DE202008018615U1

DE202008018615U1 - Geozelle für Lasttraganwendungen

Info

Publication number: DE202008018615U1
Application number: DE202008018615.3U
Authority: DE
Original assignee: PRS Mediterranean Ltd
Current assignee: PRS Mediterranean Ltd
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2016-09-26
Anticipated expiration: 2018-09-30

Abstract

Geozelle, die aus Polymerstreifen gebildet ist, wobei mindestens ein Polymerstreifen einen Speichermodul von 500 MPa oder mehr aufweist, wenn in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) nach ASTM D4065 bei 23 °C und bei einer Frequenz von 1 Hz gemessen.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein zelluläres Einschließungssystem, auch als CCS oder Geozelle bekannt, die für den Einsatz zur Aufnahme von Lasten geeignet ist, wie solche, die auf Straßen, Gleisen, Parkplätzen und Fahrbahndecken vorhanden sind. Insbesondere bewahren die Geozellen der vorliegenden Offenbarung ihre Dimensionen nach einer großen Anzahl von Lastzyklen und Temperaturzyklen; hierdurch wird die erforderliche Einschließung der Füllung während der gesamten vorgesehenen Lebensdauer der Geozelle bewahrt.
Ein aus Zellen bestehendes Einschließungssystem (cellular confinement system CCS) ist eine Matrix von Einschließungszellen, die einer "Waben"-Struktur ähnelt, die mit körniger Füllung gefüllt ist, welche kohäsionslose Erde, Sand, Kies, Schotter, Splitt, oder jede andere Art von körnigem Baustoff sein kann. Auch als Geozellen bekannt, werden CCS vor allem bei Anwendungen im Bauwesen eingesetzt, bei denen geringe mechanische Festigkeit und Steifigkeit erforderlich ist, wie Böschungsschutz (Vermeidung von Erosionen) oder seitliche Abstützung von Böschungen.
CCSs unterscheiden sich von anderen Geokunststoffen wie Geogitter oder Geotextilien dadurch, dass Geogitter/Geotextilien flach (das heißt, zweidimensional) sind und als ebene Bewehrung verwendet werden. Geogitter/Geotextilien ermöglichen ein Einschließen nur für sehr begrenzte vertikale Distanzen (in der Regel das 1-2-fache der mittleren Größe des körnigen Materials) und sind auf körnige Materialien begrenzt, die eine mittlere Größe von mehr als etwa 20 mm aufweisen. Dies begrenzt die Verwendung solcher zweidimensionaler Geokunststoffe auf relativ teure körnige Materialien (Schotter, Splitt und Kies), weil sie kaum Zusammenhalt oder Bewehrung für körnige Materialien geringerer Qualität, wie zum Beispiel Recycling-Asphalt, Betonschotter, Flugasche und Steinbruchabfall bieten. Im Gegensatz dazu sind CCSs dreidimensionale Strukturen, die eine Einschließung in alle Richtungen (das heißt entlang des gesamten Querschnitts jeder Zelle) bieten. Darüber hinaus schafft die Mehrzellengeometrie passiven Widerstand, der die Tragfähigkeit erhöht. Anders als zweidimensionale Geokunststoffe bietet eine Geozelle Einschließung und Bewehrung für körnige Materialien mit einer mittleren Korngröße von weniger als etwa 20 mm, und in einigen Fällen Materialien mit einer mittleren Korngröße von etwa 10 mm oder weniger.
Geozellen werden weltweit von einigen Firmen hergestellt, einschließlich Presto. Prestos Geozellen, sowie diejenigen der meisten seiner Imitatoren, bestehen aus Polyethylen (PE). Das Polyethylen (PE) kann Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder Polyethylen mit mittlerer Dichte (MDPE) sein. Der Begriff "HDPE" bezieht sich im Folgenden auf ein Polyethylen gekennzeichnet durch eine Dichte von mehr als 0,940 g/cm³. Der Begriff Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) bezieht sich auf ein Polyethylen gekennzeichnet durch eine Dichte von mehr als 0,925 g/cm³ bis 0,940 g/cm³. Der Ausdruck Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) bezieht sich auf ein Polyethylen gekennzeichnet durch eine Dichte von 0,91 bis 0,925 g/cm³.
Geozellen aus HDPE und MDPE sind entweder glatt oder texturiert. Texturierte Geozellen sind am häufigsten auf dem Markt, da die Textur zusätzliche Reibung der Geozellenwände mit der Füllung erzeugt. Obwohl HDPE theoretisch eine Zugfestigkeit (Streckspannung oder Bruchspannung) von mehr als 15 Megapascal (MPa) aufweisen kann, ist in der Praxis, wenn eine Probe von einer Wand der Geozelle genommen und nach ASTM D638 geprüft wird, die Festigkeit nicht ausreichend für Lastaufnahme-Anwendungen, wie Straßen und Gleise, und selbst bei einer hohen Dehnungsrate von 150%/min werden kaum 14 MPa erreicht.
Die schlechten Eigenschaften von HDPE und MDPE sind deutlich sichtbar bei einer Untersuchung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) nach ASTM D4065: der Speichermodul bei 23 °C ist niedriger als etwa 400 MPa. Der Speichermodul verschlechtert sich drastisch, wenn die Temperatur ansteigt, und fällt unter ein brauchbares Niveau bei Temperaturen von etwa 75 °C, wodurch die Verwendung als lastaufnehmende Bewehrungen begrenzt wird. Diese mittelmäßigen mechanischen Eigenschaften sind für die Hangsicherung ausreichend, aber nicht für langfristige Lastaufnahme-Anwendungen, die für den Einsatz von mehr als fünf Jahren ausgelegt sind.
Ein anderes Verfahren zur Vorhersage des Langzeit-Kriechverhaltens von Polymeren ist der zeitraffende Kriechversuch gemäß der sogenannten Stepped Isothermal Method (SIM) gemäß ASTM 6992. Bei diesem Verfahren wird eine Polymerprobe einer konstanten Last unter einem gestuften Temperaturprogramm ausgesetzt. Die Stufen erhöhter Temperatur beschleunigen das Kriechen. Das Verfahren ermöglicht eine Extrapolation der Eigenschaften der Probe über lange Zeiträume, sogar von mehr als 100 Jahren. Beim Testen von PE und PP wird normalerweise die Last, die plastische Verformung von 10% verursacht, als "Langzeitzugfestigkeit" bezeichnet und wird bei Geokunststoffen als die für Auslegungen zugelassene Festigkeit verwendet. Lasten, die plastische Verformung von mehr als 10% verursachen, werden vermieden, weil bei PE und PP bei plastischen Verformungen über 10% Kriechen zweiter Ordnung auftritt. Kriechen zweiter Ordnung ist unberechenbar und PE und PP neigen dazu, in diesem Modus rissig zu werden.
Für Anwendungen, wie Straßen, Gleise und stark belasteten Lager- und Parkflächen, reicht diese Stärke von knapp 14 MPa nicht aus. Insbesondere neigen Geozellen mit diesen mäßigen mechanischen Eigenschaften dazu, relativ geringe Steifigkeit zu haben und sich plastisch bei Dehnungen von nur 8% zu verformen. Die plastische Verformung bewirkt, dass die Zelle nach kurzer Zeit oder einer geringen Anzahl von vorüberfahrenden Fahrzeugen (geringe Anzahl zyklischer Lasten) ihre Einschließungsfähigkeit verliert, im Wesentlichen der Haupt-Bewehrungsmechanismus. Wenn beispielsweise ein von einer typischen Geozelle in der Maschinenrichtung (senkrecht zur Nahtebene) entnommener Streifen gemäß ASTM D638 bei einer Verformungsgeschwindigkeit von 20%/Minute oder sogar bei 150%/min getestet wird, ist die Spannung bei 6% Dehnung weniger als 13 MPa, bei 8% Dehnung weniger als 13,5 MPa und bei 12% Dehnung weniger als 14 MPa. Als Ergebnis sind HDPE Geozellen auf Anwendungen beschränkt, bei denen die Geozelle unter geringer Last ist und die Einschließung der lastaufnehmenden Füllung nicht zwingend erforderlich ist (beispielsweise bei einer Bodenstabilisierung). Geozellen sind nicht allgemein anerkannt für Lastaufnahme-Anwendungen, wie Straßen, Gleise, Parkplätze oder Lagerflächen für schwere Container, aufgrund der hohen Tendenz der plastischen Verformung bei niedrigen Belastungen.
Wenn eine vertikale Last auf ein Substrat eines körnigen Materials aufgebracht wird, wird ein Teil dieser vertikalen Last in eine horizontale Last oder Druck umgewandelt. Der Betrag der horizontalen Belastung ist gleich der vertikalen Last multipliziert mit dem Koeffizienten des horizontalen Erddrucks (auch als seitlicher Erddruckkoeffizient oder LEPC bekannt) des körnigen Materials bekannt. Der LEPC kann von etwa 0,2 für gute Materialien wie Kies und Schotter (in der Regel harte Partikel, schlecht sortiert, so dass Verdichtung sehr gut und Plastizität minimal ist) auf etwa 0,3 bis 0,4 für verformbarere Materialien wie Steinbruchabfall oder Recyclingasphalt (Materialien mit hohem Feinkornanteil und hoher Plastizität). Wenn das körnige Material nass ist (zum Beispiel Regen oder Überflutung durchtränken den Unterbau oder Untergrund einer Straße), erhöht sich seine Plastizität und höhere Horizontallasten entstehen, was zu höheren Umfangsspannungen in der Zellwand führt.
