ES2569614T3

ES2569614T3 - Elemento en forma de lámina para reforzar, separar y drenar grandes estructuras, tales como terraplenes de carreteras

Info

Publication number: ES2569614T3
Application number: ES10152453.6T
Authority: ES
Inventors: Pierluigi Maggioni; Cesare Beretta
Original assignee: Tenax SpA
Current assignee: Tenax SpA
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2030-02-02
Also published as: RU2010112360A; CN101851889A; EP2236668A1; IT1393817B1; EP2236668B1; ITMI20090508A1; US20100247239A1; US8206060B2; CN101851889B; RU2520597C2

Abstract

Un elemento en forma de lámina para reforzar, separar y drenar grandes estructuras tales como terraplenes de carreteras, que comprende un cuerpo en forma de lámina (1) que tiene una configuración similar a un enrejado con alambres principales (2) y alambres transversales (3) que se cruzan en nodos (4) y están estirados a lo largo de dos direcciones sustancialmente perpendiculares entre sí en el que dichos alambres (2, 3) están orientados biaxialmente con una relación de estiramiento en dichas dos direcciones sustancialmente perpendiculares entre sí que está comprendido entre 2,8 y 5,5, dichos alambres principales (2), es decir, en una dirección de extrusión de una forma preliminar que proporciona dicho cuerpo en forma de lámina, teniendo una sección transversal sustancialmente cuadrangular y un grosor, en una dirección que se encuentra en ángulo recto respecto a un plano de disposición de dicho cuerpo en forma de lámina (1), que es igual a al menos tres veces un grosor de dichos alambres transversales (3) en dichos nodos, teniendo dichos alambres principales salientes de bordes sustancialmente agudos (10, 11) al menos en un reborde superior de su sección transversal cuadrangular, comprendiendo además dichos alambres principales (2) bordes inferiores sustancialmente agudos (11), y teniendo dichos alambres principales (2), en zonas que están alejadas de dichos nodos (4), un grosor en una dirección que se encuentra en ángulo recto respecto a un plano de disposición de dicho cuerpo en forma de lámina que es al menos el doble del grosor de dichos alambres transversales (3).

Description

DESCRIPCION

Elemento en forma de lamina para reforzar, separar y drenar grandes estructuras, tales como terraplenes de carreteras 5

[0001] La presente invencion se refiere a un elemento en forma de lamina para reforzar, separar y drenar grandes estructuras, como terraplenes de carreteras.

[0002] Como es sabido, durante la provision de calzadas, pavimentadas o sin pavimentar, sobre terreno 10 blando o saturado, es necesario prevenir el hundimiento que crea graves problemas de trafico.

[0003] La capa de base, constituida por material granular compacto que opcionalmente es cementada, puede de hecho resultar danada y puede hundirse profundamente dentro del suelo de cimentacion, o pueden producirse deformaciones o movimientos horizontales y verticales en la base que pueden causar la formacion de surcos y

15 depresiones.

[0004] Con el fin de evitar estos fenomenos, resulta una practica comun interponer entre el terraplen y el suelo de cimentacion una o mas capas de productos de refuerzo biosinteticos, los cuales estan disenados para distribuir la carga y garantizar el factor de seguridad requerido para la estructura.

20

[0005] La tecnica de reforzar el firme de la carretera del tipo tradicional o del tipo suspendido, como en el caso de viaductos, puentes, rampas y similares, por medio de elementos similares a un enrejado tales como emparrillados metalicos, redes hechas de plasticos o tela de alta resistencia, se adopta cada vez mas en infraestructuras civiles pequenas y grandes, dando lugar a que los disenadores reconsideren con nuevos conceptos

25 la fase de construccion con el fin de mejorar la estabilidad y resistencia de las diversas capas de construccion.

[0006] Las soluciones utilizadas actualmente no siempre pueden resolver el problema, ya que el anclaje de la red en el terreno no siempre es eficaz, con la posibilidad de que la carga producida por el transito o trafico, incluyendo el trafico pesado, pueda conducir a una desestabilizacion de la colocacion de la red, con la posibilidad de

30 su extraccion de la cimentacion.

[0007] El documento EP0278605A desvela un nucleo de drenaje de estructura de malla biplanar disenado para aumenta los caudales a traves de los materiales de drenaje. El nucleo de drenaje tiene ramales principales paralelos interconectados por ramales subsidiarios paralelos, por lo que los ramales principales son al menos el

35 doble de altos que los ramales subsidiarios.

