JPH07310302A - バラスト軌道基礎の補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 道床バラストの不等沈下、バラストの破壊に
よるレールのレベルの不整等を防止し、できる限り道床
のメンテナンスコストを減少させる。 【構成】 バラスト道床軌道において、道床バラストを
除去し、該バラストを互いに点接着する程度の樹脂又は
アスファルトと混合した後、再度道床として構築する方
法、及び、路盤の一部を樹脂、アスファルト、セメント
を混合することによって補強してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バラスト軌道基礎の補
強方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バラスト軌道は、図１に示す通り、路盤
１上にバラスト２よりなる道床を設け、この道床２に枕
木３を埋設し、この上にレール４を敷設したものであ
る。バラストは、雨水の排水を良くすると共に、レール
のレベル調整や列車通過時の振動を吸収する等の機能を
果たしている。また、排水性がよく雑草が少なく、経済
性に優れ、施工も早いという特徴がある。

【０００３】しかし、列車通過時の振動による不等沈
下、バラストの破壊によるレベルの不整が生じ、特に路
盤が土の場合雨水が浸透して路盤が軟弱化し、列車通過
時にバラストが路盤中にめり込んだり、泥が噴出して軌
道が変形し列車の走行安全性を損なうおそれがあるた
め、定期的な保線を必要とする欠点がある。この定期的
な保線は人件費の高騰や、輸送力の増大の要請からくる
保線時間の短縮化等から、軌道はできるかぎりメンテナ
ンスフリーにすることが要望されている。

【０００４】更に、新幹線のように高速の鉄道の場合、
このバラストが列車通過によって飛散することが報じら
れている。これは、バラスト自体が固定されていないた
めと、想像もしない力がかかるためである。バラスト自
体は、直径が２〜５ｃｍ程度の石（砕石）であり、通常
は簡単には飛散しないが、石と石の接触の仕方、上部か
らの荷重の掛り方によっては思わぬ方向、速度で飛散す
る場合がある。よってこの観点からは、バラストは固定
することが望ましい。

【０００５】このような要望から、バラストの道床の表
面を樹脂によって被覆することが提案された。しかし、
これでは透水性がまったくなく、且つ振動による変形に
も対処できなかった。また費用も大きく人件費以上であ
る。

【０００６】また、バラストの間隙に樹脂を完全に充填
する方法も提案された。しかし、これでは、樹脂が多量
に必要となり費用はより大きくなる。また、溶媒系の樹
脂では内部の乾燥が難しく、また無溶剤型等では粘度が
高く内部まで充填することができない。

【０００７】そこで、空隙を有しながら、樹脂によりバ
ラスト同士を結合させる方法が新たに考案された。これ
によると、透水性も確保され、弾性もある程度あり、樹
脂量もある程度は抑えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法であっても、硬化の容易性と充填の容易性の両方を満
足する樹脂はなく、実際には実施できなかった。また、
薄く塗布することが非常に難しいことと、どうしても樹
脂は高価であることも実施されていない原因の１つであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような現状に鑑み、
本発明者は鋭意研究の結果本発明方法を完成させたもの
であり、その特徴とするところは、バラスト道床軌道に
おいて、道床バラストを除去し、次いで路盤の一部を除
去し、樹脂、アスファルト又はセメントと混合し再度埋
め戻し、次いで該バラストを互いに点接着する程度の樹
脂又はアスファルトと混合した後再度道床として構築す
る点にあり、他の態様としては、バラスト道床軌道にお
いて、道床バラストを除去し、次いで路盤を攪拌しなが
ら樹脂、アスファルト又はセメントと混合し補強し、次
いで該バラストを互いに点接着する程度の樹脂又はアス
ファルトと混合した後再度道床として構築する点にあ
り、更に他の態様としては、バラスト道床軌道におい
て、道床バラストを除去し、該バラストを互いに点接着
する程度の樹脂又はアスファルトと混合した後再度道床
として構築する点にある。

【００１０】道床とは、バラスト（２〜５ｃｍ程度のサ
イズの砂利）により台形状に構築されたものである。道
床の除去は、人手によっても、機械で行なってもよい。
しかし、その後の工程でこのバラストを樹脂等と混合す
るため、機械で所定の容器に移し取っていくのが便利で
ある。

【００１１】路盤の一部は、その範囲や深さについては
特別限定するものではないが、通常は道床の下方２０〜
５０ｃｍ程度までの部分で、道床の下方だけでなく、そ
の周囲部も含めるものである。

【００１２】路盤の一部と混合する樹脂は、特に限定す
るものではなく、熱可塑性樹脂、反応硬化型樹脂等どの
ようなものでもよい。中でも、ＭＭＡ樹脂（メチルメタ
クリレート）やアクリル系エマルジョン樹脂が好適であ
る。

【００１３】樹脂やアスファルト、セメント等との混合
は、どのような方法でもよいが、加熱容器の中で回転混
合するか、攪拌混合するのが便利である。勿論、樹脂や
アスファルトは噴霧方式でもよい。セメントの場合に
は、粉体であるため路盤に水分が多い場合に好適であ
る。

