JP2011006866A - 軌道における噴泥防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】道床が形成された軌道において、噴泥の発生を防止できるように構成する。
【解決手段】地盤１上に、バラスト層３ｂを備えた道床３と、複数の枕木４と、これら枕木４の両端部に連結手段を介して支持される一対のレール５とにより構成される道床３を備えた有道床軌道２を設ける場合に、枕木４のレール支持部の下方に、枕木４下面に当接する枕木当接部６ａと、地盤１に埋設される振動受け部６ｂとを備えた支持体６をレール長方向に複数設けて、レール５に作用する列車の荷重や振動を地盤１に伝達するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、列車が走行する軌道における噴泥防止構造の技術分野に関するものである。

一般に、列車が走行する軌道のなかには、地盤上に、バラスト層を備えた道床と、枕木と、該枕木に連結手段を介して支持される一対のレールとにより構成される有道床軌道があり、このようにしたものでは、繰り返しレール上を走行する列車（車両）の荷重や振動が枕木を介して道床全体で受け止められるようになるとともに、道床がレールに対して弾性を付与して列車の乗り心地を向上させるようになっている。ところが、前記道床はバラストを用いた層が形成されており、列車が走行することによりレールの振動が道床に波及すると、バラストが粉砕されたりバラスト内に形成される空隙が移動する等して道床が沈下するという問題がある。特に、レールの継ぎ目部近傍部位では、列車の走行に伴いレールが上下向に大きく振動するため、沈下現象が顕著になる。
一方、軌道の敷設部位によっては、地下水位がレール設置位置よりも上位に位置することがあり、この場合に、道床を、地盤上層部としての盛り土を締め固めた路盤と、該路盤上に載置されるバラスト層とにより構成したものでは、道床の沈下と滞水とによりレールの振動に伴い道床噴泥や路盤噴泥を発生し、道床の弾性力が低下して列車の乗り心地が悪化するばかりでなく、道床が陥没する等の軌道変状が生じることがあって問題がある。
そこで、噴泥を防止および／または抑止する手段として多数の手法が提唱されており、例えば、噴泥が発生した場合に、噴泥箇所の路盤面を被覆材で被覆して滞水を防止すること（特許文献１）や、噴泥箇所に噴泥固結材を散布して道床を固結すること（特許文献２）の手法がある。

特開２００２−３６３９０３号公報 特開２００７−１１２９１２号公報

しかしながら、前者のものは、噴泥が発生した部位においてバラストを全部排除して被覆材を散布し、再びバラストを戻すようにするものであり、作業が面倒であるばかりでなく、再度噴泥が発生して被覆材を散布する場合では、バラストに有機系の材料が混入することになるため、リサイクル処理ができないという問題がある。一方、後者のものは、噴泥固結材により固結された部位の硬さがバラスト部位の硬さと異なるため、列車の走行が繰り返されて道床が振動すると硬度の異なる部位同士が擦れあって再び噴泥が発生し、頻繁な保守、管理が従前通り必要になるという問題があり、何れの場合においても噴泥の根本的な防止がなされることはない。
一方、軌道のなかには、地盤上層部として地盤上に盛り土をして締め固めた路盤を形成し、該路盤上にレール長方向に長いスラブマットを配設し、該スラブマット上に一対のレールを連結手段を介して連結支持するようにしたスラブ軌道があり、このものでは、メンテナンス性に優れるという利点を有しているが、レールの設置位置が地下水位よりも高位にあって路盤が滞水するような場合では、レールの振動により路盤が沈下して噴泥現象が発生することがあり、これに対する対処については未だ提案がなく、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、地盤上に、バラスト層を備えた道床と、複数の枕木と、これら枕木に連結手段を介して支持される一対のレールとにより構成される有道床軌道を設けるにあたり、上端部が枕木のレール支持部の下面に当接し、下端部が地盤に埋設される支持体を、レール長方向に複数設ける構成としたことを特徴とする軌道における噴泥防止構造である。
請求項２の発明において、地盤上に、複数のスラブマットと、これらスラブマットに連結手段を介して支持される一対のレールとにより構成されるスラブ軌道を設けるにあたり、上端部がスラブマットのレール支持部の下面に当接し、下端部が地盤に埋設される支持体を、レール長方向に複数設ける構成としたことを特徴とする軌道における噴泥防止構造である。
請求項３の発明において、レールは、予め設定される長さのものを複数継いで構成されるものとし、支持体は、レールの少なくとも継ぎ目部近傍部位に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の軌道における噴泥防止構造である。
請求項４の発明において、支持体は、金属材で予め形成された構造物であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の軌道における噴泥防止構造である。
請求項５の発明において、支持体は、枕木の下方に形成した孔に注入される地盤注入材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の軌道における噴泥防止構造である。