[0008] El documento EP0836929A1 desvela otra estructura de malla biplanar para proporcionar espaciado, mejora de agarre y drenaje.

40 [0009] El proposito de la invencion es resolver el problema descrito anteriormente, proporcionando un

elemento en forma de lamina para reforzar, separar y drenar grandes estructuras, tales como terraplenes de carreteras, el cual tiene una friccion mas elevada entre dicho elemento en forma de lamina y el material de relleno, facilitando as! el anclaje del elemento en forma de lamina al terreno y, en consecuencia, permitiendo mayores cargas sin dano.

45

[0010] Dentro de este proposito, un objeto de la invencion es proporcionar un elemento en forma de lamina que tiene tendencia a trabarse con respecto al material de relleno, de manera que la fuerza necesaria para soltar el elemento en forma de lamina de su disposition se incrementa con respecto a la fuerza requerida para soltar el elemento en forma de lamina de las soluciones de la tecnica antecedente.

50

[0011] Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un elemento en forma de lamina para reforzar, separar y drenar grandes estructuras, tales como terraplenes de carreteras, el cual, gracias a sus caracterlsticas constructivas particulares, es capaz de ofrecer las mayores garantlas de fiabilidad y seguridad de uso.

55 [0012] Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un elemento en forma de lamina que puede

obtenerse facilmente partiendo de elementos y materiales comunmente disponibles comercialmente y tambien es competitivo desde un punto de vista meramente economico.

[0013] De acuerdo con la invencion, se proporciona un elemento en forma de lamina para reforzar, separar y

drenar grandes estructuras tales como terraplenes de carreteras, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

[0014] Caracterlsticas y ventajas adicionales de la presente invencion resultaran evidentes de mejor manera a partir de la descripcion de una realization preferente pero no exclusiva de un elemento en forma de lamina para

5 reforzar, separar y drenar grandes estructuras, tales como terraplenes de carreteras, ilustrada a modo de ejemplo no limitativo con la ayuda de los dibujos acompanantes, en los que:

la figura 1 es una vista en corte esquematica de una carretera con el elemento en forma de lamina segun la invencion dispuesto en la misma;

10

la figura 2 es una vista en planta del elemento en forma de lamina;

la figura 3 es una vista en corte, tomada a lo largo de la llnea III-III de la figura 2;

15 la figura 4 es una vista en corte, tomada a lo largo de la llnea IV-IV de la figura 2; la figura 5 es una vista en corte, tomada en el nodo, de una realizacion diferente;

la figura 6 es una vista en corte del elemento, tomada a lo largo de la llnea que es perpendicular a los alambres 20 principales en un plano central de las mallas;

la figura 7 es una vista en corte, tomada en los nodos en una direction que se encuentra en angulo recto respecto a la extension de los alambres principales;

25 la figura 8 es una vista en perspectiva del cuerpo en forma de lamina unido a una capa geotextil inferior;

la figura 9 es una vista en perspectiva del cuerpo en forma de lamina, unido a una capa geotextil inferior y a una capa geotextil superior;

30 la figura 10 es una vista en corte, tomada a lo largo de la llnea X-X de la figura 8;

la figura 11 es una vista en corte, tomada a lo largo de la llnea XI-XI de la figura 9.

[0015] Con referencia a las figuras, el elemento en forma de lamina para reforzar, separar y drenar grandes 35 estructuras, tales como terraplenes de carreteras, comprende un cuerpo en forma de lamina, designado en general

por el numero de referencia 1, que tiene una configuration similar a un enrejado con alambres principales 2 y alambres transversales 3, que estan estirados a lo largo de direcciones que son sustancialmente perpendiculares entre si. Mas en particular, los alambres principales se encuentran a lo largo de la direccion de extrusion de la forma

preliminar que proporciona el cuerpo en forma de lamina 1, mientras que los alambres transversales son

40 sustancialmente perpendiculares.

[0016] Los alambres 2 y 3 se cruzan en los nodos 4 y, como es habitual, estan orientados, es decir, estirados en dos direcciones perpendiculares entre si.

