JP6271286B2 - スラブ式軌道の補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道用のスラブ式軌道の補修方法に関し、更に詳細には、スラブ式軌道の填充層の補修方法に関する。

鉄道用の軌道として、路盤コンクリート上に形成されたＣＡモルタル（セメントアスファルトモルタル）による填充層と、填充層上に設置されたコンクリート製の軌道スラブとを有し、軌道スラブ上にレールが締結されたスラブ式軌道が知られている（例えば、特許文献１、２）。軌道スラブは、矩形板状をしたプレキャスト製品であり、スラブ式軌道では複数個の軌道スラブがレール敷設方向に列べて配置される。

ＣＡモルタルによる填充層が外部に露呈する外周部は、しみ込んだ水分が凍結・融解を繰り返すことによる凍害によって早期に劣化するため、劣化したＣＡモルタルを除去し、ＣＡモルタルを除去した部分をエポキシ樹脂やビニルエステル等による樹脂部に置換する補修が行われる（例えば、特許文献３、４）。この補修は額縁補修と呼ばれている。額縁補修による樹脂部も凍害等によって劣化するので、劣化した樹脂部を除去して新しい樹脂に交換する補修が定期的に繰り返し行われる。

従来、劣化した樹脂部を除去する作業は、作業者がピックやチッパ等を用いて劣化した樹脂部に機械的衝撃を与えたり、ロータリカッタによって削ったりすることにより、当該樹脂部を破壊、粉砕し、粉砕した樹脂片を除去することにより行われている。

特開２００２−１６７４２１号公報 特開２０１３−３６３０３号公報 特開平１１−１５６５０４号公報 特開２０１２−１８０６３４号公報

しかしながら、機械的衝撃を与えたり、削ったりすることだけにより樹脂部を破壊、粉砕する従来法では、当該樹脂部の除去に時間がかかり、補修工事を短時間で行うことが難しい。

本発明が解決しようとする課題は、樹脂部の除去を迅速に行えるようにし、填充層の補修工事を従来に比して短時間で行えるようにすることである。

路盤コンクリート（１）上に形成され、且つ外周部を樹脂部（４）によって構成された填充層（３）上に軌道スラブ（５）が設置され、前記軌道スラブ（５）上にレール（９）が締結されたスラブ式軌道の補修方法であって、前記樹脂部（４）に低温剤を散布し、前記樹脂部（４）を低温脆化する低温脆化工程と、前記樹脂部（４）の低温脆化後に、前記樹脂部（４）を除去する除去工程とを有する。

この補修方法によれば、樹脂部（４）を除去する除去工程が低温脆化によって脆くなっている樹脂部（４）に対して行われるから、樹脂部（４）を除去する作業が容易になり、填充層の補修工事を従来に比して短時間で行えるようになる。

本発明によるスラブ式軌道の補修方法は、一つの好ましい実施形態として、補修対象部分の前記樹脂部（４）の側部に横方向の孔（２２）を形成し、前記孔（２２）に低温剤を充填する。

この補修方法によれば、樹脂部（４）の内部の低温脆化が効率よく行われ、低温剤の使用量の低減と低温脆化に要する時間の短縮とを図ることができる。

本発明によるスラブ式軌道の補修方法は、一つの好ましい実施形態として、前記樹脂部（４）の側部に横方向の切り込み（２０）或いは孔を形成し、前記樹脂部（４）の側部に、当該樹脂部（４）の表面側が開放された略鉤形断面形状の溜め樋（４０）を設置し、溜め樋（４０）に低温剤を注入する。

この補修方法によれば、溜め樋（４０）に注入された低温剤が樹脂部（４）の表面側に大きい面積をもって直接に触れることにより、樹脂部（４）の冷却が効率よく行われると共に、低温剤の一部が切り込み（２０）に浸入することにより、樹脂部（４）の補修対象部分の全体が良好に低温脆化を生じる。

