(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路盤コンクリート上に、セメントとアスファルト乳剤と細骨材とを混合したセメントアスファルト系モルタルからなる緩衝性を有する填充層を挟んで軌道スラブを設置してなるスラブ式軌道における、前記填充層の損傷により生じた隙間を補修する方法であって、前記軌道スラブの対抗する側面に、前記軌道スラブの側面から斜め下方に軌道スラブと填充層を貫通し路盤コンクリートに至る少なくとも２つ以上の孔を２００〜８００ｍｍの間隔を設けて形成し、前記一方の側面の孔を注入口、他方の側面の孔を空気抜き口とし、一方の側面の注入口から順次に填充層に生じた隙間に２４０分以内で圧縮強度が５ＭＰａ以上を示す二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を加圧注入することを特徴とするスラブ式軌道の補修方法。
【請求項２】
前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を二液別々に圧送し、注入直前で混合して注入する請求項１記載のスラブ式軌道の補修方法。
【請求項３】
前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を０．５ＭＰａ以上の注入圧力で注入する請求項１または２記載のスラブ式軌道の補修方法。
【請求項４】
前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂が（メタ）アクリル系樹脂である請求項１乃至３のいずれかの項に記載のスラブ式軌道の補修方法。
【請求項５】
前記孔を少なくとも２つ以上形成して注入口と空気抜き口とし、該注入口に逆流防止弁を設けて二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入する請求項１記載のスラブ式軌道の補修方法。
【請求項６】
前記孔の孔径が３〜３０ｍｍである請求項１乃至５のいずれかの項に記載のスラブ式軌道の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブ式軌道の補修方法に関し、特に軌道スラブと路盤コンクリートとの間に緩衝材として設けられた填充層を補修するための補修方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バラスト道床上に列べられた枕木にレールを締結した構造のバラスト式軌道に代わって、保守費の低減を図るため、図５に示すように、路盤コンクリート１上に列べて設けられたコンクリート製の軌道スラブ２にレール４を直結した構造のスラブ式軌道が採用されている。
【０００３】
このスラブ式軌道では、レール４を弾性的に支持可能なように、軌道スラブ２と路盤コンクリート１との間に、セメントとアスファルト乳剤と細骨材とを混合したセメントアスファルト系モルタル（以下モルタルと略記）からなる填充層３が設けられている。
【０００４】
また、軌道スラブ２に作用する横荷重を支持するために路盤コンクリート１に円柱状のスラブ突起５が立設され、該スラブ突起５と軌道スラブ２との間にも前記と同様のモルタルによる填充層６が設けられている。
【０００５】
このモルタルによる填充層３、６は、長期間の列車の通過の荷重による損傷や、レール４の緊締力の超過による損傷や、寒冷地の凍結融解による劣化の損傷を受け、補修が必要となる。
【０００６】
このようなモルタル填充層３、６の補修には、列車の運行の無い夜間の短時間のうちに作業を終了して早期に所要の強度を発現可能なように、迅速に硬化可能な補修材料が用いられている。具体的には、軌道スラブ下部の填充層３の補修では特開平１１−２５６５０４号公報に示されているように、軌道スラブの弾性支持に必要なばね特性や圧縮強度等の要求を満足する二液型のウレタン樹脂あるいはゴムチップ等を充填材として配合した硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂を軌道スラブ下部の填充層３を削り取った跡に充填、硬化する方法が採用されている。
【０００７】
また、軌道スラブ下部の填充層３が全面に渡つて損傷を受けている場合は、低粘度の硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂をモルタル注入口７に設置した漏斗を用いて、自然落下により充填する方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の二液型のウレタン樹脂あるいはゴムチップ等を充填材として配合した硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂を軌道スラブ下部の填充層３を削り取つた跡に充填、硬化する方法は軌道スラブ下部の填充層３の全面に渡つて補修することは不可能であり、補修効果が不確実であるという問題点があつた。
