JP7027038B2 - 改良された圧密および変形抵抗性を有するジオセル - Google Patents
改良された圧密および変形抵抗性を有するジオセル Download PDFInfo
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Description
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１４年２月１２日に出願された米国仮特許出願番号第６１／９３９，１９８号に基づく優先権を主張している。この仮特許出願は、本明細書中に参考として全体が援用される。
本出願は、２０１４年２月１２日に出願された米国仮特許出願番号第６１／９３９，１９８号に基づく優先権を主張している。この仮特許出願は、本明細書中に参考として全体が援用される。
（背景）
本開示は、改良された圧密および変形抵抗性を有する、ジオセルに言及する。
本開示は、改良された圧密および変形抵抗性を有する、ジオセルに言及する。
輸送工学では、いくつかの層が、舗装の工事で認知される。これらの層は、路床層と、路盤層と、基層と、舗装板または表面層とを含む。路床層は、天然材料であり、舗装のための基盤の役割を果たす。通常、地表面上の土壌およびもろい材料は、路床層を露出させるために、掘って取り除かれるか、または別様に除去される。路盤層は、路床を覆って敷かれ、耐荷重層の役割を果たす。路盤層は、路床層にわたって均等に負荷を拡散し、また、水平面を形成するために使用されることもできる。基層は、路盤層を覆って敷かれ、負荷を担持するために使用される。舗装の所望の用途に応じて、別の層が基層を覆って配置されることができ、本層は、舗装板基層としても公知であり得る。次いで、舗装板または表面層は、この上に配置され、舗装の表面上の露出層となる。表面層は、例えば、アスファルト（例えば、道路もしくは駐車場）またはコンクリート（例えば、歩道）であり得る。
舗装道路および鉄道は、それらの基礎および／または路盤における塑性変化に非常に敏感である。これらの２つの層における１～３パーセントの歪みは、アスファルト表面層（道路）の亀裂を引き起こし得、かつレール（鉄道）の歪曲を引き起こし得る。
ジオセルは、傾斜上の浸食制御および土壌安定化で長年使用されてきた。ジオセルは、その浸食を減速させるが、その弾性率を増加させない、充填材用の「コンテナ」の役割を果たす。ジオセルは、ある時は、大部分が砂を用いた一時的舗装に使用されるが、そのような一時的舗装の設計寿命は、長くても数ヶ月に限定される。
鉄道、コンクリート表面、およびアスファルト骨材表面道路等の長持ちする舗装は、通常、表面層の降伏により破損し、亀裂および轍掘れにつながる。表面層降伏の主な原因は、基礎および／または路盤の不良な強度、不良な剛性、ならびに／もしくは不良な長期安定性である。これは、表面層の底部における変形を引き起こす。
典型的には、表面層破損は、基礎または路盤のいずれかにおける２～４％の範囲内の変形で始まる。従来技術のジオセルは、基礎または路盤を安定させるために使用されているが、交通量の少ない状況でさえも、本要件を満たすことができていない。
塑性（非復元可能、非弾性）変形をコンクリートまたはアスファルトベースの表面層もしくは鉄道の安定性を保証するレベルに限定しながら、設置中に、後に補修中に、十分な閉じ込めを充填材に提供することが可能なジオセルの必要性がある。そのようなジオセルは、設置中に充填するために十分な剛性を発生させ、多くの車両通路のためにそれらの寸法安定性を保持することができる必要がある。
（簡単な説明）
本開示は、道路基礎または鉄道基礎用の充填材を補強して閉じ込めるために好適である、ジオセルに関する。一般的に言えば、ジオセルは、ジオセルが充填材で充填され、圧密を被るとき、設置中に一過性の負荷を受ける。ジオセルはまた、車両がその上に負荷を印加するとき、使用（ｓｅｒｖｉｃｅ）中に一定の反復負荷も受ける。本開示のジオセルは、設置中および／または使用中に、変形に抵抗する。本性質は、本明細書で説明されるように試験されることができる。
本開示は、道路基礎または鉄道基礎用の充填材を補強して閉じ込めるために好適である、ジオセルに関する。一般的に言えば、ジオセルは、ジオセルが充填材で充填され、圧密を被るとき、設置中に一過性の負荷を受ける。ジオセルはまた、車両がその上に負荷を印加するとき、使用（ｓｅｒｖｉｃｅ）中に一定の反復負荷も受ける。本開示のジオセルは、設置中および／または使用中に、変形に抵抗する。本性質は、本明細書で説明されるように試験されることができる。
概して、本開示のジオセルは、設置中に最大でも３．５％の変形しか被らない。視覚的に点検されるとき、いかなる局所応力集中または塑性降伏も可視的ではない。
一般に、本開示のジオセルは、使用中に最大でも３％の変形しか被らない。再度、視覚的に点検されるとき、いかなる局所応力集中または塑性降伏も可視的ではない。
