JP2002242104A - 道床強化軌道の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鉄道軌道のレール継目は、列車による衝撃が大
きいため、乗り心地、車両走行安定性および軌道保守作
業の観点から軌道の最大弱点箇所となっている。このた
め比較的土砂の混入の少ない道床バラストから成る有道
床軌道を対象とし、まくらぎ直下およびその周辺の道床
バラストの空隙を少量の安定材で、かつ、短時間に充填
し、道床バラストを安定化して効率良く道床バラスト強
化を図ることが可能な工法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】フロータイムおよびゲルタイムがコントロ
ールされた注入安定材を、まくらぎのレール締結部近傍
に穿孔した注入孔から注入し、型枠を設けることなく道
床バラストの空隙を充填して短時間に安定化させ、列車
の荷重分散機能を担う道床部分のみを効率よく強化する
ことによって上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有道床軌道におけ
る道床バラストの安定化工法に関し、更に詳しくは、型
枠類を使用することなく短時間で所定の強度を発現する
注入安定材をまくらぎ直下およびその周辺に注入して道
床バラストを安定化させる工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有道床軌道は、初期の段階では列車走行
時の振動によりバラスト間隙が密になって安定化される
圧密過程で急激な沈下が生じ、列車運行を重ねるに従っ
てバラストの側方への移動を起こして徐々に沈下が加わ
ってくる。さらにバラスト突き固め等の保守作業や列車
振動によりバラストが破砕して細粒化を起こし、空隙が
減少してくる。さらに雨水等の侵入が加わり、徐々に支
持力低下を引き起こし、高低狂いを生じて保守を必要と
する状態に至るため、保守コストの削減や保守周期の延
伸が保線における重要かつ緊急の課題となっている。こ
のため、大都市圏の高密度線区や幹線においては、保守
に手間のかからない安価で耐久性のある保守周期の長い
省力化軌道の実現が強く望まれている。

【０００３】これまでに、既設線有道床軌道の省力化を
目的として多くの省力化軌道が開発されてきた。例えば
現行のまくらぎを利用するタイプとしては、道床圧力や
加速度の低下を目的とした、ロングレール化、低ばね軌
道パット、まくらぎパットや有道床上スラブ軌道、てん
充道床軌道および弾性バラスト軌道等がある。また、現
行のまくらぎを更換するタイプとしては、道床圧力や加
速度の低下を目的とした大版まくらぎ軌道、縦まくらぎ
軌道、弾性まくらぎ軌道、舗装軌道、有道床枠形軌道お
よびＲＡ形スラブ軌道等がある。

【０００４】一方、地方の下級線においては、ロングレ
ール化あるいはＰＣまくらぎ化が実現していない線区が
多い。一般に継目部が最も大きな弱点箇所とされている
のが実態である。これに対し、これまで各種の継目落ち
対策が試行されてきた。例えば、表１のようなものが挙
げられる。

【０００５】

【表１】

【０００６】上記の対策は、大がかりなものから簡易な
ものまであり、単独より複数の対策により相乗効果が現
れる可能性もあるが、現状では、費用対効果の評価は明
確になっていない。このうち、道床強化については、一
般区間において適用されるてん充道床軌道あるいは舗装
軌道の技術を継目部に適用することが考えられる。

【０００７】しかし、てん充道床やＢ型舗装軌道は、い
ずれも道床バラスト間隙を完全に充填するものであるた
め、現場で型枠や不織布などを用いて漏れ止め作業を行
う等の必要があり、作業が煩雑になるだけでなく、施工
に時間がかかるという問題がある。

【０００８】すなわち、例えば、特公昭６３−５１２０
１号公報（発明の名称：バラスト軌道注入層の施工法）
に見られるように、道床バラスト層内に布を敷いて、注
入材によって固められる固化層の厚さを制御し、かつ、
注入材を布の下部道床バラストへ一部透過させて固化層
と道床バラスト道床とを一体化する提案もあるが、作業
手順が煩雑で、十分満足ができるものとは言い難い。

【０００９】また、特開平１０−２０４８０１号公報
（発明の名称：道床バラストの安定化工法およびその軌
道構造）や特開平１０−２６６１０４号公報（発明の名
称：安定材による道床バラストの安定化工法およびその
軌道構造）で使用している安定材は一液タイプであり、
可使時間がそれぞれ２０〜２５分、１５〜２５分と長
く、このため、道床バラスト間隙を伝わって広い範囲に
流下し、安定化を期待していない部分にまで充填あるい
は流れ出すこととなり好ましくない。しかも少量では、
道床バラスト間隙を通って路盤上まで落ち込んでしま
い、まくらぎ支持層を形成するには至らず、安定化を達
成することができない。

