JP4094526B2 - 砕石道床用まくらぎ - Google Patents

Description

本発明は、砕石道床用まくらぎに関するものである。より詳細には、本発明は、省力化と騒音低減に適した砕石道床用まくらぎに関し、特に、敷設時の砕石つきかため作業を向上させた砕石道床用まくらぎに関するものである。

在来線の軌道保守作業の調査によれば、道床作業が４０％強を占めており、省力化のために道床作業の軽減が有効であるとの観点から、砕石の間にアスファルト系やセメント系の注入材又は薬液を注入し、まくらぎと砕石を一体化した構造の「てん充道床」「舗装軌道」「ＴＣ軌道」と呼ばれる軌道が開発されている（例えば、非特許文献１）。
鉄道総研報告１９９５年１２月発行、ＲＴＲＩＲＥＰＯＲＴＶｏｌ．９，Ｎｏ．１２第５５〜６０頁

このような従来の軌道は、砕石道床の保守周期を延ばす思想に基づいて開発され、十分な効果を上げているが、土路盤の強度により施工不可の箇所が生じることがあり、雨水が軌道に入り込む等の影響を受けて不良箇所が発生した場合には高額な補修費が必要となるという問題があった。
また、砕石軌道では車両走行時の騒音が道床砕石間に吸収されるが、注入材又は薬液により砕石を固めたような上記軌道では、砕石軌道本来の吸音効果が弱まる傾向にあり、さらに、注入材又は薬液により砕石を固めた場合には、振動の増加等の恐れもあるという問題があった。

これらの問題に対する解決策として、砕石道床の長所を保ったまま、沈下や横変位を抑制して保守周期を長くする大版まくらぎが開発されているが、このような大版まくらぎの形状は、上面（レール側）と下面（砕石側）の面積が同じであることから、鉄道車両走行時の騒音がまくらぎ上面で反射し騒音が大きくなるという問題がある。このような現象は、踏切部における鉄道車両通過時の現象が連続的に繋がることに似ている。
大都市近郊では、輸送力増強のための通過トン数増大やスピードアップ等のため、上述したような軌道を採用しているが、住宅地ではこのような対策に伴う騒音・振動問題が新たな別の問題となっている。また、保守作業時には以前から作業騒音問題がある。
そこで、省力化のために大版まくらぎ並みに保守周期を長くでき、騒音・振動の低減を同時に満足させる軌道構造が望まれている。

本発明の目的は、鉄道車両走行時の騒音・振動を従来のような砕石軌道と同等に低減し、保守周期を延ばすことで保守作業回数を減らして省力化を図るとともに、拡張頭部分の上面のまくらぎ幅を基準に砕石道床用まくらぎのまくらぎ全幅を計り知ることによって保守作業時における砕石つきかため作業性の向上と砕石つきかため作業による破損からの確実な保護を達成し、保守作業時の騒音や振動を低減可能な砕石道床用まくらぎを提供することにある。

そこで、本発明は、レール敷設面と該レール敷設面より広い道床載置面とを備えたまくらぎ本体と、前記レール敷設面上のレール締結手段よりまくらぎ端部側で軌道長手方向に突出するとともに前記まくらぎ本体の本体断面より広い端面を備えた拡張頭部分とで構成されて、路盤上の砕石道床に敷設される砕石道床用まくらぎであって、前記まくらぎ本体と拡張頭部分とが連続して一体に形成されているとともに、前記拡張頭部分の底面におけるまくらぎ幅と前記まくらぎ本体の道床載置面におけるまくらぎ幅とが略同じになっていることにより、上述した本発明の目的を達成するものである。
そして、前記まくらぎ本体が道床載置面からレール敷設面に向ってまくらぎ幅を減少させた断面形状を有し、前記拡張頭部分の底面と上面とが略同じまくらぎ幅になっていることにより、上述した本発明の目的をより一段と達成するものである。
さらに、前記拡張頭部分の底面とまくらぎ本体の道床載置面とが同じ連続した面で一体に形成されているとともに、前記拡張頭部分の上面とまくらぎ本体のレール敷設面とが同じ連続した面で一体に形成されていることにより、上述した本発明の目的をより一段と達成するものである。

