JP5430324B2 - スラブ式軌道における補修方法 - Google Patents

Description

この発明は、コンクリート構造物の路盤上にセメントアスファルトモルタルを挟んで軌道スラブを固定し、この軌道スラブに軌道レールを保持したスラブ式軌道において、セメントアスファルトモルタルが劣化によって割れ、剥離、脱落するのを補修するスラブ式軌道における補修方法に関するものである。

コンクリートで構築した高架建造物とか、地下構造物や橋梁などを路盤とし、このコンクリート路盤上にセメントアスファルトモルタルを挟んでコンクリート製の軌道スラブを固定し、この軌道スラブに軌道レールを直結した構造のスラブ式軌道が広く採用されている。

図９はスラブ式軌道の構造を一部断面して示す斜視図である。この図９において符号１０はコンクリート路盤であり、この路盤１０の上面には、レール敷設方向に沿って所定間隔（例えば５ｍ間隔）ごとに円柱形の突起１２が突出している。符号１４は軌道スラブであり、これら軌道スラブ１４の端部に形成した半円形の切欠き部１６を前記突起１２に位置合わせしながら順次並べられる。そしてこの軌道スラブ１４を専用の器具で持ち上げ位置調整した後、路盤１０と軌道スラブ１４との間にセメントアスファルトモルタル（以下ＣＡモルタルともいう）を注入充填し充填層１８とするものである。

ＣＡモルタルは、セメントとアスファルト乳剤と、細骨材とを混合したものである。このＣＡモルタルは、路盤１０の突起１２と軌道スラブ１４の切欠き部１６との間にも充填されている。軌道スラブ１４の上面には軌道レール２０が締結具２２により固定される。左右の軌道レール２０は１つの軌道スラブ１４に対しそれぞれ８個ずつの締結具２２で固定される。

充填層１８には、軌道レール２０の温度変化による伸縮応力が軌道スラブ１４を介して加わり、列車の通過や遠心力による外力が軌道スラブ１４を介して加わる。このため充填層１８の劣化・疲労が進む。また寒冷地では充填層１８にしみ込んだ水が凍結・融解するため、その繰り返しにより充填層１８は劣化が進み、その周辺の露出部分から割れや剥離や脱落が発生する。このため比較的短期間のうちに充填層１８の補修が必要になる。

特開２００２−１２９５０３ 特開２００８−５７３１８

特許文献１には、軌道スラブの側面から斜め下方に、軌道スラブと填充層を貫通し路盤コンクリートに至る孔（モルタル注入口、空気抜き口）を形成し、この孔から二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入する補修方法が示されている。この方法は軌道スラブ下方の填充層の全面に渡って補修材を流入させるものであり、硬化した補修材は孔に係合しているので軌道スラブの外側へ飛び出すのは防止できると思われる。

特許文献２には、劣化した充填材を削り取った後、軌道スラブの側面（外周面）を木製あるいはアルミ製の型枠で囲み、この型枠と軌道スラブとの間に剥離シート（ポリエチレンシートなど）を介在させる方法が示されている。この場合に型枠の一部に設けた上方に向かって開く切欠きに剥離シートを押し広げ、剥離シートと軌道スラブ側面との間に補修用充填材を注入するものである。

しかし引用文献１に示された方法では軌道スラブ下にできる隙間と孔の位置とが必ずしも対応していないから、充填材を隙間に正確に注入できるわけではない。また軌道スラブに側面から斜め下方に孔を形成するため、軌道スラブの強度低下を招くおそれがあり、孔の加工作業が面倒でもある。

特許文献２に示された方法では、型枠は１枚の軌道スラブの全長（５ｍ）を一度に仕上げるため、１本の通し型枠とする必要がある。このため型枠が長く、重くなり、移動や設置に非常に大きな労力を必要とする。またこの型枠は新しく製作する頻度は少なく、通常使い回ししているため、経時的に反りや変形が発生し、樹脂等の硬化物が付着していることが多い。このため仕上がり精度が悪くなり、見栄えも悪くなる。

さらに剥離シートは充填材型枠に付着するのを防ぐために使うものであるが、シート状であるためにシワが発生し易く、充填材の仕上がり表面にこのシワの模様が付いてしまい見栄えが悪いという問題がある。またこの剥離シートは使い回しができず、一度使うと廃棄しなければならないので資源の有効利用の点でも問題があった。