本開示のこれらおよび他の非限定的側面は、以下でさらに詳細に説明される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
複数のポリマー細長片から形成されるジオセルであって、隣接する細長片は、前記細長片の面と垂直な方向に伸張されるときに、セル壁を有する複数のセルを形成するように、継目に沿ってともに結合され、
前記ジオセルのセル細長片は、最大でも３．５％の設置歪みによって特徴付けられる、ジオセル。
（項目２）
前記ジオセルの前記セル細長片は、最大でも３．０％の設置歪みによって特徴付けられる、項目１に記載のジオセル。
（項目３）
前記ジオセルの前記セル細長片は、最大でも２．５％の設置歪みによって特徴付けられる、項目１に記載のジオセル。
（項目４）
複数のポリマー細長片から形成されるジオセルであって、隣接する細長片は、前記細長片の面と垂直な方向に伸張されるときに、セル壁を有する複数のセルを形成するように、継目に沿ってともに結合され、
前記ジオセルのセル細長片は、最大でも３．０％の使用歪みを有する、ジオセル。
（項目５）
前記ジオセルの前記セル細長片は、最大でも２．５％の使用歪みを有する、項目４に記載のジオセル。
（項目６）
前記使用歪みは、以下の手順：
セル細長片長が、前記継目の間の距離であり、セル細長片幅が、セル高さに等しい、セル壁の一方の継目から前記セル壁の他方の継目まで切断される、前記セル細長片を取得するステップと、
上クランプと下クランプとの間で前記セル細長片を圧着するステップであって、前記上クランプは、静的であり、フレームに取り付けられ、前記下クランプは、自由であり、重量で荷重されることができ、前記クランプは、温度調整を可能にするチャンバ内に位置する、ステップと、
周囲温度で９０分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの負荷を前記下クランプに印加するステップと、
前記チャンバを４４℃まで加熱し、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機するステップと、
４４℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を前記下クランプに印加するステップと、
４４℃における前記セル細長片の変形を測定するステップと、
前記チャンバを５１℃まで加熱し、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機するステップと、
５１℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を前記下クランプに印加するステップと、
５１℃における前記セル細長片の変形を測定するステップと、
前記チャンバを５８℃まで加熱し、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機するステップと、
５８℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を前記下クランプに印加するステップと、
５８℃における前記セル細長片の変形を測定するステップと、
前記使用歪みを取得するように、前記セル細長片の全変形を前記上クランプと下クランプとの間の元の距離で除算するステップと、
に従って測定される、
項目４に記載のジオセル。
（項目７）
６．１ｋＮ／メートルの前記負荷は、前記チャンバが４４℃まで加熱されるとき、前記チャンバが５１℃まで加熱されるとき、および前記チャンバが５１℃まで加熱されるときに、前記下クランプから除去される、項目６に記載のジオセル。
（項目８）
６．１ｋＮ／メートルの前記負荷は、前記チャンバが４４℃まで加熱されるとき、前記チャンバが５１℃まで加熱されるとき、または前記チャンバが５１℃まで加熱されるときに、前記下クランプから除去されない、項目６に記載のジオセル。
（項目９）
前記使用歪みは、５８℃における前記セル細長片の前記変形を測定した後に取得される値である、項目６に記載のジオセル。
（項目１０）
前記使用歪みは、デフクレクトメータを使用して測定され、
前記デフクレクトメータは、４４℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
前記デフクレクトメータは、５１℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
前記デフクレクトメータは、５８℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
全変形は、４４℃、５１℃、および５８℃における前記細長片の前記変形を合計することによって取得される、
項目６に記載のジオセル。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