本発明の砕石道床用まくらぎは、鉄道車両走行時の騒音を吸収して低減する働きを備えた砕石道床の優れた機能を残しつつ、保守周期を延ばすこと及び騒音及び振動を減らすようになっている。

すなわち、本発明の砕石道床用まくらぎは、まくらぎ本体部分の道床載置面をレール敷設面より広く構成することによって、比較的広い道床載置面が砕石道床に作用する縦方向（鉛直方向）の応力を小さくして沈下に対する抵抗力が高められるようになっている。
また、比較的狭いレール敷設面は、鉄道車両走行時に発生する反射騒音を低減し、レール敷設面の周囲の砕石で騒音が吸収されるようになっている。
このようにして、鉄道車両走行時における沈下防止と騒音低減の２つの効果を合せ持たせることができる。

そして、本発明の砕石道床用まくらぎは、まくらぎ本体と連続して一体に形成された拡張頭部分をレール締結手段よりまくらぎ端部側において軌道長手方向に突出させるとともに拡張頭部分の端面をまくらぎ本体の本体断面より広く構成することによって、砕石道床に作用する横方向（水平方向）の応力が小さくなり、横変位に対する抵抗力が高められるようになっている。
また、拡張頭部分をレール締結手段よりまくらぎ端部側に設けることによって、鉄道車両走行時に発生する騒音が拡張頭部分で反射しにくい構造とし、横変位に対する抵抗力を持たせつつ鉄道車両走行時の騒音を反射しにくくして、横変位防止と騒音低減の２つの効果を合せ持たせることができる。

さらに、本発明の砕石道床用まくらぎは、拡張頭部分間におけるまくらぎ本体の道床載置面からレール敷設面に向ってまくらぎ幅が減少する断面形状を有するとともに、まくらぎ本体と連続して一体に形成された拡張頭部分の底面と上面とが略同じまくらぎ幅になっている。
すなわち、砕石道床を採用して砕石道床用まくらぎを敷設した場合、砕石散布後の砕石道床用まくらぎの大半は、砕石に埋もれ、レール敷設面を砕石から露出するだけである。
砕石道床の場合、例えば、露出するレール敷設面を基準に目視でマルチプルタイタンパー等を用いて砕石つきかため作業を行うと、砕石に埋もれた砕石道床用まくらぎが砕石つきかため作業で破損したり、傷ついたりする恐れがある。
本発明の砕石道床用まくらぎでは、拡張頭部分の底面と上面を同じまくらぎ幅とすることによって、作業者は砕石から露出する拡張頭部分の上面を基準に底面のまくらぎ幅を目視により計り知ることができるので、保守作業時における砕石つきかため作業性が向上するとともに、砕石道床用まくらぎを砕石つきかため作業による破損から保護することができる。この観点から、拡張頭部分の底面及び上面のまくらぎ幅が、まくらぎ本体よりも広く、最大幅に設定されていることが好ましい。

さらに、まくらぎ本体と連続して一体に形成された拡張頭部分の底面におけるまくらぎ幅とまくらぎ本体の道床載置面におけるまくらぎ幅とが実質的に同じであることによって、拡張頭部分の上面のまくらぎ幅を基準に砕石道床用まくらぎのまくらぎ全幅を計り知ることができ、保守作業時における砕石つきかため作業性が向上するとともに砕石つきかため作業による破損から確実に保護することができるようになっている。

以上のように、本発明による砕石道床用まくらぎは、騒音吸収機能及び振動吸収機能を備える砕石道床に敷設されて保守周期を延ばすことで保守作業回数を減らして省力化を図るとともに、拡張頭部分の上面のまくらぎ幅を基準に砕石道床用まくらぎのまくらぎ全幅を計り知ることによって保守作業時における砕石つきかため作業性の向上と砕石つきかため作業による破損からの確実な保護を達成でき、しかも、保守作業時に生じる騒音及び振動を低減することができる。

以下、図面を参照して本発明による砕石道床用まくらぎの実施例を説明する。
図１は、本発明による砕石道床用まくらぎを採用した鉄道軌道の概略を示している。この鉄道軌道Ｔは、路盤上に砕石Ｓが敷き詰められ、その砕石Ｓによる道床に砕石道床用まくらぎ１０及びレール１２が敷設される。本発明の砕石道床用まくらぎ１０は、砕石道床の騒音吸収機能及び振動吸収機能を残しつつ、保守周期を延ばすための特徴、騒音を低減するための特徴を備えている。

