アス フ ァル ト路 盤 直 結 軌 道 の 開発
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(2) 図‑5コ. 図‑2保. 守 費 の推 移(山. 陽新 幹 線). 図‑6ア. 図‑3軌. 図‑4ア. ン ク リ ー ト路 盤 上 直 結 軌 道 Rheda(ド イ ツ). ス フ ァル ト路 盤 上 直 結 軌 道ATD(ド. イ ツ). 道 狂 い の 推 移(東 北 新 幹 線). ス フ ァル ト路 盤 上 ス ラブ軌 道(日 本 国鉄). 図‑7ア. この よ う に,ト ンネ ル お よび 高 架 橋 用 のス ラ ブ軌 道 は保 守 計 画 の 観 点 か ら有 道 床 軌 道 に対 して 優 位 に. ス フ ァル ト舗 装 直結 軌 道. 路 盤 上 直 結 軌道 が 約63kmで. あ る.. 上 記 の 鉄 道用 路 盤 は,道 路 にお け る舗 装 と同様 な. あ る.土 路 盤 上 にス ラブ 軌 道 と同 様 な 機 能 を有 す る. 特 徴 を有 して い る.す なわ ち,RC路. 盤は大 きな曲. 省 力 化 軌 道 を敷 設 した 場 合 も,地 質 ・地 盤 条 件 が 良. げ剛 性 に よ り列 車 走 行 に伴 う変 位 を抑 制 す る と とも. 好 で あれ ば,上 記 と同様 な効 果 が期 待 され る.. に耐 久 性 に優 れ て い る.こ の た め,変 位 規 制 の厳 し い高 速 鉄 道 に は有 利 と考 え られ る.一 方,As路. は養 生 や 目地 の 設 置 が 不 要 で,ひ び割 れ の 発 生 が 少. 3.ア ス フ ァル ト路 盤 直 結 軌 道 の 提 案. な い.ま た,ド イ ツ 鉄 道 にお け るRC路 土 路 盤 上省 力化 軌 道 の路 盤 構 造 を大 別 す る と,鉄 筋 コ ン ク リー ト路 盤(以 下,RC路 フ ァル ト路 盤(以 下,As路. 道 の 建 設 単価 はAs路. 盤 と略 称)と ア ス. 上 部 の軌 道 構 造 は ス ラブ 軌道 と ま く らぎ 直 結 軌道 に 路 盤 上 ス ラブ軌 道 が 約10.8kmと 盤 上 ス ラブ軌 道 が約1.8kmに. 示 したRC. 盤 上 直 結 軌 道 が約86km,図‑6に. つ ぎ に,軌 道 構 造 別 にみ る と,ス ラ ブ軌 道 は有 道. 断 効 果 が 小 さ い こ と,バ ラス トの 吸 音効 果 が 得 られ. に行 わ れ お り,最 も関 心 の高 い ドイ ツ鉄 道 の敷 設 延 すRC路. 盤 の 方 が有 利 と考 え られ る.. ブ軌 道 は,有 道 床 軌 道 と比 べ て 下 部 構造 へ の 振 動 遮. 敷 設 され て い る1).一. 達 して い る5).こ の うち,図‑5に. 盤 系 よ り3割 程 度 高 い とい わ. 床 軌 道 と 比べ て 一 般 に騒 音 が 大 き い.こ れ は,ス ラ. 図‑4に 示 すAs路. 方,欧 米 にお いて も省 力化 軌 道 の試 験 はか な り頻 繁 長 は200kmに. 盤上直結軌. れ て い る6).し た が っ て,通 過 トン数 の 比較 的 少 な い線 区 に はAs路. 盤 と略 称)に 分 け られ,. 分 類 され る.わ が 国 に お い て は,図‑1に. 盤. 示. 示 すAs. な い こ と等 が 挙 げ られ る. そ こで,筆 者 らは 主 と して通 過 トン数 が 少 な い 新 設 線 を対 象 に,図‑7に. 示 す よ うな経 済 的 で 騒 音 対. 策 に優 れ た ア ス フ ァル ト路 盤 直 結 軌 道 を提 案 した.. ― 78―.
