JPH0769698A

JPH0769698A - 鉄道用急硬性セメント瀝青グラウト材とその施工方法

Info

Publication number: JPH0769698A
Application number: JP18719092A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayakawa; 允早川; Masanobu Koseki; 昌信小関; Shigeru Miura; 重三浦; Katsutoshi Ando; 勝敏安藤; Yutaka Harada; 豊原田; Kenji Kobayashi; 建次小林; Kenkichi Hirano; 健吉平野; Masao Matsumoto; 雅夫松本; Takehiko Tokoro; 武彦所; Norio Takahashi; 則雄高橋
Original assignee: NIPPON SOGO BOSUI KK; Toa Doro Kogyo Co Ltd; Railway Technical Research Institute; Denki Kagaku Kogyo KK; East Japan Railway Co
Current assignee: NIPPON SOGO BOSUI KK; Toa Doro Kogyo Co Ltd; Denka Co Ltd; Railway Technical Research Institute; East Japan Railway Co
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1995-03-14
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2648653B2

Abstract

(57)【要約】【目的】鉄道用急硬性セメント瀝青グラウト材の注入
施工方法において、グラウト材を二液に分けて別々に圧
送し、先端部で両液を混合、注入する場合、ミキサ内で
両液の混合比を一定とし、短・長期強度のばらつきや材
料分離の発生をなくして均質性を向上させ、また、作業
終了後各ホース内の残材処理に際して残留砂による屈曲
部の閉塞事故を除いて長距離圧送を可能にすることを目
的とする。【構成】急硬性混和材を、カルシウムアルミネートと
石膏の配合物にシリカ質成分を主体とする無機微粉末を
配合してなる混合物とし、また、グラウト材をセメント
瀝青系モルタル液と、急硬材系スラリーとの二液に分
け、各液を別の流路で圧送し、ホース先端部で連続混合
式ミキサにより、混入し、注入する。さらに、上記両圧
送系統の他に水の圧送系統を増設し、注入作業終了後、
両圧送系統をこの水の圧送系統により順次分割洗浄する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道の軌道用填充材と
その施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バラスト道床軌道は、敷設後に突き固
め、狂いの整正、バラストの交換等その保守作業に多大
な労力を必要とし、また、人手不足、作業者の高齢化、
賃金の高騰等の問題に対処するために各種の省力化軌道
が実現し、種々の填充材が使用されるようになってき
た。

【０００３】その代表例として、営業線用省力化軌道で
は舗装軌道や填充道床軌道があり、それぞれの軌道構造
に適する性能をもった填充材が使用されている。それら
は、いずれも営業線の短い線路閉鎖時間内でバラスト内
に注入し、列車荷重に耐える強度を速く発現させるため
に、急硬性セメント瀝青グラウト材（特許第８５４８９
４号）等を使用することが必須となっている。

【０００４】さらにその施工方法には、二つの方法が採
用されている。その一つは、填充材が急硬性のため、ミ
キシング装置を積載した移動プラント車を用い、全材料
を一括混練りした後直ちに隣接線から施工現場のバラス
ト内に流し込む直接注入方式である。他の一つは、填充
材をＡ液とＢ液とに分け、別々に混練り、圧送し、その
先端で両液を動力攪拌のバッチ式ミキサで混合してバラ
スト内に流し込むポンプ圧送方式である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】急硬性セメント瀝青グ
ラウト材の注入施工においては、短時間に所要の耐荷力
を得なければならないため、注入可能な流動性を保持し
ている時間（可使時間）をできるだけ短縮した配合処方
が使用される。したがって、直接注入方式では混練りし
たグラウト材を全部排出していないときにゲル化が起こ
り易く、そのためにミキサ内で固結するトラブルが発生
した。また、移動プラント車を使用するため、その留線
基地が必要となり、それに伴って基地から施工現場まで
の入・退線に時間を必要とし、施工延長の短縮や能率低
下を招く等の問題がある。

【０００６】他方、ポンプ圧送方式では、グラウト材を
Ａ液とＢ液とに分けて別々に圧送するが、両液共高い流
動性のため、圧送中にブリージング（浮水）や材料分離
が発生したり、急硬材の量の変動により短・長期強度の
ばらつきが大きくなり、均質性に欠ける問題がある。ま
た、Ａ液とＢ液とを、圧送ホースの先端において攪拌羽
根を動力で回転するバッチ式ミキサで混合するため、台
車、ミキサ、混合液の各重量と混練り時の振動で軌道に
狂いをおこす問題がある。加えて、ミキサ内において、
Ａ、Ｂ各液は必ずしも先入、先出の順序とならないた
め、両液混合比率の変動による硬化体品質のばらつきや
旧液残留によるミキサ内でのグラウト材の固結事故が発
生する問題がある。

【０００７】さらに、圧送作業終了時にはＡ液とＢ液と
が圧送ホース内に残っているのが通例であり、この残材
は水洗により廃液として処理している。長距離圧送の場
合、Ａ液ホース内の希釈された廃液は、セメント瀝青部
のペースト部分がまず流出し、その後に砂が残留してし
ばしばホース閉塞を起こすため、グラウト材の圧送距離
の限度は概ね２００ｍ以下に規制されるために、ポンプ
設置場所からの施工延長が短縮すると共に施工能率が低
下する問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、鉄道用急硬性
セメント瀝青グラウト材のポンプ圧送注入に際して、長
距離圧送ができるように流動性を一定時間確保（ゲル化
を防止）し、能率的に施工ができしかも所要の短、長期
強度を有する均質的な硬化体を得ることができるように
したものである。