図２乃至図４は、本発明の第１実施例である砕石道床用まくらぎを詳細に示している。 ここで、本実施例の砕石道床用まくらぎ１０は、主として、コンクリート製であるが、木製としてもよい。
まず、本実施例の砕石道床用まくらぎ１０におけるまくらぎ本体１１は、まくらぎ底面側の道床載置面１４とまくらぎ上面側のレール敷設面１６とを備えている。
前記道床載置面１４は、平坦な矩形であり、路盤上に敷き詰められた砕石Ｓに接しており、更に、この道床載置面１４には、振動を吸収するとともに横変位を抑制するためのゴム製又は樹脂製の平板状パッド１８が一面に取り付けられている。
他方、前記レール敷設面１６は、その上面において複数のレール締結手段２０を備えており、更に、左右両側に配置されたレール締結手段２０間において肉抜きした凹状に形成されているが、連続して平坦に形成されていてもよい。
なお、レール１２は、レール締結手段２０によって砕石道床用まくらぎ１０のレール敷設面１６に取り付けられている。

そして、本実施例の砕石道床用まくらぎ１０は、レール締結手段２０よりまくらぎ端部側に、軌道長手方向、すなわち、レール１２の長手方向に突出する拡張頭部分２２を備えている。
さらに、この拡張頭部分２２は、砕石道床用まくらぎ１０の両端において、平坦な切り立った端面２３を備え、この拡張頭部分２２の平坦な端面２３は、まくらぎ本体１１の本体断面より広くなっている。
そして、拡張頭部分２２の底面とまくらぎ本体１１の道床載置面１４とが、同じ面で連続して一体となった平坦な矩形の底面を形成している。要するに、拡張頭部分２２の底面におけるまくらぎ幅とまくらぎ本体１１の道床載置面１４におけるまくらぎ幅とが略同じになるように形成されている。
また、拡張頭部分２２の上面とまくらぎ本体１１のレール敷設面１６とが同じ面で連続するとともに、拡張頭部分２２の上面がまくらぎ本体１１のレール敷設面１６より軌道長手方向に延びていることによって、拡張頭部分２２の上面とまくらぎ本体１１のレール敷設面１６とが一体となったＨ型の上面を形成している。
要するに、本実施例の砕石道床用まくらぎ１０は、上述したまくらぎ本体１１と拡張頭部分２２とが連続して一体に形成されている。

拡張頭部分２２の断面形状は、実質的に矩形であり、底面のまくらぎ幅と上面のまくらぎ幅とは略等しくなっている。
すなわち、砕石道床用まくらぎ１０がコンクリート製の場合には、型抜きを容易にするため、上面のまくらぎ幅が底面のまくらぎ幅より僅かに狭くなている。砕石道床用まくらぎ１０が木製の場合は、型抜きの必要がないことから、底面のまくらぎ幅と上面のまくらぎ幅が同じになっている。
なお、拡張頭部分２２は、図３において鎖線で示される三角錐部分が除去された形状でもよい。
拡張頭部分２２間におけるまくらぎ本体１１の断面形状は、実質的に台形であり、全体として見れば、中央部分において軌道長手方向のエッジが肉抜きされ、底面に対して上面が狭小化された構成となっている。
本実施形態では、底面側に切り立った側面２４が僅かに形成されているので、実際には矩形と台形を組合せた断面形状となっている。

図５乃至図７は、本発明の第２実施例である砕石道床用まくらぎを詳細に示している。
本実施例の砕石道床用まくらぎ３０は、第１実施例と同様に、主としてコンクリート製であるが、木製としてもよい。
本実施例の砕石道床用まくらぎ３０は、まくらぎ本体３１において、まくらぎ底面側の道床載置面３４とまくらぎ上面側のレール敷設面３６とを備えている。
そして、道床載置面３４は、平坦な矩形であり路盤上に敷き詰められた砕石Ｓ上に接しており、この道床載置面３４には、第１実施例と同様な平板状パッドが一面に取り付けられていてもよい。
レール敷設面３６は、その上面においてレール締結手段４０を備えており、このレール敷設面３６は、レール締結手段４０間において肉抜きされた凹状に形成されているが、連続して平坦に形成されていてもよい。
なお、レール１２は、レール締結手段４０により砕石道床用まくらぎ３０のレール敷設面３６に取り付けられている。

