JPS5830801Y2 - スラブ軌道用溝付防振ゴムマツト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 まくらぎとバラストを用いずにコンクリート板に直接レ
ールを締結し、下面にセメントモルタル等をてん充して
これを支えたいわゆるスラブ軌道方式は、バラストのつ
き固めなどの軌道保守作業が不要となり省力化の効果が
発揮され、実用化が進んでいる。

しかしながら、振動・騒音の面では改善の要求が高く、
これに対する試みとして軌道スラブ下面に平板状のゴム
マットを接着してスラブとてん充材層との間の振動伝達
を緩和する、いわゆる防振スラブ方式が試みられている
。

この方式は、バラスト軌道において道床直下で路盤上に
敷かれるバラストマットが振動・騒音に対して有効であ
り、また、保守の軽減も可能であることがら、スラブ軌
道へ適用したものである。

このパラストマットは使用済の自動車タイヤから再生し
たゴム粉末を主成分として新ゴムないし架橋剤を添加し
てホットプレスを用いて再結合させて得た厚さ２５ ｍ
ｍの大版のゴム板である。

このパラストマットとほぼ同種の材質と同様の成形法で
得られたものをスラブ軌道へ適用したスラブマットを用
いる防振スラブ方式は、コストの上昇等と対比した場合
、その効果は未だ満足すべき域には到着していない。

このスラブマットの効果が十分認められない理由として
第一にあげられる点は、受圧面積の拡大にともなうゴム
の自由変形の拘束によるばね定数の著しい増大である。

一般に防振材の防振効果とは、ばね定数が小さいことに
よる振動の伝達率の低減と損失係数が大きいことによる
振動エネルギーの熱エネルギーへの変換、すなわち制振
作用とによるが、前者のいわゆる狭義の防振効果を発揮
させるためには、構造として組立てられたときのばね定
数の小さいことが不可欠となる。

ところがゴム材料はポアソン比がほぼ０．５であり変形
できないと極めて固くなる。

その点についてパラストマットとスラブマットを比べる
と、両方ともに主成分のゴム粉末を拡大すると不整の形
状をしており、その周辺に３〜７％の空隙を有している
。

そのため、溝などを有しない平板状に形成して、上下面
の自由変形を拘束しても、内部でゴムの変形が許容され
、受圧面積が拡大してもばね定数が著しく増大すること
は避けられる見通しであった。

パラストマットの場合はマット上面にバラストが敷設さ
れ、ゴムマットへの加圧は砕石の角部が接触することに
よって与えられ、ゴムマット上面への全面載荷ではなく
部分的であるため、寸法が１ｍｘ２ｍ等へ拡大されても
、標準試験体（１００ｍｍ ｘ １００ ｍｍ ｘ ２
５ ｍｒｎ）におけるばね定数に寸法比の倍率を乗じて
得られる計算値が実寸法についてのばｊ−λ定数の実測
値とほぼ一致する。

一方スラブマットの場合には、軌道スラブの下面に平板
状のゴムマツＩ−（約１ｍＸ２ｍＸ２５ｍｌ’ｎを５枚
）を接着する方式であるため、全面載荷となり、ゴムの
外部変形は、わずかに端部に限定されてしまう。

さらにゴム粉末周辺の空隙も、耐久性の向上などの理由
から高密度化の方向をたどったため十分確保されるには
到っていない。

したがって、スラブマットの場合、実寸法でのばね定数
は設計値の４倍程度の値を示すこととなり、これが振動
・騒音の軽減効果を低くしているとみなされている。

本考案はかような状況の下で、スラブ軌道の振動・騒音
の低減を実現するために提案するものであり、ゴムマッ
トの軌道スラブと接する上面に、２種類の数の溝を設け
て全面載荷を避けて、受圧時のゴムの外部変形を許すこ
とにあり、あわせて軌道スラブへの全面貼り付けを避け
て、レール間の中心線の周辺部分は中抜きとし、桁違い
にばね定数の小さい軟質発泡体と置換して、軌道スラブ
全体のばね定数を低減させるとともに、軌道スラブの中
央部にかかる曲げ応力を軽減させるものである。

