(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材と、骨材同士を結合する結合材とを備えた軌道工事に用いられる路盤材において、前記骨材としてガラス発泡体を含有し、このガラス発泡体は、一軸圧縮強度が２〜４Ｎ／ｍｍ２に設定されていることを特徴とするガラス発泡体入り路盤材。
【請求項２】
前記結合材は、早強ポルトランドセメントを主成分とする請求項１に記載のガラス発泡体入り路盤材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軌道工事に用いられる路盤材に関し、詳しくは、路盤材の長期強度を抑制して補修工事の容易化・短時間化を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、列車の高速化とダイヤの一層の過密化が進み、補修工事直後の列車運行によって繰り返し荷重が軌道下の路盤に掛かるため、軌道工事に用いられる路盤材には、初期強度の発現が良好なものが用いられるようになってきている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一般的に、軌道下の路盤材は、骨材と結合材とから構成されており、初期強度と長期強度を別々に制御することができず、初期強度が高くなるよう調合すると必然的に長期強度も非常に高くなってしまうものであった。そのため、特許文献１に記載されているような長期強度が高い路盤材では、軌道狂いの補修作業のため既存の路盤材を一部撤去する場合、通常のバックホーなどで割り砕くことができず、撤去するのに時間がかかり、列車の運行ダイヤに支障をきたすという問題があった。
【０００４】
また、補修作業のし易さだけを考慮して初期強度の発現が遅い路盤材を用いると、所定時間（期間）経過後の必要強度が足りず、噴泥対策、鉄道継ぎ目部分の沈下対策、橋台背面などの高強度構造物隣接盛土の沈下対策、シートパイル、Ｈ鋼などの土留め材引き抜き後の地盤の弛み対策には使えなくなるという問題がある。
【０００５】
一方、特許文献２には、透水性、保水性を備え、耐スリップ性が高く、耐久性にも優れた舗装面を形成するため、廃ガラスの粉末１０、フライアッシュセメント１１、骨材などをミキサ１２で混合した後、マグネシウム塩とポリエチレンイミンとの複合体からなる高分子化合物の希釈水溶液１４を添加、混練して得られた混練物１５を、路床１６上に打設して固化させた路盤材が開示されている（特許文献２の図１，図４等参照）。
【０００６】
また、特許文献３には、コンクリート面における滑り止めを実現するため、ガラス粉末と発泡剤とを混ぜて焼成してなる多数の発泡材１を他の骨材と共にセメントと混合して打設し養生した後、カット又は研磨などの手法で発泡材１を露出させた発泡材入りコンクリートが開示されている（特許文献３の図２，図３等参照）。
【０００７】
しかし、特許文献２及び３のいずれの文献にも路盤材の長期強度を抑制して補修作業を容易かつ短時間でできるようにするという発想は開示されておらず、軌道工事に用いられる路盤材として前記課題を解決することができるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３３９７８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１４６７０８号公報
【特許文献３】特開２００５−０５３７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明は、前記従来の技術の問題を解決し、路盤材の必要強度を確保しつつ長期強度を抑制して補修工事の容易化・短時間化を図ることができる軌道工事用の路盤材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、骨材と、骨材同士を結合する結合材とを備えた軌道工事に用いられる路盤材において、前記骨材としてガラス発泡体を含有し、このガラス発泡体は、一軸圧縮強度が２〜４Ｎ／ｍｍ２に設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガラス発泡体入り路盤材において、前記結合材は、早強ポルトランドセメントを主成分とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、骨材と、骨材同士を結合する結合材とを備えた軌道工事に用いられる路盤材において、前記骨材としてガラス発泡体を含有し、このガラス発泡体は、一軸圧縮強度が２〜４Ｎ／ｍｍ２に設定されているので、路盤材の必要強度を確保しつつ長期強度を抑制して補修工事の容易化・短時間化を図ることができる。しかも噴泥対策、鉄道継ぎ目部分の沈下対策などに使用する際に求められる必要強度１．２Ｎ／ｍｍ２以上を確保することができるとともに、補修作業のため既存の路盤材を一部撤去する場合に都合のよい圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ２以下にすることができ、補修工事の容易化・短時間化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のガラス発泡体入り路盤材において、前記結合材は、早強ポルトランドセメントを主成分とするので、前記作用効果に加え、路盤材の必要強度を早期に発現させることができ、列車の運行ダイヤに支障をきたすおそれをより一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１〜３の路盤材の養生時間と一軸圧縮強度との関係を、従来の路盤材と比較して示すグラフである。
【図２】従来の路盤材の養生時間と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明のガラス発泡体入り路盤材は、軌道工事において路床上に打設され、硬化後軌道を支持する路盤として用いられるものであり、主に、骨材と、骨材同士を結合する結合材と、水などから構成されている。
【００２１】