本発明によるスラブ式軌道の補修方法は、好ましくは、前記低温脆化工程に先立って、樹脂部（４）と軌道スラブ（５）との境界部に横方向の切り込み（２０）を形成する。

この補修方法によれば、樹脂部（４）と軌道スラブ（５）とが切り込み（２０）によって縁切りされるので、軌道スラブ（５）の保護が図られ、樹脂部（４）の除去工程下における軌道スラブ（５）の破損が防止される。

本発明によるスラブ式軌道の補修方法によれば、樹脂部を除去する除去工程が低温脆化によって脆くなっている樹脂部に対して行われるから、樹脂部（４）を除去する作業が容易になる。これにより、樹脂部（４）填充層の補修工事が従来に比して短時間で行われる。

本発明によるスラブ式軌道の補修方法が実施されるスラブ式軌道の竣工時の構造を示す斜視図。 本発明によるスラブ式軌道の補修方法の実施形態１の脆化工程を示す斜視図。 同実施形態１の脆化工程の要部を示す拡大断面図。 同実施形態１の除去工程の要部を示す拡大断面図。 本発明によるスラブ式軌道の補修方法の実施形態２の脆化工程を示す斜視図。 同実施形態２の脆化工程の要部を示す拡大断面図。 同実施形態２の除去工程の要部を示す拡大断面図。

まず、図１を参照して本発明によるスラブ式軌道の補修方法が実施されるスラブ式軌道の構造について説明する。

スラブ式軌道は、路盤コンクリート１上に形成されたＣＡモルタル（セメントアスファルトモルタル）による填充層３と、填充層３上に設置されたコンクリート製の軌道スラブ５とを有し、軌道スラブ５上に締結具７によってレール９が締結されている。軌道スラブは、長さ４９００ｍｍ、幅２２２０ｍｍ、厚さ１９０ｍｍ程度の矩形板状（長方体形状）をしたプレキャスト製品である。この場合、填充層３の厚さ（高さ）は、５０ｍｍ程度であればよい。スラブ式軌道では、上述の軌道スラブ５が、複数個、レール敷設方向に列べて配置される。

軌道スラブ５の長手方向の両端部には位置決め用の凹部１１が形成されている。路盤コンクリート１上には凹部１１と係合する円柱状あるいは半円柱状の位置決め用の突起部１３が突出形成されている。

突起部１３は外径寸法が４５０ｍｍ程度の円柱状あるいは半円柱状をしている。凹部１１は、平面視で略半円状で、突起部１３の外径より大きい５００ｍｍ程度の内径を有する。凹部１１と突起部１３とは間隙をおいて同心円状に係合する。この間隙は、凹部１１の内周面と突起部１３の外周面との間に内径−外径差によって画成された平面視で略半円環状の空間である。

この間隙は、路盤コンクリート１側（底部）に排水通路部１７を残して填充層１９によって埋められている。これにより、凹部１１と突起部１３とは填充層１９と協働して路盤コンクリート１上における軌道スラブ５の横方向の移動を拘束（規制）する位置決め部として作用する。

以上がスラブ式軌道の竣工時の構造である。本発明によるスラブ式軌道の補修方法は、竣工後に填充層３の外周部分の劣化したＣＡモルタルを除去し、ＣＡモルタルを除去した部分をエポキシ樹脂やビニルエステル等による樹脂部４（図２〜７参照）に置換した額縁補修後のスラブ式軌道に対して実施される。

次に、本発明によるスラブ式軌道の補修方法の実施形態１を、図２〜図４を参照して説明する。

まず、図３に示されているように、ロータリカッタ等を用いて、補修対象である樹脂部４と路盤コンクリート１との境界部と、樹脂部４と軌道スラブ５との境界部とに外側部から水平方向（横方向）に深さ２ｃｍ以上の切り込み（目地切り）２０を入れる。切り込み２０は、樹脂部４と路盤コンクリート１および軌道スラブ５との縁切りのためのスリット状の空隙であり、状況に応じて一本切り、二本切り、三本切りの何れかが選択される。

