ES2972392T3

ES2972392T3 - Geotextil tejido y método para su elaboración

Info

Publication number: ES2972392T3
Application number: ES14708757T
Authority: ES
Inventors: David Michael Jones; Kevin Nelson King
Original assignee: Nicolon Corp
Current assignee: Nicolon Corp
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2024-06-12
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: BR112015020020A2; EP2959042B1; US20140241817A1; PT2959042T; MX369693B; EP2959042A1; CA2901408A1; CN105378167B; HK1212741A1; FI2959042T3; CA2901408C; WO2014130832A1; US9404233B2; CL2015002342A1; MX2015010727A; CN105378167A

Abstract

En el presente documento se describe un geotextil tejido formado por una tela tejida simple de seis puntas que tiene un tamaño de apertura aparente (AOS) de al menos 40 medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4751, un caudal de agua de al menos 35 gpm/pie2 medido en de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491, una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 300 lb/pulgada medida de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de alabeo, y una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 270 lb /pulg de acuerdo con ASTM International D4595 a 270 lb/pulg en la dirección de llenado. También se describe en el presente documento una estructura civil reforzada que tiene una subrasante formada al menos parcialmente de tierra; una capa base; y un geotextil tejido dispuesto entre la subrasante y la capa base. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Geotextil tejido y método para su elaboración

Campo técnico

La presente invención generalmente está relacionada con geotextiles. Más específicamente, la presente invención está relacionada con un tejido geosintético que tiene un alto caudal de agua y capacidades de retención de partículas pequeñas y su aplicación en construcciones civiles.

Antecedentes de la invención

Se emplean diversos geotextiles en el control de la erosión, refuerzo de césped y construcciones civiles que implican refuerzo de tierra. Geotextiles empleados en el refuerzo de tierras de estructuras niveladas y en pendiente, p. ej., las carreteras o pistas y los cimientos suelen tener propiedades de resistencia al corte y/o tracción de geotextiles biaxiales más que los geotextiles empleados en el control de la erosión y el refuerzo del césped. Además, los geotextiles utilizados en aplicaciones de refuerzo de tierra tienen propiedades de resistencia a la tracción y/o al corte más simétricas que los materiales de refuerzo de tierra empleados en estructuras de muros de contención y pendientes pronunciadas. En consecuencia, estos entornos más nivelados, más biaxiales y menos agresivos otorgan una gran importancia a los geotextiles que funcionan aceptablemente desde el punto de vista de la estabilización de la subrasante y el refuerzo de la capa base, pero que pueden fabricarse y suministrarse de manera eficiente y económica, y que pueden enrollarse, almacenarse, enviarse e instalarse fácilmente.

A menudo se requiere estabilización de la subrasante cuando existen condiciones débiles de la subrasante. Para la estabilización de la subrasante, generalmente se coloca un geotextil directamente sobre una subrasante débil. El geotextil proporciona separación entre una capa base de agregado arriba y la subrasante debajo; mejora la capacidad de carga; permite, potencialmente, una reducción en el espesor de la capa base; permite un mayor tráfico; y reduce la deformación permanente dentro de una superficie o sistema de pavimento colocado sobre las capas base. Las propiedades de separación, refuerzo y filtración son relevantes al considerar geotextiles para aplicaciones de estabilización de subrasantes.

Los geotextiles de separación minimizan la penetración de agregados en la subrasante subyacente mediante la acción de cargas aplicadas y la posterior migración de la subrasante hacia arriba en la capa base. Por ejemplo, se sabe que una entremezcla de tan solo un 10 a un 20 por ciento de finos de subrasante en la capa base puede dañar gravemente la resistencia de la capa base. Al emplear un geotextil de separación, la contaminación de una capa base granular y/o agregada por finos de subrasante se reduce efectivamente, evitando así daños a la resistencia. Además, la presencia del geotextil de separación puede dar como resultado que el espesor de la capa base se reduzca respecto del que de otro modo sería necesario en ausencia del geotextil.

Además, la disposición de un geotextil sobre la subrasante puede reducir significativamente el modo potencial de falla y mejorar la capacidad de carga. El geotextil ayuda a evitar que la capa base granular y/o agregada perfore los suelos blandos de la base bajo cargas aplicadas directamente, tal como cargas de ruedas o camiones. Sin la protección del geotextil, el punzonamiento de la base o una falla por corte localizada, puede resultar en una falla por corte general. El geotextil brinda a la subrasante la oportunidad de desarrollar su capacidad de carga máxima.

La deformación del suelo está directamente relacionada con la presencia de una subrasante débil. A medida que se produce la deformación del suelo, se desarrolla una tensión a gran escala en el geotextil. En consecuencia, el geotextil debería proporcionar un soporte de membrana tensada. Las condiciones de tensión en la capa base bajo carga son análogas a las de una viga cargada. Debido a la flexión, la base experimenta compresión en la parte superior y tensión en la base bajo la carga. El material de la capa base no cohesivo no tiene resistencia a la tracción y generalmente depende de la subrasante para proporcionar restricción lateral. Las subrasantes débiles proporcionan muy poca restricción lateral; por lo tanto, el agregado en la parte inferior de la capa base tiende a separarse, permitiendo la intrusión de la subrasante blanda. Al colocar un geotextil en la parte inferior de la capa base, el geotextil restringe el movimiento del agregado proporcionando resistencia a la tracción. El efecto neto es un cambio en la magnitud de la tensión impuesta sobre la subrasante, una reducción directamente debajo del área cargada y un aumento fuera del área cargada. Esta distribución de las tensiones en un área más grande mejora la capacidad de carga de la estructura civil (por ejemplo, una carretera). Un geotextil que posee un módulo alto puede proporcionar una mayor capacidad de distribución de carga para la misma profundidad del surco. Por lo tanto, el refuerzo a través del soporte de membrana tensada se proporciona a través de las características de carga-deformación del geotextil y de la interacción friccional suelo/geotextil.

Sin embargo, el caudal de agua y la retención de suciedad están en desacuerdo con la resistencia de los tejidos convencionales. Normalmente, para aumentar la resistencia, se reducen los poros del tejido. Como resultado, el tejido está limitado a la cantidad de agua que puede pasar a través del tejido y, como resultado, al tamaño de las partículas de tierra que puede retener. Si se desean mayores caudales y una mayor retención del tamaño de las partículas, la tela debe ceder en resistencia debido a la menor densidad de la tela. En consecuencia, existe la necesidad de una tela geosintética tejida que tenga una resistencia mejorada para el refuerzo y al mismo tiempo mantenga índices de flujo y retención de partículas relativamente altos. Es a solucionar ésta y otras necesidades que va dirigida la presente invención.

Sumario de la invención

La presente invención está dirigida a un geotextil tejido que tiene las características de acuerdo con la reivindicación 1. La solicitud de patente US2011/0250809A1 divulga un geotextil tejido que tiene las características de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. En un aspecto, el tejido comprende:

i. una pluralidad de conjuntos de trama que se extienden en una dirección de trama, teniendo cada conjunto de trama seis hilos de trama colocados sustancialmente uno al lado del otro;

ii. una pluralidad de hilos de urdimbre que se extienden en la dirección de la urdimbre y que entrelazan la pluralidad de conjuntos de trama; y

iii. una pluralidad de aberturas dispersas a través de la tela, cada abertura definida por un conjunto de trama dado y dos hilos de urdimbre adyacentes dispuestos respectivamente en lados opuestos y entretejiendo el conjunto de trama dado y la intersección de los dos hilos de urdimbre adyacentes. En un aspecto, las aberturas tienen forma sustancialmente triangular. En otro aspecto, el tejido tiene un caudal de agua de al menos 70 gpm/pie2, es decir, 2852.2 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491.

En otro aspecto, la tela es una tela de tejido plano 1/6. Aun, en otro aspecto, la tela es un tejido plano 2/6. Para el tejido plano 2/6, la pluralidad de hilos de urdimbre está dispuesta como conjuntos de urdimbre y cada conjunto de urdimbre tiene dos hilos de urdimbre colocados sustancialmente uno al lado del otro; y cada abertura está definida por un conjunto de trama dado y dos conjuntos de urdimbre adyacentes dispuestos respectivamente en lados opuestos y entretejiendo el conjunto de trama dado y la intersección de los dos conjuntos de urdimbre adyacentes.