複数のポリマー細長片から形成されるジオセルであって、隣接する細長片は、前記細長片の面と垂直な方向に伸張されるときに、セル壁を有する複数のセルを形成するように、継目に沿ってともに結合され、
前記ジオセルのセル細長片は、最大でも３．５％の設置歪みによって特徴付けられる、ジオセル。
（項目２）
前記ジオセルの前記セル細長片は、最大でも３．０％の設置歪みによって特徴付けられる、項目１に記載のジオセル。
（項目３）
前記ジオセルの前記セル細長片は、最大でも２．５％の設置歪みによって特徴付けられる、項目１に記載のジオセル。
（項目４）
複数のポリマー細長片から形成されるジオセルであって、隣接する細長片は、前記細長片の面と垂直な方向に伸張されるときに、セル壁を有する複数のセルを形成するように、継目に沿ってともに結合され、
前記ジオセルのセル細長片は、最大でも３．０％の使用歪みを有する、ジオセル。
（項目５）
前記ジオセルの前記セル細長片は、最大でも２．５％の使用歪みを有する、項目４に記載のジオセル。
（項目６）
前記使用歪みは、以下の手順：
セル細長片長が、前記継目の間の距離であり、セル細長片幅が、セル高さに等しい、セル壁の一方の継目から前記セル壁の他方の継目まで切断される、前記セル細長片を取得するステップと、
上クランプと下クランプとの間で前記セル細長片を圧着するステップであって、前記上クランプは、静的であり、フレームに取り付けられ、前記下クランプは、自由であり、重量で荷重されることができ、前記クランプは、温度調整を可能にするチャンバ内に位置する、ステップと、
周囲温度で９０分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの負荷を前記下クランプに印加するステップと、
前記チャンバを４４℃まで加熱し、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機するステップと、
４４℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を前記下クランプに印加するステップと、
４４℃における前記セル細長片の変形を測定するステップと、
前記チャンバを５１℃まで加熱し、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機するステップと、
５１℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を前記下クランプに印加するステップと、
５１℃における前記セル細長片の変形を測定するステップと、
前記チャンバを５８℃まで加熱し、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機するステップと、
５８℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記継目と垂直に６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を前記下クランプに印加するステップと、
５８℃における前記セル細長片の変形を測定するステップと、
前記使用歪みを取得するように、前記セル細長片の全変形を前記上クランプと下クランプとの間の元の距離で除算するステップと、
に従って測定される、
項目４に記載のジオセル。
（項目７）
６．１ｋＮ／メートルの前記負荷は、前記チャンバが４４℃まで加熱されるとき、前記チャンバが５１℃まで加熱されるとき、および前記チャンバが５１℃まで加熱されるときに、前記下クランプから除去される、項目６に記載のジオセル。
（項目８）
６．１ｋＮ／メートルの前記負荷は、前記チャンバが４４℃まで加熱されるとき、前記チャンバが５１℃まで加熱されるとき、または前記チャンバが５１℃まで加熱されるときに、前記下クランプから除去されない、項目６に記載のジオセル。
（項目９）
前記使用歪みは、５８℃における前記セル細長片の前記変形を測定した後に取得される値である、項目６に記載のジオセル。
（項目１０）
前記使用歪みは、デフクレクトメータを使用して測定され、
前記デフクレクトメータは、４４℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
前記デフクレクトメータは、５１℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
前記デフクレクトメータは、５８℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
全変形は、４４℃、５１℃、および５８℃における前記細長片の前記変形を合計することによって取得される、
項目６に記載のジオセル。
以下は、本明細書で開示される例示的実施形態を図示する目的で提示され、それらに限定する目的ではない、図面の簡単な説明である。