【００１０】このような注入工法による道床バラスト安
定材には、これまでセメント系、アスファルト系および
セメント・アスファルト系等が試みられてきている。セ
メント系では急硬性セメントペーストや急硬性セメント
モルタルが挙げられるが、これらのセメント系安定材
は、軌道としてのばね係数が高い点に課題を有してい
る。

【００１１】また、アスファルト系には加熱タイプと常
温タイプがあり、加熱タイプは加熱溶融した状態で注入
するため、施工後十分な強度を発現するまでに時間を要
すること、浸透性能に劣ること、高温下では強度が低下
すること、加熱を伴うため安全衛生上の問題があること
等の課題を抱えている。常温タイプの場合は、アスファ
ルト乳剤モルタル、アスファルト乳剤ペーストが挙げら
れるが、アスファルト乳剤の分解硬化に時間が掛かり、
施工後十分な強度を発現するまでに時間を要すること、
硬化後体積収縮が生じること、最終強度にあっても十分
な強度が期待できないこと等の課題を抱えている。

【００１２】セメント・アスファルト系はセメント系の
弱点を改善できるばかりでなく、加熱アスファルトタイ
プの課題も解決でき、かつ沈下特性試験における沈下抑
制効果も高いとして広く使用されているが、上述したよ
うに材料を多量に必要とし高価となること、型枠の設置
すなわち漏れ止め作業による作業が煩雑なこと等の課題
を抱えている。

【００１３】

【発明の解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の問題点を解決するためになされたもので、比較的
土砂の混入の少ない道床バラストからなる既設有道床軌
道あるいは新設の有道床軌道を対象とし、少量の注入安
定材で、かつ、短時間に効率良く道床バラストを安定化
し、漏れ止め作業等も必要としない道床バラストの安定
化工法、およびその安定化工法によって得られる強化軌
道の構築構造を提供することを課題とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、有道床軌
道の道床バラストの細粒化による道床の沈下や継目落ち
等に対し、比較的土砂の混入の少ない道床バラストから
なる既設有道床軌道あるいはバラストの局部的な更換を
前提とした有道床軌道を対象にした簡易な対策工法につ
いて鋭意研究を重ねた結果、道床バラスト注入安定材の
流動性、ゲルタイムのコントロール、さらに注入方法に
工夫を加えることによって、まくらぎ直下の道床バラス
トの空隙を充填し、短時間に安定化させ、支持力を強化
させることが可能なことを知見して、本発明を完成し
た。

【００１５】すなわち、本発明は、安定化すべき道床バ
ラストのまくらぎ直下に注入安定材を注入して道床バラ
ストの安定化を行うに際し、当該まくらぎのレール締結
部近傍に穿孔した注入孔あるいは予めまくらぎに設けら
れた注入孔から注入安定材を注入し、支持力強化が最も
求められるまくらぎ直下およびその周辺の道床バラスト
の空隙を充填して、効率良く道床バラスト強化が図れる
工法を提供することで上記課題を解決するものである。
なお、注入孔は、まくらぎをほぼ垂直に貫通するものが
好ましいが、注入安定材をまくらぎ下の道床バラストに
注入することができさえすれば、必ずしも垂直である必
要はなく、多少斜めに傾いた注入孔であっても良い。

【００１６】本発明の道床バラスト安定化工法において
注入される道床バラストの注入安定材は、２液あるいは
３液以上の複数液に分かれており、これらを注入孔の直
上に設置したスタティック混合装置付の注入装置に同時
に連続的に流し込んで道床バラストの空隙に注入され
る。注入安定材は、注入されると道床バラスト層の連続
空隙を流下し、路盤面に到達した時点で流動性を失うよ
うにフロータイムおよびゲルタイムを調整してあるの
で、注入孔から注入した注入安定材は、レール直下のま
くらぎ下およびその周辺の限定された領域にのみ注入さ
れ、荷重分散機能を担う道床部分を効率よく強化するこ
とができる。このため注入安定材の使用量は必要最小量
で済み、経済的である。