【０００９】すなわち、グラウト材をセメント瀝青系モ
ルタルのＡ液と、急硬材系スラリーのＢ液とに分けて混
練りする。このＡ液には水、セメントの水和反応を遅延
させる凝結調節剤、抱き込み気泡を破泡・微小化する消
泡剤、セメントとの混合性のよい瀝青乳剤、セメントや
瀝青乳剤等と混合性のよい高分子系乳剤、強度を付与す
るセメント、経済性に寄与する細骨材および充填性を高
める発泡剤等を使用する。他方、Ｂ液には水、急硬性混
和材の水和反応を遅延させる凝結調節剤、スラリーの均
質性を改善しかつ短時間に高強度を発現する急硬性混和
材を使用する。

【００１０】上記したＡ液とＢ液はそれぞれ別々のミキ
サで混練りすることにより、一定時間（６０分以上）ゲ
ル化しない状態となる。各液は別々に圧送することによ
り、いずれも材料分離がなくかつ長距離圧送ができる。
したがって、填充施工の軌道または軌道外のいずれの場
所からもグラウト材を供給できるため、複線区間はいう
までもなく単線区間でも施工が可能となる。また、ミキ
シングプラント車の入・退線作業が省けるために終電か
ら始発までの線路閉鎖間合における注入作業の実稼働時
間が延伸することになる。

【００１１】つぎに、圧送ホースの先端部に取り付けた
ハンディタイプの特殊な連続式ミキサでＡ・Ｂ両液を混
合することにより、均質的な急硬性セメント瀝青グラウ
ト材を連続的に製造することができる。また、混合され
たグラウト材は混練り後１０秒〜３０分間程度バラスト
内に注入可能な流動性を保っているため、自然流下の注
入方式でバラスト間隙に完全に充填することがきる。

【００１２】充填後極めて急速に硬化するため、短時間
で列車荷重に耐える填充層を形成し、軌道狂いを防止す
ることができる。加えて、連続式ミキサは軽量かつ小型
であるため、人手で容易に運搬でき、連続的な注入作業
ができる等の効果により施工能率が著しく向上する。さ
らに、Ａ液、Ｂ液の圧送系統の他に水の圧送系統を設け
る。これは、注入作業終了時に必要不可欠の工程となっ
ているＡ・Ｂ各液のホース内残材を洗浄処理するための
設備である。この水系統により、Ａ液ホース内の残材は
ポンプ側（ミキサ側）から順次に約２００ｍ毎に分割し
て洗浄し、Ｂ液ホース内の残材は一括洗浄または分割洗
浄すると、両液ホースは長距離の場合にも何らの支障な
く廃液処理をすることができる。また、この分割洗浄方
式は、上記した分割区分を増やすことにより、従来の圧
送限界を著しく増加し、長距離の圧送施工が可能となっ
た。

【００１３】なお、Ａ液ホース内残材の洗浄を行うに当
たり、水に代えてベントナイトまたはその他の粘土鉱物
を適当量水に溶解させた揺変性を有する懸濁液を用いる
ことにより、廃液中の砂等の沈降物質を押し流しやすく
なり、トラブルなく洗浄することが可能となる。また、
本発明のグラウト材とその施工方法は、省力化軌道の種
類により要求品質が異なる場合にもＡ、Ｂ各液を構成す
る各材料の配合割合を変えたり各液の圧送量を変えるこ
とにより、いずれの軌道にも適合する急硬性セメント瀝
青グラウト材となる。

【００１４】さらに詳しく以下に説明する。本発明の急
硬性セメント瀝青グラウト材は、特定のセメント、急硬
性混和材、瀝青乳剤、高分子系乳剤、細骨材、凝結調節
剤、消泡剤、発泡剤および水等からなっている。セメン
トとしては、ポルトランドセメント、フライアッシュセ
メント、高炉セメント、シリカセメント、耐硫酸塩セメ
ント、中庸熱セメント、ジェットセメント、アルミナセ
メント等が使用でき、特に急硬性混和材との水和反応性
が優れる普通ポルトランドセメントが好ましい。これは
グラウト硬化体の骨格を形成し、主として強度の確保に
寄与する。

【００１５】急硬性混和材としては、カルシウムアルミ
ネート系鉱物と硫酸カルシウム（石膏）の配合物に無機
微粉末を配合してなる混合物を使用する。カルシウムア
ルミネート系鉱物はCaO とAl₂O ₃ を電気炉等によって
溶融して得られるが、そのCaO 含有量は２０〜７０重量
％であり、好ましくは３５〜６５重量％である。なお、
含有量が２０重量％未満では短時間強度が不足し、７０
重量％より多いと凝結時間のコントロールが困難とな
る。カルシウムアルミネート系鉱物中にはSiO ₂、MgO
等の成分を含んでもよく、無定形物が好ましい。粉末度
は強度発現性を考慮してブレーン値で２０００cm²/g以
上、好ましくは４０００〜８０００cm²/gであるが、さ
らに微粉でもよい。石膏は各種形態のものがあり、いず
れの石膏も使用可能であるが、これらのうちII型無水石
膏が好ましい。カルシウムアルミネート系鉱物と石膏の
割合は、後者が前者に対して０．１〜１０重量％であ
る。それ以外であると、短・長期強度の発現が悪くな
る。

