JP2973847B2 - 既設pcまくらぎの弾性化工法 - Google Patents

既設pcまくらぎの弾性化工法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は既設PCまくらぎの現場
施工可能な弾性化工法に関する。
【0002】
【従来の技術】PCまくらぎはレールを固定し軌道を正
確に保持するとともに、レールから伝達される列車荷重
を広く道床に分散させる役割を持っている。一般にまく
らぎに要求される主な機能と条件は以下の通りである。 (1)列車荷重を支持し、道床に分散させるための充分
な強度を有すること (2)レールの取付けが容易で、相当の保持力を有する
こと (3)軌道に座屈抵抗を与えること (4)量産が可能で価格が安いこと (5)耐用年数が長いこと さらに近年は振動騒音の軽減と軌道保守の省力化が大き
な課題となっており、道床バラストの振動低減と細粒化
防止に効果的な有道床弾性まくらぎが注目されている。
【0003】新品PCまくらぎの弾性化方法について
は、低発泡ウレタンエラストマーをコンクリート製マク
ラギに一体被覆成形することにより、軌道保守の省力化
と車両走行時の振動・騒音の軽減とを同時に可能ならし
める弾性マクラギの製造方法が提案されている(特公昭
58―50590号)。
【0004】又、低発泡ウレタンエラストマーをPCま
くらぎに被覆することにより、軌道保守の省力化と車両
走行時の振動・騒音の軽減とを同時に可能ならしめた弾
性マクラギが提案されている(特公昭61―60202
号)。
【0005】又、或る種のウレタン結合を有する低発泡
ウレタンエラストマーよりなる直結型弾性まくらぎ用弾
性被覆材で、長い編成の列車が超高速で走行する鉄道軌
道における高荷重で且つ変形が拘束された条件において
も優れた振動遮断、振動減衰、振動呼吸及び又は振動ダ
ンピング効果を発揮しうる鉄道軌道の直結型弾性まくら
ぎ用弾性被覆材が提案されている(特公平4―2217
0号)。
【0006】又、PCまくらぎ本体と弾性被覆材を接着
剤を併用して嵌合する弾性まくらぎが提案されている
(実開昭61―79667号)。
【0007】これら弾性まくらぎの現場敷設後の調査に
よれば、まくらぎの下面への弾性材付加により有道床軌
道の道床振動の低減およびバラスト細粒化防止に効果の
あることが確認されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
提案された弾性化方法はいずれも敷設現場より離れた工
場内で製造されるものであり、現場に敷設されているP
Cまくらぎは、コンクリートの断面欠損等のため、再使
用には適していないと考えられていた。
【0009】また、振動・騒音が問題となる箇所や保守
省力化が必要とされる箇所にはすでにPCまくらぎが敷
設されていることが多く、これを新しい弾性まくらぎに
更新する場合、多大な経費を必要とするとともに、発生
する中古PCまくらぎの処理が問題となる。
【0010】本発明は既設PCまくらぎを再使用、有効
利用し、少ない経費で、現場において容易にまくらぎに
弾性付加することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、 (1)既設PCまくらぎの底部を清浄化した後、プライ
マー処理を施し、次いで底部を上面にして離型性枠材に
て底部が池の底となるように周囲に堤を形成し、底部を
水平に保持しその堤内にウレタンエラストマー成形用の
原液を硬化後の厚みが5〜30mmとなるように注入し
て、硬化させることを特徴とする。 (2)ウレタンエラストマー形成用の原液がポリイソシ
アネート系およびポリオール系の2成分からなり、25
℃においてそれぞれの原液粘度の合計が2000cps
以下、混合液のポットライフが1分以上、硬化時間が2
時間以下、発泡倍率が1.2未満であることを特徴とす
る。
【0012】以下に詳細に説明する。
【0013】本発明は既設PCまくらぎの底部に防振性
のウレタンエラストマーを現場において容易に被覆する
方法を提供するものである。
【0014】弾性まくらぎの被覆材に要求される主な物
性は、例えばJR関係の規格としては次のようなものが
ある。
【0015】ばね定数:7〜11MN/m/100cm
2(JIS K 6385に準拠して測定) 引張強度:3MPa以上(JIS K 6301に準拠
して測定) 引裂強度:10KN/m以上(JIS K 6301に
準拠して測定) 粘着はくり強さ(対コンクリート):100N/5cm
幅以上(JIS K6854に準拠して測定) 疲れ強さ:へたり量1.5mm以下(SRIS 350
2に準拠して測定) 表面平滑性:凸凹3mm以下
【0016】本発明は現場施工可能な弾性化工法である
が、工法によらずJR関係では上記要求性能を満たさな
くてはならない。
【0017】弾性化にあたって、現場でSBRやNR等
のゴム材料および低発泡ウレタンエラストマー等の成形
板を接着する方法も考えられる。しかしながら接着工法
による弾性まくらぎを長期の実使用に供するには、被覆