Los hilos de urdimbre del tejido comprenden monofilamentos ovalados de 1000 denier, es decir 111,11 tex, que comprenden una mezcla de polipropileno y un copolímero de polipropileno/etileno y que tienen una tenacidad de al menos 0.75 g/denier, es decir 0,066 Newton/tex con una deformación del 1 %, al menos 1.5 g/denier, es decir, 0,13 Newton/tex, con una deformación del 2 %, y al menos 3.75 g/denier, es decir, 0,33 Newton/tex, con una deformación del 5 %. Además, el tejido puede emplear hilos de trama que comprenden monofilamentos redondos de polipropileno de 565 denier, es decir, 62,8 Tex. En otro aspecto, el tejido puede emplear hilos de trama que comprenden una mezcla de polipropileno y un copolímero de polipropileno/etileno y que tienen una tenacidad de al menos 0.75 g/denier, es decir, 0,066 Newton/tex, con una deformación del 1 %, al menos 1.5 g/denier, es decir 0,13 Newton/tex, con una deformación del 2 %, y al menos 3.75 g/denier, es decir 0,33 Newton/tex, con una deformación del 5 %.

La presente invención también está dirigida a una estructura civil reforzada. La estructura civil comprende una subrasante formada al menos parcialmente por suelo; una capa base formada al menos parcialmente por un material granular, material agregado o una combinación de los mismos; y el geotextil que comprende la tela tejida lisa de seis hilos dispuesta entre la subrasante y la capa base. Además, la estructura civil puede comprender además una capa superficial dispuesta sobre la capa base. En un aspecto, la capa superficial comprende hormigón. En otro aspecto, la capa superficial comprende asfalto. Aún, en otro aspecto, la estructura civil comprende además una capa de hormigón dispuesta sobre la capa de base y una capa de asfalto dispuesta sobre la capa de hormigón.

Debe entenderse que la fraseología y la terminología empleadas en el presente documento tienen fines de descripción y no deben considerarse limitantes. Como tal, los expertos en la técnica apreciarán que la concepción en la que se basa esta divulgación puede utilizarse fácilmente como base para el diseño de otras estructuras, métodos y sistemas para llevar a cabo la presente invención. Es importante, por lo tanto, que se considere que las reivindicaciones incluyen construcciones equivalentes en la medida en que no se aparten del espíritu y alcance de la presente invención.

Otras ventajas y capacidades de la presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción tomada junto con los dibujos adjuntos que muestran los elementos y los diversos aspectos de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista superior de una tela tejida de seis hilos lisa 1/6 de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 2 es una vista en perspectiva del tejido de la Fig. 1.

La Fig. 3 es una vista superior de un tejido plano de seis hilos 2/6 de acuerdo con la presente invención. La Fig. 4 es una vista en perspectiva del tejido de la Fig. 3.

La Fig. 5 es una vista lateral de una construcción civil de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 6 es un gráfico que presenta una prueba de porosidad de un tejido fabricado de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 7 es un gráfico del caudal de agua (gpm/pie2) con respecto al tamaño de abertura aparente (AOS) de varios tejidos.

La Fig. 8 es un gráfico que compara la tracción en la dirección de la máquina (MD) con respecto al porcentaje de alargamiento para el tejido de la invención de material de seis hilos usando hilo de urdimbre de módulo alto (RS280i) y un tejido de material de seis hilos usando hilo de urdimbre de módulo estándar (FW404).

Descripción detallada de la invención

La presente invención está dirigida a un geotextil que comprende un tejido plano de seis hilos. Dicho tejido se puede utilizar en aplicaciones de refuerzo de suelos en construcciones civiles, como carreteras pavimentadas o no pavimentadas, pistas de aterrizaje, cimientos de edificios, etc.

Para una comprensión más completa de esta divulgación y de la invención descrita en ella, se debe hacer referencia a lo anterior y a la siguiente descripción detallada tomada en relación con las figuras adjuntas. Cuando se hace referencia a las figuras, números de referencia similares designan partes correspondientes a lo largo de las distintas figuras.

Con referencia a las Figs. 1 a 4, se ilustra un geotextil 10 tejido que comprende un tejido 10 liso de seis hilos. La tela 11 tiene un tamaño de abertura aparente (AOS) de al menos 40 medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4751, un caudal de agua de al menos 35 gpm/pie2, es decir, 1426,103 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491, y una deformación del 12 % a una carga de tracción de al menos 300 lb/pulgada, es decir 52,5 Newton/milímetro, medida de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre.

El tejido comprende:

i. una pluralidad de conjuntos 20 de trama que se extienden en una dirección de trama, teniendo cada conjunto de trama seis hilos 22 de trama colocados sustancialmente uno al lado del otro;

ii. una pluralidad de hilos 32 de urdimbre que se extienden en una dirección de urdimbre y que entrelazan la pluralidad de conjuntos 20 de trama; y

iii. una pluralidad de aberturas 40 dispersas a través de la tela 10, cada abertura 40 definida por un conjunto 20 de trama dado y dos hilos 32 de urdimbre adyacentes dispuestos respectivamente en lados opuestos y entretejiendo el conjunto 20 de trama dado y la intersección de los dos hilos 32 de urdimbre adyacentes. Los hilos 22 de trama de los respectivos conjuntos 20 de trama están sustancialmente alineados en el mismo plano.

Cada conjunto 20 de trama tiene hilos 24 de trama más externos en los lados opuestos del conjunto de seis miembros. Cada hilo de urdimbre tiene bordes 34 de hilo de urdimbre en los lados estrechos del hilo 32 de urdimbre. Como se ilustra en la Figura 2, las respectivas aberturas 40 están dispuestas entre un hilo 24 de trama más externo dado, el borde 34 de hilo de urdimbre de un hilo 32 de urdimbre que se coloca a un lado del conjunto 20 de trama dado, y el borde 34 del hilo de urdimbre de un hilo 32 de urdimbre adyacente se coloca en el otro lado del conjunto 20 de trama dado. Por lo tanto, una abertura 40 respectiva está definida por un conjunto 20 de trama dado y dos hilos 32 de urdimbre adyacentes dispuestos respectivamente en lados opuestos y entrelazándose del conjunto 20 de trama dado y la intersección de los dos hilos 32 de urdimbre adyacentes.

La tela 10 mostrada en las Figs. 1 y 2 es un tejido plano de seis hilos 1/6. Característicamente, las aberturas 40 de la tela 11 de tejido plano de seis hilos 1/6 tienen forma sustancialmente triangular.

Con referencia a las Figs. 3 y 4, el tejido 11 ilustrado es un tejido plano de seis hilos 2/6. El tejido plano de seis hilos 2/6 tiene la pluralidad de hilos 32 de urdimbre dispuestos como conjuntos 30 de urdimbre; y cada conjunto 30 de urdimbre tiene dos hilos 32 de urdimbre. Cada conjunto 30 de urdimbre tiene dos hilos 32 de urdimbre colocados sustancialmente uno al lado del otro. Además, cada abertura 40 está definida por un conjunto 20 de trama dado y dos conjuntos 30 de urdimbre adyacentes dispuestos respectivamente en lados opuestos y entretejiendo el conjunto 20 de trama dado y la intersección de los dos conjuntos 30 de urdimbre adyacentes.