【００１６】無機微粉末は、急硬性セメント瀝青グラウ
ト材の均質性や長期強度の安定性に大きく寄与するもの
であり、使用される材料は高炉スラグ、転炉スラグその
他金属を精製する際に副生するスラグ、活性シリカ、フ
ライアッシュ、火山灰や疑灰岩やけい酸白土等のポゾラ
ン、シリカ質粉末、焼成白土、石灰石、けい藻土および
ベントナイト等から選ばれた１種以上が挙げられる。こ
れらのうち、長期耐久性の面から高炉スラグ、活性シリ
カ、フライアッシュ、焼成白土およびポゾランが好まし
い。また、その粉末度は最大粒径で１mm以下、ブレーン
値で５００〜２０００cm²/gの範囲のものが好ましい。
無機微粉末のカルシウムアルミネート系鉱物と石膏に対
する割合は、前者が後者に対して０．１〜１０重量％、
好ましくは０．３〜５重量％である。

【００１７】これらを混合して成る急硬性混和材は、普
通ポルトランドセメントに対して１０〜５０重量％、好
ましくは１５〜４０重量％配合する。なお、１０重量％
未満では急硬性が不満足となり、５０重量％を超えると
経済的でない。なお、この急硬性混和材は炭酸アルカ
リ、有機酸等の凝結調節剤を配合し、そのスラリーは単
独では６０分以上ゲル化しないように調節して使用す
る。

【００１８】瀝青乳剤としては、瀝青物例えば針入度４
０／６０〜２００／５００程度のストレートアスファル
トを主材とし、これに界面活性剤と多価金属塩を加え、
さらに必要に応じて乳化助剤、分散剤、保護コロイド等
を適宜使用して水中に乳化させたものである。また、瀝
青物にゴム、合成高分子重合体等を添加・混合して改質
された瀝青物を乳化したものを使用することができる。

【００１９】なお、上記した乳剤中の瀝青物含有量は４
０〜７０重量％、特に５５〜６５重量％が好適である。
この際、界面活性剤としてはアニオン系、カチオン系、
ノニオン系のもの１種以上を乳剤中に０．５〜８重量
％、好ましくは１〜５重量％含有させる。多価金属塩と
しては、AlCl₃,FeCl₃ ,CaCl₂ およびMgCl₂ 等の塩化物
を多価金属イオンとして０．０５〜５重量％、好ましく
は０．２〜２．５重量％含有させる。このような瀝青乳
剤を使用することによって従来のものよりセメントとの
混合性および作業性を向上すると共に水和速度を促進さ
せて初期強度を増加させる作用が現れる。

【００２０】瀝青乳剤の使用量は、適用対象の軌道の種
類毎にその要求性能が異なるので、セメントに対する配
合割合を変更させるのが好ましく、例えば舗装軌道の場
合にはセメントに対して１００〜２００重量％、填充道
床軌道の場合には５０〜１５０重量％配合すれば十分で
ある。この際、瀝青乳剤量が少ない配合は、強度は大き
いが可撓性や弾性が劣る性状の硬化組成物となり、乳剤
量が多い場合は上記と反対の硬化組成物を形成するの
で、瀝青乳剤量の増減によって要求性能に適合する硬化
体を選択することができる。

【００２１】高分子系乳剤としては、ゴムラテックス、
合成高分子重合体エマルジョン、合成樹脂エマルジョン
および水溶性高分子重合体等が使用でき、特にはセメン
ト・急硬性混和材・瀝青乳剤等との混合性に優れるＳＢ
Ｒ系ラテックスが好ましい。これはグラウト硬化体内に
存在し、主として脆性や感温性等を改善する働きをす
る。

【００２２】なお、ＳＢＲ系ラテックスに関しても軌道
の要求性能に応じてセメントに対する配合割合を変更す
るのが好ましく、例えば舗装軌道の場合にはセメントに
対して５〜５０重量％、填充道床軌道の場合には１０〜
６０重量％配合すれば十分である。細骨材としては、例
えば川砂、海砂、山砂、硅砂等が使用でき、特には石質
が堅硬で吸水率が小さい硅砂が好ましい。また、細骨材
と共にガラス粉、硅砂粉、硅土、ベントナイト、クレ
ー、石粉、フライアッシュ等のフィラーを使用すること
ができる。

【００２３】凝結調節剤としては、無機塩類と有機酸等
を使用する。無機塩類にはZnCl₂、AlCl₃ 、CaCl₂ 、Mg
Cl₂ 、FeCl₂ 、FeCl₃ 、NiCl₂ 、MgBr₂ 等の無機ハロゲ
ン化物、Na₂SO₄ 、K ₂SO₄ 、NaNO₃ 、NaNO₂ 、KNO
₃、KNO ₂、Ca(NO ₂) ₂ 、Ca(NO ₃) ₂、MgSO₄、F
eSO₄ 、Al₂(SO ₄) ₃、CaB ₄O ₇ 、Na₂B ₄O ₇ 、N
a ₂CO₃ 、K ₂CO₃ 、NaHCO ₃ 、KHCO₃等の硫酸塩、硝
酸塩、亜硝酸塩、硼酸塩、炭酸塩等があり、これらを単
独または併用して用いるが、炭酸塩の含有は好適であ
る。