さらにゴムマット下面には円筒面状の凹部を設けること
により敷設後の接着剤の劣化や列車振動等によるマット
のずれ出しの防止を可能としたものである。

以下本考案の実施例を図に従って説明する。

第１図および第２図に示すように軌道スラブ１の下面を
７区画に分け、例えば幅約０．５ ｍの中抜部１ａを除
外して密溝部２ａ、粗溝部２ｂの２種の溝２Ｃならびに
裏面に四部を、レールと平行方向に設けたゴムマット２
を貼付する。

この溝をレール方向と平行にする理由は、軌道スラブを
水平方向に移動させようとする力として作用する縦荷重
、横荷重、温度荷重のなかで特に影響の大きな縦荷重と
温度荷重が作用するレール方向と平行にすることにより
、溝の凸部が過大なせん断力を受けることを避けるため
である。

軌道スラブ中央部に貼り付けられるゴムマット２ａは溝
２Ｃの数を多く、例えば３３本とし、軌道スラブ両端部
に貼り付けられるゴムマット２ｂは溝２Ｃを数を少なく
、例えば１４本として、軌道スラブ端部における剛性の
低下による過大変位の防止をはかりつつ、振動のしゃ断
効果を高める。

溝２Ｃの形状は、第２図に示すように、スラブと接する
一Ｌ面にはコーナ部に例えば２ｍｍの円弧部を設けた角
溝とし、その深さは溝の幅より小さくとり溝の幅より同
等以上の凸部幅をとり耐疲労性と耐永久変形性を確保す
る。

ゴムマット２の全体の厚さは１０〜４Ｑｍｍ、例えば２
５ｍｍとし下面に設ける円筒面状の四部２ｄは例えば幅
５Ｑｍｍの６ＯＲとする。

なお、ゴムマットの材質としては、パラストマットと同
じく再生ゴム粉と新ゴムないし架橋剤とからなるものの
ほか、各種の天然ゴム、合成ゴム、ゴム状プラスチック
を主成分とするものを用いることができる。

また、軌道スラブを貫通する保持ボルト用孔ならびにて
ん丸材孔にあたるゴムマット部分には上下に貫通する孔
を設ける必要があるが、この開孔によるマットの溝の露
出部分および軌道スラブ両端の溝の露出部分には軌道ス
ラブからゴムマットの裏面の部分にかけて粘着テープを
貼る、あるいは溝の部分にコーキング材等をてん充する
ことによってこれをシールすることによりゴムマットを
貼り付けた軌道スラブを支持するＣＡモルタル等のてん
丸材の侵入や侵水を防ぐことができる。

実施例１ 溝なしゴムマットと溝つきゴムマットとのばね定数を比
較するため、同一材質のゴムマットの厚さ２５ｍｍ、溝
の幅１２ｒｎｍ、深さｌＱｍｍ、溝の凸部の幅１２ｍｍ
とした場合、１００ ｍｍ Ｘ １００ ｍｍ Ｘ ２
５ｍｍの寸法を基準として溝数４（面積比：１）、溝数
８（面積比：４）溝数１２（面積比：９）を溝数０の平
板のばね定数と比較すると、溝がＯの場合、面積が９倍
の平板１．００ ｃｍ２あたりのばね定数が２，４ ｔ
／ｃｍから５．４ ｔ ／ｃｍと約２．３倍と増大す
るのに対して、溝付の場合、面積比４の場合は１．５ｔ
／ｃｍから１゜８ｔ／ｃｍと１．２倍、面積比９の場合
は１．５ ｔ ／ｃｍから同じ＜ １．８ ｔ ／ｃｍ
とほは゛同じ値を示し、若干のばね定数の増加はあるが
、寸法拡大によるばね定数の著しい増大は避けられる。