この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、軌道スラブに孔を加工することによる軌道スラブの強度低下を招くおそれがなく、型枠を軽量化して移動、設置作業を容易にでき、型枠の変形や剥離シートのシワなどによる仕上がりの悪化を防ぐことができ、さらに剥離シートのような使い捨てにする資材もなくなる補修方法を提供することを目的とする。

この発明によればこの目的は、コンクリート路盤にセメントアスファルトモルタルを挟んで軌道スラブを固定し、前記軌道スラブに軌道レールを保持したスラブ式軌道における補修方法において、（ａ）劣化した前記セメントアスファルトモルタルを前記軌道スラブの周囲から水平方向の適宜深さまで除去することにより空隙を形成する：（ｂ）前記軌道スラブの外周から前記空隙を塞ぐようにプラスチック段ボールを対向配置し、（ｃ）前記プラスチック段ボールを外側から押え部材で保持すると共に、この押え部材の上縁から下方に切り開いた窓部に前記プラスチック段ボールの一部を臨ませ、（ｄ）前記プラスチック段ボールの前記窓部に臨む部分を上縁から入れた切込みによって外側へ押し広げることにより、軌道スラブ側面との間に上方に向かって開く注入口を形成し、（ｅ）前記注入口から前記空隙に、補修用充填材を注入し、注入後に前記注入口を閉じて養生硬化し、（ｆ）前記補修用充填材の硬化後に前記押え部材およびプラスチック段ボールを取外す、以上の工程ａ〜ｆの工程を順に行うことを特徴とするスラブ式軌道における補修方法、により達成される。

型枠はプラスチック段ボール（プラスチックファイバー板箱、プラダン、プラ段、ダンプラ、段プラなどとも言う。）の外側を押え部材で保持するものとしたので、プラスチック段ボールが極めて軽量でかつ適度な強度、剛性を有する特性を利用して押え部材はベニヤ板などの軽量な材料とすることができる。このため型枠全体の大幅な軽量化が可能である。

プラスチック段ボールは樹脂に対して離型性が良いので剥離シートを併用する必要がない。このため仕上がりをきれいにすることができると共に剥離シートのような廃棄物が発生せず資源の無駄がなくなる。

空隙の深さおよび型枠の設置状態を示す平面図 劣化充填層の削り取り状況を示す平面図 劣化した充填層の削り取り作業例を示す図 型枠の分解斜視図 型枠の配置を示す断面図（Ａ）と補修用充填材の注入口の断面図（Ｂ） 作業工程図 実施例２の作業工程図 実施例３の型枠を示す分解斜視図 スラブ式軌道の構造を示す一部断面斜視図

プラスチック段ボールはプラスチック（主にポリプロピレン）製の段ボールに似た中空構造のシートであり、中芯の波型と平行方向を水平にして、すなわち軌道スラブ、コンクリート路盤と平行にして軌道スラブの外周に配置するのがよい（請求項２）。

このようにするとプラスチック段ボールの下部を中芯の波型に沿って外側へ水平に折曲し易く、この折曲部の下面を弾性材（ウレタンスポンジなど）を介してコンクリート路盤に押圧するのに押え部材の押圧力が効率良く加わり都合が良い（請求項３）。

押え部材にはベニヤ板、例えば厚さ１０mmのものが使用できる。プラスチック段ボール自身に十分な強度があるため、押え部材の強度を下げることができるから、その軽量化が図れる（請求項４）。

プラスチック段ボールは通常半透明であるから、外側から充填材の注入量を確認し易い（請求項５）。例えば注入口となる押え部材に形成した窓部から注入液の液面を目視できる。押え部材に上下方向に長いスリット状の開口、あるいは上下に分布する複数の開口、上縁から切り込んだスリット状の開口などを形成しておけば、液量の確認位置を自由に設定できる（請求項６）。

補修用の充填材としてラジカル硬化性を有する合成樹脂を基材として用いれば、この基材は流動性に富み、路盤と軌道スラブと、これらの間に挟まれたセメントアスファルトモルタルの充填層との接着力が非常に強く湿潤時の接着力も十分大きい。このため充填層（ＣＡモルタル）の劣化した部分を周囲から削り取る（除去する）場合に、削り取り深さを浅くして削り取り量を少なくしても補修した充填材が外側へ飛び出すことがない（請求項７）。