【００２４】一方、有機酸等としては、グルコン酸、グ
ルコン酸カルシウム、グルコン酸ナトリウム、クエン
酸、クエン酸カルシウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸
等があり、これらを単独または併用して用いる。上記し
た凝結調節剤は、グラウト材のＡ・Ｂ各液およびその混
合液の作業性を調整する目的で使用するものであり、特
にＡ・Ｂ各液に適量添加するのが好ましい。なお、両液
の合計添加量は、セメントに対して無機塩類０．０５〜
１０重量％、有機酸等は０．０５〜５重量％である。こ
れ以外の範囲では凝結を調節し、作業性を確保すること
ができない。

【００２５】消泡剤としては、例えばシリコーン系消泡
剤のほか、アルコール系、脂肪酸系、脂肪酸エステル
系、アミン系、アミド系、エーテル系、金属石鹸等を使
用することができる。これら消泡剤は、Ａ液の各材料を
混練するときに不必要な抱き込み気泡の混入を減少させ
る作用をする。発泡剤としては、例えばアルミニウム粉
末、マグネシウム粉末、亜鉛粉末等がある。また、これ
らをステアリン酸等の有機酸で処理したものも使用でき
る。発泡剤は、水とセメントの存在で発泡し、グラウト
材が硬化するときの容積を増し、空隙一杯に填充した状
態で硬化するはたらきをする。

【００２６】水としては、一般に淡水を用いる。すはわ
ち、水道水、地下水、河川水、工業用水等である。水は
Ａ・Ｂ両液の混合性、両液を混合してなるグラウト材の
作業性、填充性等を調節するために使用する。上記した
各材料のほかに繊維を添加する場合がある。その繊維と
しては、ガラス繊維、石綿等の無機繊維、木綿、麻、
毛、レーヨン、人絹等の天然または人造繊維、ポリアミ
ド、ビニロン、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニール等の合成繊維、炭素繊維等があ
る。特に、繊維の太さが１００デニール以下、長さが３
〜２０mmに切断したものが好ましく、単独または併用し
て使用することができる。繊維の添加は、グラウト材の
曲げ強度、剪断強度、耐衝撃性等を改善する効果があ
る。

【００２７】さらには、同様の効果を得る手法として、
注入前にＰＣ枕木等の直下または填充層直下に上記と同
類の無機繊維、合成繊維、炭素繊維等の網布、織布、不
織布を挿入したバラスト内にグラウト材を填充する施工
法が適用できる。一般には、ＰＣ枕木の直下部用には耐
アルカリ性ガラス繊維のマット、填充層直下部用にはポ
リエチレン製の不織布が好ましく、両者共填充層の補強
用として耐荷性、耐ひびわれ性等の向上に顕著な効果を
発揮する。

【００２８】

【作用】上記本発明の急硬性セメント瀝青グラウト材、
例えば舗装軌道用は、下記の要領で混練り・圧送・注入
施工を行う。すなわち、直接注入方式（１液法）用グラ
ウト材の標準配合は、普通ポルトランドセメント０．７
５重量部（以下単に部という。）、急硬性混和材０．２
５部、瀝青乳剤１．１５部、高分子系乳剤０．２５部、
細骨材１．０部、水０．３部、凝結調節剤０．０１５
部、消泡剤０．００１部、アルミニウム粉末０．０００
０３部である。

【００２９】一方、ポンプ圧送方式（２液法）の場合に
は、上記１液法の標準配合を下記の如くＡ液とＢ液の二
つに分けて別々に混練りする。各液の標準配合は、Ａ液
は、普通ポルトランドセメント０．７５部、瀝青乳剤
１．１５部、高分子系乳剤０．２５部、細骨材１．０
部、水０．０３部、凝結調節剤０．０１１部、消泡剤
０．００１部、アルミニウム粉末０．００００３部の配
合割合とし、Ｂ液は、急硬性混和材０．２５部、凝結調
節剤０．００４部、水０．２７部の配合割合とする。

【００３０】上記したＡ・Ｂ両液は図１に示すようにミ
キサで混練りし、ポンプで圧送注入を行う。つまり、Ａ
液はまず、水、消泡剤、凝結調節剤を混ぜ、それに瀝青
乳剤を加え、さらに高分子系乳剤を加え、つぎに普通セ
メント最後に砂とアルミニウム粉末を加えてミキサで混
練りする。Ｂ液はまず、水、凝結調節剤を混ぜ、それに
急硬性混和材を加えてミキサで混練りする。このように
したＡ・Ｂ各液は、いずれもポンプで圧送に必要な流動
性性と可使時間を持つ液体となる。

【００３１】つぎに、各液はそれぞれ別系統の圧送ポン
プによって注入現場まで送り、吐出量を検査した後、各
ホースの先端部を連続式ミキサと接続し、このミキサ
（圧送エネルギーを活用する形式）で混合されたものが
所定品質の急硬性セメント瀝青グラウト材であることを
確認した後、直接または注入漏斗等を介してバラスト内
に流し込む。