Wenn das körnige Material durch eine Geozelle eingeschlossen ist und eine vertikale Last von oben durch eine statische oder dynamische Beanspruchung aufgebracht wird (wie beispielsweise Druck von einem Fahrzeugrad oder einer Bahnschiene), wird der horizontale Druck in Umfangsspannung in der Wand der Geozelle umgewandelt. Die Umfangsspannung ist proportional zum horizontalen Druck und zum mittleren Zellenradius und ist umgekehrt proportional zu der Dicke der Zellwand. HS = VP·LEPC·r / d wobei HS die durchschnittliche Umfangsspannung in der Wand der Geozelle ist, VP der von außen durch eine Last auf das körnige Material aufgebrachte vertikale Druck ist, LEPC der seitliche Erddruckkoeffizient ist, r der mittlere Zellenradius ist und d die Nenndicke der Zellenwand ist.
Zum Beispiel würde in einer Geozelle aus HDPE oder MDPE mit einer Zellwanddicke von 1,5 mm (mit Textur, und der Begriff "Wanddicke" bezieht sich im Folgenden auf den Abstand von Spitze zu Spitze im Zellwandquerschnitt), einem mittleren Durchmesser (wenn es mit körnigem Material verfüllt ist) von 230 mm, einer Höhe von 200 mm, gefüllt mit Sand oder Steinbruchabfall (einem LEPC von 0,3) und bei einer Vertikallast von 700 Kilopascal (kPa) eine Umfangsspannung von etwa 16 Megapascal (MPa) auftreten. Wie aus der Umfangsspannungs-Gleichung ersichtlich, werden größere Durchmesser oder dünnere Wände – die aus fertigungswirtschaftlicher Sicht bevorzugt werden – deutlich höheren Umfangsspannungen ausgesetzt und funktionieren nicht gut als Bewehrung, wenn sie aus HDPE oder MDPE bestehen.
Vertikale Lasten von 550 kPa sind für unbefestigte Straßen üblich. Bei Straßen (befestigten und unbefestigten) für schwere Lkw, Industrieservice-Straßen oder Parkflächen treten deutlich höhere Lasten von 700 kPa oder mehr auf.
Da Lastaufnahme-Anwendungen, vor allem Straßen und Gleise, allgemein Millionen von Lastzyklen ausgesetzt sind, muss die Geozellen-Wand ihre ursprünglichen Abmessungen unter zyklischer Belastung mit sehr geringer plastischer Verformung beibehalten. Die kommerzielle Nutzung von HDPE Geozellen ist auf nichtlastaufnehmende Anwendungen beschränkt, weil HDPE typischerweise die Grenze der plastischen Verformung bei etwa 8% Dehnung und bei Spannungen erreicht, die unterhalb der typischen Spannungen liegen, die allgemein bei Lastaufnahme-Anwendungen auftreten.
Es wäre wünschenswert, ein Geozelle zu schaffen, die eine erhöhte Steifigkeit und Festigkeit, eine geringere Verformungsneigung bei erhöhten Temperaturen, eine bessere Beibehaltung ihrer Elastizität bei Temperaturen oberhalb der Umgebungstemperatur (23 °C), eine verringerte Neigung zu plastischer Verformung unter wiederholten und kontinuierlichen Belastungen und/oder lange Einsatz-Zeiträume aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG
Beschrieben in Ausführungsformen sind Geozellen, die eine ausreichende Steifigkeit aufweisen und hohe Spannungen ohne plastische Verformung aufnehmen können. Solche Geozellen sind für Lastaufnahme-Anwendungen wie Fahrbahndecken, Straßen, Gleise, Parkplätze, Flughafenpisten und Lagerflächen geeignet. Verfahren zur Herstellung und Verwendung solcher Geozellen sind ebenfalls offenbart.
Bei einigen Ausführungsformen wird eine aus Polymerstreifen gebildete Geozelle offenbart, wobei mindestens ein Polymerstreifen einen Speichermodul von 500 MPa oder mehr aufweist, wenn in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) nach ASTM D4065 bei 23 °C und bei einer Frequenz von 1 Hz gemessen.
Der mindestens eine Polymerstreifen kann einen Speichermodul von 700 MPa oder mehr aufweisen, einschließlich einen Speichermodul von 1000 MPa oder mehr.
Der mindestens eine Polymerstreifen kann eine Spannung bei 12% Dehnung von 14,5 MPa oder mehr aufweisen, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen, einschließlich einer Spannung bei 12% Dehnung von 16 MPa oder mehr oder eine Spannung bei 12% Dehnung von 18 MPa oder mehr.
Der mindestens eine Polymerstreifen kann einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 120 × 10^–6 /°C oder weniger bei 25°C gemäß ASTM D696 aufweisen.
Die Geozelle kann in einer Schicht eines Fahrbahnbelags, einer Straße, Schiene oder Parkplatz genutzt werden. Die Geozelle kann mit einem körnigen Material gefüllt sein, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sand, Kies, Schotter, Splitt, Steinbruch-Abfall, Betonschotter, Recycling-Asphalt, Ziegelsplitt, Bauschutt und Geröll, Glassplitt, Kraftwerksasche, Flugasche, Kohlenasche, Eisenhochofenschlacke, Schlacke von der Zementherstellung, Stahlschlacke und Mischungen davon.
Bei anderen Ausführungsformen wird eine aus Polymerstreifen gebildete Geozelle offenbart, wobei mindestens ein Polymerstreifen einen Speichermodul von 150 MPa oder mehr aufweist bei Messung in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) nach ASTM D4065 bei 63 °C und bei einer Frequenz von 1 Hz.
Der mindestens eine Polymerstreifen kann einen Speichermodul von 250 MPa oder mehr aufweisen, einschließlich einem Speichermodul von 400 MPa oder mehr.
In noch anderen Ausführungsformen wird eine aus Polymerstreifen gebildete Geozelle offenbart, wobei zumindest ein Polymerstreifen eine Langzeit-Nennspannung von 2,6 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem PRS-SIM-Verfahren gemessen.
Der mindestens eine Polymerstreifen kann eine Langzeit-Nennspannung von 3 MPa oder mehr aufweisen, einschließlich einer Langzeit-Nennspannung von 4 MPa oder mehr.
Diese und andere Ausführungsformen werden unten detaillierter beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das Folgende ist eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, die zum Zwecke der Erläuterung der hier offenbarten Ausführungsbeispiele und nicht zum Zwecke ihrer Einschränkung präsentiert werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Geozelle.
2 ist ein Schema, das ein Ausführungsbeispiel eines in den Geozellen der vorliegenden Offenbarung verwendeten Polymerstreifens zeigt.
3 ist ein Schema, welches ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in den Geozellen der vorliegenden Offenbarung verwendeten Polymerstreifens zeigt.
4 ist ein Schema, welches ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in den Geozellen der vorliegenden Offenbarung verwendeten Polymerstreifens zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Spannungs-Dehnungs-Ergebnisse verschiedener Zellen der vorliegenden Offenbarung einem Vergleichsbeispiel gegenüberstellt.
6 ist ein Diagramm, das die Spannungs-Dehnungs-Diagramme für die Geozellen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines vertikalen Belastungstests für eine beispielhafte Zelle der vorliegenden Offenbarung gegenüber einem Vergleichsbeispiel zeigt.
8 ist ein Diagramm des Speichermoduls und Verlustfaktors (tan δ) gegenüber die Temperatur für einen Kontrollstreifen.
9 ist ein Diagramm des Speichermoduls und Verlustfaktors (tan δ) gegen die Temperatur für einen in den Geozellen der vorliegenden Offenbarung verwendeten Polymerstreifen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist vorgesehen, um einen Durchschnittsfachmann zu befähigen, die hier offenbarten Ausführungsformen herzustellen und zu verwenden, und legt die besten in Betracht gezogenen Modi zur Umsetzung dieser Ausführungsformen dar. Verschiedene Modifikationen bleiben jedoch offensichtlich für den Durchschnittsfachmann und sollten als innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung betrachtet werden.
Ein vollständigeres Verständnis der Komponenten, Verfahren und Vorrichtungen, die hierin offenbart kann unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erhalten werden. Diese Figuren sind lediglich schematische Darstellungen basierend auf dem Nutzen und der Einfachheit der Veranschaulichung der vorliegenden Offenbarung, und sind daher nicht dazu gedacht, die relative Größe und Abmessungen der Vorrichtungen oder ihrer Komponenten anzugeben und/oder den Umfang der Ausführungsbeispiele zu definieren oder zu begrenzen.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Einschicht-Geozelle. Die Geozelle 10 umfasst eine Vielzahl von Polymerstreifen 14. Benachbarte Streifen werden durch separate physikalische Verbindungen 16 miteinander verbunden. Die Bindung kann durch Kleben, Nähen oder Schweißen erfolgen, wird aber im Allgemeinen durch Schweißen erzeugt. Der Teil jedes Streifens zwischen zwei Verbindungen 16 bildet eine Zellwand 18 von einer einzelnen Zelle 20. Jede Zelle 20 weist aus zwei verschiedenen Polymerstreifen hergestellte Zellenwände auf. Die Streifen 14 sind miteinander verbunden, um ein Wabenmuster aus der Vielzahl von Streifen zu bilden. Beispielsweise sind Außenstreifen 22 und Innenstreifen 24 miteinander durch physikalische Verbindungen 16 verbunden, die entlang der Länge der Streifen 22 und 24 regelmäßig beabstandet sind. Ein Paar von Innenstreifen 24 ist durch physikalische Verbindungen 32 miteinander verbunden. Jede Verbindung 32 liegt zwischen zwei Verbindungen 16. Als Ergebnis biegen sich die Streifen in einer sinusförmigen Weise, wenn die Vielzahl von Streifen 14 in einer Richtung senkrecht zu den Flächen der Streifen auseinandergezogen wird, um die Geozelle zu bilden. Am Rand der Geozelle wo sich die Enden von zwei Polymerstreifen 22, 24 treffen, wird mit kurzem Abstand von dem Ende 28 eine Endschweißung 26 (welche auch als Verbindung betrachtet wird) erzeugt, um einen kurzen Randsteg 30 zu bilden, der die beiden Polymerstreifen 22, 24 stabilisiert.