次に、ドリル等を用いて樹脂部４の外側部に孔２２を略水平に穿孔する。孔２２は、樹脂部４の水平方向の長さが８０〜１２０ｃｍである場合には、深さが４０〜６０ｃｍ程度の横方向の盲孔であり、樹脂部４の外側部の長手方向（軌道延在方向）に所定間隔をおいて複数個設けられればよい。

次に図２、図３に示されているように、横方向に長い挿入パイプ３２と、挿入パイプ３２の一端部（基端部）に漏斗３４を取り付けてなる低温剤散布器３０を孔２２の個数と同個数準備し、各低温剤散布器３０の挿入パイプ３２を各孔２２に挿入する。挿入作業が完了すれば、各低温剤散布器３０の漏斗３４に低温剤である液体窒素を投入する。液体窒素は漏斗３４より挿入パイプ３２内を流れて孔２２内に流れ込む。

孔２２内に液体窒素が流れ込むことにより、樹脂部４（補修対象部分）が冷却される。冷却によって樹脂部４が低温になり、低温化によって樹脂部４が脆くなる低温脆化を生じる。この脆化工程においては、液体窒素が孔２２から樹脂部４の全体に拡散して行き渡ることにより、樹脂部４の全体が良好に低温脆化を生じる。液体窒素の拡散は、液体窒素の一部がガス化することにより、顕著なものになる。樹脂部４がエポキシ樹脂製である場合には、樹脂部４の低温脆化に必要な温度はマイナス２０℃以下であればよい。

また、孔２２内に液体窒素を流し込んで樹脂部４の低温脆化を行うことにより、樹脂部４の内部の低温脆化が効率よく行われる。つまり、孔２２内の液体窒素によって樹脂部４の内部が直接に冷却されることにより、樹脂部４の内部の低温脆化が効率よく行われる。これにより、液体窒素の使用量を低減することができると共に、低温脆化に要する時間を短縮することができる。

樹脂部４の低温脆化が十分に進行すれば、図４に示されているように、次に低温剤散布器３０を孔２２から取り外し、除去工程として、手持ち式のタイタンパー２６やチッパ等によって補修対象である樹脂部４に機械的衝撃を与えたり、ドリルやロータリカッタ等によって樹脂部４の補修対象部分に孔をあけたり、切り目を付けたりして、樹脂部４を破壊、粉砕する。そして粉砕により生じた樹脂部４の粉砕片を除去する。

この樹脂部４の機械的な破壊、粉砕は、低温脆化によって脆くなっている樹脂部４に対して行われるから、樹脂部４の補修対象部分の機械的な破壊、粉砕が従来法に比して容易に行われる。これにより、従来法に比して填充層３の除去を迅速に行うことができ、樹脂部４の補修工事を従来に比して短時間で行えるようになる。

また、樹脂部４と軌道スラブ５とは予め切り込み２０によって縁切りされているので、樹脂部４の機械的な破壊、粉砕時の軌道スラブ５の保護が図られ、除去工程下における軌道スラブ５の破損が防止される。

次に、本発明によるスラブ式軌道の補修方法の実施形態２を、図５〜図７を参照して説明する。

まず、図６に示されているように、ロータリカッタ等を用いて、補修対象である樹脂部４と路盤コンクリート１との境界部と、樹脂部４と軌道スラブ５との境界部と、樹脂部４の高さ方向の中間部分とに、各々、外側部から水平方向（横方向）に深さ２ｃｍ以上の切り込み（目地切り）２０を入れる。

次に、図５、図６に示されているように、樹脂部４の側部に、樹脂部４の表面側（外側壁側）が開放され、両端を端壁４２によって閉じられた略鉤形断面形状の細長い溜め樋４０を設置する。溜め樋４０は補修対象部分の填充層３の外側部の全域に亘って設置する。溜め樋４０の設置が完了すれば、溜め樋４０に低温剤である液体窒素を注入する。

