專利名稱：土工布織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及土壤加固織物，以及特別涉及用于土質(zhì)構(gòu)筑物的土工布織物。
盡管制造和安裝容易，聚烯烴和聚酯網(wǎng)格為低彈性模數(shù)材料，一般聚烯烴網(wǎng)格具有楊氏模數(shù)約10,000-約75,000psi，聚酯網(wǎng)格具有楊氏模數(shù)約75,000-約200,000psi。此類低模數(shù)制品在經(jīng)受一般土質(zhì)構(gòu)筑物中的應(yīng)力時(shí)出現(xiàn)了高應(yīng)變。在一些情況下，覆蓋土壤和其它相關(guān)或施加于土質(zhì)構(gòu)筑物的力可在聚烯烴網(wǎng)格垂直于土質(zhì)構(gòu)筑物表面的方向上引起多達(dá)12英寸的應(yīng)變。這種數(shù)量級(jí)的應(yīng)變不僅使土壤結(jié)構(gòu)本身不穩(wěn)定，而且使附近的構(gòu)筑物，諸如直接或間接由所述土壤構(gòu)筑物支承的建筑物或公路不穩(wěn)定。
當(dāng)經(jīng)受基本上恒定的自然負(fù)荷和一般由土質(zhì)構(gòu)筑物施加或作用于土質(zhì)構(gòu)筑物上的力時(shí)，聚烯烴網(wǎng)格還將發(fā)生相當(dāng)大的蠕變，因而，盡管所述短期應(yīng)變不會(huì)產(chǎn)生危害，聚烯烴網(wǎng)格的長(zhǎng)期蠕變效應(yīng)將足以對(duì)加固土質(zhì)構(gòu)筑物及其周圍的物體的完整性構(gòu)成威脅。
含有高彈性模數(shù)的土工布織物也被建議用于加強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)。這些織物一般包括伸長(zhǎng)的網(wǎng)狀片材，其中，基本上平行的高彈性模數(shù)材料諸如玻璃纖維粗紗或其類似物沿織物的縱向(或“經(jīng)線”或“machine”)和織物的橫向(或“緯線”或“cross-machine”)伸展。所述玻璃繩可彼此連接以形成一開放網(wǎng)格，并且整個(gè)裝置可涂敷有含樹脂材料。所述含樹脂材料賦予織物大致部分剛性以利于織物的加工，并防止環(huán)境對(duì)織物構(gòu)成損害。玻璃纖維粗紗繩具有比相應(yīng)尺寸的聚烯烴或聚酯繩高的彈性模數(shù)和蠕變抗性。例如，在土工布織物的一般玻璃纖維索的彈性模數(shù)約為1,000,000-約4,000,000psi。因而玻璃纖維索可承受比相應(yīng)尺寸的聚烯烴或聚酯繩更高的應(yīng)力并產(chǎn)生較小的應(yīng)變。因此，玻璃基土工布織物一般對(duì)土質(zhì)構(gòu)筑物具有比聚烯烴或聚酯網(wǎng)格要好的加強(qiáng)效果。
一般地，土壤移動(dòng)多發(fā)生于垂直于而不是平行于土質(zhì)構(gòu)筑物的表面的方向上。因此，在選擇適宜的土工布織物進(jìn)行加固，首要考慮的問題是減少土壤相對(duì)于土質(zhì)構(gòu)筑物表面的橫向移動(dòng)。因而，重要的是，高強(qiáng)度的繩索沿基本上垂直于所述土質(zhì)構(gòu)筑物表面的方向安置，而低強(qiáng)度的繩索沿基本上平行于所述構(gòu)筑物的方向安置。
目前采用的土工布織物在織物經(jīng)線方向上設(shè)有高強(qiáng)度繩索。布置現(xiàn)有的土工布織物時(shí)，從一卷上割下所需織物段，并且按高強(qiáng)度經(jīng)線繩索垂直于所述土質(zhì)構(gòu)筑物表面的方向安置。此后從一卷上割下另一織物段，并且也按高強(qiáng)度經(jīng)線繩索垂直于所述土質(zhì)構(gòu)筑物表面的方向并鄰接于第一織物段安置。順序切割和安置織物段的過程根據(jù)需要重復(fù)進(jìn)行，基本上覆蓋了所述土質(zhì)構(gòu)筑物的表面。盡管目前的織物段累加式安置的最終結(jié)果可以接受，但所述過程費(fèi)力費(fèi)時(shí)。
因此，單向土工布織物的優(yōu)點(diǎn)在于安置更方便。
