(57)【要約】【課題】粘性土からなる路盤上に形成されたてん充層によってまくらぎを支持する省力化軌道において、路盤変状の発生を防ぐ。【解決手段】吸水膨潤性を備えた高塑性材料（例えば、工業用ベントナイトなどの高塑性粘性土）からなる路盤表面保護層３を路盤２の表面に敷設して一体化させる。路盤表面保護層３のコンシステンシー特性Icは１０以下（望ましくは５以下）とする。ここで、Ic＝０．７３WL−Ip（WL：液性限界、Ip：塑性指数）である。さらに、列車荷重によって発生する水圧を前後に分散する水圧分散層を路盤表面保護層３に添設してもよい。これにより、路盤２の表面からの噴泥が確実に防止され、路盤２の表面における空洞の発生・成長が阻止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路盤上に形成されたてん充層によってまくらぎを支持する省力化軌道において、
高塑性材料からなる路盤表面保護層が前記路盤の表面に敷設されて一体化していることを特徴とする省力化軌道。
【請求項２】
前記路盤表面保護層は、吸水膨潤性を備えていることを特徴とする請求項１記載の省力化軌道。
【請求項３】
前記路盤表面保護層は、コンシステンシー特性が１０以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の省力化軌道。
【請求項４】
前記路盤表面保護層は、コンシステンシー特性が５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の省力化軌道。
【請求項５】
列車荷重によって発生する水圧を前後に分散する水圧分散層が前記路盤表面保護層に添設されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の省力化軌道。
【請求項６】
路盤上に形成されたてん充層によってまくらぎを支持する省力化軌道の施工方法であって、
高塑性材料からなる路盤表面保護層を前記路盤の表面に敷設して一体化させ、
前記路盤表面保護層上に前記てん充層を形成することを特徴とする、省力化軌道の施工方法。
【請求項７】
前記路盤表面保護層は、吸水膨潤性を備えていることを特徴とする、請求項６記載の省力化軌道の施工方法。
【請求項８】
列車荷重によって発生する水圧を前後に分散する水圧分散層を前記路盤表面保護層に添設することを特徴とする、請求項６又は７に記載の省力化軌道の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に粘性土からなる路盤上に形成されたてん充層によってまくらぎを支持する省力化軌道およびその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の省力化軌道を示す断面図である。
【０００３】
この種の省力化軌道１においては、図４に示すように、列車荷重によって発生する路盤２の表面の水圧変動は多くとも１ｍ未満であって、その圧力自体で土を破壊するほど大きなものではない。しかし、てん充層５と路盤２との動的変位に位相差があったり、もともと隙間があったりするような箇所では、路盤２の泥土（以下、路盤土という。）の拘束圧が不足し、強度が極めて低くなるため、その程度の水圧変動であっても水みちがあれば流出してしまう。そして、路盤２の表面において、路盤土が流動化して流出した跡に空洞４が発生し、それが徐々に成長することにより、路盤変状が発生する。
【０００４】
従来、その対策としては、地下水を下げることにより、列車荷重による水圧変動を低減すること（以下、第１の路盤変状対策という。）や、路盤２の表面にゴムシート（図示せず）を施工して路盤変状の発生を阻止すること（以下、第２の路盤変状対策という。）が考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、第１の路盤変状対策では、省力化軌道１の全線にわたって排水溝を設けるのは不可能であり、粘土層など水はけが悪い所では定量的に効果を保証することができないという欠点を伴う。
【０００６】
また、第２の路盤変状対策では、ゴムシートが破損し、その破損箇所から噴泥する恐れがある。この場合、ゴムシートは路盤２と一体化しておらず、路盤２の表面の軟弱化を抑えることができないため、路盤２の表面に空洞４が発生して成長することとなる。その結果、路盤変状の発生を未然に防止することができない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、路盤の表面からの噴泥を確実に防ぎ、路盤の表面における空洞の発生・成長を阻止することにより、路盤変状の発生を未然に防止することが可能な省力化軌道およびその施工方法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】
【０００８】
まず、請求項１に係る発明は、路盤上に形成されたてん充層によってまくらぎを支持する省力化軌道において、高塑性材料からなる路盤表面保護層が前記路盤の表面に敷設されて一体化していることを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、前記路盤表面保護層は、吸水膨潤性を備えていることを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、前記路盤表面保護層は、コンシステンシー特性が１０以下であることを特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、前記路盤表面保護層は、コンシステンシー特性が５以下であることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、列車荷重によって発生する水圧を前後に分散する水圧分散層が前記路盤表面保護層に添設されていることを特徴とする。