Como se indicó anteriormente, el tejido 11 tiene excelentes características de caudal de agua de al menos 35 galones/minutopie2 (gpm/pie2), es decir, 1426,103 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. En otro aspecto, el tejido 11 tiene un caudal de agua de al menos 40 gpm/pie2, es decir, 1629,8 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. Aún, en otro aspecto, el tejido 11 tiene un caudal de agua de al menos 45 gpm/pie2, es decir, 1833,6 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. Aun, en otro aspecto, el tejido 11 tiene un caudal de agua de al menos 50 gpm/pie2, es decir, 2037,3 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. Además, en otro aspecto, el tejido 11 tiene un caudal de agua de al menos 55 gpm/pie2, es decir, 2241 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene un caudal de agua de al menos 60 gpm/pie2, es decir, 2444,7 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene un caudal de agua de al menos 65 gpm/pie2, es decir, 2648,5 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. Aun, en otro aspecto, el tejido 11 tiene un caudal de agua de al menos 70 gpm/pie2, es decir, 2852,2 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491. En otro aspecto, la tela 11 tiene un caudal de agua de al menos aproximadamente o en cualquier intervalo entre aproximadamente 40, 42, 45, 47, 50, 52, 55, 57, 60, 62, 65, 67 y 70 gpm/pie2, es decir 1629,8; 1711,3; 1833,6; 1915; 2037,3; 2118,8; 2241; 2322,5; 2444,7; 2526,2; 2648,5; 2730 y 2852,2 litros por minuto/metro cuadrado respectivamente, medidos de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491.

También indicado anteriormente, el tejido 11 tiene excelentes características de resistencia de la urdimbre demostradas por una deformación del 12 % a una carga de tracción de al menos 300 lb/pulgada, es decir, 52,5 Newton/milímetro, medida de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre. En otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 310 lb/pulgada, es decir, 54.3 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre. Aun, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 320 lb/pulgada, es decir, 56,04 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de alabeo. Aún, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 325 lb/pulgada - es decir 56,9 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre. Además, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 330 lb/pulgada, es decir, 57,8 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de alabeo. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 340 lb/pulgada, es decir, 59,5 Newton/milímetro, en la dirección de la urdimbre. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 345 lb/pulgada, es decir, 60,4 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 350 lb/pulgada, es decir, 61,3 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre. En otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % a una carga de tracción de al menos aproximadamente o en cualquier intervalo entre aproximadamente 300, 302, 305, 307, 310, 312, 315, 317, 320, 322, 325, 327, 330, 332, 335, 337, 340, 342, 345, 347 y 350 lb/in, es decir 52,5; 52,9; 53,4; 53,8; 54,3; 54,6; 55,16; 55,52; 56,04; 56,4; 56,9; 57,3; 57,8; 58,1; 58,7; 59; 59,5; 59,9; 60,4; 60,8; y 61,3 Newton/milímetro respectivamente, medidos de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre.

Además, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 270 lb/pulgada, es decir, 47.3 Newton/milímetro, medida de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección del trama. En otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 280 lb/pulgada, es decir, 49.04 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de llenado. Aun, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 290 lb/pulgada, es decir, 47,3 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de llenado. Aún, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 300 lb/pulgada, es decir, 52,5 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de llenado. Además, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 310 lb/pulgada, es decir, 54,3 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de llenado. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 320 lb/pulgada, es decir, 56,04 Newton/milímetro, en la dirección de llenado. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 330 lb/pulgada, es decir, 57,8 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de llenado. En otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 334 lb/pulgada, es decir, 58,5 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de llenado. Aún más, en otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 350 lb/pulgada, es decir, 61,3 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de llenado. En otro aspecto, el tejido 11 tiene una deformación del 12 % a una carga de tracción de al menos aproximadamente o en cualquier intervalo entre aproximadamente 270, 272, 275, 277, 280, 282, 285, 287, 290, 292, 295, 297, 300, 302, 305, 307, 310, 312, 315, 317, 320, 322, 325, 327, 330, 333, 335, 337, 340, 342, 345, 347 y 350 lb/in, es decir, 47, 3; 47,6; 48,16; 48,5; 49,04; 49,4; 49,9; 50,26; 50,8; 51,14; 51,66; 52; 52,54; 52,89; 53,41; 53,8; 54,3; 54,64; 55,16; 55,52; 56,04; 56,4; 56,9; 57,3; 58,3; 58,67; 59,02; 59,54; 59,9; 60,4; 60,8 y 61,3 Newton/milímetro respectivamente, medidos de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre.

Normalmente, pero no es necesario, los hilos 22 de trama son monofilamentos de polipropileno. En otro aspecto, los hilos de trama 22 comprenden monofilamentos redondos de polipropileno o de denier 565, es decir 62,8 Tex, monofilamentos redondos de polipropileno.

Los hilos 32 de urdimbre comprenden monofilamentos formados por una mezcla de polipropileno y un copolímero de polipropileno/etileno y que tienen una tenacidad de al menos 0.75 g/denier, es decir, 0,066 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, al menos 1.5 g/denier, es decir 0,13 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y al menos 3.75 g/denier, es decir 0,33 Newton/Tex, con una deformación del 5 %. En otro aspecto, los hilos 32 de urdimbre comprenden monofilamentos ovalados de 1000 denier, es decir 111,11 Tex, que comprenden una mezcla de polipropileno y un copolímero de polipropileno/etileno y que tienen una tenacidad de al menos 0.75 g/denier, es decir 0,066 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, al menos 1.5 g/denier, es decir, 0,13 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y al menos 3.75 g/denier, es decir 0,33 Newton/Tex, con una deformación del 5 %. Los hilos de trama pueden formarse opcionalmente a partir de un copolímero similar de polipropileno/etileno.

Con referencia a la Fig. 5, una estructura 50 civil reforzada comprende una subrasante 52 formada al menos parcialmente de tierra; una capa 54 de base formada al menos parcialmente por un material granular, un material agregado o una combinación de material granular y agregado; y un geotextil 10 tejido dispuesto entre la subrasante 52 y la capa 54 de base. El geotextil 10 comprende la tela 11 de tejido plano de 6 puntas que tiene un AOS de al menos 40 medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4751, un caudal de agua de al menos 35 gpm/pie2, es decir, 1416,103 litros por minuto/metro cuadrado, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491, y una deformación del 12 % a una carga de tracción de al menos 300 lb/pulgada, que es 52,5 Newton/milímetro, medido de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre. La tela 11 puede ser la tela plana de seis hilos 1/6 o 2/6 descrita anteriormente. Además, cualquiera de las características del tejido 11, tales como AOS, caudal de agua, carga de tracción, patrón de tejido, aberturas 40, hilos 22 de trama y/o hilos 32 de urdimbre como se describió anteriormente, se puede emplear en la estructura 50 civil reforzada.

Una tela tejida normalmente tiene dos direcciones principales, siendo una la dirección de la urdimbre y la otra la dirección de la trama. La dirección de la trama también se conoce como dirección de trama. La dirección de la urdimbre es la dirección longitudinal o de la máquina de la tela. La dirección de trama o de la trama es la dirección a lo largo de la tela, de borde a borde, o la dirección que atraviesa el ancho de la máquina de tejer. Por lo tanto, las direcciones de urdimbre y trama son generalmente perpendiculares entre sí. El conjunto de hilos, hebras, monofilamentos, películas y cintas cortadas que corren en cada dirección se denominan hilos de urdimbre e hilos de trama, respectivamente.

Se puede producir un tejido con densidades variables. Esto generalmente se especifica en términos de número de extremos por pulgada en cada dirección, deformación y trama. Cuanto mayor es este valor, más puntas hay por pulgada y, por lo tanto, la densidad del tejido es mayor o más alta.

El patrón de tejido de la construcción de tela es el patrón en el que los hilos de urdimbre se entrelazan con los hilos de trama. Un tejido se caracteriza por un entrelazado de estos hilos. Por ejemplo, el tejido plano se caracteriza por un patrón repetido en el que cada hilo de urdimbre se teje sobre el hilo de trama y luego se teje debajo del siguiente hilo de trama.