本發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明提供一種單向土工布織物，用于加強(qiáng)土質(zhì)保持墻、堤壩、斜坡和相關(guān)構(gòu)筑物。所述織物包括沿緯線方向延伸的高彈性模數(shù)繩索和沿經(jīng)線方向延伸的相對(duì)低彈性模數(shù)的紗線、絲或類似縫合材料。所述高彈性模數(shù)緯線索優(yōu)選包括與重聚酯經(jīng)線紗線彼此連接的單絲或玻璃纖維束，以形成開放網(wǎng)格織物。所述織物涂敷有足夠厚的可固化含樹脂材料，以防止玻璃繩在卷入軸芯以及于工作場(chǎng)所展開時(shí)損壞。所述樹脂涂層使所述織物具有部分剛性，從而利于織物的加工，并且當(dāng)所述織物安置于土質(zhì)構(gòu)筑物上時(shí)，所述樹脂涂層可防水、抗磨損和抗化學(xué)降解。
在鋪放織物時(shí)，織物卷輥安置于土質(zhì)構(gòu)筑物的表面一端，并且一般沿平行于所述構(gòu)筑物的表面的方向展開。由于所述織物的高模數(shù)繩索為基本上垂直于構(gòu)筑物表面的縱向延伸的緯線卷。于是，無須進(jìn)行切割和調(diào)整單片織物段以實(shí)現(xiàn)所需的繩索定向，而且，安裝時(shí)間少和勞動(dòng)強(qiáng)度相應(yīng)降低。此外，由于緯線索構(gòu)成織物的寬度，織物卷可根據(jù)所需的寬度方便地制造或預(yù)切割，以滿足安裝的需要。
通過下述優(yōu)選實(shí)施方式和優(yōu)選實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的描述，本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、目的和優(yōu)點(diǎn)將更為顯見。
本發(fā)明詳述參見

圖1，所示為安置于適宜的天然或人工基礎(chǔ)12上的土質(zhì)構(gòu)筑物10。構(gòu)筑物10的表面14可與基礎(chǔ)10形成約60°-約90°的角度(如所示)。構(gòu)筑物10可為任意高度，并且包括一層以上基本上水平安置的加強(qiáng)層16。加強(qiáng)層16寬度W一般為數(shù)英尺，基本上覆蓋構(gòu)筑物10表面14的全部長(zhǎng)度。例如，一般10英尺高的土質(zhì)保持墻構(gòu)筑物可包括約2-4層5-6英尺寬的加強(qiáng)層16，其位于自構(gòu)筑物表面14向里的幾英寸至幾英尺處。
圖2所示為適于用在圖1中的土質(zhì)構(gòu)筑物10中的加強(qiáng)層的普通土工布織物18的常規(guī)結(jié)構(gòu)?？椢?8為單向織物。在此處，所述術(shù)語“單向”可解釋成是指具有在織物的縱向(例如，“經(jīng)線”或“machine”)和橫向(例如，“緯線”或“cross-machine”)中的一個(gè)或另一個(gè)，而不是兩個(gè)方向延伸的高彈性模數(shù)材料繩索。在這種連接方式中，織物18為縱向單向，其包括多個(gè)間隔的高彈性模數(shù)經(jīng)線索20諸如玻璃紗束或其類似物，通過相對(duì)低彈性模數(shù)緯線索22諸如聚酯紗線、絲或其類似物松散縫合在一起。
圖3A、3B和3C所示為織物18作為在土質(zhì)構(gòu)筑物10中土工布加強(qiáng)層的安裝過程。如圖1A所示，第一所需的織物段18從未圖示的織物卷的末端割下，并且所述切割段以高模數(shù)經(jīng)線索20沿基本上垂直于構(gòu)筑物的表面14的方向安置于所述土質(zhì)構(gòu)筑物10上，此后，如圖3B所示，另一個(gè)從卷上切下的織物段以高模數(shù)經(jīng)線索20沿基本上垂直于構(gòu)筑物10的表面14的方向鄰接于第一織物段。所述依次切割和單片織物段18的安置重復(fù)進(jìn)行，直至基本上覆蓋如圖3C中所示的土質(zhì)構(gòu)筑物10的表面14的全部長(zhǎng)度。
