JP2001521081A - 特に道床バラストタイプの安定処理構造物及び前記構造物の安定化方法 - Google Patents

特に道床バラストタイプの安定処理構造物及び前記構造物の安定化方法

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フォール ベルナール
イッティ ジャック
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ポール ミショー ジャン
レキュイアー ギー
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コラ ソシエテ アノニム
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、個々別々の小さい骨材（２）を含む構造物に関し、前記構造物は、直接取り付けられる被覆物から成る安定化複合体（３）を含み、排水及び透水能力を損なうことなく、表面鉱物材料（２）を部分的に被覆して前記鉱物要素間の結合を確実にし、且つ互いに鉱物要素の団塊を形成する。本発明は、また、前記構造物を得るための方法にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個々に分離した鉱物材料を含む安定処理（安定処理された）構造物
及び安定化複合体を使って前記構造物を安定化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉱物材料を含む構造物は、例えば鉄道の建設や道路の建設のようないろいろな
分野で知られている。そのような分野では、鉱物、即ち石材は、例えば粉砕され
たマグマ質岩石や或る種の変成岩から誘導される骨材でみることが出来る。これ
らの石材は、鉄道の道床バラスト又は道路の基層を構成するのを目的に骨材床を
形成するために特に配置することが出来る。
【０００３】 本明細書では、《鉱物》及び《石材》という表現は構造物材料を意味し、《骨
材》及び《材料》の表現は区別しないで使用する。
【０００４】 このタイプの石材構造物では、安定性が主要な問題となることが多い。実際に
、この問題は、高速列車の開発では極めて注目されていて、高速列車の通過時に
吸引効果が発生するので、鉄道の道床バラストを形成している骨材が持ち揚がる
ことによって引き起こされる。
【０００５】 これらの骨材としては細かい寸法の骨材が可能であるが、レール面に落ち易す
く、従って車輪によって粉砕されて痕跡を付けることになる。 しかし、これらの骨材としては比較的大きい寸法の骨材も可能であるが、骨材
の突起部によって列車の下側部分の機械部品を傷めることがあり、言うまでもな
く列車の安全性が損なわれる。
【０００６】 道路建設の分野では、石材の安全性が欠けても一般的にさほど目立たない。し
かしながら、表面層の上にビチューメン質被覆材料を適用するのによくみかける
条件は、特に貯留層構造（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の自動車 道路の場合、骨材床の事前安定化を必要とすることがおおい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
道床構造物の本質的諸特性、例えば構造物荷重の分散能力、構造物の排水性な
らびに、迅速な水の排出を保ちながら、いろいろな寸法の石材要素を含む構造物
の欠点を簡単な方法で安価で迅速な解決策で改善出来る解決策を見い出すことが
本発明の目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この構造物は、バインダーと好ましくは繊維を含み、構造物
の材料を所定の位置に保持出来る付加型複合体から成る安定化複合体を含む。こ
の付加型複合体によって、鉱物表面材料は部分的に被覆され、この要素の排水又
は透水能力は損なわれることなく、これらの材料は互いに確実に結合して互いに
団塊を形成する。従って、この構造物の石材を被覆する１種の網状被覆物が存在
する。この被覆網状物によって連続層又は蓋状物を構成することなく構造物の種