【００１７】注入安定材は、１回若しくは２回以上に分
けて注入される。１回で注入する場合は、注入された注
入安定材は、道床バラスト空隙を伝わって道床バラスト
下層部にまで到達し、逐次上部の道床バラスト空隙を充
填していく。２回以上に分けて注入する場合は、１回目
の注入作業が終了してから若干の時間を置き、２回目の
注入作業に入る。２回目以降の注入安定材は、道床バラ
ストの空隙を伝わって次第に下降して行くが、道床バラ
スト空隙は先行する注入安定材の硬化が始まっているた
め、道床バラストの空隙は小さくなっており、下層部か
ら順次充填して上部の道床バラスト空隙迄を充填する。

【００１８】このように、本発明の道床バラスト安定化
工法においては、フロータイムおよびゲルタイムが調整
された注入安定材をまくらぎに穿孔されたあるいは予め
設けられた注入孔から注入安定材を注入し、さらに、注
入安定材の充填工程を分割することによって、注入領域
を限定し、最も支持力が期待されるレール直下近傍の道
床バラストを重点的に強化するものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明で使用される注入安定材
は、応力緩和特性に優れたアスファルト・セメント系が
使用され、混合前は十分な可使時間を有し、混合後はき
わめて短いゲルタイムに調整するため、混合前の状態は
十分な可使時間を有した複数液タイプが採用され、２液
タイプまたは２液以上の複数液タイプが用いられるが、
通常、Ａ液とＢ液の２液タイプが使用される。以下、
Ａ、Ｂ、２液タイプの注入安定材について説明する。

【００２０】注入安定材は、急結性結合材、アスファル
ト乳剤、減水剤、急硬材、凝結遅延剤および水を含み、
ゲルタイムを５〜４０秒の範囲に調節できるものであ
る。この注入安定材のＡ液配合割合は急結性結合材１０
０重量部に対して、アスファルト乳剤３０〜５０重量
部、水３０〜５０重量部および減水剤（溶液）０〜１重
量部であり、またＢ液の配合割合はＡ液配合の急結性結
合材１００重量部に対して、急硬材２０〜６０重量部、
水７０〜１２０重量部、凝結遅延剤０〜３重量部および
減水剤（粉体）０〜１重量部である。

【００２１】また、本発明の注入安定材は、成分の配合
割合や温度を変えることによって流動性の調整が可能で
あり、しかも、注入後、約１時間で列車荷重を支持する
ために安定材に要求される０．１Ｎ／ｍｍ^２以上の強度
発現はもちろんのこと、継目部において要求される０．
４Ｎ／ｍｍ^２以上の強度発現が得られるため、営業線の
補修における列車運行の短い間合いを縫った道床バラス
ト安定化作業には特に好ましい材料である。

【００２２】表２、表３に、本発明の注入安定材の標準
的な２液タイプの配合割合を示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】表２のＡ液配合成分である急結性結合材と
は、セメント１００重量部に対して、微粉末（急結性Ｃ
ＡＭの場合は細骨材）５０〜１２０重量部、膨張材３〜
１０重量部、超微粒子早強セメント１０〜４０重量部を
含有してなるセメント組成物である。

【００２６】急結性結合材の含有成分であるセメントと
しては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランド
セメント、白色ポルトランドセメント、中庸熱ポルトラ
ンドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、高炉セ
メント、シリカセメント、低発熱セメント、アルミナセ
メント、超速硬セメント等が使用可能であるが、急硬材
との水和反応性に優れること、長期強度の確保に優れる
こと等から、普通ポルトランドセメントが好ましい。

【００２７】注入安定材に用いられる急結性結合材の含
有成分である微粉末としては、石灰岩や火成岩を粉砕し
た石粉や高炉スラグを使用することができ、好ましく
は、高炉スラグが用いられる。この微粉末の代わりに細
骨材を用いることもでき、この時の細骨材としては、川
砂、海砂、山砂、珪砂等を使用することができるが、強
度並びに吸水率等の品質に優れる珪砂がより好ましい。

【００２８】急結性結合材の含有成分である膨張材とし
ては、石灰系膨脹材、エトリンガイド系膨脹材等が用い
られるが、通常、石灰系膨脹材が好んで用いられる。

【００２９】超微粒子早強セメントには、比表面積６，
０００〜１０，０００ｃｍ^２／ｇの超微粒子早強セメン
トが使用される。

【００３０】表２、表３のＡ液配合成分およびＢ液配合
成分である減水剤としては、市販のナフタリン系、メラ
ミン系、リグニン系、カルボン酸系減水剤等が使用でき
るが、ナフタリンスルフォン酸塩等のナフタリン系減水
剤が好ましく用いられる。ただし、Ａ液配合成分の減水
剤は固形分４２％の水溶液が使用され、Ｂ液配合成分は
粉体で使用される。