圖4所示為本發(fā)明的單向土工布織物24，適用于土質(zhì)保持墻、堤壩、斜坡以及類似構(gòu)筑物的加強(qiáng)層?？椢?4為橫向單向，其包括多個(gè)間隔的高彈性模數(shù)緯線索26，與相對(duì)低彈性模數(shù)經(jīng)線索28連接在一起。如以下詳述，織物24具有開放網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其用含樹脂材料浸漬來涂敷繩索26、28，但基本上不減少在所述繩索之間的開放空間的面積。
在浸漬時(shí)，本發(fā)明的織物網(wǎng)格優(yōu)選為部分剛性，并可卷在軸芯上，從而作為預(yù)織就連續(xù)組分運(yùn)至安裝地，然后連續(xù)展開以快速、經(jīng)濟(jì)并簡(jiǎn)單地安裝于土質(zhì)構(gòu)筑物上。例如，其可置于約1-約20英尺寬、片長(zhǎng)度達(dá)100碼以上的卷中。
所述浸漬織物網(wǎng)格24，盡管具有部分剛性，展開時(shí)保持平滑。這是由于正確地選擇了樹脂和在網(wǎng)格中使用了適宜的繩索。所述大網(wǎng)格孔使得在下層和上層的土壤彼此接觸。從而土壤的應(yīng)力作用于緯線索26。
本發(fā)明的網(wǎng)格可為連續(xù)單纖維或玻璃纖維束的緯線索形成，也可采用其它高模數(shù)纖維諸如，例如，碳纖維、石墨纖維、或稱作Kevlar的聚(對(duì)亞苯基對(duì)苯二酸胺)的聚胺纖維。盡管可以使用重量范圍為約134-5000特，優(yōu)選ECR或2000特的E玻璃粗紗?？刹捎瞄g隔為1/8-6英寸的繩索，優(yōu)選低捻度(例如，每一英寸約一捻度)繩索，這些繩索在間隔約3/4-1″基本上彼此平行設(shè)置。優(yōu)選所述緯線索26通過連串繩圈、經(jīng)編繩圈或類似物，堅(jiān)韌的還可使用絲或紗線諸如70-2000丹尼爾的聚酯紗線或類似物，來彼此縫合或松散連接，盡管可采用一側(cè)為約1/8-6英寸的開孔，優(yōu)選采用由一側(cè)約3/4-1″的緯線索和經(jīng)線索26、28構(gòu)成的開孔。繩索26、28可使用經(jīng)線編織、緯線嵌入編織設(shè)備或其他常規(guī)編織設(shè)備。當(dāng)網(wǎng)格制成并在它安置于土質(zhì)構(gòu)筑物之前，在其上施用樹脂，優(yōu)選聚氯乙烯(PVC)塑料溶膠或類似物。即，所述網(wǎng)格采用樹脂進(jìn)行“預(yù)浸漬”。所述樹脂可為熱熔融體、溶劑基或水基并優(yōu)選以約100-300％DPU(吸收干重)施加，例如，約100-300份干重樹脂施用于100重量份織物。
所述樹脂的粘度經(jīng)選擇為可滲透入網(wǎng)格繩索中。雖然所述樹脂并不圍繞玻璃纖維束中的每一根纖維，所述樹脂一般均勻地分布于繩索的內(nèi)部。浸漬使得所述網(wǎng)格具有部分剛性和緩沖墊層，并防止玻璃繩索和纖維被土壤環(huán)境中水和其它元素腐蝕。所述浸漬也減少了玻璃繩索或纖維與由另一個(gè)玻璃繩索或纖維的切割口之間的磨損，這一點(diǎn)在所述網(wǎng)格被放倒但在所述的覆蓋尚未進(jìn)行之前極為重要。
優(yōu)選所述網(wǎng)格具有在緯線索26的方向上具有最低強(qiáng)度10千牛頓每米(kN/m)，最優(yōu)選至少50kN/m和最高約為100kN/m以上。
優(yōu)選經(jīng)線編織，緯線嵌入纖維24可采用在cross-machine(緯線)方向的2000特連續(xù)玻璃纖維紗線。此類紗線可采用1000丹尼爾連續(xù)纖維聚酯絲線，通過任何常規(guī)縫紉、紡織、編織或相應(yīng)的工藝連接在一起形成在一側(cè)具有1/8″-約6″開孔的結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)此后以PVC塑料溶膠浸泡。所述摩擦將損害纖維并減少纖維的強(qiáng)度，用來防止玻璃纖維被水腐蝕并減少在所述纖維之間的摩擦的樹脂予以徹底浸漬，所得的網(wǎng)格重約25-約10,000克每平方米，而且橫跨寬度方向的抗拉強(qiáng)度為約10-約400kN/m。橫跨寬度(緯線)的彈性模數(shù)可為約500,000-約4,000,000psi，并且所述網(wǎng)格可卷起且操作方便。