材・まくらぎ間に充分な接着を施すことが必要である。
【0018】しかし、既設のまくらぎ表面には一部損傷
による大きな凹凸が発生していることもあり、この場合
被覆材・まくらぎ間の充分な接着を得ることは困難であ
る。
【0019】これに対して流動性に富むウレタンエラス
トマーを注入することにより、大きな凹凸が発生した既
設まくらぎ表面においても容易に水平な被覆層を形成す
ることができる。
【0020】また、ウレタン・エラストマーはコンクリ
ートに対し良好な接着性を有するので、原液が硬化する
過程でまくらぎ表面に強く接着する。
【0021】このように、ウレタン・エラストマーによ
る流し込み工法は容易かつ安価で良質な既設まくらぎの
弾性化を可能にする。
【0022】施工の手順は、既設のPCまくらぎを撤去
した後、まくらぎ底部をサンダーまたはPCワイヤーブ
ラシ等で付着物を取り除いて清浄化する。
【0023】次いで注型に先立って、底部とエラストマ
ーの接着性を向上するためのプライマーを塗布する。
【0024】このプライマーとしては、施工上硬化時間
30分以内で、耐水性に優れた一液性湿気硬化型ウレタ
ンプライマーが好適に使用できる。このプライマーは市
販されているものを使用することができる。
【0025】次いで、図1に示すように既設PCまくら
ぎ1の底部2を上面にして、その上に注型用の型枠3を
設置する。
【0026】図2は既設まくらぎの斜視図である。
【0027】すなわち、底部が池の底となるように周囲
に堤4を形成し、底部を水平に保持して、その堤内にウ
レタンエラストマー成形用の原液を硬化後の厚みが5〜
30mmとなるように注型する。
【0028】底部を水平にしないと厚みが不均一とな
り、良好な物性が得られない。
【0029】硬化後の厚みが5mm未満ではばね定数が
大きく、30mm超とするとばね定数が小さくなり、ば
らつきが大きくなる。
【0030】前記鉄道に用いるコンクリート製弾性まく
らぎに要求される物性を満足する材料としてウレタンエ
ラストマーがあり、従来より公知の組成物が使用でき
る。これらの中でポリオール成分(R液)が、 a)ポリエーテルポリオール(グリセリン/プリピレン
オキサイド/エチレンオキサイドの共重合付加物:平均
官能基数2〜4、平均分子量2000〜7000) b)鎖長延長剤(平均分子量100〜400のジオー
ル) c)ウレタン化触媒(三級アミン化合物、有機金属化合
物等) d)破泡剤(シリコーン系界面活性剤) e)脱水剤(オキサゾリジン系水分除去剤) f)減粘剤(高沸点有機溶剤) イソシアネート成分(T液)が a)イソシアネートプレポリマー(ピュアーMDIに上
記a)ポリエーテルポリオールを加え調整したイソシア
ネート末端前駆縮合体:遊離NCO含量=10〜25w
t%) b)減粘剤(高沸点有機溶剤) から構成されたものが特に好適である。
【0031】型枠は図3〜4に示すように、釘止め6や
シャコ万7による締付けにより固定する。内壁周囲はウ
レタンエラストマー9と付着しないように離型紙(ポリ
エチシート等)10で被覆しておく。
【0032】又、型枠とPCまくらぎの間からウレタン
原液が洩れないように軟質ウレタンフォーム、シーラン
ト等のシール材を用いてシールする。
【0033】施工にあたり、2液それぞれの原液粘度の
合計が2000cps超では原液の流れ性が悪いため平
滑性の良い硬化表面が得られない。
【0034】ポットライフ(液状を保ち、流し込みが可
能な時間)は1分未満では作業性が悪くて使用できな
い。また原液の流動時間が短い為、平滑性の良い硬化表
面が得られない。
【0035】硬化時間(型枠をはずしても良い最短時
間)は2時間超では作業性が悪く能率的でない。通常の
1作業時間(8時間)内に一連の作業が終らない。又こ
の硬化時間が速ければ型枠のサイクル時間が短く、成形
サイクルが速くでき有利である。
【0036】発泡倍率は1.2未満であることが望まれ
る。発泡倍率が1.2以上の場合、図5に示すよう窪み
が大きい欠損部11がある既設PCまくらぎの場合、硬
化後の表面の凹凸が大きくなり過ぎる。またばね定数が
低下する為、一定したばね定数を得ることが困難とな
る。
【0037】
【実施例】まず、既設PCまくらぎの弾性化工法につい
て述べる。 (1)軌道内に敷設中の既設PCまくらぎを撤去後作業
場に運搬し、まくらぎの底面を上向きにして付着物をサ
ンダー又はワイヤブラシ等で取り除いた後、接着性向上
の為に一液性湿気硬化型ウレタンプライマー(商品名:
ウレタンM 第一工業製薬株式会社製)を塗布する。
【0038】(2)まくらぎを水準器等で水平に保持し
た後、図3で構成された型枠をつくる。ウレタンエラス
トマーと付着しないように型枠内壁に離型紙(ポリエチ
シート)被覆する。又、型枠とまくらぎの本体のすき間
からウレタン原液が漏れないようにシール材(軟質ウレ
タンフォーム)を施した2分割された合板(12t)を
用いて底面が池の底となるようにまくらぎ周囲に堤を形
成する。型枠は完全シールする為にシャコ万を使い4ケ
所程度締めつける。
【0039】(3)図4のように、堤内に、ウレタン注
