枕木(まくらぎ、イギリス英語: railway sleeper、アメリカ英語: crosstie、カナダ英語: railway tie)とは、鉄道の線路(軌道)の軌きょうの構成部材である。レールを垂直に支え、レール締結装置とともにレールの間隔(軌間)を一定に保ち、列車の重量をバラスト(砕石)に伝える部材である。 通常の線路においてレールを二本平行に敷設し、その下に枕木を敷いてレールを支える部材である。バラスト軌道の場合は枕木の間には石を敷き詰める。 近年の枕木は木製でないものが増えてきており、実情に合わせて表記も「枕木」から「まくらぎ」「マクラギ」に置き換えられてきている。日本の国土交通省は軌間(レールの間隔)が広がり過ぎたことによる地方鉄道での相次ぐ列車脱線事故を受けて、2018年(平成30年)6月、木製より耐久性が高いコンクリート製枕木(PC枕木)への取り換えを中小私鉄、第三セクター鉄道、貨物鉄道事業者へ通知した[1] [2]。 枕木は次の役目が要求される[3] 木枕木。枕木の名称のとおり、かつては木が使われていた。日本ではクリ、ヒノキ、ヒバなどの耐久性のあるものが用いられたが、太平洋戦争後の1951年(昭和26年)以降はブナも使われるようになった[4]。この他にも堅い広葉樹であるニレやナラも使われたという[5]。使用樹種についての割合は耐久性のある樹種が約20 %、ブナが約35 %であった。1960年代、枕木の損傷は腐朽に起因するものが40 - 60 %、レールの食い込みや犬釘の保持力の減退などの機械的要因が20 - 35 %程度であったという[5]。 腐朽対策として、クレオソート油による防腐処理が開発された。この処理については日本産業規格(JIS)で規定されている。耐久性の低い樹種では、山中や製材工場で野ざらしにしておくと枕木として使用される前に大きく劣化してしまう。このために日本国有鉄道(国鉄)では耐久性の低い6樹種(ブナ、シデ類、トチノキ、カンバ類、ハンノキ、ミズキ)については伐採直後の丸太の状態、もしくは製材工場で加工後すぐに防腐処理を行うように求めたという[5]。 防腐処理の行われた枕木は無処理のものに比べて、耐久性が飛躍的に向上する。以下に『新版 林業百科事典』(1993) 記載の数値を記す。ただし、使用場所、線形、列車の重量、速度、密度(運転頻度)などの使用条件によって多少前後する。 日本農林規格 (JAS) では枕木をその使用場所によって並(普通の直線・曲線用)、橋(橋梁用)、分岐(分岐器用)の3種類に定義している。このうち、国鉄における「並」の枕木は1950年代に900万本、1965年(昭和40年)には550万本(材積33万 m3)も使われていたという[5]。 日本の2000年代後半の現状として自然環境保全意識の高まりにより国産材の入手が難しく、多くを輸入材で賄っている。木製枕木は日本全体で1990年代は全体の6 - 7割程度使用されてきたが、2000年代後半には3 - 4割まで減っている。使用割合が減ったとはいえ、運転本数の比較的少ない地方路線では今でも多く利用されている。メンテナンスさえおこなえば安価で使いやすく、関東地方の私鉄がPC枕木から木枕木へ戻した例もある[6]。 コンクリート製の枕木で、RC枕木とPC枕木(PCはプレストレスト・コンクリートの略)がある。日本国内では大正中期に木の資源が減少し、石浜式といわれるRC枕木か開発された。初期の枕木は亀裂が生じやすくレールの締結方式に苦慮する問題があった[7]。コンクリート材料は圧縮に強く引張に弱い性質がある。レールの上に列車が乗るとレール位置の下の縁または中央部の上の縁に枕木を引張る力が発生し、ひび割れ等が発生する。そこで製造時にコンクリートに圧縮する力を与えて引張る力を発生しにくくする工夫である。この工夫をしたコンクリートをプレストレスト・コンクリートという。中にPC鋼材(ピアノ線や鋼棒)が入っており、製造時それらに緊張を与えることでコンクリートに圧縮する力を与え続け、ひび割れ等を発生しにくくする[8]。 寿命は50年程度で木製に比べると狂いも生じにくい。ただし1本あたり数百キログラムの重量があるため施工が非常に難しく、無道床橋梁(道床砂利を有しない橋梁)には使用できない。また長尺のものを必要とする分岐器付近にも適さないが、実用化されていないわけではない。日本では1943年(昭和18年)頃から鉄道技術研究所で研究がされ、1951年(昭和26年)に東海道本線、大森駅-蒲田駅間で試験された[7][9]。 国鉄規格JRSは国鉄分割民営化により廃止され、日本産業規格(JIS)に引き継がれた。規定されているPC枕木の主なものは下記の通り[8][10]。 プレテンション式PC枕木とはPC鋼材を緊張させた後にコンクリートを打ち込む方式で1942年イギリスで開発され、ポストテンション式PC枕木とはコンクリート硬化後にPC鋼材を緊張させる方式で1953年ドイツで開発された[8]。 重さの問題を改善したものが合成枕木である。これは材質にFFU(ガラス長繊維強化プラスチック発泡体)を使用している。FFUは硬質ウレタン樹脂をガラス長繊維で強化したもの。重さは木製枕木と同程度で施工しやすい。耐久性はPC枕木と同等。2020年代以降、環境配慮の観点から枕木に適した木材の調達が困難になっていること、また、枕木の防腐剤であるクレオソートが発がん性の懸念からEU内で使用禁止になったことなどから需要が拡大している[11]。 破砕したプラスチックごみ(ポリエチレン)に廃タイヤとミネラルを混ぜ、高温で成形した物。
概要
枕木の役目
軌間保持機能 - レールの間隔(軌間)を一定に保つ
荷重分散機能 - 列車の重量を効率よく分散させてバラストに伝え、過度なレールの屈曲や沈下を防ぐ
横抵抗機能と縦抵抗機能 - 軌道の移動に対する抵抗ができること
材質
木材木製の枕木
無処理
クリ:7 - 9年
ヒノキ:9 - 12年
ヒバ:9 - 10年
イタジイ:6 - 7年
ブナ:2 - 3年
マツ:3 - 5年
防腐処理済み
マツ:11 - 12年
ブナ:14 - 25年
ニレ:13 - 19年
ヤチダモ:10 - 12年
コンクリート通常のものより、倍近い幅があるPC枕木(TC型省力化軌道)
PC枕木の国内規格
在来線用
3号 - 直線と曲線(半径800m以上)、長さ2,000mm
6号 - 曲線(半径240mから半径800mまで)、長さ2,000mm
7号 - 中下級線用、長さ2,000mm
新幹線用
3T - 長さ2,400mm。プレテンション式PC枕木。時速210km以下の区間に用いられる。
3H - 長さ2,400mm。プレテンション式PC枕木。時速210kmを超える区間およびこれに付帯する区間に用いられる。
4T - 長さ2,350mm。ポストテンション式PC枕木。時速210km以下の区間に用いられる。
4H - 長さ2,400mm。ポストテンション式PC枕木。時速210kmを超える区間およびこれに付帯する区間に用いられる。
ガラス繊維
プラスチック
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
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