CZ30547U1 - Geosyntetický buňkový materiál a chodník - Google Patents

Description

Oblast techniky

Toto technické řešení se týká buňkového zpevňovacího systému, který je znám také pod zkratkou CCS nebo jako geosyntetický buňkový materiál a který je vhodný k použití jako materiál pro nosné a opěrné systémy, jako například pro nosné struktury nacházející se pod vozovkami, železničními svršky, parkovacími plochami a chodníky. Konkrétní výhoda geosyntetických buňkových materiálů podle tohoto technického řešení spočívá v tom, že si tyto materiály zachovávají své rozměry i po velkém počtu zatěžovacích cyklů a teplotních cyklů, což znamená, že po celou dobu konstrukčního životního cyklu geosyntetického buňkového materiálu zůstává zachováno požadované ohraničení a u zavření výplňové hmoty.

Dosavadní stav techniky

Buňkový zpevňovací systém (CCS) je soustava ohraničujících buněk připomínající „voštinovou“ strukturu, která je naplněna zrnitou výplňovou hmotou, jíž může být nesoudržná zemina, písek, přírodní štěrk, tříděný štěrk, drcený kámen nebo jakýkoli jiný druh zrnitého kameniva. Systémy

CCS, které jsou známy také jako geosyntetické buňkové materiály, se používají zejména v pozemním a inženýrském stavitelství, a to zejména tehdy, jsou-li požadovány malá mechanická pevnost a tuhost, jako například při ochraně svahů (za účelem zabránění erozi) nebo při vodorovném podepírání svahů, systémy CCS se liší od jiných geosyntetických stavebních materiálů, jako například výztužných geomříží nebo geotextilií, tím, že uvedené geomříže/geotextilie jsou plošné (tj. dvojrozměrné) útvary, které se používají k rovinnému vyztužení. Tyto geomříže/geotextilie umožňují uzavírající ohraničení pouze v rozsahu velmi omezených svislých vzdáleností (činících obvykle jedno až dvojnásobek průměrné velikosti částic zrnitého materiálu) a jejich použitelnost se přitom omezuje pouze na zrnité materiály mající průměrnou velikost částic větší než asi 20 mm. Tato skutečnost omezuje rozsah po užití takových dvojrozměrných geosyntetických ma25 teriálů pouze na případy, kdy slouží k ohraničujícímu uzavírání relativně drahých zrnitých materiálů (přírodního štěrku, tříděného štěrku a drceného kamene), jelikož tyto geosyntetické materiály jsou stěží schopny jakkoli uzavírat nebo vyztužovat méně kvalitní zrnité materiály, jakými jsou recyklovaný asfalt, drcený beton, popílek a odpad vznikající při těžbě kameniva. Oproti těmto geosyntetickým materiálům jsou systémy CCS trojrozměrné struktury, které umožňují ohraničující uzavírání ve všech směrech (tj. podél celého průřezu každé buňky). Navíc jejich vícekomorové geometrické uspořádání vytváří pasivní odpor, který zvyšuje celkovou únosnost. Na rozdíl od dvojrozměrných geosyntetických materiálů umožňuje geosyntetický buňkový materiál uzavírám a vyztužování zrnitých materiálů, jejichž průměrná velikost částic je menší než asi 20 mm, v některých případech dokonce i takových zrnitých materiálů, jejichž průměrná velikost částic činí asi 10 mm nebo méně.

Geosyntetické buňkové materiály jsou vyráběny několika společnostmi s celosvětovou působností, mezi něž patří také společnost Presto. Geosyntetické buňkové materiály značky Presto se, stejně jako materiály pocházející od většiny napodobitelů, vyrábějí z polyetylénu (PIE). Tímto polyetylénem (PE) může být polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) nebo polyetylén se střední hustotou (MDPE). Pojem „HDPE“ se zde dále vztahuje na polyetylén, pro který je příznačná hustota větší než 0,940 g/cm³. Pojem „polyetylén se střední hustotou (MDPE)“ §e vztahuje na polyetylén, pro který je příznačná hustota v rozsahu od 0,925 g/cm³ do 0,940 g/cm³. Pojem „polyetylén s nízkou hustotou (LDPE)“ se pak vztahuje na polyetylén, pro který je příznačná hustota v rozsahu od 0,91 g/cm³ do 0,925 g/cm³.

Geosyntetické buňkové materiály, které jsou vyrobeny z polyetylénu s vysokou hustotou HDPE a polyetylénu se střední hustotou MDPE, mají buď hladký, nebo strukturovaný povrch. Geosyntetické buňkové materiály se strukturovaným povrchem jsou na trhu nejběžnější, jelikož povrchové struktury mohou poskytovat určité dodatečné tření mezi stěnami geosyntetického buňkového materiálu a výplňové hmoty. I když polyetylén s vysokou hustotou HDPE může mít teoreticky pevnost v tahu (pevnost Určenou tahovým napětím na mezi kluzu nebo tahovým napětím při-porušení) větší než 15 megapascalů (MPa), v praxi je u vzorku odebraného ze stěny geosyntetického buňkového materiálu a zkoušeného podle normy ASTM DE638 dosahována pevnost, která je nedostatečná pro použití tohoto materiálu pro nosné a opěrné struktury, například pro nosné struktury používané při stavbě silničních a železničních komunikací, přičemž tato pevnost bude, i při vysoké rychlosti deformace činící 150% za minutu, dosahovat stěží 14 MPa.

Nedostatečné vlastnosti polyetylénu s vysokou hustotou HDPE a polyetylénu se střední hustotou MDPE jsou zřetelně rozpoznatelné tehdy, jsou-li tyto materiály analyzovány za použití metody dynamické mechanické analýzy (DMA) podle normy ASTM D4065: dynamický elastický modul je při teplotě 23 °C nižší než asi 450 MPa. Tento dynamický elastický modul se přitom dále výrazně snižuje s rostoucí teplotou a při dosažení teploty, která činí asi 75 °C, klesá pod využitelnou úroveň, čímž je omezen rozsah použití uvedených materiálů v zatěžovaných nosných a výztužných stavebních konstrukcích. Uvedené skrovné mechanické vlastnosti jsou sice dostačující pro ochranu svahů, nikoli již však pro dlouhodobé použití v nosných a opěrných strukturách, jejichž konstrukční provozní životnost má činit více než pět roků.

Jiným způsobem předpovídání dlouhodobého chování polymerů souvisejícího s jejich tečením je zrychlená zkouška tečení prováděná za použití nespojité izotermické metody (SIM) podle normy ASTM 6992. Při provádění tohoto způsobu je polymerový vzorek vystaven konstantnímu zatížení při nespojitě se měnící teplotě. Postupným zvyšování teploty se přitom urychluje tečení materiálu. Tento způsob umožňuje extrapolaci vlastností vzorku do dlouhých časových období, dokonce i do období delších než 100 roků. Při zkoušení plastů PE a PP se zatížení, které způsobuje plastickou deformaci o velikosti 10 %, obvykle nazývá „dlouhodobá konstrukční pevnost“. U geosyntetických materiálů se tato vlastnost používá jako přípustná konstrukční pevnost. Je však třeba vyhýbat se zatížením, která způsobují plastickou deformaci větší než 10 %, protože u plastů PE a PP se při dosažení plastické deformace o velikosti přes 10 % vyskytuje tečení druhého řádu. Toto tečení druhého řádu je nepředvídatelné a plasty PE a PP mají za tohoto stavu sklon ke vzniku trhlin.

Při použití v oblasti výstavby silničních komunikací, železnic a vysoce zatěžovaných skladovacích a parkovacích prostranství je uvedená pevnost, která dosahuje stěží 14 MPa, považována za nedostatečnou. Konkrétně to znamená, že geosyntetické buňkové materiály s těmito skrovnými mechanickými vlastnostmi obvykle mají poměrně nízkou tuhost a zároveň mají sklon k plastické deformaci již při dosažení i tak nízkých přetvoření, která činí pouze 8 %. Plastická deformace způsobuje, že buňka ztrácí svoji ohraničující schopnost, která je nezbytným předpokladem pro její použitelnost jako součásti výztužného mechanismu, již po krátkých časových obdobích nebo po nízkých počtech průjezdů vozidel (nízkých počtech zatěžovacích cyklů). Je-li například zkoušen pás odebraný z typického geosyntetického buňkového materiálu ve směru průchodu strojem (kolmo k rovině švu) podle normy ASTM D638 při rychlosti deformace činící 150 % za minutu, napětí bude při deformaci o velikosti 6 % menší než 13 MPa, při deformaci o velikosti 8 % menší než 13,5 MPa a při deformaci o velikosti 12 % menší než 14 MPa. Následkem toho je použitelnost geosyntetických buňkových materiálů na bázi polyetylénu s vysokou hustotou HDPE omezena na oblasti, kde je takový geosyntetický buňkový materiál vystavován nízkému zatížení a kde není bezpodmínečně požadována schopnost uzavírat únosnou výplňovou hmotu (např. při stabilizaci půdního podloží). Použití geosyntetických buňkových materiálů tedy není příliš rozšířené v nosných a opěrných strukturách, které jsou vytvářeny například při výstavbě silničních komunikací, železnic, parkovacích ploch nebo prostranství pro uskladnění těžkých kontejnerů, a to vzhledem k jejich vysokému sklonu k podléhám plastické deformaci při nízkých přetvářných napětích.

