JPH0423922B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、軌道用路盤の改良方法に係り、営業
使用中の鉄道軌道の軟弱路盤部を夜間等の３〜４
時間位いの短かい運転休止中に、10〜20m位いづ
つ順次連続的に改良する場合に使用するものであ
る。 （従来の技術） 一般に鉄道用軌道では、車輛による振動荷重が
連続的に加わるため、路床土や道床砕石の微粉が
雨水を混り、泥状化して枕木上へ噴き上つたり、
或いは道床砕石が路盤内へ減り込んだりすること
が屡々発生する。前記噴泥現象等が生ずると、軌
道は順次弱体化して適度な弾性が喪失されると共
に、線路に高低差や曲がりが生じ、所謂道床更換
等の補修が必要になつてくる。 一方、前述の如き軌道用路盤の軟弱箇所を強化
するには、路床土の入替えや道床砕石の下方にコ
ンクリート層を形成する方法が一般に採用されて
いる。 しかし、路床土の入替え等による路盤の改良に
は、大規模な機械力を必要とするうえ、夜間の３
〜４時間位いの短時間内に実施できる距離は極く
限られたものであり、作業能率が悪くて路盤改修
費が著しく高騰する。 一方、営業用軌道の改良工事に於いては、一晩
中に施工可能な工事区間が10〜20mと比較的短か
いため、所謂路盤の継目が多数発生することにな
り、ベルト状に連続して均一な強度を有する路盤
を構築し難いという問題がある。 更に、前記コンクリート層を形成する改良方法
は、コンクリート板に亀裂が入つてその割れ目か
ら泥吹きを生じ易く、且つ一旦亀裂が発生する
と、その補修が著しく困難になるという問題があ
る。 これに対して、近年新規に鉄道を建設する場合
に、粒度調整をした鉱滓を使用して軌道用路盤を
強化する方法が開発され、使用に供されている。 即ち、第３図に示す如く、路床土１の上にしや
断層（路床が粘性土の場合）２を形成し、更にそ
の上に粒度調整砕石３と粒度調整鉱滓４を敷設し
た後、該鉱滓層４の外表面にアスフアルト乳剤層
５を敷設する。 前記アスフアルト乳剤層５によつて鉱滓層４内
の水分蒸発を防止しつつ、大型ローラ等で該鉱滓
層４を10％前後の水分含有状態で何回も締め固め
ることにより、所謂鉱滓の水硬性によつてこれが
凝結硬化し、数ケ月後には圧縮強度が60Kg／cm²程
度に達すると共に、その後も長期に亘つて硬化が
促進され、最終的には100〜120Kg／cm²の圧縮強度
が達成される。 又、凝結硬化した鉱滓層４は、路床土からの噴
泥を防止すると共に道床砕石の減込みの防止、荷
重の均等分散による路床変位の軽減、雨水浸透の
減少による路盤状態の良好化等の作用を行ない、
軌道に多くの好影響を与える。 しかし乍ら、前記粒度調整鉱滓層４が完全に凝
縮固化するまでには相当の期間を必要とするう
え、適当な水分含有状態で鉱滓を十分に何回も締
め固める必要があり、例えばタイヤローラ（8t〜
20t）による転圧10回、及びマカダムローラ（10t
〜12t）による転圧３〜５回を必要とする。 従つて新規に軌道用路盤を構築する場合には問
題はないが、営業中の鉄道の軌道用路盤の改良に
粒度調整鉱滓を用いるためには、鉱滓の締め固め
方法と、敷設した鉱滓層の継目に改良を加え、凝
結固化に必要とする締め固め時間の短縮と、ベル
ト状に連続した均一な路盤強度の達成を図らねば
ならない。 即ち、従前の様に、タイヤローラやマカダムロ
ーラで何回も粒度調整鉱滓を転圧する締め固め工
法では、作業時間が絶対的に不足し、経済的な路
盤強化が図れないだけでなく、短かい工事区間を
順次施工するため工事継目が多数発生し、鉱滓層
の継目部の強度が不足して継目部分から噴泥を生
じるという問題がある。 （解決すべき問題点） 本発明は営業運転中の鉄道の軌道路盤を粒度調
整鉱滓を使用して改良する場合に於ける上述の如
き問題、即ち、敷設した鉱滓層の搗き固めに時
間がかかり過ぎ、短時間内に施工する必要のある
