平成26年度 軌道技術交流会 軌道弾性材の特性に対する 温度の影響評価 材料技術研究部（防振材料） 半坂征則 研究の背景と目的 日最低気温１月 平均値（気象庁） 平成26年度 軌道技術交流会 軌道弾性材(軌道パッド)の振動低減 性能が低温時に低下する可能性 温度の軌道弾性材の特性への 影響を定量化した事例は少ない ＝明確には把握されていない 寒冷地への高速鉄道網の建設も 進められている 研究の目的 ・軌道パッドの特性に対する温度の影響を評価 実軌道の同一箇所において夏・冬で振動・騒音測定 ・振動（加速度）中心に報告 Railway Technical Research Institute Railway Technical Research Institute 平成26年度 軌道技術交流会 測定箇所 平成26年度 軌道技術交流会 主要測定点 ﾚｰﾙ(この下に軌道ﾊﾟｯﾄﾞ) 軌道ｽﾗﾌﾞ 軌道構造 ｽﾗﾌﾞﾏｯﾄ 沿線の状況 ・在来線，高架橋，ほぼ直線の平坦線区，下り ・スラブ直結軌道、60Nレール、パンドロール式締結装置 ・軌道パッド（公称ばね定数30MN/m） ・スラブマット(詳細な仕様は不明） 夏と冬で同じ箇所で測定 側面図 ・VG1：桁直下には倉庫があるため設置困難 極力桁直下に近い位置で設置 ・振動測定点：全部z方向の結果を報告 Railway Technical Research Institute Railway Technical Research Institute 平成26年度 軌道技術交流会 VR1 VS VT VC1 VG1 20dB 40 振動加速度 振動加速度レベル (dB) 振動加速度レベル (dB) 測定結果－対象箇所の振動特性(夏)－ 平成26年度 軌道技術交流会 測定結果－対象箇所の振動特性(夏)－ VR1 VC1 20dB 80 100 120 140 60 車両速度(km/h) 車両速度 ・レール／車輪間から離れるほど部材の振動は小さくなる ・軌道スラブ(VS)と締結装置(VT)の振動値はほぼ同等 Railway Technical Research Institute VT VS 16 31.5 63 125 250 500 1k 2k 4k 8k O.A. 振動加速度 周波数 (Hz) 80～100km/h 下部構造への振動減衰量は周波数の増加に伴い増大 Railway Technical Research Institute 1 平成26年度 軌道技術交流会 測定結果－温度－ 測定結果－対象箇所の騒音特性(夏)－ 10 30 20 10 SG1 6 4 12 時 14 0 16 2月18日 6 8 夏 80 100 120 140 60 車両速度(km/h) 車両速度(km/h) 40 8 2 9月4日 SG2 ﾚｰﾙ 締結装置 ｽﾗﾌﾞﾏｯﾄ ﾚｰﾙ近傍 地上(気温) 12 25 10dB 騒音 温度 温度((℃) 騒音レベル (dB) SR 35 ﾚｰﾙ 締結装置 ｽﾗﾌﾞﾏｯﾄ ﾚｰﾙ近傍 地上(気温) 温度 温度((℃) 40 桁直下(SG1)≦12.5m点(SG2)＜レール近傍(SR) 対象箇所では橋上騒音の寄与が大きい Railway Technical Research Institute VR1 80 100 120140 車両速度(km/h) 車両速度(km/h) 振動加速度 レール(VR1) 締結装置動(VT) 低速域 ○夏≧冬 ○夏＜冬 VT 120140 80 100 60 車両速度(km/h) 車両速度(km/h) 高速域 ●両者の差小 ○夏＜冬 軌道パッドの弾性支持理論に対して：○整合，●不整合 Railway Technical Research Institute 測定結果：騒音レベル－夏冬の比較－ )B (d ル ベレ 音 騒 5dB 夏 冬 40 SR 60 80 100 120 140 車両速度(km/h) 車両速度(km/h) 車両速度(km/h) 騒音 レール近傍(SR) 桁直下(SG1) )B (d ル ベレ 音 騒 5dB 40 平成26年度 軌道技術交流会 夏 冬 低速域 ○夏＞冬 振動より差が大きい ●夏＞冬 60 SG1 80 100 120 140 車両速度(km/h) 車両速度(km/h) 高速域 ●両者の差小 ○夏＜冬 軌道パッドの弾性支持理論に対して：○整合，●不整合 Railway Technical Research Institute 12 冬 平成26年度 軌道技術交流会 )B d( ル ベレ 度 速 加 動 振 5dB 測定結果：振動加速度レベル－夏冬の比較－ 夏冬 40 夏 冬 (dB) 夏 冬 B)d( ル ベレ 度 速 加 動 振5dB 40 10 時 ・ 夏・冬の温度差は15～20℃程度 温度の影響評価のためには温度差が大きい方が望ましいが、 この時期の測定は運営上の都合による ・ 部材の温度変化：レールでは大きく、スラブマットでは小さい Railway Technical Research Institute 主として部材の温度特性による 平成26年度 軌道技術交流会 測定結果：振動加速度レベル－夏冬の比較－ )B 夏 (d 冬 ル ベレ 度 速 加 動 振5dB 40 60 平成26年度 軌道技術交流会 VC1 60 80 100120140 車両速度(km/h) 車両速度(km/h) 振動加速度 床版(VC1) 桁直下(VG1) 低速域 ○夏＜冬 ●夏＞冬 ル ベレ 度 速 加 動 振5dB 40 60 VG1 80 100 120140 車両速度(km/h) 高速域 ●両者の差小 ●夏≧冬( 両者の差小） 軌道パッドの弾性支持理論に対して：○整合，●不整合 Railway Technical Research Institute 平成26年度 軌道技術交流会 まとめ 軌道弾性材の特性に対する温度の影響を評価するために、 在来線の同一箇所で夏と冬において振動と騒音を測定した。 その結果，以下の知見を得た。 (1) 対象箇所の振動・騒音特性を明らかにした。 ・レール/車輪間から遠い部材ほど振動は小さい。 ・対象箇所では橋上で発生する騒音の寄与が大きい。 (2) 夏，冬の振動・騒音差異を明らかにした。 ・レール振動，レール近傍騒音：冬の値の方が概して小さい。 ・軌道・構造物振動：冬の値の方が概して大きい。 軌道の弾性支持理論に合致する。 ・桁直下等の地盤振動，沿線騒音：冬の値の方が概して小さい。 軌道の弾性支持理論に合致しない。 詳細な解析は今後の課題としたい。 Railway Technical Research Institute 2
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