（詳細な説明）
本明細書に開示される構成要素、プロセス、および装置のより完全な理解は、添付図面を参照することによって得られることができる。これらの図は、便宜性および本開示を実証する容易性に基づく、概略図にすぎず、したがって、デバイスまたはその構成要素の相対的サイズおよび寸法を示すこと、そして／または例示的実施形態の範囲を画定もしくは限定することを意図していない。
本明細書に開示される構成要素、プロセス、および装置のより完全な理解は、添付図面を参照することによって得られることができる。これらの図は、便宜性および本開示を実証する容易性に基づく、概略図にすぎず、したがって、デバイスまたはその構成要素の相対的サイズおよび寸法を示すこと、そして／または例示的実施形態の範囲を画定もしくは限定することを意図していない。
具体的用語が、明確にするために以下の説明で使用されるが、これらの用語は、図面で図示するために選択される実施形態の特定の構造のみを指すことを意図しており、本開示の範囲を画定または限定することを意図していない。下記での図面および以下の説明では、類似の数字の指定が類似の機能の構成要素を指すことを理解されたい。
「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という単数形は、文脈が明確に別様に決定付けない限り、複数の指示物を含む。
本願の明細書および請求項内の数値は、同一の有効桁数まで削減されるときに同一である数値と、値を判定するように本願で説明されるタイプの従来の測定技法の実験誤差未満だけ記述された値と異なる数値とを含むと理解されるべきである。
本明細書で開示される全ての範囲は、記載された終点を含み、独立して組み合わせ可能である（例えば、「２ｍｍ～１０ｍｍ」の範囲は、終点２ｍｍおよび１０ｍｍ、ならびに全ての中間値を含む）。
「約」および「実質的に」等の用語または複数の用語によって修飾される値は、規定される正確な値に限定されなくてもよい。「約」という修飾語句はまた、２つの終点の絶対値によって画定される範囲を開示すると見なされるべきである。例えば、「約２～約４」という表現はまた、「２～４」の範囲も開示する。「約」という用語は、指示された数のプラスまたはマイナス１０％を指してもよい。
（セル閉じ込めシステム（ＣＣＳ）としても公知である）ジオセルは、土壌浸食防止、チャネルライニング、補強土壌保持壁の工事、および舗装の支持等の多くの地質工学的用途で有用である、３次元地質合成製品である。ＣＣＳは、非粘性土、砂、ローム、採石場廃棄物、砂利、バラスト、または任意の他のタイプの凝集体であり得る、充填材で充填される「ハニカム」構造に類似する、閉じ込めセルのアレイである。ＣＣＳは、土壌用の保持壁、土嚢壁または重力壁の代替物、ならびに鉄道、舗装および鉄道基盤等の、浸食を防止する、または側方支持を提供する土木工学用途で使用される。対照的に、ジオグリッドが、略平坦（すなわち、２次元）であり、平面補強として使用される一方で、ＣＣＳは、全ての壁に対して各セル内で作用する内力ベクトルを伴う３次元構造である。ジオセルおよびジオグリッドはまた、それらの垂直高さによって区別されることもできる。ジオセルが、少なくとも２０ｍｍの垂直高さを有する一方で、ジオグリッドは、約０．５ｍｍ～２ｍｍの垂直高さを有する。
図１は、その拡張状態におけるジオセルの斜視図である。ジオセル１０は、複数のポリマー細長片１４を備える。隣接する細長片は、離散物理的継目１６に沿ってともに結合される。結合は、結合、縫製、または溶接によって行われてもよいが、概して、溶接によって行われる。２つの継目１６の間の各細長片の部分は、個別セル２０のセル壁１８を形成する。各セル２０は、２つの異なるポリマー細長片から作製されたセル壁を有する。細長片１４は、拡張されたときに、ハニカムパターンが複数の細長片から形成されるように、ともに結合される。例えば、外側細長片２２および内側細長片２４は、細長片２２および２４の長さに沿って規則的に離間される、継目１６においてともに結合される。一対の内側細長片２４が、継目３２に沿ってともに結合される。各継目３２は、２つの継目１６の間にある。結果として、複数の細長片１４が、細長片の面と垂直な方向に伸張または拡張されるとき、細長片は、ジオセル１０を形成するように正弦曲線様式で屈曲する。２つのポリマー細長片２２、２４の端部が交わるジオセルの縁において、端部溶接２６（接合部とも見なされる）が、２つのポリマー細長片２２、２４を安定させる短い尾部３０を形成するように、端部２８から短い距離に作製される。本ジオセルはまた、特に、単一の区分によって実際に覆われることができるよりも広い面積にわたって他のジオセルと組み合わせられるときに、区分と称されてもよい。