々の材料間で新たな結合が作り出されるので、排水や水の迅速な排出ばかりでな
く透水能力も損なわれることなく構造物の負荷を分散する能力も保たれる。
【０００９】 本発明は、また、次の説明によって強調されている特徴、及び個別的とみなさ
れるか又は技術的に可能な全ての組み合わせによるとみなさなければならない特
徴にも関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
網羅的ではない例示目的で、添付図を参照しながら本発明を説明する。
【００１１】 先ず、図１ないし図４を参照する。 ここでは示されていない周知の方法では、鉄道用を目的とした軌道は、まくら
木に固定されたレールで作られ、このまくら木は、例えば骨材２のような石材か
ら成る道床バラスト１の上で固定されていて、この石材はマグマ質岩石又は変成
岩を粉砕することによって作られ、２本のレールの間及び前記レールの両側に配
置されている。 骨材２を置いた時の骨材の塊状の広がりと骨材の不規則な形状によって、骨材
の間には自然と隙間ａ、ｂ、ｃ、ｄ、．．．が形成される。この隙間は排水作用
をなす。
【００１２】 本発明の第１の実施態様によると（図１及び２で示している）、道床１は、排
水及び透水能力を損なうことなく、上側層の前記骨材２を覆うある種の被覆網状
物を形成する付加型被覆物から作られる安定化複合体３を含む。この被覆網状物
によって骨材間の結合が確実に行なわれ、その結果互いに団塊となる。 道床１の安定化複合体３は、繊維５が組み入れられたバインダー４から構成さ
れる。バインダー４としては、未改質若しくは改質ビチューメン・エマルジョン
、又は無水バインダーが可能である。
【００１３】 本発明の別の特徴によると、道床バラスト１に加えられることになる安定化複
合体３を構成するためにバインダー４に組み入れられる繊維５は、線形で、骨材
２の間で結合を形成するために２個の連続する骨材２の間の距離に少なくとも等
しい長さｌ（エル）を有する。今後《長繊維》と呼ぶ繊維５１及びバインダー４
を含む安定化複合体を使って得られる、このような結合によって形成される組立
体は、不規則に配置され、これを適用することによって繊維の間の表面骨材２を
互いに連結出来る任意の形状のメッシュを作ることが出来、また骨材２の上側層
、次に下側層を通って雨水を排出することができる。
【００１４】 本発明の第２の実施態様によると（図３に示している）、道床バラスト１は、
以後《短繊維》と呼ぶ繊維５２が組み入れられるバインダー４で作られる安定化
複合体３１を含む。適用の際、短繊維５２の長さｍおよびその用量は、骨材間の
一部の隙間を不規則に塞ぐように選ばれる。こうして塞がれた隙間の中でバイン
ダーは、適用期間中適正な位置に保たれ、そして第１実施態様と同様にあらゆる
形状のメッシュを形成する。
【００１５】 長繊維５１が１０ｍｍから２００ｍｍの範囲の長さｌを持つのに対して、短繊
維５２の長さｍは１ｍｍより短く、極めて微粉砕された繊維である。長繊維５１
の好ましい長さは、２５、５０、９０及び１３０ｍｍであり、特に有利な長さは
２５〜６０ｍｍの範囲である。
【００１６】 本発明により、道床バラストの寿命は何等の保全もしないと３年、保全をすれ
ば５年となるのに対して、従来の道床では、例えば高速鉄道の場合の極めて苛酷
な使用条件では寿命は１年と持たない。
【００１７】 更に、安定化被覆物は、道床バラストを手動又は機械的に充填している間でも
簡単に壊れ易く、このことによって道床バラストは簡単に再利用出来る特性が保
持される。 また、安定化被覆物によって道床バラスト材層のそのような挙動が保持される
ので、列車によって生じる振動に耐えることが出来る。この被覆物は支持体の変
形に追随して、小幅の沈下で済ますことが出来るほど充分な可撓性を持ち続ける
。 更に、この被覆物によって軌道の電気絶縁特性が長持ちする。 また、この被覆物は毒性がなく、従業員の健康と安全の要件を満たす。
【００１８】 種々行なわれた試験によると、技術的目的上、多種多様な紡織繊維、例えば、
ガラス、ポリプロピレン、ポリアミド又は亜麻、***等のような天然繊維を組み
合わせたガラス繊維のような強化組成物が実現可能であることが判った。例とし
