JP2002167702A - バラスト材の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 道床から回収されたバラスト材を再使用する
ためのバラスト材の処理方法を提供する。 【解決手段】 操車場跡地などの道床から回収したバラ
スト材表面に付着している鉄分（酸化鉄）や油系の付着
物を分離する磨砕処理機２０と、上記磨砕処理されたバ
ラスト材を含むスラリーから、所定粒径以上の粒状体を
抽出する分級手段３０と、上記分級手段３０の後段に設
けられた、液体サイクロン５０及び浮遊分級機６０とを
備え、上記バラスト材表面の固着物を除去し、粒径が２
０〜６０ｍｍ程度のバラスト材として再利用可能な礫分
と、粒径が２０ｍｍ以下の砂礫分及び細砂分とを分級し
て抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バラスト材の処理
方法に関するもので、特に、操車場跡地などの道床に使
用されたバラスト材を再利用する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道のレールを敷設する際には、図５
（ａ）に示すように、レールの敷設予定箇所近傍の地盤
１を掘削して深さが１５〜２０ｃｍ程度の凹部２を形成
し、上記凹部２内に粒径が２０〜６０ｍｍ程度の砕石
（バラスト材）３Ｐを敷き込んだ補強層３を構築して上
記地盤１を補強し、これを上記レールの道床としてい
る。また、多数の引込線を有する操車場においても、そ
の地盤を補強する道床として上記バラスト材が使用され
ている。これらのバラスト材３Ｐは、上記レール上を日
常的に通過する列車の振動による衝撃により砕けて形状
が変化し、図５（ｂ）に示すように、摩耗し細粒化する
とともに、上記繰り返される衝撃のため、上記地盤１内
に沈降したりしてしまうため、定期的にその一部を回収
して新たな砕石を補給して上記補強層３を修復するよう
にしている。従来、上記回収されたバラスト材は、水洗
浄により表面に付着した挟雑物を洗い流した後、使用で
きる砕石は道床の構築に再利用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
収されたバラスト材表面に長期間に渡って付着した鉄分
（酸化鉄）や油系の付着物は、降水等でも洗い流されな
いことからも分かるように、バラスト材表面に強く付着
しているので、上記水洗浄では洗い流すことはできなか
った。したがって、バラスト材として再利用できない細
粒化された砕石は、セメント用の骨材などに再利用する
には適していないため、廃棄処理されていた。一方、操
車場の移転や廃止等により生じた操車場跡地には、バラ
スト材が敷設してあるので、上記跡地を再利用するため
には、レール等の設備を撤収するとともに、上記バラス
ト材も回収されることになるが、上述したように、上記
バラスト材の表面には、水洗浄では洗い流せない鉄分や
油系の付着物が付着しているので、これを再利用するこ
とが難しかった。しかしながら、操車場跡地は広大なた
め、回収されるバラスト材の量も膨大であるので、廃棄
するバラスト材を減容化するとともに、上記バラスト材
を再利用する技術の確立が望まれている。

【０００４】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、道床から回収されたバラスト材を再使用するた
めのバラスト材の処理方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のバラスト材の処理方法は、道床から回収したバラスト
材を、加水下で擦り合わせる磨砕処理装置に投入し、バ
ラスト材表面の固着物を除去するようにしたことを特徴
とするもので、これにより、上記バラスト材を再利用可
能とすることが可能となり、廃棄するバラスト材を減容
化することができる。

【０００６】請求項２に記載のバラスト材の処理方法
は、上記磨砕処理を施したバラスト材を分級して、バラ
スト材として使用可能な所定粒径以上の粒状体を抽出す
るようにしたことを特徴とするもので、これにより、安
価なバラスト材を得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図１は、本実施の形態に係
わるバラスト材の処理システムの構成を示す模式図であ
る。この処理システムは、操車場跡地などの道床から回
収したバラスト材を磨砕処理して、上記バラスト材表面
に付着している鉄分（酸化鉄）や油系の付着物を上記粒
状体から剥離して分離する磨砕処理機２０と、上記磨砕
処理されたバラスト材を含むスラリーから、所定粒径以
上の粒状体を抽出する分級手段３０とを備え、表面の付
着物が除去された粒径が２０〜６０ｍｍ程度の、バラス
ト材として再利用可能な砕石（礫分）を抽出するととも
に、バラスト材に適さない、細粒化された粒径が５〜２
０ｍｍの砂礫分を分級して抽出し、これを路盤材や再生
骨材に再利用できるようにしたものである。本実施の形
態では、更に、分級手段３０の後段に、液体サイクロン
５０及び浮遊分級機６０とを設けて、上記分級手段３０
を通過したスラリー中に含まれる粒径が７４μｍ〜５ｍ
ｍの細砂分をも分級して抽出するようにしている。