【０００９】
一方、低粘度の硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂をモルタル注入口に設置した漏斗を用いて自然落下により充填する方法は、図２に示す様に、軌道スラブ下部の填充層の損傷によつて生じた隙間２７が狭い場合は充填速度が遅く、樹脂の硬化速度を速く設定すると充填途中で硬化してしまい完全な充填ができないという欠点があつた。また、樹脂の硬化速度を遅く設定した場合は、始発列車の通過までに樹脂を確実に硬化させることができないという欠点があつた。
【００１０】
また、軌道スラブ下部の填充層の損傷、または劣化によつて生じた隙間２７が広い場合でも、従来の硬化剤後添加型ラジカル重合性樹脂は現場の温度に応じて硬化剤を精確に秤量、添加する必要があるため作業者の熟練を要し、夜間の短時間作業には不向きである。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するために案出されたものであり、施工性が良く、短時間で施工ができ、かつ短時間で強度の安定した補修層が得られる填充層の補修工法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の孔を搾孔し、この孔を注入口または空気抜き口として使用し、重合性樹脂を注入することにより樹脂を軌道スラブ下部の填充層の損傷によつて生じた隙間に完全に充填する事が出来る填充層の補修方法を提供する。
【００１３】
即ち、本発明は、路盤コンクリート上に、セメントとアスファルト乳剤と細骨材とを混合したセメントアスファルト系モルタルからなる緩衝性を有する填充層を挟んで軌道スラブを設置してなるスラブ式軌道における、前記填充層の損傷により生じた隙間を補修する方法であって、前記軌道スラブの対抗する側面に、前記軌道スラブの側面から斜め下方に軌道スラブと填充層を貫通し路盤コンクリートに至る少なくとも２つ以上の孔を２００〜８００ｍｍの間隔を設けて形成し、前記一方の側面の孔を注入口、他方の側面の孔を空気抜き口とし、一方の側面の注入口から順次に填充層に生じた隙間に２４０分以内で圧縮強度が５ＭＰａ以上を示す二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を加圧注入することを特徴とするスラブ式軌道の補修方法である。
【００１４】
前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を二液別々に圧送し、注入直前で混合して注入することが好ましい。
前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を０．５ＭＰａ以上の注入圧力で注入することが好ましい。
前記二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂が（メタ）アクリル系樹脂であることが好ましい。
【００１５】
前記孔を少なくとも２つ以上形成して注入口と空気抜き口とし、該注入口に逆流防止弁を設けて二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することが好ましい。
前記孔が２００〜８００ｍｍの間隔で形成されていることが好ましい。
【００１６】
前記軌道スラブの対抗する側面に間隔を設けて孔を開け、該一方の側面の孔を注入口、他方の側面の孔を空気抜き口とし、一方の側面の端部に設けられた注入口から順次に二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することが好ましい。
また、軌道スラブが勾配を有する場合には、その勾配が最も低い位置に設けた孔を最初の注入口とするのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のスラブ式軌道の補修方法は、レールが設けられた軌道スラブを路盤コンクリート上に緩衝性を有する填充層を挟んで設置してなるスラブ式軌道の填充層の補修方法において、軌道スラブの側面から斜め下方に軌道スラブと填充層を貫通し路盤コンクリートに至る孔を形成し、該孔から填充層に生じた隙間に２４０分以内で圧縮強度が５ＭＰａ以上を示す二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することを特徴とする。
【００１８】
本発明に用いられる二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂は、樹脂を二液に分割し、その一方に重合開始剤を、他の一方に分解促進剤を含有し、これらの二液を混合することにより、室温でラジカル重合して硬化する重合性樹脂である。
【００１９】
