JP2005264489A - Labor-saving track and its base course deformation preventing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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と、その省力化軌道の路盤変状防止方法に関するものである。 The present invention relates to a labor-saving track that supports a sleeper by a filling layer formed on a roadbed, and a roadbed deformation prevention method for the labor-saving track.
図4は従来の省力化軌道における路盤変状を示す断面図である。 FIG. 4 is a sectional view showing a roadbed deformation in a conventional labor-saving track.
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。
In this kind of labor-saving
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が考えられる。これは、地下水を下げれば、路盤2の表面の含水比が低下し、路盤土が流動化しにくくなることと、路盤2の表面における土の間隙水圧が負になり、その反力として土粒子には拘束圧が作用するため、土の強度が増加することによるものである。
Conventionally, as a countermeasure, it is conceivable to reduce water pressure fluctuation due to train load by lowering groundwater. This is because if the groundwater is lowered, the water content ratio of the surface of the
これを確認するため、本発明者は、室内において既設線省力化軌道の路盤変状再現試験を行なった。その結果、列車荷重による路盤土流出量は、図3に示すように、路盤面からの水位が下がるほど低下することが明らかとなった。したがって、路盤2内の水位を下げることで路盤土の変状を防止することが可能となる。
In order to confirm this, the present inventor conducted a roadbed deformation reproduction test of the existing line labor-saving track in the room. As a result, it became clear that the roadbed soil runoff due to the train load decreases as the water level from the roadbed surface decreases as shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the deformation of the roadbed soil by lowering the water level in the
しかし、透水性の低い粘性土からなる路盤2の場合、図5に示すように、路盤2に線路側溝12が付設されていても、例えば雨期のごとく路盤2に常に水が供給されるような状況下では、路盤に動水勾配が発生し、路盤2の内部の水を速やかに線路側溝12へ排出して水位を低下させるのは困難な場合が多い。したがって、線路側溝12で観測される水位が路盤2の表面より十分に低くても、列車荷重によって路盤面が変状する恐れがある。
However, in the case of the
また、透水性の低い粘性土からなる路盤2においては、水の動きが緩慢となるため、大量の降雨直後に、図6に示すように、路盤2の表面に局所飽和領域14が発生することが少なくない。
In addition, in the
あるいは、バラスト9が貫入された部位では、その周辺の路盤土と比較して透水性が高いことから、図7に示すように、その部位に雨水が集中し、ウォーターポケットと呼ばれる局所飽和領域14が路盤2の表面に生じることがある。
Alternatively, the portion where the
こうして路盤2の表面に局所飽和領域14が発生した場合、図8に示すように、通常飽和領域から不飽和領域へ向けて水圧が正から負へ直線的に減少した後、局所飽和領域において水圧が負から正へ直線的に増加してから再び減少に転じるという折れ線形の水圧分布となる。そのため、線路側溝12による路盤内水位低下が有効に作用しない場合が多い。したがって、線路側溝12で観測される水位が路盤2の表面より十分に低くても、列車荷重によって路盤面が変状する危険性がある。
When the local
本発明は、このような事情に鑑み、路盤に動水勾配や局所飽和領域が発生しても、列車荷重による路盤変状を確実に防止することが可能な、省力化軌道およびその路盤変状防止方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention is capable of reliably preventing roadbed deformation due to train load even when a hydrodynamic gradient or a local saturation region occurs on the roadbed, and its roadbed deformation. An object is to provide a prevention method.
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、前記路盤の表面の水分を吸い上げる表面排水層が当該路盤の表面に設けられ、前記表面排水層によって吸い上げられた水分を排出して前記路盤の表面の水圧を低下させる排水管が当該表面排水層に接続されていることを特徴とする。
また、請求項2に係る発明は、前記表面排水層は、水平方向の透水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、前記表面排水層は、大気圧への開放が抑止されていることを特徴とする。
また、請求項4に係る発明は、前記排水管は、その内部に水が充満しているとともに、排出口が吸入口より低いことを特徴とする。
また、請求項5に係る発明は、前記排水管は、その内部空間を大気圧より低くする減圧手段を備えていることを特徴とする。
また、請求項6に係る発明は、前記減圧手段は、真空ポンプであることを特徴とする。
また、請求項7に係る発明は、前記排水管の最高点の水圧は、列車荷重による水圧変動値よりも低いことを特徴とする。
また、請求項8に係る発明は、前記排水管は、逆流防止弁を備えていることを特徴とする。
また、請求項9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路盤変状防止方法であって、前記路盤の表面の水分を表面排水層で吸い上げる吸水工程と、この水分を排水管で排出して前記路盤の表面の水圧を低下させる減圧工程とを備えたことを特徴とする。
また、請求項10に係る発明は、前記減圧工程において、サイホンの原理で水分を排出することを特徴とする。
また、請求項11に係る発明は、前記減圧工程において、前記排水管の内部空間を大気圧より低くすることを特徴とする。
First, the invention according to
The invention according to
The invention according to
The invention according to
Further, the invention according to
The invention according to
The invention according to
The invention according to
The invention according to
The invention according to
The invention according to claim 11 is characterized in that, in the decompression step, the internal space of the drain pipe is made lower than atmospheric pressure.