溜め樋４０は、樹脂部４の表面側が開放されているので、つまり樹脂部４の表面側に隔壁がないので、溜め樋４０に注入された液体窒素は樹脂部４の外側面に大きい面積をもって直接触れることになる。これにより、樹脂部４は、溜め樋４０に注入された液体窒素によって外側壁側から効率よく冷却され、低温になる。この低温化によって樹脂部４が脆くなる低温脆化を生じる。溜め樋４０に注入された液体窒素の一部は切り込み２０に浸入することにより、樹脂部４の内部も直接冷却され、樹脂部４の全体（樹脂部４の内部）が良好に低温脆化を生じる。

樹脂部４の低温脆化が十分に進行すれば、図７に示されているように、溜め樋４０を取り外し、除去工程として、手持ち式のタイタンパー２６やチッパ等によって樹脂部４に機械的衝撃を与えたり、ドリルやロータリカッタ等によって樹脂部４に孔をあけたり、切り目を付けたりして、樹脂部４を破壊、粉砕する。そして粉砕により生じた樹脂部４の粉砕片を除去する。

この樹脂部４の機械的な破壊、粉砕も、低温脆化によって脆くなっている樹脂部４に対して行われるから、樹脂部４の機械的な破壊、粉砕が従来法に比して容易に行われる。これにより、従来法に比して樹脂部４の除去を迅速に行うことができ、樹脂部４の補修工事を従来に比して短時間で行えるようになる。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、低温剤は、液体窒素に限られることはなく、樹脂部４が低温脆化する程度に樹脂部４を低温化（冷却）するものであればよく、好ましい低温剤としては、粉末ドライアイスやドライアイスとアルコールとの混合物等が挙げられる。また、切り込み２０に代えて孔であってもよい。

また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１ 路盤コンクリート
３ 填充層
４ 樹脂部
５ 軌道スラブ
７ 締結具
９ レール
１１ 凹部
１３ 突起部
１９ 填充層
２０ 切り込み
２２ 孔
２６ タイタンパー
３０ 低温剤散布器
３２ 挿入パイプ
３４ 漏斗
４０ 溜め樋

Claims (4)

1. 路盤コンクリート上に形成され、且つ外周部を樹脂部によって構成された填充層上に軌道スラブが設置され、前記軌道スラブ上にレールが締結されたスラブ式軌道の補修方法であって、
   前記樹脂部に低温剤を散布し、前記樹脂部を低温脆化する低温脆化工程と、
   前記樹脂部の低温脆化後に、前記樹脂部を除去する除去工程とを有し、
   前記低温脆化工程は、前記樹脂部の側部に横方向の孔を形成し、前記孔に低温剤を充填することを含んでいるスラブ式軌道の補修方法。
2. 路盤コンクリート上に形成され、且つ外周部を樹脂部によって構成された填充層上に軌道スラブが設置され、前記軌道スラブ上にレールが締結されたスラブ式軌道の補修方法であって、
   前記樹脂部に低温剤を散布し、前記樹脂部を低温脆化する低温脆化工程と、
   前記樹脂部の低温脆化後に、前記樹脂部を除去する除去工程とを有し、
   前記低温脆化工程は、前記樹脂部の側部に横方向の切り込み或いは孔を形成し、前記樹脂部の側部に、当該樹脂部の表面側が開放された略鉤形断面形状の溜め樋を設置し、溜め樋に低温剤を注入することを含んでいるスラブ式軌道の補修方法。
3. 前記低温脆化工程に先立って、前記樹脂部と前記軌道スラブとの境界部に横方向の切り込みを形成する工程を有する請求項１又は２に記載のスラブ式軌道の補修方法。
4. 路盤コンクリート上に形成され、且つ外周部を樹脂部によって構成された填充層上に軌道スラブが設置され、前記軌道スラブ上にレールが締結されたスラブ式軌道の補修方法であって、
   前記樹脂部に低温剤を散布し、前記樹脂部を低温脆化する低温脆化工程と、
   前記樹脂部の低温脆化後に、前記樹脂部を除去する除去工程と、
   前記低温脆化工程に先立って、前記樹脂部と前記軌道スラブとの境界部に横方向の切り込みを形成する工程とを有するスラブ式軌道の補修方法。

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