このような重合樹脂としては、速硬化性、湿潤面接着性、易作業性、易注入性及び高耐久性等が要求され、これらの要求を満たすために、二液室温硬化型（メタ）アクリ樹脂がその優れた特性から好ましい。（メタ）アクリル樹脂とは、アクリル系単量体又はメタアクリル系単量体を含有する混合物からなる室温、例えば−１０℃〜４０℃で硬化する樹脂をいい、室温硬化する点で、重合開始剤及び分解促進剤を併用することが好ましい。
【００２０】
（メタ）アクリル系単量体としては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシアルキル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレニト、１，４−ブタンジオール（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート及びトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート及び末端（メタ）アクリル変性液状ポリブタジエン等が挙げられる。これらを単独又は２種以上併用して使用することができる。
【００２１】
また、上記の（メタ）アクリル系単量体の中で、特にメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシアルキル（メタ）アクリレート、末端（メタ）アクリル変性液状ポリブタジエンが好ましい。これらを単独又は２種以上併用して使用することができる。
【００２２】
本発明で使用する（メタ）アクリル樹脂は、（メタ）アクリル系単量体と他のラジカル重合性単量体を併用することができるが、ここで用いられる他の単量体には特に制限はなく、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリルアミド等の単官能単量体、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート及びトリアリルイソシアヌレート等の多官能単量体を単独又は２種以上併用して使用することが可能である。
【００２３】
本発明で使用する（メタ）アクリル樹脂は、実質的に重合開始剤と分解促進剤の混合により硬化を進める（メタ）アクリル樹脂であることが好ましい。周知の通り、アクリル系接着剤の硬化は、特に硬化剤を添加しなくとも、熱重合により進行するが、土木建築工事現場でアクリル系接着剤を硬化させる際には、化学工場と異なり、安定した熱源の確保とその管理が困難であり、より簡便な方法で硬化反応を進行させる必要がある。そのためには、重合開始剤と分解促進剤の混合により常温で硬化を進めることが好ましい。
【００２４】
本発明で用いる（メタ）アクリル樹脂の重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤として使用される過酸化物あるいはアゾ化合物が好適に用いられるが、過酸化物あるいはアゾ化合物の種類には特に制限はなく、例えば過酸化物としては、クメンハイドロパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキシド及び過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、並びに過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物があり、アゾ化合物としてはアゾビスイソブチロニトリル等がある。これらの中では、硬化性の点で有機過酸化物が好ましい。
【００２５】
また、分解促進剤は重合開始剤の分解を促進する化合物であり、具体例としては、ジエチルチオ尿素等のチオ尿素誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−ｐ−トルイジン等のアミン類、ナフテン酸コバルト、オクチル酸コバルト等の有機酸金属塩、並びに銅アセチルアセトネート等の有機金属キレート化合物等があり、これらは単独又は２種以上併用して使用することが可能である。これらの中では、硬化性の点で有機酸金属塩や有機金属キレート化合物が好ましい。
【００２６】
本発明で用いる二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂は上記の（メタ）アクリル樹脂を二液に分割し、その一方に上記重合開始剤を他の一方に上記分解促進剤を含有してなる組成物であり、二液を混合するまでは必要な期間安定な状態で保存可能であり、二液を混合後は硬化して必要な特性を与えるものである。
【００２７】
二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂の粘度は、１０〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５０〜１，０００ｍＰａ・ｓの範囲であり、１０ｍＰａ・ｓ未満では樹脂の硬化収縮が大きく好ましくなく、また１０，０００ｍＰａ・ｓを越えると注入性が劣り、所定時間内に注入することが出来ない。一方、可使時間は１０分以上であることが好ましく、これ以下では注入作業時間内で硬化してしまい十分な充填ができない。硬化時間は２４０分以内で、硬化した樹脂の圧縮強度が５ＭＰａ以上を示すことが好ましい。これ以上の硬化時間では必要な強度が発現する前に、列車加重を受けて実用に適さない。
