JP3190226U - 直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材 - Google Patents

Abstract

【課題】非導電性かつ非磁性であって、しかも疲労耐久性に優れた直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材を提供する。【解決手段】直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材２，３，１１であって、モルタル又はコンクリート中に、引張補強材として有機繊維１０のみが配置されていることを特徴とする。有機繊維は、短繊維としてモルタル又はコンクリート中に混入されている。また、短繊維は長さが１０〜３０ｍｍのものであり、モルタル又はコンクリート中に体積比で１〜５％混入されている。【選択図】図３

Description

この考案は、直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材に関する。

鉄道軌道としては、従来、バラスト軌道がよく知られているが、この軌道方式は列車の重量・振動などによる軌道の狂いが生じやすいため、定期的な保守管理を必要とする。これに対し、スラブ軌道やまくらぎ直結軌道などの直結系軌道は保守管理の手間が軽減され、また重量も軽く高架橋に用いた場合には負荷も軽減されることから、近年では採用されるケースが増加している。

この直結系軌道のうち、例えばスラブ軌道は、工場で製作したプレキャストコンクリートによる軌道スラブ上に軌道を直結する方式である。従来の軌道スラブは鉄筋コンクリート製、すなわち列車走行による繰り返し荷重による疲労破壊を防止する目的で、引張補強材として鉄筋が配置されている。このため、引張補強鋼材に迷走電流が流れる可能性があり、軌道スラブの絶縁性は低い。このようなことから、例えば、緊急時の避難経路として軌道スラブに近接したケーブルダクト部分を使用する台湾新幹線では、感電防止を目的として全ての軌道にアースを取り付けている。

また、次世代の高速鉄道として期待されているリニアモーターカーでは、コンクリート中の引張補強鋼材が磁気化することを防止する目的で非磁性鋼材が使用されている。しかしながら、非磁性鋼材は通常の鋼材に比べて高価であり、また防蝕性能も劣っている。

さらに、引張補強材として鉄筋を用いた場合、次のような問題もある。すなわち、コンクリートはそれ自体の乾燥収縮などによって収縮ひずみを生じることが知られているが、その収縮ひずみによるひび割れの発生を鉄筋で完全に防止することは困難である。そのため、コンクリート表面から鉄筋までの「かぶりコンクリート」にひび割れが発生し、このひび割れから鉄筋劣化因子が侵入することで鉄筋が腐蝕し、コンクリートの耐久性に悪影響を与える場合がある。

この考案の先行技術情報としては、次のようなものがある。

特開２００６−３２２２２８号公報

この考案は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この考案の目的は、非導電性かつ非磁性であって、しかも疲労耐久性に優れた直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材を提供することにある。

この考案は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この考案は、直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材であって、
モルタル又はコンクリート中に、引張補強材として有機繊維のみが配置されていることを特徴とする直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材にある。

前記有機繊維としてはアラミド繊維、ビニロン繊維などが使用され、短繊維の形態でモルタル又はコンクリート中に混入される。この短繊維は、モルタル又はコンクリート中に体積比で１〜５％の割合で混入される。また短繊維は、長さが１０〜３０ｍｍであることが好ましい。

この考案によれば、直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材の引張補強材として有機繊維のみが用いられていることから、非導電性かつ非磁性を確保することができる。したがって、例えばスラブ軌道の場合にあっては、軌道スラブにアースを取り付けることが不要となり、またリニアモーターカーのガイドウェイ等に適用するにあたっても、非磁性鋼材を使用する場合に比べて安価に製造でき、しかも防蝕性に優れたものとなる。

直結系軌道の１つであるスラブ軌道の一例を示す斜視図である。 直結系軌道の別の１つであるまくらぎ直結軌道の一例を示す斜視図である。 この考案が適用されたコンクリート部材の実施形態を示す断面図である。

この考案の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、直結系軌道の１つであるスラブ軌道を示す斜視図である。スラブ軌道１は、コンクリート道床２上に軌道スラブ３を設置し、その上にレール４を敷いた軌道構造である。コンクリート道床２と軌道スラブ３との間には、緩衝モルタルなどによるてん充層５が設置される。