El término "calada" se deriva de la separación temporal entre los hilos de urdimbre superiores e inferiores a través de los cuales se tejen los hilos de trama durante el proceso de tejido. La calada permite que los hilos de trama se entrelacen en la urdimbre para crear la tela tejida. Separando algunos de los hilos de urdimbre de otros, una lanzadera puede transportar los hilos de trama a través de la calada, por ejemplo, perpendicularmente a los hilos de urdimbre. Como se conoce en el tejido, los hilos de urdimbre que se elevan y los hilos de urdimbre que se bajan se convierten respectivamente en los hilos de urdimbre bajados y los hilos de urdimbre elevados después de cada pasada de la lanzadera. Durante el proceso de tejido, se levanta la calada; la lanzadera transporta los hilos de la trama a través de la calada; la calada se cierra; y los hilos de trama se presionan en su lugar. Por consiguiente, tal como se utiliza en el presente documento con respecto a la tela tejida, el término "calada" significa un conjunto de trama respectivo que está sujeto por hilos de urdimbre.

Un tejido plano de seis hilos se caracteriza por un patrón repetitivo en el que un conjunto de urdimbre de uno o más hilos de urdimbre se teje sobre un conjunto de trama de seis hilos de trama y luego se teje debajo del siguiente conjunto de trama. En otras palabras, el tejido plano de seis hilos comprende conjuntos de trama que tienen seis hilos de trama por calada. Como se usa en el presente documento, un tejido plano 1/6 se caracteriza por un patrón repetitivo en el que cada hilo de urdimbre se teje sobre un conjunto de trama y luego se teje debajo del siguiente conjunto de trama. En las Figs. 1 y 2 se ilustra un tejido plano 1/6. De manera relacionada, un tejido plano 2/6 se caracteriza por un patrón repetitivo en el que un conjunto de urdimbre de 2 hilos de urdimbre alineados uno al lado del otro se teje sobre un conjunto de trama y luego se tejen debajo del siguiente conjunto de trama. En las Figs. 3 y 4 se ilustra un tejido plano 2/6. Los hilos de trama de un conjunto de trama están alineados sustancialmente uno al lado del otro y dispuestos en la calada sustancialmente en el mismo plano cuando se ven en la dirección de trama o de la trama. Cada conjunto de trama comprende seis hilos de trama de sustancialmente la misma forma de sección transversal y sustancialmente el mismo diámetro.

Un tejido de sarga, a diferencia del tejido plano y del tejido plano de seis hilos, tiene menos entrelazados en una zona determinada. La sarga es un tipo básico de tejido y existen multitud de tejidos de sarga diferentes. Un tejido de sarga recibe su nombre por la cantidad de hilos de trama que un solo hilo de urdimbre pasa por encima y luego por debajo. Por ejemplo, en un tejido de sarga 2/2, un solo extremo de urdimbre se teje sobre dos hilos de trama y luego debajo de dos hilos de trama. En un tejido de sarga 3/1, un solo extremo de la urdimbre se teje sobre tres hilos de trama y luego debajo de un hilo de trama. Para telas construidas con el mismo tipo y tamaño de hilo, con la misma densidad de hilo o monofilamento, un tejido de sarga tiene menos entrelazados por área que un tejido plano correspondiente. En consecuencia, un tejido de sarga no es un tejido plano de seis hilos.

Un tejido satinado, también a diferencia del tejido plano y del tejido plano de seis hilos, tiene menos entrelazados en una zona determinada. Es otro tipo básico de tejido a partir del cual se puede producir una amplia gama de variaciones.

Un tejido satinado recibe su nombre por el número de extremos en los que se repite el patrón de tejido. Por ejemplo, un tejido de satén de cinco arneses se repite en cinco extremos y un solo hilo de urdimbre flota sobre cuatro hilos de trama y pasa por debajo de un hilo de trama. Un tejido de satén de ocho arneses se repite en ocho extremos y un solo hilo de urdimbre flota sobre siete hilos de trama y pasa por debajo de un hilo de trama. Para telas construidas a partir del mismo tipo de hilos con las mismas densidades de hilo, un tejido satinado tiene menos entrelazados que un tejido correspondiente plano o de sarga. En consecuencia, un tejido satinado no es un tejido plano de seis hilos.

El proceso para fabricar tejidos, que incluyen tejidos geotextiles, es bien conocido en la técnica. Por lo tanto, el proceso de tejido empleado se puede realizar en cualquier equipo de manipulación de textiles convencional adecuado para producir el tejido plano de seis hilos. Al tejer la tela plana de seis hilos, los hilos de urdimbre elevados se elevan y los hilos de urdimbre bajados se bajan, respectivamente, mediante el telar para abrir la calada. Se unen seis hilos a la lanzadera y la lanzadera se pasa a través de la calada. Se mantiene sustancialmente la misma tensión en los seis hilos de trama cuando la lanzadera pasa a través de la calada dada para evitar la torsión de los hilos del conjunto de trama. Una vez que el conjunto de trama se coloca a través de la calada, el telar baja los hilos de urdimbre elevados a la posición de hilo de urdimbre inferior y los hilos de urdimbre inferiores se elevan a la posición de hilo de urdimbre elevado. El conjunto de trama se presiona en su lugar siendo el conjunto de trama sustancialmente plano en la calada, es decir, los seis hilos de trama del conjunto de trama están colocados sustancialmente uno al lado del otro a través de la calada en una disposición sustancialmente plana. A continuación, el proceso se repite para producir el tejido plano de seis hilos.

En la siguiente discusión, se hace referencia a tejidos específicos. La Tabla 1 identifica las telas por AOS, caudal de agua, hilos/pulgada, tejido, hilos de urdimbre e hilos de trama.

Tabla 1. Pro iedades de la tela

La Tabla 1 corresponde a la siguiente Tabla 1bis en el sistema internacional de unidades.

T abla 1 bis. Pro iedades de la tela

Con referencia a la Fig. 6, se informan las evaluaciones de AOS y tamaño de poro. La Figura 6 es un gráfico de distribución del tamaño de grano y una tabla de clasificación de agregados para las telas HP570 y RS280i. El gráfico proporciona resultados de pruebas de porómetro con respecto a varios tipos de suelo. Específicamente, este gráfico logarítmico muestra el porcentaje acumulado de paso de varios tamaños de partículas en varios tamaños de grano, que van desde menos de 0.01 milímetros (mm) hasta aproximadamente 2.75 mm. Como se puede ver en el gráfico, RS280i tiene tamaños de poro más pequeños, es decir, un AOS más fino, que HP570. La<a>O<s>se midió de acuerdo con la norma internacional ASTM D4751 y los resultados se proporcionan en la Fig. 6. Se realizó una prueba de poros de acuerdo con la norma internacional ASTM D6767, y el material humectante empleado fue un aceite de silicona que tenía una tensión superficial de 20.1 dinas/centímetro comercializado bajo el nombre SILWICK SILICON FLUID de Porous Materials Inc., Ithaca, NY. Se evaluaron dos tejidos, RS280i y HP570. RS280i era un tejido plano de seis hilos 1/6 que tenía 30 x 60 hilos/pulgada, es decir, 11,81 x 23,62 hilos/centímetro, fabricado de acuerdo con la presente invención. Los hilos de urdimbre eran monofilamentos redondos de polipropileno de 565 denier, es decir, 62,8 Tex, y los hilos de trama eran monofilamentos ovalados de 1000 denier que comprendían el polipropileno y la mezcla de copolímero de polipropileno/etileno descrita anteriormente. HP570 era un tejido de sarga 2/2 que tenía 33x13 hilos/pulgada, es decir 12,99 X 5,12 hilos/centímetro, hilos de urdimbre ovalados de polipropileno de 1360 denier, es decir 151,11 Tex, y cinta fibrilada de polipropileno de 4600 denier. Se descubrió que el RS280i tenía un AOS de 40 en comparación con un AOS de 30 para el HP570.