45 [0017] Sustancialmente, el cuerpo en forma de lamina esta provisto por medio de dos conjuntos de alambres

cruzados que estan ligados mutuamente entre si para formar un elemento extruido de una sola pieza, hecho preferentemente pero no necesariamente de polipropileno, que es un material plastico que puede proporcionar bajo peso y buena rigidez, junto con resistencia a los agentes atmosfericos y las variaciones de temperatura, con la posibilidad de ser reciclado completamente en caso de elimination.

50

[0018] En particular, los alambres principales 2 tienen, en una section transversal, una configuracion sustancialmente cuadrangular, mientras que los alambres transversales 3 tienen una forma mas plana y mas ancha, y por lo tanto existe una importante rigidez a la flexion cuando los alambres principales estan sometidos a tension, mientras que los alambres transversales son flexibles mas facilmente.

55

[0019] Segun la invencion, la relation de estiramiento en la direccion principal y en la direccion transversal esta comprendido entre 2,8 y 5,5.

[0020] Los alambres principales, que estan orientados en la direccion de extrusion, tienen una forma definida

claramente y tienen la peculiaridad de tener, en su reborde superior que sobresale con respecto al nodo 4, bordes superiores sustancialmente agudos, designados por el numero de referencia 10, y asimismo existen bordes inferiores sustancialmente agudos 11, que estan provistos en el reborde inferior.

5 [0021] El grosor del alambre principal en el nodo es al menos tres veces mayor que el grosor del alambre

transversal 3 medido a lo largo de la direccion que es perpendicular al plano de disposicion del elemento en forma de lamina.

[0022]

10

[0023]

distinguibles millmetros.

15 [0024] La presencia de bordes agudos es un elemento crltico en el caso especlfico para el comportamiento

del producto en caso de deslizamiento tangencial con respecto al terreno, y esto tambien es un elemento esencial basandose en los ensayos mecanicos que se han llevado a cabo.

[0025] El angulo a formado en el nodo tal como se muestra en las figuras 3 y 4 es ventajosamente menor de 20 90°, mientras que tambien es posible una variacion constructiva que se muestra en la figura 5 y en la que el angulo p

formado entre los lados del nodo y los alambres transversales es ligeramente mayor de 90°.

[0026] En la realizacion practica, el elemento similar a un enrejado tiene aberturas que tienen una forma sustancialmente regular con un espaciado entre los alambres principales que esta comprendido entre 50 y 70 mm y

25 con un espaciado de los alambres transversales de aproximadamente 60 mm, mientras que la apertura de las mallas puede variar entre 42 y 65 mm para los alambres principales y alrededor de 58 mm para los alambres transversales.

[0027] Tal como se indica en las figuras 8 a 11, es posible aplicar con calor una capa geotextil inferior 20, para combinar la capacidad de drenaje de un geocompuesto con la mayor resistencia y refuerzo del terreno que es

30 tlpica de la invencion.

[0028] Por otra parte, la presencia de paredes laterales de los alambres principales 2 que son sustancialmente verticales y forman porciones aplanadas en una zona ascendente hace posible usar la invencion como elemento para separar diferentes capas de suelo aplicando una capa geotextil superior 21, que en la practica

35 encierra el cuerpo en forma de lamina junto con la capa 20.

[0029] La seccion transversal sustancialmente cuadrangular particular de los alambres principales 2 hace posible tener, en el lado superior del alambre, la maxima superficie de contacto posible entre los geotextiles, que estan claramente separados unos de otros debido a la altura uniforme de la seccion transversal del cuerpo en forma

40 de lamina 1.

[0030] Un elemento significativo de la invencion consiste en que la presencia de los bordes agudos en los alambres transversales hace posible anclar mejor el material granular, ya sea constituido por arena o grava, y por lo tanto en los ensayos de extraccion se observa que los salientes de bordes agudos provistos en el alambre permiten

45 mayor friccion incluso en medios tales como arena para un tamano de malla igual con un menor peso unitario que las redes tradicionales.

[0031] En particular, con referencia al diagrama vectorial mostrado en la figura 1, donde la curvatura de la superficie de la carretera ha sido exagerada para poner de relieve el concepto, el peso P del vehlculo esta dividido

50 en la componente Pn del peso que es normal al firme de la carretera y la componente Pt, que esta dividida tangencialmente al firme de la carretera y esta contenida por la presencia de los bordes agudos provistos en la red.