【００３１】表２のＡ液配合成分であるアスファルト乳
剤としては、アニオン系あるいはノニオン系のアスファ
ルト乳剤が用いられるが、急結性を確保するためにはノ
ニオン系アスファルト乳剤を使用するのが好ましい。ま
た、水はＡ液配合物、Ｂ液配合物の溶媒としておよび流
動性を調節するために用いられ、水道水、地下水、河川
水等の清浄な水で淡水であれば特に制限はないが、通常
は水道水が使用される。

【００３２】表３のＢ液配合成分である急硬材として
は、カルシウムアルミネートと無水石膏との混合物、又
はカルシウムアルミネート、ナトリウムアルミネートお
よび無水石膏の三者の混合物が使用される。この場合に
使用する無水石膏としては、強度発現性に優れたII型無
水石膏が好ましい。なお、急硬材の粉末度は、４，００
０〜８，０００ｃｍ^２／ｇの微粉末状のものが好まし
い。

【００３３】表３のＢ液配合成分である凝結遅延剤とし
ては、無機塩類、有機酸および有機酸塩類の単味、また
は、これらを併用して用いることができる。無機塩類と
しては、ＣａＣｌ_２ 、ＺｎＣｌ_２、ＦｅＣｌ_２等の塩
化物、Ｋ_２ＣＯ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３、ＣａＢ_４Ｏ_７、Ｎａ
_２Ｂ_４Ｏ_７等の炭酸塩、硼酸塩が使用できる。有機酸と
しては、クエン酸、グルコン酸、酒石酸等が使用でき、
有機酸塩類としては、クエン酸ナトリウム、クエン酸カ
ルシウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カルシウ
ム等が使用できる。

【００３４】次に注入安定材の２液タイプの場合の調製
方法について図１を用いて説明する。水と減水剤（溶
液）を、例えば、高速回転連続ミキサ（標準回転数１，
０００回／分）に入れ、高速で約１０秒攪拌した後、こ
れにアスファルト乳剤を加えて更に１０秒間程度高速攪
拌する。この攪拌混合物に、急結性結合材を加え、約９
０秒間高速攪拌し、全体で約２分間練り混ぜてＡ液を製
造する。これとは別に、水、凝結遅延剤、減水剤（粉
末）を、例えば上記Ａ液の製造に用いたのと同じタイプ
の高速回転連続ミキサに投入し、約２０秒間高速攪拌し
た後、これに急硬材を添加し、更に約９０秒間程度高速
攪拌し、全体として約２分間練り混ぜてＢ液を製造す
る。練り混ぜ終了後、Ａ液、Ｂ液それぞれについて土木
学会Ｊロート法（Ｊ_１０ロート）にてフロータイムを測
定し、所定のコンシステンシーを確保しているかを確認
する。Ａ液、Ｂ液いずれもフロータイムは３〜２０秒の
範囲が好ましいが、さらに好ましいフロータイムは、Ａ
液が５〜１５秒、Ｂ液は３〜５秒である。また、可使時
間はＡ液、Ｂ液それぞれ１０分以上が好ましく、さらに
好ましくは２０分以上である。

【００３５】また、等量（体積）のＡ液とＢ液を混合し
て倒立カップ法によりゲルタイムを確認する。道床バラ
ストの平均粒径が３０〜５０ｍｍ程度の通常の場合に
は、ゲルタイムは、５〜４０秒、好ましくは１０〜１５
秒程度である。ただし、このゲルタイムは、道床バラス
トの粒度や空隙率に合わせて５〜４０秒の範囲で適宜調
整するのが望ましい。ゲルタイムが４０秒を超えると、
注入安定材が道床バラスト空隙に留まらずに流下してし
まい、多量の注入安定材を必要とするばかりでなく、バ
ラスト表面までを安定化することができずまくらぎ支持
層を形成することができなくなる恐れがある。ゲルタイ
ムが５秒未満の場合は、道床バラスト空隙に十分に浸透
する前に固化してしまい、所要のバラスト深さまで安定
化することができなくなる。