ラジカル硬化性を有する合成樹脂は、ポリエステルアクリレートを主成分とする合成樹脂が適する（請求項８）。このポリエステルアクリレートは、より具体的には、無溶剤型ビニルエステル樹脂や変性ＭＭＡ（メチルメタアクリレート）が最適である。接着力が強く耐久性も向上するからである。ポリエステルアクリレートを主成分とする合成樹脂としてポリエステルアクリレートのみを用いてもよい。

図１は本発明に係る補修方法の概念を示す平面図、図２は劣化した充填層の削り取り（除去）例を示す平面図、図３は削り取り作業例を示す図、図４は型枠の分解斜視図、図５は型枠の配置を示す断面図（Ａ）と補修用充填材の注入口の断面図（Ｂ）、図６は作業工程図である。

図１においては前記図９と同一部分に同一符号を付した。硬化したＣＡモルタルからなる充填層１８は外周から劣化が進むので、軌道スラブ１４の外側から劣化した充填材を削り取る。図１で斜線部分３２がこの劣化した充填材の除去範囲である。充填材の劣化は軌道スラブ１４の四隅付近で特に進み易い。そこで図１ではこの四隅付近の充填材だけを除去するものとしている。なお劣化の進み具合を見て、四隅だけでなく両側面も十分深く除去したり、両側面は表面付近だけを浅く除去してもよい。

図２（Ａ）の斜線部分は左右両側面も十分深く除去する場合の除去範囲３２Ａを示し、図２（Ｂ）の斜線部分は左右両側面を浅く除去する場合の除去範囲３２Ｂを示す。除去範囲３２（３２Ａ、３２Ｂ）は軌道スラブ１４の４隅付近で深く、隅以外で浅い。劣化充填材の削り取り（除去）作業は、図３に示すように行うことができる（図６のステップＳ１００）。この図３は、作業者が先端に切削ビットを取付けた振動式削り機（ハツリ機）を用いて先端を充填層１８を外側から削り取る（ハツリ）様子を示すものである。

削り量（ハツリ量）は、現場の劣化状況にあわせて決める。図２（Ａ）は側面に沿って通常の深さ（１００mm）に削り、隅付近をさらに深く削るものである。図２（Ｂ）は、４隅付近を通常より浅い深さ約５０mmに削り、劣化の少ない側面を約１０〜５０mmの深さに削る。劣化した充填材（劣化ＣＡモルタル）を削り取り除去した後にできる空隙３４（図５参照）は補修用充填材の注入部となる。

次にこの空隙（注入部）３４を清掃し、ガスバーナーを用いて乾燥させる（ステップＳ１０２）。そして軌道スラブ１４の側面に型枠３６を当てて固定する（ステップＳ１０４）。この型枠３６の設置に先立って、軌道スラブ１４の側面に養生ガムテープ３８を貼り付け、後記する補修用充填材が付着するのを防ぐ。

型枠３６はプラスチック段ボール４０と押え部材４２で形成される。プラスチック段ボール４０は全体がポリプロピレン製であり、波型の中芯をライナーで挟み接着したものである。厚さは３〜６mm程度で極めて軽量である。また表面（両面）は充填材が付着しにくく離型性が良い。さらに適度の強度、剛性を有する一方、ナイフなどで容易にカットしたり切れ目を入れたりでき加工性も良い。

このプラスチック段ボール４０は補修用充填材を注入する空隙３４の外側を囲むものであり、図４に示すように中芯の波型に沿って（すなわち波型の山、谷と平行な）長板状に切って使う。ここにプラスチック段ボール３８の下部は外側に水平に折曲され、この折曲部４４の下面には弾性材となるウレタンスポンジ４６の薄板が接着されている。

押え部材４２は約１０mm厚のベニヤ板の長板であり、プラスチック段ボール４０の外側および折曲部４２の上面に密着している。この押え部材４２は適宜の押圧治具（図示せず）により所定位置に保持される。例えば軌道スラブ１４の上面に固定されるレール２０やその締結具２２（図９参照）に固定した押圧治具や、軌道スラブ１４の側面に通常形成されているインサートボルト穴に固定した押圧治具を用いる。この結果プラスチック段ボール４０は上部が養生ガムテープ３８に密着する。また下部の折曲部４４がウレタンスポンジ４６を介してコンクリート路盤１０に押圧され、後記する充填材５４の漏出が防止される。