【０００８】図２（ａ）は磨砕処理機２０の構成を示す
図で、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。磨砕
処理機２０は、内周面に軸方向に沿って取付けられ、中
心方向に突出する複数の外羽根２１Ｗを有する円筒状の
回転ドラム２１と、外周面に軸方向に沿って取付けら
れ、径方向に突出する複数の内羽根２２Ｗを有し、上記
回転ドラム２１の内部に偏心して取付けられたロータ２
２とを備え、回転ドラム２１の外周に設けられた環状歯
車２３をモータ２４により、ロータ２２に取付けられた
回転軸２５を駆動機構２６により、それぞれ互いに逆方
向に回転させ、材料投入口２７から投入された処理材料
中の粒状体同士を擦り合わせて相互研磨を行わせ、上記
付着物を上記粒状体表面から剥離して分離するものであ
る。ここで、上記粒状体に作用する応力の大きさは、主
に、回転ドラム２１とロータ２２との間隔（ロータ２２
の偏心度）と、回転ドラム２１及びロータ２２のそれぞ
れの回転速度により調整する。本実施の形態では、回転
ドラム２１とロータ２２との間隔を５０〜１００ｍｍと
広く設定するとともに、回転ドラム２１のみを、投入さ
れたバラスト材を掻き揚げる方向に、１０〜２０回転／
分程度の速度で低速回転させることにより、バラスト材
を傷めることのなく、磨砕処理機２０内のバラスト材同
士を擦り合わせて、上記バラスト材表面に付着している
鉄分（酸化鉄）や油系の付着物を剥離するようにしてい
る。このとき、上記ロータ２２はフリーの状態にする
か、あるいは若干の回転を与える程度で十分である。

【０００９】また、図３は、液体サイクロン５０の構成
を示す模式図である。液体サイクロン５０は、液体供給
槽であるフィードサンプ４０の底部からフィードポンプ
４０Ｐにより圧送された種々の大きさの粒状体を含んだ
液体を、下方において内径が徐々に狭くなるよう構成さ
れた筒状の本体５１の内壁に高速で噴射して、上記液体
中に含まれる微粒分を分離する装置で、本体５１の上部
側の壁に設けられた処理材導入管５２から本体５１内に
圧送された液体が、一次回転流と呼ばれる渦を形成しな
がら本体５１の内壁に沿って下部方向に移動する時に、
本体５１の中央部の気圧が減少し、上記液体が二次回転
流と呼ばれる渦を形成しながら上記一次回転流の内側か
ら本体を上昇する現象を利用して上記微粒分を分離して
本体５１の上部より排出するものである。すなわち、液
体サイクロン５０の本体５１に圧送されたスラリー中に
含まれている微粒分は、上記二次回転流に運ばれて本体
５１の上部方向に移動し、本体５１の中央上部に設けら
れた上昇管５３を通って本体５１の上部から排出され
る。なお、この微粒分を含むスラリーは、上記上昇管５
３の出口側に連結された移送管５４を通って後述する固
液分離装置（シックナータンク）７０に移送される。ま
た、上記スラリーに含まれている粒径の大きな粒状体
は、本体５１の内壁に衝突しながら下方に移動し、本体
５１下部に取付けられた処理材排出管５５の先端部に設
けられた下部排出口５５ｓから排出される。上記液体サ
イクロン５０により分級される粒状体の粒径は、本体５
１の構造（形状）や導入される液体の導入圧等により決
定されるが、本実施の形態では、粒径が５ｍｍ未満の粒
状体を含むスラリーを、フィードサンプ４０を介して、
上記液体サイクロン５０に圧送して、上記のように微粒
分を分離するとともに、粒径が７４μｍ〜５ｍｍの細砂
分を、上記下部排出口５５ｓから排出する。

【００１０】浮遊分級機（アクアスクリーン）６０は、
液体サイクロン５０の下部排出口５５ｓから排出された
上記スラリーから粒径が７４μｍ〜５ｍｍの細砂分を抽
出するものである。アクアスクリーン６０は、図４に示
すように、メインフレーム６１上に設置された、一端側
が若干の下り勾配となっている平坦部６２Ｈと他端側が
上り勾配となっている上り勾配部６２Ｋとが設けられた
ベルト６２を、駆動ローラ６２ａ及び従動ローラ６２ｂ
により、平坦部６２Ｈから上り勾配部６２Ｋ方向に駆動
し、上記ベルト６２の平坦部６２Ｈの所定の位置に投入
されたスラリーに、上記上り勾配部６２Ｋに設けられた
散水機６３により洗浄水を散水して、上記スラリー中の
微粒分を上記洗浄水に浮遊させて離し、細砂分のみを上
り勾配部６２Ｋの上部側に設けられた排出ホッパ６４か
ら排出して抽出する。このとき、散水機６３からの洗浄
水に浮遊した上記微粒分は、上記洗浄水とともにベルト
６２の下部に設けられた排水路６５の排水口６５ａから
排出されて上記フィードサンプ４０に戻される。