(3) TRACK1. TRACK2. TRACK3. 図‑9軌. 道 各 部 の上 下 変 位(レ ー ル 直 角方 向). 図‑8試 験軌道 の構造 と測点位置. 4.ア. ス フ ァ ル ト路 盤 直 結 軌 道 の 試 験2). ア ス フ ァル ト路 盤 直 結 軌 道 の 性 能 を 確 認 す る た め, 1997年. 度,鉄. 道 総 合 技 術 研 究 所 日野 土 木 実 験 所 に. 3種 類 の 路 盤 構 造 か ら成 る 試 験 軌 道 を 敷 設 し,試 を 実 施 し た.以. 験. 下 に そ の 概 要 を 述 べ る.. (1)試 験 軌 道 の 概 要 試 験 軌 道 の 構 造 は 図‑8に 1.2mの. 示 す と お りで,深. 稲 城 砂 の 置 換 路 床 上 に,3種. 構 築 し,こ. の 上 に 特 殊 型PCま. さが. 類 のAs路. 図‑10Track2の. く らぎ を直 結 して軌 (2)試 験 の 種 別 と 測 点 位 置. 道 を 構 成 し た. 路 盤 構 造 は 下 か ら既 設 線 発 生 バ ラ ス ト,粒 度 調 整 砕 石 お よ び ア ス フ ァル トコ ン ク リー ト(以 下,ア コ ン と 略 称)か. ら成 る.本. ス. 試 験 軌 道 の諸 元 は以 下 の. Track3=6.875m,総. (d)レ. 延 長20m. ー ル 種 別:60kgレ. (c)PCま. く ら ぎ:特. 的 繰 返 し 載 荷 試 験 お よ び 水 平 抵 抗 力 試 験 を 行 っ た. 図‑8に. 静 的,動. 的 載 荷 試 験 の 測 点 位 置 を 示 す.. 部 の 変 位 お よ び ひ ず み を 測 定 し た. ール. 80kNの. 殊 型 ま く らぎ. ー ル 締 結 装 置:軌. 示 す よ う な ま く ら ぎ 下 突 起 を 設 け た.こ. 40.1MN/m,Track3が64.3MN/mで. れ. の周 囲. を て ん 充 材 等 に よ り 固 定 し て お り,図‑6の. ドイ ツ. 軌 道 の 軌 道 ばね. あ る.ま. く らぎ. と ア ス コ ン 間 の 変 位 差 は,Track2が1.0〜1.5mmで, Track1お. よ びTrack3の0.5mmと. 比 べ て 大 き く,ま. く ら ぎ 下 に 隙 間 の 存 在 が 推 定 さ れ た.こ. 方 式 と は 水 平 荷 重 の 抵 抗 方 法 を 異 に し て い る.. 粒 調 砕 石 上 で は 平 均130MN/m3で. 示 す と お り で,各. 係 数 を 求 め る とTrack1が73.3MN/m,Track2が. を 路 盤 の 表 面 に 設 け た 溝 部 に 落 と し 込 み,そ. な お,試 験 箇 所 の 路 床 上 のK30値. 輪 重 載 荷 時 に お け る 軌 道 各 部 の 上下 変 位. 測 定 値 は 図‑9に. 道 パ ッ ド60MN/m. 本 軌 道 は 必 要 な 水 平 荷 重 抵 抗 力 を 確 保 す る た め, 図‑7に. 的 載 荷 試 験,動. 移 動 式 軌 道 動 的 載 荷 装 置 を 用 い て,図‑8のP(1) 〜P(3)の 位 置 に ,輪 重 お よ び 横 圧 を 載 荷 し,軌 道 各. 験 軌 道:Track1=6.875m,Track2=6.25m,. (b)レ. 本 軌 道 の 性 能 を 確 認 す る た め,静. (3)静 的 載 荷 試 験 結 果. と お りで あ る. (a)試. ま く らぎ上 下 変 位. 盤を. れ は 図‑10. に 示 す 輪 重 と ま く ら ぎ 変 位 曲 線 に も 現 れ て い る.こ. は 平 均114MN/m3,. の 点 に つ い て は,試. あ る.. 験 終 了 後 の 調 査 の 結 果,Track2. の 載 荷 点 に お け る ま く ら ぎ と ア ス コ ン の 間 に,1〜. ― 79―.