【００３６】以下、図を用いて本発明の道床バラストの
安定化工法を説明する。

【００３７】図２において、１は路盤であって、２は安
定化すべき道床バラスト、３はまくらぎ、４はレール、
５はまくらぎ３に設けられた注入孔を示す。本発明の道
床バラスト安定化工法を施すに際しては、まくらぎ３の
レール締結部近傍に予め電気ドリル等を用いてまくらぎ
に穿孔して注入孔とする。あるいは、予め注入孔が設け
られたまくらぎを使用する。注入孔としては通常、直径
４０ｍｍ程度の孔が穿孔される。この注入孔は、まくら
ぎの強度を低下させないためには、その数は少ない方が
よいが、通常レール締結近接部のレールの両側に１個ず
つ、計４個が穿孔される。

【００３８】この４カ所の注入孔５に図３に示すスタテ
ィック混合装置９付の注入装置８を設置する。次に投入
容器６を用いてＡ液７ａとＢ液７ｂを注入装置８に体積
で等量になるように流し込む。この流し込み作業には、
その流込み量が一定になるような図示しない装置あるい
は投入容器６の流出口に各液の粘度に合わせて流出量が
調節でき、Ａ液７ａとＢ液７ｂの流出量が等量となるよ
うな図示しない器具を取り付けて流し込むこともでき
る。

【００３９】本発明の方法で一カ所の注入孔より注入安
定材を注入して道床バラストを安定化させた場合は、道
床バラストの厚さを１０〜３０ｃｍ、その空隙率を４５
％とすると、上面の直径が約３０ｃｍ、下面の直径が５
０〜９０ｃｍの図示しない円錐台の形状に安定化させる
ことができる。注入安定材の注入量は、道床バラスト層
の厚さや空隙率の大小に大きく影響を受けるが、４カ所
の注入孔より注入した場合のまくらぎ一本当たりの注入
安定材の注入量は、ロス率を２０％とすると最少で２８
リットル、最大で２００リットル程度となり、隣接する
注入孔との重なり部分を考慮すると同量だけ使用される
Ａ液とＢ液の合計は、２８〜１５０リットルの範囲にあ
ると考えられ、一般的には、約５０リットルである。

【００４０】図４は、先行する注入安定材１０がゲル化
し、そのゲル化した注入安定材１１上に後続の注入安定
材１０が浸透してきて次々にゲル化を起こし円錐台状に
バラスト内が充填されていく状況を示す。なお、１２は
硬化した注入安定材を示す。先行する注入安定材のゲル
化が始まっているため、道床バラストの空隙は小さくな
っており、下層部から順次充填されていく。浸透が異常
に早い場合は、一旦注入を中断し、ゲル化発現を待って
追加注入するという２段階注入を行うことで、少量の注
入安定材を用いて効果的に充填を行うことができる。

【００４１】このような工法を採用することにより、図
５に示すような道床バラスト層の空隙を硬化した注入安
定材１２で上部まで充填し、レール直下に位置するまく
らぎの下面までを安定化させ、道床強化を行うことがで
きる。

【００４２】以下、注入安定材を用いた注入確認実験例
および実施例に基づいて、本発明を更に詳しく説明す
る。ただし、本発明の道床バラストの安定化工法が、こ
れら実験例や実施例に限定されるものではないことは勿
論である。

【００４３】〈実験例１〉注入確認試験に先立って、図
６に示すような模型軌道を製作した。縦５０ｃｍ×横９
０ｃｍ×高さ５０ｃｍの木箱１３に、最大粒径４０ｍｍ
のバラスト２を３５ｃｍの深さに詰め、突き固めた上
に、中央に直径４０ｍｍの注入孔５を穿孔した木まくら
ぎ３（巾３０ｃｍ×厚さ１５ｃｍ×長さ５０ｃｍ）を設
置し、さらにまくらぎと木箱１３との間にバラストを詰
めて突固めて模型軌道とした。なお、１４は内部状況を
観察することができるように設けられた透明アクリル板
である。

【００４４】ゲルタイムがほぼ一定となるように凝結遅
延剤の添加量を設定し、水の添加量を変えてフロータイ
ムを変化させた表４に示す配合にて、模型軌道を用いた
注入確認試験を行った。まず、模型軌道の木まくらぎ注
入孔にスタティック混合装置付の注入装置をセットし、
Ａ液、Ｂ液を１：１の体積割合になるように注ぎ込み、
注入直前で混合させながら注入した。ただし、この時の
注入量は、配合２の注入安定材を使用した注入試験を最
初に行い、この時に注入孔まで充填できた量をその他の
配合による注入安定材の注入量とした。すなわち、配合
２と配合１において、Ａ液、Ｂ液の注入量は、それぞれ
６リットルずつとし、計１２リットルを使用した。硬化
後木まくらぎを撤去し、木箱を解体してバラスト内の注
入安定材の充填状態を観察した。注入安定材のＡ液とＢ
液の性状、混合後のゲルタイム、硬化後の物性および注
入状態等は、表５に示すとおりである。なお、配合３の
注入安定材は注入開始後、まもなく注入孔の中で注入安
定材のゲル化が起こり、注入不能となったため、注入作
業を中止した。