ては、ＩＳＯＶＥＲの名称でＳａｉｎｔ-Ｇｏｂａｉｎから市販されているガラ ス繊維を使って極めて優れた結果が得られた。
【００１９】 バインダーとしては、ＳＡＣＥＲＣＩＤ指定の参照番号６５で知られるビチュ
ーメン・エマルジョンを使用すると、前記の繊維との優れた結合能力を示した。 機械的強度及び透水性に関しては、道床１の安定化複合体３は、例えば１５０
０〜１８００ｇ／ｍ２の範囲の添加量の未改質又は改質ビチューメン・エマルジ
ョン、或いは８００〜１２００ｇ／ｍ２の添加量の無水バインダーを含み、そし
て前記ビチューメン・エマルジョン又は前記無水バインダーに対して長繊維５１
が組み入れられるが、その添加量は５０〜６００ｇ／ｍ２の範囲である。
【００２０】 繊維をバインダーに添加する例を下記に示す。
【００２１】 繊維を含まないバインダーを使用する本発明の実施態様では、改質されるにし
ろ適当な添加剤を含まないにしろ（ビチューメン主成分の）炭化水素バインダー
（例えば、ＳＢＳ型ポリマー）は、可塑性温度範囲が、一方では低温で脆くなら
ない程の、またもう一方では高温でのコンシステンシーが低下しない（ボールリ
ング（Ｂａｌｌ Ｒｉｎｇ）点＞５０℃）程の充分な高さになるように使用され る。
【００２２】 このタイプのバインダーは、例えば、所定の針入度（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ
）のビチューメンに、１．５〜３％のＳＢＳポリマーを加えて、あるいは加えず
に得られるが、前記バインダーを散布する時に使用される温度に応じて変化する
粘度を示す。実機での実験によると、前記で定義されたバインダーを４０℃〜９
０℃の温度で散布することによって得られる粘度では、道床バラスト材の最表面
で結合するばかりでなく、道床バラストの中の１ないし３個の骨材の厚さまで浸
透することが判った。
【００２３】 温度は、０秒から６００秒以内で道床バラスト材の点結合が可能であり＜２５
℃の値まで下がる。２５℃という値は常温では不可逆的で、列車が通る時に骨材
の飛散を防ぐに充分であり、例えば振動による強力な機械的作用によって全ての
骨材の機械的独立性を復元可能にする、従って、道床バラスト材の充填によって
軌道の形状を修整可能にするのに十分低い。
【００２４】 常温（２０℃）では、こうして結合した道床バラスト材の２個の骨材を分離す
るのに必要な牽引荷重は、３０分で５０ｇ／ｃｍ２〜２０００ｇ／ｃｍ２の範囲
であり、充填作業に支障が無いほどの大きさである。
【００２５】 試験では、粘度が０．５°〜１５°エングラー（Ｅｎｇｌｅｒ）の範囲の時、
ビチューメン・エマルジョンは特に優れた結果を示すことを観察することが出来
た。
【００２６】 前述のような構造物を得るために安定化複合体を取り扱う方法を提供すること
も発明の目的である。この方法は、安定化対象の構造物の上側層の鉱物材料を覆
うある種の網を形成する段階を含む。
【００２７】 この網状物を形成するには、ビチューメン・バインダーと、一般的に繊維で形
成されたフィルムがかぶせられる。このバインダーが構造物の材料の間の隙間を
通って或る程度流動するので、状況によるが、バインダーポケット（ｂｉｎｄｅ
ｒ ｐｏｃｋｅｔ）が不規則に分布して、長繊維又は短繊維によって要素間の結 合が確実に行なわれる。
【００２８】 我々が、繊維を含む安定化複合体を使用する場合、例えば次のように種々の代
替方法によってこの方法は実現出来る： − 接着性フィルムを繊維の前に散布する、 − 接着性フィルムを繊維の後に散布する、 − 接着性フィルムと繊維を同時に散布してバインダーを繊維と混合する；こ
の混合物はバインダーと繊維をスプレッダー（ｓｐｒｅａｄｅｒ）に導入する直
前に作ることが出来る。
【００２９】 従って、例示として、これらの代替方法に基づいて、方法は次のどれかにある
： − 未改質又は改質ビチューメン・エマルジョンのフィルムを１５００〜１８
００ｇ／ｍ２の用量で散布した後、そのフィルムを５０〜６００ｇ／ｍ２の用量
の繊維で被覆すること； − 或いは、５０〜６００ｇ／ｍ２の用量の繊維床を散布した後、１５００〜
１８００ｇ／ｍ２の用量の未改質又は改質瀝青エマルジョンのフィルムでその床
