JP2015086506A - 路盤構築方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バラスト道床21の上に敷設された軌きょう22の幅方向両側方に、一対の土留め壁11,12を、軌きょう22の敷設方向に沿うように、かつ、少なくとも既存の路盤1の上面から新たに設けようとする路盤1Aの上面高さを越える程度の高さとなるように設置し、一対の土留め壁のうち一方の土留め壁12の近傍から、一対の土留め壁11,12に挟まれたバラスト道床21に、充填開始から所定時間経過後に流動性を失う硬化特性を有するとともに、充填開始から所定時間で、一対の土留め壁のうち他方の土留め壁12の所定高さまで達し、上面に、一方の土留め壁11から他方の土留め壁12へ向かうに従って所定の割合で下がっていくような勾配が付いた状態となるような流動性を有する充填材Gを流し込む。
【選択図】図9
Description
そこで、路盤を強靭化する改良を行うことにより、軌道の保守周期を長くする技術が検討されている。従来、路盤の改良工法の一つとして、バラストに液状の充填材を流し込んで硬化させ、バラストの空隙を充填することにより、バラスト道床のバラストを骨材とする新たな改良路盤を構築する工法が提案されている(非特許文献1参照)。この工法は、既存のバラストを撤去する手間が省けるので、工期の短縮や環境負荷の低減を図ることが出来る。
しかしながら、従来行われてきたバラストに充填材を充填して改良路盤とする工法は、5〜10m程度の脆弱化している範囲を部分的に改良することを想定したもので、勾配をどのようにつけるか工夫したものとなっていない。
つまり、従来の既設道床に充填材を流し込む路盤構築方法は、排水勾配を形成することができないために、広範囲に亘る改良路盤の構築には採用することが出来なかった。
また、「軌きょうの幅方向両側方に、土留め壁を・・設置」には、既設のバラスト道床の側方に既設のバラストを全て挟むように設ける場合と、既設のバラスト道床を途中で分断するように設ける場合とが含まれる。
このようにすれば、単線軌道の路盤として必要な幅2〜5m程度の路盤を構築する場合であっても、充填材が一方の土留め壁から他方の土留め壁に達することの出来る流動性を有するので、上面に勾配を有する路盤を容易に新設することができる。
このようにすれば、充填材が他方の土留め壁に到達する前、或いは充填材の上面の勾配が所定の範囲となる前に充填材が硬化してしまうのを防ぐことが出来る。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
まず、本実施形態の路盤構築方法で用いる充填材について説明する。
本実施形態では、充填材として、超速硬性材料、フィラー、水、減水剤、凝結遅延剤を混合したものを用いる。
フィラーは、ブリージングを防ぐために添加する粉体材料である。
減水剤は、超速硬性材料を分散させて充填材の流動性を高めるとともに、硬化後の充填材の強度を高めるために添加する液体材料である。
なお、粉体材料(超速硬性材料およびフィラー)の総重量に対する水の重量の割合(以下W/材値)、および減水剤の添加量を調節することにより、充填材の流動性の度合いは調節可能である。本実施形態では、W/材値を50〜55%の範囲にしている。このような混合割合とすることにより、本実施形態の充填材は、JAロート流下時間が12.9〜14.5秒程度の流動性を有したものとなる。
なお、同じ量の凝結遅延剤を混入しても、施工時の気象条件(気温等)によって可使時間は変わってくるので、充填材を使用する直前の気象条件に応じて適量を添加するようにする。本実施形態では、可使時間が20〜40分の範囲となるような量を添加する。
ここで、本実施形態の充填材のW/材値や可使時間を上記範囲に絞るために行った実験の内容について説明する。図1は実験方法を示した図、図2は実験条件を纏めた表、図3〜6は、各充填材を用いて形成した路盤サンプルについて、流し込み位置からの距離と、固化面のバラスト上面からの距離との関係を示したグラフである。
また、各充填材サンプル1〜5を所定量(1000cc)計り取り、それぞれのJAロート流下時間を調べた。その結果、サンプル1は12.6秒、サンプル2は11.6秒、サンプル3は12.3秒、サンプル4は12.9秒、サンプル5は14.5秒であった。
次に、この小型型枠M1または大型型枠M2内にバラストBを、上面が水平で、型枠M1,M2の底面から上面までの高さ(h)が0.3mとなるように詰め、型枠M1,M2の一端から上記5種類の充填材サンプル1〜5のうち何れかを、図1に示すように型枠M1,M2の一端から複数回に分けて連続的に流し込み、充填材サンプル1〜5が硬化してできた路盤サンプル(ケース1〜6)の上面の勾配の出来具合を調べた。
ケース2では、小型型枠M1の底面に砂を撒き、その上からバラストを詰め、充填材サンプル1を流し込んで硬化させた。得られた路盤サンプルの上面は、砂を撒かなかったケース1よりも更に平均勾配が急になった。これは、充填材サンプル1の可使時間が短すぎる、或いは流動性が低すぎるために、充填材サンプル1の上面が均される前に硬化し始めてしまったものと考えられる。なお、以下のケース3〜6では、全て型枠M1,M2の底面に砂を撒いてからバラストを詰めて実験を行った。
ケース4では、小型型枠M1に充填材サンプル3を流し込んで硬化させた。得られた路盤サンプルの上面は、ケース3とほぼ同程度の勾配を形成し、平均勾配は3%に届かなかった。これは、充填材サンプル3の流動性が高すぎたために、充填後に充填材が均されてしまったものと考えられる。また、充填材サンプル3は、水が多すぎたためか、材料に分離が見られた。