La Fig. 7 proporciona una comparación del caudal de agua con respecto a AOS de varios tejidos enumerados en la Tabla 1. RS280i se describió anteriormente. RS280i tenía un caudal de 70 galones/minuterpie2, es decir, 2852,2 litros/minuto^metro cuadrado, con un AOS de 40, mientras que HP570 tenía 30 galones/minuto, es decir, 1222,4 litros/minuto^metro cuadrado, caudal con 30 AOS. Mientras que el tejido RS280i de seis hilos plano 1/6 tiene un tamaño de poro más fino que el HP570, el tejido plano de seis hilos tiene un caudal de agua similar. Aunque no se muestra en la Fig. 7, la tela plana de seis hilos 2/6 también se probó de acuerdo con las normas internacionales ASTM D4751 y ASTM D6767. El tejido 2/6 empleó los mismos hilos de trama y urdimbre que el RS280i y tenía un AOS de 40 y un caudal de agua de 38 gpm/pie2, es decir, 1548,3 litros/minutermetro cuadrado. Por lo tanto, el tejido plano de seis hilos proporciona un alto caudal de agua a través del tejido y proporciona un tamaño de poro más fino para la retención de partículas. Como puede verse en la Fig. 7, el tejido plano de seis hilos 1/6 proporciona un caudal general más alto con una mayor cantidad de poros más pequeños. Por lo tanto, se puede lograr un mayor caudal sin disminuir el AOS, a diferencia de los tejidos convencionales. Además, la Fig. 7 muestra que la tela de tejido plano de seis hilos 1/6 tiene una retención de partículas superior y tasas de caudal de agua más altas que las telas convencionales.

También se descubrió que la amplitud del rizado de la urdimbre, es decir, el ángulo generado por la subida o bajada del hilo de la urdimbre entre conjuntos de trama adyacentes, y la forma de las aberturas afectan la retención del tamaño de las partículas. Además, con respecto a un tejido que tiene el mismo denier total o masa/área, el caudal de agua aumenta a medida que aumenta el tamaño del conjunto de trama. El tamaño de un conjunto de trama establecido en una calada (tamaño de calada) se determina midiendo la distancia a través del conjunto de trama en la dirección de la urdimbre. Tener un mayor caudal de agua con un mayor tamaño de calada es contrario a la intuición. Al reorganizar la misma masa/área y crear conjuntos de trama más amplios mediante la inserción simultánea de múltiples hilos de trama en la misma calada, se puede cambiar la amplitud del rizado de la urdimbre y la forma de las aberturas. Por ejemplo, con la tela de tejido plano de seis hilos 2/6, la forma de la abertura se puede ajustar para que sea rectangular o cuadrada desde una vista superior, pero que tenga una forma triangular cuando se ve en perspectiva. Este fenómeno se ilustra en las Figs. 3 y 4. Como se ilustra en las Figs. 1 y 2, la tela de tejido plano de seis hilos 1/6 tiene aberturas que tienen forma triangular. La retención de partículas es mayor con un triángulo más pequeño y un AOS aumentado. Sin embargo, debido al aumento en el número de aberturas, el caudal de agua aumenta a través de la misma área de la tela. La forma de la abertura y el AOS se pueden ajustar para retener partículas de un tamaño específico o deseado sin sacrificar las características de caudal de agua debido a la gran cantidad de aberturas por pie cuadrado de tela. El tejido plano de seis hilos proporciona un producto que retiene partículas más finas con un aumento sustancial en el caudal de agua con un módulo de urdimbre mayor. Además, el tejido plano de seis hilos reduce la contracción del hilo de urdimbre y el rizado general, lo que crea un tejido de urdimbre de módulo más alto. Para aplicaciones de ingeniería civil que involucran suelos con baja relación de carga de California (CBR), la tela de tejido plano de seis hilos es fácilmente utilizable debido a su alto módulo de urdimbre y alto caudal de agua cuando se aplica una carga sobre la tela, por ejemplo, un camión con remolque circula repetidamente sobre una carretera en condiciones húmedas.

Los hilos de urdimbre y, opcionalmente, los hilos de trama empleados en la presente invención se describen en la publicación de la solicitud de patente estadounidense No. 2011/0250448 A1 de Jones et al., titulada "Polypropylene Yarn Having Increased Young's Modulus and Method of Making Same", ("Jones et al."). Dichos hilos están formados por una composición de polipropileno que comprende una mezcla en estado fundido de aproximadamente 94 a aproximadamente 95 % en peso de polipropileno y aproximadamente 5 a aproximadamente 6 % en peso de un copolímero de polipropileno/etileno. En un aspecto, el copolímero de polipropileno/etileno tiene un contenido de etileno de aproximadamente 5 % a aproximadamente 20 % en peso de copolímero. En otro aspecto, el copolímero de polipropileno/etileno tiene un contenido de etileno de aproximadamente 5 % a aproximadamente 17 % en peso de copolímero. En otro aspecto más, el copolímero de polipropileno/etileno tiene un contenido de etileno de aproximadamente 5 %, aproximadamente 6 %, aproximadamente 7 %, aproximadamente 8 %, aproximadamente 9 %, aproximadamente 10 %, aproximadamente 11 %, aproximadamente 12 %, aproximadamente 13 %, aproximadamente 14 %, aproximadamente 15 %, aproximadamente 16 %, aproximadamente 17 %, aproximadamente 18 %, aproximadamente 19 %, o aproximadamente 20 %, o cualquier intervalo entre ellos, en peso de copolímero. Aún, en otro aspecto, el copolímero de polipropileno/etileno tiene un contenido de etileno de aproximadamente 16 % en peso de copolímero.

En otro aspecto, los hilos de urdimbre están formados por una composición de polipropileno que comprende una mezcla en estado fundido de aproximadamente 93 % en peso de polipropileno, aproximadamente 5 % en peso de un copolímero de polipropileno que tiene un contenido de etileno de aproximadamente 16 % en peso de copolímero, y aproximadamente 2 en peso de un aditivo.

En un aspecto, los hilos de urdimbre están formados por una composición de polipropileno que comprende una mezcla fundida de polipropileno y un homopolímero de etileno (polietileno o PE) (véase el hilo de urdimbre de PE en la Tabla 2). Sin quedar ligado a ninguna teoría, se cree que el polietileno actúa como un agente antinucleación, impidiendo la formación de esferulitas y cristales en el polipropileno y alterando las condiciones del proceso. Estas propiedades amplían la ventana para estirar la mezcla resultante y permiten que la mezcla se estire más fácilmente con relaciones de estiramiento altas. La relación de estiramiento es una medida del grado de estiramiento durante la orientación de un hilo, que se expresa como la relación entre el área de la sección transversal del material no estirado y la del material estirado. Relaciones de estiramiento más altas proporcionan un hilo más fuerte hasta el punto en que se produce degradación e incisión del polímero. Agregar el polietileno al polipropileno en una mezcla en estado fundido permite estirar con relaciones de estiramiento altas, lo que proporciona un mayor módulo y tenacidad. En comparación con la mezcla anterior de polipropileno y copolímero de polipropileno, la mezcla de polietileno y polipropileno también proporciona un mayor alargamiento en la rotura final, pero el módulo resultante es sustancialmente similar. Además, los valores de tracción últimos para la mezcla de polipropileno/polietileno son mayores que los de la mezcla de copolímero de polipropileno/polipropileno con la misma relación de estiramiento.

Aún, en otro aspecto, los hilos de urdimbre están formados por una composición de polipropileno que comprende una mezcla mezclada en estado fundido de aproximadamente 94 a aproximadamente 95 % en peso de polipropileno y aproximadamente 5 a aproximadamente 6 % en peso de un copolímero de polipropileno que tiene un contenido de etileno de aproximadamente 16 % en peso de copolímero, y que tenga una tenacidad de al menos 0.75 g/denier, es decir 0,066 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, al menos 1.5 g/denier, es decir 0,13 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y al menos 3.75 g/denier, es decir 0,33 Newton/Tex, con una deformación del 5 %. En otro aspecto tales hilos tienen una tenacidad de al menos 0.9 g/denier, es decir 0,079 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, al menos 1.75 g/denier, es decir 0,154 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y al menos 1,75 g/denier, es decir 0,154 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y al menos 4 g/denier, es decir 0,352 Newton/Tex, con una deformación del 5 %. Aun, en otro aspecto, tales hilos tienen una tenacidad de aproximadamente 1 g/denier, es decir 0,088 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, aproximadamente 1.95 g/denier, es decir 0,172 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y aproximadamente 4.6 g/denier, es decir 0,405 Newton/Tex, con una deformación del 5 %.