を被覆すること； − 或いは、先ず繊維の第１層を５０〜６００ｇ／ｍ２の用量で散布し、その
層を８００〜１２００ｇ／ｍ２の無水バインダーのフィルムで被覆し、そして繊
維の第２層を散布すること。
【００３０】 この方法の第１実施態様によると、装入ホッパーによって供給される長繊維５
１は、外周部に細断刃が取り付けられた回転式シリンダーから成る《チョッパー
》型繊維カッターによってその場で細断される。一方、前記カッターは、このカ
ッターの上流か又は下流に配置されて同じ回転式組立体に取り付けられているビ
チューメン・スプレッダー４と連動する。
【００３１】 この方法の第２実施態様によると、事前細断された繊維は建設現場に運搬され
、手動又は機械的に作動するガン（ｇｕｎ）で発射することによって、ビチュー
メン・エマルジョン４の散布前または後に実施される。
【００３２】 本発明によって安定化される構造物は、前記で規定された限度で前述の方法に
よって、例えば、選択に当たって次の諸パラメータを使って実施できる： −スチレンを加えることにより改質された７０／１００のビチューメン主成分
のエマルジョン（ＳＢＳ）１．５ｋｇ／ｍ２で被覆された長さ１３０ｍｍで直径
１３μｍのガラス繊維（ＩＳＯＶＥＲ ＳＴ ＧＯＢＡＩＮ繊維）を５０ｇ／ｍ２ の割合で散布すること； −スチレンを加えることにより改質された７０／１００のビチューメン主成分
のエマルジョン（ＳＢＳ）１．５ｋｇ／ｍ２で被覆された長さ２５ｍｍで直径１
３μｍのガラス繊維（ＩＳＯＶＥＲ ＳＴ ＧＯＢＡＩＮ繊維）を１４３ｇ／ｍ２ の割合で散布すること； −スチレンを加えることにより改質された７０／１００のビチューメン主成分
のエマルジョン（ＳＢＳ）１．５ｋｇ／ｍ２で被覆された長さ２５ｍｍで直径１
３μｍのガラス繊維（ＩＳＯＶＥＲ ＳＴ ＧＯＢＡＩＮ繊維）を５７３ｇ／ｍ２ の割合で散布すること； −スチレンを加えることにより改質された７０／１００のビチューメン主成分
のエマルジョン（ＳＢＳ）１．８ｋｇ／ｍ２で被覆された長さ１３０ｍｍで直径
１３μｍのガラス繊維（ＩＳＯＶＥＲ ＳＴ ＧＯＢＡＩＮ繊維）を１５０ｇ／ｍ ２ の割合で散布すること。
【００３３】 実施の条件に関しては、この方法は＋５℃〜＋４０℃の温度範囲で達成出来る
。ビチューメン・エマルジョン・バインダーを使用して湿った道床バラスト材に
この処理を行なうことが出来る。実施後、最大２４時間以内の気候条件がどうで
あれ、この方法の効果が得られる。
【００３４】 本発明は、個々に分離された鉱物要素から成る安定処理構造物に関して開示さ
れていて、本発明は、この構造物の鉱物表面材料の一部を被覆するバインダーと
繊維を含む付加型複合体で作られた安定化複合体を含む。
【００３５】 しかしながら、本発明の目的は、単一のバインダーで作られた安定化複合体で
も達成することが出来、或いは何等の繊維も含まない付加型安定化複合体によっ
ても、とにかく達成出来る。この原理は図４に図解的に示されている。この図面
は、安定化対象の構造物の上側層の要素がバインダーポケットによって《結合さ
れ》ていることを示している。
【００３６】 この代替実施態様によって、前述の本発明の第２実施態様の結果に似た結果が
得られ、この場合、使用される繊維は短く、バインダーが固化して構造物の要素
間に結合を形成する前に散布中にバインダーが本質的に流動しないように作用す
る。繊維を用いないことはバインダーの粘度を特に選択することを意味する。
【００３７】 更に、前述のように、図解の詳細な説明は鉄道道床バラスト型構造物の安定化
に関するものである。しかしながら、本発明はそのような用途に限定されること
なく、石材を含むあらゆる石材構造物を安定化するのに使用することが出来るこ
とは明白である。当業者は、慣用の試験方法を使い、本説明の教示を得ることに
よって、安定化対象の構造物の性質と寸法によってあらゆる場合に応じてバイン
ダー及び繊維の対応する特性を決めることができる。
【００３８】 従って、道路用途では、我々は、構造物の要素を安定化するように努めるので
、鉄道用途に固有に見られる小さい要素の吸引問題を解決する必要はない。道路
用途では、安定処理構造物の実現によって道路の表層で実行される建設用ローリ