Die Geozellen der vorliegenden Offenbarung sind aus Polymerstreifen hergestellt, die bestimmte physikalische Eigenschaften aufweisen. Insbesondere weist der Polymerstreifen eine Streckspannung oder, wenn der Polymerstreifen keine Streckgrenze aufweist, eine Spannung bei 12% Dehnung von 14,5 MPa oder mehr auf bei Messung in Maschinenrichtung (senkrecht zur Nahtebene in der Zelle der Geozelle) bei einer Dehnungsgeschwindigkeit von 20%/Minute oder 150%/Minute. Bei anderen Ausführungsformen weist der Polymerstreifen eine Dehnung von 10% oder weniger bei einer Belastung von 14,5 MPa auf, wenn wie beschrieben gemessen. Mit anderen Worten kann der Polymerstreifen Lasten von 14 MPa oder mehr standhalten, ohne seine Streckgrenze zu erreichen. Andere Synonyme für die Streckgrenze umfassen die Streckspannung, die Elastizitätsgrenze, oder die Plastizitätsgrenze. Wenn der Polymerstreifen keine Streckgrenze aufweist, so wird die Spannung bei 12% Dehnung betrachtet. Diese Messungen beziehen sich auf die Zugeigenschaften des Polymerstreifens in der Maschinenrichtung bei 23 °C, nicht seine Biegeeigenschaften.
Da viele Geozellen perforiert sind, sind Messungen der Spannung und Dehnung gemäß der ASTM D638- oder ISO 527-Standards in der Regel nicht möglich. Somit werden die Messungen nach dem folgenden Verfahren durchgeführt, das eine modifizierte Version der genannten Standards ist und hier als "Izhar-Verfahren" bezeichnet wird. Ein 50 mm langer und 10 mm breiter Streifen wird in der Richtung parallel zum Boden und senkrecht zur Nahtebene der Zelle (d.h. in Maschinenrichtung) entnommen. Der Streifen wird so eingespannt, dass der Abstand zwischen den Klemmen 30 mm beträgt. Der Streifen wird dann gestreckt, indem die Klammern mit einer Geschwindigkeit von 45 Millimetern (mm) pro Minute voneinander weg bewegt werden, was einer Dehnungsgeschwindigkeit von 150%/Minute entspricht, bei 23 °C. Die durch den Streifen als Reaktion auf die Verformung aufgenommene Last wird durch einen Kraftaufnehmer überwacht. Die Spannung (N/mm²) wird bei verschiedenen Dehnungen berechnet (die Dehnung entspricht dem Längenzuwachs geteilt durch die ursprüngliche Länge). Die Spannung wird durch Dividieren der Last bei bestimmten Dehnungen durch den ursprünglichen Nennquerschnitt (die Breite des Streifens multipliziert mit der Dicke des Streifens). Da die Oberfläche des Geozellen-Streifens üblicherweise texturiert ist, wird die Dicke der Probe einfach als "Spitze-Spitze"-Abstand gemessen, gemittelt zwischen drei Punkten auf dem Streifen. (Beispielsweise wird ein Streifen, der eine diamantförmige geprägte Textur und einen Abstand zwischen der obersten Textur der Oberseite und der untersten Textur der Unterseite von 1,5 mm aufweist, als 1,5 mm dick betrachtet.) Diese Verformungsgeschwindigkeit von 150%/Minute ist relevanter für Fahrbahndecken und Gleise, wo jeder Lastzyklus sehr kurz ist.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Polymerstreifen durch die folgenden Eigenschaften gekennzeichnet sein:
eine Dehnung von höchstens 1,9% bei einer Spannung von 8 MPa;
eine Dehnung von höchstens 3,7% bei einer Spannung von 10,8 MPa;
eine Dehnung von höchstens 5,5% bei einer Spannung von 12,5 MPa;
eine Dehnung von höchstens 7,5% bei einer Spannung von 13,7 MPa;
eine Dehnung von höchstens 10% bei einer Spannung von 14,5 MPa;
eine Dehnung von höchstens 11% bei einer Spannung von 15,2 MPa; und
eine Dehnung von höchstens 12,5% bei einer Spannung von 15,8 MPa.
Der Polymerstreifen kann optional ebenfalls eine Dehnung von höchstens 14% bei einer Spannung von 16,5 MPa; und/oder eine Dehnung von höchstens 17% bei einer Spannung von 17,3 MPa aufweisen.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Polymerstreifen gekennzeichnet sein durch eine Spannung von mindestens 14,5 MPa bei einer Dehnung von 12%; eine Spannung von mindestens 15,5 MPa bei einer Dehnung von 12%; und/oder eine Spannung von mindestens 16,5 MPa bei einer Dehnung von 12%.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Polymerstreifen gekennzeichnet sein durch einen Speichermodul von 500 MPa oder mehr bei 23 °C, in der Maschinenrichtung gemessen durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) bei einer Frequenz von 1 Hz. Wie bei der Zugspannungs-Dehnungsmessung wird die Dicke für die DMA-Analyse als "Spitze-Spitze"-Abstand ermittelt, zwischen drei Punkten gemittelt. Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen DMA Messungen werden gemäß ASTM D4065 durchgeführt.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Polymerstreifen gekennzeichnet sein durch einen Speichermodul von 250 MPa oder mehr bei 50 °C, in der Maschinenrichtung gemessen durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) bei einer Frequenz von 1 Hz.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Polymerstreifen gekennzeichnet sein durch einen Speichermodul von 150 MPa oder mehr bei 63 °C, in der Maschinenrichtung gemessen durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) bei einer Frequenz von 1 Hz.
Bei anderen Ausführungsformen kann der Polymerstreifen gekennzeichnet sein durch einen Verlustfaktor (tan δ) von 0,32 oder weniger bei 75 °C, gemessen in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) bei einer Frequenz von 1 Hz. Diese neuartigen Eigenschaften gehen über die typischer HDPE oder MDPE Geozellen hinaus.
Dynamisch-mechanische Analyse (DMA) ist eine Technik die verwendet wird, um die viskoelastischen Eigenschaften von Polymeren zu untersuchen und zu charakterisieren. Im Allgemeinen wird eine oszillierende Kraft auf eine Probe des Materials aufgebracht und die resultierende zyklische Verformung der Probe wird in Abhängigkeit von der zyklischen Belastung gemessen. Je höher die Elastizität, desto geringer ist die Zeitverzögerung (Phase) zwischen der Last und der Verformung. Daraus kann die reine Steifigkeit (Speichermodul) der Probe bestimmt werden, sowie der Verlustmechanismus (Verlustmodul) und das Verhältnis zwischen den beiden (Verlustfaktor tan δ). DMA wird ebenfalls in ASTM diskutiert. DMA ist die modernste Technologie zum Analysieren (1) zeitabhängiger Phänomene wie Kriechen; oder (2) frequenzabhängiger Phänomene wie Dämpfung, zyklische Lasten oder Ermüdung, die in der Verkehrstechnik sehr häufig auftreten.
Ein weiterer Aspekt der Geozelle der vorliegenden Offenbarung ist ihr niedrigerer Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) relativ zum aktuellem HDPE oder MDPE. Der WAK ist wichtig, weil die Expansion/Kontraktion während der thermischen Zyklen ein weiterer Mechanismus ist, der zusätzliche Umfangsspannung verursacht. HDPE und MDPE haben einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 200 × 10^–6 /°C bei Umgebungstemperatur (23 °C), und dieser WAK ist sogar noch höher bei Temperaturen über Umgebungstemperatur. Die Geozelle der vorliegenden Offenbarung hat einen WAK von etwa 150 × 10^–6/°C oder weniger bei 23 °C, und bei bestimmten Ausführungsformen etwa 120 × 10^–6/°C oder weniger bei 23 °C, wenn gemäß ASTM D696 gemessen. Der WAK der Geozelle der vorliegenden Offenbarung hat eine geringere Tendenz, bei höheren Temperaturen zu steigen.
Ein weiterer Aspekt der Geozelle der vorliegenden Offenbarung ist die geringere Kriechneigung unter konstanter Last. Die geringere Kriechneigung wird gemäß einem beschleunigten Kriechtest durch ein gestuftes isothermes Verfahren (Stepped-Isothermal-Method = SIM) gemessen, wie in ASTM 6992 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Polymerprobe einer konstanten Last unter einem gestuften Temperaturprogramm ausgesetzt (d.h. die Temperatur wird erhöht und für eine vorgegebene Zeit konstant gehalten). Die Schritte erhöhter Temperatur beschleunigen das Kriechen. Das SIM-Testverfahren wird auf eine Probe mit 100 mm Breite und einer Nettolänge von 50 mm (Abstand zwischen den Klemmen) angewendet. Die Probe wird durch eine statische Last belastet und erhitzt nach einem Verfahren umfassend die folgenden Schritte:

Stufe T Zeit

°Celsius Stunden

0 23 0

1 30 3

2 37 3

3 44 3

4 51 3

5 58 3

6 65 3

7 72 3
Dieses SIM Verfahren wird hier als "das PRS SIM-Verfahren" bezeichnet. Die plastische Dehnung (irreversible Längenzunahme geteilt durch anfängliche Länge) am Ende des Verfahrens wird gemessen. Die plastische Dehnung wird bei unterschiedlichen Belastungen gemessen, und die Last, die plastische Dehnung von 10% oder weniger verursacht, wird "Langzeit-Nennlast" genannt. Die Spannung, die der Langzeit-Nennlast zugeordnet ist (genannte Last dividiert durch (ursprüngliche Breite mit Original multipliziert)) ist die "Langzeit-Nennspannung" und stellt die zulässige Umfangsspannung dar, die die Geozelle für eine lange Zeit unter statischer Belastung aufnehmen kann.
Eine typische HDPE-Geozelle kann kaum eine Langzeit-Nennspannung von 2,2 MPa bereitstellen, wenn sie dem PRS-SIM-Verfahren ausgesetzt wird.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Polymerstreifen der vorliegenden Offenbarung gekennzeichnet durch eine Langzeit-Nennspannung von 2,6 MPa oder mehr, einschließlich einer Langzeit-Nennspannung von 3 MPa oder mehr, oder sogar 4 MPa oder mehr.
Im Gegensatz zu HDPE-Geozellen kann die Geozelle der vorliegenden Offenbarung deutlich bessere Eigenschaften von bis zu 16% Dehnung und bei einigen Ausführungsformen bis zu 22% Dehnung bieten. Insbesondere kann die Geozelle elastisch auf Spannungen von mehr als 14,5 MPa reagieren und so die erforderlichen Eigenschaften für die Lastaufnahme-Anwendungen bieten. Die elastische Reaktion garantiert vollständige Rückkehr zu ursprünglichen Dimensionen, wenn die Last entfernt wird. Die Geozelle wird die Füllung mit einer höheren Tragfähigkeit versehen und erhöht die Rückstellung zum ursprünglichen Durchmesser unter wiederholten Belastungen (das heißt zyklischen Belastungen). Darüber hinaus kann die Geozelle der vorliegenden Offenbarung mit körnigen Materialien verwendet werden, die im Allgemeinen nicht in Tragschichten und im Unterbau verwendet werden können, wie hierin weiter beschrieben. Die Geozelle der vorliegenden Offenbarung ermöglicht auch eine bessere Tragfähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit unter feuchten Bedingungen, vor allem, wenn feinkörnige granulare Materialien verwendet werden.
Der Polymerstreifen kann ein Polyethylen-Polymer (PE), wie beispielsweise HDPE, MDPE oder LDPE umfassen, das modifiziert wurde, wie weiter unten beschrieben.
Der Polymerstreifen kann auch ein Polypropylen-Polymer (PP) umfassen. Obwohl die meisten PP-Homopolymere zu spröde und die meisten PP-Copolymere zu weich für Lastaufnahme-Anwendungen sind, sind einige Sorten von PP-Polymeren nützlich. Solche PP-Polymere können steif genug sein für die Lastaufnahme-Anwendung, aber weich genug sein, so dass die Geozelle zusammengefaltet werden kann. Beispielhafte Polypropylen-Polymere, die für die vorliegende Offenbarung geeignet sind, umfassen Polypropylen-Random-Copolymere, schlagfeste Polypropylen-Copolymere, Mischungen von Polypropylen mit entweder einem Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) oder einem Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer-basierten Elastomer und Polypropylen-Blockcopolymere. Solche PP-Polymere sind als R338-02N von Dow Chemical Company im Handel erhältlich; PP 71EK71PS schlagzähes Copolymer von SABIC Innovative Plastics; und PP RA1E10 Random-Copolymer von SABIC Innovative Plastics. Beispielhafte Ethylen-alpha-Olefin-Copolymer-basierte Elastomere schließen Exact^®-Elastomere hergestellt durch Exxon Mobil und Tafmer^® Elastomere hergestellt durch Mitsui ein. Da PP Polymere bei niedrigen Temperaturen (weniger als etwa minus 20 °C) spröde sind und dazu neigen, unter statischen oder zyklischen Lasten zu kriechen, können Geozellen der vorliegenden Offenbarung, die PP enthalten, weniger tragfähig und eingeschränkter in Bezug auf ihre Einsatztemperaturen sein als Geozellen der vorliegenden Offenbarung, die HDPE enthalten.
Die PP- und/oder PE-Polymere oder jede andere polymere Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung werden im Allgemeinen durch verschiedene Behandlungsverfahren und/oder Zusatzstoffe modifiziert, um die erforderlichen physikalischen Eigenschaften zu erhalten. Die effektivste Behandlung ist die Nach-Extrusionsbehandlung, entweder stromabwärts von der Extrusionsmaschine oder in einem nachgelagerten separaten Prozess. Üblicherweise erfordern Polymere mit geringer Kristallinität wie LDPE, MDPE und einige PP-Polymere ein Nach-Extrusionsverfahren, wie beispielsweise Orientieren, Vernetzen, und/oder Tempern, während Polymere mit höherer Kristallinität als Streifen extrudiert und miteinander verschweißt werden können, um eine Geozelle zu bilden, ohne die Notwendigkeit der Anwendung einer Nach-Extrusionsbehandlung.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Polymerstreifen eine Mischung (gewöhnlich als kompatibilisierte Legierung) von (i) einem Hochleistungspolymer und (ii) einem Polyethylen- oder Polypropylen-Polymer. Die Mischung ist im Allgemeinen eine nicht mischbare Mischung (Legierung), wobei das Hochleistungspolymer in einer von dem Polyethylen- oder Polypropylenpolymer gebildeten Matrix verteilt ist. Ein Hochleistungspolymer ist ein Polymer mit (1) einem Speichermodul von 1400 MPa oder mehr bei 23 °C, gemessen in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) bei einer Frequenz von 1 Hz nach ASTM D4065; oder (2) einer höchsten Reißfestigkeit von mindestens 25 MPa. Beispiele für Hochleistungspolymere umfassen Polyamidharze, Polyesterharze und Polyurethanharze. Besonders geeignete Hochleistungspolymere umfassen Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 6/66, Polyamid 12 und Copolymere davon. Das Hochleistungspolymer umfasst typischerweise von etwa 5 bis etwa 85 Gewichtsprozent des polymeren Streifens. Bei bestimmten Ausführungsformen macht das Hochleistungspolymer von etwa 5 bis etwa 30 Gewichtsprozent des polymeren Streifens aus, einschließlich von etwa 7 bis etwa 25 Gewichtsprozent.
Die Eigenschaften der Polymerstreifen können entweder vor der Bildung der Geozelle (durch Schweißen der Streifen) oder nach der Bildung der Geozelle modifiziert werden. Die Polymerstreifen werden allgemein durch Extrudieren einer Folie aus Polymermaterial und Schneiden von Streifen aus der Folie aus Polymermaterial hergestellt, und die Modifikation erfolgt im Allgemeinen aus Gründen der Effizienz an der Folie. Die Modifikation kann inline zum Extrusionsverfahren durchgeführt werden, nachdem die Schmelze zu einer Folie geformt ist und die Folie unter die Schmelztemperatur abgekühlt ist, oder als Sekundärprozess, nachdem die Folie von der Extruderdüse getrennt ist. Die Modifizierung kann durch Behandeln der Folie, Streifen und/oder Geozelle durch Vernetzung, Kristallisation, Tempern, Orientieren und Kombinationen davon durchgeführt werden.
Beispielsweise kann eine Folie, die 5 bis 500 cm breit ist, gereckt werden (d.h. Orientierung) in einem Temperaturbereich von etwa 25 °C bis etwa 10 °C unterhalb der Spitzen-Schmelztemperatur (Tm) des zur Folienherstellung verwendeten Polymerharzes. Das Orientieren ändert die Länge des Streifens, so dass die Länge des Streifens von 2% bis 500% relativ zu seiner ursprünglichen Länge zunehmen kann. Nach dem Recken kann die Folie getempert werden. Das Tempern kann bei einer Temperatur erfolgen, die 2 bis 60 °C niedriger ist, als die Spitzen-Schmelztemperatur (Tm) des zur Folienherstellung verwendeten Polymerharzes. Wenn beispielsweise ein HDPE, MDPE oder PP-Folie erhalten wird, wird das Recken und/oder Tempern bei einer Temperatur von etwa 24 °C bis 150 °C durchgeführt. Wird eine polymere Legierung getempert, ist die Tempertemperatur 2 bis 60 °C niedriger, als die Spitzen-Schmelztemperatur (Tm) der HDPE-, MDPE- oder PP-Phase.
In einigen besonderen Ausführungsformen kann eine Polymerfolie oder ein Polymerstreifen gereckt werden, um seine Länge um 50% zu erhöhen (das heißt, so dass die endgültige Länge 150% der ursprünglichen Länge beträgt). Das Recken wird bei einer Temperatur von etwa 100–125 °C auf der Oberfläche der polymeren Folie oder des Polymerstreifens durchgeführt. Die Dicke wird durch das Recken um 10% bis 20% verringert.
Bei anderen Ausführungsformen wird eine Polymerfolie oder ein Polymerstreifen vernetzt durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl nach der Extrusion oder durch die Zugabe einer Quelle freier Radikale zu der polymeren Zusammensetzung vor dem Aufschmelzen oder während des Schmelzknetens in dem Extruder.
Bei anderen Ausführungsformen können die erforderlichen Eigenschaften für die Geozelle durch Bereitstellung mehrschichtiger Polymerstreifen erhalten werden. Bei einigen Ausführungsformen weisen die Polymerstreifen mindestens zwei, drei, vier oder fünf Schichten auf.
Bei einigen Ausführungsformen, wie in 2 gezeigt, weist der Polymerstreifen 100 mindestens zwei Schichten 110, 120 auf, wobei zwei der Schichten aus gleichen oder unterschiedlichen Zusammensetzungen hergestellt sind und mindestens eine Schicht hergestellt ist aus einem Hochleistungspolymer oder einer Polymerverbindung mit (1) einem Speichermodul von 1400 MPa oder mehr bei 23 °C, gemessen in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) bei einer Frequenz von 1 Hz nach ASTM D4065; oder (2) einer maximalen Reißfestigkeit von mindestens 25 MPa. Bei Ausführungsformen umfasst eine Schicht ein Hochleistungspolymer und die andere Schicht umfasst ein Polyethylen oder Polypropylen-Polymer, das eine Mischung oder Legierung aus einem Polyethylen- oder Polypropylen-Polymer mit anderen Polymeren, Füllstoffen, Additiven, Fasern und Elastomeren sein kann. Beispielhafte Hochleistungsharze umfassen Polyamide, Polyester, Polyurethane; Legierungen aus (1) Polyamiden, Polyestern oder Polyurethanen mit (2) LDPE, MDPE, HDPE oder PP; und Copolymere, Block-Copolymere, Mischungen oder Kombinationen von beliebigen zwei der drei Polymere (Polyamide, Polyester, Polyurethane).
Bei anderen Ausführungsformen, wie in 3 gezeigt, weist der Polymerstreifen 200 fünf Schichten auf. Zwei der Schichten sind äußere Schichten 210, eine Schicht ist eine Kernschicht 230 und die beiden Zwischenschichten 220 binden die Kernschicht an jede äußere Schicht (d.h. dass die Zwischenschichten als Verbindungsschichten dienen). Dieser Fünf-Schicht-Streifen kann durch Coextrusion gebildet werden.
Bei anderen Ausführungsformen weist der Polymerstreifen 200 nur drei Schichten auf. Zwei der Schichten sind äußere Schichten 210 und die dritte Schicht ist eine Kernschicht 230. Bei dieser Ausführungsform sind die Zwischenschichten 220 nicht vorhanden. Dieser Drei-Schicht-Streifen kann durch Coextrusion gebildet werden.