また、請求項６に係る発明は、路盤上に形成されたてん充層によってまくらぎを支持する省力化軌道の施工方法であって、高塑性材料からなる路盤表面保護層を前記路盤の表面に敷設して一体化させ、前記路盤表面保護層上に前記てん充層を形成することを特徴とする。
また、請求項７に係る発明は、前記路盤表面保護層は、吸水膨潤性を備えていることを特徴とする。
また、請求項８に係る発明は、列車荷重によって発生する水圧を前後に分散する水圧分散層を前記路盤表面保護層に添設することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、路盤の表面からの噴泥を確実に防ぎ、路盤の表面における空洞の発生・成長を阻止することが可能となる。したがって、路盤変状の発生を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
省力化軌道１は、図１に示すように、粘性土からなる路盤２を有しており、路盤２の表面には、吸水膨潤性を備えた高塑性材料（例えば、工業用ベントナイトなどの高塑性粘性土）からなる路盤表面保護層３が敷設されて路盤２と一体化している。路盤表面保護層３の上側には、てん充層５が形成されており、てん充層５の上側には複数本のまくらぎ６が、図１紙面と直角な方向に沿って所定の間隔で配設されている。これらまくらぎ６の上側には２本一対のレール７が、図１紙面と直角な方向に延伸する形で載置されている。さらに、路盤表面保護層３の上側には多数個のバラスト９が、てん充層５およびまくらぎ６の周囲に敷設されている。
【００１２】
このように、省力化軌道１においては、高塑性材料からなる路盤表面保護層３が路盤２の表面に密着して一体化しているので、路盤土が流動化して流出するのを防ぐことができる。また、この路盤表面保護層３は、てん充層５の動的変形と路盤土の動的変形との位相差を吸収するため、路盤２の表面に一時的にでも空洞が発生する事態を防止することができる。さらに、この路盤表面保護層３は吸水膨潤性を備えているので、万一、路盤土が流出して路盤２の表面に空洞が発生したとしても、路盤表面保護層３が吸水膨潤して空洞に充填されるので、空洞の成長を阻止することができる。これらの結果、路盤変状の発生を未然に防止することが可能となり、てん充層５の異常沈下などの不具合が生じる危険を回避することができる。
【００１３】
上述した効果を確認するため、路盤表面保護層３のコンシステンシー（固さや流動性）を表す指数として、塑性指数Ipと液性限界WLにより、コンシステンシー特性IcをIc＝０．７３WL−Ipと定義した。例えば、これを日本統一土質分類に当てはめると、Ic≦１４．６が粘土、Ic≧１４．６がシルトとなる。そして、このコンシステンシー特性Icを−７〜１３の範囲内で変えたとき、列車荷重による路盤土の流出量がどのように変化するかを実験で求めた。
【００１４】
その結果、図２に示すように、路盤土の流出量は路盤表面保護層３のコンシステンシー特性Icに対して非常に敏感であることが判明した。すなわち、路盤表面保護層３のコンシステンシー特性Icが１３である場合、路盤土の流出量は１００ｇ強であった。これに対し、路盤表面保護層３のコンシステンシー特性Icが１２になると、路盤土の流出量が約２０ｇに、路盤表面保護層３のコンシステンシー特性Icが１０になると、路盤土の流出量が約５ｇにと急激に低下した。また、路盤表面保護層３のコンシステンシー特性Icが５以下では、路盤土の流出量がゼロになる結果が得られた。したがって、高塑性材料からなる路盤表面保護層３により、路盤土の流出量が大幅に削減され、特に路盤表面保護層３のコンシステンシー特性Icが５以下の場合、列車荷重レベルでは路盤２に変状を生じないことが明らかとなった。
【００１５】
また、とりわけ雨水が集中して恒常的に地下水位が高くなっている箇所（例えば、切土や素地など）においては、図３に示すように、路盤表面保護層３の上側（路盤表面保護層３とてん充層５との間）に水圧分散層８を敷設すれば、レール７上の列車走行に伴う列車荷重によって発生する水圧が前後に分散されるので、路盤変状低減効果を一層向上させることができる。
【００１６】
なお、上述の実施形態では、路盤表面保護層３の材料として、経済的に有利な工業用ベントナイトなどの高塑性粘性土を例示したが、所定のコンシステンシー特性Ic（例えば、５以下）を有する高塑性材料である限り、他の材料（例えば、現地発生土など）を路盤表面保護層３の材料に採用することも可能である。
【００１７】
また、路盤表面保護層３の形状は特に限定されず、例えば厚さ１０ｍｍ（乾燥時５ｍｍ）程度のシート状のものを用いても構わない。この場合、路盤表面保護層３の施工むら等の問題が生じにくい点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る省力化軌道の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】路盤変状再現試験における路盤表面保護層のコンシステンシー特性と路盤土流出量との関係を示すグラフである。
【図３】本発明に係る省力化軌道の第２の実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の省力化軌道を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１……省力化軌道
２……路盤
３……路盤表面保護層
４……空洞
５……てん充層
６……まくらぎ
７……レール
８……水圧分散層
９……バラスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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