押え部材４２は、図１に示す軌道スラブ１４の四隅だけを補修する場合には、この四隅付近を囲む２辺の長さで足りる。なお隣接する軌道スラブ１４との間隙にも同様にプラスチック段ボール４０Ａと押え部材４２Ａが挿入される（図１参照）。この押え部材４２Ａは省くことも可能であるが、これらは隣りの軌道スラブ１４との間隙にくさびなど挿入することにより空隙３４側に押圧する。なおプラスチック段ボール４０，４０Ａの一端（空隙３４の端側）と軌道スラブ１４の側面（外周面）との間には、空隙３４から充填材５４が流出するのを防ぐためのシール材（ウレタンスポンジなど）４６（図１）を挟んでおくのがよい。

次に注入口４８（図５の（Ｂ）参照）を説明する。押え部材４２には図４，図５（Ｂ）に示すように、上縁から下方に切り開いた窓部５０が形成されている。この窓部５０にはプラスチック段ボール４０が現れている（臨んでいる）。この窓部５０に臨むプラスチック段ボール４０には上縁からカッタナイフ（図示せず）などで縦に２本の切込み５２が加工される（図４）。そして切込んだ部分４０Ａを窓部５０側へ押し広げることにより注入口４８が形成される（図６，ステップＳ１０６）。この切込み５２は型枠３６の組立て前に予め加工しておいてもよい。

このようにして型枠３６の設置を行う一方、補修用の充填材５４とするためにビニルエステル樹脂とその硬化剤と骨材とを混練し攪拌しておく（ステップＳ１０８）。ビニルエステル樹脂は、例えば出願人が販売する「アレンロックＳ」（商品名）が適する。この場合硬化剤としては、出願人が販売する「パーカドックスＣＨ−５０Ｌ」（商品名）が適する。骨材としては硅砂８号が適する。これらは重量比で、ビニルエステル樹脂と硬化剤と骨材の混合比が約１００：３：１００となるようにするのがよい。この場合には混練物である補修用充填材５０は２０℃で１０〜１５分で硬化する。この硬化時間（可使時間）を考慮して樹脂の準備と型枠３６の設置とを併行して行う。

一方型枠３６には、プラスチック段ボール４０の切込み部４０Ａを窓部５０から外側へ押し広げ保持することによって、軌道スラブ１４との間に上方に向かって開く注入口４８を形成する（図５の（Ｂ）参照）。このように上方に開いた注入口４８に前記のように予めまたは併行して混練しておいた補修用充填材５４を注入する（ステップＳ１１０）。この時注入口４８付近で流れ方向を案内しながら、補修用充填材５４を空隙３４に導く。また注入口４８から、補修用充填材５４が空隙３４内の全体に亘って注入されていることを確認する。この時プラスチック段ボール４０は半透明なのでこれを通して注入量を確認できる。

補修用充填材５４が空隙３４内の全体に流入したことを確認してから、切込み部４０Ａを元の直立位置に戻し、ガムテープなどで固定することによって注入口４８を閉じる（ステップＳ１１２）。この状態で補修用充填材５４が硬化するのを待つ（ステップＳ１１４）。この硬化した補修用充填材５４は、図１に斜線で示した空隙３２、３２Ａ、３２Ｂを埋める。補修用充填材５４の硬化を待って、型枠３６を取外し（ステップＳ１１６）、周囲を清掃する（ステップＳ１１８）。

なお図２の（Ａ）、（Ｂ）のように、軌道スラブ１４の左右両側面の全長に亘る除去範囲３２Ａ、３２Ｂとした場合には、型枠３６はこれらの除去範囲３２Ａ、３２Ｂを覆うように軌道スラブ１４の全長の長さにするのは勿論である。

図７は本発明の他の実施例の作業工程図である。この実施例は、前記実施例１における工程Ｓ１０２とＳ１０４の間に次の工程、すなわち空隙（注入部）３４の内面にプライマーを刷毛などで塗布する工程（Ｓ１０３）を加えたものである。

ここに用いるプライマーとしてはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ラジカル硬化性を有する合成樹脂のいずれか、またはこれにセメント粉を混合したものが適する。なおこの場合補修用充填材は前記実施例１で用いたもの、すなわちビニルエステル樹脂とその硬化剤と骨材とを混練し攪拌したものである。以下の工程Ｓ１０４〜Ｓ１１８は前記実施例１と同じである。