•

Působí-li na podklad ze zrnitého materiálu svislé zatížení, dochází k přeměně části tohoto svislého zatížení na vodorovné zatížení nebo tlak. Velikost tohoto vodorovného zatížení je přitom rovna svislému zatížení vynásobenému součinitelem vodorovného zemního tlaku (známého také jako součinitel příčného zemního tlaku neboli LEPC) vytvářeného zrnitým materiálem. Tento součinitel příčného zemního tlaku se může měnit v rozsahu od asi 0,2 u vhodných materiálů, jakými jsou štěrk a drcený kámen (obecně materiálů sestávajících z tvrdých, pouze zhruba tříděných částic, díky čemuž jsou tyto materiály velmi dobře zhutnitelné a mají minimální plasticitu) _ O _

CZ 30547 Ul do asi 0,3 až 0,4 u plastičtějších materiálů, mezi které patří odpad vznikající při těžbě kameniva nebo recyklovaný asfalt (tedy materiálů, které mají vysoký obsah jemnozmné frakce a vysokou plasticitu). Je-li zrnitý materiál mokrý (např. po dešti nebo zaplavení způsobujícím nasycení základní vrstvy a podložní vrstvy silniční komunikace), dochází ke zvýšení jeho plasticity a ke vzniku vyšších vodorovných složek zatížení, což má za následek vytvoření zvýšeného obvodového napětí působícího ve stěně buňky.

Je-li zrnitý materiál ohraničen geosyntetickým buňkovým materiálem a shora přitom působí svislé zatížení způsobující vznik statického nebo dynamického napětí (jako například tlak vytvářený koly silničního vozidla nebo železničními kolejnicemi), dochází k přeměně vodorovného tlaku na obvodové napětí působící ve stěně buňky. Toto obvodové napětí je přitom přímo úměrné jednak uvedenému vodorovnému tlak, u a jednak průměrné hodnotě poloměru buňky a současně nepřímo úměrné tloušťce stěny buňky:

HS = VP*LEPC*r/d kde HS je průměrné obvodové napětí působící ve stěně buňky, VP je svislý tlak působící zvenčí na zatěžovaný zrnitý materiál. LEPC je součinitel příčného zemního tlaku, r je průměrná hodnota poloměru buňky a d je jmenovitá hodnota tloušťky stěny buňky.

Například při použití geosyntetického buňkového materiálu na bázi polyetylénu HDPE nebo MDPE majícího tloušťku stěny buňky činící 1,5 milimetru (včetně povrchové struktury, což znamená, že pojem „tloušťka stěny“ se dále vztahuje ke vzdálenosti mezi protilehlými vrcholy průřezu stěny buňky), střední průměr (při naplnění zrnitým materiálem) činící 230 milimetrů a výšku činící 200 milimetrů, obsahujícího výplňovou hmotu tvořenou pískem nebo odpadem vznikajícím při těžbě kameniva (se součinitelem LEPC činícím 0,3) a zatěžovaného svislým tlakem o velikosti 700 kilopascalů (kPa) by bylo získáno obvodové napětí o velikosti asi 16 megapascalů (MPa). Z rovnice pro výpočet obvodového napětí je přitom zřejmé, že stěny o větším průměru nebo menší tloušťce, které jsou upřednostňovány z hlediska hospodárnosti výroby, jsou vystavovány podstatně vyšším obvodovým napětím. Z toho vyplývá, že výztužné systémy vyrobené z polyetylénu H DPE nebo MDPE nemohou dobře fungovat.

U nezpevněných silničních komunikací jsou běžná svislá zatížení dosahující 550 kPa. Podstatně vyšší zatížení, tedy 700 kPa nebo více, však mohou vznikat u silničních komunikací (zpevněných i nezpevněných), které jsou určeny pro těžká nákladní vozidla nebo které slouží jako průmyslové obslužné silniční komunikace nebo jako parkovací plochy.

Jelikož jsou nosné a opěrné stavební konstrukce, zejména silniční komunikace a železnice, obecně vystavovány účinkům mnoha milionů cyklicky se měnících zatížení, je zapotřebí, aby si geosyntetický buňkový materiál dokázal zachovat své původní rozměry právě při cyklickém zatěžování s velmi malou plastickou deformací. Komerční využití geosyntetických buňkových materiálů na bázi polyetylénu HDPE je přitom omezeno na stavební konstrukce, které nejsou využívány jako únosné konstrukce, protože polyetylén HDPE zpravidla dosahuje své meze plasticity již při přetvoření činícím asi 8 %, a to při působení napětí, která jsou nižší než typická napětí běžně se vyskytující u nosných a opěrných stavebních konstrukcí.

Bylo by žádoucí poskytnout geosyntetický buňkový materiál, který má zvýšenou tuhost i pevnost, nižší sklon k deformování při zvýšených teplotách, zlepšenou schopnost zachovávat si elasticitu při teplotách vyšších než teplota okolí (23 °C), snížený sklon k podléhání plastické deformaci při opakovaném i spojitém zatěžování a/nebo dlouhou provozní životnost.

Podstata technického řešení

Popsány jsou formy provedení geosyntetických buňkových materiálů, které poskytují dostatečnou tuhost a které jsou schopny snášet vysoká napětí bez plastické deformace. Takové geosyntetické buňkové materiály jsou vhodné k vytváření nosných a opěrných stavebních konstrukcí, tedy například při výstavbě chodníků, silničních komunikací, železnic, parkovacích ploch, letištních přistávacích drah a skladovacích prostranství. Popsány jsou také způsoby výroby těchto geosyntetických buňkových materiálů a možnosti jejich využití v praxi.

CZ 30547 Ul

Několik popsaných forem provedení se týká geosyntetického buňkového materiálu vytvořeného z polymerových pásů, přičemž alespoň jeden polymerový pás má dynamický elastický modul činící 500 MPa nebo více, je-li měřen ve směru průchodu stroje za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) podle normy ASTM D4065 při teplotě 23 °C a při frekvenci činící 1 Hz.

Tento alespoň jeden polymerový pás může mít dynamický elastický modul činící 700 MPa nebo více, včetně dynamického elastického modulu činícího 1000 MPa nebo více.

V tomto alespoň jednom polymerovém pásu může při přetvoření dosahujícím 12 % působit napětí činící 14,5 MPa nebo více, je-li toto měřeno za použití Izharova postupu při teplotě 23 °C, včetně napětí činícího 16 MPa nebo více při přetvoření dosahujícím 12 % nebo napětí činícího 18 MPa nebo více při přetvoření dosahujícím 12 %.

Uvedený alespoň jeden polymerový pás může mít součinitel tepelné roztažnosti činící 120 x 10'⁶/°C nebo méně při teplotě 25 °C podle normy ASTM D696.

Geosyntetický buňkový materiál může být použit v některé vrstvě chodníku, silniční komunikace, železnice nebo parkovací plochy. Tento geosyntetický buňkový materiál může být vyplněn zrnitým materiálem vybraným ze skupiny, která sestává z písku, přírodního štěrku, drceného kamene, tříděného štěrku, odpadu vznikajícího při těžbě kameniva, drceného betonu, recyklovaného asfaltu, drcených cihel, stavební suti a drti, drceného skla, elektrárenského popela, popílku, uhelného popela, vysokopecní strusky, cementárenské škváry, ocelárenské strusky a směsí těchto materiálů.

Dále jsou popsány formy provedení geosyntetických buňkových materiálů, které jsou vytvořeny z polymerových pásů, přičemž alespoň jeden polymerový pás má dynamický elastický modul činící 150 MPa nebo více, je-li měřen ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) podle normy ASTM D4065 při teplotě 63 °C a při frekvenci činící 1 Hz.

Tento alespoň jeden polymerový pás může mít dynamický elastický modul činící 250 MPa nebo více, včetně dynamického elastického modulu činícího 400 MPa nebo více.

Kromě toho jsou popsány formy provedení geosyntetických buňkových materiálů, které jsou vytvořeny z polymerových pásů, přičemž alespoň jeden polymerový pás má dlouhodobou konstrukční pevnost činící 2,6 MPa nebo více, je-li měřena v souladu s postupem PRS SIM.

Tento alespoň jeden polymerový pás může mít dlouhodobou konstrukční pevnost činící 2,6 MPa nebo více, včetně dlouhodobé konstrukční pevnosti činící 4 MPa nebo více.

Tyto i další formy provedení jsou mze popsány podrobněji.

Objasnění výkresů

Následující stručný popis se odkazuje na výkresy, které jsou připojeny za účelem znázornění zde uvedených příkladů forem provedení technického řešení, nikoli však za účelem omezení jeho rozsahu.

Obr. 1 je perspektivní pohled znázorňující geosyntetický buňkový materiál,

Obr. 2 je schéma znázorňující příklad formy provedení polymerového pásu používaného k vytváření geosyntetických buňkových materiálů podle tohoto technického řešení.

Obr. 3 je schéma znázorňující příklad jiné formy provedení polymerového pásu používaného k vytváření geosyntetických buňkových materiálů podle tohoto technického řešení.

Obr. 4 je schéma znázorňující příklad další formy provedení polymerového pásu používaného k vytváření geosyntetických buňkových materiálů podle tohoto technického řešení.

Obr. 5 je graf porovnávající výsledky měření závislosti napětí na přetvoření u různých buněk materiálu podle tohoto technického řešení s výsledky získanými u příkladu použitého jako srovnávací základna.

Λ

CZ 30547 Ul

Obr. 6 je graf znázorňující závislosti napětí na přetvoření u geosyntetických buňkových materiálů podle tohoto technického řešení.

Obr. 7 je graf znázorňující porovnání výsledků zkoušky, při které byla buňka materiálu podle tohoto technického řešení, která je zde použita jako příklad, vystavena působení svislého zatížení, s výsledky získanými u příkladu použitého jako srovnávací základna.

Obr. 8 je graf znázorňující závislost dynamického elastického modulu a hodnoty Tan Delta na teplotě u kontrolního pásu.

Obr. 9 je graf znázorňující závislost dynamického elastického modulu a hodnoty Tan Delta na teplotě u polymerového pásu použitého k vytvoření geosyntetických buňkových materiálů podle tohoto technického řešení.

