【0037】外周部のシール26は、緩衝填充層に用い
られているモルタルの脆弱部をはつり取つた跡に、急結
セメント、例えば電気化学工業社製:キューテックス・
タイプ3を用いておこなう。外周部に脆弱部が認められ
ない場合も、端部のモルタルを覆うようにシールする。
【0038】注入口22とそれに対向する側の空気抜き
口24の搾孔は、軌道スラブ2の長辺側面下端から50
mmの位置に500mm間隔で行う。搾孔は直径13.
5mmの刃を持つ電動ドリルで、斜め下方向に約45度
で路盤コンクリート1まで搾孔して設ける。穿孔した注
入口とそれに対向する側の空気抜き口には脱着可能な逆
流防止弁を装着可能な注入兼空気抜き用治具23,2
5、例えばWEBAC社製グラウトプラグを設置してお
く。
【0039】樹脂注入の際、注入を行う注入口の治具に
逆流防止弁を取り付け、注入を行い、残りの注入口の治
具とそれに対向する側の空気抜き口の治具には逆流防止
弁を取り付けず、空気および樹脂が流出可能な状態にし
ておく。隣接する注入口の治具からの注入樹脂の留出を
確認した後に、隣接する注入口の治具に逆流防止弁を装
着し逐次注入していく。この際、既に注入に使用した注
入口の治具の逆流防止弁は取り外さずに付けた状態で注
入を実施する。その後、注入口に対向する側の空気抜き
口の治具から樹脂が流出するまで注入口からの注入をお
こなうことにより、軌道スラブ下部の填充層の損傷によ
って生じた隙間に完全に樹脂を充填する事が出来る。
【0040】また、図4に示す様に軌道スラブ2の対抗
する長辺側面に間隔を設けて孔を開け、一方の側面の孔
を注入口22a〜22e,他方の側面の孔を空気抜き口
24a〜24eとし、一方の側面の端部に設けられた注
入口22aから22eへ、A方向に順次に二液室温硬化
型ラジカル重合性樹脂を流出させる様にして注入するこ
とが好ましい。その後、空気抜き口24a〜24eから
樹脂が流出するまで注入口22a〜22eより再度注入
する。なお、Bは樹脂が注入口から注入される方向を示
す。
【0041】図3は、本発明における二液室温硬化型
(メタ)アクリル樹脂をlMPa以上の圧力で2液別々
に圧送し、圧送の先端部分で混合後、注入する装置の模
式図である。注入は、同図3に示す様に、二液室温硬化
型(メタ)アクリル樹脂A剤(電気化学工業社製、ハー
ドロックIIERl53−005F A剤)33とB剤
(電気化学工業社製、ハードロックIIERl53−0
05F B剤)34を樹脂輸送ポンプ31a,31bで
別々に圧送し、A剤輸送パイプ35とB剤輸送パイプ3
6の先端部分の樹脂混合装置37で混合した後、注入す
る。
【0042】外気温度5℃条件下での注入圧力は5MP
aであり、注入に要した時間は15分間、硬化時間は3
5分で、硬化後の樹脂の圧縮強度は25MPaである。
【0043】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明による軌道ス
ラブの補修方法は、軌道スラブ側面から複数の孔を搾孔
し、この孔を注入口または空気抜き口として使用し、二
液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することにより
樹脂を軌道スラブ下部の填充層の損傷によつて生じた隙
間に完全に充填する事が出来、施工性が良く、短時間で
施工ができ、かつ短時間で強度の安定した填充層の補修
工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により補修されるスラブ式軌道を示す斜
視図である。
【図2】本発明による補修方法における注入口と空気抜
き口の穴を搾孔して設けた状態を示す概略断面図であ
る。
【図3】本発明における2液室温硬化型(メタ)アクリ
ル樹脂を注入する方法の一実施態様を示す模式図である
【図4】本発明における二液室温硬化型ラジカル重合性
樹脂の注入方法の一実施態様を示す模式図である
【図5】従来のスラブ式軌道を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 路盤コンクリート 2 軌道スラブ 3 充填層 4 レール 5 スラブ突起 6 スラブ突起周り充填層 7 CAモルタル注入口 21 損傷をきたした軌道スラブ下部の充填層 22,22a〜22e 注入口 23 注入用治具 24,24a〜24e 空気抜き口 25 空気抜き用治具 26 シール 27 軌道スラブ下部の填充層の損傷によつて生じた隙
問 31a,31b 樹脂輸送ポンプ 32a,32b 樹脂タンク 33 A剤 34 B剤 35 A剤輸送パイプ 36 B剤輸送パイプ 37 樹脂混合装置 38 樹脂注入用ノズル
フロントページの続き (72)発明者 松田 芳範 東京都渋谷区代々木2丁目2番2号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 安東 敏弘 東京都町田市旭町3丁目5番1号 電気化 学工業株式会社中央研究所内 (72)発明者 伊藤 俊司 東京都町田市旭町3丁目5番1号 電気化 学工業株式会社中央研究所内 (72)発明者 千葉 和則 神奈川県相模原市相模大野8丁目8番1号 株式会社千葉技工内 Fターム(参考) 2D057 CA08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 路盤コンクリート上に緩衝性を有する填
    充層を挟んで軌道スラブを設置してなるスラブ式軌道の
    補修方法において、該軌道スラブの側面から斜め下方に
    軌道スラブと填充層を貫通し路盤コンクリートに至る孔
    を形成し、該孔から填充層に生じた隙間に240分以内
    で圧縮強度が5MPa以上を示す二液室温硬化型ラジカ
    ル重合性樹脂を注入することを特徴とするスラブ式軌道
    の補修方法。
  2. 【請求項2】 前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂
    を二液別々に圧送し、注入直前で混合して注入する請求
    項1記載のスラブ式軌道の補修方法。
  3. 【請求項3】 前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂
    を0.5MPa以上の注入圧力で注入する請求項1また
    は2記載のスラブ式軌道の補修方法。
  4. 【請求項4】 前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂
    が(メタ)アクリル系樹脂である請求項1乃至3のいず
    れかの項に記載のスラブ式軌道の補修方法。
  5. 【請求項5】 前記孔を少なくとも2つ以上形成して注
    入口と空気抜き口とし、該注入口に逆流防止弁を設けて
    二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入する請求項1
    記載のスラブ式軌道の補修方法。
  6. 【請求項6】 前記孔が200〜800mmの間隔で形
    成されている請求項1または5記載のスラブ式軌道の補
    修方法。
  7. 【請求項7】 前記軌道スラブの対抗する側面に間隔を
    設けて孔を開け、該一方の側面の孔を注入口、他方の側
    面の孔を空気抜き口とし、一方の側面の端部に設けられ
    た注入口から順次に二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂
    を注入する請求項1または5記載のスラブ式軌道の補修
    方法。
JP2000324964A 2000-10-25 2000-10-25 スラブ式軌道の補修方法 Expired - Fee Related JP4222587B2 (ja)

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