【００３２】また、軌道の種類や現場条件等によってグ
ラウト材に対する要求強度が異なる場合がある。例え
ば、填充道床軌道用では前記した舗装軌道用の配合と比
較して高強度が必要である。これに対しては、瀝青乳剤
と高分子系乳剤の量を減じた配合とする。このほか、強
度を少し変更する場合には、Ａ液とＢ液の吐出量比率を
変更して要求強度に対処することもできる。

【００３３】つぎに、Ａ・Ｂ各液を混練りする先端ミキ
サとしては、構造が簡単かつ軽量で十分に混合できるも
のであればよい。例えば図２に示す如く、Ａ液ホース１
の先端部とＢ液ホース２の先端部をミキサの外管３ａに
取り付け、ミキサパイプ内に攪拌羽根３ｂを挿入する形
式のラインミキサを使用すれば好適である。必要に応じ
てラインミキサを連設する場合がある。なお、攪拌羽根
３ｂには各種形状のものがあるが、その適否はグラウト
材の混合性試験によって決定する。

【００３４】さらに、注入作業終了時の必須工程である
Ａ液・Ｂ液の各ホース内の残材処理および洗浄は、例え
ば図３に示す要領で行われる。すなわち、Ａ液の場合
は、セメント瀝青モルタルのため、ホースの屈曲部や管
径の変化部に砂が残ってホースの閉塞を起こすことが多
い。そこで、Ａ液ホース１の圧送の根元部１ａから順次
中間部１ｂ、先端部１ｃへと分割洗浄をする。例えば、
根元部１ａの洗浄時にはＡ液バルブ４ａ、４ｂおよび水
系統バルブ５ａを締め、接続バルブ６ａと廃液タンクバ
ルブ７ａを開け、水ホース９から水を圧送して廃棄タン
ク７へ残材を排出してＡ液ホース１の根元部１ａ内の洗
浄を行う。

【００３５】つぎに、中間部１ｂの洗浄時にはＡ液バル
ブ４ａ、４ｃ、水系統バルブ５ｂ、接続バルブ６ａの各
バルブを締め、Ａ液バルブ４ｂ、水系統バルブ５ａ、接
続バルブ６ｂ、廃液タンクバルブ７ａの各バルブを開
け、水ホース９から水を圧送して廃液タンク７に残材を
排出し、中間部１ｂの洗浄を行う。以下、同様な作業で
先端部まで廃液処理を実施する。この分割洗浄方法によ
って長距離洗浄が可能となった。

【００３６】つぎに、Ｂ液の場合は、急硬材系スラリー
であり、流動性が非常に良好な微粉末の液体であるた
め、Ｂ液ホース２の圧送先端から一括またはＡ液と同様
な分割によって洗浄して廃液タンク８に残材を排出す
る。なお、図において、１０はＡ液ミキサ、１１はＡ液
ポンプ、１２はＢ液ミキサ、１３はＢ液ポンプ、１４は
水タンク、１５は水ポンプである。

【００３７】また、粘土系の泥水を圧送して洗浄する場
合は、注入作業終了後、まずＡ液ホース１内にこの泥水
を圧送し、その後上記方法により水による洗浄を行う。
これは、Ａ液の場合、セメント瀝青系モルタルのため、
ホースの屈曲部や管径の変化部に砂が残留することが多
く、ホース内に残留した砂を水だけで完全に洗い流すた
めにはかなりの多量の水と長時間を要したことに対する
解決策である。すなわち、注入作業終了後、Ａ液に対し
てベントナイト泥水による圧送・洗浄を行う場合、ホー
ス内に残留した砂その他の沈澱物を合計使用水量が少量
で洗い流すことができる。

【００３８】上記した揺変性を有する粘土系泥水として
は、ベントナイト泥水その他陶土、酸性白土、カオリン
等の泥水が挙げられ、水に分散させた場合に揺変性を有
するものであればよく、さらにはこれらの泥水にセルロ
ーズ系、澱粉系、ポリアクリル酸塩系等の増粘効果を有
する混和剤を単味または組み合わせることにより、効果
的な洗浄用泥水を作ることもできる。

【００３９】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。第１実施例グラウト材の品質改良については表１に示す配合を用
い、セメント瀝青モルタルと急硬材スラリーを別々に混
練りし、両液を混合して可使時間、圧縮強度および砂の
沈降状態を観察した。その試験結果を表２に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】(1) 使用材料ａセメント普通ポルトランドセメント：市販品ブレーン値=3390c
m² /g 比重=3.16 ｂ砂６号硅砂：市販品最大粒径=1.18mm 、ＦＭ=1.28 、比
重=2.61 ｃ瀝青乳剤ノニオン系セメント混合用：市販品ＱＴ乳剤、比重=
1.0018 、蒸発残留物=61wt%、同針入度=85 ｄ高分子系乳剤ＳＲＢ系ラテックス：市販品粘度(CP/25℃)=102 、不
揮発分＝47.5wt%,ＰＨ＝8.2 ｅカルシウムアルミネート：市販品 C₁₂A ₇ 系鉱物ブレーン値＝6300cm²/g ｆ石膏：市販品 II型無水石膏、ブレーン値＝6000cm
²/g ｇ無機微粉末 (a) フライアッシュ：市販品 (b) 焼成白土：市販品 (c) 高炉スラグ：市販品ブレーン値＝5760cm² /g ｈ凝結調節剤：市販品試薬、クエン酸：炭酸カリ＝
３：１ｉ水：水道水 (2) ミキサ中型ミキサ：容量＝23.6リットル、ビータ羽根使用