Popis příkladných provedení

Účelem následujícího podrobného popisu je umožnit osobě s běžnou kvalifikací v dané oblasti techniky vytvářet a používat formy provedení technického řešení, které jsou zde popsány, současně objasňuje navržené způsoby realizace těchto forem provedení, které jsou pokládány za nejvhodnější. Osobám s běžnou kvalifikací v této oblasti techniky však přitom bude zřejmé, že by bylo možno navrhnout různé obměny těchto forem provedení, které by nadále spadaly do rozsahu tohoto technického řešení.

Odkaz na připojené výkresy, umožňuje získání ucelenější představy o součástech, postupech a zařízeních, které jsou zde popsány. Tyto výkresy obsahují obrázky, které je třeba chápat pouze jako schematická znázornění, jejichž účelem je usnadnění a zjednodušení předvedení podstaty tohoto technického řešení, a proto nejsou zamýšleny tak, aby naznačovaly relativní velikost a rozměry zařízení nebo jejich součástí a/nebo aby definovaly nebo vymezovaly rozsah forem provedení, jejichž příklady jsou zde popsány.

Obr. 1 je perspektivní pohled znázorňující jednovrstvý geosyntetický buňkový materiál. Tento geosyntetický buňkový materiál 10 zahrnuje vícero polymerových pásů 14. Vytvoření vzájemné vazby mezi pásy, které k sobě přiléhají, je dosaženo prostřednictvím jednotlivých oddělených fyzických spojů 16. Vytvoření této vazby může být provedeno slepením, sešitím nebo svařením, přičemž nejobvyklejší je spojení svařením. Úsek každého pásu mezi dvěma spoji 16 přitom tvoří stěnu 18 jednotlivé buňky 20. Každá buňka 20 pak zahrnuje stěny tvořené dvěma rozdílnými polymerovými pásy. Tyto polymerové pásy 14 jsou vzájemně spojeny tak, že tvoří voštinový obrazec sestávající z několika pásů. Například polymerové pásy 14. kterými jsou na obr. 1 vnější pás 22 a vnitřní pás 24 jsou vzájemně spojeny prostřednictvím vazby tvořené fyzickými spoji 16, které jsou uspořádány v pravidelných vzájemných vzdálenostech ve směru délky uvedených pásů a 24. Dvojice vnitřních pásů 24 je vzájemně spojena prostřednictvím vazby tvořené fyzickými spoji 32. Každý spoj 32 je u místěn mezi dvěma spoji 16. Výsledkem tohoto uspořádám je to, že je-li větší počet pásů 14 napnut ve směru kolmém k čelním plochám těchto pásů, dojde k ohnutí pásů za vzniku sinusoidy tvořící geosyntetický buňkový materiál 10. U toho okraje geosyntetického buňkového materiálu, u kterého se setkávají konce dvou polymerových pásů 22. 24. ie v krátké vzdálenosti od konce 28 vytvořen koncový svar 26 (považovaný také za spoj), za účelem vytvoření krátkého zakončení 30, jehož prostřednictvím jsou uvedené dva polymerové pásy 22, stabilizovány.

Geosyntetické buňkové materiály podle tohoto technického řešení se vyrábějí z polymerových pásů, které mají určité fyzikální vlastnosti. Konkrétně to znamená, že polymerový pás má mez kluzu nebo mez pevnosti při přetvoření činícím 12 %, nelze-li u tohoto polymerového pásu provést stanovení meze kluzu, kterážto mez má hodnotu 14,5 MPa nebo více, je-li měřena ve směru průchodu strojem (kolmo k rovině švu v geosyntetickém buňkovém materiálu) při rychlosti deformace činící 20 % za minutu nebo 150 % za minutu. V jiných formách provedení dosahuje přetvoření hodnoty 10 % nebo méně při napětí činícím 14,5 MPa, je-li toto přetvoření měřeno popsaným způsobem. Jinými slovy to znamená, že polymerový pás může snášet napětí dosahující hodnoty 14 MPa nebo více, aniž by dosahoval své meze kluzu. Další synonyma pro mez kluzu zahrnují pojmy napětí na mezi průtažnosti, mez elasticity nebo mez plasticity. Nelze-li u polymeCZ 30547 U1 rového pásu stanovit mez kluzu, je tato veličina nahrazena napětím vznikajícím při přetvoření, které činí 12 %. Tato měření se vztahují k tahovým vlastnostem polymerového pásu ve směru průchodu strojem, nikoli však k jeho ohybovým vlastnostem.

Jelikož jsou mnohé geosyntetické buňkové materiály vyráběny jako perforované, měření napětí a přetvoření podle norem ASTM D638 nebo ISO 527 je obecně nemožné. Měření se proto provádějí v souladu s následujícím postupem, který je založen na modifikovaných verzích uvedených norem a který je zde uváděn jako „Izharův postup“. Pro účel tohoto postupu se provádí odběr vzorku tvořeného páskem o délce 50 mm a šířce 10 mm ve směru rovnoběžném s úrovní terénu a současně kolmém k rovině švu buňky (tj. ve směru průchodu strojem). Tento pásek se pak upne tak, aby vzdálenost mezi místy upnutí činila 30 mm. Poté se pásek napne vzájemným oddálením upínacích prvků při rychlosti 45 milimetrů (mm) za minutu, což lze vyjádřit jako rychlost deformace činící 150 % za minutu, a při teplotě 23 °C. Zatížení, kterému je pásek vystaven následkem uvedené deformace, je sledováno pomocí siloměru. Provede se výpočet napětí (v N/mm²) při rozdílných deformačních přetvořeních (kdy přetvořením je přírůstek délky vydělený původní délkou). Uvedený výpočet napětí se konkrétně provede vydělením zatížení změřeného při určitém přetvoření původním jmenovitým průřezem (stanoveným vynásobením šířky pásku tloušťkou pásku). Jelikož je povrch pásu geosyntetického buňkového materiálu obvykle strukturovaný, měří se tloušťka vzorku jednoduše jako vzdálenost „mezi vrcholy“, konkrétně jako průměrná vzdálenost mezi třemi body na pásku. (Například u pásku, který je opatřen vyraženou povrchovou strukturou vytvářející obrazec sestávající z kosočtverců a který má vzdálenost mezi nej hořejší strukturou na horní straně a nej spodnější strukturou na spodní straně činící 1,5 mm, je považován za pásek o tloušťce 1,5 mm.) Tato rychlost deformace činící 150 % za minutu je významnější u zpevněných ploch a železničních náspů, kde je každý zatěžovací cyklus velmi krátký.

V dalších formách provedení se polymerový pás může vyznačovat tím, že má:

přetvoření dosahující nejvýše 1,9 % při napětí činícím 8 MPa;

přetvoření dosahující nejvýše 3,7 % při napětí činícím 10,8 MPa;

přetvoření dosahující nejvýše 5,5 % při napětí činícím 12,5 MPa;

přetvoření dosahující nejvýše 7,5 % při napětí činícím 13,7 MPa;

přetvoření dosahující nejvýše 10 % při napětí činícím 14,5 MPa;

přetvoření dosahující nejvýše 11 % při napětí činícím 15,2 MPa; a přetvoření dosahující nejvýše 12,5 % při napětí činícím 15,8 MPa.

Polymerový pás může mít volitelně také přetvoření dosahující nejvýše 14 % při napětím činícím

16,5 MPa a/nebo přetvoření dosahující nejvýše 17 % při napětím činícím 17,3 MPa.

V dalších formách provedení se polymerový pás může vyznačovat tím, že při přetvoření dosahujícím 12 % vzniká napětí činící alespoň 14,5 MPa, že při přetvoření dosahujícím 12 % vzniká napětí činící alespoň 15,5 MPa a/nebo že při přetvoření dosahujícím 12 % vzniká napětí činící alespoň 16,5 MPa.

V dalších formách provedení se polymerový pás může vyznačovat tím, že má dynamický elastický modul činící 500 MPa nebo více, je-li měřen ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) při teplotě 23 °C a při frekvenci činící 1 Hz. Stejně, jako je tomu při měření závislosti tahového napětí na poměrném přetvoření, se za tloušťku použitou pro účely analýzy DMA považuje vzdálenost „mezi vrcholy“ která je zprůměrována mezi třemi body. Měření DMA, která jsou zmíněna v tomto popisu, se provádějí podle normy ASTM D4065.

V dalších formách provedení se polymerový pás může vyznačovat tím, že má dynamický elastický modul činící 250 MPa nebo více, je-li měřen ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) při teplotě 50 °C a při frekvenci činící 1 Hz.

ϋ

V dalších formách provedení se polymerový pás může vyznačovat tím, že má dynamický elastický modul činící 150 MPa nebo více, je-li měřen ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) při teplotě 63 °C a při frekvenci činící 1 Hz.

V dalších formách provedení se polymerový pás může vyznačovat tím, že má hodnotu poměru Tan Delta činící 0,32 nebo méně, je-li měřena ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) při teplotě 75 °C a při frekvenci činící 1 Hz. Tyto zcela nové vlastnosti jsou lepší než vlastnosti typických geosyntetických buňkových materiálů na bázi polyetylénu HDPE nebo MDPE.

Dynamická mechanická analýza (DMA) je postup, který se používá ke zkoumání a charakterizaci viskózně elastické povahy polymerů, obecně je při ní vzorek materiálu vystavován působení kmitavé síly, přičemž se měří závislost výsledného cyklického přemístění vzorku na velikosti cyklického zatížení. Čím vyšší je elasticita, tím kratší je časová prodleva (fáze) mezi zatížením a přemístěním. Z této závislosti je možno určit prostou tuhost (dynamický elastický modul) vzorku a rozptylový mechanismus (ztrátový modul), jakož i poměr mezi těmito veličinami (Tan Delta). O analýze DMA je pojednáno také v normě ASTM D4065. Analýza DMA je technologie, která představuje současný stav techniky při analyzování (1) časově závislých jevů, mezi které patří například tečení materiálu, nebo (2) a frekvenčně závislých jevů, mezi které patří například útlum, cyklické zatěžování nebo únavové jevy, jejichž výskyt je v oboru dopravního inženýrství velmi častý.

