CN1840781A - 一种用于土木结构的复合土工织物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于土木结构的复合土工织物，该复合土工织物包括一层烧毛土工布和一层增强格栅，由烧毛土工布与经编纤维丝束、纬编丝束通过经线、纬线捻成一个整体。其中烧毛土工布是将土工布的一个表面经烧毛工艺处理而成，烧毛后表面较为粗糙，在施工过程中不容易滑动，使格栅复合土工布在摊铺过程中较为平展。增强格栅由玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、芳纶纤维或碳纤维长丝等纤维经编制成，增强格栅为由至少一组经线、一组纬线组成的网格结构。土工布采用涤纶纤维、尼龙、聚乙烯或聚酯纤维等制成。该复合土工织物具有抗拉强度高、延伸率低的特点，可以避免水土流失、加固路基。

Description

一种用于土木结构的复合土工织物

                          技术领域

本发明涉及土木结构工程中起增强作用的一种土工织物，尤其是一种格栅与土工布相结合的复合土工织物。

                          背景技术

近年来为满足公路运输的需要，我国在重交通、大交通量的路段上，大力发展水泥混凝土路面。由于八十年代初期修建的水泥路面和旧沥青混凝土路面，设计标准偏低，板块偏薄，有的路段出现了不同程度的损坏，已不能适应重交通运输的需要。

随着道路建设的发展，道路改造修补的任务将会越来越重。许多发达国家道路建设的重点都在从新建道路的设计施工逐渐向现有道路的改造修缮转移。

与沥青路面相比，水泥混凝土路面的修复比较困难，可采用的大修措施有三种：加铺沥青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和翻修。国内外研究表明，对于重交通水泥混凝土路面而言，最可行的改造措施是加罩沥青混凝土面层。加罩沥青层后，原有旧水泥板作为基层或底基层，这种复合结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式，不仅材料差异大，而且旧路面板上存在接缝及错台、脱空、裂缝、唧泥等损坏现象，使得复合结构中奇异部位突出，这就会在罩面层对应于旧路面板接、裂缝的位置上出现反射裂缝。薄层罩面中反射裂缝的出现是必然现象，关键的问题是一旦出现反射裂缝后，虽对面层使用影响不大，但水份会从裂缝中渗漏下去，加速对基层的破坏，使沥青面层出现淤泥，而且出现湿软地基等，加速裂缝的开裂，大大缩短罩面层的使用寿命。换句话说，所有防范措施的实施，只是尽量推迟产生早期反射裂缝的时间，以及一旦产生反射裂缝后，如何减缓其向上面层发展的速度，从而达到延长其使用寿命的目的。

为适应国民经济发展的需要，在水泥混凝土路面和旧沥青混凝土路面上加铺沥青混凝土面层。提高水泥路面和旧沥青混凝土路面的使用功能，可改善路面的平整度，以防止反射裂缝的发生和起到防水层的作用。在基层和面层之间铺设土工布并浸透沥青，形成土工布——沥青夹层，防止基层裂缝反射到面层并起到防水层的作用。