Die äußeren Schichten können Beständigkeit gegen UV-Licht-Abbau und Hydrolyse bieten und eine gute Schweißbarkeit aufweisen. Die äußere Schicht kann aus einem Polymer hergestellt werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus HDPE, MDPE, LDPE, Polypropylen, deren Mischungen und deren Legierungen mit anderen Verbindungen und Polymeren besteht. Diese Polymere können mit Elastomeren gemischt werden, insbesondere EPDM und Ethylen-alpha-Olefin-Copolymeren. Der Kern und/oder die äußere Schicht kann auch aus Legierungen aus (1) HDPE, MDPE, LDPE oder PP mit (2) einem Polyamid oder Polyester bestehen. Jede äußere Schicht kann eine Dicke von etwa 50 bis etwa 1500 Mikrometer (Mikron) aufweisen.
Die Zwischenschichten (Bindeschichten) können hergestellt sein aus funktionalisierten HDPE-Copolymeren oder -Terpolymeren, funktionalisierten PP-Copolymeren oder -Terpolymeren, einem polaren Ethylen-Copolymer, oder einem polaren Ethylen-Terpolymer: Im allgemeinen enthalten HDPE- und PP-Copolymere/Terpolymere reaktive Endgruppen und/oder Seitengruppen, die die Bildung einer chemischen Bindung zwischen den Zwischenschichten (Bindeschichten) und der Außenschicht ermöglichen. Beispielhafte reaktive Seitengruppen umfassen Carboxygruppen, Anhydride, Oxirane, Amine, Amide, Ester, Oxazoline, Isocyanat oder Kombinationen davon. Jede Zwischenschicht kann eine Dicke von etwa 5 bis etwa 500 Mikrometer aufweisen. Beispielhafte Zwischenschicht-Harze umfassen Lotader^®-Harze hergestellt von Arkema und Elvaloy^®-, Fusabond^®- oder Surlyn^®-Harze hergestellt von DuPont.
Die Kern- und/oder die Außenschicht kann ein Polyester und Legierungen davon mit PE oder PP umfassen, einem Polyamid und dessen Legierungen mit PE oder PP, und Mischungen aus Polyester und Polyamid und deren Legierungen mit PE oder PP. Beispielhafte Polyamide umfassen Polyamid 6, Polyamid 66 und Polyamid 12 Beispielhafte Polyester umfassen Polyethylenterephthalat (PET) und Polybutylenterephthalat (PBT). Die Kernschicht und/oder die äußere Schicht kann eine Dicke von etwa 50 bis etwa 2000 Mikrometer aufweisen
Bei anderen Ausführungsformen, wie in 4 gezeigt, hat der Polymerstreifen 300 drei Schichten: eine obere Schicht 310, eine mittlere Schicht 320 und eine untere Schicht 330. Die obere Schicht ist die gleiche wie die zuvor beschriebene äußere Schicht, die mittlere Schicht die gleiche wie die zuvor beschriebene Zwischenschicht und die untere Schicht ist die gleiche wie die zuvor beschriebene Kernschicht.
Geozellen sind im Allgemeinen geprägt (texturiert durch Drücken der halbfesten Masse gegen eine texturierte Rolle nach der Extrusion) um die Reibung mit körniger Füllung oder mit Erde zu erhöhen. Geozellen können auch perforiert sein zur Verbesserung der Reibung mit körniger Füllung und des Wasserablaufs. Jedoch reduzieren sowohl die Prägung und als auch die Perforation die Steifigkeit und die Festigkeit der Geozelle. Da diese Reibungshilfen üblicherweise vorhanden sind, ist es notwendig, der Geozelle eine verbesserte Festigkeit und Steifigkeit durch Veränderung der Polymerzusammensetzung und/oder Morphologie zu verleihen.
Der Polymerstreifen kann ferner Additive enthalten zur Erreichung der erforderlichen physikalischen Eigenschaften. Solche Additive können unter anderem ausgewählt werden aus Keimbildnern, Füllstoffen, Fasern, Nanopartikeln, gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren (HALS), Antioxidantien, UV-Lichtabsorptionsmitteln und Ruß.
Füllstoffe können in Form von Pulvern, Fasern oder Whisker sein. Beispielhafte Füllstoffe umfassen ein Metalloxid, wie Aluminiumoxid; ein Metallcarbonat, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder Calciummagnesiumcarbonat; ein Metallsulfat, wie Calciumsulfat; ein Metallphosphat; ein Metallsilikatinsbesondere Talkum, Kaolin, Glimmer oder Wollastonit; ein Metallborat; ein Metallhydroxid; ein Siliciumdioxid; ein Silikat; ein; ein Alumosilikat; Kreide; Talk; Dolomit; eine organische oder anorganische Faser oder Whisker; ein Metall; metallbeschichtete anorganische Partikel; Lehm; Kaolin; Industrieasche; Betonpulver; Zement; oder Mischungen davon. Bei einigen Ausführungsformen hat der Füllstoff eine durchschnittliche Korngröße von weniger als 10 Mikrometer und bei einigen Ausführungsformen auch ein Seitenverhältnis von größer als eins. Bei bestimmten Ausführungsformen bestehen die Füllstoffe aus Glimmer, Talkum, Kaolin und/oder Wollastonit. Bei anderen Ausführungsformen haben die Fasern einen Durchmesser von weniger als 1 Mikrometer.
Nanopartikel können für verschiedene Zwecke der Polymerzusammensetzung zugegeben werden. Beispielsweise haben anorganische UV-absorbierende feste Nanopartikel praktisch keine Mobilität und sind daher sehr beständig gegen Auslaugen und/oder Verdampfen. UV-absorbierende feste Nanopartikel sind auch transparent im sichtbaren Spektrum und sind sehr gleichmäßig verteilt. Deshalb bieten sie Schutz ohne Beitrag zur Farbe oder Schattierung des Polymers. Beispielhafte UV-absorbierende Nanopartikel umfassen ein Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titansalzen, Titanoxide, Zinkoxide, Zinkhalogeniden und Zinksalzen. Bei bestimmten Ausführungsformen sind die UV-absorbierenden Nanopartikel Titandioxid. Beispiele für handelsübliche UV-absorbierende Partikel sind SACHTLEBEN^TM Hombitec RM 130F TN, von Sachtleben, ZANO^TM Zinkoxid von Umicore, NanoZ^TM Zinkoxid von Advanced Nanotechnology Limited und AdNano Zinc Oxide^TM von Degussa.
Die Polymerstreifen, aus denen die Geozelle gebildet ist, werden durch verschiedene Verfahren hergestellt. Im Allgemeinen umfasst das Verfahren das Schmelzen einer polymeren Zusammensetzung, Extrudieren der Zusammensetzung durch eine Extruderdüse als geschmolzene Folie, Formen und gegebenenfalls Texturieren der erhaltenen Folie, Behandeln der Folie wie erforderlich, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten, Schneiden der Folie in Streifen, und Zusammenschweißen, -nähen, -kleben oder -nieten von aus der Folie gebildeten Streifen zu einer Geozelle. Zuerst werden die verschiedenen Komponenten, wie die polymeren Harze und beliebige Additive schmelzgeknetet, in der Regel in einem Extruder oder Ko-Kneter. Dies kann beispielsweise in einem Extruder geschehen, wie einem Doppelschneckenextruder oder Einschneckenextruder mit genug Mischelementen, welcher die erforderliche Wärme und Scherung mit minimaler Degradation des Polymers bereitstellt. Die Zusammensetzung wird schmelzgeknetet, so dass jegliche Zusätze gründlich dispergiert sind. Die Zusammensetzung wird dann durch eine Düse extrudiert und zwischen Metallkalander in Folienform gepresst. Beispielhafte Behandlungen, die stromabwärts des Extruders durchgeführt werden, umfassen das Texturieren der Folienoberfläche, das Perforieren der Folie, das Orientieren (unidirektional oder bidirektional), Bestrahlen mit Elektronenstrahl oder Röntgenstrahlen, und Tempern. Bei einigen Ausführungsformen wird die Folie wärmebehandelt, um die Kristallinität zu erhöhen und innere Spannungen abzubauen. Bei anderen Ausführungsformen wird die Folie mittels Elektronenstrahl, Röntgenstrahlen, Wärmebehandlung und Kombinationen davon behandelt, um die Vernetzung in dem Polymerharz zu induzieren. Kombinationen der obigen Behandlungen werden auch in Betracht gezogen.
Streifen können aus der resultierenden Folie gebildet und zusammengeschweißt, -genäht oder -geklebt werden, um eine Geozelle zu bilden. Solche Verfahren sind in der Technik bekannt. Die sich ergebende Geozelle ist in der Lage, ihre Steifigkeit unter anhaltenden Lastzyklen über lange Zeiträume beizubehalten.
Die Geozellen der vorliegenden Offenbarung sind für Lastaufnahme-Anwendungen nützlich, für die aktuelle Geozellen nicht verwendet werden können. Insbesondere können die vorliegenden Geozellen auch für Füllmaterialien verwendet werden, die typischerweise nicht geeignet sind für Lastaufnahme-Anwendungen für Tragschichten, Unterbau und Untergrund.
Insbesondere die Geozellen der vorliegenden Offenbarung ermöglichen die Verwendung von Materialien für die Füllung, die für den Einsatz in Lastaufnahme-Anwendungen wie Tragschichten und Unterbau bisher aufgrund ihrer unzureichenden Steifigkeit und relativ geringen Ermüdungsfestigkeit (in körnigen Materialien ist Ermüdungsfestigkeit auch als Elastizitätsmodul bekannt) nicht geeignet waren. Exemplarische granulare Füllmaterialien, die jetzt verwendet werden können, umfassen Steinbruchabfälle (die feine Fraktion, die nach Aussortierung der qualitativ hochwertigen körnigen Materialien übrig bleibt), Betonbruch, Recycling-Asphalt, Ziegelsplitt, Bauschutt und Geröll, Glassplitt, Kraftwerksasche, Flugasche, Kohlenasche, Eisenhochofenschlacke, Schlacke von der Zementherstellung, Stahlschlacke, und Mischungen davon.
Die vorliegende Offenbarung wird weiter in den folgenden, nicht einschränkenden Arbeitsbeispielen erläutert, wobei klar ist, dass diese Beispiele nur veranschaulichend sein sollen und dass die Offenbarung nicht auf die darin angegebenen Materialien, Bedingungen, Verfahrensparameter und dergleichen beschränkt sein soll.
BEISPIELE
Einige Geozellen wurden hergestellt und auf ihre Spannungs-Dehnungs-Reaktion, DMA-Eigenschaften und ihre Wirkung auf die Tragfähigkeit körnigen Materials getestet.
Allgemein wurden die Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften durch das zuvor beschriebene Izhar Verfahren gemessen.
Die Last wurde bei unterschiedlichen Verformungen gemessen oder in Newton (N) umgerechnet. Die Verformung wird gemessen oder in Millimeter (mm) umgerechnet. Die Spannung wurde durch Dividieren der Last bei einer bestimmten Verformung durch den ursprünglichen Querschnitt des Streifens berechnet (ursprüngliche Breite multipliziert mit der ursprünglichen Dicke, wobei die Dicke der Nennwert des Spitze-Spitze-Abstandes zwischen Oberseite und Unterseite ist). Die Dehnung (%) wurde durch Dividieren der spezifischen Verformung (mm) durch die ursprüngliche Länge (mm) und Multiplizieren mit 100 berechnet.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine Geozelle aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE), kommerziell erhältlich von Presto Geosystems (Wisconsin, USA) wurde hergestellt und ihre Eigenschaften getestet. Die durchschnittliche Zellwanddicke betrug 1,5 mm und der Streifen hatte eine Textur wie diamantartige vertikale Zellen. Die Geozelle war nicht perforiert. Ihre Spannungs-Dehnungs-Reaktion gemäß dem Izhar Verfahren und ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1.