【００２８】
本発明のスラブ式軌道の補修方法では、レールが設けられた軌道スラブを路盤コンクリート上に緩衝性を有する填充層を挟んで設置してなるスラブ式軌道の填充層に生じた隙間に上記の二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することにより補修を行うが、始めに軌道スラブと路盤コンクリートの間隙を予めシールする。シールは軌道スラブと路盤コンクリート間の填充層の外側の面を覆うが、このシールの際、速硬化性の無収縮モルタルあるいは速硬化性の構造粘性を有するアクリル系樹脂を使用するのが好ましく、特に型枠等を設けなくとも良く、十分なシール性を発揮する。これらのシール材の硬化時間は作業可能な範囲内で速いほど好ましい。
【００２９】
注入圧力は０．５ＭＰａ以上、好ましくは１〜１５ＭＰａで注入する。０．５ＭＰａ未満では本工法においては注入速度が遅く、細部に渡つての完全な注入ができないので好ましくない。また、最大注入圧力は１５ＭＰａ以下であることが好ましく、これ以上では軌道スラブと路盤コンクリート間に過大な応力が掛かり好ましくない。
【００３０】
注入口とそれに対向する側の空気抜き口の孔は軌道スラブ長辺側面から斜め下方に路盤コンクリートまで搾孔して設けられ、搾孔間隔は２００〜８００ｍｍが好ましい。空気抜き口を設けることにより、（メタ）アクリル樹脂を注入する時の注入圧力を短時間に緩和することが可能で、軌道スラブと路盤コンクリート間に過大な応力が掛かるのを防ぐことができる。また空気溜まりのような未充填部分の発生を防ぐことができる。
【００３１】
孔の大きさは、孔径が３〜３０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍが望ましい。
【００３２】
穿孔した注入口とそれに対向する側の空気抜き口の孔には、脱着可能な逆流防止弁を装着可能な注入兼空気抜き用治具を設置しておくことが好ましい。樹脂注入の際、注入を行う注入口の治具に逆流防止弁を取り付け注入を行い、残りの注入口の治具とそれに対向する側の空気抜き口の治具には逆流防止弁を取り付けず、空気および樹脂が流出可能な状態にしておく。隣接する注入口の治具からの注入樹脂の流出を確認した後に、隣接する注入口の治具に逆流防止弁を装着し逐次注入していく。この際、既に注入に使用した注入口の治具の逆流防止弁は取り外さずに付けた状態で注入を実施する。その後、注入口に対向する側の空気抜き口の治具から樹脂が流出するまで注入口からの注入をおこなうことにより、軌道スラブ下部の填充層の損傷によって生じた隙間に完全に樹脂を充填する事が出来る。
【００３３】
二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂の注入は、図３示す二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂Ａ剤３３とＢ剤３４を樹脂輸送ポンプで別々に圧送し、Ａ剤輸送パイプ３５とＢ剤輸送パイプ３６の先端部分の樹脂混合装置３７で混合後に注入するのが好ましい。
【００３４】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を参考に説明する。
図１は本発明により補修されるスラブ式軌道を示す斜視図である。
図２は本発明による補修方法に従つて、軌道スラブと路盤コンクリートの間の外周部をシールし、注入口とそれに対向する側の空気抜き口を軌道スラブ長辺側面から斜め下方に路盤コンクリートまで搾孔して設けた断面図である。
【００３５】
本発明による軌道スラブの補修材料は、前述のように、二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂が用いられ、特に二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂が用いられる。二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂としては、例えば市販のハードロックＩＩＥＲｌ５３−００５（電気化学工業株式会社製）を用いることができる。
【００３６】
まず、図１および図２に示す様に、軌道スラブ２と路盤コンクリート１の間の損傷をきたした軌道スラブ下部の填充層２１の外周部をシール２６でシールし、軌道スラブ２の長辺側面から斜め下方に路盤コンクリート１まで搾孔して孔２０を開け、注入口２２とそれに対向する側の空気抜き口２４を設ける。
【００３７】
外周部のシール２６は、緩衝填充層に用いられているモルタルの脆弱部をはつり取つた跡に、急結セメント、例えば電気化学工業社製：キューテックス・タイプ３を用いておこなう。外周部に脆弱部が認められない場合も、端部のモルタルを覆うようにシールする。