(4) TRACK. 1. TRACK. 2. 図‑12路. 盤 深 さ と アス コ ンひ ず み の 関 係. また,動 的 繰 返 し載 荷 試 験 の 全行 程 を通 じて,外 観 上 の 異 常 や 軌 道 と して 特 に問題 とな る こ とは 発 生 し TRACK. 3. な か った. (5)水 平 抵 抗 力 試 験 結 果 軌 道 の 水 平 抵 抗 力 を確 認す る た め,ま く らぎ に水 平荷 重 を 載 荷 して,そ の 際 の水 平変 位 を測 定 した. 試 験 結果 は 図‑14に 示す とお りで,突 起 の な い 場 合 の 最 大 水 平 抵 抗 力 は 約5kNで. 図‑11ア. を設 け た 場 合 に は約24kNを. ス コ ンひ ず み(レ ー ル 方 向). 示 した.在 来 線 の有 道. 床 軌 道 と同 様,ま く らぎ水 平 変 位2mmに. 〜1 .5mm程. 度 の 隙 間 の あ る こ と が 確 認 さ れ た.. ア ス コ ン 各 部 の ひ ず み は,施. 工 時 に 図‑8の. に 埋 設 し た ひ ず み 計 に よ り測 定,記. で あ る. (突起 な し)r=4.6kN/(2×0.625m)=3.7kN/m. とお りで,. (突起 あ り)r=23.5kN/(2×0.625m)=18.8kN/m. 最 大 値 は ア ス コ ン 層 下 面 付 近 に 生 じ,Tmck1で 49×10‑6,Track2で75×10‑6,Track3で65×10‑6を. 対応す る. 荷 重 か ら,道 床 抵 抗 力rを 算 出す る と以 下 の とお り 位置. 録 し た.80kN. 輪 重 載 荷 時 に お け る 測 定 結 果 は 図‑11の. 以 上 の 結 果,突 起 の な い場 合 に は 所 要 の 抵 抗 力 示 し. た.. 5kN/mを. 満 足 して い な い が,突 起 を 設 け る こ とで. 十 分 な 抵 抗 力 を確 保 で きる こ とが確 認 さ れ た.. 図‑12は. ひ ず み の 深 さ 方 向 分 布 を 示 し た も の で,. 下 側 引 張 で あ る こ と か ら ア ス コ ン 層 は,板. (6)ア ス フ ァル ト路 盤 の温 度 測 足 試 験 結 果. 構造 とし. て 作 用 し て い る も の と 考 え られ る. 次 に,80kNの. 載 荷 に 加 え,60kNの. 横圧が載荷 さ 行安. 全 上 の 目 安 と さ れ る5.2mm以. た,. 下 で あ っ た.ま. 加 し,横. 圧 による. 影 響 の 大 き い こ と が 確 認 さ れ た.. 近 くま で 上 昇す る が,本 軌 道 の路 盤 は表 面 をバ ラ ス. 盤 体 内 の積 分 平 均 温 度 は 日平 均 温 度 と同 程 度 で あ る こ とが 明 らか に な っ た(図‑16).こ. の 結 果 か ら,本. 軌 道 の 設 計 にお いて は,そ の 地域 の 気温 調 査 結 果 を. (4)静 的 載 荷 試 験 結 果. 直 接 設 計 に反 映 させ る こ とが 可能 で あ る.図‑17は. 各 軌 道 に,60±30kN(7Hz,sin波)の 累 積 で66時. こ とが わ か る.一 般 の道 路 舗 装 で は 表 面 温 度 が60℃. 夏 か ら冬 にか けて の各 部 温 度 を分 析 した 結 果,路. 圧 が 載荷 され な. い 場 合 に 比 べ て 最 大 で58×10‑6増. 盤 の温 度 分 布 測 定 例 は 図‑15. トで 覆 わ れ る た め,道 路 と比 べ て 有 利 で あ る.. ア ス コ ン ひ ず み の 最 大 値 は,Track1が74×10‑6,Track2 が95×10‑6,Track3が84×10‑6と,横. 夏 期 に お け るAs路. に 示 す とお りで,表 面 の最 高温 度 は外 気 温 を 下 回 る. れ た 場 合 の レー ル の 左 右 変 位 は4.9mmで,走. 相 当),軌. あ る の に 対 し,突 起. 動 的輪 重 を. 間 載 荷 し(累 積 通 ト ン 数 で3000万 道 各 部 の 沈 下 等 を 測 定 し た.各. トン. 軌道 のま. ア ス コ ンの 温 度 と変 形 係 数 の 関 係 の 既 往 デ ー タ(AI は ア メ リカ ア ス フ ァル ト協 会 提 案 値7))を 示 した も ので,こ れ か らア ス コ ンの変 形 係 数 が 推 定 で き る.. く ら ぎ 沈 下 特 性 を 図‑13に 示 す.累 積 通 トン 数 が90 〜1900万 ト ン の 間 の 沈 下 勾 配 を 求 め た 結 果 ,特 殊. (7)総合 評 価. 型 ま く ら ぎ 有 道 床 軌 道 に 比 べ て,Track3が. の 密 着 性 な どの 課 題 は ある が,概 ね アス コ ン厚 が20. と最 も小 さ く,以. 下Track2が. 以 上 を総 合 す る と,本 軌 道 は 路 盤 面 と ま く らぎ と. 約1/40. 約1/30,Track1が1/5. cm以. と各 軌 道 と も 沈 下 抑 制 効 果 の あ る こ とが 確 認 さ れ た.. ― 80―. 上 あ れ ば,省 力化 軌 道 と して 良 好 な 性 能 を 有. して い る もの と判 断 され た..