【００４５】

【表４】

【００４６】

【表５】

【００４７】表５の配合１のように、注入安定材のＡ
液、Ｂ液のフロータイムが短い場合は、模型軌道の木箱
の底に流下してしまい、バラストの上層部分の空隙まで
を充填することができず、また配合３のようにフロータ
イムが長いものは、粘度が高いため、バラストの空隙を
流下するのに時間がかかり、途中でゲルタイムを迎えて
ゲル化し、バラストの下層部の空隙を充填することがで
きなかった。条件を変えて同様な実験を繰り返した結
果、Ａ液のフロータイムは、好ましくは５〜２０秒、さ
らに好ましくは５〜１５秒であり、Ｂ液のフロータイム
は３〜８秒程度、さらに好ましくは３〜５秒であるとの
知見を得た。表５の配合２の例では、Ａ液のフロータイ
ムが１０．２秒、Ｂ液のフロータイムが４．２秒であっ
て、円錐台形状の注入状態が確認され、得られた結果は
極めて良好であった。

【００４８】通常、列車運行の合間を縫って施工される
既設線での現場では、許される養生時間の限界は１時間
程度であり、まくらぎ下部の道床安定材への要求強度は
０．１Ｎ／ｍｍ^２以上とされ、かつ、継目部に対して
は、０．４Ｎ／ｍｍ^２以上の高い強度が要求される。表
５から明らかなように、配合２の注入安定材は、練り上
がり後１時間で、０．４Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を発
現しており、養生時間が十分に取れる新設線の場合はい
うまでもなく、作業時間が短時間に限定される既設線の
場合にあっても適用可能であることが確認された。な
お、２４時間後の圧縮強度は、２．５Ｎ／ｍｍ^２であっ
た。

【００４９】当実験にて使用した材料および試験方法
は、それぞれ表６、表７に示すとおりである。なお、使
用した急結性結合材は、セメント（普通ポルトランドセ
メント、太平洋セメント株式会社製）１００重量部、膨
張材（「エクスパン」（石灰系膨張材）株式会社小野田
製）５重量部、高炉スラグ（比表面積６，０００ｃｍ^２
／ｇ、平均粒径５μｍ）３０重量部、珪石粉末（珪石粉
末、株式会社藤坂製）７０重量部、超微粒子早強セメン
ト（比表面積６，０００〜１０，０００ｃｍ^２／ｇ、太
平洋セメント株式会社製）２５重量部からなるものであ
った。

【００５０】

【表６】

【００５１】

【表７】

【００５２】〈実験例２〉注入安定材のＡ液とＢ液のフ
ロータイムをほぼ一定とし、凝結遅延材の添加量をコン
トロールしてゲルタイムを変化させた時の１０℃におけ
る注入試験を実施した。なお、実験に供した模型軌道
は、実験例１と同様であり、材料および試験方法はそれ
ぞれ表６、表７に示すとおりである。また、この実験で
用いた注入安定材の配合は表８に示すとおりであり、配
合４〜７の注入安定材において、Ａ液、Ｂ液の注入量
は、実験例１と同様に、それぞれ６リットルずつであ
り、Ａ液、Ｂ液の合計で１２リットルを使用した。ま
た、実験結果は表９に示すとおりである。

【００５３】

【表８】

【００５４】

【表９】

【００５５】表９から明らかなように、ゲルタイムが３
秒と短い配合４の注入安定材は、注入開始後数分で注入
孔の中でゲル化を起こし、注入はこの時点で中止した。
硬化後に充填状況を確認するため、模型軌道を解体し、
バラスト内の空隙の充填状況を観察したところ、配合４
の注入安定材は、注入孔直下付近のバラストの空隙を充
填したに止まり、下層までは充填されていなかった。一
方、ゲルタイムが４８秒と長い配合８の注入安定材は、
注入安定材がバラスト層の空隙を通過して模型軌道のバ
ラスト層下部に溜まり、固化した状態であり、バラスト
層の上部の空隙を充填するには至っていなかった。これ
らの結果に対し、ゲルタイムが８〜３２秒の配合５〜７
の注入安定材は、バラストの空隙を適度に充填してお
り、円錐台形状に硬化していた。この実験を含めてバラ
ストの空隙率や粒度などの条件を変え、さらにゲルタイ
ムを変化させて同様の実験を繰り返した結果、ゲルタイ
ムは、５〜４０秒が好ましく、さらに好ましくは１０〜
１５秒であるとの知見を得た。

