14. 回折X線解析法による経年レールの削正手法
転がり疲労によるレール損傷を抑制するために、レール削正（現在、一般的に新品レールでは0.5億通トン経過毎に0.1mm削正）が実施されています。削正周期や削正量を考慮し、効率的なレール削正を実現するためには、転がり疲労の影響範囲を定量的に把握する必要があります。最表層から深さ方向に定量評価できる回折X線解析法（転がり疲労の程度を表す指標としてX線結晶粒径と転位密度を得る）を用いて、二円筒試験片およびレールの転がり疲労層を評価しました。
レールに形成される転がり疲労による微小き裂の発生と回折X線解析法で得られる評価指標との関係から、微小き裂が形成される閾値は転位密度1015/m2以上であることがわかりました（図１）。
これをもとに、経年レール（直線区間・削正なし・4.5億通トン）を解析した結果、転がり疲労影響深さは約1.1mmであり（図２）、レール表層は微小き裂発生に近い状態にあることを確認しました（図３）。次に、経年レールを深めに削正することで（0.3mm削正）、微小き裂発生に近い状態になるまでに0.5億通トンかかり、現行の削正周期が適用可能です（図３）。新品レールでの0.5億通トン経過時の影響深さ（約0.35mm（図２））を考慮すると、0.3mm削正後、さらに0.5億通トン経過までに再度0.3mmの削正をすれば、経年レールに残された転がり疲労の影響を寡少にできると考えられ、経年レールにこの２回の削正手法を提案しました。この削正後、現行の削正作業に移ることで、敷設から現行の削正を行っている新品レールと同程度の転がり疲労の影響まで低減できると期待されます。なお、曲線区間は別途解析が必要です。