在沥青罩面层与旧水泥砼路面之间加设专用道路土工布防治反射裂缝，其主要作用机理为：

1、由于旧水泥砼路面温缩位移是连续的，土工布减小了面层与基层间的结合力，加设土工布后，原来二层界面处的结合力明显减少，由此使罩面层最大拉应变减小。

2、由于土工布具有较大的延伸性，旧水泥砼裂缝位移可通过土工布使应力扩展至更宽的范围，从而缓解了裂缝处的应力集中。

3、由于土工布浸透沥青可以有效防止地表水入渗进入基层，避免基层进一步恶化。

4、由于土工布浸透沥青油可有效防止地下水渗入界面，减小沥青罩面层在反射开裂处的剥离破坏。

5、土工布夹层材料可减缓水泥砼板温降，降低水泥砼板位移量水平。

目前使用的土工布一般采用涤纶纤维、尼龙网丝或聚乙烯网相复合的方式制配成复合土工布，由于其抗拉强度较低，加至延伸率较高，所以很难满足高标准道路工程的要求。我国专利，专利号为：“ZL 92229852”名称为“加筋无纺土工布”公开了一种在两层涤纶纤维的中间夹有一层尼龙网纱制成的基布经针刺缠结成的加筋无纺土工布，该专利虽然在降低成本、减轻重量上起到了积极的作用，但由于其采用的材料具有较大的延伸率，所以也很难满足高标准道路工程建设的要求。另一专利，专利号为：“ZL 00220607.2”名称为“复合玻纤土工布”公开了一种玻纤复合土工布，其主要特征为该玻纤复合土工布由土工布、增强网格和绞线组成，该土工布虽然抗拉强度有所提高，但由于采用绞线固定，在施工中绞线容易断裂，使增强网格在施工中发生错位，从而影响复合土工布的整体性能，同时上述两个专利中的土工布均为短丝土工布，应用领域仅限于水利和土木工程领域，而不能用于沥青道路罩面。

以上两个专利中的土工布虽然在一些性能上与以前相比有所改善，但在土工布的整体性能上还有很多欠缺，应用于道路工程时值得进一步改进和提高。

                          发明内容

本发明中的格栅复合土工布是根据道路工程、特别是路面工程的特殊技术要求，采用纤维长丝与长丝无纺土工布形成复合土工织物，该格栅复合土工布具有抗拉强度高、耐高温、与沥青结合性能好等特点，采用这种格栅土工布，将对提高使用性能、提高道路使用寿命具有明显的效果，本复合土工织物不仅可用于水泥路面、新、旧沥青路面，还可用于半刚性路面、柔性路面等各类混合型路面结构。

在考虑增强效果可靠的基础上，本发明中的复合土工织物包括一层烧毛土工布和一层增强格栅，烧毛土工布与经编纤维丝束、纬编丝束通过经线、纬线捻成一个整体。本发明所使用的土工布为使用各类聚合物纤维(聚丙烯长丝、聚丙烯腈长丝、聚酯长丝)所制成的长丝无纺土工布或预浸树脂布，预浸树脂可采用沥青、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂，聚己烯酯、聚丙烯酸酯类等树脂进行预浸。无纺类型包括针刺无纺、热粘无纺或预浸树脂土工布，单位重量为50g/m²～500g/m²。本发明所使用的土工布是将土工布的一个表面经特殊的烧毛工艺处理后使得烧毛面没有竖立的纤维绒毛，在道路工程施工中烧毛面朝上，从而避免土工布被施工车辆的车轮粘带起来、影响施工质量。本发明形成的格栅采用玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维或碳纤维等长丝纤维的丝束，丝束的抗拉强度在5MPa～200MPa之间。这些丝束通过经编工艺在上述土工布表面形成格栅结构，经向丝束被编织在土工布表面、纬向丝束仅在与经向丝束相交处才被编织固定在土工布表面，除此之外，土工布其他部位没有被编织。格栅网格疏密程度可以根据不同工程需求尽情调整，网格尺寸在10mm²～200mm²之间。，本发明的格栅增强土工布可以耐240℃以上的高温而不发生明显的收缩变形；从而避免高温下织物的潜在收缩；同时这种土工布有良好的沥青胶油吸附性，可以很快吸收沥青油而达到饱和。

道路施工时先将路基压实，将格栅复合土工布中烧毛土工布的一面朝向路基摊铺平整并加以固定，再在本发明中的格栅复合土工布的上方加铺沥青混凝土料，最后用压路机将摊铺的沥青混合料碾压成型，即可完成施工过程，开放交通。

本发明中格栅复合土工布的优点是：增强格栅对土工布不仅起到增强的目的，同时也起到增强过滤及阻隔的作用，由于增强格栅由至少一组经线或纬线组成，从而可根据不同的工程要求选择经线、纬线组数的多少，以满足工程的设计要求。本格栅复合土工布仅在加筋部位有编织，而在非筋部位为纯土工布、没有任何编制缝纫针线；此种格栅复合土工布单位重量60g/m²～600g/m²，厚度在1.5mm～5.0mm之间，单面烧毛、长丝无纺土工布、耐240℃以上温度，具有增强的作用；同时还能对泥土起到过滤、隔离的作用，就避免了水土的流失，使路基更加牢固。另外本发明中的格栅复合土工布由于结构简单，使用方便，具有良好的柔韧性，吸收冲击能量的能力强；均匀性达到90％以上，纵横向抗拉强度比小于1.2，纵横向抗拉强度5MPa～200MPa之间等特点。此外，这种格栅复合土工布除了在路面工程中应用之外，还可用于路基软基处理、土木工程、水利工程、铁路和港口等多个领域，具有很大的实用和推广前景。