Dalším aspektem geosyntetického buňkového materiálu podle tohoto technického řešení je jeho nižší součinitel tepelné roztažnosti (CTE) oproti stávajícím materiálům na bázi polyetylénu HDPE nebo MDPE. součinitel CTE je důležitý proto, že rozpínání/smršťování, ke kterému dochází během střídání tepelných cyklů, je dalším mechanismem, který se podílí na vzniku obvodových napětí. Materiály na bázi polyetylénu HDPE nebo MDPE mají hodnotu součinitele CTE činící asi 200 x 10’⁶/°C při teplotě okolního prostředí (23 °C), přičemž tato hodnota součinitele CTE je ještě vyšší při teplotách překračujících teplotu okolního prostředí. Geosyntetický buňkový materiál podle tohoto technického řešení má hodnotu součinitele CTE činící asi 150 x 10'⁶/°C nebo méně při teplotě okolního prostředí (23 °C), přičemž v konkrétních formách provedení bude tato hodnota činit 120 x 10'⁶/°C nebo méně při teplotě 23 °C, je-li měřena podle normy ASTM D696. Hodnota součinitele CTE geosyntetického buňkového materiálu podle tohoto technického řešení má rovněž menší sklon ke zvyšování při rostoucích teplotách.

Dalším aspektem geosyntetického buňkového materiálu podle tohoto technického řešení je jeho nižší sklon k tečení při konstantním zatížení. Tento nižší sklon k tečení se měří v souladu s podmínkami zrychlené zkoušky tečení prováděné za použití nespojité izotermické metody (SIM) podle normy ASTM 6992. Při provádění tohoto způsobu je polymerový vzorek vystaven konstantnímu zatížení při nespojitě se měnící teplotě (to znamená, že teplota se po zvýšení udržuje po předem definovanou dobu na konstantní úrovni). Tímto postupným zvyšování teploty se urychluje tečení materiálu. Postup zkoušení za použití metody SIM se aplikuje na vzorek mající šířku 100 mm a čistou délku (vzdálenost mezi místy upnutí) 50 mm. Vzorek, na který působí statické zatížení, je zahříván za použití postupu zahrnujícího tyto kroky:

Krok	Teplota	Čas
	ve stupních Celsia	v hodinách
0	23	0
1	30	3
2	37	3
3	44	3
4	51	3
5	58	3
6	65	3
7	72	3

Tento postup, který je prováděn za použití metody SIM, je zde dále uváděn jako „postup PRS SIM“. Měří se poměrné plastické přetvoření (nevratné zvětšení délky vydělené počáteční délkou) dosažené na konci postupu. Toto poměrné plastické přetvoření se měří při různých zatíženích, přičemž to zatížení, které způsobuje vznik poměrného plastického přetvoření činícího 10 % nebo

CZ 30547 Ul méně, se nazývá „dlouhodobé konstrukční zatížení“. Napětí vztažené k dlouhodobému konstrukčnímu zatížení (získané vydělením uvedeného zatížení součinem původní šířky a původní délky) je „dlouhodobé konstrukční napětí“, které poskytuje údaj o dovoleném obvodovém napětí, což je obvodové napětí, které geosyntetický buňkový materiál dokáže dlouhodobě snášet při statickém zatížení.

Typický geosyntetický buňkový materiál na bázi polyetylénu HDPE dokáže stěží poskytnout dlouhodobé konstrukční napětí činící alespoň 2,2 MPa.

V některých formách provedení se polymerový pás podle tohoto technického řešení vyznačuje dlouhodobým konstrukčním napětím činícím 2,6 MPa nebo více, včetně dlouhodobého konstrukčního napětí činícího 3 MPa nebo více, nebo dokonce 4 MPa nebo více.

Na rozdíl od geosyntetických buňkových materiálů na bázi polyetylénu HDPE dokáže geosyntetický buňkový materiál podle tohoto technického řešení poskytovat podstatně lepší vlastnosti při poměrném přetvoření činícím až 16 % a v některých formách provedení i při poměrném přetvoření činícím až 22 %. To konkrétně znamená, že tento geosyntetický buňkový materiál dokáže elasticky reagovat na napětí větší než 14,5 MPa a že tedy poskytuje vlastnosti, které jsou požadovány při jeho použití v nosných a opěrných konstrukcích. Tato elastická odezva zaručuje úplné zotavení materiálu spočívající v obnovení jeho původních rozměrů při zrušení zatížení. Tento geosyntetický buňkový materiál je tedy možno vyplňovat zrnitými materiály s vyšší únosností, přičemž bude poskytovat vyšší odrazovou pružnost a tedy i schopnost obnovovat svůj původní průměr při opakovaném (tj. cyklickém) zatěžování. Mimoto je geosyntetický buňkový materiál podle tohoto technického řešení možno používat společně se zrnitými materiály, které obecně nelze používat v základových vrstvách a podsypech, jaké jsou zmíněny v dalších částech tohoto popisu. Geosyntetický buňkový materiál podle tohoto technického řešení rovněž umožňuje dosažení lepších hodnot únosnosti a odolnosti proti únavovému porušení za vlhkých podmínek, zejména pak tehdy, jestliže se používají jemnozmné výplňové materiály.

Polymerový pás může zahrnovat polymer na bázi polyetylénu (PE), jako například HDPE, MDPE nebo LDPE, který je modifikován níže pospaným způsobem.

Polymerový pás může zahrnovat také polymer na bázi polypropylenu (PP). I když je většina homopolymerů na bázi PP příliš křehká a většina kopolymerů na bázi PP příliš měkká pro použití v nosných a opěrných konstrukcích, některé jakosti polymerů na bázi PP jsou přesto použitelné. Takové polymery na bázi PP totiž mohou být dostatečně tuhé pro použití v nosných a opěrných konstrukcích, přesto však dostatečně měkké k tomu, aby příslušný geosyntetický buňkový materiál bylo možno skládat přehýbáním. Příklady polymerů na bázi polypropylenu, které jsou vhodné k použití v rámci tohoto technického řešení, zahrnují nepravidelné kopolymery polypropylenu, houževnaté kopolymery polypropylenu, směsi polypropylenu buď s etylen-propylendien-monomerem (EPDM), nebo s elastomerem na bázi etylen alfa-olefinového kopolymerů a blokové kopolymery polypropylenu. Takové polymery na bázi PP jsou komerčně dostupné jako výrobek dodávaný pod označením R338-02N společností Dow Chemical Company, jako houževnatý kopolymer jakostní třídy PP 71EK71PS dodávaný společností SABIC Innovative Plastics a jako nepravidelný kopolymer PP RA1E10 dodávaný společností SABIC Innovative Plastics. Příklady elastomerů na bázi etylen alfa-olefinového kopolymerů zahrnují elastomery Exact® vyráběné společností Exxon Mobil a elastomery Tafiner® vyráběné společností Mitsui. Jelikož jsou polymery na bázi PP křehké při nízkých teplotách (při teplotách nižších než asi minus 20 °C) a navíc mají sklon k tečení, jsou-li vystaveny účinkům statických nebo cyklických zatížení, mohou být geosyntetické buňkové materiály podle tohoto technického řešení, které takové polymery na bázi PP zahrnují, méně únosné a spojené s většími omezeními, pokud jde o jejich provozní teploty, než geosyntetické buňkové materiály podle tohoto technického řešení, které zahrnují polyetylén HDPE.

Polymery PP a/nebo PE nebo jakékoli jiné polymerové směsi, které jsou zahrnuty v geosyntetických buňkových materiálech podle tohoto technického řešení, se obecně modifikují prostřednictvím různých postupů úprav a/nebo různých přísad, aby získaly požadované fyzikální vlastnosti. Nejúčinnějším způsobem úpravy je přitom úprava, která se provádí po zpracování vytlačováním,

Q a to buď za šnekovým vytlačovacím strojem, nebo za použití samostatného následného postupu. Polymery s nižším stupeň krystalinity, jakými jsou například polyetylén LDPE, polyetylén MDPE a některé polymery na bázi PP, budou po zpracování vytlačováním obvykle vyžadovat následný postup, jakým je například orientace, zesítění a/nebo tepelné zpracování spočívající v ohřevu a následném ochlazení, zatímco polymery s vyšším stupeň krystalinity mohou být vytlačovány již ve formě pásů, které jsou následně svařovány za vzniku geosyntetického buňkového materiálu, tedy bez potřeby provádění dalšího zpracování následujícího po vytlačování.

V některých formách provedení zahrnuje polymerový pás směs (obvykle vytvořenou jako kompatibilizovaná slitina) sestávající z (i) vysoce únosného polymeru a (ii) polymeru na bázi polyetylénu nebo polypropylenu. Touto směsí je obecně nemísitelná směs (slitina), ve které je vysoce únosný polymer dispergován v matrici tvořené uvedeným polymerem na bázi polyetylénu nebo polypropylenu. Uvedeným vysoce únosným polymerem je přitom polymer mající (1) dynamický elastický modul dosahující 1400 MPa nebo více, je-li měřen ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) podle normy ASTM D4065 při teplotě 23 °C a při frekvenci činící 1 Hz, nebo (2) mezní pevnost v tahu dosahující alespoň 25 MPa. Možné příklady takových vysoce únosných polymerů zahrnují polyamidové pryskyřice, polyesterové pryskyřice a polyuretanové pryskyřice. Obzvláště vhodné vysoce únosné polymery pak zahrnují polyetylén tereftalát (PET), polyamid 6, polyamid 66, polyamid 6/66, polyamid 12 a kopolymery těchto polymerů. Vysoce únosný polymer zpravidla zahrnuje polymerový pás, jehož podíl zde činí asi 5 až asi 85 hmotnostních procent. V konkrétních formách provedení pak tento vysoce únosný polymer zahrnuje polymerový pás, jehož podíl činí asi 5 až asi 30 hmotnostních procent, přednostně asi 7 až asi 25 hmotnostních procent.