ー車の走行が出来るようになる。本発明の安定処理構造物を実現することは道路
用途分野、貯留層構造を含む自動車道路では特に有用である。そのような適用を
図５に示してある。
【００３９】 貯留層構造を含む自動車道路は、上に自動車道路が作られる支持土壌１１の他
に、型枠層（ｆｏｒｍ ｌａｙｅｒ）１２、路盤層（ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｌａ
ｙｅｒ）１３、基層（ｂａｓｅ ｌａｙｅｒ）１４、及び表層（ｓｕｒｆａｃｅ
ｌａｙｅｒ）１５を含む。支持土壌１１、型枠層、路盤層、基層は、ジオテキス
タイル（ｇｅｏｔｅｘｔｉｌｅ）又はジオメンブレン（ｇｅｏｍｅｍｂｒａｎｅ
）により作られた境界面、１６、１７及び１８により互いに分離されている。 安定化複合体３は基層１４の上側鉱物要素層の上に被覆される。図５は、図３
に示し、そして参照しながら説明した実施態様によるこの複合体を示している。 本発明の別の特徴によると、集塵用ミクロファイバー（ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｅ
）を使って道路用途分野に実施することが出来る。これらのミクロファイバーは
専ら有機材料で作られ、ガン（ｇｕｎ）又はランプ（ｒａｍｐ）のどちらかを使
って被覆される。これらの主な作用はいかなる物体又は車両も新たに被覆された
安定化複合体と接触して付着しないようにすることにある。
【００４０】 特許請求の範囲の中に記載された技術的特性に挿入されている参照符号は、特
許請求の範囲を単に理解し易くするためであって、特許請求の範囲の限界を決し
て限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による安定化手段を示す鉄道用道床バラストの上側表面の部分の平面図
である。
【図２】 図１のII−II線に沿って切った道床バラストの上側層の断面図である。
【図３】 本発明による代替安定化手段によって安定化された構造物の断面図である。
【図４】 本発明による別の代替安定化手段によって安定化された構造物の断面図である
。
【図５】 本発明によるの安定化手段を組み入れた貯留層構造を有する車道の断面図であ
る。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月２１日（２０００．４．２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 50 ｐｌａｃｅ Ｍａｒｃｅｌ Ｐａｇｎ ｏｌ， Ｆ−92653 Ｂｏｕｌｏｇｎｅ− Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ Ｃｅｄｅｘ， Ｆｒａｎｃｅ (71)出願人 コラ ソシエテ アノニム ＣＯＬＡＳ ＳＯＣＩＥＴＥ ＡＮＯＮＹ ＭＥ フランス国 92653 ブローニュ ビラン クール セデックス プラス ルネ クレ ール ７ (72)発明者 ミシェル デュナンド フランス共和国 エフ−91370 モーシャ ン リュ ドゥ ラ クロワ 16 (72)発明者 ベルナール フォール フランス共和国 エフ−75012 パリ リ ュ ドゥ マルゲット 15 (72)発明者 ジャック イッティ フランス共和国 エフ−91150 エタンプ リュ ドゥ ラ ジュイヴェリエ 20 (72)発明者 アラン ル コロラー フランス共和国 エフ−75015 パリ デ ュプレックス プラース 28 (72)発明者 ジャン ポール ミショー フランス共和国 エフ−78460 シュヴル ーズ アレ デュ ボワ ドゥ イヴェッ ト ２ (72)発明者 ギー レキュイアー フランス共和国 エフ−93420 ヴィルパ ーント アヴェニュー デュ ヴェルト ガラン 34 Ｆターム(参考） 2D051 AA02 AA03 AC01 AC07 AF01 AG01 AG05 AG15 AG18 AG19 AH02 CA09 CA10 2D056 AA03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 個々に分離した鉱物材料（２）及び安定化複合体（３）から