請求項１の発明とすることにより、列車の荷重や振動を、支持体を介して地盤に伝達することができて、道床の沈下が防止され、噴泥現象の発生を根本的に防止できる。
請求項２の発明とすることにより、列車の荷重や振動を、支持体を介して地盤に伝達することができて、地盤上層部の沈下が防止されて噴泥現象の発生を根本的に防止できる。
請求項３の発明とすることにより、列車の走行で顕著に振動するレールの継ぎ目部の直下が支持体に支持されることにより、噴泥現象の発生のさらなる防止が図れる。
請求項４の発明とすることにより、支持体を設けた軌道の施工を容易に行なうことができる。
請求項５の発明とすることにより、既設の有道床軌道に対しても支持体を設けることが可能となる。

図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ有道床軌道を説明する平面図、正面断面図である。 軌道を説明する一部を切欠いた平面図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれスラブ軌道を説明する平面図、正面断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は地盤であって、該地盤１上に、図示しない列車が走行する有道床軌道２が形成されている。前記有道床軌道２は、地盤１上に盛り上げた土を締め固めることにより構成される地盤上層部としての路盤３ａと、該路盤３ａ上に積載されたバラスト層３ｂとにより構成される道床３を備えて構成されている。そして、有道床軌道２は、上面が道床３のバラスト層３ｂから露出し、所定間隙を存して配設される複数の枕木４と、これら枕木４の両端部に、図示しない連結手段を介して連結される一対のレール５とにより構成されている。
尚、レール５は、予め設定される所定の長さ（レール長）に形成されたものを、レール連結体５ａを用いてレール長方向に継ぐ（連結する）ことにより必要な長さとなるように構成されており、各レール５同士の継ぎ目部には遊間（隙間）Ｓが形成されている。

６は、地盤１および道床３内に埋設される支持体であって、該支持体６は、本実施の形態では金属材により一体形成された構造物となっている。
前記支持体６は、上端部に位置する四角プレート状の枕木当接部６ａと、下端部に位置する四角柱状の振動受け部６ｂと、枕木当接部６ａと振動受け部６ｂとを一体的に連結する細首状の支柱部６ｃとを一体形成することにより構成されている。そして、支持体６は、図１に示すように、複数配設されている枕木４のうち、レール５の継ぎ目部近傍部位に位置する枕木４と、適宜本数（本実施の形態では一本）の枕木４を間においた枕木４、好ましくは、全ての枕木４の下方に位置してそれぞれ埋設されるように設定されている。

このとき、支持体６は、一つの枕木４に対し二つのものが、レール５を支持する部位である両端部に位置してそれぞれ設けられている。そして、各支持体６は、振動受け部６ｂと、これに続く支柱部６ｃの下端部とが地盤１に埋設され、地盤１上に突出する支柱部６ｃが道床３（路盤３ａ、バラスト層３ｂ）内を貫通し、枕木当接部６ａが枕木４のレール５支持部の下面に当接する状態となって埋設されている。
因みに、支持体６が埋設された有道床軌道２は、予め支持体６の振動受け部６ｂを地盤１に埋設し、その後、地盤１上に路盤３ａ、バラスト層３ｂからなる道床３を形成し、枕木４、レール５を敷設することで構築することができる。

このように構成された有道床軌道２において、列車が走行することにより発生する荷重や振動は、枕木４を介して道床３側に伝達されることになるが、この場合に、支持体６により支持されている枕木４については、レール５から受けた荷重や振動を、支持体６の枕木当接部６ａから振動受け部６ｂを介して地盤１に伝達して、地盤１により受け止めるように構成されている。一方、支持体６が設けられていない枕木４については、隣接する枕木４同士が支持体６を介して地盤１に支持されていることから、バラスト層３ｂに対して軽く浮き上がったような状態となっていて、道床３側に荷重や振動が伝達するが低減されるように構成されている。これによって、列車の走行に基づく荷重や振動は、支持体６を介して道床３の下方の地盤１によって受け止められ、道床３への伝達が低減されて沈下が防止され、もって、噴泥現象の発生を防止できるように構成されている。

叙述の如く構成された本形態において、道床３を備えた有道床軌道２において、道床３に設けられる枕木４のうち、レール５の継ぎ目近傍部位に位置する枕木４と、一本の枕木４を間においた位置の枕木４とには、レール５を支持する部位に対向して支持体６が設けられていて、これら枕木４は、支持体６を介して地盤１に支持されている。これによって、列車がレール５上を走行した場合に、列車の荷重や振動は、支持体６を経由して道床３の下方の地盤１に直接伝達され、該地盤１において受け止められることになり、道床３に荷重や振動が伝達されることが大幅に低減されて道床３の沈下が抑制され、もって、噴泥現象の発生を根本的に防止することができる。