Vlastnosti polymerových pásů je možno modifikovat buď před vytvořením geosyntetického buňkového materiálu (svařováním těchto pásů), nebo po vytvoření geosyntetického buňkového materiálu. Polymerové pásy se obvykle vyrábějí vytlačováním plošného výtlačku z polymerového materiálu a následným řezáním jednotlivých pásů z uvedeného plošného výtlačku z polymerového materiálu, přičemž modifikace se, z důvodu dosažení vyšší efektivity, provádí tak, že se upravují vlastnosti celého plošného výtlačku. Modifikaci je možno provádět také tak, aby následovala bezprostředně po postupu vytlačování, tedy po vytvarování taveniny za vzniku plošného výtlačku a následném ochlazení tohoto plošného výtlačku na teplotu, která je nižší než teplota tavení. Lze ji však provádět také jako sekundární proces po oddělení plošného výtlačku od průtlačnice šnekového výtlačného lisu. Tuto modifikaci je možno provádět upravováním plošného výtlačku, pásů a/nebo geosyntetického buňkového materiálu zesítěním, krystalizací, ohřevem s následným ochlazením, orientací a kombinací těchto postupů.

Například plošný výtlaěek, jehož Šířka činí 5 až 500 cm, je možno protahovat (tj. orientovat) při teplotě v rozsahu od asi 25 °C do asi 10 °C pod vrcholovou teplotou tavení (Tm) polymerové pryskyřice, která byla použita k vyrobení plošného výtlačku. Při provádění uvedeného postupu orientace se mění délka pásu, což znamená, že u tohoto pásu může dojít k prodloužení v rozsahu od 2 % do 500 % vzhledem k jeho původní délce. Po tomto protažení může plošný výtlaěek podstoupit tepelné zpracování spočívající v ohřevu a následném ochlazení. Toto tepelné zpracování se může provádět při teplotě, která je o 2 až 60 °C nižší než vrcholová teplota tavení (Tm) polymerové pryskyřice, která byla použita k vyrobení plošného výtlačku. Je například získán plošný výtlaěek z polyetylénu LDPE, polyetylénu MDPE nebo polymeru na bázi PP, protahování a/nebo tepelné zpracování se bude provádět při teplotě v rozsahu od asi 24 °C do 150 °C. Je-li polymerová slitina předem tepelně upravena, bude se její následné tepelné zpracování provádět při teplotě, která je o 2 až 60 °C nižší než vrcholová teplota tavení (Tm) fáze tvořené polyetylénem LDPE, polyetylénem MDPE nebo polymerem na bází PP.

V některých konkrétních formách provedení se polymerový plošný výtlaěek nebo pás protahuje tak, aby se jeho délka zvětšila o 50 % (tj. tak, aby jeho konečná délka činila 150 % původní délky). Toto protahování se provádí při teplotě, která na povrchu polymerového plošného výtlačku nebo pásu dosahuje asi 100 až 125 °C. Následkem tohoto protažení dochází ke zmenšení tloušťky o 10 % až 20 %.

V jiných formách provedení se provádí zesítění polymerového plošného výtlačku nebo pásu ozařováním svazkem elektronových paprsků po vytlačení nebo přidáváním zdroje volných radikálů do polymerové směsi před jejím roztavením nebo během hnětení taveniny ve šnekovém výtlačném lisu.

V dalších formách provedení lze požadované vlastnosti geosyntetického buňkového materiálu získávat vytvářením vícevrstvých polymerových pásů. V některých z těchto forem provedení pak polymerové pásy zahrnují alespoň dvě, tři, čtyři nebo pět vrstev.

V některých formách provedení, jako například ve formě provedení znázorněné na obr. 2, zahrnuje polymerový pás 100 alespoň dvě vrstvy 110, 120, přičemž dvě z těchto vrstev jsou vytvořeny ze stejných nebo rozdílných směsí a alespoň jedna vrstva je vytvořena z vysoce únosného polymeru nebo z polymerové směsi majícího resp. mající (1) dynamický elastický modul dosahující 1400 MPa nebo více, je-li měřen ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) podle normy ASIM D4065 při teplotě 23 °C a při frekvenci činící 1 Hz, nebo (2) mezní pevnost v tahu dosahující alespoň 25 MPa. V těchto formách provedení tedy jedna vrstva zahrnuje vysoce únosný polymer a druhá vrstva zahrnuje polymer na bázi polyetylénu nebo polypropylenu, přičemž tímto druhým polymerem může být i směs nebo slitina polymeru na bázi polyetylénu nebo polypropylenu s dalšími polymery, plnivy, přísadami, vlákny a elastomery. Možné příklady vysoce únosných pryskyřic zahrnují polyamidy, polyestery, polyuretany, slitiny (1) polyamidů, polyesterů nebo polyuretanů s (2) polyetylénem LDPE, polyetylénem MDPE, polyetylénem HDPE nebo polymerem na bázi PP, a kopolymery, blokové kopolymery, směsi nebo další kombinace kterýchkoli dvou z uvedených tří druhů polymerů (polyamidů, polyesterů, polyuretanů).

V dalších formách provedení, jako například ve formě provedení znázorněné na obr. 3, bude polymerový pás 100 zahrnovat pět vrstev. Dvě z těchto vrstev jsou vytvořeny jako vnější vrstvy 210, jedna vrstva je vytvořena jako středová vrstva 230 a zbývající dvě vrstvy, jimiž jsou vložené vrstvy 220, zajišťují spojení středové vrstvy s každou z vnějších vrstev (což tedy znamená, že tyto vložené vrstvy slouží jako vazební vrstvy). Tento pětivrstvý pás může být vytvářen za použití postupu koextruze.

V dalších formách provedení má polymerový pás 200 pouze tři vrstvy. Přitom jsou dvě z těchto vrstev vnějšími vrstvami 210 a třetí vrstva tvoří středovou vrstvu 230. Tyto formy provedení tedy nezahrnují vložené vrstvy 220. Také tento třívrstvý pás může být vytvářen za použití postupu koextruze.

Vnější vrstvy mohou poskytovat odolnost proti rozkladu způsobovanému ultrafialovým světlem a proti hydrolýze a současně jsou dobře svařitelné. Vnější vrstvy mohou být vytvořeny z polymeru vybraného ze skupiny, která sestává z polyetylénu HDPE, polyetylénu MDPE, polyetylénu LDPE, polypropylenu, směsí těchto polymerů a slitin těchto polymerů a směsí s jinými směsmi a polymery. Tyto polymery mohou být směšovány s elastomery, zejména s EPDM a s etylen-alfa olefinovými kopolymery, středová vrstva a/nebo vnější vrstvy mohou být vytvořeny také ze slitin (1) polyetylénu HDPE, polyetylénu MDPE, polyetylénu LDPE, nebo polypropylenu s (2) polyamidem nebo polyesterem. Každý z vnějších vrstev může mít tloušťku v rozsahu od asi 50 do asi 1500 mikrometrů (mikronů).

Vložené (spojovací) vrstvy mohou být vytvořeny z kopolymerů nebo terpolymerů HDPE s přidanými funkčními skupinami, kopolymerů nebo terpolymerů PP s přidanými funkčními skupinami, polárního kopolymerů etylenu nebo polárního terpolymerů etylenu. Kopolymery/terpolymery HDPE a PP obecně obsahují reaktivní koncové skupiny a/nebo vedlejší skupiny, které umožňují vytváření chemické vazby mezi vloženými vrstvami (spojovacími vrstvami) a vnějšími vrstvami. Příklady reaktivních vedlejších skupin zahrnují karboxylové, anhydridové, oxiranové, aminové, amidové, esterové, oxazolinové a izokyanátové skupiny nebo jejich kombinace. Každá vložená vrstva může mít tloušťku v rozsahu od asi 5 do asi 500 mikrometrů. Příklady pryskyřic vhodných k vytváření vložených vrstev zahrnují pryskyřice Lotader® vyráběné společností Arkema a pryskyřice Elvaloy®, Fusabond® nebo Surlyn® vyráběné společností DuPont.

Λ

Středová vrstva a/nebo vnější vrstvy mohou zahrnovat polyester a jeho slitiny s PE a PP, polyamid a jeho slitiny s PE a PP, a směsi polyesteru a polyamidu a slitiny těchto směsí s PE a PP. Příklady polyamidů zahrnují polyamid 6, polyamid 66 a polyamid 12. Příklady polymerů zahrnují polyetylén tereftalát (PET) a polybutylen tereftalát (PBT). Středová vrstva a/nebo vnější vrstvy mohou mít tloušťku v rozsahu od asi 50 do asi 2000 mikrometrů.

V dalších formách provedení, jako například ve formě provedení znázorněné na obr. 4, zahrnuje polymerový pás 300 tři vrstvy: horní vrstvu 310, prostřední vrstvu 320 a dolní vrstvu 330. Horní vrstva je shodná s výše popsanou vnější vrstvou, prostřední vrstva je shodná s výše popsanou vloženou vrstvou a dolní vrstva je shodná s výše popsanou středovou vrstvou.

Geosyntetické buňkové materiály jsou obecně vytvářeny jako reliéfní materiály (tedy opatřovány povrchovou strukturou, která je vytvářena přitlačováním polotuhé hmoty po jejím odebrání ze šnekového výtlačného lisu k válci opatřenému povrchovým reliéfem) za účelem zvýšení tření mezi těmito materiály a zrnitou výplňovou hmotou nebo zeminou. Geosyntetické buňkové materiály mohou být vytvářeny také jako děrované, aby bylo dosaženo zlepšení tření mezi těmito materiály a zrnitou výplňovou hmotou a účinnějšího odvádění vody. Jak vytváření reliéfní povrchové struktury, tak i děrování však způsobují snížení tuhosti a pevnosti geosyntetického buňkového materiálu. Jelikož jsou tato opatření ke zvýšení tření obvyklá, je nezbytné zajišťovat dosažení potřebné zvýšené pevnosti a tuhosti geosyntetického buňkového materiálu pozměněním jeho polymerového složení a/nebo jeho morfologie.