(5) 図‑13各. 軌 道 の沈 下特 性 図‑16日. 図‑14水. 図‑15路. 5.ア. 図‑17ア. 平抵抗力試験の結果. 盤 体 内 の温 度 分 布 測 定 例. 平 均 温 度 と路 盤 積 分 平 均 温. ス コ ンの 温 度 と変 形 係数 の 関係2). 図‑183次. ス フ ァ ル ト路 盤 直 結 軌 道 の 解 析 と 設 計. 元 有 限要 素 モ デ ル. レ ー ル が210Gpa,0.3,ま. く ら ぎ が40Gpa,0.17,. 粒 調 砕 石 が400MPa,0.35,発. (1)路盤 構 造 の解 析. 0.35と. 前 述 の試 験 結 果 を も と に,路 盤 お よ び 路 床 部 の変 形 係 数 を把 握 す るた め,図‑18に. 示 す3次 元 有 限 要. 仮 定 し た.し. か し,ア. 生 バ ラ ス トが40MPa, ス コ ンお よ び 路 床 の 変. 形 係 数 が 明 確 で は な か っ た の で,両 と し,ア. ス コ ン は125〜5000MPa,路. 者 をパ ラ メー タ 床 は10〜. 素 法(FEM)モ デ ル に よ り解 析 を行 っ た.計 算 に用 い. 400MPaの. た 弾性 係 数 とボ ア ソ ン比 は,既 往 の デ ー タ8)等 か ら. 析 結 果 か ら 推 定 す る こ と と し た(ボ ア ソ ン 比 は0.35).. ―81―. 範 囲 で 組 み 合 わ せ た180通. り のFEM解.
(6) 図‑19ア. ス コ ンひ ず み の測 定 値 と計 算 値 の 残 差 平 方 和(レ ー ル 方 向). 図‑21設. (a)レ ー ル 方 向 ア ス コ ン上 下変 位(レ. 計手順. ー ル 直 下) 図‑22鹿. 児島の季節毎の平均気温. (b)レー ル 直 角 方 向 ア ス コ ン層 下 面 付 近 の ひ ず み 図‑20ア. こ こ で は,第4章 件(ア. で 述 べ たTrack3の. ス コ ン 平 均 温 度 は28℃)を. 夏 期 の試 験 条 対 象 と し,レ. ル 方 向 ア ス コ ン 下 面 ひ ず み 測 定 値 とFEM解 残 差 平 方 和 を 求 め,こ 求 め た.そ. 図‑23鹿 ス コ ンの 測 定値 と解 析 値 の 比 較. ー. 析値 の. の値 が 最 小 と な る組 合 わ せ を. の 結 果 は 図‑19に. 示 す と お りで,ア. スコ. ン 変 形 係 数 が1500〜2500MPa,路 床 変 形 係 数 が10 〜20MPaの 場 合 に残 差 平 方 和 が 最 小 値 を与 え る結 果 が 得 られ た. 一方 ,図‑17に. 示 す 既 往 の 研 究 結 果 に よ れ ば,ア. ス コ ン の 変 形 係 数(温 で あ り,上. 度28℃)は,、1300〜4000MPa. 記 の 推 定 値 は こ の 範 囲 に 含 ま れ る.し. し,路. 児 島 の季 節毎 の ア ス コ ン変 形 係 数. 床 の 変 形 係 数 は,過. 値 と な っ た こ と か ら,別 を も と に,100MPaと. ― 82―. 途 行 っ たFWDの. 仮 定 し た.以. 計 算 した 結 果 は 図‑20の. 試験結果. と お りで,オ. 上 の値 を用 い て ー ダ ー 的 には. 測 定 値 と 解 析 値 は 一致 し た. こ の 結 果,図‑18の. 解 析 モ デ ル によ り本軌 道 の 路. 盤 構 造 設 計 は 可 能 と考 え ら れ る. (2)路. 盤構 造 の 試設 計. 図‑18に. 示 す ア ス フ ァル ト路 盤 直 結 軌 道 に つ い て. 試 設 計 を 行 っ た.敷 か. 去 の 経 験 に よ り小 さ 目 の. 手 順 は 図‑21の. 設 箇 所 は 鹿 児 島 を 想 定 し,設. と お り と し た.. 計.