【００４３】(3) 試験方法ａ可使時間ＪＳＣＥ「ＰＣグラウト試験方法」のＪロート法に準拠
し、セメント瀝青モルタルと急硬材スラリーの混合液の
フロータイムが約１０秒を超えるまでの経過時間
（分）。ｂ圧縮強度 φ5 ×5cm 円柱供試体の一軸圧縮試験方法による。ただし、載荷速度＝0.5mm/min 、温度＝20℃ (4) 試験結果表２に示す従来の比較例１と対比して明らかなように、
急硬材スラリーに無機微粉末を配合することにより、そ
の添加量の増加に応じて可使時間が短くなると共に短・
長期強度が増加する傾向を示す。加えて、砂の沈降は目
視で皆無の状態となる。これらの結果から、注入後交通
開放が早く、長期の耐荷性にすぐれ、しかも、均質的な
セメント瀝青硬化体が形成できることがわかる。ただ
し、無機微粉末の過多な配合（実施例７）は強度が劣
る。

【００４４】つぎに、無機微粉末の種類と配合、カルシ
ウムアルミネートと石膏の量変（比較例８、実施例９〜
１２）に関しては、それぞれ短・長が認められるが、い
ずれも無機微粉末の配合によって材料分離がなくなり、
短・長期強度の増大に有効であることを検証している。第２実施例ポンプ圧送試験については、鉄道用急硬性セメント瀝青
グラウト材をＡ液とＢ液に分けて別々に混練りし、長距
離圧送し、それぞれのホース先端を連続式ミキサと接続
し、その混練り性能の良否判定と注入作業終了時のホー
ス内廃液の洗浄方法を確立した。

【００４５】(1) 配合使用した配合は舗装軌道用である。ポンプ圧送方式（２
液法）の標準配合と実施配合をまとめて表３に示す。こ
れら配合は、ポンプ圧送を可能とする可使時間を確保す
るために直接注入方式（１液法）の配合をＡ液とＢ液と
に分けたものである。

【００４６】

【表３】

【００４７】(2) 使用材料ａセメント普通ポルトランドセメント：市販品ブレーン値＝3390
cm² /g、比重＝ 3.16 ｂ砂６号硅砂：市販品最大粒径=1.18mm 、ＦＭ=1.28 、比
重=2.61 ｃ瀝青乳剤ノニオン系セメント混合用：市販品ＱＴ乳剤、比重=
1.0018 、蒸発残留物=61wt%、同針入度=85 ｄ高分子系乳剤ＳＲＢ系ラテックス：市販品粘度(CP/25℃)=102 、不
揮発分＝47.5wt%,ＰＨ＝8.2 ｅ凝結調節剤：市販品試薬、クエン酸：炭酸カリ＝
３：１ｆ消泡剤：市販品消泡シリコン、ＴＳＡ730A、比重
＝1.01 ｇアルミニウム粉末：市販品ＪＩＳＫ5906第２種に
準ずるもの Al成分＝98.6wt% 、比重＝0.2 〜0.3 ｈ急硬性混和材：上記第１実施例のカルシウムアルミ
ネート、石膏、無機微粉末の混合物，ブレーン値＝5700
cm² /g、比重＝2.93 ｉ水：水道水

【００４８】(3) 使用機器ａミキサ：Ａ液用 400 リットル×2 基Ｂ液用 200 リットル×2 基混合液用ラインミキサ、直径２インチｂポンプ：Ａ液用吐出量＝max195リットル/min 吐出圧力＝max32kgf/cm ² Ｂ液用吐出量＝max42 リットル/min 吐出圧力＝max30kgf/cm ² 水用ＢＧー10型（東邦地下工機製）ｃ圧送ホース：Ａ液用 φ2 インチゴムホース、耐圧
＝30kgf/cm² Ｂ液用 φ2/3 インチゴムホース、耐圧＝50kgf/cm² 水用 φ1.25インチゴムホース、耐圧＝50kgf/cm² 各ホースの延長はいずれも500mである。ｄ流量計：工業用電磁流量計、Ａ液用直径50mm Ｂ液用直径15mm ｅタンク：Ａ液の廃液用容量＝5m³ Ｂ液の廃液用容量＝3m³ 水用容量＝5m³