                          附图说明

图1是本发明中格栅复合土工布结构的平面图；

图2是本发明中格栅复合土工布结构的侧视图。

其中：1、烧毛土工布，2、增强格栅，3、经线，4、纬线，5、绞线。

                         具体实施方式

本发明的实施例的描述可参考图1～2。

实施例一：

本实施例中的格栅复合土工布包括一层烧毛土工布(1)和一层增强格栅(2)，增强格栅(2)采用玻璃纤维丝束通过经编工艺在烧毛土工布(2)表面形成格栅结构，经向丝束被编织在土工布表面、纬向丝束仅在与经向丝束相交处才被编织固定在土工布表面成一个整体。烧毛土工布(1)是将土工布的一个表面经烧毛工艺处理而成，烧毛土工布(1)经烧毛后表面较为粗糙，在施工过程中不容易滑动，使格栅复合土工布在摊铺过程中较为平展。增强格栅(2)采用锦纶纤维长丝经编制成，增强格栅(2)为由一组经线(3)、一组纬线(4)组成的网格结构；土工布为聚酯长丝纤维无纺布。

道路施工时先将路基压实，将格栅复合土工布中烧毛土工布(1)的一面朝向路基摊铺平整并加以固定，再在格栅复合土工布的上方加铺沥青混凝土料，最后用压路机将摊铺的沥青混合料碾压成型，即可完成施工过程。

实施例二：

本实施例中的格栅复合土工布包括一层烧毛土工布(1)和一层增强格栅(2)，增强格栅(2)采用锦纶纤维丝束通过经编工艺在烧毛土工布(2)表面形成格栅结构，经向丝束被编织在土工布表面、纬向丝束仅在与经向丝束相交处才被编织固定在土工布表面成一个整体。烧毛土工布(1)经烧毛后表面较为粗糙，在施工过程中不容易滑动，使格栅复合土工布在摊铺过程中较为平展。增强格栅(2)采用玻璃纤维长丝经编制成，增强格栅(2)为由四组经线(3)、四组纬线(4)组成的网格结构；土工布为聚酯长丝纤维无纺布。

道路施工时先将路基压实，将格栅复合土工布中烧毛土工布(1)的一面朝向路基摊铺平整并加以固定，再在格栅复合土工布的上方加铺沥青混凝土料，最后用压路机将摊铺的沥青混合料碾压成型，即可完成施工过程。

实施例三：

本实施例中的格栅复合土工布包括一层烧毛土工布(1)和一层增强格栅(2)，增强格栅(2)采用丙纶纤维丝束通过经编工艺在烧毛土工布(2)表面形成格栅结构，经向丝束被编织在土工布表面、纬向丝束仅在与经向丝束相交处才被编织固定在土工布表面成一个整体。烧毛土工布(1)经烧毛后表面较为粗糙，在施工过程中不容易滑动，使格栅复合土工布在摊铺过程中较为平展。增强格栅(2)采用玻璃纤维长丝经编制成，增强格栅(2)为由两组经线(3)、两组纬线(4)组成的网格结构；土工布为聚酯长丝纤维无纺布。

道路施工时先将路基压实，将格栅复合土工布中烧毛土工布(1)的一面朝向路基摊铺平整并加以固定，再在格栅复合土工布的上方加铺沥青混凝土料，最后用压路机将摊铺的沥青混合料碾压成型，即可完成施工过程。