本発明によれば、路盤の表面の水分は、表面排水層で吸い上げられた後、サイホンの原理により、排水管から排出される。その結果、路盤に動水勾配や局所飽和領域が発生しても、列車荷重による路盤変状を確実に防止することが可能となる。 According to the present invention, the moisture on the surface of the roadbed is sucked up by the surface drainage layer and then discharged from the drainage pipe according to the principle of siphon. As a result, even if a hydrodynamic gradient or a local saturation region occurs on the roadbed, it is possible to reliably prevent roadbed deformation due to train loads.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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、不織布からなる表面排水層3が大気圧に開放されない状態で敷設されている。一般に省力化軌道1は気密性が高いため、表面排水層3を大気圧に開放しない状態に保つことは容易である。
As shown in FIG. 1, the labor-saving
この表面排水層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、表面排水層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。
On the upper side of the
また、表面排水層3と線路側溝12との間には、排水管8が架け渡されており、排水管8の排出口8bは吸入口8aより低くなっている。この排水管8には、その吸入口8aの近傍に逆流防止弁10が取り付けられており、排水管8の内部は水が充満して飽和状態になっている。なお、排水管8の最高点の水圧は、列車荷重による水圧変動値よりも低くなっている。これは、排水管8を路盤2の表面から所定の高さ(例えば、30cm)以下に配管することによって実現することができる。
Further, a
省力化軌道1は以上のような構成を有するので、路盤2の表面に局所飽和領域14が発生した場合、局所飽和領域14内の水分は、表面排水層3で吸い上げられた後、サイホンの原理により、排水管8の吸入口8aから排水管8内に導かれ、逆流防止弁10を経て排水管8の排出口8bから線路側溝12に排出される。このとき、表面排水層3は不織布から構成されているので、水平方向の透水性に優れる。したがって、表面排水層3内の水は、排水管8の吸入口8aに素早く集められ、排水処理が円滑に行われる。
Since the labor-saving
その結果、路盤2の表面の水圧が強制的に負圧となり、路盤2の表面における土の有効拘束圧が上がって強度が増大する。また、図2に示すように、軌道直下の静水圧分布が線路側溝12の静水圧分布と一致することにより、路盤2内の局所的な水の移動がなくなる。そのため、路盤2が列車荷重を受けても、路盤土が流出しなくなり、路盤面が変状する事態を確実に防ぐことが可能となる。
As a result, the water pressure on the surface of the
一方、路盤2に動水勾配が発生した場合、路盤2内の水は、線路側溝12に直接的に導かれて排出されることに加えて、サイホンの原理で表面排水層3および排水管8を経由して線路側溝12に導かれる形で排出される。その結果、路盤2内の水分を2つの排水路で速やかに線路側溝12へ排出して水位を低下させることが容易となる。したがって、線路側溝12で観測される水位が路盤2の表面より十分に低ければ、列車荷重によって路盤面が変状する事態を確実に防ぐことができる。
On the other hand, when a dynamic gradient occurs in the
なお、路盤2内の水位が低下すると、排水管8の内部が不飽和状態になる場合があるが、その場合でも、列車荷重や降雨によって再び路盤2の表面の水圧が上昇すれば、排水管8内に自動的に水が供給される。したがって、上述したサイホンの原理による排水機構は、必要なときには確実に作動することが保証される。
If the water level in the
また、逆流防止弁10は簡易的な真空ポンプとして機能するので、上述したサイホンの原理による排水は効率的に行われる。すなわち、路盤2が列車荷重を受けて沈下すると、路盤2内に正の水圧が発生し、水分が排水管8を経て流出する。そして、列車通過後に路盤2の変形が弾性回復するときには、排水管8には逆流防止弁10が取り付けられているので、水や空気が排水管8を逆流することはなく、そのため路盤2内の圧力が低下することになる。
Moreover, since the
なお、排水管8に真空ポンプなどの減圧手段(図示せず)を接続し、排水管8の内部空間を機械的に大気圧より低くするようにしてもよい。
A pressure reducing means (not shown) such as a vacuum pump may be connected to the
なお、上述の実施形態においては、不織布からなる表面排水層3を敷設した場合について説明したが、表面排水層3としては、路盤2の表面の水分を吸い上げることができる限り、不織布以外の材質(例えば、ジオシンセティクスを用いた排水材、或いは砂層など)を採用することも可能である。
In addition, in the above-mentioned embodiment, although the case where the
1……省力化軌道
2……路盤
3……表面排水層
4……空洞
5……てん充層
6……まくらぎ
7……レール
8……排水管
8a……吸入口
8b……排出口
9……バラスト
10……逆流防止弁
12……線路側溝
1 ... Labor-saving
Claims (11)
前記路盤の表面の水分を吸い上げる表面排水層が当該路盤の表面に設けられ、
前記表面排水層によって吸い上げられた水分を排出して前記路盤の表面の水圧を低下させる排水管が当該表面排水層に接続されていることを特徴とする省力化軌道。 In a labor-saving orbit that supports sleepers by means of a packed bed formed on the roadbed,
A surface drainage layer that sucks up moisture on the surface of the roadbed is provided on the surface of the roadbed,
A labor-saving trajectory, characterized in that a drain pipe for discharging the water sucked up by the surface drainage layer and reducing the water pressure on the surface of the roadbed is connected to the surface drainage layer.
前記路盤の表面の水分を表面排水層で吸い上げる吸水工程と、
この水分を排水管で排出して前記路盤の表面の水圧を低下させる減圧工程と
を備えたことを特徴とする、省力化軌道の路盤変状防止方法。 A method for preventing deformation of a roadbed of a labor-saving track that supports sleepers by means of a filling layer formed on the roadbed,
A water absorption step of sucking up moisture on the surface of the roadbed with a surface drainage layer;
A pressure-reducing step of draining the moisture through a drain pipe to reduce the water pressure on the surface of the roadbed, and a roadbed deformation prevention method for a labor-saving track.
The method for preventing deformation of a roadbed according to claim 9, wherein the internal space of the drain pipe is made lower than atmospheric pressure in the pressure reducing step.
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