【００１１】次に、バラスト材の処理方法について説明
する。まず、操車場跡地などの道床から回収したバラス
ト材を受け入れホッパ１０に投入する。この受け入れホ
ッパ１０では、図示しない選別網により、上記バラスト
材に混入している１００ｍｍを越える狭窄物を取り除
き、残りの投入物を磨砕処理機２０に投入する。次に、
磨砕処理機２０において、投入された上記バラスト材
に、給水手段９０からの処理水を加水しながら、バラス
ト材を構成する各粒状体同士を擦り合わせて、上記粒状
体の表面に付着している鉄分（酸化鉄）や油系の付着物
を剥離して分離し上記処理水中に浮遊させる磨砕処理を
行った後、これを分級手段３０に送って上記付着物が除
去された粒径の大きな粒状体を抽出する。詳細には、分
級手段３０では、上記磨砕処理されたバラスト材を含む
スラリーから、第１の振動ふるい３１により、粒径が２
０ｍｍ以上のバラスト材として使用可能な粒状体を抽出
し、更に、第２の振動ふるい３２により、粒径が５〜２
０ｍｍの砂礫分を主体とする粒状体を抽出する。振動ふ
るい３１，３２を通過した粒径が５ｍｍ未満の粒状体を
含むスラリーは、フィードサンプ４０に一時貯蔵され
る。上記フィードサンプ４０底部に貯蔵されている比較
的粒径の大きな粒状体を含むスラリーは、フィードポン
プ４０Ｐにより、液体サイクロン５０に圧送される。液
体サイクロン５０では、上記磨砕処理機２０で分離され
処理水中に浮遊している、鉄分（酸化鉄）や油系の付着
物を含む粒径が７４μｍ未満の微粒分を分離し、上記微
粒分が分離された粒径が７４μｍ〜５ｍｍの細粒分を含
むスラリーを、下部排出口５５ｓからアクアスクリーン
６０に送る。一方、スラリー中の上記付着物を含む微粒
分は、上記上昇管５３の出口側に連結された移送管５４
を通って、後述する固液分離装置（シックナータンク）
７０に送られる。アクアスクリーン６０では、散水機６
３により上記スラリーに洗浄水を散水しながら、上記ス
ラリーを上り勾配部６２Ｋ方向に搬送することにより、
上り勾配部６２Ｋの上部に搬送された細砂分を主とした
粒径の大きな粒子を排出ホッパ６４から排出して抽出す
る。このとき、上記スラリー中の微粒分は、上記洗浄水
とともに、アクアスクリーン６０の排水口６５ａから排
出されフィードサンプ４０に戻される。

【００１２】シックナータンク７０では、液体サイクロ
ン５０から送られた鉄分（酸化鉄）や油系の付着物を含
むスラリーをタンク内でゆっくりと回転させ、上記スラ
リー中の固形物を凝集沈殿させる固液分離を行い、その
上澄み液を図示しない処理水施設に送り、薬品処理等に
より上記上澄み液に浮遊している油成分を固化して上記
処理液から分離した後、上記処理水を活性炭等の吸着材
で濾過して浄化し、回収・再利用する。一方、シックナ
ータンク７０の底部に沈殿した上記付着物を含むスラリ
ーは、脱水機８０に送られ、このスラリーから、図示し
ないフィルタプレスにより脱水ケーキが作製される。こ
の脱水ケーキは、乾燥させて廃棄してもよいが、鉄分
（酸化鉄）や若干の油系の付着物が含まれているもの
の、いわゆる汚染物質ではないので、例えば、セメント
材料等として用いてもよい。

【００１３】このように、本実施の形態によれば、磨砕
処理機２０により、操車場跡地などの道床から回収した
バラスト材表面に付着している鉄分（酸化鉄）や油系の
付着物を、上記表面から剥離して除去した後、これを振
動ふるい３１，３２から成る分級手段３０で分級するよ
うにしたので、バラスト材として再利用可能な、粒径が
２０〜６０ｍｍ程度の礫分を抽出することができる。ま
た、バラスト材に適さない粒径が５〜２０ｍｍの砂礫分
も分級して抽出することにより、これを路盤材や再生骨
材に再利用することができる。更に、上記分級手段３０
の後段に、液体サイクロン５０及び浮遊分級機６０とを
設けて、上記スラリー中に含まれる細砂分も分級して抽
出するようにしたので、回収されたバラスト材の大部分
を再利用することができ、廃棄するバラスト材を著しく
減容化することができる。