【００４９】(4) 試験方法ａ練り上がり温度Ａ・Ｂ混合液の温度をアルコール棒状温度計で測定す
る。ｂフロータイム各液のコンシステンシーをＪＳＣＥのＪロート(640cc)
で流下秒数を測定する。ｃ可使時間ＪＳＣＥ「ＰＣグラウト試験方法」のＪロート法に準拠
し、セメント瀝青モルタルと急硬材スラリーの混合液の
フロータイムが約１０秒を超えるまでの経過時間
（分）。ｄ単位容積重量と空気量 1150cc三角フラスコを用いて単位容積重量を測定する。
空気量は下式によって算定する。空気量(%)=（理論単位容積重量−実測単位容積重量）×
100 ／理論単位容積重量ｅ膨張率 250cc のメスシリンダーに試料を採取し、ノギスを用い
てその頂面高さを測定する。膨張率は下式によって算定
する。膨張率(%)=0.000314(H₀ -H₂₄)D なお、 H₀ ：サンプリング直後の試料頂面高さ(mm) H₂₄：24時間後の試料頂面高さ(mm)、D:メスシリンダーの直径(mm) ｆブリージング率ＪＳＣＥのポリエチレン袋法により測定する。ブリージング率(%)=24時間後のブリージング水(cc)×10
0/試料の体積(cc) ｇ圧縮強度 φ5 ×5cm 円柱供試体の一軸圧縮試験方法による。ただし、載荷速度＝0.5mm/min 、温度＝20℃ ｈ材料分離度 φ5 ×5cm 円柱供試体を28日養生後に上下二等分し、各
々の単位体積重量を測定し、下式によって求める。材料分離度(%)=( 下部単位体積重量−上部単位体積重
量）×1/2 ×100 ／上下部平均単位体積重量ｉ静的弾性率 φ5 ×5cm 円柱供試体を用い、材令28日に圧縮載荷時の
応力度0 〜2kgf/cm ²範囲のひずみ量を測定し、下式に
よって求める。静的弾性率(kgf/cm ²)=δ/(ΔL ／L ) なお、δ: 応力(kgf/cm ²) 、ΔL : 変形量(mm)、L :
試供体の高さ(mm) ｊ曲げ強度 4 ×4 ×16cmの角柱供試体を用い、中央集中載荷試験を
行い、下式によって求める。曲げ強度(kgf/cm ²)=3PL/2bh なお、P:荷重(kgf) 、L:スパン(cm)、b:供試体の巾(cm) h:試供体の高さ(cm) ｋ剪断強度 4 ×4 ×16cmの角柱供試体を用い、直接２面剪断試験を
行い、下式によって求める。剪断強度(kgf/cm ²)=P/(2bh) なお、P:荷重(kgf) 、b:供試体の巾(cm)、h:試供体の高
さ(cm)

【００５０】(5) 試験結果ポンプ圧送前後の急硬性セメント瀝青グラウト材の品質
に関する未硬化時の性状を表４、硬化後の物性を表５、
圧送装置の圧力・吐出量を表６に示す。

【００５１】

【表４】

【００５２】

【表５】

【００５３】

【表６】

【００５４】グラウト材の品質について (1) 施工性表４に示す如く、Ａ液とＢ液のフロータイムは、前者が
8.8秒、後者が 4.2秒程度できわめて流動性がよく、可
使時間はいずれも120 分以上が確保できた。また、表６
に示す如く、500m圧送時の圧力はＡ液が8 〜12kgf/cm
² 、Ｂ液が 7〜8kgf/cm ² であり、いずれもポンプ最大
圧力の1/3 以下の安全側にあり、ポンプ圧送上問題がな
いことが確かめられた。つぎに、Ａ・Ｂ混合液は圧送後
にフロータイムが 6.8秒、可使時間が 5分程度であり、
実物大模型軌道に対する注入施工において５号砕石(20
〜13mm) やバラスト内に十分填充できること、注入作業
に支障がないことが判明した。

【００５５】(2) 未硬化時の性状Ａ・Ｂ混合液は、表４に示すようにブリージングが皆
無、膨張率が0.1%、空気量が1.3%程度であり、いずれも
要求性状を満足していた。 (3) 硬化後の物性ａ各種強度表５に示すように、硬化したグラウト材の圧縮強度は、
材令１時間で3.5kgf/cm ² （設計値、δ1h=2kgf/cm² 以
上）、材令28日で48kgf/cm² （設計値、δ28d=30kgf/cm
² 以上）程度であった。また、曲げ強度や剪断強度も実
用上十分な値が得られた。これらから、本硬化体は初電
通過時およびその後の供用に対して十分な耐荷性を有す
ることが確認された。ｂその他特性静的弾性率は材令28日で約1700kgf/cm² 前後であり、一
般コンクリートと比較して概ね２桁程小さく、弾性的に
すぐれた材料であること。材料分離度は約0.4%と少な
く、相当に均質なこと等が判明した。

【００５６】以上に述べた品質試験結果から、本発明の
急硬性混和材は鉄道用急硬性セメント瀝青グラウト材に
使用することによって、均質性の向上や短・長期強度の
発現性増大に対して非常に効果的であることが立証され
た。先端ミキサの混合性能について表４、５に示すように、圧送されたＡ液とＢ液を本発明
の連続式ミキサによって混合した場合、圧送前の標準配
合（手練りで十分練り混ぜたもの）と比較して、混合液
の未硬化時の性状や硬化体の物性等の各観点で全く優劣
がなく、ミキサとして十分な練り混ぜ能力を持っている
ことが確認された。