Polymerový pás může dále zahrnovat přísady k dosažení požadovaných fyzikálních vlastností. Takové přísady je možno vybírat, mimo jiné, mezi činidly k vytváření krystalizačních zárodků, plnivy, vlákny, nanočásticemi, stabilizátory typu stericky bráněných aminů (HALS), antioxidanty, látkami pohlcujícími ultrafialové světlo a sazemi pocházejícími z ropných látek.

Plniva mohou být ve formě prášků, vláken nebo krystalických výztuží do betonu. Příklady výplní zahrnují oxidy kovů, jako například oxid hlinitý, uhličitany kovů, jako například uhličitan vápenatý, uhličitan hořečnatý nebo uhličitan vápenato-hořeěnatý, sírany kovů, jako například síran vápenatý, fosforečnany kovů, křemičitany kovů - zejména mastek, kaolín, slídu nebo wollastonit, boritany kovů, hydroxidy kovů, oxid křemičitý, křemičitany, hlinitokřemičitany, křídu, dolomit, organická či anorganická vlákna nebo krystalické výztuže, kovy, anorganické částice s kovovým povlakem, jíl, kaolín, popel průmyslového původu, rozmělněný beton, cement nebo směsi těchto materiálů. V některých formách provedení má plnivo průměrnou velikost částic menší než 10 mikrometrů a v dalších formách provedení má také poměr stran částic větší než jedna. V konkrétních formách provedení je pak tímto plnivem slída, mastek, kaolín a/nebo wollastonit.

V jiných formách provedení je plnivo tvořeno vlákny majícími průměr menší než 1 mikrometr.

Do polymerového složení lze pro různé účely přidávat nanočástice. Například tuhé anorganické nanočástice, které pohlcují ultrafialové záření, jsou prakticky nepohyblivé, a proto jsou také velmi odolné proti vyluhování a/nebo odpařování. Tyto tuhé nanočástice, které pohlcují ultrafialové záření, jsou také průhledné ve viditelném spektru a velmi rovnoměrně rozdělené. Proto poskytují potřebnou ochranu polymeru, aniž by jakkoli přispívaly ke změně jeho barvy nebo odstínu. Příklady těchto nanočástic, které pohlcují ultrafialové záření, zahrnují materiály vybrané ze skupiny sestávající ze solí titanu, oxidů titanu, oxidy zinku, halogenidy zinku a soli zinku.

V konkrétních formách provedení sestávají nanočástice, které pohlcují ultrafialové záření, z oxidu titaničitého. Příklady komerčně dostupných částic, které pohlcují ultrafialové záření, zahrnují výrobky SACHTLEBEN™ Hombitec RM 13 OF TM společnosti Sachtleben, oxid zinečnatý ZANO™ vyráběný společností Umicore, oxid zinečnatý NanoZ™ vyráběný společností Advanced Nanotechnology Limited a výrobek AdNano Zinc Oxide™ dodávaný společností Degussa.

Polymerové pásy, ze kterých se vytvářejí geosyntetické buňkové materiály, jsou vyráběny za použití různých postupů. Postup jejich výroby obecně zahrnuje roztavení polymerové směsi, vytlačení této směsi prostřednictvím průtlačnice šnekového vytlačovacího lisu za vzniku roztaveného plošného výtlačku, vytvarování výsledného plošného výtlačku a jeho případné opatření povrchovou reliéfní strukturou, případné tepelné zpracování plošného výtlačku potřebné k získání požadovaných vlastností, rozřezání plošného výtlačku na pásy a vzájemné spojení těchto pásů svařením, sešitím, slepením nebo snýtováním za vzniku hotového geosyntetického buňkového materiálu. Nejprve se tedy provede rozhnětení roztavené směsi různých složek, jakými jsou například polymerové pryskyřice a jakékoli potřebné přísady, obvykle ve šnekovém vytlačovacím lisu nebo v předřazeném hnětacím stroji. Tento postup je možno provádět například ve šnekovém vytlačovacím lisu, který je proveden jako dvoušnekový vytlačovací lis nebo jako jednošnekový vytlačovací lis, který je opatřen dostatečným počtem mísících prvků a který poskytuje potřebné teplo i účinek lámání střihem při minimálním nepříznivém ovlivnění vlastností polymeru. Roztavená směs se hněte tak, aby bylo dosaženo důkladného rozptýlení veškerých přísad. Poté se směs vytlačuje skrze průtlačnici lisu a pod tlakem přivádí mezi kovové kalandrovací válce, kde je přetvářena za vzniku plošného výtlačku. Příklady zpracování prováděného za průtlačnici šnekového výtlačného lisu pak zahrnují vytváření reliéfní struktury na povrchu plošného výtlačku, děrování plošného výtlačku, orientaci (v jednom směru nebo ve dvou směrech), ozařování svazkem elektronových nebo rentgenových paprsků a tepelnou úpravu. V některých formách provedení se provádí další tepelné zpracování plošného výtlačku za účelem zvýšení stupně krystalinity a snížení vnitřních pnutí. V jiných formách provedení se plošný výtlaček upravuje způsobem, při jehož provádění se dosahuje zesítění polymerové pryskyřice působením svazku elektronových nebo rentgenových paprsků, tepla a kombinací těchto vlivů. V úvahu přicházejí také kombinace všech výše uvedených postupů následné úpravy.

Pásy, které jsou vytvářeny z výsledného plošného výtlačku, lze vzájemně spojovat za vzniku geosyntetického buňkového materiálu svařováním, sešíváním nebo lepením. Takové způsoby spojování jsou v oblasti techniky známy. Výsledný geosyntetický buňkový materiál je schopen zachovávat si svoji tuhost i při trvale působícím zatížení, které se mění v dlouhých časových cyklech.

Geosyntetické buňkové materiály podle tohoto technického řešení jsou použitelné pro nosné a opěrné konstrukce, pro které byly stávající geosyntetické buňkové materiály nevhodné. To konkrétně znamená, že geosyntetické buňkové materiály podle tohoto technického řešení je možno používat také s výplňovými materiály, které jsou v důsledku svých typických vlastností nevhodné k použití v nosných a opěrných vrstvách, zejména v silničních spodcích, podkladových vrstvách a silničních pláních.

Geosyntetické buňkové materiály podle tohoto technického řešení umožňují používat pro výplně zejména takové materiály, které byly dříve nevhodné pro nosné a opěrné konstrukce, jako například silniční spodky a podkladové vrstvy, v důsledku své nedostatečné tuhosti a poměrně nízké odolnosti proti únavovému porušení (přičemž u zrnitých materiálů je odolnost proti únavovému porušení známa také jako modul odrazové pružnosti). Příklady zrnitých výplňových materiálů, které je nyní možno používat, zahrnují odpad vznikající při těžbě kameniva (jemnou frakci představující zbytek po roztřídění zrnitých materiálů majících dobrou kvalitu), drcený beton, recyklovaný asfalt, drcené cihly, stavební suť a drť, drcené sklo, elektrárenský popel, popílek, uhelný popel, vysokopecní strusku, cementárenskou škváru, ocelárenskou strusku a směsi těchto materiálů.

Toto technické řešení bude dále objasněno prostřednictvím následujících nevymezujících praktických příkladů, přičemž se má za to, že tyto příklady jsou zamýšleny jako pouze ilustrativní a že účelem popisu není omezení materiálů, podmínek, parametrů procesů apod. pouze na zde uvedený rozsah.

Příklady

Bylo vyrobeno několik geosyntetických buňkových materiálů, které byly podrobeny zkouškám zaměřeným na odezvu na vzájemnou závislost napětí a poměrného přetvoření, na vlastnosti zjišťované pomocí dynamické mechanické analýzy a na způsob, jakým tyto materiály ovlivňují únosnost zrnitých výplňových hmot.

Vlastnosti související se závislostí tahového napětí a poměrného přetvoření byly obecně měřeny za použití výše popsaného Izharova postupu.

_ n CZ 30547 Ul

Zatížení, které působilo při různých průhybech, bylo měřeno v Newtonech (N) nebo bylo na tyto jednotky převáděno. Velikost průhybu byla měřena v milimetrech (mm) nebo byla na tyto jednotky převáděna. Napětí bylo vypočítáváno vydělením zatížení změřeného při určitém průhybu původním průřezem pásu (tedy součinem původní šířky a původní tloušťky, přičemž tloušťkou je jmenovitá vzdálenost mezi vrcholy horní čelní plochy a dolní čelní plochy). Poměrné přetvoření (%) bylo vypočítáváno vydělením změřeného průhybu (mm) původní délkou (mm) a vynásobením hodnotou 100.

Srovnávací příklad 1

Získaný geosyntetický buňkový materiál, který byl vyroben z polyetylénu o vysoké hustotě (HDPE) dodávaného společností Presto Geosystems (Wisconsin, USA), byl podroben zkouškám zaměřeným na zjištění jeho vlastností. Průměrná tloušťka stěny buňky činila 1,5 mm a pás byl opatřen povrchovou reliéfní strukturou tvořenou svislými kosočtvercovými buňkami. Tento geosyntetický buňkový materiál nebyl opatřen děrováním. Závislost napětí a poměrného přetvoření, která byla u tohoto materiálu zjištěna za použití Izharova postupu, je znázorněna v Tabulce 1. Tabulka 1.