【００１４】なお、上記実施の形態では、操車場跡地な
どの道床から回収したバラスト材について説明したが、
本発明は、使用中の操車場あるいは線路の道床に用いら
れているバラスト材の再生処理にも適用可能である。ま
た、上記例では、回収したバラスト材を1台の磨砕処理
機２０に投入したが、上記バラスト材を、予め振動ふる
い等を用いて、粒径２０ｍｍ以上と２０ｍｍ未満のもの
に分級し、回転ドラム２１とロータ２２との間隔などの
磨砕条件の異なる２台の磨砕処理機にそれぞれ投入する
ようにしてもよい。これにより、バラスト材表面に付着
している鉄分（酸化鉄）や油系の付着物の分離を更に効
率よく取り除くことができる。また、回収した礫分をバ
ラスト材として再利用せず、再生骨材として再利用する
ような場合には、上記バラスト材を、粒径２０ｍｍ以上
と２０ｍｍ未満のものに予め分級した後、上記粒径の大
きな方の粒状体をクラッシャー等の破砕機で破砕して細
粒化した後、磨砕処理機２０に投入するようにすれば、
上記再生骨材を効率よく得ることができる。

【００１５】また、上記バラスト材に含まれている微粒
分が少ない場合には、上記図１に示した処理システムに
おいて、フィードサンプ４０及び液体サイクロン５０を
省略し、振動ふるい３１，３２を通過した粒径が５ｍｍ
未満の粒状体を含むスラリーを直接アクアスクリーン６
０に投入するようにしてもよい。この場合には、アクア
スクリーン６０の排水口６５ａから排出された微粒分
は、洗浄水とともに、上述したシックナータンク７０に
送るようにする。これにより、装置を小型でき、かつ、
コストダウンを図ることができるとともに、浄化過程で
の配管部を少なくすることができるので、詰まり等のト
ラブルの可能性を減少させることができる。また、上記
アクアスクリーン６０に代えて、水を貯えたタンク部
に、上記タンク部の内部から外部に斜め上方に移動する
ベルトコンベアを設置した構成の分級機を用いて粒径が
５ｍｍ以下の砂分を抽出するようにしてもよい。なお、
この場合にも、上記アクアスクリーン６０と同様に、水
中から回収された砂分に上記ベルトコンベアの水面位置
近傍にて散水し、上記砂分を洗浄して、不要な微粒分を
除去することが望ましい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、道床から回収したバラスト材を、加水下
で擦り合わせる磨砕処理装置に投入し、バラスト材表面
の固着物を除去するようにしたので、回収されたバラス
ト材を、再生バラスト材，再生骨材，路盤材等に再利用
することができるとともに、廃棄処理するバラスト材を
著しく減容化することができる。また、請求項２に記載
の発明によれば、上記磨砕処理を施したバラスト材を分
級して、バラスト材として使用可能な所定粒径以上の粒
状体を抽出するようにしたので、安価なバラスト材を容
易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係わるバラスト材の処
理システムの構成を示す模式図である。

【図２】 本実施の形態に係わる磨砕処理機の構成を示
す図である。

【図３】 液体サイクロンの構成を示す図である。

【図４】 アクアスクリーンの構成を示す図である。

【図５】 バラスト材の劣化状態を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１０ 受け入れホッパ、２０ 磨砕処理機、２１ 回転
ドラム、２１Ｗ 外羽根、２２ ロータ、２２Ｗ 内羽
根、２３ 環状歯車、２４ モータ、２５ ロータの回
転軸、２６ ロータの駆動機構、２７ 材料投入口、３
０ 分級手段、３１ 第1の振動ふるい、３２ 第2の振
動ふるい、４０ フィードサンプ、４０Ｐ フィードポ
ンプ、５０ 液体サイクロン、６０ アクアスクリー
ン、７０ シックナータンク、８０ 脱水機、９０ 給
水手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 輝文 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 Ｆターム(参考） 2D057 CB06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道床から回収したバラスト材を、加水下
   で擦り合わせる磨砕処理装置に投入して上記バラスト材
   表面の固着物を除去するようにしたことを特徴とするバ
   ラスト材の処理方法。
2. 【請求項２】 上記磨砕処理を施したバラスト材を分級
   して、バラスト材として使用可能な所定粒径以上の粒状
   体を抽出するようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載のバラスト材の処理方法。