砕石道床用まくらぎ３０は、レール締結手段４０よりまくらぎ端部側において、軌道長手方向、すなわち、レール１２の長手方向に突出する拡張頭部分４２を備えている。
そして、この拡張頭部分４２は、砕石道床用まくらぎ３０の両端において、平坦な切り立った端面４３を備え、この拡張頭部分４２の平坦な端面４３は、まくらぎ本体３１の本体断面より広くなっている。
また、拡張頭部分４２の底面とまくらぎ本体３１の道床載置面３４とが同じ面で連続して一体となった平坦な矩形の底面を形成している。要するに、拡張頭部分４２の底面におけるまくらぎ幅とまくらぎ本体３１の道床載置面３４におけるまくらぎ幅とが略同じになるように形成されている。
拡張頭部分４２の上面とまくらぎ本体３１のレール敷設面３６も同じ面で連続して一体となったＨ型の上面を形成している。
要するに、本実施例の砕石道床用まくらぎ３０は、上述したまくらぎ本体３１と拡張頭部分４２とが連続して一体に形成されている。

拡張頭部分４２の断面形状は実質的に矩形であり、底面のまくらぎ幅と上面のまくらぎ幅とは略等しくなっている。
すなわち、砕石道床用まくらぎ３０がコンクリート製の場合は、型抜きを容易にするため、上面のまくらぎ幅が底面のまくらぎ幅より僅かに狭くなっている。砕石道床用まくらぎ３０が木製の場合は、型抜きの必要がないことから、底面のまくらぎ幅と上面のまくらぎ幅が同じになっている。
拡張頭部分４２間におけるまくらぎ本体３１の断面形状は、実質的に片側階段状の凸形であり、全体として見れば、中央部分において軌道長手方向のエッジが肉抜きされ、底面に対して上面が狭小化された構成となっている。

なお、上記第１及び第２の実施例において、拡張頭部分２２，４２は、砕石道床用まくらぎ１０，３０の端部ではなく、中央寄りに形成されていてもよい。この場合、端部の断面形状は、拡張頭部分間のまくらぎ本体１１，３１と同じように実質的に台形又は凸形とすることができる。
また、拡張頭部分間におけるまくらぎ本体１１，３１の断面形状として、以上の実施例の説明では台形及び凸形を例示したが、不等脚台形のように、底面に対して上面が狭小化されている形状でもよい。

次に、砕石道床の旧まくらぎを撤去した後、本発明による砕石道床用まくらぎ１０，３０を敷設する作業を例にして保守作業を説明する。もっとも、新規に、本発明による砕石道床用まくらぎ１０，３０を敷設することもある。
鉄道路線の既設軌道を保守するには、砕石道床をすきとった後、旧まくらぎを撤去する。砕石道床とレール１２との間に新しい砕石道床用まくらぎ１０，３０を挿入し、砕石道床用まくらぎ１０，３０の周囲に砕石Ｓを散布する。この状態では、レール面が矯正されていないので、まくらぎ底面の砕石Ｓをつきかためる必要がある。例えば、マルチプルタイタンパーにより砕石Ｓをつきかためながら、レール面が矯正される。

上記のようにして敷設された砕石道床用まくらぎ１０，３０によると、レール敷設面１６，３６に対して道床載置面１４，３４が広くなる。図４（ｂ）及び図７（ｂ）に示されるように、砕石道床用まくらぎ１０，３０から砕石道床に作用する荷重が分散することで応力σが小さくなる。
したがって、沈下の変位に対する抵抗が増大し、保守期間を長くすることができる。また、上述したようにまくらぎ本体１１，３１と連続して一体に形成された拡張頭部分２２，４２を設けることで、軌道長手方向に直交する方向での面積が広くなる。これにより、横変位に対する抵抗力が増大し、保守期間を長くすることができる。