実施例２ 実物軌道スラブによる敷設試験 幅２ｍ長さ４゜９５ｍ
の在来線用軌道スラブの中心部２００ｍｍを中抜きとし
て軟質フオームをはり、その両側の幅９ＱＱ ｍｍの部
分に、端部６０ｍｍを残して深さ１０ｍｍ幅１２ｍｍの
溝を３３本均等に設けたゴムマットに接着剤を溝側の凸
部に塗って軌道スラブの下面に貼り付は下方にセメント
アスファルト系てん丸材を充てんした軌道をコンクリー
ト路盤上に設置して実物輪軸の落下試験を行った。

その結果、落高２０ｍｍの場合、軌道支持ばね係数が軌
道スラフ沖間で約８０ ｔ ／ｃｍ、減衰係数が約１５
０ｋｇ−８ｅＣ／ｃｍという値が得られ、従来の防振ス
ラブ軌道の測定値の前者が約１５０ｔ／ｃｍ、後者が約
５０ｋｇ−８ｅＣ／ｃｍと比べて、軌道ばね係数で約士
となって有利となるうえ、減衰係数も約３倍となって防
振上好ましい結果が得られた。

ただ、この場合溝の数を一種類としたため、軌道スラブ
端部における軌道ばね係数が約５０ ｔ ／ｃｍと中央
部に比べて低い値を示すとともに、軌道スラブ表面での
変位が増大し、端部において中央部の約２倍１４ ｋｇ
／ｃｍ２の表面応力が発生し、コンクリートスラブの耐
疲労性等に対して好ましくない点もみられた。

この車輪落下試験のほか、貨車を用いる繰返し衝撃試験
等を経たあとの溝付ゴムマットを取り出して疲労試験を
行ったところ、この溝形状においては、疲労後のへたり
量が新品と比べて２割程度の変化にとどまり、疲労寿命
について溝をつけたことによる心配がないことが明らか
となった。

実用設計例 以上の実施例にもとすき幅２．３４ｍ長さ４．９５ｍの
新幹線用軌道スラブの中心部５４９ ｍｍを中抜きとし
て軟質フオームをはり、その両側の幅９００ｍｍの部分
に、端部２００ｍｍを残してゴムマットに深さｌＱｍｍ
、幅１２ｍｍの溝を、第１図に示す密溝部２ａには長さ
２．３４ｍに３３本、粗溝部２ｂには長さ１．３０ｍに
１４本設けて、軌道スラブの下面に貼り付け、下をてん
充して約２００ ｍの試験軌道を敷設した。

以上述べたように本考案の防振ゴムマットはスラブ軌道
へ利用することにより、スラブ軌道全体のばね定数を低
減させて振動と騒音の軽減効果を格段に高めるとともに
、ゴムマットはその使用量の減少により材料コストが安
く、かつ廃タイヤの利用が可能なことから省資源効果が
高く、また現用のスラブマット用ゴム材質と成形法を変
更せずに用いることができるので、その経済的効果が大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の防振ゴムマットを軌道スラブの下面に
貼り付ける場合の配置図、第２図はゴムマットの側面図
。 １・・・・・・軌道スラブ、１ａ・・・・・・軟質発泡
体を貼る中抜部、２・・・・・・ゴムマット、２ａ・・
・・・・密溝付ゴムマット、２ｂ・・・・・・粗溝付ゴ
ムマット、２Ｃ・・・・・・溝、２ｄ・・・・・・凹部
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軌道スラブ下面にゴムマットを接着して、軌道スラブと
   てん光層との間の振動伝達を緩和する防振スラブ軌道に
   おいて、溝の深さが幅より小さく、かつ溝の幅と同等以
   上の凸部幅を持ち、なおかつ前記溝の隅角部が円弧状と
   なった溝を、軌道スラブ長手方向の中央部分用ゴムマッ
   トには数多く、両端部用には数少なく設けるとともに前
   記ゴムマット裏面には円筒面状の凹部を設けたことから
   構成され、前記ゴムマットの溝を有する面を軌道スラブ
   の下面に貼り付けるようにすることを特徴としたスラブ
   軌道用溝付防振ゴムマット。