Aún más, en otro aspecto, los hilos de urdimbre están formados a partir de una composición de polipropileno que comprende una mezcla mezclada en estado fundido de aproximadamente 93 % en peso de polipropileno, aproximadamente 5 % en peso de un copolímero de polipropileno que tiene un contenido de etileno de aproximadamente 16 % en peso de copolímero, y aproximadamente 2 en peso % de un aditivo, y tiene una tenacidad de al menos 0.75 g/denier, es decir 0,066 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, al menos 1.5 g/denier, es decir 0,132 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y al menos 3.75 g/denier, es decir 0,33 Newton/Tex, con una deformación del 5 %. En otro aspecto tales hilos tienen una tenacidad de al menos 0.9 g/denier, es decir 0,079 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, al menos 1.75 g/denier, es decir 0,154 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y al menos 4 g/denier, es decir 0,352 Newton/Tex, con una deformación del 5 %. Aun, en otro aspecto, tales hilos tienen una tenacidad de aproximadamente 1 g/denier, es decir 0,088 Newton/Tex, con una deformación del 1 %, aproximadamente 1.95 g/denier, es decir 0,172 Newton/Tex, con una deformación del 2 %, y aproximadamente 4.6 g/denier, es decir 0,405 Newton/Tex, con una deformación del 5 %.

Como se describe en Jones et al., el hilo se fabrica mediante un proceso que comprende:

a) preparar una composición que comprende aproximadamente 94 a aproximadamente 95 % en peso de homopolímero de polipropileno y aproximadamente 5 a aproximadamente 6 % en peso de un copolímero de polipropileno que tiene un contenido de etileno de aproximadamente 16 % en peso de copolímero;

b) formar la composición en un filamento; y

c) estirar en caliente el monofilamento a una temperatura por debajo del punto de fusión del homopolímero y con una relación de estiramiento entre 2.5:1 y 25:1 para producir el monofilamento.

Aun, en otro aspecto, el proceso comprende:

a) preparar una composición que comprende aproximadamente 93 % en peso de polipropileno, aproximadamente 5 % en peso de un copolímero de polipropileno que tiene un contenido de etileno de aproximadamente 16 % en peso de copolímero y aproximadamente 2 % en peso de un aditivo;

b) formar la composición en un filamento; y

Los homopolímeros de polipropileno empleados en los hilos de urdimbre y trama se pueden fabricar mediante cualquier proceso conocido. Por ejemplo, se pueden preparar polímeros de polipropileno en presencia de sistemas catalíticos de Ziegler-Natta, basados en compuestos organometálicos, p. ej., metalocenos y sobre sólidos que contienen tricloruro de titanio.

ExxonMobil Chemical Company fabrica y vende un copolímero de polipropileno empleado en hilos de urdimbre con el nombre Vistamaxx™ 6201. Vistamaxx™ 6201 es un copolímero aleatorio de propileno y etileno, tiene una densidad de 0.862 g/cm3 (norma internacional ASTM D1505), un índice de flujo másico en estado fundido de 3.0 g/10 min (230 °C/2.16 kg, norma internacional ASTM D1238), y un contenido de etileno de aproximadamente 16 % en peso.

Los hilos empleados en el tejido de esta invención pueden incluir opcionalmente aditivos comúnmente empleados con composiciones de polipropileno. Dichos aditivos incluyen, entre otros, un colorante, un relleno, un delustrante, un estabilizador térmico, un absorbente de luz ultravioleta, un estabilizador de luz ultravioleta, un agente de terminación, un antioxidante, un desactivador de metales, un fosfito, un fosfonito, un agente blanqueador fluorescente, un tiosinérgico, un eliminador de peróxido, un agente nucleante, un plastificante, un lubricante, un emulsionante, un aditivo reológico, un catalizador, un agente de control de flujo, un abrillantador óptico, un agente ignífugo, un agente antiestático, un agente espumante, una benzofuranona, una indolinona, un agente hidrófilo, un agente hidrófobo, un agente oliófobo, un agente oliófilo o cualquier combinación de los mismos. Estos aditivos convencionales pueden estar presentes en las composiciones en cantidades que son generalmente del 0.01 al 0.5 % en peso, del 0.01 al 1 % en peso, del 0.01 al 1.5 % en peso o del 0.01 al 2 % en peso.

La incorporación opcional de tales ingredientes convencionales en las composiciones que comprenden polipropileno y la mezcla de polipropileno y copolímero de polipropileno se puede llevar a cabo mediante cualquier proceso conocido. Esta incorporación se puede llevar a cabo, por ejemplo, mediante mezcla en seco, mediante extrusión de una mezcla de los diversos constituyentes, mediante la técnica de lote maestro convencional, añadiendo un concentrado del aditivo, añadiendo el aditivo tal como un relleno mezclado en un vehículo polimérico, o similares. Se puede encontrar más información sobre niveles adecuados de aditivos y métodos para incorporarlos en composiciones poliméricas en los textos de referencia estándar.

Las propiedades mecánicas tales como tenacidad, carga de rotura por tracción, alargamiento de rotura y denier de los hilos de urdimbre se pueden equilibrar ajustando varios parámetros, incluido el diseño de la formulación de la resina (resina base, nivel y tipos de aditivos tales como CaCO3, estabilizadores de UV, pigmento añadido); cantidad y tipo de copolímero de etileno utilizado; equipos de procesamiento (configuración de inactivación, corte, trefilado y recocido); y condiciones de procesamiento (configuración del tornillo extrusor, perfil de temperatura y rendimiento del polímero, temperaturas y perfiles de estiramiento y recocido, velocidad de la línea, etc.).

Con referencia a la Fig. 8, la tracción (libras/pulgada) en la dirección de la máquina (MD) se compara con el % de deformación (alargamiento) para dos tejidos, RS280i y FW404. La tracción se determinó y midió de acuerdo con la norma ASTM D4595 ("Método de prueba estándar para las propiedades de tracción de geotextiles mediante el método de franja ancha"). Ambos tejidos se describen más arriba. FW404 empleó hilos de urdimbre de módulo estándar (hilos de urdimbre de monofilamento de polipropileno ovalado de 1000 denier, es decir, 111,11 Tex) e hilos de trama de monofilamento de polipropileno redondo de 565 denier. RS280i empleó hilos de urdimbre de alto módulo (monofilamentos ovalados formados de una mezcla de 95 % de homopolímero de polipropileno y 5 % de Vistamaxx™6201 estirados en una proporción de 12:1 a aproximadamente 425 °F como se describe en Jones et al.).

La Tabla 2 a continuación proporciona los valores de tracción MD mostrados en la Fig. 8, así como los valores de dirección transversal a la máquina (XMD) para los tejidos RS280i y FW404. La Tabla 2 también muestra los valores de tracción MD y XMD para un tejido plano de seis hilos 1/6 que tiene 30x60 hilos/pulgada, es decir, 11,81 X 23,62 hilos/centímetro, con hilos de urdimbre que comprenden una mezcla fundida de polipropileno y polietileno (hilo de urdimbre de PE). Como lo muestran los valores Md en la Tabla 2, el tejido de la invención RS280i y el tejido de hilo de urdimbre de PE son tejidos biaxiales con mayor capacidad de carga a tasas de deformación más bajas en comparación con el tejido FW404. Biaxial significa que las direcciones MD y XMD, o las direcciones 0° y 90°, son sustancialmente equivalentes en capacidad de carga a las mismas velocidades de deformación respectivas. Mientras que los tejidos de hilo de urdimbre RS280i y PE tienen valores de tracción MD y XMD sustancialmente similares a una deformación determinada, el tejido FW404 tiene valores de tracción MD y<x>M<d>sustancialmente diferentes y no es biaxial (véase la Tabla 2). Además, la Tabla 2 muestra que el RS280i y los tejidos de urdimbre de P<e>son sustancialmente biaxiales con una tracción MD del 12 %, y el tejido FW404 no es biaxial con una tracción MD del 17 %.