圖5A和5B所示為通過本發(fā)明的土工布織物施用在土質(zhì)構(gòu)筑物上的優(yōu)選實(shí)施方式?？椢锞?4在示于圖5A中的鄰接構(gòu)筑物10的一端和貼緊其表面14處配置。然后，所述織物卷24沿平行所述構(gòu)筑物表面的方向展開，直至其基本上覆蓋如圖5B所示的構(gòu)筑物的長(zhǎng)度。這樣，所述緯線索26僅須通過沿所述構(gòu)筑物的表面展開所述織物，即基本上沿垂直于構(gòu)筑物10的表面14展開。不象如圖3A、3B和3C所示的織物18那樣，現(xiàn)在無須切割和再定向單片織物24。如此，安裝織物24所需的時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度要明顯比現(xiàn)有技術(shù)中的單向土工布織物小。
盡管已通過詳述解釋本發(fā)明，可以理解的是，所述詳述僅出于此目的，并且作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求的精神和范圍所作的變換均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種土工布織物，包括多個(gè)間隔排列、基本上平行的由高彈性模數(shù)材料制成的緯線索；以及多個(gè)間隔排列、基本上平行的經(jīng)線索連接所述緯線索構(gòu)成開放的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述經(jīng)線索具有基本上比所述緯線索低的彈性模數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的織物，進(jìn)一步包括用于浸漬所述開放網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的浸漬劑。
3.如權(quán)利要求2所述的織物，其中，所述浸漬劑包括聚氯乙烯塑料溶膠。
4.如權(quán)利要求3所述的織物，其中，所述聚氯乙烯以約100-約300％干重吸收量施用于所述開放網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的織物，其中，所述緯線索為玻璃纖維索。
6.如權(quán)利要求5所述的織物，其中，所述緯線索的重量為約134-約5000特。
7.如權(quán)利要求1所述的織物，其中，所述經(jīng)線索含有聚酯紗線。
8.如權(quán)利要求7所述的織物，其中，所述聚酯紗線的重量為約70-約2000丹尼爾。
9.一種配置土工布織物的方法選擇一卷具有高彈性模數(shù)緯線索和較低彈性模數(shù)經(jīng)線索的織物；配置所述卷于土地構(gòu)筑物上，使所述緯線索基本上垂直于所述構(gòu)筑物的表面伸展；以及以基本上平行于所述表面的方向展開所述卷。
全文摘要
一種單向土工布織物(24)用于加強(qiáng)土質(zhì)保持墻、堤壩、斜坡和相關(guān)構(gòu)筑物。所述織物為緯線方向延伸的高彈性模數(shù)繩索(26)和經(jīng)線方向延伸的相對(duì)低彈性模數(shù)繩索(28)的開放網(wǎng)狀物。所述織物優(yōu)選涂敷有足夠厚的固化樹脂材料,以在所述織物沿軸芯成卷和在工作場(chǎng)所展開時(shí)防止玻璃繩索損壞。當(dāng)安置所述織物時(shí),織物卷安置于須建造的土質(zhì)構(gòu)筑物表面的一端,并一般簡(jiǎn)單地以平行于所述構(gòu)筑物表面的方向展開。由于織物的高彈性模數(shù)繩索為緯線方向延伸的繩索,從而阻止了土壤在基本上垂直于構(gòu)筑物表面的運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)D03D9/00GK1328607SQ99813807
公開日2001年12月26日 申請(qǐng)日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者馬克·基特森 申請(qǐng)人:柏·米爾斯有限公司, 塞爾坦蒂公司