(7) (a)設 計 条 件,路. 床 条件 お よ び 気 象 条 件. 設 計 条 件 は 以 下 の と お りで あ る. ① 設 計 年 間 通 トン 数:1000万. トン/年. ② 目標 耐 用 年 数:50年 ③ 設 計 平 均 輪 重p: 荷 重 ケ ー ス(1):80kN,荷 ④ 変 動 係 数V:0.15(標 ⑤横. 圧Q:輪. 重 ケ ー ス(2):60kN. 準 偏 差 σ/平. 均 輪 重Pm). 重 の0.8倍. 路 床 条 件 に つ い て は,K30≧110MN/m3に も の と し て,既. 往 の 研 究 デ ー タ8)やFWDか. れ た 値 を 参 考 に し た 結 果,路 100MPaを. 相 当す る ら得 ら. (a)レ. ール方向. 床 の 弾 性 係 数 と して. 用 い る こ と と した.. 気 象 条 件 に つ い て は,1995年. 理 科 年 表 か ら,鹿. 児 島 の30年. 間 の 季 節 別 平 均 気 温 は 図‑22が. た.一. 節 毎 の ア ス コ ン 変 形 係 数 は,図‑17中. 方,季. で 小 さ め の 値 を 示 すAIの. 得 られ. 提 案 値 を 基 に,図‑23の. よ う に仮 定 し た. (b)FEM解. 析結果. 前 記 の 材 料 定 数 を 用 い た 夏 期 の 解 析 結 果(輪 重 P=80kN,横. 圧Q=64kN)を. 図‑24,25に. 示 す.ま. ア ス コ ン厚 さ と ひ ず み の 関 係 図‑26,27に. た,. 示 す.. (b)レ. (c)耐 用 寿 命 の 計 算. 図‑24ア. 耐 用 寿 命 の 計 算 に は,ア. ス コ ン下 層 引張 ひ ず み. ス フ ァル ト舗 装 要 綱 の 多. 層 弾 性 理 論 を 用 い た 設 計 方 法 を 準 用 し,以 AIの. ール 直 角 方 向. 下 に示 す. 破 壊 基 準 式7)に よ り破 壊 回 数 を 求 め た.. ①. ア ス コ ン 層 の 疲 労 ク ラ ッ ク に 対 す る 規 準 式:. 式(1.1). こ こ に,NAは. ア ス コ ン の 破 壊 回 数,εtは. ン 下 面 の 引 張 ひ ず み,EAは (kgf/cm2),μ. アスコ. ア ス コ ンの弾 性 係数. は ア ス コ ン の 空 隙 率(Vv)と ア ス フ ァ ル. ト量(Vb)の 関 数 で,以. 下 の よ う に 表 さ れ る. (a)レ. こ こ に,Vbは (%)で ②. ア ス フ ァル ト量(%),Vvは. ール方 向. 空隙量. あ る.. 全 層 圧 縮 に よ る 変 形 に 対 す る 規 準 式:. 式(1.2). こ こ に,Nsは. 路 床 の 破 壊 回 数,εzは. 路床上面 の. 圧 縮 ひ ず み で あ る.. (b)レ. これ ら の 結 果 を 基 に,マ (i=1,4)の 繰 返 し 回 数niに 計 算 を 行 っ た 後,春. ール直角方向. イ ナ ー 則 を用 いて 四 季 毎 図‑25路 対 す る 損 傷 度mi=ni/Niの. 夏 秋 冬全 体 と して の 損 傷度. ―83―. 床垂直ひずみ.