レール敷設面１６，３６は、道床載置面１４，３４より狭くなっている。殆どの場合、レール敷設面１６，３６は、砕石Ｓから露出しており、図４（ｂ）及び図７（ｂ）に示されるように、鉄道車両走行時に生じる騒音はレール敷設面１６，３６で反射し、道床砕石Ｓ間で吸収されるが、レール敷設面１６，３６を狭くすることで、沈下抵抗を持たせながら反射音が原因となる騒音を低減することができる。
また、拡張頭部分２２，４２は、レール締結手段２０，４０よりまくらぎ端部側に設けられているので、車輪がレール１２上を転動する音は、拡張頭部分２２，４２で反射しにくくなる。図３において鎖線で示されるように、拡張頭部分２２，４２が三角錐部分が除去された形状であれば、横変位に対する抵抗力を維持した上で、反射音を低減する効果が増大する。

本発明の砕石道床用まくらぎ１０，３０では、上述したようにまくらぎ本体３１と連続して一体に形成された拡張頭部分２２，４２がまくらぎ全幅を指し示すように構成されている。図４及び図７に示すように、砕石道床用まくらぎ１０，３０は、砕石散布後に上面のみが露出する。
砕石道床用まくらぎ１０，３０の大部分、特に、底部は砕石Ｓに埋もれているので、まくらぎ全幅を目視することができないが、砕石道床用まくらぎ１０，３０及びレール１２の敷設後にレール面を矯正するためのマルチプルタイタンパー等を利用したつきかため作業が必要となっても、本発明では、拡張頭部分２２，４２が砕石道床用まくらぎのおおよそのまくらぎ全幅を指し示す目印の役割があるので、砕石つきかため作業の際に、適切な位置から砕石道床用まくらぎ１０，３０の底面に砕石Ｓを導入させることができる。
こうすることで、マルチプルタイタンパーによって砕石道床用まくらぎ１０，３０が破損したり、傷ついたりすることが少なくなる。
また、本発明では、側面２４が残っているので、砕石つきかため作業の際に砕石道床用まくらぎ１０，３０が欠けることも少ないなど、その効果は甚大である。

本発明の砕石道床用まくらぎが利用される砕石道床の斜視図。 本発明の第１実施形態である砕石道床用まくらぎの（ａ）側面図及び（ｂ）平面図。 図２に示す砕石道床用まくらぎのまくらぎ端部の拡大斜視図。 図２に示す砕石道床用まくらぎの断面を示し、（ａ）は図２の４（ａ）−４（ａ）線断面図、（ｂ）は図２の４（ｂ）−４（ｂ）線断面図。 本発明の第２実施形態である砕石道床用まくらぎの（ａ）側面図及び（ｂ）平面図。 図５に示す砕石道床用まくらぎのまくらぎ端部の拡大斜視図。 図５の砕石道床用まくらぎの断面を示し、（ａ）は図５の７（ａ）−７（ａ）線断面図、（ｂ）は図５の７（ｂ）−７（ｂ）線断面図。

符号の説明

Ｔ ・・・鉄道軌道
Ｓ ・・・砕石
１０，３０・・・砕石道床用まくらぎ
１１，３１・・・まくらぎ本体
１２ ・・・レール
１４，３４・・・道床載置面
１６，３５・・・レール敷設面
１８ ・・・平板状パッド
２０，４０・・・レール締結手段
２２，４２・・・拡張頭部分
２４ ・・・側面

Claims (3)

1. レール敷設面と該レール敷設面より広い道床載置面とを備えたまくらぎ本体と、前記レール敷設面上のレール締結手段よりまくらぎ端部側で軌道長手方向に突出するとともに前記まくらぎ本体の本体断面より広い端面を備えた拡張頭部分とで構成されて、路盤上の砕石道床に敷設される砕石道床用まくらぎであって、
   前記まくらぎ本体と拡張頭部分とが連続して一体に形成されているとともに、
   前記拡張頭部分の底面におけるまくらぎ幅と前記まくらぎ本体の道床載置面におけるまくらぎ幅とが略同じになっていることを特徴とする砕石道床用まくらぎ。
2. 前記まくらぎ本体が道床載置面からレール敷設面に向ってまくらぎ幅を減少させた断面形状を有しているとともに、前記拡張頭部分の底面と上面とが略同じまくらぎ幅になっていることを特徴とする請求項１記載の砕石道床用まくらぎ。
3. 前記拡張頭部分の底面とまくらぎ本体の道床載置面とが同じ連続した面で一体に形成されているとともに、前記拡張頭部分の上面とまくらぎ本体のレール敷設面とが同じ連続した面で一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の砕石道床用まくらぎ。

Images