【００３８】
注入口２２とそれに対向する側の空気抜き口２４の搾孔は、軌道スラブ２の長辺側面下端から５０ｍｍの位置に５００ｍｍ間隔で行う。搾孔は直径１３．５ｍｍの刃を持つ電動ドリルで、斜め下方向に約４５度で路盤コンクリート１まで搾孔して設ける。穿孔した注入口とそれに対向する側の空気抜き口には脱着可能な逆流防止弁を装着可能な注入兼空気抜き用治具２３，２５、例えばＷＥＢＡＣ社製グラウトプラグを設置しておく。
【００３９】
樹脂注入の際、注入を行う注入口の治具に逆流防止弁を取り付け、注入を行い、残りの注入口の治具とそれに対向する側の空気抜き口の治具には逆流防止弁を取り付けず、空気および樹脂が流出可能な状態にしておく。隣接する注入口の治具からの注入樹脂の留出を確認した後に、隣接する注入口の治具に逆流防止弁を装着し逐次注入していく。この際、既に注入に使用した注入口の治具の逆流防止弁は取り外さずに付けた状態で注入を実施する。その後、注入口に対向する側の空気抜き口の治具から樹脂が流出するまで注入口からの注入をおこなうことにより、軌道スラブ下部の填充層の損傷によって生じた隙間に完全に樹脂を充填する事が出来る。
【００４０】
また、図４に示す様に軌道スラブ２の対抗する長辺側面に間隔を設けて孔を開け、一方の側面の孔を注入口２２ａ〜２２ｅ，他方の側面の孔を空気抜き口２４ａ〜２４ｅとし、一方の側面の端部に設けられた注入口２２ａから２２ｅへ、Ａ方向に順次に二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を流出させる様にして注入することが好ましい。その後、空気抜き口２４ａ〜２４ｅから樹脂が流出するまで注入口２２ａ〜２２ｅより再度注入する。なお、Ｂは樹脂が注入口から注入される方向を示す。
【００４１】
図３は、本発明における二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂をｌＭＰａ以上の圧力で２液別々に圧送し、圧送の先端部分で混合後、注入する装置の模式図である。注入は、同図３に示す様に、二液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂Ａ剤（電気化学工業社製、ハードロックＩＩＥＲｌ５３−００５Ｆ  Ａ剤）３３とＢ剤（電気化学工業社製、ハードロックＩＩＥＲｌ５３−００５Ｆ  Ｂ剤）３４を樹脂輸送ポンプ３１ａ，３１ｂで別々に圧送し、Ａ剤輸送パイプ３５とＢ剤輸送パイプ３６の先端部分の樹脂混合装置３７で混合した後、注入する。
【００４２】
外気温度５℃条件下での注入圧力は５ＭＰａであり、注入に要した時間は１５分間、硬化時間は３５分で、硬化後の樹脂の圧縮強度は２５ＭＰａである。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明による軌道スラブの補修方法は、軌道スラブ側面から複数の孔を搾孔し、この孔を注入口または空気抜き口として使用し、二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂を注入することにより樹脂を軌道スラブ下部の填充層の損傷によつて生じた隙間に完全に充填する事が出来、施工性が良く、短時間で施工ができ、かつ短時間で強度の安定した填充層の補修工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により補修されるスラブ式軌道を示す斜視図である。
【図２】本発明による補修方法における注入口と空気抜き口の穴を搾孔して設けた状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明における２液室温硬化型（メタ）アクリル樹脂を注入する方法の一実施態様を示す模式図である
【図４】本発明における二液室温硬化型ラジカル重合性樹脂の注入方法の一実施態様を示す模式図である
【図５】従来のスラブ式軌道を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  路盤コンクリート
２  軌道スラブ
３  充填層
４  レール
５  スラブ突起
６  スラブ突起周り充填層
７  ＣＡモルタル注入口
２１  損傷をきたした軌道スラブ下部の充填層
２２，２２ａ〜２２ｅ  注入口
２３  注入用治具
２４，２４ａ〜２４ｅ  空気抜き口
２５  空気抜き用治具
２６  シール
２７  軌道スラブ下部の填充層の損傷によつて生じた隙問
３１ａ，３１ｂ  樹脂輸送ポンプ
３２ａ，３２ｂ  樹脂タンク
３３  Ａ剤
３４  Ｂ剤
３５  Ａ剤輸送パイプ
３６  Ｂ剤輸送パイプ
３７  樹脂混合装置
３８  樹脂注入用ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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