Además, en comparación con el tejido FW404, el tejido RS280i de la invención y el tejido de hilo de urdimbre de PE demuestran un alargamiento reducido en cada carga de tracción (véase la Tabla 2). Debido a que el patrón de tejido no cambia entre las telas RS280i y FW404, este resultado fue inesperado. Aunque cambiar el patrón de tejido de la tela puede aumentar la tracción MD, también se pueden alterar otras propiedades de la tela (es decir, AOS y caudal de agua). Sin embargo, en el caso del tejido RS280i de la invención, el patrón de tejido es el mismo que el del tejido FW404. Inesperadamente, el tejido RS280i proporcionó un tejido biaxial con una resistencia a la tracción MD mejorada, al tiempo que mantuvo otras propiedades del tejido, incluido el AOS y el caudal de agua. En particular, el tejido de la invención es un tejido de módulo sustancialmente biaxial.

Tabla 2. Tracción MD XMD

La Tabla 2 corresponde a la siguiente Tabla 2bis en unidades de medida del sistema internacional:

Tabla 2bis. Tracción MD y XMD

Como se analiza en la patente estadounidense No. 5,735,640 de Meyer et al. ("Meyer et al."), los geotextiles se utilizan para estabilizar subrasantes débiles. Meyer et al., hacen referencia y analizan pautas de diseño para geotextiles utilizados para la estabilización de subrasantes de caminos pavimentados y no pavimentados. Una diferencia entre el diseño de carreteras pavimentadas y no pavimentadas son los requisitos de desempeño en servicio. El diseño de caminos sin pavimentar permite que se produzcan algunos surcos durante la vida útil de la estructura. Sin embargo, una superficie de pavimentación (hormigón, asfalto o asfalto sobre hormigón) no se puede colocar sobre una estructura que cede o se forma surcos bajo carga, ya que las superficies eventualmente se agrietarían y deteriorarían. Tales grietas y surcos pueden destruir la integridad de la estructura del pavimento.

Como se analiza en Meyer et al., la estabilización geosintética de una subrasante débil permite el acceso de equipos de construcción normales para los levantamientos estructurales restantes. El espesor de la capa de estabilización utilizando un geosintético se determina como el de una carretera sin pavimentar que sólo estará sujeta a un número limitado de pasadas de equipos de construcción. La función de separación (de subrasante y agregado) en la construcción de caminos pavimentados permanentes se considera la misma que se menciona para la construcción de caminos sin pavimentar. La estabilización de subrasante es aplicable a la condición de subrasantes débiles. Se coloca un geosintético directamente sobre la subrasante débil y se utiliza para separar la subrasante blanda de la capa base de piedra y para mejorar la capacidad de carga última de la subrasante. La separación, refuerzo y filtración de suelos húmedos a través del soporte geosintético son funciones geosintéticas importantes.

Con referencia a la Fig. 5, el geotextil 10 de acuerdo con la presente invención se puede emplear para formar una estructura 50 civil reforzada, que puede ser una carretera, una pista, un derecho de vía, cimientos de un edificio o cualquier otra superficie nivelada y sustancialmente nivelada que se desee que sea sustancialmente plana, sobre una subrasante 52 formada al menos parcialmente por tierra. El geotextil 10 está dispuesto sobre la subrasante 52 y una capa 54 base está dispuesta sobre el geotextil 10. Normalmente, la capa base comprende un material granular, material agregado o una combinación de material granular y material agregado. El geotextil 10 se puede usar en cualquier superficie deseada, incluidas aquellas con pendientes sustanciales, o se puede usar en terraplenes, detrás de muros de contención, o como se desee donde se necesite material económico de retención/refuerzo/estabilización de la tierra.

La estructura 50 civil reforzada, opcionalmente, puede tener una capa 56 superficial dispuesta sobre la capa 54 base. La capa 56 superficial puede comprender una capa de hormigón, una capa de asfalto o una capa de hormigón dispuesta sobre la capa 54 base y una capa de asfalto dispuesta sobre la capa de hormigón.

La preparación de la estructura 50 civil reforzada incluye la preparación de la subrasante 52 (que comprende al menos parcialmente suelo). Por ejemplo, la preparación puede incluir nivelación, compactación hasta la máxima densidad posible y otros tratamientos de la subrasante 52. Luego, en sitios que contienen subrasante blanda (tal como con un CBR inferior a 3.0), el geotextil 10 de acuerdo con la presente invención puede ser colocado sobre la subrasante 52 y superpuesto con la capa 54 de base formada de base parcialmente de grava o base de agregado. Entonces, opcionalmente, la capa 56 superficial se puede colocar sobre la capa 54 base como se desee de manera convencional. Las propiedades biaxiales del geotextil 10 como se muestra en las Figs. 1-4 absorben la tensión tanto lateral como longitudinalmente en la estructura 50 civil reforzada. Además, la naturaleza tejida del geotextil 10, con sus múltiples aberturas y AOS de 40, junto con la gran cantidad de hilos 22 de trama e hilos 32 de urdimbre, sirve muy eficiente y eficazmente para separar la capa 54 base en la subrasante 52 para evitar la migración no deseada de grava hacia la subrasante 52 y viceversa.

En sitios que implican una subrasante más firme (tales como aquellos con CBR mayor que 3.0) el geotextil 10 puede, de acuerdo con la presente invención, colocarse entre la subrasante 52 y la capa 54 base, o en la capa 54 base. En este último caso, se prepara la subrasante 52 y se le aplica una parte de la capa 54 base. Luego se aplica el geotextil 10 a la capa base parcial 54 y luego se aplica el resto de la capa 54 base. La capa 56 superficial, opcionalmente, se puede añadir a cualquiera de estas estructuras 52 civiles reforzadas.

Durante la instalación, las secciones adyacentes del geotextil 10 se pueden grapar, coser o unir fácilmente entre sí de otro modo. Se pueden formar orillos de manera convencional como parte de la membrana 10 para ayudar en este proceso de sujeción.

Definiciones

Los términos "un" y "uno, una" no denotan una limitación de cantidad, sino que más bien denotan la presencia de al menos uno de los artículos a los que se hace referencia.

El término "o" significa "y/o".

La referencia a lo largo de la memoria descriptiva a "un aspecto", "otro aspecto", etc., significa que un elemento particular (por ejemplo, rasgo, estructura y/o característica) descrito en conexión con el aspecto está incluido en al menos un aspecto descrito en el presente documento, y puede o no estar presente en otros aspectos. Además, debe entenderse que los elementos descritos pueden combinarse de cualquier manera adecuada en los diversos aspectos.

En general, las composiciones o métodos pueden comprender, consistir en, o consistir esencialmente en, alternativamente, cualquier componente o etapa apropiada descrita en el presente documento. La invención puede formularse adicionalmente, o alternativamente, de manera que esté desprovista o sustancialmente libre de cualquier componente, material, ingrediente, adyuvante o especie, o etapa utilizada en las composiciones de la técnica anterior o que de otro modo no sean necesarios para lograr la función y/u objetivos de las presentes reivindicaciones.

"Opcional" u "opcionalmente" significa que el evento o circunstancia descrito posteriormente puede ocurrir o no, y que la descripción incluye casos en los que el evento ocurre y casos en los que no.

El modificador "aproximadamente" utilizado en relación con una cantidad incluye el valor indicado y tiene el significado dictado por el contexto (por ejemplo, incluye el grado de error asociado con la medición de la cantidad particular).

Los puntos finales de todos los intervalos dirigidos al mismo componente o propiedad incluyen los puntos finales, son combinables de forma independiente e incluyen todos los puntos e intervalos intermedios.

El sufijo "(s)", como se usa en el presente documento, pretende incluir tanto el singular como el plural del término que modifica, incluyendo así uno o más de ese término (por ejemplo, el colorante(s) incluye uno o más colorantes).

Los términos "primero", "segundo" y similares, "primario", "secundario" y similares, tal como se usan en el presente documento, no denotan ningún orden, cantidad o importancia, sino que más bien se usan para distinguir un elemento de otro.

Los términos "adelante", "atrás", "abajo" y/o "arriba" se utilizan en el presente documento, a menos que se indique lo contrario, simplemente por conveniencia de la descripción, y no se limitan a ninguna posición u orientación espacial.