この実施例２によれば、補修用充填材５４Ａの接触面に予めプライマーが塗布されているので、充填材の注入後に雨が降ったり結露により空隙（注入部）３４内面に水が付着していても、コンクリート路盤１０および軌道スラブ１４に塗布されたプライマーについた水は、比重の重い補修用充填材５４Ａで押しのけられてプライマーと一体化するため、補修用充填材５４Ａと空隙３４の内面すなわちコンクリート路盤１０および軌道スラブ１４との結合強度が低下しない。このため補修した充填材が外側へ飛び出すおそれがない。

図８に示す実施例は、型枠３６の押え部材４２Ａ、４２Ｂを通して充填液５４の注入量を外から目視により確認し易くしたものである。図８の（Ａ）に示す実施例では、押え部材４２Ａの上縁から下向きに切り込んだ適宜数のスリット状の開口５６を形成した。また図８の（Ｂ）に示す実施例では、押え部材４２Ｂに上下方向に広がる縦長のスリット状開口５６Ａや、上下に分割して上下に分布する複数の開口５６Ｂを設けた。図８（Ａ）の開口５４は加工性が良く、また図８（Ｂ）の開口５４Ａ、５４Ｂによれば押え部材４２Ｂの強度低下を防止できる。

１０ 路盤
１４ 軌道スラブ
１８ 充填層（セメントアスファルトモルタル）
２０ 軌道レール
２２ 締結具
３２（３２Ａ、３２Ｂ） 劣化した充填材の除去範囲
３４ 空隙
３６ 型枠
４０ プラスチック段ボール
４０Ａ 切込み部
４２、４２Ａ、４２Ｂ 押え部材（ベニヤ板）
４８ 注入口
５０ 窓部
５２ 切込み
５６、５６Ａ、５６Ｂ スリット状開口（注入量確認用の開口）

Claims (8)

1. コンクリート路盤にセメントアスファルトモルタルを挟んで軌道スラブを固定し、前記軌道スラブに軌道レールを保持したスラブ式軌道における補修方法において、
   （ａ）劣化した前記セメントアスファルトモルタルを前記軌道スラブの周囲から水平方向の適宜深さまで除去することにより空隙を形成する：
   （ｂ）前記軌道スラブの外周から前記空隙を塞ぐようにプラスチック段ボールを対向配置し、
   （ｃ）前記プラスチック段ボールを外側から押え部材で保持すると共に、この押え部材の上縁から下方に切り開いた窓部に前記プラスチック段ボールの一部を臨ませ、
   （ｄ）前記プラスチック段ボールの前記窓部に臨む部分を上縁から入れた切込みによって外側へ押し広げることにより、軌道スラブ側面との間に上方に向かって開く注入口を形成し、
   （ｅ）前記注入口から前記空隙に、補修用充填材を注入し、注入後に前記注入口を閉じて養生硬化し、
   （ｆ）前記補修用充填材の硬化後に前記押え部材およびプラスチック段ボールを取外す、
   以上の工程ａ〜ｆの工程を順に行うことを特徴とするスラブ式軌道における補修方法。
2. プラスチック段ボールは、波型に加工した中芯を表と裏のライナーで挟んで接着したものであり、中芯の波型と平行方向をコンクリート路盤の上面と平行にして軌道スラブの外周に配置する請求項１のスラブ式軌道における補修方法。
3. プラスチック段ボールの下部は中芯の波型に沿って外側へ水平に折曲しておき、この折曲部の下面を弾性材を介してコンクリート路盤に押圧する請求項２のスラブ式軌道における補修方法。
4. 押え部材はベニヤ板である請求項１のスラブ式軌道における補修方法。
5. プラスチック段ボールは半透明であり、工程（ｅ）で注入した補修用充填材の注入量を外側から目視可能とした請求項１のスラブ式軌道における補修方法。
6. 押え部材に上下方向に広がる注入量確認用の開口が形成されている請求項５のスラブ式軌道における補修方法。
7. 請求項１において、工程（ｅ）の補修用充填材はラジカル硬化性を有する合成樹脂を基材とし、この基材はポリエステルアクリレートを主成分とする合成樹脂であるスラブ式軌道における補修方法。
8. 請求項１の工程（ｅ）で用いる補修用充填材は、ポリエステルアクリレートと、その硬化剤と、無機系骨材とを混練したものであるスラブ式軌道における補修方法。

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