【００５６】また、この注入試験で好ましい結果が得ら
れた配合５〜７の注入安定材の物性を確認するため、表
７に示す圧縮試験方法に従って材令１時間後、２４時間
後の圧縮強度を測定した。その結果、配合５〜７の注入
安定材は、いずれも、１時間後の圧縮強度、０．４Ｎ／
ｍｍ^２以上を確保しており、２４時間後は２．０Ｎ／ｍ
ｍ^２以上の圧縮強度を発現していることが確認された。

【００５７】〈実験３〉鉄道総研日野土木実験所に敷設
されている試験軌道にて注入性確認試験を実施した。注
入試験を行った後、注入安定材の硬化を待ってまくらぎ
周辺のバラストを撤去し、注入安定材が充填されている
形状を測定して充填性能を確認した。

【００５８】注入性確認試験に用いた注入安定材の配合
は、実験２の表８の配合６と同様とし、対象有道床軌道
は、まくらぎ下の道床バラストの厚さが２０ｃｍで、予
め直径４０ｍｍの注入孔が一本のまくらぎに４カ所ずつ
レール締結近接部に穿孔された大判まくらぎがその上に
設置されており、レールが締結されているものである。
なお、バラストの最大粒径は６０ｍｍであった。

【００５９】注入作業に先立って調整された注入安定材
のＡ液、Ｂ液のフロータイムは、それぞれ１３秒、４．
０秒であり、ゲルタイムは１１秒であった。この注入安
定材を注入孔からスタティックな混合装置付の注入装置
を用いて注入した。まくらぎ１本当たりの注入安定材の
注入量は５０リットルであり、混合および注入を含める
とまくらぎ一本当たりの作業所要時間は３０分であっ
た。なお、この時の気温は１１℃であった。

【００６０】道床バラスト内の注入安定材の充填状況を
等高線で表した図７から明らかなように、注入孔を中心
にした円錐台状にバラスト上部まで充填固化しており、
バラストの下層部は重なり合って一体化した満足できる
充填状態であることが確認された。

【００６１】〈実施例１〉単線で運行されている既設線
の継目落ちが発生している箇所を対象にして、本発明の
注入安定材による道床バラストの安定化を試みた。安定
化施工に先立って対象箇所の道床バラストを更換し、対
象木まくらぎのレール締結部近傍に直径４０ｍｍの孔を
計４カ所、電気ドリルにて穿孔して注入孔とした。な
お、道床バラスト層の厚さは１６ｃｍであり、施工時の
気温は１４℃、バラスト内の温度は１８℃であった。

【００６２】表８の配合６の配合割合で所定量の材料を
配合し、Ａ液およびＢ液をそれぞれミキサで２分間混練
して製造した。それぞれミキサから試料を採取してＪロ
ート法でフロータイムを測定したところ、Ａ液は１３
秒、Ｂ液は４秒であった。さらにカップ倒立法でゲルタ
イムを測定したところ、１１秒であったので、直ちに、
スタティック混合装置付の注入装置を用いて、左側レー
ルの外側の注入孔にＡ液とＢ液を７．５リットルずつ、
合わせて１５リットルを注入した。同様に右側レールの
外側にも１５リットル、レール内側の残りの２つの孔に
はそれぞれ１０リットル（Ａ液５リットル＋Ｂ液５リッ
トル）ずつを注入した。レール継目部の木まくらぎ１本
の道床バラスト層に５０リットルの安定材を充填し、道
床強化を行った。

【００６３】道床強化前および注入作業完了１．５時間
後、簡易な沈下計により、継目部のレール沈下量を測定
した。道床強化前のレール沈下量が８〜１４ｍｍであっ
たのに対し、道床強化処置を施した後の沈下量は１〜３
ｍｍであり、顕著な道床バラスト安定化効果が達成され
ていることが確認できた。