    成り、前記安定化複合体（３）が、前記鉱物材料の排水又は透水能力を損なうこ
    となく、互いの結合を確実にするためかつ互いに前記要素の団塊を形成するため
    に前記鉱物表面要素（２）を部分的に被覆するバインダー（４）を含む安定処理
    構造物において、前記安定化複合体（３）が繊維（５，５１，５２）を含むこと
    を特徴とする安定処理構造物。
  2. 【請求項２】 前記バインダー（４）が、未改質ビチューメン・エマルジョ
    ン、改質ビチューメン・エマルジョン又は無水バインダーから成ることを特徴と
    する、請求項１に記載の安定処理構造物。
  3. 【請求項３】 繊維（５１）の長さ（ｌ）が、２個の連続する鉱物材料（２
    ）間の距離に少なくとも等しく、且つ前記繊維が不規則に分布されていることを
    特徴とする、請求項１又は２に記載の安定処理構造物。
  4. 【請求項４】 前記安定化複合体（３）が、用量が１５００〜１８００ｇ／
    ｍ２の範囲の未改質又は改質ビチューメン・エマルジョン（４）と、用量が５０
    〜６００ｇ／ｍ２の範囲の前記繊維（５）から成ることを特徴とする、請求項１
    ないし３のうちの１項に記載の安定処理構造物。
  5. 【請求項５】 前記安定化複合体（３）が、用量が８０〜１２００ｇ／ｍ２ の範囲の無水バインダー（４）と、用量が５０〜６００ｇ／ｍ２の範囲の前記繊
    維（５）から成ることを特徴とする、請求項１ないし３のうちの１項に記載の安
    定処理構造物。
  6. 【請求項６】 前記繊維（５１）の長さ（ｌ）が、１０〜２００ｍｍの範囲
    にあることを特徴とする、請求項１ないし５のうちの１項に記載の安定処理構造
    物。
  7. 【請求項７】 前記バインダー（４）の粘度が、０．５°〜１５°エングラ
    ーの範囲にあることを特徴とする、請求項１ないし６のうちの１項に記載の安定
    処理構造物。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７のうちの１項に記載の安定処理構造物を得
    る方法において、前記構造物の上側層の鉱物材料の部分的被覆のための網状物を
    形成する段階を含み、前記安定化複合体が繊維を含むことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 前記方法が、前記安定化複合体が繊維を含み、前記繊維を施
    す前に接着性フィルム（４）を施す段階を含むことを特徴とする、請求項８に記
    載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記繊維を施した後に接着性フィルム（４）を施す段階を
    含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記バインダー（４）が、ビチューメン・エマルジョンの
    場合には８００〜１２００ｇ／ｍ２、及び無水バインダーの場合には５００〜８
    ００ｇ／ｍ２の用量で用いられること、並びに前記繊維（５）が５０〜６００ｇ
    ／ｍ２の範囲で用いられことを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記繊維５が、チョッパー型繊維カッターでその場で切断
    され、供給ホッパーから供給されるようになっており、かかるカッターは、該カ
    ッターの上流側又は下流側に配置されて、同じ回転式アッセンブリーの上に取り
    付けられたビチューメン・スプレッダー（４）と連動されていることを特徴とす
    る、請求項９ないし１１のうちの１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記繊維（５）が現場以外で切断された後、手動又は機械
    的作動ガンによる噴射によって施工対象の建設現場へ運搬されることを特徴とす
    る、請求項９ないし１１のうちの１項に記載の方法。
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