El término "combinación" incluye combinaciones, mezclas, aleaciones, productos de reacción y similares.

A menos que se defina lo contrario, los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece esta invención.

El término "refuerzo de tierra" se refiere a actividades y productos que aumentan la resistencia a la tracción y/o al corte de la tierra o estructuras de partículas tales como en estructuras de muros de contención, pendientes empinadas, pendientes niveladas y otras aplicaciones que obligan a la mejora de la resistencia a la tracción y/o el corte de las propiedades del sustrato de partículas.

Como se usa en el presente documento, el término "separación" significa que la contaminación de una capa de base de piedra al entremezclarse con un suelo de subrasante se evita sustancial o completamente, preservando así la integridad estructural y la capacidad de drenaje de la capa de base.

"Fibra" significa un material en el que la relación longitud-diámetro es mayor que aproximadamente 10. La fibra normalmente se clasifica de acuerdo con su diámetro. La fibra de filamento se define generalmente como aquella que tiene un diámetro de fibra individual mayor que aproximadamente 15 denier, es decir, 1,667 Tex, normalmente mayor que aproximadamente 30 denier, es decir, 3,33 Tex, por filamento. La fibra de denier fino generalmente se refiere a una fibra que tiene un diámetro inferior a aproximadamente 15 denier, es decir, 1,667 Tex, por filamento. La fibra de microdenier se define generalmente como fibra que tiene un diámetro inferior a aproximadamente 100 micrómetros de denier por filamento.

"Fibra de filamento" o "fibra de monofilamento" significa una hebra continua de material de longitud indefinida (es decir, no predeterminada).

Las "fibras hiladas en estado fundido" son fibras formadas fundiendo una composición de polímero termoplástico y luego estirando la fibra en la masa fundida hasta un diámetro (u otra forma de sección transversal) menor que el diámetro (u otra forma de sección transversal) de la matriz.

Las "fibras hiladas" son fibras formadas extruyendo una composición de polímero termoplástico fundido como filamentos a través de una pluralidad de capilares de matriz fina, normalmente circular, de una hilera (no mostrada). El diámetro de los filamentos extruidos se reduce rápidamente y luego los filamentos se depositan sobre una superficie colectora para formar una red de fibras dispersas aleatoriamente con diámetros promedio generalmente entre aproximadamente 7 y aproximadamente 30 micrómetros.

"Hilo" significa una longitud continua de una pluralidad de filamentos retorcidos o enredados de otro modo (es decir, multifilamento) que se puede utilizar en la fabricación de tejidos o tejidos de punto y otros artículos. El hilo puede estar cubierto o descubierto. El hilo recubierto es hilo envuelto al menos parcialmente dentro de una cubierta exterior de otra fibra o material, por ejemplo, algodón o lana. Tal como se utiliza en el presente documento, "hilo" en un sentido amplio incluye películas, cintas, monofilamentos e hilos.

Si bien la invención se ha descrito con referencia a ejemplos de realizaciones y aspectos, los expertos en la técnica entenderán que se pueden realizar diversos cambios y se pueden sustituir elementos equivalentes por elementos de la misma sin apartarse del alcance de la invención. Además, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una situación o material particular a las enseñanzas de la invención sin apartarse del alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se pretende que la invención no se limite a las realizaciones particulares divulgadas como el mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invención, sino que la invención incluirá todas las realizaciones y aspectos aquí descritos que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un geotextil tejido (10) que tiene un tamaño de abertura aparente (AOS) de al menos 40, medido de acuerdo con la Sociedad Americana para la norma internacional D4751 para Pruebas y Materiales (norma internacional ASTM), y un caudal de agua de al menos 1426,103 litros por minuto/m2, es decir 35 galones por minuto/pies2 medidos de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491, caracterizado porque el geotextil tejido tiene una deformación del 12 % con una carga de tracción de al menos 52.5 N/mm que es 300 lb/pulgada según se mide de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595 en la dirección de la urdimbre, y en que el geotextil tejido comprende una tela (11) de tejido plano de seis hilos, comprendiendo el tejido plano de seis hilos conjuntos (20) de trama extendiéndose cada uno en una dirección de trama y teniendo cada uno seis hilos (22) de trama por conjunto de trama, teniendo dicho tejido plano de seis hilos un patrón repetitivo en el que un conjunto de urdimbre de uno o más hilos (32) de urdimbre se teje sobre un conjunto de trama de seis hilos de trama y luego se teje debajo del siguiente conjunto de trama.

2. El geotextil tejido de la reivindicación 1, en el que el geotextil tejido es una tela de módulo biaxial, en el que biaxial significa que las direcciones MD y XMD, o las direcciones 0° y 90°, son sustancialmente equivalentes en capacidad de carga a las mismas velocidades de deformación respectivas.

3. El geotextil tejido de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el geotextil tejido comprende:

i. una pluralidad de conjuntos de trama que se extienden en una dirección de trama, teniendo cada conjunto de trama seis hilos de trama colocados uno al lado del otro;

ii. una pluralidad de hilos (32) de urdimbre que se extienden en una dirección de urdimbre y que entrelazan la pluralidad de conjuntos de trama; y

iii. una pluralidad de aberturas (40) dispersas a través de la tela geotextil tejida, definida cada abertura por un conjunto de trama dado y dos hilos de urdimbre adyacentes dispuestos respectivamente en lados opuestos y entretejiendo el conjunto de trama dado y la intersección de los dos hilos de urdimbre adyacentes.

4. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el geotextil tejido es una tela de tejido plano de seis hilos 1/6.

5. El geotextil tejido de las reivindicaciones 3 o 4, en el que las aberturas tienen forma sustancialmente triangular.

6. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 3-5, en el que los hilos de trama comprenden monofilamentos redondos de polipropileno de 62,8 tex, es decir, 565 denier.

7. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 3-6, en el que los hilos de urdimbre comprenden monofilamentos que comprenden una mezcla de polipropileno y un copolímero de polipropileno/etileno y que tienen una tenacidad de al menos 0.066 N/tex que es 0.75 g/denier con una deformación del 1 %, al menos 0.13 N/tex que es 1.5 g/denier con una deformación del 2 %, y al menos 0.33 N/tex que es 3.75 g/denier con una deformación del 5 %, en el que los valores de deformación se miden de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595.

8. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 3-5 o 7, en el que los hilos de trama comprenden monofilamentos redondos de polipropileno.

9. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 3-8, en el que los hilos de trama de los respectivos conjuntos de trama están sustancialmente alineados en el mismo plano.

10. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 1-3 o 5-9, en el que el geotextil tejido es una tela de tejido plano de seis hilos 2/6.

11. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 1-3 o 5-10, en el que la pluralidad de hilos de urdimbre están dispuestos como conjuntos de urdimbre y cada conjunto de urdimbre tiene dos hilos de urdimbre colocados uno al lado del otro; y estando definida cada abertura por un conjunto de trama dado y dos conjuntos de urdimbre adyacentes dispuestos respectivamente en lados opuestos y entretejiendo el conjunto de trama dado y la intersección de los dos conjuntos de urdimbre adyacentes.

12. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que el tejido tiene una deformación del 12 % a una carga de tracción de al menos 47.3 N/mm que es 270 lb/pulgada en la dirección trama, en el que la deformación se mide de acuerdo con la norma internacional ASTM D4595.

13. El geotextil tejido de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en el que el tejido tiene un caudal de agua de al menos 1629,832 litros por minuto/m2, es decir, 40 galones por minuto/pies2 medidos de acuerdo con la norma internacional ASTM D4491.

14. Una estructura (50) civil reforzada, que comprende:

a. una subrasante (52) formada al menos parcialmente de tierra;

b. una capa (54) base formada al menos parcialmente de un material granular, material agregado o una combinación de los mismos; y

c. un geotextil (10) tejido dispuesto entre la subrasante y la capa base; caracterizado porque el geotextil tejido es como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1-13.

15. La estructura civil de la reivindicación 14, que comprende además una capa (56) superficial dispuesta sobre la capa base.