入機(ガスマー社製、H―2000型)を用いて、ウレ
タンラストマー原液を6リットル(注入時間:60秒)
注入する。完全硬化後、さらに30分静置した後、型枠
を取り外す。
【0040】
【比較例1】第1表に示すように、液粘度をT液、R液
共に1100cps/25℃、ポットライフ1分に調整
したものを使用した。
【0041】ポリエーテルポリオール中には通常0.0
5%程度の水分が含有している。この為、硬化物は発泡
し、表面平滑性がない。また液粘度が高いこと、ポット
ライフが短い為、コンクリート面全体に均一に広がりに
くい。要求される物性規格に全て満足できなかった。
【0042】
【比較例2】第1表に示すように、比較例1の系に減粘
剤を添加し液粘度を各々600cps/25℃に減少さ
せ、加えてポットライフを2分と長く調整したものを使
用した。
【0043】硬化物はコンクリート面全体に充填されて
いるが1.3倍に発泡する為、表面の平滑性がない。要
求される物性規格に一部満足しなかった。
【0044】
【比較例3】第1表に示すように、比較例2の系に発泡
防止用破泡剤を加えて調整したもの。硬化物の表面平滑
性はかなり向上しているが発泡倍率が1.2倍と高いた
め、まだ不充分であった。要求される物性規格に一部満
足しなかった。
【0045】
【本発明1】第1表に示すように、比較例3の系にポリ
エーテルポリオール中に含有している水分を取り除く為
に脱水剤を加え調整したものを使用した。
【0046】硬化物はコンクリート面全体に均一に充填
されており表面平滑性も良好で、要求される物性規格に
全て満足するものが得られた。
【0047】
【表1】
【0048】(註)第1表の薬剤は次のものを使用し
た。 (A)商品名EL 823(旭硝子株式会社製) (B)エチレングリコール (C)商品名NC―IM(三共エアプロダクツ株式会社
製) (D)商品名SZ―602(日本ユニカー株式会社製) (E)商品名ZOLDINE MS―PLUS(サンア
プロ株式会社製) (F)ソルベントナフサ (G)商品名143L(エム・ディー化成株式会社製)
と商品名PP2000(三洋化成工業株式会社製)とを
重量比2:1の割合で反応させたNCO%が18%であ
るプレポリマー
【0049】
【発明の効果】本発明は現場施工が容易で、表面平滑性
が良好な弾性まくらぎが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明施工方法を説明する斜視図。
【図2】既設まくらぎの斜視図。
【図3】本発明施工方法の平面説明図。
【図4】本発明施工方法を説明する立面断面図。
【図5】本発明施工方法を説明する立面断面図。
【符号の説明】
1 既設まくらぎ 2 底部 3 型枠 4 堤 5 合板 6 釘止め 7 シャコ万 8 シール材 9 ウレタンエラストマー 10 ポリエチシート 11 欠損部
フロントページの続き (72)発明者 戸松 寿広 東京都足立区西新井栄町1―18―1 日 清紡績株式会社 東京工場内 (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 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 半坂 征則 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 御船 直人 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 鈴木 実 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 (56)参考文献 特開 昭56−113409(JP,A) 特開 平5−261850(JP,A) 特公 昭58−50590(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 39/00 - 39/44 B32B 1/00 - 35/00 E01B 3/00 - 3/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート製の既設PCまくらぎの底
    部を清浄化した後、プライマー処理を施し、次いで底部
    を上面にして離型性枠材にて底部が池の底となるように
    周囲に堤を形成し、底部を水平に保持しその堤内にウレ
    タンエラストマー成形用の原液を硬化後の厚みが5〜3
    0mmとなるように注入して、硬化させることを特徴と
    するまくらぎの弾性化工法。
  2. 【請求項2】 ウレタンエラストマー形成用の原液がポ
    リイソシアネート系およびポリオール系の2成分からな
    り、25℃においてそれぞれの原液粘度の合計が200
    0cps以下、混合液のポットライフが1分以上、硬化
    時間が2時間以下、発泡倍率が1.2未満であることを
    特徴とする請求項1記載のまくらぎの弾性化工法。
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