Spannung (MPa) 7,874 10,499 12,336 13,386 13,911 14 14 14

Dehnung (%) 2 4 6 8 10 12 14 16
Bei Dehnung von etwa 8% und einer Last von etwa 13,4 MPa, begann das Vergleichsbeispiel, starke plastische Verformung zu erfahren und erreichte tatsächlich seine Streckgrenze bei etwa 8% Dehnung. Mit anderen Worten, nach dem Abbau der Spannung hat die Probe nicht ihre ursprüngliche Länge eingenommen sondern blieb dauerhaft länger (permanente Restspannungen). Dieses Phänomen ist für die zellulären Einschließungssysteme für Lastaufnahme-Anwendungen unerwünscht – vor allem für diejenigen, die vielen (10.000–1.000.000 und mehr Zyklen während des gesamten Produktlebenszyklus) ausgesetzt sind, und ist der Grund für die schlechte Leistung von HDPE Geozellen als Lastaufnahme für Fahrbahnbelage und Gleise.
BEISPIEL 1
Ein HDPE-Streifen wurde extrudiert und geprägt, um eine Textur ähnlich wie bei Vergleichsbeispiel 1 zu erzeugen. Der Streifen hatte eine Dicke von 1,7 mm, und wurde dann bei einer Temperatur von 100 °C (auf der Bandoberfläche) gestreckt, so dass die Länge um 50% gesteigert und die Dicke um 25% reduziert wurde. Die Spannungs-Dehnungs-Reaktion dieses HDPE-Streifens wurde gemäß dem Izhar-Verfahren gemessen und ist in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2.