ケース6では、大型型枠M2に、充填材サンプル5を流し込んで硬化させた。得られた路盤サンプルの上面は、図6に示すように、平均勾配がほぼ3%となった。
以上の実験結果に基づき、ケース5,6に用いたサンプル4またはサンプル5の混合割合が適切であると考え、本実施形態では、充填材のW/材値を50〜55%、可使時間を20〜40分とした。
この結果、充填材Gの上面が段階的に上昇し、最後(サンプル4は10回目、サンプル5は13回目)に流し込んだ充填材Gの上面には概ね3%程度の勾配が形成されることが確認できた。
次に、上記充填材を用いた路盤構築方法の一例について説明する。図9は施工の流れを示したものである。
次に、軌きょう22を撤去し、図9(c)に示すように、既設道床21の、軌きょう22を撤去した跡の上にも新たな骨材用バラストB2を投入する。そして、投入したバラストB1,B2を所定の密度まで締め固めながら整形することにより、バラスト道床21Aを新設し、その上に軌きょう22Aを新たに敷設する。軌きょう22Aを敷設した後は、路盤の新設を行う前であっても列車の通行が可能となる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態と相違する点についてのみ説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態と相違する点についてのみ説明する。
なお、新設路盤1Aの上端部が、既設道床21の両面から一部露出するように土留め壁11,12の設置位置を調節すれば、既設道床21の側面と他方の土留め壁12との間から充填材Gが染み出してきたかどうかによって、充填材Gの充填状況を確かめることもできる。
こうすることで、単線軌道の路盤として必要な幅2〜5m程度の路盤を構築する場合であっても、充填材が一方の土留め壁11から他方の土留め壁12,12Aに達することの出来る流動性を有するので、上面に例えば3%の勾配を有する新設路盤1Aを容易に新設することができる。
こうすることで、充填材Gが他方の土留め壁12,12Aに到達する前、或いは充填材Gの上面の勾配が3%程度となる前に充填材Gが硬化してしまうのを防ぐことが出来る。
例えば、上記第1実施形態では、新設路盤の構築前に新たな軌道を設け、新設路盤の構築前から列車の通行を可能としたが、第2実施形態のように、路盤の構築後に新たな軌道を設けるようにしても良い。逆に、第2実施形態において、新設路盤の構築前に新たな軌道を設けるようにしても良い。
また、上記実施形態では、先に空間の片側に骨材用バラストB1を投入し、軌きょう22を撤去した後に更に骨材用バラストB2を投入したが、先に軌きょう22を撤去し、骨材用バラストの投入を一度で済ませるようにしても良い。
また、第2実施形態では、既設ホームを撤去して既設ホームのあった方から充填材Gの充填を行ったが、既設ホーム3のある方と反対側から流し込むようにしてもよい。そうすれば、充填材Gの充填作業と既設ホーム3の撤去作業を並行して行うことも可能となる。
また、上記実施形態では、ある箇所で充填材Gを充填した後、場所を移して再び充填材Gを充填するようにしたが、充填材Gの充填手段を軌道の敷設方向に沿って移動させながら連続的に流し込むことにより充填するようにしてもよいし、複数の充填手段を所定間隔で複数配置し、同時に流し込むことで充填するようにしてもよい。
また、第2実施形態では、既存の土留め壁12の上端に土留め壁を継ぎ足して新たな土留め壁12Aとしたが、既存の土留め壁12とは別の土留め壁を既設路盤1に打ち込むようにしても良い。
22 既設軌きょう
11 土留め壁(一方の土留め壁)
12,12A 土留め壁(他方の土留め壁)
G 充填材
Claims (3)
- 既設のバラスト道床の少なくとも一部に充填材を充填し、充填された充填材を硬化させることにより、バラストを骨材とする路盤を構築する路盤構築方法において、
前記バラスト道床の上に敷設された軌きょうの幅方向両側方に、一対の土留め壁を、前記軌きょうの敷設方向に沿うように、かつ、少なくとも既存の路盤の上面から新たに設けようとする路盤の上面高さを越える程度の高さとなるように設置し、
前記一対の土留め壁のうち一方の土留め壁の近傍から、前記一対の土留め壁に挟まれた前記バラスト道床に、充填開始から所定時間経過後に流動性を失う硬化特性を有するとともに、充填開始から所定時間経過後、前記一対の土留め壁のうち他方の土留め壁の所定高さまで達し、上面に、前記一方の土留め壁から前記他方の土留め壁へ向かうに従って所定の割合で下がっていくような勾配が付いた状態となるような流動性を有する充填材を流し込み、前記充填材を硬化させることを特徴とする路盤構築方法。 - 前記充填材として、粉体の超速硬性材料、水、減水剤を、粉体材料の総重量に対する水の割合が50%以上55%以下となるように混合されたものを用いることを特徴とする請求項1に記載の路盤構築方法。
- 前記充填材を充填する前に施工現場の気温を測定し、
測定した気温に基づいて、凝結遅延剤を、前記充填材が充填開始から20分以上40分以下の時間経過後に流動性を失うように前記充填材に添加し、
その後、前記充填材を流し込むことを特徴とする請求項2に記載の路盤構築方法。
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