(8) 6.踏. 掛 版 の 設 計 に関 す る検 討. アス フ ァル ト路 盤 直 結 軌 道 を大 々 的 に採 用 す る 場 合,異 種 構 造 物 と の接 続 部 につ いて も検 討 す る 必 要 が あ る.例 え ば,盛 土 と橋 梁 が 連 続 す る 区 間 に 本 軌 道 を敷 設 す る 場 合,経 年 によ り橋 台 裏部 分 の 盛土 が 沈 下す る と,目 違 いや 折 れ 角 が 大 き くな り,乗 り心 地 や 走 行 安 定性 に悪影 響 を 及 ぼす 可 能 性 が あ る.そ の た め,例 え ば新 幹 線 で は速 度260km/hの. 場 合,. 路 盤 の た わ み や レー ル 面 の変 位 が 表‑1の 制 限 値 を 図‑26ア. ス コ ン厚 と アス コ ン下 側 引張 ひず み の 関係 (レ‑ル 直角 方 向). 満 足 す る よ う定 め られ て お り9),土 路 盤 上 ス ラ ブ軌 道 用 の コ ン ク リー ト路 盤 の場 合 に は,路 盤 縁 端 を橋 台 アバ ッ ト上 に載 せ る対 策 を とる こ と と して い る1). 一 方 ,高 速 道 路 にお け る アス フ ァル ト舗 装 にお い て は,鉄 筋 コ ン ク リー トの踏 掛 版 を用 いて 目違 い 対 策 を行 って お り,ア ス フ ァル ト路 盤 直 結軌 道 に お い て も図‑29に 示 す よ うな 踏 掛 版 を用 い る こ とが 適 切 と 考 え られ る.こ こで は,そ の 基 本 設 計 を行 っ た結 果 に つ い て述 べ る. 表‑1列. 図‑27ア. 車 荷 重 に よ る路 盤 た わ み 量,レ ー ル 鉛 直 変 位 お よび 沈 下 の制 限 値 の 例(常 時). ス コ ン厚 さ と路 床 垂 直 ひ ず み の 関係. (1)解析 方 法 本 解 析 は,橋 台 背 面 部 の沈 下 の影 響 を検 討 す る こ と を 目的 とす るた め,橋 梁 部 分 お よ び 橋 台 は 列 車 荷 図‑28ア. 重 によ っ て 沈 下 しな い もの と し,レ ール は盛 土 部 か. ス コ ン厚 さ と耐 用 年 数 の 関 係. ら橋 梁 部 分 まで 連 続 した 梁 と して モ デル 化 した.図 ‑30に 軌 道 パ ッ ドに よ り連結 され た レー ル お よび 路 MA=ΣmAi(ア. ス コ ン層 の 疲 労 ク ラ ッ ク)お. Mz=Σmsi(全 が1未. 層 圧 縮 に よ る 変 形)を. よび. 算 出 し,こ. 盤(踏 掛 版 ま た は ア ス フ ァル ト舗 装)が,地. れら. 満 と な る 年 数 を 求 め た.. 検 討 した 材 料 定 数 につ い て は図‑29に 示 した.こ こ で,踏 掛 版 の形 状 お よび 支 持 条 件 につ い て は,高 速. (d)構 造 の 決 定 図‑28は. 耐 用 年 数 の 計 算 結 果 で,ア. ス コ ン層 下 面. の 引 張 ひ ず み に よ る 耐 用 年 数 の 方 が,路 み の そ れ よ り短 い こ と,耐. 重 が60kNの. の 結 果 か ら,平. 荷 重 ケ ー ス(2)で は,目. 均 輪 重 が80kNの. 均輪. 標 耐 用 年 数50. 年 を 満 足 す る た め の ア ス コ ン厚 は15cmで. コ ン 厚 は22cmを. 床垂直ひず. 用 年 数 は アス コ ン厚 が 大. き い ほ ど 長 い こ と が 分 か る.こ. か し,平. 盤 ばね. に よ り支 持 され る と した2次 元 梁 ばね モ デ ル を示 す.. 70%に. 空 洞 が 発 生(k2=0)す. る と仮 定 した.列 車. 荷 重 は,新 幹 線 鉄 道 の 実列 車 荷 重9)を 用 い,軸 重 は 図‑31に 示 す よ うな 配 置 とした.路 盤 の た わ み 量 と. よ い.し. 荷 重 ケ ー ス(1)で は,ア. 道 路 にお け る ア ス フ ァル ト舗 装 の 場 合 の 設 計 方 法 10),11)を 参考 に し ,最 も危 険 な 場合 には踏 掛 版 長 さ の. レー ル 変 位 は,連 行 荷 重 を図‑30に 示す レー ル 上 を ス. 提 案 す る.. 右 側 か ら左 側 へ 移 動 させ,最 も大 き い値 を 求 め た. 検 討 した ケ ー ス を表‑2に 示 す.. ― 84―.