Spannung (MPa) 8 10,8 12,5 13,7 14,5 15,2 15,8 16,5 17,3

Dehnung (%) 1,9 3,3 4,8 6 6,6 7,6 8,8 10,5 12
Der Streifen aus Beispiel 1 bewahrte eine elastische Reaktion bis zu 12% Dehnung ohne Streckgrenze und ohne seine plastische Grenze zu erreichen und bei Spannungen größer als 17 MPa. Die Wiederherstellung der ursprünglichen Abmessungen nach Abbau der Last war nahe 100%.
BEISPIEL 2
Eine Hochleistungs-Polymerlegierungszusammensetzung mit 12 Gew% Polyamid 12, 10 Gew% Polybutylenterephthalat, 5% Polyethylen, das durch Maleinsäureanhydrid-Kompatibilisierungsmittel (Bondyram^® 5001 durch Polyram hergestellt) veredelt ist, und 73% HDPE wurde extrudiert, um eine texturierte Folie von 1,5 mm Dicke zu bilden. Die Spannungs-Dehnungs-Reaktion eines aus der Zusammensetzung geformten Streifens wurde gemäß dem Izhar-Verfahren gemessen und ist in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3.

Spannung (MPa) 8 10,8 12,5 13,7 14,5 15,2 15,8 16,5 17,3

Dehnung (%) 1,9 3,6 5,2 6,8 7,9 8,9 10 12 14
Der Streifen aus Beispiel 2 bewahrte eine elastische Reaktion bis zu 14% Dehnung ohne Streckgrenze und ohne Erreichen seiner plastischen Grenze und bei Spannungen von mehr als 17 MPa. Die Wiederherstellung der ursprünglichen Abmessungen nach Abbau der Last war nahe 100%.
5 ist ein Diagramm, das die Spannungs-Dehnungs-Ergebnisse für das Vergleichsbeispiel 1, Beispiel 1 und Beispiel 2 zeigt. Ein weiterer Punkt bei (0, 0) wurde für jedes Ergebnis hinzugefügt. Wie man sehen kann, haben Beispiel 1 und Beispiel 2 keine scharfe Streckgrenze und bewahrten eine Zunahme der Spannung ohne Fließen bis zu 12–14% Dehnung bei Spannungen von mehr als 17 MPa, während das Vergleichsbeispiel 1 seine Streckgrenze bei 8–10% Dehnung und einer Spannung von ca. 14 MPa erreicht. Dies schlägt sich in einem größeren Bereich nieder, bei dem eine elastische Reaktion aufrechterhalten wird. Die Tatsache, dass keine Streckgrenze für Beispiel 1 und Beispiel 2 beobachtet wurde, ist wichtig wenn zyklische Belastung erwartet wird, und die Fähigkeit, zu den ursprünglichen Abmessungen (und somit der maximalen Einschließung der Füllung) zurückzukehren, entscheidend ist.
6 ist ein Diagramm, das die Differenz zwischen dem Spannungs-Dehnungs-Ergebnis des Vergleichsbeispiels 1 und einem Polymerstreifen der vorliegenden Offenbarung zeigt, der gekennzeichnet ist durch eine Dehnung von höchstens 1,9% bei einer Spannung von 8 MPa; eine Dehnung von höchstens 3,7% bei einer Spannung von 10,8 MPa; eine Dehnung von höchstens 5,5% bei einer Spannung von 12,5 MPa; eine Dehnung von höchstens 7,5% bei einer Spannung von 13,7 MPa; eine Dehnung von höchstens 10% bei einer Spannung von 14,5 MPa; eine Dehnung von höchstens 11% bei einer Spannung von 15,2 MPa; eine Dehnung von höchstens 12,5% bei einer Spannung von 15,8 MPa; eine Dehnung von höchstens 14% bei einer Spannung von 16,5 MPa; und eine Dehnung von höchstens 17% bei einer Spannung von 17,3 MPa. Der Bereich links der gestrichelten Linie definiert die Spannungs-Dehnungs-Kombinationen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
BEISPIEL 3
Zwei Zellen wurden getestet, um die Verbesserung bei der Bewehrung körniger Materialien und erhöhte Tragfähigkeit zu demonstrieren. Diese Zellen waren eine einzelne Zelle, keine vollständige Geozelle. Als Kontrolle wurde eine Zelle entsprechend dem Vergleichsbeispiel 1 verwendet. Zum Vergleich wurde eine Zelle aus einer Zusammensetzung gemäß Beispiel 2 gemacht, texturiert und hatte eine Dicke von 1,5 mm.
Die Wände jeder Zelle waren 10 cm hoch, 33 cm zwischen den Nähten, geprägt, nicht perforiert, und hatten eine Dicke von 1,5 mm. Die Zelle wurde geöffnet, so dass ihr langer "Radius" etwa 260 mm und ihr kurzer Radius etwa 185 mm betrug. Ein Sandkasten von 800 mm Länge und 800 mm Breite wurde mit einer Tiefe von 20 mm mit Sand gefüllt. Die Verteilung der Sand-Sortierung ist in Tabelle 4 gegeben. Tabelle 4.

Maschenweite (mm) 0,25 0,5 0,75 1 2 4

Gesamt-Durchtrittsrate % 10–20 35–55 50–70 60–80 80–90 90–100
Die Zelle wurde auf der Oberfläche dieses Sandes angeordnet und mit dem gleichen Sand gefüllt. Die expandierte Zelle hatte eine annähernd elliptische Form, etwa 260 mm entlang der langen Achse und etwa 180 mm entlang der kurzen Achse. Zusätzlicher Sand wurde dann in dem Sandkasten angeordnet, um die Zelle zu umgeben und die Zelle zu vergraben, so dass eine obere Schicht aus 25 mm die Zelle bedeckt. Der Sand wurde dann auf 70% relative Dichte verdichtet.
Ein Kolben von 150 mm Durchmesser wurde über der Mitte der Zelle angeordnet und die Last wurde erhöht, um Druck auf die Sandoberfläche in 50 kPa-Inkrementen (d.h. der Druck wurde jede 1 Minute um 50 kPa erhöht) zu erzeugen. Die Verformung (Eindringen des Kolbens in den eingeschlossenen Sand) und der Druck (Vertikallast durch die Kolbenfläche dividiert) wurden gemessen.

Der Kolben wurde (1) nur auf Sand; (2) auf einer Zelle des Vergleichsbeispiels 1; und (3) auf einer Zelle des Beispiels 2 verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5.

Vertikale Last (kPa)	100	150	200	250	300	350	400	450	500	550
Eindringen nur in Sand (mm)	1	2	3	> 10	> 15	> 20	> 20	> 20	> 20	> 20
Eindringen bei Zelle des Vergleichsbeispiels 1 (mm)	0,7	1,3	2	2,5	3	4	5	> 10	> 15	> 20
Eindringen bei Zelle des Beispiels 2 (mm)	0,6	1	1,1	1,7	2	2,5	2,9	4	5	7