Napětí (MPa)	7,874	10,499	12,336	13,386	13,911	14	14	14
Poměrné přetvoření _	2	4	6	8	10	12	14	16

Při poměrném přetvoření činícím asi 8 % a napětí činícím asi 13,4 MPa začala u materiálu podle tohoto srovnávacího příkladu vznikat velmi silná plastická deformace, přičemž ve skutečnosti již bylo při poměrném přetvoření činícím asi 8 % dosaženo meze kluzu tohoto materiálu. To jinými slovy znamená, že po ukončení působení napětí se již neobnovila původní délka vzorku, nýbrž zůstala trvale zvětšená (vzniklo trvalé zbytkové poměrné přetvoření). Tento jev je u buňkových ohraničujících systémů určených k použití v nosných a opěrných konstrukcích nežádoucí, zejména pak tehdy, jedná-li se o systémy, které jsou během cyklu své provozní životnosti vystavovány mnoha zatěžovacím cyklům (tedy cyklům, jejichž počet činí 10 000 až 1 000 000 i více). Tento jev je také důvodem nedostatečné výkonnosti geosyntetických buňkových materiálů na bázi polyetylénu HDPE jako součástí nosných a opěrných konstrukcí při výstavbě vozovek a železnic.

Příklad 1

Vytlačováním polyetylénu HDPE byl vyroben pás, který byl opatřen reliéfní povrchovou strukturou podobající se povrchové struktuře materiálu použitého jako srovnávací příklad 1. Pás, který měl počáteční tloušťku činící 1,7 mm, byl následně protažen při teplotě 100 °C (měřené na povrchu pásu) tak, že jeho délka se zvětšila o 50 % a jeho tloušťka se zmenšila o 25 %. Závislost napětí a poměrného přetvoření, která byla u tohoto pásu z polyetylénu HDPE měřena za použití Izharova postupu, je znázorněna v Tabulce 2.

Tabulka 2.

Napětí (MPa)	8	10,8	12,5	13,7	14,5	15.2	15,8	16,5	17,3
Poměrné přetvoření _	1,9	3.3	4,8	6	6,6	7,6	8,8	10,5	12

Pás, který je použit jako příklad 1, si zachovával pružnou charakteristiku až do dosažení poměrného přetvoření činícího 12 %, aniž by přitom dosaženo meze kluzu a aniž by bylo dosaženo meze plasticity při působení napětí větších než 17 MPa. Míra obnovení počátečních rozměrů se po ukončení působení napětí blížila hodnotě 100 %.

i a

Příklad 2

Vysoce únosná polymerová slitinová směs zahrnující 12 hmot. % polyamidu 12, 10 hmot. % polybutylen tereftalátu, 8 % polyetylénu roubovaného kompatibilizační přísadou tvořenou anhydridem kyseliny maleinové (přísadou Bondyram® 5001 vyráběnou společností Polyram) a 73 % polyetylénu HDPE byla vytlačována za vzniku plošného výtlačku o tloušťce 1,5 mm, který byl opatřen povrchovou reliéfní úpravou. Závislost napětí a poměrného přetvoření, která byla u pásu vytvořeného z této směsi měřena za použití Izharova postupu, je znázorněna v Tabulce 3.

Tabulka 3.

Napětí (MPa)	8	10,8	12,5	13,7	14,5	15,2	15,8	16,5	17,3
Poměrné přetvoření (%)	1.9	3,6	5,2	6,8	7,9	8,9	10	12	14

Pás, který je použit jako příklad 2, si zachovával pružnou charakteristiku až do dosažení poměrného přetvoření činícího 14 %, aniž by přitom dosaženo meze kluzu a aniž by bylo dosaženo meze plasticity při působení napětí větších než 17 MPa. Míra obnovení počátečních rozměrů se po ukončení působení napětí blížila hodnotě 100 %.

Obr. 5 je graf znázorňující výsledky zjišťování závislosti napětí a poměrného přetvoření u vzorků použitých jako srovnávací příklad 1, jako příklad 1 a jako příklad 2. Ke každé výsledné závislosti byl přidán dodatečný bod se souřadnicemi (0, 0). Ze znázornění na tomto obrázku je zřejmé, že v příkladu 1 a příkladu dvě neexistuje výrazná mez kluzu a že zde bylo možné postupné zvyšování napětí bez dosaženi kluzu až do dosažení poměrných přetvoření činících 12 až 14 % při napětích větších než 17 MPa, zatímco ve srovnávacím příkladu bylo dosaženo meze kluzu již při poměrném přetvoření činícím 8 až 10 % a při napětí činícím asi 14 MPa. Tuto skutečnost je možno vyjádřit jako rozšíření rozsahu, ve kterém zůstává zachována pružná charakteristika, skutečnost, že u příkladu 1 ani u příkladu 2 nebyla zaznamenána mez kluzu, je důležitá tehdy, jestliže se očekává cyklické zatěžování, což znamená, že naprosto zásadní je schopnost nabývat zpět původních rozměrů (a tudíž i maximální schopnost ohraničovat výplňovou hmotu).

Obr. 6 je graf znázorňující rozdíl mezi výsledky získanými při zjišťování závislosti napětí a poměrného přetvoření u srovnávacího příkladu 1 a u polymerového pásu podle tohoto technického řešení, který se vyznačuje tím, že dosahuje poměrného přetvoření činícího nejvýše 1,9 % při napětí činícím 8 MPa; poměrného přetvoření činícího nejvýše 3,7 % při napětí činícím 10,8 MPa; poměrného přetvoření činícího nejvýše 5,5 % při napětí činícím 12,5 MPa; poměrného přetvoření činícího nejvýše 7,5 % při napětí činícím 13,7 MPa; poměrného přetvoření činícího nejvýše 10 % při napětí činícím 14,5 MPa; poměrného přetvoření činícího nejvýše 11 % při napětí činícím 15,2 MPa; poměrného přetvoření činícího nejvýše 12,5 % při napětí činícím 15,8 MPa; poměrného přetvoření činícího nejvýše 14 % při napětí činícím 16,5 MPa a poměrného přetvoření činícího nejvýše 17 % při napětí činícím 17,3 MPa. Oblast vlevo od tečkované křivky definuje kombinace poměrného přetvoření a napětí podle tohoto technického řešení.

Příklad 3

Dvě buňky byly podrobeny zkouškám za účelem názorného předvedení zlepšení jejich vlastností rozhodujících pro jejich použitelnost k vyztužování zrnitého materiálu a rovněž zvýšení jejich únosnosti. Tyto buňky byly uspořádány jako jednotlivé buňky, nikoli jako celistvý geosyntetický buňkový materiál. Jako kontrolní vzorek byla použita jedna buňka odpovídající srovnávacímu příkladu 1. Za účelem porovnání pak byla vyrobena buňka ze směsi odpovídající příkladu 2, která měla tloušťku 1,5 mm a která byla opatřena povrchovou reliéfní strukturou.

Stěny každé z buněk byly 10 mm vysoké, měly vzdálenost 33 cm mezi švy, byly opatřeny povrchovou reliéfní úpravou, nikoli však děrováním, a měly tloušťku 1,5 mm. Každá buňka byla otevřená tak, že její dlouhý „poloměr“ měl velikost asi 260 mm a její krátký poloměr měl velikost asi 185 mm. Písečník o délce 800 mm a o šířce 800 mm byl do hloubky 20 mm naplněn pískem.

Rozdělení zrnitosti tohoto pískuje uvedeno v Tabulce 4. Tabulka 4.

Velikost oka šita (mm)	0,25	0,5	0,75	1	2	4
Souhrnný propad sítem (%)	10-20	35-55	50-70	60-80	80-90	90-100

Buňka byla umístěna na povrch tohoto písku a naplněna pískem stejného druhu. Roztažená buňka získala zhruba eliptický tvar, jehož dlouhá osa měla velikost asi 260 mm a jehož krátká osa měla velikost asi 180 mm. Poté byl do píseěníku přidán další písek, jím byla buňka obklopena a současně překryta, přičemž svrchní vrstva písku umístěna na zakryté buňce měla tloušťku 25 mm. Poté byl písek zhutněn tak, že získal relativní hustotu činící 70 %.

Nad střed buňky byl umístěn píst o průměru 150 mm, načež bylo zvýšeno zatížení tak, aby vytvářelo tlak působící na povrch písku a postupně se zvyšující v přírůstcích po 50 kPa (což znamená, že byl vyvíjen tlak, který byl po každé 1 minutě zvyšován o 50 kPa). Měřeny byly průhyb (odpovídající pronikání pístu do uzavřeného písku) a tlak (svislé zatížení vydělené plochou pístu).

Píst byl použit tak, že působil (1) pouze na písek, (2) na buňku podle srovnávacího příkladu 1 a (3) na buňku podle příkladu 2. Získané výsledky jsou znázorněny v tabulce 5.

Tabulka 5.

Svislé zatížení (kPa)	100	150	200	250	300	350	400	450	500	550
Průhyb pouze v písku (mm)	1	2	3	>10	>15	>20	>20	>20	>20	>20
Průhyb u buňky podle srovnávacího příkladu 1 (mm)	0,7	13	2	2,5	3	4	5	>10	>15	>20
Průhyb u buňky podle příkladu 2 (mm)	0,6	t	1,1	1,7	2	2,5	2.9	4	5	7

Buňka podle příkladu 2 se nadále chovala elasticky i při tlacích větších než 400 kPa, zatímco buňka podle srovnávacího příkladu 1 nebylo toto chování pozorováno. V důsledku dosažení meze kluzu ve stěně z polyetylénu HDPE byla u buňky podle srovnávacího příkladu 1 naopak pozorována nedostatečná schopnost uzavírat výplňový materiál. Této meze kluzu bylo u buňky podle srovnávacího příkladu 1 dosahováno při svislém tlaku činícím asi 250 kPa, přičemž při výpočtu průměrného obvodového napětí vznikajícího při tomto svislém tlaku (kdy střední průměr buňky činil 225 mm) byla získávána hodnota asi 13,5 MPa. Tato číselná hodnota je ve velmi dobré shodě s hodnotami meze kluzu získanými měřeními závislosti tahového napětí a poměrného tahového přetvoření za použití Izharova postupu. Ze získaných výsledků tedy vyplynula existence velmi silné a významné korelace mezi tuhostí a odporem proti kluzu (schopností přenášet obvodová napětí větší než 14 MPa) na straně jedné a schopností přenášet velké svislé zatížení na straně druhé. V této souvislosti je třeba poukázat na skutečnost, že při této zkoušce bylo přenášeno pouze jednotlivé zatížení, zatímco při praktickém použití se bude jednat o přenášené zatížení cyklického rázu. V důsledku toho je odpor proti plastické deformaci velmi důležitý, buňka podle srovnávacího příkladu 1 jej však nevykazovala.