(9) 図‑29接. 続 部 構 造 の概 要 と材 料 定 数. 図‑32路. 図‑30解. 図‑31新. 表‑3盛. 析モデル 図. 盤 た わ み量 と制 限 値 の 比 較. 土 沈 下 を考 慮 した レー ル 角 折 れ の 検 討 結 果. 幹 線列 車 の 軸 重. (2)解析 結 果 表‑2検. 路 盤 た わ み 量 の解 析 結 果 を図‑32に 示 す.既 往 の. 討 した 計 算 条 件. 設 計 手 法9)に よ り列 車 走行 性 の検 討 を行 うに は,解 析 か ら得 られ た 各 車 輪 の 走行 によ る路 盤 の変 形 を正 弦 波 形 と仮 定 しな け れ ば な らな い.こ のた め に,最 大 た わ み が 生 じる位 置 を算 定 し,そ の位 置 と橋 台 間 の距 離 の2倍. を仮 想 ス パ ンSと. す る単 純 桁 を考 え. れ ば よ い.こ れ を も とに各 ケ ー ス につ いて 制 限 値 を 満 足 す るか ど うか 照査 した.図 中のOK,お. よびNG. は,路 盤 たわ み 量 が制 限値 以 内 で あ る場 合 をOK, 制 限 値 以 上 で あ る場 合 をNGと. した.. また,レ ー ル の角 折 れ につ い て は,土 路 盤 上 ス ラ ブ 軌 道 に 対 す る 盛 土 沈 下 量 の 制 限 値 で あ る30mm 沈 下 した 状 態 を 想 定 して検 討 を行 った.盛 土 の一 様 沈 下 に よ って 生 じ る レー ル 角 折 れ を θ2,列 車 の 走 行 に よ って 生 じる レー ル 角 折 れ を θ1と し,レ ー ル の 角 折 れ はそ の 両 者 を 合 計 した θ1+θ2を 用 い て 検 討 した.そ の検 討 結 果 を表‑3に 示 す.. ―85―.
(10) (3)検討 結 果 の ま とめ. 謝 辞:本. 図‑32の 結 果 か ら,橋 台 裏 部 分 の支 持 状 態 が 健 全. 研 究 の 基 本 部 分 は(社)日 本 ア ス フ ァ ル ト協. 会 か ら の 委 託 に よ り行 わ れ た も の で,ア. ス フ ァル ト. で 沈 下 の な い場 合,路 盤 た わ み 量 は制 限 値 以 内 に あ. 利 用 拡 大 調 査 委 員 会(委 員 長:阿. るが,橋 台 裏 部 分 に沈 下 が 生 じた 場 合 は制 限 値 を越. 授)お よ び 土 路 盤 上 省 力 化 軌 道 設 計 標 準 に 関 す る 委. え る こ とが わ か る.こ の 場 合 で も,踏 掛 版 を設 置 す. 員 会(委 員 長:池. る と制 限 値 以 内 の値 とな る.こ れ まで の 経 験 か ら,. 幹 事 長:丸. 橋 台 裏 に は あ る程 度 の沈 下 が 予 想 され る こ とか ら, 一 般 には コ ンク リー ト版 か ら成 る 踏 掛 版 の 設 置 が必. よ び 幹 事 各 位 に 御 指 導 を 頂 い た こ と を 記 し,深. 部 頼 政 日本 大 学 教. 田 俊 雄 長 岡 技 術 科 学 大 学 名 誉 教 授,. 山 暉 彦 長 岡 技 術 科 学 大 学 教 授)の 委 員 お 甚な. る 感 謝 の 意 を 表 す る.. 要 と考 え られ る. 盛 土部 が 一様 沈 下 した場 合 の レー ル 角 折 れ検 討 結 果 か ら,新 幹 線 にお いて は長 さ8m× 0.4mの. 参考文献. 幅3.2m× 厚 さ. 1) 安 藤 勝 敏,須 長 誠,三 浦 重,関 根 悦 夫,鬼 頭 誠,青木 一 二三:. 鉄 筋 コ ン ク リー ト踏 掛 版 を設 け る こ と を提. 案 す る.一 方,普 通 鉄 道 の場 合 は長 さ5mの. 土 路 盤 上 ス ラブ 軌 道 用 路 盤 の実 用 性 能 に 関 す る検 討,土 木. 踏掛版. 学 会 論 文 集No.536/IV‑31,. が適 切 で あ る と考 え られ る.. 2). pp.87‑98, 1996.4. (社)日本 ア ス フ ァル ト協会: ア ス フ ァル ト利 用 拡 大 に. 関 す る 調 査 報 告 書, 1998.3. 7.結. 論. 3). 安 藤勝 敏, 江 本 学 他: ア ス フ ァル ト舗 装 直 結 軌 道 の. 応 力解 析 と寿 命 予 測 に関 す る考 察, 土木 学会 第53回. 新 設 線 を対 象 に,経 済 的 で騒 音 対 策 上 有 利 な 「 ア. 学術 講 演 会 講 演 概 要 集 第4部, IV‑428,. 年次. pp.856‑857, 1998.10. ス フ ァル ト路 盤 直 結 軌 道 」 を提 案 した.