路盤改良工事には適用し難いこと、短かい工事
区間を順次施工するため、鉱滓補強層の継目部が
多くなり、鉱滓層の継目部の強度が低下して噴泥
を生じ易いこと、等の問題を解決せんとするもの
である。 そして、本発明は、路床土上へ敷設する鉱滓に
予かじめ充分な水分を与え、ランマー等の衝撃力
により鉱滓を転圧する際に鉱滓内部より含有水分
を放出せしめ、該内部放出水分によつて短時間内
に内部から急速な凝結作用を行なわせ、鉱滓層の
最終的な圧縮強度の略70％程度の強度を発揮させ
ると共に、残余の強度を、走行する車輛重量を利
用して転圧して鉱滓を長期に亘つて圧縮硬化させ
ることにより発揮させ、これによつて路盤改良作
業の大幅な時間短縮を図り、営業中の軌道用路盤
の改良に鉱滓の使用を可能とし軌道用路盤の改良
方法を提供するものである。 前記目的を達成するため、本願発明者は粒度調
整鉱滓の水和反応による硬化機構に関する検討と
硬化試験を繰り返し、その結果から下記の事象を
知得した。 従前の鉱滓を敷設した後、加水をしながら時
間をかけてタイヤローラ等で転圧する方法であ
つては、水和反応による凝結硬化が鉱滓粒子の
外表部より内方へ向つて徐々に進行し、硬化に
相当長時間を必要とすること。 これに対して、敷設する前の鉱滓に予かじめ
水分を十分に含ませ（例えば、５〜10時間前よ
り連続的に加水して鉱滓を水漬けしておき、路
床土へ敷設する約２時間位い前に、加水を止め
て鉱滓中の遊水を無くす）、敷設した後これを
ランマー等の衝撃力によつて４〜５回転圧する
と、衝撃によつて鉱滓粒子内部から含有水分が
放出され、所謂水和反応による凝結作用が鉱滓
粒子層の内部より進行して極めて短時間内に凝
結並びに減容し、最終硬化時に於ける圧縮強度
の70％程度の圧縮強度（約70Kg／cm²）が転圧後
数時間で得られること。 数日前に施工された鉱滓層であつても、ラン
マー等で転圧した鉱滓層の端部を再度破砕し、
これに十分な加水と十分に水分を含んだ新たな
鉱滓の混合をして転圧すれば、破砕された鉱滓
層が凝結作用の進行過程中であるため連続した
ベルド状の鉱滓層となり、強度的に全く劣るこ
との無い継目部が形成できること。 ランマー等の衝撃力によつて４〜５回転圧
し、且つ短時間内に凝結並びに減容せしめた鉱
滓層に対して、継続的に一定の圧縮・振動加重
を加えることにより、粒度調整鉱滓の水硬性が
引き続き継続的に発揮され、３〜４ケ月後に
は、大型ローラ等により敷設時に鉱滓全層を均
等に締め固めした場合と同等の圧縮強度（約
100〜120Kg／cm²）が得られること。 又、鉱滓層の上に弾力性を有するシート材を敷
設した場合でも、継続的に一定の圧縮・振動荷重
を加えることにより、粒度調整鉱滓は水硬性が引
き続き継続的に発揮され、所定の最終圧縮強度に
到達すると共に、車輛走行時の騒音が大幅に低減
されること。 尚、前記事象は、鉱滓を最初に道路舗装等に使
用した当時、十分な初期転圧が機械力の不足によ
り行なえなかつた場合でも、通行車輛の重量によ
り徐々に鉱滓が締め固められ、２〜３ケ月後には
強固な鉱滓舗装が得られていたことと軌を一にす
るものである。 （問題点を解決するための手段） 本願第１発明は、営業中の鉄道の軌道用路盤を
一定の区間づつ時間を置いて連続的に改良する方
法に於いて、前記路盤の軟弱部の路床土を一定の
深さに亘つて取り除き、その後予かじめ充分に加
水した粒度調整鉱滓を敷設してランマー等の衝撃
力により転圧し、転圧により鉱滓中より水分を押
し出して粒度調整鉱滓を内部より均一且つ短時間
内に凝結させると共に、前記転圧した粒度調整鉱
滓の上方に直接又は弾性材製のシート材を介設し
て道床砕石若しくは剛質ブロツク等を敷設し、走
行する車輛の重量によつて前記道床砕石層若しく
は剛質ブロツク等を介して粒度調整鉱滓を加圧圧
縮することにより、短時間で凝結・減容せしめた
前記鉱滓層を更に長期に亘つて完全に凝結硬化さ