さらに、本発明が実施されたものにあっては、地盤１に埋設される振動受け部６ｂを備えた支持体６が、レール５支持部に対向する枕木４に当接し、該枕木４に作用する荷重や振動を地盤１により受け止めるようにしたものであるが、支持体６は、列車の走行で顕著に振動するレール５の継ぎ目部近傍部位の枕木４に設けられているので、該部位の沈下を確実に低減できて、噴泥現象の発生のさらなる防止を図ることができる。

また、本実施の形態においては、構造物として支持体６を形成したので、該支持体６の下端部を地盤１に埋設した後に道床３を構築することができて、有道床軌道２の施工を容易に行なうことができる。

尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、支持体としては、予めコンクリートにより構成した構造物としてもよい。さらには、支持体を構造物とすることなく、地盤上に道床を構築した状態に対し、地盤注入材（例えばシリカ系ゾル）を、道床表面から地盤の内部に至るように注入することにより形成してもよく、このようにすることにより、レールに作用する荷重や振動を道床と地盤とに分散して伝達することができて、噴泥発生の根本的な防止を図れるという効果を奏することができる。尚、この場合では、既設の有道床軌道に対しても支持体を設けることが可能となるという利点がある。

さらに、図３に示す第二の実施の形態のようにすることができる。
前記第二の実施の形態の軌道は、スラブ軌道７であって、該スラブ軌道７は、地盤１上に盛り上げた土を締め固めることにより、地盤上層部としての路盤１ａを形成し、該路盤１ａ上面に塗布されたコンクリートアスファルトモルタル（ＣＡモルタル）８ａを介してレール長方向に長い複数のスラブマット８を設け、該スラブマット８に連結手段９ａを介して一対のレール９を支持することにより構成されている。尚、レール９は、前記第一の実施の形態と同様に、所定の長さのものを複数用いて構成されており、レール９同士の継ぎ目部はレール連結体９ｂを介して遊間Ｓを存した状態で連結されている。

そして、スラブ軌道７には、スラブマット８下方のレール９が支持される部位に対向して複数の支持体１０が設けられているが、これら支持体１０は、それぞれ上端部のスラブマット当接部１０ａと、下端部の振動受け部１０ｂと、これらの間の支柱部１０ｃとを一体形成することにより構成されており、振動受け部１０ｂは、路盤１ａより下方の堅固な地盤１に埋設され、スラブマット当接部１０ａは、路盤１ａ部位に埋設されてスラブマット８のレール支持部の下面に当接するように設けられている。尚、支持体１０は、レール９の継ぎ目部近傍部位を始めとして、レール長方向に所定の間隔を存して複数埋設されていることは、前記第一の実施の形態と同様である。

このように構成されたスラブ軌道７において、列車が走行することにより発生する荷重や振動は、レール９からスラブマット８を介して路盤１ａや地盤１により受け止められることになるが、スラブマット８は複数の支持体１０により支持されており、レール９が受けた荷重や振動は、支持体６のスラブマット当接部１０ａ、振動受け部１０ｂを経由して地盤１に伝達するように構成されている。これによって、列車の走行に基づく荷重や振動が地盤１により受け止められることになって、路盤１ａに与える影響が低減されて沈下防止がなされ、もって、噴泥現象の発生を根本的に防止することができる。
また、支持体としては、地盤に孔を形成し、該孔に地盤注入材（例えばシリカ系ゾル）を注入して形成することも可能である。

本発明は、鉄道の軌道を構築する場合に、噴泥現象を防止するために利用することができる。

１ 地盤
２ 軌道
３ 道床
３ａ 路盤
３ｂ バラスト層
４ 枕木
５ レール
５ａ レール連結体
６ 支持体
６ａ 地盤埋設部
６ｂ 枕木当接部
６ｃ 支柱部
Ｓ 遊間

Claims (5)

1. 地盤上に、バラスト層を備えた道床と、複数の枕木と、これら枕木に連結手段を介して支持される一対のレールとにより構成される軌道を設けるにあたり、上端部が枕木のレール支持部の下面に当接し、下端部が地盤に埋設される支持体を、レール長方向に複数設ける構成としたことを特徴とする軌道における噴泥防止構造。
2. 地盤上に、複数のスラブマットと、これらスラブマットに連結手段を介して支持される一対のレールとにより構成される軌道を設けるにあたり、上端部がスラブマットのレール支持部の下面に当接し、下端部が地盤に埋設される支持体を、レール長方向に複数設ける構成としたことを特徴とする軌道における噴泥防止構造。
3. レールは、予め設定される長さのものを複数継いで構成されるものとし、支持体は、レールの少なくとも継ぎ目部近傍部位に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の軌道における噴泥防止構造。
4. 支持体は、金属材で予め形成された構造物であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の軌道における噴泥防止構造。
5. 支持体は、枕木の下方に形成した孔に注入される地盤注入材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の軌道における噴泥防止構造。

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