本 軌 道 に 関. 4). す る各 種検 討 の 結 果,以 下 の 結 論 が 得 られ た.. 接 続 部 に お け る 直 結 系軌 道 用 踏 掛 版 の 構 造, 土 木 学 会 第. (1)路 盤 面 と ま く らぎ 問 の 密 着 性 等 の 課 題 は あ る が, 概 ね アス フ ァル トコ ンク リー ト厚 が20cm以 上あれ. 54回 年 次 学 術 講 演 会 講 演 概 要集 第4部,. ば,省 力化 軌 道 と して 良好 な 性 能 を 有 して い る もの. Fahrbahn (Hestra-Verlag), pp.114, 1997. と判 断 さ れ た.. 6)安. (2)FEM解 析 に よ り荷 重 に対 す る ア ス フ ァル ト路 盤 の 挙 動 を推 定 し,こ の結 果 に道 路 に お け る舗 装 設 計. 報 告,. の考 え方 を準 用 して,設 計耐 用 寿 命 に対 す る ア ス コ. Asphalt Institute's Thickness Design Manual (MS-1) Ninth. ン厚 を提 案 した.. Edition, p.18, 1982. (3)橋 台 裏 の よ うな 将 来 沈 下 が 予 想 さ れ る 箇 所 に本 軌道 を採 用 す る場 合,乗 り心 地 や 走 行 安 全 に照 らし. 8) (社)日 本 道 路 協 会:. 9)鉄 道 総 合 技 術 研 究 所 編:. て踏 掛 版 が 必 要 で あ り,そ の基 本 構 造 を提 案 した.. 説 コ ン ク リ ー ト構 造 物, 丸 善,1995.. 桃 谷 尚 嗣, 安 藤 勝 敏 他: 橋 台 と ア ス フ ァル ト路 盤 の. 5) Chronologie 藤 勝 敏:. 1998.11. "Feste Fahrbahn", Edition ETR- Feste. 欧 米 に お け る 最 近 の 省 力 化 軌 道,. 第12巻,. 第6号,. 鉄道総研. pp37‑42, 1998. 6. 7) The Asphalt Institute: Research and Development of The. ア ス フ ァル ト舗 装 要 綱,. 鉄 道 構 造 物 等 設 計 標 準 ・同 解. 10) 日 本 道 路 公 団: 設 計 要 領(第2集 11) 足 立 洪 他:. 1998.6. 11 第6編),. 道 路 構 造 物 の 設 計 計 算 例,. pp6‑56, 1980. 4 山 海 堂,. 1974. 1. Development of Solid Bed Track on Asphalt Pavement Yoshitsugu MOMOYA, Katsutoshi ANDO, Shuji HASHIMOTO, Tadayuki ABE, Manabu EMOTO and Tadatomo WATANABE In general, repeated. ballasted. trainloads.. is increasingly. solid-bed. This paper describes. needs periodical. Enormous. getting. elders, and people low-noise. track. difficult. track. expenditure to obtain. is therefore maintenance. tend to hate tough works track on asphalt. pavement. the track structure,. maintenance. work,. necessary. to maintain. workforce,. such as manual for new railway. because. ballast. bed is gradually. track in good conditions. Japan is quickly. track maintenance. work.. lines was developed. the results of the performance. ― 86―. because. Under. shifting. destroyed. by. In addition,. it. to a society. of. these circumstances,. a. to reduce the maintenance. tests of this track and basic design.. work..
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