【００６４】以上はセメント・アスファルト系注入安定
材を道床バラスト安定材として使用した場合であるが、
セメント・アスファルト系の場合のアスファルト乳剤を
除いた急結性セメントペーストあるいは、急結性セメン
トモルタル等のセメント系の注入安定材であっても、沈
下特性試験における沈下抑制効果には若干劣るものの、
上述したフロータイム、ゲルタイムに調節することによ
り道床バラストを安定化させることができる。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように本発明の道床バラスト
の安定化工法は、比較的土砂の混入の少ない道床バラス
トから成る有道床軌道を対象として、フロータイムを３
〜２０秒、ゲルタイムを５〜４０秒の範囲に調節した２
液又は３液以上の注入安定材を、簡易な注入装置を用い
て、予めまくらぎに設けられた注入孔から注入直前に混
合しながら注入することによって、支持力強化が最も求
められるまくらぎ直下およびその周辺の道床バラストの
空隙を少量の注入安定材で、かつ、短時間に充填し、道
床バラストを安定化して効率良く道床バラスト強化を図
ることができるものである。すなわち、本発明による道
床強化方法を採用することにより、強化を必要とする限
られた箇所の道床バラストの空隙のみを、少量の材料で
短時間にかつ効果的に強化することができ、まくらぎ直
下の道床バラストを選択的に安定化できるため、道床バ
ラスト層全体を完全充填する従来の技術に比べて、使用
する安定材の量がきわめて少量で済み、道床バラストの
強固な安定化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 注入安定材の製造プロセスを示す工程図であ
る。

【図２】 本発明の道床強化軌道の構築方法を示す図で
ある。

【図３】 スタティック混合装置付の注入装置を示す図
である。

【図４】 注入安定材が注入される道床バラストの断面
図である。

【図５】 注入安定材が道床バラスト層の空隙を満た
し、充填完了した状態を表す道床バラストの断面図であ
る。

【図６】 注入実験に使用した模型軌道の概略図であ
る。

【図７】 バラスト充填状況を表す等高線図である。

【符号の説明】

１ 路盤 ２ 道床バラスト ３ まくらぎ ４ レール ５ 注入孔 ６ 投入容器 ７ａ Ａ液 ７ｂ Ｂ液 ８ 注入装置 ９ スタティック混合装置 １０ 注入安定材 １１ ゲル化した注入安定材 １２ 硬化した注入安定材 １３ 木箱 １４ 透明アクリル板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000115463 ライト工業株式会社 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 (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 楠田 将之 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 福山 誠 東京都江東区東陽４丁目１番地13号 株式 会社小野田内 (72)発明者 磯田 英典 東京都江東区東陽４丁目１番地13号 株式 会社小野田内 (72)発明者 佐藤 勝俊 栃木県下都賀郡国分寺町柴272 ニチレキ 株式会社技術研究所内 (72)発明者 山本 孝洋 栃木県下都賀郡国分寺町柴272 ニチレキ 株式会社技術研究所内 (72)発明者 中垣 克彦 東京都千代田区九段北４丁目３番29号 ニ チレキ株式会社内 (72)発明者 宮澤 和裕 栃木県下都賀郡国分寺町柴272 ニチレキ 株式会社技術研究所内 (72)発明者 風岡 久仁夫 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ラ イト工業株式会社内 (72)発明者 木下 吉友 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ラ イト工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D057 CB00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有道床軌道におけるまくらぎのレール締
   結部近傍に設けられた注入孔から注入安定材を注入し
   て、まくらぎのレール締結位置の直下およびその周辺の
   道床バラストの空隙を充填することを特徴とする道床強
   化軌道の構築方法。
2. 【請求項２】 注入安定材が、急結性結合材、アスファ
   ルト乳剤、減水剤、急硬材、凝結遅延剤および水を含
   み、混合前各液のフロータイムを３〜２０秒の範囲に、
   また混合後のゲルタイムを５〜４０秒の範囲に調節した
   ２液あるいは複数液タイプの注入安定材である請求項１
   記載の道床強化軌道の構築方法。
3. 【請求項３】 注入孔は、まくらぎのレール締結部近傍
   に１個又は２個以上穿孔するか、あるいは設けられてい
   るものである請求項１または２記載の道床強化軌道の構
   築方法。
4. 【請求項４】 注入安定材を１回又は２回以上に分けて
   同一の注入孔から注入する請求項１、２または３記載の
   道床強化軌道の構築方法。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載の道床強
   化軌道の構築方法よって構築された道床バラストの強化
   構造。