实施例四：

本实施例中的格栅复合土工布包括一层烧毛土工布(1)和一层增强格栅(2)，增强格栅(2)采用维纶纤维丝束通过经编工艺在烧毛土工布(2)表面形成格栅结构，经向丝束被编织在土工布表面、纬向丝束仅在与经向丝束相交处才被编织固定在土工布表面成一个整体。烧毛土工布(1)经烧毛后表面较为粗糙，在施工过程中不容易滑动，使格栅复合土工布在摊铺过程中较为平展。增强格栅(2)采用玻璃纤维长丝经编制成，增强格栅(2)为由两组经线(3)、两组纬线(4)组成的网格结构；土工布为聚酯长丝纤维无纺布。

道路施工时先将路基压实，将格栅复合土工布中烧毛土工布(1)的一面朝向路基摊铺平整并加以固定，再在格栅复合土工布的上方加铺沥青混凝土料，最后用压路机将摊铺的沥青混合料碾压成型，即可完成施工过程。

实施例五：

本实施例中的格栅复合土工布包括一层烧毛土工布(1)和一层增强格栅(2)，增强格栅(2)采用涤纶纤维丝束通过经编工艺在烧毛土工布(2)表面形成格栅结构，经向丝束被编织在土工布表面、纬向丝束仅在与经向丝束相交处才被编织固定在土工布表面成一个整体。烧毛土工布(1)经烧毛后表面较为粗糙，在施工过程中不容易滑动，使格栅复合土工布在摊铺过程中较为平展。增强格栅(2)采用玻璃纤维长丝经编制成，增强格栅(2)为由两组经线(3)、两组纬线(4)组成的网格结构；土工布为聚酯长丝纤维无纺布。

道路施工时先将路基压实，将格栅复合土工布中烧毛土工布(1)的一面朝向路基摊铺平整并加以固定，再在格栅复合土工布的上方加铺沥青混凝土料，最后用压路机将摊铺的沥青混合料碾压成型，即可完成施工过程。

实施例六：

本实施例中的格栅复合土工布包括一层烧毛土工布(1)和一层增强格栅(2)，增强格栅(2)采用芳纶纤维丝束通过经编工艺在烧毛土工布(2)表面形成格栅结构，经向丝束被编织在土工布表面、纬向丝束仅在与经向丝束相交处才被编织固定在土工布表面成一个整体。烧毛土工布(1)经烧毛后表面较为粗糙，在施工过程中不容易滑动，使格栅复合土工布在摊铺过程中较为平展。增强格栅(2)采用玻璃纤维长丝经编制成，增强格栅(2)为由两组经线(3)、两组纬线(4)组成的网格结构；土工布为聚酯长丝纤维无纺布。道路施工时先将路基压实，将格栅复合土工布中烧毛土工布(1)的一面朝向路基摊铺平整并加以固定，再在格栅复合土工布的上方加铺沥青混凝土料，最后用压路机将摊铺的沥青混合料碾压成型，即可完成施工过程。

Claims (5)

1、一种用于土木结构的复合土工织物，包括一层烧毛土工布(1)和一层增强格栅(2)，其特征在于：所述烧毛土工布(1)与增强格栅(2)通过绞线将经线、纬线捻成一个整体；烧毛土工布(1)是将土工布的一个表面经烧毛工艺处理而成，土工布由涤纶纤维、尼龙、聚乙烯或聚酯纤维等制成。

2、如权利要求1所述的一种用于土木结构的复合土工织物，其特征在于：所述增强格栅(2)由经编纤维丝束、纬编丝束通过经线、纬线捻成一个整体。

3、如权利要求1所述的一种用于土木结构的复合土工织物，其特征在于：所述增强格栅(2)由玻璃纤维、锦纶、丙纶、维纶、涤纶、玄武岩纤维、芳纶纤维或碳纤维长丝等纤维经编制成。

4、如权利要求1所述的一种用于土木结构的复合土工织物，其特征在于：所述增强格栅(2)为由至少一组经线(4)、纬线(5)组成的网格结构。

5、如权利要求1所述的一种用于土木结构的复合土工织物，其特征在于：此种土工织物单位重量为50g/m²～500g/m²，厚度在1.5mm～5.0mm之间，抗拉强度在5MPa～200MPa之间，格栅尺寸在10mm²～200mm²之间，单面烧毛、长丝无纺土工布、耐240℃以上温度。

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