せることを、発明の基本構成とするものである。 又、本願第２発明は、営業中の鉄道の軌道用路
盤を一定の区間づつ時間を置いて連続的に改良す
る方法に於いて、前記路盤の軟弱部の路床土を一
定の深さに亘つて取り除き、その後予かじめ充分
に加水した粒度調整鉱滓を敷設してランマー等の
衝撃力により転圧し、転圧により鉱滓中より水分
を押し出して粒度調整鉱滓を内部より均一且つ短
時間内に凝縮させると共に、次の区間の粒度調整
鉱滓の敷設に際しては、施工済み区間の凝結鉱滓
の端部を破砕してこれに加水及び新たな含水鉱滓
を撹拌混合した後転圧し、前記転圧した粒度調整
鉱滓の上方に直接又は弾性材製のシート材を介設
して道床砕石若しくは剛質ブロツク等を敷設し、
走行する車輛の重量によつて道床砕石層若しくは
剛質ブロツク等を介して粒度調整鉱滓を加圧圧縮
することにより、短時間で凝結・減容せしめた前
記鉱滓層を更に長期に亘つて完全に凝結硬化させ
ることを、発明の基本構成とするものである。 （作 用） 予かじめ飽和状態にまで加水され且つ長時間そ
の状態に保持された粒度調整鉱滓は、ランマー等
により衝撃性の圧縮力を加えられることにより内
部の含有水分が容易に押し出され、所謂水和反応
が急激に進行してその水硬性が現出する。その結
果、敷設された鉱滓は短時間内に凝結・減容さ
れ、ランマー等による４〜５回の転圧で最終強度
の約70％程度の圧縮強度が得られると共に、約25
cm位いの鉱滓厚さが、約20cm位いの厚さに減容す
る。 一方、車輛が通ることにより、車輛重量による
振動荷重が道床砕石層等を介して直接又はシート
材を介設して鉱滓層へ伝えられ、長期に亘つて鉱
滓層の圧縮が行われる。その結果、鉱滓層は極め
て効率よく均等に車輛重量によつて圧縮され、こ
れによつて凝結硬化が引き続き促進され、３〜４
ケ月後には100〜120Kg／cm²の圧縮強度を有する強
固なベル状の鉱滓路盤が形成される。 （実施例） 第１図は本発明を実施した鉄道用軌道の縦断面
図であり、図に於いて６は路盤、７は粒度調整鉱
滓、８は道床砕石、９は軌道ブロツク等の剛質踏
切、１０はPC枕木、１１はレールである。 第１図を参照して、本発明により鉄道用軌道の
軟弱路盤部分（例えば踏切部分等）を改良する場
合には、先ず軟弱路盤部分の道床砕石８の上層部
を取除き、その間の枕木１０を弛めて一側へ押し
寄せるか、又は一時的に撤去する。次に、枕木１
０下方の道床砕石８及びその直下の路盤を約200
〜250mmの深さに亘つて鋤取り除外する。 路盤の鋤取りが完了すれば、該路盤の鋤取部へ
予かじめ長時間（２〜15時間）水漬け状態にして
十分に含水せしめた粒度調整鉱滓７を20〜25cmの
厚さに敷設し、ランマー等によりその表層部を３
〜５回搗き固める。尚、ランマーとしては、オイ
ル自動潤滑型の重量80〜100Kg、振動数550〜600
回／分位いのものが最適である。 前記粒度調整鉱滓７としては、下表の如き粒度
分布を有する鉱滓の使用が望ましい。

【表】 前記粒度調整鉱滓は多孔質であり、ランマーに
よる搗き固めにより圧密されるため、鋤取つた路
盤体積の約1.1〜1.3倍程度の鉱滓量を敷均す。 例えば、作業開始の５〜６時間前に鉱滓を水漬
けにして十分に加水し、該鉱滓を敷設（鉱滓層７
の敷設厚さ20cm）して、前記ランマーによつて４
回ほど搗き固めした場合、鉱滓層の厚さは略14cm
程度にまで搗き固められ、且つ敷設から２時間経
過後には、約60Kg／cm²の圧縮強度を発揮する程度
にまで凝結する。 鉱滓７の敷均し及び鉱滓表層部のランマー等に
よる搗き固めが完了すれば、鉱滓層７の上方に道
床砕石８を厚さ250mm程度敷設する。 敷設した道床砕石８の敷均しが終れば、最後に
前記枕下１０を所定位置へ引戻し、これをレール
１１へ締付固定したあと、道床砕石８の増し敷き
及び道床の搗き固めを行なう。 前述の如き工程を長さ10〜20m区間を一単位と