Die Zelle aus Beispiel 2 verhielt sich weiter elastisch bei Drücken größer als 400 kPa, während dies bei der Zelle des Vergleichsbeispiels 1 nicht der Fall war. Aufgrund der Nachgiebigkeit der HDPE-Wand wurde eine schlechte Einschließung in der Zelle des Vergleichsbeispiels 1 beobachtet. Die Streckgrenze für das Vergleichsbeispiel 1 lag bei einem vertikalen Druck von etwa 250 KPa, und wenn die durchschnittliche Umfangsspannung berechnet wird (durchschnittlicher Durchmesser der Zelle ist 225 mm) bei diesem vertikalen Druck, ergibt sich ein Wert von etwa 13,5 MPa. Diese Zahl stimmt sehr gut mit den Werten der Streckgrenze überein, die durch die Spannungs-Dehnungs-Zugmessungen nach dem Izhar Verfahren erhalten wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass es eine starke und signifikante Korrelation gab zwischen der Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Fließen (Fähigkeit, Umfangsspannungen größer als 14 MPa aufzunehmen) und der Fähigkeit, eine große vertikale Last zu stützen. Es sollte beachtet werden, dass dieser Test nur eine einzige Last vorsah während in praktischen Anwendungen die zu tragende Last zyklisch ist. Als Ergebnis ist der Widerstand gegen plastische Verformung sehr wichtig und war in der Zelle von Vergleichsbeispiel 1 nicht vorhanden.
7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse in Tabelle 5 zeigt. Der Unterschied im Widerstand gegen das Eindringen (das heißt, wie gut die Zelle die vertikale Last trägt) ist sehr klar.
BEISPIEL 4
Ein Polymerstreifen wurde gemäß Beispiel 2 hergestellt.
Als Kontrolle wurde ein HDPE-Streifen von 1,5 mm Dicke nach dem Vergleichsbeispiel 1 bereitgestellt.
Die zwei Streifen wurden dann durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) bei einer Frequenz von 1 Hz nach ASTM D4065 analysiert. Der Kontroll-HDPE-Streifen wurde über einen Temperaturbereich von etwa –150 °C bis etwa 91 °C getestet. Der Kontrollstreifen wurde mit 5 °C/min erwärmt, und die Kraft, Verschiebung, der Speichermodul und der Verlustfaktor (tan δ) wurden gemessen. Der Polymerstreifen des Beispiels 2 wurde über einen Temperaturbereich von etwa –65 °C bis etwa 120 °C getestet. Der Kontrollstreifen wurde mit 5 °C/min erwärmt und die Kraft, Verschiebung, der Speichermodul und der Verlustfaktor wurden gemessen.
8 ist ein Diagramm des (elastischen) Speichermoduls und Verlustfaktors gegenüber der Temperatur für den Kontroll-HDPE-Streifen.
9 ist ein Diagramm des (elastischen) Speichermoduls und Verlustfaktors gegenüber der Temperatur für den Polymerstreifen des Beispiels 2.
Der Speichermodul des HDPE nahm schneller ab als der Speichermodul des Beispiels 2. Der Speichermodul für das Band des Beispiels 2 war fast dreimal höher als der Speichermodul für den HDPE-Streifen bei 23 °C. Um den gleichen Speichermodul zu erreichen, den der HDPE-Streifen bei 23 °C hatte, musste der Streifen des Beispiels 2 auf fast 60 °C erwärmt werden, das heißt der Streifen aus Beispiel 2 hielt sein Speichermodul besser aufrecht.
Der Verlustfaktor (tan δ) für den HDPE-Streifen erhöhte sich exponentiell ab etwa 75 °C, was einen Elastizitätsverlust anzeigt (das heißt das Material wurde zu plastisch und bewahrte keine ausreichende Steifigkeit und Elastizität), so dass der Streifen viskos und plastisch war. Dies ist unerwünscht, da Geozellen auch erwärmt werden können, wenn sie unterirdisch angeordnet sind (wie in einer Straße). Der Verlustfaktor für den Streifen des Beispiels 2 bewahrte seine Eigenschaften bei Temperaturen von bis zu 100 °C. Diese Eigenschaft ist wünschenswert, da sie einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor bietet. Da das Verhalten bei erhöhten Temperaturen ein Weg ist, um das Langzeitverhalten bei moderaten Temperaturen (wie in ASTM 6992 beschrieben) vorherzusagen, verleiht die Tatsache, dass HDPE bei etwa 75 °C begann, seine Elastizität und damit seine Lastaufnahmefähigkeit innerhalb von Sekunden zu verlieren, einigen Einblick über seine schlechte Kriechfestigkeit und die Neigung, sich plastisch zu verformen. Im Gegensatz zu HDPE bewahrte die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Offenbarung ihre Elastizität (niedriger Verlustfaktor) bei sehr hohen Temperaturen, was darauf hindeutet, dass sie das Potenzial hat, ihre Eigenschaften für viele Jahre und viele Belastungszyklen zu behalten.
BEISPIEL 5
Drei Streifen wurden nach dem PRS-SIM-Verfahren getestet, um ihre Langzeit-Nennspannung (long term design stress = LTDS) zu bestimmen. Als Kontrolle wurde ein HDPE-Streifen gemäß Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Der erste Teststreifen wurde gemäß Beispiel 2 hergestellt. Der zweite Teststreifen wurde gemäß Beispiel 2 hergestellt, dann bei 115 °C orientiert, um seine ursprüngliche Länge um 40% zu erhöhen). Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 unten gezeigt. Tabelle 6.

Geozelle Vergleichsbeispiel 1 Beispiel 2 Orientiertes Beispiel 2

LTDS (MPa) 2,2 3 3,6
Wie hier zu sehen, hatten sowohl Beispiel 2 als auch das orientierte Beispiel 2 beide höhere LTDS-Werte im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1.
Während bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden sind, können Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente, die derzeit unvorhergesehen sind oder sein können, dem Anmelder oder anderen Fachleuten in den Sinn kommen. Dementsprechend sind die beigefügten eingereichten oder geänderten Ansprüche dazu ausgelegt, alle solche Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente zu umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D638 [0005]
ASTM D4065 [0006]
ASTM 6992 [0007]
ASTM D638 [0008]
ASTM D4065 [0016]
ASTM D696 [0019]
ASTM D4065 [0021]
ASTM D638 [0040]
ISO 527-Standards [0040]
ASTM D4065 [0044]
ASTM D696 [0049]
ASTM 6992 [0050]
ASTM D4065 [0058]
ASTM D4065 [0064]
ASTM D4065 [0100]
ASTM 6992 [0104]

Claims

Geozelle, die aus Polymerstreifen gebildet ist, wobei mindestens ein Polymerstreifen einen Speichermodul von 500 MPa oder mehr aufweist, wenn in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analyse (DMA) nach ASTM D4065 bei 23 °C und bei einer Frequenz von 1 Hz gemessen.
Geozelle nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Polymerstreifen einen Speichermodul von 700 MPa oder mehr aufweist.
Geozelle nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Polymerstreifen einen Speichermodul von 1000 MPa oder mehr aufweist.
Geozelle nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 14,5 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 16 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 18 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Polymerstreifen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 120 × 10^–6/°C oder weniger bei 25 °C gemäß ASTM D696 aufweist.
Fahrbahndecke, Straße, Gleis oder Parkplatz umfassend mindestens eine Schicht umfassend die Geozelle nach Anspruch 1.
Fahrbahndecke, Straße, Gleis oder Parkplatz nach Anspruch 8, wobei die Geozelle mit einem körnigen Material gefüllt ist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sand, Kies, Splitt, Schotter, Steinbruchabfall, Betonschotter, Recycling-Asphalt, Ziegelsplitt, Bauschutt und Geröll, Glassplitt, Kraftwerksasche, Flugasche, Kohlenasche, Eisenhochofenschlacke, Schlacke von der Zementherstellung, Stahlschlacke, und Mischungen davon.
Geozelle, die aus Polymerstreifen gebildet ist, wobei mindestens ein Polymerstreifen einen Speichermodul von 150 MPa oder mehr aufweist, wenn in der Maschinenrichtung durch dynamisch-mechanische Analysis (DMA) nach ASTM D4065 bei 63 °C und bei einer Frequenz von 1 Hz gemessen.
Geozelle nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Polymerstreifen einen Speichermodul von 250 MPa oder mehr aufweist.
Geozelle nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Polymerstreifen einen Speichermodul von 400 MPa oder mehr aufweist.
Geozelle nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 14,5 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 16 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 18 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Polymerstreifen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 120 × 10^–6/°C oder weniger bei 25 °C gemäß ASTM D696 aufweist.
Fahrbahndecke, Straße, Gleis oder Parkplatz umfassend mindestens eine Schicht umfassend die Geozelle nach Anspruch 10.
Fahrbahndecke, Straße, Gleis oder Parkplatz nach Anspruch 17, wobei die Geozelle mit einem körnigen Material gefüllt ist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sand, Kies, Splitt, Schotter, Steinbruchabfall, Betonschotter, Recycling-Asphalt, Ziegelsplitt, Bauschutt und Geröll, Glassplitt, Kraftwerksasche, Flugasche, Kohlenasche, Eisenhochofenschlacke, Schlacke von der Zementherstellung, Stahlschlacke, und Mischungen davon.
Geozelle, die aus Polymerstreifen gebildet ist, wobei mindestens ein Polymerstreifen eine Langzeit-Nennspannung von 2,6 MPa oder mehr aufweist, wenn nach dem PRS-SIM-Verfahren gemessen.
Geozelle nach Anspruch 19, wobei mindestens ein Polymerstreifen eine Langzeit-Nennspannung von 3 MPa oder mehr aufweist, wenn nach dem PRS-SIM-Verfahren gemessen.
Geozelle nach Anspruch 19, wobei mindestens ein Polymerstreifen eine Langzeit-Nennspannung von 4 MPa oder mehr aufweist, wenn nach dem PRS-SIM-Verfahren gemessen.
Geozelle nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 14,5 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 16 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine Polymerstreifen eine Spannung bei 12% Dehnung von 18 MPa oder mehr aufweist, wenn gemäß dem Izhar-Verfahren bei 23 °C gemessen.
Geozelle nach Anspruch 19, wobei der mindestens eine Polymerstreifen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 120 × 10^–6/°C oder weniger bei 25 °C gemäß ASTM D696 aufweist.
Fahrbahndecke, Straße, Gleis oder Parkplatz umfassend mindestens eine Schicht umfassend die Geozelle nach Anspruch 19.
Fahrbahndecke, Straße, Gleis oder Parkplatz nach Anspruch 26, wobei die Geozelle mit einem körnigen Material gefüllt ist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sand, Kies, Splitt, Schotter, Steinbruchabfall, Betonschotter, Recycling-Asphalt, Ziegelsplitt, Bauschutt und Geröll, Glassplitt, Kraftwerksasche, Flugasche, Kohlenasche, Eisenhochofenschlacke, Schlacke von der Zementherstellung, Stahlschlacke, und Mischungen davon.