【００５７】ホース内の残材処理について前記した圧送試験の作業終了時に、図３に示した分割洗
浄方法の要領によりＡ液とＢ液の各ホース内を洗浄し
た。具体的には、圧送距離が500mであったので、水ホー
スを500m程別途増設した。Ａ液ホース内の残材処理は、
そのホース長さの1/3 と2/3 の個所に水ホースとの接続
部を設け、まず、ポンプ側の1/3 だけを水洗浄、次に2/
3 だけを水洗浄、最後に残りの1/3 を水洗浄し、Ａ液ホ
ース全長の処理を終了した。Ｂ液ホース内の残材処理
は、Ｂ液自体が非常に流動性がよいスラリーであるた
め、ホース先端部に水ホースを取り付け、500mのホース
内をまとめて水洗浄し、何の支障もなく順調に作業は終
了した。上記した結果から、グラウト材の注入施工にお
いて、必要不可欠な工程であるホース内の残材処理に対
し、本発明の分割洗浄方法は非常に効果的であることが
検証された。また、分割区分を増やすことにより圧送距
離がさらに延伸可能なことは容易に理解できる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によると、セ
メント、急硬性混和材、瀝青乳剤、高分子系乳剤、細骨
材、凝結調節剤、消泡剤、発泡剤および水等を添加して
なる鉄道用急硬性セメント瀝青グラウト材において、急
硬性混和材をカルシウムアルミネートと石膏の配合物に
シリカ質成分を主体とする無機微粉末を配合してなる混
合物としたことによって、営業線施工用急硬性填充材に
要求される性能をすべて満足することができ、かつ、均
質的で短・長期強度がすぐれた鉄道用急硬性セメント瀝
青グラウト材を得ることができる。また、上記グラウト
材をセメント瀝青系モルタルのＡ液と急硬材系スラリー
のＢ液との二液に分けて別々に混練り・圧送し、その先
端部で両液を混合・注入する工程において、特殊な連続
式ミキサを使用することによって、本発明のグラウト材
の練り混ぜや注入作業が非常に簡易となり、良質な硬化
体を形成することができる。加えて、上記両液の圧送系
統の他に水の圧送系統を増設し、注入作業終了時にこの
圧送系統によりＡ液とＢ液の圧送系統をポンプ側から順
次分割洗浄することによってポンプ圧送施工の距離を飛
躍的に延伸することができる効果を有する。

【００５９】さらに、上記Ａ液系統の流路は、注入作業
終了時に粘土系泥水の圧送により洗浄することによっ
て、洗浄水の使用量が減少し、短時間にしかも確実にホ
ース洗浄ができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示すグラウト材の練り混ぜ、圧送、注
入を示す説明図

【図２】連続ミキサの説明図

【図３】Ａ液とＢ液の各ホース内の洗浄方法を示す説明
図

【符号の説明】

１Ａ液ホース２Ｂ液ホース３ａミキサの外管３ｂ攪拌羽根４ａ、４ｂ、４ｃＡ液バルブ５ａ、５ｂ水系統バルブ６ａ、６ｂ接続バルブ７廃棄タンク７ａ廃液タンクバルブ８廃液タンク９水ホース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 14:06 Ｚ 24:36 24:26 Ｇ 22:06 Ｚ 22:14 Ｂ 18:08）Ｂ 111:70 Ｃ０９Ｋ 103:00 (71)出願人 391000863 日本綜合防水株式会社東京都渋谷区千駄ヶ谷４−20 (72)発明者早川允東京都千代田区丸の内１丁目６番５号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者小関昌信東京都千代田区丸の内１丁目６番５号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者三浦重東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者安藤勝敏東京都国分寺市光町２丁目８番地38 財団法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者原田豊東京都港区六本木７丁目３番７号東亜道路工業株式会社内 (72)発明者小林建次東京都港区六本木７丁目３番７号東亜道路工業株式会社内 (72)発明者平野健吉新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地電気化学工業株式会社青海工場内 (72)発明者松本雅夫東京都町田市朝日町３丁目５番１号電気化学工業株式会社総合研究所内 (72)発明者所武彦東京都渋谷区千駄ヶ谷４丁目20番日本綜合防水株式会社内 (72)発明者高橋則雄東京都渋谷区千駄ヶ谷４丁目20番日本綜合防水株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、急硬性混和材、瀝青乳剤、高
分子系乳剤、細骨材、凝結調節剤、消泡剤、発泡剤およ
び水等を添加してなる鉄道用急硬性セメント瀝青グラウ
ト材において、急硬性混和材を、カルシウムアルミネー
トと石膏の配合物にシリカ質成分を主体とする無機微粉
末を配合してなる混合物としたことを特徴とする鉄道用
急硬性セメント瀝青グラウト材。
【請求項２】グラウト材をセメント瀝青系モルタルの
Ａ液と急硬材系スラリーのＢ液との二液に分けて別々に
混練りした後、各液をそれぞれ別の流路を通して圧送
し、ホース先端部で連続混合式ミキサを用いることによ
り、Ａ液とＢ液とを混入して注入することを特徴とする
鉄道用急硬性セメント瀝青グラウト材の施工方法。
【請求項３】請求項２において、Ａ液とＢ液の両圧送
系統の他に水の圧送系統を増設し、注入作業終了時にこ
の水の圧送系統によりＡ液とＢ液の圧送系統をポンプ側
から順次分割洗浄することを特徴とする鉄道用急硬性セ
メント瀝青グラウト材の施工方法。
【請求項４】請求項２において、注入作業終了時にＡ
液圧送系統は粘土系泥水の圧送により、洗浄することを
特徴とする鉄道用急硬性セメント瀝青グラウト材の施工
方法。