[0032] De lo que se ha descrito anteriormente resulta evidente que la invencion logra el proposito y los objetos propuestos, y en particular se pone enfasis en el hecho de que es particularmente importante haber provisto

55 alambres principales que tienen una seccion transversal cuadrangular con bordes agudos que permiten que el artlculo resista tensiones en una direccion preferente, con la posibilidad consiguiente de ahorrar material, y, en consecuencia, peso, en la direccion que no se ve afectada por el estado de tensiones primario.

[0033] La presencia de los refuerzos a lo largo de toda la extension de los alambres principales, sin

En las zonas que estan alejadas del nodo, el grosor debe ser al menos dos veces mayor.

La seccion transversal del alambre principal, que como se menciono anteriormente tiene bordes claramente en el extremo del alambre, tiene dimensiones comprendidas entre 8 x 6 millmetros y 8 x 8

interruption en los nodos, hace posible mantener la estructura en un estado de tensiones que esta distribuido idealmente para la estructura que se considera, sin tener zonas de discontinuidad que pudieran causar deformaciones locales.

5 [0034] La invention aso concebida es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las

cuales estan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0035] Todos los detalles ademas pueden ser cualesquiera segun los requisitos y el estado de la tecnica.

10 [0036] Cuando las caracterlsticas tecnicas mencionadas en cualquier revindication vienen seguidas por

signos de referencia, esos signos de referencia se han incluido con el unico proposito de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, en consecuencia, tales signos de referencia no tienen ningun efecto limitador sobre la interpretation de cada elemento identificado a modo de ejemplo por tales signos de referencia.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un elemento en forma de lamina para reforzar, separar y drenar grandes estructuras tales como terraplenes de carreteras, que comprende un cuerpo en forma de lamina (1) que tiene una configuration similar a un

5 enrejado con alambres principales (2) y alambres transversales (3) que se cruzan en nodos (4) y estan estirados a lo largo de dos direcciones sustancialmente perpendiculares entre si en el que dichos alambres (2, 3) estan orientados biaxialmente con una relation de estiramiento en dichas dos direcciones sustancialmente perpendiculares entre si que esta comprendido entre 2,8 y 5,5, dichos alambres principales (2), es decir, en una direction de extrusion de una forma preliminar que proporciona dicho cuerpo en forma de lamina, teniendo una section transversal 10 sustancialmente cuadrangular y un grosor, en una direccion que se encuentra en angulo recto respecto a un plano de disposition de dicho cuerpo en forma de lamina (1), que es igual a al menos tres veces un grosor de dichos alambres transversales (3) en dichos nodos, teniendo dichos alambres principales salientes de bordes sustancialmente agudos (10, 11) al menos en un reborde superior de su seccion transversal cuadrangular, comprendiendo ademas dichos alambres principales (2) bordes inferiores sustancialmente agudos (11), y teniendo 15 dichos alambres principales (2), en zonas que estan alejadas de dichos nodos (4), un grosor en una direccion que se encuentra en angulo recto respecto a un plano de disposicion de dicho cuerpo en forma de lamina que es al menos el doble del grosor de dichos alambres transversales (3).
2. El elemento en forma de lamina segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dichos alambres 20 principales (2) tienen, en una direccion que es sustancialmente perpendicular a dicha direccion de extrusion,

dimensiones comprendidas entre 8 x 6 millmetros y 8 x 8 millmetros.
3. El elemento en forma de lamina segun la reivindicacion 1, caracterizado porque un angulo (a, p) formado por los lados de los alambres principales (2) en dicho nodo (4) y el plano de disposicion de dicho cuerpo en

25 forma de lamina (1) es sustancialmente cercano a 90°.
4. El elemento en forma de lamina segun la reivindicacion 3, caracterizado porque el angulo (p) formado entre los lados de dichos alambres principales (2) en dicho nodo y el plano de disposicion de dicho cuerpo en forma de lamina (1) en dicho nodo (4) es menor de 90°.

30
5. El elemento en forma de lamina segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dichos alambres principales (2) tienen un espaciado comprendido entre 50 y 70 mm y dichos alambres transversales (3) tienen un espaciado de aproximadamente 60 mm.

35 6. El elemento en forma de lamina segun la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende una

capa geotextil inferior (20), que esta conectada a una cara inferior de dicho cuerpo en forma de lamina (1).
7. El elemento en forma de lamina segun la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende una

capa geotextil superior (21), que esta unida a una cara superior de dicho cuerpo en forma de lamina (1).

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