して毎日順次繰り返すことにより、所定長さの軌
道路盤の改修が行なわれる。 又、前夜に施工した区間に引き続いて新しい区
間を施工する場合には、先きに施工した半硬化状
の鉱滓層の端部を20〜30cm長さに亘つて破砕し、
これに加水をすると共に、水分を十分に加えた新
たな鉱滓を撹拌混合して転圧する。半硬化状の鉱
滓は凝結反応の進行過程中であるため、これに加
水した新たな鉱滓を撹拌混合することにより、当
該混合物を中間にして、先きに施工した鉱滓層と
後で施工した鉱滓層との凝結反応の連続性が保持
され、硬化反応が完結した段階に於いては、中央
部と同等の機械的強度を有する鉱滓層の継目部が
得られる。即ち、鉱滓層は連続したベルト状の強
固な層となる。 尚、本発明工法により路盤改良を行なう場合に
は、本願発明者が先きに開発した道床更換機用運
搬車（実願昭59−17271号）を使用してパワーシ
ヨベル等を軟弱路盤部分へ搬入するか、又は自走
型道床交換機（特願昭55−125415号）を利用する
のが最も理想的である。 前記路盤の改良用に敷設された粒度調整鉱滓
は、敷設直後に於いては末だ所謂水和反応による
凝結硬化を十分且つ完全に起していないが、車輛
が通ることにより、道床砕石８を介して、下方の
鉱滓層７が長期に亘つて平均的に圧縮転圧され、
該圧縮力を受けつつ順次凝結硬化されることにな
る。 即ち、レール１１を車輛が走行することにより
該車輛の重量が道床砕石層８を介して鉱滓層７に
伝えられ、道床砕石層８の上・下振動により鉱滓
層７が圧縮転圧されることになる。 一方、鉱滓層７内には、鉱滓の敷設時に予かじ
め水和反応に必要な量の水が加えられており、且
つ鉱滓層７の表層部は鉱滓の敷設時に搗き固めら
れているので水分の蒸発が防止されている。又、
雨水等によつて適宜鉱滓層７内へ加水されるた
め、時間の経過と共に前記車輛重量による圧縮転
圧を受けつつ、鉱滓層７は内方部から硬化が連続
的に進行し、３〜４ケ月後には100〜120Kg／cm²程
度の圧縮強度を有する極めて強固な鉱滓路盤が形
成されることになる。 尚、前記鉱滓層７の凝結硬化に伴なつて鉱滓層
７は１〜1.5mm程度圧縮され、僅かな線路の沈下
を生ずる場合がある。 しかし、線路の沈下は通常１mm程度であり、道
床砕石の追加並びに搗き固めにより線路の沈下分
を補修する必要は全く無い。 第２図は、本発明の第２実施例を示すものであ
り、鉱滓層７と道床砕石８の間に弾力性を有する
シート材１２が敷設されている。 前記シート材１２は合成ゴム等の弾力性を有す
るプラスチツク材から形成されている。 当該シート材１２は所謂防音の機能を果すもの
であり、道床砕石８を介して鉱滓層７へ伝えられ
る振動がシート材１２によつて吸収され、鉱滓層
７が凝結を完了して硬質層となつても、振動騒音
の発生が完全に防止される。 尚、当該シート材１２には、必要に応じて通水
孔を形成しておいてもよいことは勿論である。 （発明の効果） 本発明に於いては、予かじめ鉱滓を水漬けにし
て十分に水分を含有せしめると共に、敷設した鉱
滓層７の全層を大型土木機械を用いて一度に転圧
するのではなしに、敷設時にはランマー等の衝撃
力によつて搗き固めることにより、早期に最終強
度の約70％位いの強度にまで凝結・減容させ、そ
の後、車輛重量を利用して長期に亘つて連続的に
鉱滓層の圧縮硬化を行なうことにより、最終硬化
に至らせる構成としている。従つて、鉱滓層７の
転圧に必要な作業時間が従前に比較して著しく短
かくなると共に、ランマーの衝撃力による転圧に
より内部含有水が内部から押出され、鉱滓の凝結
反応が著しく促進されて最終強度の約70％（約70
Kg／cm²）の圧縮強度が得られるため、営業線であ
つても、鉱滓による経済的な軌道路盤の改良工事
が可能となる。 また、凝結硬化した鉱滓層７は、適当な可撓性
を有するために車輛振動等によつてクラツクが発
生することはなく、また万一クラツクが発生して