軌道スラブ３は工場で製造されるプレキャストコンクリート版であり、レール方向に沿って多数枚が設置される。軌道スラブ３の前後端には半円形の切欠き７が設けられ、コンクリート道床２に設けられた突起８が切欠き７に受け入れられることにより、軌道スラブ３の前後方向への移動が規制される。スラブ軌道１の場合、コンクリート道床２及び軌道スラブ３が、この考案が適用されるコンクリート部材である。

図２は、直結系軌道の他の１つであるまくらぎ直結軌道を示す斜視図である。まくらぎ直結軌道９は、コンクリート道床１１上に多数のまくらぎ１２を設置し、その上にレール４を敷いた軌道構造である。まくらぎ直結軌道９の場合、コンクリート道床１１がこの考案が適用されるコンクリート部材である。

コンクリート部材２，３，１１は、図３に断面で示すように、これを構成するコンクリート中に短繊維１０が混入されている。短繊維１０は引張補強材としてコンクリート中に混入され、コンクリート中に配置される引張補強材は短繊維１０のみである。使用される短繊維１０の繊維種は、アラミド繊維やビニロン繊維などの有機繊維である。短繊維１０は、これら有機繊維の一種でもよいし、二種以上を組み合わせてもよい。

短繊維１０は、コンクリート中にランダムに分布するように、その長さを１０〜３０ｍｍとすることが好ましい。また、短繊維１０はコンクリート中に体積比で１〜５％の割合で混入することが好ましい。すなわち、短繊維を混入すると引張応力は一時的に急減するが、ひび割れ面で短繊維により引張応力が伝達されるため応力の低下率が変化し、特に、短繊維混入率が１％程度になるとひび割れ発生直後に急激に低下した後に一時的に増加に転じることが実験の結果判明している。このようにひび割れ発生後に伝達される引張破壊エネルギーが大きくなると、その大きさに応じて疲労強度は増加することになる。例えば、短繊維を１％程度混入することにより破壊エネルギーは約１０００倍以上となり、疲労強度も破壊エネルギーの増加に応じて増加する。他方、混入率を増加することにより破壊エネルギーも増加し、疲労強度が増加するが、混入率が５％を越えるようになるとコンクリートの流動性が低下し施工が困難となる。

上記のように、この考案によるコンクリート部材２，３，１１においては、引張補強材として有機繊維のみが使用され、鋼材は使用されない。このため、コンクリート部材２，３，１１は非導電性かつ非磁性のものとなる。したがって、コンクリート部材２，３，１１にアースを取り付けることが不要となり、またリニアモーターカーのガイドウェイ等に適用するにあたっても、非磁性鋼材を使用する場合に比べて極めて安価に製造でき、防蝕性にも優れたものとなる。

上記実施形態では、この考案をスラブ軌道におけるコンクリート道床、軌道スラブ及びまくらぎ直結軌道におけるコンクリート道床に適用した例を示したが、これに限らず、この考案は土構造物上の直結軌道を支持するコンクリート版にも適用することができる。また、この考案はコンクリート部材に限らず、モルタル部材にも適用することができる。

１：スラブ軌道
２：コンクリート道床
３：軌道スラブ
４：レール
９：まくらぎ直結軌道
１０：短繊維
１１：コンクリート道床

Claims (4)

1. 直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材であって、
   モルタル又はコンクリート中に、引張補強材として有機繊維のみが配置されていることを特徴とする直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材。
2. 前記有機繊維は、短繊維としてモルタル又はコンクリート中に混入されていることを特徴とする請求項１記載の直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材。
3. 前記短繊維は、モルタル又はコンクリート中に体積比で１〜５％混入されていることを特徴とする請求項２記載の直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材。
4. 前記短繊維は、長さが１０〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項２又は３記載の直結系軌道におけるモルタル・コンクリート部材。

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