生分解性ポリマーを併用した土砂混入バラストの補修法2013/10/04 · 1...

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生分解性ポリマーを併用した

土砂混入バラストの補修法

平成25年度軌道技術交流会

Railway Technical Research Institute

Railway Technical Research InstituteRailway Technical Research Institute




軌道技術軌道技術軌道技術軌道技術研究部研究部研究部研究部（軌道・路盤）（軌道・路盤）（軌道・路盤）（軌道・路盤）

中村中村中村中村貴久貴久貴久貴久

研究の背景

バラストの土砂混入率の高いバラスト軌道






�バラストが長期間交換されていない箇所や路盤が軟弱な箇所は，バラストの土砂混入率が高くなり，雨水によるバラストの強度低下や噴泥等により軌道変位が悪化しやすい。

�雨水による強度低下

�噴泥の発生

研究の背景

土砂混入率の高いバラストのTT補修

拡大図






土砂混入バラスト

�土砂混入率の高いバラスト軌道は，タイタンパーによるつき固め補修効果が持続せず，保守費の増大を招いている。

⇒⇒⇒⇒道床交換が抜本的な対策道床交換が抜本的な対策道床交換が抜本的な対策道床交換が抜本的な対策

拡大図

滞水しやすい

滞水しやすい滞水しやすい

滞水しやすい

250mm

ジャッキアップ量

ジャッキアップ量ジャッキアップ量


健全なバラスト

健全なバラスト健全なバラスト



土砂混入バラスト土砂混入バラスト


研究の背景

土砂混入率の高いバラストのTT補修

タイタンパーツール

タイタンパーツールタイタンパーツール







�土砂混入率が高いバラストに対するタイタンパーの補修範囲と補修効果について，実物大模型試験により検討した。

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

密度変化率（％）

道

床

深

さ

(

m

m

）

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

密度変化率（％）

道

床

深

さ

(

m

m

）

�土砂混入率が高いバラストに対して，タイタンパー補修を行っても，バラストの密度を増加させることが困難である。

30

3030

30～

～～

～40%

40%40%

40%減少

減少減少

減少

密度増加

密度増加密度増加

密度増加密度減少

密度減少密度減少

密度減少


健全なバラスト健全なバラスト



土砂混入バラスト土砂混入バラスト



ジャッキアップ量ジャッキアップ量



タイタンパーツールタイタンパーツール


挿入範囲

挿入範囲挿入範囲

挿入範囲

ポリマー安定処理工法の概要

ポリマー安定処理工法

補修材

タイタンパ

補充したバラスト

充填材容器

まくらぎ

圧縮空気

エアガン

充填管

ポリマー水溶液

粒状充填材

バラスト

水ガラス・ポリマーゲル充填工法






�ポリマー安定処理工法は，特殊な施工装置を不要とし，補修材

を３種類から２種類に変更することで，SPI工法よりも施工性を向

上させ，コスト削減をしたものである。

①補修材を投入 ②タイタンパ－補修

補修材：ポリマー水溶液+反応材骨材：バラスト施工機器：タイタンパー

粒状充填材

固結したバラスト

補修材：ポリマー水溶液+水ガラス+酸骨材：硅砂施工機器：コンプレッサー，エアガン他

繰返し載荷試験の状況

載荷フレーム

○試験ケース

ポリマー安定処理工法の実物大模型試験

○載荷条件

試験

試験試験

試験

ケース

ケースケース

ケース

補修方法

補修方法補修方法

補修方法備考

備考備考

備考

１通常タイタンパｰ補修こう上量20mm

２

ポリマー安定処理

工法

30万回載荷後こう上量20mm






6

�実物大軌道模型を用いた繰返し載荷試験により，通常タイタンパー補修との補修効果を比較した。

�雨水の影響を検討するため，載荷途中で散水を行った。


PC3号まくらぎ

○載荷条件載荷荷重：軸重125kN相当周波数：5Hz載荷回数：30万回+散水+30万回

2

①TTツールを挿入

混合した充填材

タイタンパ

②軌道補修材を投入

補充したバラスト

補充したバラストを充填材

③つき固め補修

ポリマー安定処理工法の施工手順






ポリマー安定処理工法の補修状況

補充したバラストを充填材

と混合しながらつきこむ

タイタンパー

ポリマー+反応材

通常TTツール

試作TTツール

2

1

0

ま

く

ら

ぎ

変

位

(

m

m

)

通常補修

2

1

0

急激に沈下

ま

く

ら

ぎ

変

位

(

m

m

)

散水

通常補修

ポリマー安定処理工法の実物大模型試験

散水状況まくらぎ変位の推移






0 10 20 30 40 50 60

3

2

ポリマー

繰返し回数 ( 万回 )

ま

く

ら

ぎ

変

位

(

m

m

)

0 10 20 30 40 50 60

3

2

ポリマー

繰返し回数 ( 万回 )

ま

く

ら

ぎ

変

位

(

m

m

)

ほとんど変化なし

�土砂混入率の高いバラストは、滞水すると急激に強度が低下する

�ポリマー安定処理工法は、滞水時のバラストの強度低下を防止する

-5

0

左レール

右レール

通常TT補修

レ

ー

ル

継

ぎ

目

部

の

軌

道

変

位

（

m

m

）

200

降

水

量

(

m

m

/

半

月

)

-5

0

左レール

右レール

ポリマー安定処理

通常TT補修

レ

ー

ル

継

ぎ

目

部

の

軌

道

変

位

（

m

m

）

200

降

水

量

(

m

m

/

半

月

)

ポリマー安定処理工法の現地試験施工結果

ポリマー安定処理工法の現地試験施工結果






�土砂混入率の高いバラストでは、通常のTT補修の効果が低い。

�ポリマー安定処理工法は、土砂混入率の高いバラストでも高い補修効果を発揮することが確認された。

11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月

-10

降水量

レ

ー

ル

継

ぎ

目

部

の

軌

道

変

位

（

m

m

）

0

100

降

水

量

(

m

m

/

半

月

)

11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月

-10

降水量

レ

ー

ル

継

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目

部

の

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道

変

位

（

m

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）

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降

水

量

(

m

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/

半

月

)

バラストの土砂混入率が高いバラスト軌道のつき固め補修

バラストの土砂混入率が高いバラスト軌道では，通常タイタンパー補修の補修効果が低く，軌道変位が再発しやすい。

水ガラス・ポリマーゲル充填工法（ＳＰＩ工法）

浮まくらぎとなったまくらぎ下の隙間に，軌道補修材を空圧で充

まとめ






浮まくらぎとなったまくらぎ下の隙間に，軌道補修材を空圧で充填し，ポリマーにより軌道補修を行う工法を開発した。実物大模型試験および現地試験より，補修効果を確認した。

ポリマー安定処理工法

ＳＰＩ工法よりも低コストで施工性の良い軌道補修方法を開発し,実物大模型試験および現地試験より補修効果を確認した。

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