背景技術で述べたように、特許文献１に記載されたような初期強度発現が良好な従来の路盤材は、図２に示すように、路盤材として必要とされる強度（１．２Ｎ／ｍｍ２程度）を早期に発現するように調合すると、水和反応は水分がある限り材齢（時間）とともに進行するため、路盤材の圧縮強度も徐々に増強していくこととなり、結果的に長期強度が必要以上に増大してしまう。
【００２２】
そこで、本発明のガラス発泡体入り路盤材は、骨材として砂などの細骨材に加え、後述のガラス発泡体を混入させて、そのガラス発泡体が所定範囲の強度域で圧壊することで路盤材全体の長期強度を抑制して軌道工事における補修作用の容易化・短時間化を図るものである（図１参照）。
【００２３】
（結合材）
結合材としては、一般的には、ポルトランドセメントが用いられるが、骨材を包み込んで硬化し、路盤材としての必要強度である１．２Ｎ／ｍｍ２程度以上を確保できるものであれば合成樹脂や石膏などの他の材料であっても構わない。
また、路盤材の配合や結合材の種類を替えることで路盤材の必要強度の発現時期（養生時間）を調整することができ、長期強度も発泡率を調整することで抑制することができる。次の表１に、実施例１〜３に係る路盤材の配合とその一軸圧縮強度との関係を示す。
【００２４】
【表１】
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ここで、実施例１〜３の路盤材の結合材として含有するセメントには、早期に必要強度を発現するため早強ポルトランドセメントが採用されている。また、発泡体は、後述のように、発泡率を所定の倍率とすることで実施例１のガラス発泡体が２Ｎ／ｍｍ２程度で圧壊し、実施例２及び３のガラス発泡体が３〜４Ｎ／ｍｍ２程度で圧壊するように設定されている。
【００２５】
（実施例１）
実施例１に係る路盤材は、含有するガラス発泡体の強度を２Ｎ／ｍｍ２程度で圧壊するように設定されているので、図１に示すように、路盤材全体の長期強度も２Ｎ／ｍｍ２程度とすることができる。このため、通常のバックホーなどで割り砕くことができ、路盤材の撤去作業（軌道工事の補修作業）を容易にすることができる。
【００２６】
（実施例２）
また、実施例２に係る路盤材は、セメントを早強セメントとして水セメント比を実施例１より低くすることで、結合材の強度を高めて必要強度（１．２Ｎ／ｍｍ２）の発現を早めている。このため、材齢が７日で早くも２．７１Ｎ／ｍｍ２の強度発現が認められる。
【００２７】
（実施例３）
更に、実施例３に係る路盤材は、水セメント比を実施例１及び２より低くして強度を高く設定するとともに、急結材を添加することで、より一層結合材の強度発現を早めている。このため、数時間程度の養生期間で路盤材の必要強度を確保することができ、列車の運行再開を早期に行うことができる。また、含有するガラス発泡体は、４Ｎ／ｍｍ２程度で圧壊するように設定されているので、路盤材の長期強度も５Ｎ／ｍｍ２程度に抑制することができ、路盤材の撤去作業も容易に行なうことができる。
なお、急結材としては、アルミン酸塩、硫酸塩、炭酸塩及びケイ酸塩等のアルカリ金属塩、並びにカルシウムアルミネート等の既知の急結材を用いることができる。
【００２８】
（ガラス発泡体）
実施例１〜３に用いたガラス発泡体は、０．２ｍｍ以下の粒径からなる廃ガラスの微粉末に、発泡剤を添加して８００〜１１００℃程度の温度で焼成することで発泡させている。この発泡剤は、廃ガラスの粉末を発泡させることができる物質であれば、特に種類は問わないが、好適には、炭酸カルシウム、ホウ砂、炭化珪素、硫黄、炭素、ドロマイト、硝酸ソーダ、及び硝酸カルシウムから選択される一種類の物質であり、廃ガラスの微粉末に対して重量％で０．１〜４．０％の範囲で添加される。添加量を０．１〜４．０％としたのは、０．１％未満だとガラスが発泡せず、４．０％超添加しても発泡率にあまり変化がないからである。
【００２９】
また、実験により、ガラス発泡体の発泡率とガラス発泡体の一軸圧縮強度には、反比例の関係が認められ、発泡率が（発泡後の容積が発泡前の容積の）５．８倍のとき、一軸圧縮強度が２．９Ｎ／ｍｍ２、発泡率が７．１倍のとき、一軸圧縮強度が２．４Ｎ／ｍｍ２となることが確認された。
【００３０】
よって、ガラス発泡体の一軸圧縮強度を、路盤材の必要強度である１．２Ｎ／ｍｍ２以上で、補修作業のし易い５Ｎ／ｍｍ２以下とするには、ガラス発泡体の発泡率を８．２倍〜２．９倍とすればよい。
添加する発泡剤の種類により発泡剤のガラス廃材に対する添加量は異なるが、上記発泡率に着目すれば、即ち、発泡剤の添加量とガラス発泡体の発泡率との関係を実験により求めることにより、ガラス発泡体の一軸圧縮強度を所望の２〜４Ｎ／ｍｍ２の範囲にコントロールすることが可能である。
【００３１】
以上のように、本発明の実施例に係る路盤材によれば、ガラス発泡体の発泡率を調整することにより、ガラス発泡体の一軸圧縮強度を所望の２〜４Ｎ／ｍｍ２とすることができ、路盤材全体でも、一軸圧縮強度を、必要強度の１．２Ｎ／ｍｍ２以上で、補修作業のし易い５Ｎ／ｍｍ２以下とすることができる。このため、路盤材の必要強度を確保しつつ長期強度を抑制して補修工事の容易化・短時間化を図ることができる。
【００３２】
また、結合材のセメントを早強ポルトランドセメントとしたり、急結材を添加したりすることにより、路盤材の必要強度を早期に発現させることができ、列車の運行ダイヤに支障をきたすおそれをより一層低減することができる。
【００３３】
以上のように、本発明の実施例に係る路盤材を説明したが、骨材、結合材などは、既知のものを使用することができ、特許請求の範囲で適宜変更可能なのはいうまでもない。特に、骨材としては、砕石や割栗石などの粗骨材を含有してもよく、細骨材としても前記ガラス発泡体の他、山砂や海砂などの自然の砂だけでなく、人工の砂などを含有しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の活用例としては、噴泥対策、鉄道継ぎ目部分の沈下対策、橋台背面などの高強度構造物隣接盛土の沈下対策、シートパイル、Ｈ鋼などの土留め材引き抜き後の地盤の弛み対策として、軌道工事用の路盤材として用いることが考えられる。
【図１】
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【図２】
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