【００１４】ここで使用するアスファルトとしては、所
謂フォームドアスファルトが好適である。フォームドア
スファルトとは、加熱（１５０〜１８０℃程度）したア
スファルトを水又は水蒸気とともに噴射するもので、水
の場合アスファルトの１〜２％添加するだけで、その水
が蒸発して膨張しアスファルトが２０〜３０倍に発泡膨
張するものである。これは、元来アスファルトを薄く塗
布するための技術であり、水とアスファルトの比等は自
由である。よって、路盤とも非常に少量で均一に混合で
きる。また、これに補強剤としてエマルジョン系の樹脂
を混合してもよい。

【００１５】樹脂やアスファルト、セメントの混合量
は、路盤の土壌の粒子のサイズ、即ち、砂状か粘度状か
の程度によって異なる。しかし、通常は３〜１０重量％
程度である。また通過する列車の種類、即ち新幹線のよ
うな重量のある高速列車と、通常のものとでは、その要
求する強度が異なる。よって、それらを考慮して決定す
ればよいということである。また、アスファルトとセメ
ント等２種を混合して用いてもよい。

【００１６】路盤の埋め戻しは、上記の通り樹脂等と混
合した路盤の土壌を、再度元の場所に埋め、元と同じ状
態に戻すことを言う。しかし、厳密に同じ場所に戻すと
いう意味ではない。勿論、量が多ければ少なくし、少な
ければ補充することは当然である。

【００１７】路盤の掘り起こし、除去、樹脂混合、埋め
戻しは、上記のような手順であるがこれを１台又は複数
の機械によって行なってもよい。即ち、バラストを除去
した後、この装置が走行するだけで、この１連の工程を
行なうものである。よって、路盤を掘り起こす装置、そ
れをすくい上げる（又は吸引する）装置、すくい上げた
土壌を保持する容器、その容器内で樹脂と混合する装
置、そしてそれを埋め戻す装置を有する機械である。こ
のような装置は、現在使用されているアスファルト舗装
の補修機械と同様のものである。即ち、古くなったアス
ファルト道路を掘り起こし、それをすくい上げて、容器
内で新規のアスファルトと混合し、それを道路上に敷設
し、展圧仕上げする装置である。この装置を、本発明の
自動化法に利用するのである。

【００１８】次に除去したバラストであるが、これも樹
脂又はアスファルトで補強する。即ち、除去したバラス
トを、バラスト同士が点接着する程度に樹脂等と混合す
るのである。点接着とは、石と石を点で接着することを
いい、石と石の間隙をすべて埋め尽くしていない状態を
言う。バラストの上方では水が下方にすぐに浸透しなけ
ればならない。これは軌道内に水を溜めないためであ
る。よって、表面に膜ができ、水の浸透性を妨げるよう
なことは避けなければならない。このため、表面で石同
士は固着するが余分な液は下方に浸透し、水の通過する
間隙を埋めないようにしなければならない。

【００１９】使用する樹脂は、どのようなものでもよい
が、前記同様熱可塑性樹脂、反応硬化型樹脂、中でも、
ＭＭＡ等のアクリルのエマルジョン系のものが好適であ
る。また、アスファルトも、前記のアスファルト同様、
フォームドアスファルトが好適である。樹脂やアスファ
ルトについては、列車による荷重を吸収するため、ある
程度の弾性を有しなければならない。また、一旦接着が
切れた場合でも、熱等により簡単に再接着できものが望
ましい。このような物質を種々研究し、遂にこのアクリ
ルエマルジョンやフォームドアスファルトに到達したも
のである。特にフォームドアスファルトが好ましい。

【００２０】このフォームドアスファルトは、通常の樹
脂と比較して非常に薄く塗布できることと、安価である
ことが大きな特徴である。樹脂の場合、薄く塗布する場
合には溶剤系のものでは溶剤が揮発し環境汚染となる。
また、加熱溶融系のものではいくら加熱してもそのよう
に薄く塗布することはできない。反応硬化型のプラスチ
ック等ではなおさらである。このフォームドアスファル
トは、それが噴霧方式で塗布されることと、非常に薄く
塗布できることから、バラストを点接着するのに非常に
優れている。

【００２１】このバラストと樹脂等の混合比率は、上記
した通り点接着できる程度であるがこれはバラストのサ
イズによって異なるものであるが、通常はバラストの３
〜１０重量％を混合する。

【００２２】この点接着された状態のバラストを用い
て、再度道床を構築するのであるが、これも通常の方式
でよい。勿論、樹脂等が硬化する前に構築する。

【００２３】次に本発明の別の態様として、路盤は除去
せずに、その位置でスタビライザーにより土壌改良して
もよい。即ち、土壌を攪拌しながら土壌固化材や樹脂、
アスファルト等を混合し、それによって地盤を補強する
のである。この方法では、路盤の土壌を持ち上げる必要
がなく、工事が簡単である。スタビライザーを使用する
方法は、通常の土壌固化材を用いた表層地盤の改良方法
と手法としてはまったく同一であり、同じ装置が使用で
きる。その他の方法は前記した本発明の第１の態様と同
様である。