Obr. 7 je graf, který znázorňuje výsledky shrnuté v Tabulce 5. Rozdíl v hodnotách odporu proti průniku (tj. ve schopnosti buněk snášet svislé zatížení) je velmi zřetelný.

Příklad 4

Byl vyroben polymerový pás podle příkladu 2.

Jako kontrolní vzorek byl poskytnut pás z polyetylénu HDPE o tloušťce 1,5 mm podle srovnávacího příkladu 1.

Tyto dva pásy byly analyzovány za použití postupu DMA (dynamické mechanické analýzy) podle normy ASTM D4065 při frekvenci 1 Hz. Kontrolní pás z polyetylénu HDPE byl podroben zkouškám při teplotách v rozsahu od asi -150 °C do asi 91 °C. Kontrolní pás byl zahříván rychlostí 5 °C/min a v průběhu tohoto zahřívání byly měřeny hodnoty síly, přemístění, dynamického elastického modulu a tan delta. Polymerový pás podle příkladu 2 byl podroben zkouškám při teplotách v rozsahu od asi -65 °C do asi 120 °C. Zkoušený pás byl zahříván rychlostí 5 °C/min a v průběhu tohoto zahřívání byly měřeny hodnoty síly, přemístění, dynamického elastického modulu a tan delta.

Obr. 8 je graf znázorňující průběhy dynamického (elastického) modulu a hodnoty tan delta v závislosti na teplotě u kontrolního pásu z polyetylénu HDPE.

Obr. 9 je graf znázorňující průběhy dynamického (elastického) modulu a hodnoty tan delta v závislosti na teplotě u polymerového pásu podle příkladu 2.

Dynamický elastický modul kontrolního pásu z polyetylénu HDPE se snižoval rychleji než dynamický elastický modul polymerového pásu podle příkladu 2. Při teplotě 23 °C byl dynamický elastický modul polymerového pásu podle příkladu 2 téměř třikrát vyšší než dynamický elastický modul pásu z polyetylénu HDPE. Aby u něho byl získán stejný dynamický elastický modul, jaký měl pás z polyetylénu HDPE při teplotě 23 °C, musel být pás podle příkladu 2 zahřát na teplotu dosahující téměř 60 °C, což znamená, že být pás podle příkladu 2 si svůj dynamický elastický modul zachovával mnohem lépe.

Hodnota tan delta se u pásu z polyetylénu HDPE zvyšovala exponenciálně, přičemž k tomuto zvyšování naznačujícímu ztrátu elasticity (tj. vznik stavu, při kterém se materiál stával příliš plastickým, následkem čehož by již nebyl schopen zachovat si dostatečnou tuhost a elasticitu) začínalo docházet při teplotě činící zhruba 75 °C. Tento pás pak byl viskózní a plastický. Tento stav je nežádoucí, jelikož geosyntetické buňkové materiály se mohou zahřívat i tehdy, jsou-li umístěny pod zemí (například jako součást vozovky). Pás podle příkladu 2 si zachovával svoje vlastnosti, pokud se jedná o hodnotu tan delta, i při zvýšených teplotách, konkrétně při teplotách do 100 °C. Tato vlastnost je žádoucí, jelikož poskytuje dodatečný bezpečnostní faktor. Jelikož chování při zvýšených teplotách umožňuje předpovídání dlouhodobého chování při středních teplotách (tedy při teplotách popsaných v normě ASTM 6992), poskytuje skutečnost, že polyetylén HDPE začal při teplotách činících asi 75 °C ztrácet svoji elasticitu a tudíž i svoji únosnost v průběhu pouhých několika sekund, určitou představu o jeho nedostatečné odolnosti proti tečení a o jeho sklonu k plastické deformaci. Na rozdíl od polyetylénu HDPE si směs podle tohoto technického řešení zachovávala svoji elasticitu (nízkou hodnotu tan delta) i při velmi vysokých teplotách, z čehož je možno vyvozovat, že u této směsi existuje potenciál zachovávat si své vlastnosti po mnoho roků a během mnoha zatěžovacích cyklů.

Příklad 5

Za použití postupu PRS SIM byly zkoušeny tři pásy za účelem zjištění jejich dlouhodobého konstrukčního napětí (LTDS). Jako kontrolní vzorek byl vyroben jeden pás z polyetylénu HDPE podle srovnávacího příkladu 1. Prvním zkušebním pásem byl pás vyrobený podle příkladu 2. Druhým zkušebním pásem byl pás vyrobený podle příkladu 2, který byl následně orientován při teplotě 115 °C za účelem zvětšení jeho původní délky o 40 %. Výsledky jsou shrnuty v následující Tabulce 6.

CZ 30547 Ul

Tabulka 6.

Geosyntetický buňkový materiál	Srovnávací příklad l	Příklad 2	Příklad 2 s následnou orientací
LTDS (MPa)	2,2	3	3,6

Z této tabulky je patrné, že u materiálu podle příkladu 2 i podle příkladu 2 s následnou orientací bylo dosaženo vyšších hodnot LTDS ve srovnání s materiálem podle srovnávacího příkladu 1.

I když byly popsány konkrétní formy provedení, přihlašovatelům i dalším osobám s odbornou kvalifikací v oblasti techniky je zřejmé, že mohou existovat alternativy, modifikace, obměny a zásadní obdoby těchto forem provedení, včetně takových, které dosud nebyly předpokládány. Připojené patentové nároky ve znění podané přihlášky i v případném pozměněném nebo doplněném znění je tudíž třeba chápat tak, že zahrnují veškeré takové alternativy, modifikace, obměny a zásadní obdoby.

Claims (15)

1. Geosyntetický buňkový materiál (10) vytvořený z polymerových pásů (14,100, 200, 300), vyznačující se tím, že navzájem sousedící pásy jsou navzájem spojeny fyzickými spoji tak, že tvoří voštinovou strukturu, přičemž alespoň jeden polymerový pás (14, 100, 200, 300) má dlouhodobé konstrukční napětí činící 2,6 MPa nebo více, při měření za použití postupu PRS SIM.

2. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14, 100, 200, 300) má dlouhodobé konstrukční napětí činící 3 MPa nebo více, při měření za použití postupu PRS SIM.

3. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14, 100, 200, 300) má dlouhodobé konstrukční napětí činící 4 MPa nebo více, při měření za použití postupu PRS SIM.

4. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že u uvedeného alespoň jednoho polymerového pásu (14,100, 200, 300) je při poměrném přetvoření činícím 12 % dosahováno napětí činícího 14,5 MPa nebo více, je-li měřeno za použití Izharova postupu při teplotě 23 °C.

5. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že u uvedeného alespoň jednoho polymerového pásu (14,100, 200, 300) je při poměrném přetvoření činícím 12 % dosahováno napětí činícího 16 MPa nebo více, je-li měřeno za použití Izharova postupu při teplotě 23 °C.

6. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že u uvedeného alespoň jednoho polymerového pásu (14,100,200,300) je při poměrném přetvoření činícím 12 % dosahováno napětí činícího 18 MPa nebo více, je-li měřeno za použití Izharova postupu při teplotě 23 °C.

7. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14, 100, 200, 300) má součinitel tepelné roztažnosti podle normy ASTM D 696, který činí 120 x 10'⁶/°C nebo méně při teplotě 25 °C.

8. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14,100, 200, 300) má dynamický elastický modul činící 500 MPa nebo více, při měření ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) podle normy ASTM D4065 při teplotě 23 °C a při frekvenci činící 1 Hz.

1 *7

CZ 30547 Ul

9. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14, 100,200, 300) má dynamický elastický modul činící 700 MPa nebo více.

10. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14,100, 200, 300) má dynamický elastický modul činící 1000 MPa nebo více.

11. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14,100, 200, 300) má dynamický elastický modul činící 150 MPa nebo více, při měření ve směru průchodu strojem za použití dynamické mechanické analýzy (DMA) podle normy ASIM D4065 při teplotě 63 °C a při frekvenci činící 1 Hz.

12. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 11,vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14, 100, 200, 300) má dynamický elastický modul činící 250 MPa nebo více.

13. Geosyntetický buňkový materiál (10) podle nároku 11, vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden polymerový pás (14, 100, 200, 300) má dynamický elastický modul činící 400 MPa nebo více.

14. Chodník, vozovka, železniční spodek nebo parkovací plocha, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jednu vrstvu, která zahrnuje geosyntetický buňkový materiál (10) podle kteréhokoli z předcházejících nároků.

15. Chodník, vozovka, železniční spodek nebo parkovací plocha podle nároku 14, vyznačující se tím, že geosyntetický buňkový materiál (10) je vyplněn zrnitým materiálem vybraným ze skupiny sestávající z písku, přírodního štěrku, drceného kamene, tříděného štěrku, odpad vznikající při těžbě kameniva, drcený beton, recyklovaný asfalt, drcené cihly, stavební suť a drť, drcené sklo, elektrárenský popel, popílek, uhelný popel, železárenskou strusku, cementárenskou škváru, ocelárenskou strusku a jejich směsi.