も、水が供給されることによつて水和反応が再開
され、クラツクが修復されるため、泥吹き現象が
絶対に再発しない利点がある。 更に、鉱滓スラブは、水分は透過するが泥を透
過させないという特性がある。従つて路盤粘度が
泥となつて軌道上へ噴出することが皆無となると
共に、道床砕石が微砕化されてもこれが泥化する
ことは無くなり、所謂道床上への噴泥現象が皆無
となる。 そのうえ、弾力性を有するシート材１２を鉱滓
層７上へ敷設した場合には、振動騒音が大幅に低
下すると共に、前記シート材１２がセパレータの
作用をし、鉱滓層７と道床砕石層８とが一体とし
て上下動せずに夫々別体となつて上下振動する。
その結果、砕石層８が転圧子と同様の機能を果
し、鉱滓層７が能率よくしかも均等に長期に亘つ
て圧縮され、より強固な鉱滓スラブが形成される
ことになる。 加えて、本願第２発明では、先きに施工した鉱
滓層の端部を破砕し、これに加水をすると共に十
分に加水した新たな鉱滓を撹拌混合した後転圧し
て、後に施工する鉱滓層との継目部としているた
め、鉱滓層が完全に凝結した段階に於いては、鉱
滓層は連続した一枚のベルト状となつて継目部と
その他の部分の機械的強度が全く均一となり、短
かい工事区間の連続的施工に極めて好都合であ
る。 本発明は上述の通り、営業中の鉄道の軌道路盤
を深夜の運転休止中等の短時間内に改良するうえ
で、極めて高い実用的効用を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明を実施した鉄道用軌道の一
実施例を示す断面図である。第２図は本願発明を
実施した鉄道用軌道の他の実施例を示す断面図で
ある。第３図は従前の鉱滓を利用した新設軌道の
断面図である。 ６…路盤、７…粒度調整鉱滓層、８…道床砕石
層、９…軌道ブロツク、１０…枕木、１１…レー
ル、１２…シート材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 営業中の鉄道の軌道用路盤を一定の区間づつ
   時間を置いて連続的に改良する方法に於いて、前
   記路盤の軟弱部の路床土を一定の深さに亘つて取
   り除き、その後予かじめ充分に加水した粒度調整
   鉱滓を敷設してランマー等の衝撃力により転圧
   し、転圧により鉱滓中より水分を押し出して粒度
   調整鉱滓を内部より均一且つ短時間内に凝結させ
   ると共に、前記転圧した粒度調整鉱滓の上方に直
   接又は弾性材製のシート材を介設して道床砕石若
   しくは剛質ブロツク等を敷設し、走行する車輛の
   重量によつて前記道床砕石層若しくは剛質ブロツ
   ク等を介して粒度調整鉱滓を加圧圧縮することに
   より、短時間で凝縮・減容せしめた前記鉱滓層を
   更に長期に亘つて完全に凝結硬化させることを特
   徴とする軌道用路盤の改良方法。 ２ 営業中の鉄道の軌道用路盤を一定の区間づつ
   時間を置いて連続的に改良する方法に於いて、前
   記路盤の軟弱部の路床土を一定の深さに亘つて取
   り除き、その後予かじめ充分に加水した粒度調整
   鉱滓を敷設してランマー等の衝撃力により転圧
   し、転圧により鉱滓中より水分を押し出して粒度
   調整鉱滓を内部より均一且つ短時間内に凝結させ
   ると共に、次の区間の粒度調整鉱滓の敷設に際し
   ては、施工済み区間の凝結鉱滓の端部を破砕して
   これに加水及び新たな含水鉱滓を撹拌混合した後
   転圧し、前記転圧した粒度調整鉱滓の上方に直接
   又は弾性材製のシート材を介設して道床砕石若し
   くは剛等ブロツク等を敷設し、走行する車輛の重
   量によつて前記道床砕石層若しくは剛等ブロツク
   等を介して粒度調整鉱滓を加圧圧縮することによ
   り、短時間で凝縮せしめた前記鉱滓層を更に長期
   に亘つて完全に凝結硬化させることを特徴とする
   軌道用路盤の改良方法。