【００２４】また、路盤のない軌道、即ち高架線等は、
コンクリートの基礎上に直接バラスト道床が構築又は充
填されている。このような場合には、本発明の第１及び
第２の態様のような路盤の補強は不要なので、第３の態
様の通り、バラスト道床のみを補強する。補強の方法
は、第１及び第２のバラスト補強と同様である。このよ
うな路盤のない軌道基礎においても、バラスト道床のメ
ンテナンスやバラストの飛散防止が必要なことは同様で
あるためである。

【００２５】

【実施例】以下図面に示す実施例により本発明の手順の
１例を説明する。図１は、補強前のバラスト軌道の断面
図である。路盤１上にバラストによる道床２が構築さ
れ、その上に枕木３とレール４が敷設されている。図２
は、この状態からレール４、枕木３及びバラスト２を除
去し、路盤１を露出させた状態である。

【００２６】図３は、この路盤１から、バラスト２の下
部に当たる部分の土壌を除去したところである。そし
て、その除去した土壌を樹脂と混合する。樹脂と混合
（ここではアクリルエマルジョン系の樹脂を、５％混
合）して補強された土壌５を図３の除去した部分に再度
埋め戻した所を図４に示す。次いで、別途除去したバラ
ストを樹脂と、点接着する程度に混合（ここではアクリ
ルエマルジョン系の樹脂を、３％混合）し、補強バラス
ト６を準備しておき、それを用いて道床を構築したとこ
ろを図５に示す。これで、基礎の補強は終了であり、そ
の後、枕木やレールを敷設すれば完成である。

【００２７】図６は、バラスト２の部分拡大断面図であ
る。個々の石７の周囲に樹脂又はアスファルト８が付着
し、石同士を固定しているが、間隙は多数残存し水の浸
透性は確保しているのが分かる。

【００２８】図７は、本発明の第１の態様、即ち路盤の
土壌を除去せず、その場で攪拌と樹脂等の混合を行なう
場合に用いるスタビライザーのローター部分を示す。ロ
ーター９が回転すると土壌を攪拌し、それと同時に樹脂
がノズル１０から噴霧され土壌と混合される。これはフ
ード１１内で行われ粉塵の飛散を防止している。これが
通過すると、補強された土壌となるのである。ノズル１
０から、ファームドアスファルトを噴霧する場合には、
通常の加熱設備、水ライン等を接続することは言うまで
もない。

【００２９】

【発明の効果】本発明方法によると、以下のような利点
がある。 バラストと路盤が充分に補強され、ほとんど保線の
必要はない。即ち、メンテナンスフリーである。第１の
態様（本発明の第１の方法）においては、路盤土壌が樹
脂等と充分に混合され、通常の上部からの噴霧方式では
浸透しない深さにまで樹脂等が到達している。 バラストは樹脂又はフォームドアスファルトで固定
されており、それが弾性を有するため、列車による衝撃
等は充分吸収できる。 バラストの石の固定は点接着で行なわれているた
め、透水性は損なわれていない。 バラストが固定されているため、それが列車通過に
よる振動等で飛散するという危険性はほとんどない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施前のバラスト軌道の断面図である。

【図２】本発明の１例の手順の１部を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の１例の手順の１部を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の１例の手順の１部を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の１例の手順の１部を示す断面図であ
る。

【図６】バラストの部分拡大断面図である。

【図７】本発明に使用する機器の１部の断面図である。

【符号の説明】

１ 路盤 ２ バラスト ３ 枕木 ４ レール ５ 補強された路盤土壌 ６ 補強されたバラスト ７ 石 ８ 樹脂等の層 ９ ローター １０ ノズル １１ フード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バラスト道床軌道において、道床バラス
   トを除去し、次いで路盤の一部を除去し、樹脂、アスフ
   ァルト又はセメントと混合し再度埋め戻し、次いで該バ
   ラストを互いに点接着する程度の樹脂又はアスファルト
   と混合した後再度道床として構築することを特徴とする
   バラスト軌道基礎の補強方法。
2. 【請求項２】 バラスト道床軌道において、道床バラス
   トを除去し、次いで路盤を攪拌しながら樹脂、アスファ
   ルト又はセメントと混合し補強し、次いで該バラストを
   互いに点接着する程度の樹脂又はアスファルトと混合し
   た後再度道床として構築することを特徴とするバラスト
   軌道基礎の補強方法。
3. 【請求項３】 バラスト道床軌道において、道床バラス
   トを除去し、該バラストを互いに点接着する程度の樹脂
   又はアスファルトと混合した後再度道床として構築する
   ことを特徴とするバラスト軌道基礎の補強方法。