図２は、参考のために図示された継目１６とともに、長さ４０、高さ４２、および幅４４を示す、ポリマー細長片１４の拡大斜視図である。長さ４０、高さ４２、および幅４４は、示される方向に測定される。長さは、ジオセルがその折畳または圧縮状態であるときに測定される。圧縮状態では、各セル２０が、容積を有さないと見なされ得る一方で、拡張状態は、概して、ジオセルがその最大可能容量まで拡張されたときを指し得る。実施形態では、ジオセル高さ４３は、約５０ミリメートル（ｍｍ）～約２００ｍｍである。（折り畳まれていない状態で継目の間の距離として測定される）ジオセルセルサイズは、約２００ｍｍ～約６００ｍｍであり得る。
ジオセルは、ポリエチレン（ＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、および／またはポリアミドもしくはポリエステルとのポリオレフィンの混合物から作製されることができる。「ＨＤＰＥ」という用語は、以降では、０．９４０ｇ／ｃｍ３を上回る密度によって特徴付けられるポリエチレンを指す。中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）という用語は、０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３を上回る密度によって特徴付けられるポリエチレンを指す。直線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）という用語は、０．９１～０．９２５ｇ／ｃｍ３の密度によって特徴付けられるポリエチレンを指す。細長片は、溶接された継目の間の距離が約２００ｍｍ～約６００ｍｍである、オフセット様式でともに溶接される。
ジオセルの通常の細長片壁厚は、１．０ｍｍ～１．７ｍｍの範囲内のある変動を伴って、１．２７ミリメートル（ｍｍ）である。セル壁は、穿孔（図１および図２における５０）および／またはエンボス加工されることができる。
本ジオセルは、設置中にわずかな変形しか被らない。以下の手順を使用して、所与のジオセルが、設置中の変形について試験されることができる。第１に、セル細長片が、ジオセルから取得される。本セル細長片は、本質的に、図１を参照して、継目１６から（継目３２ではなく）継目１６まで延在するセル壁である。本セル細長片の長さは、継目の間の距離であり、本セル細長片の幅は、セル高さ（図２の方向４２）に等しい。セル細長片は、上クランプと下クランプとの間で圧着され、クランプは、セル細長片の長さがクランプの間に延在するように、継目に沿って配置される。上クランプは、静的であり、フレームに取り付けられる。対照的に、下クランプは、自由であり、揺動することができる。負荷が、下クランプに印加されることができ、試験中に、細長片を変形させるために使用される。次いで、６．１ｋＮ／メートルの負荷が、セル細長片の継目と垂直に下クランプに印加される。本負荷は、設置中の変形（設置歪みと称される）をシミュレーションするように、９０分にわたって周囲温度（２３℃±３℃）で印加される。９０分が完了した後、全変形が測定される。変形の割合は、全変形を元のセル細長片長で除算することによって取得される。本開示のジオセルは、最大でも３．５％の設置歪みしか被らない。具体的実施形態では、向上した安定性が必要とされるとき、設置歪みは、最大でも３％である。セル細長片はまた、（視覚的に点検されるときに）局所塑性降伏の痕跡を含まないはずである。
この点に関して、６．１ＫＮ／ｍ負荷は、圧密段階中の（充填材が追加され、ジオセルの中で圧密されているときの）典型的基礎設計における応力から計算される。９０分の時間は、充填材とジオセルとの間の安定した予測可能な相互作用（圧密プラス閉じ込め）を達成するために十分な典型的周期をシミュレーションしている。
設置中のある変形は、通常、充填材の十分な閉じ込めを確実するために必要とされる。しかしながら、設置中の約３．５％を上回る変形は、２つの望ましくない現象、すなわち、（ａ）使用中の時期尚早なひび割れに対して有孔領域を敏感にする、該領域中のジオセルにおける不可逆的な塑性降伏、および（ｂ）基礎または路盤剛性の低下、繰り返しの荷重に耐える能力の低下、ならびに下向きおよび水平への充填材の不要な流動につながる、不十分な充填材閉じ込めを引き起こす。従来技術のジオセルは、本設置ステップ中に、有意により高く、典型的には、６％またはそれを上回って変形する。さらに、重度の塑性降伏によって特徴付けられる、先行技術のジオセル内の高穿孔の領域は、後に、使用中に壊滅的に破損し得る。この点に関して、セル細長片が試験され、便宜性の目的で、セル細長片の性能がジオセルに帰因することも留意されたい。
図３は、設置および圧着されたジオセルセルから切断された、２つの細長片を含む、試験チャンバの写真である。負荷が、下クランプから下向きに延在するアームに印加される。正確なデフクレクトメータが、その計測先端が負荷から延在するプレートに触れている状態でチャンバフレームに搭載される。変形は、負荷試験下の変形中に、特定のタイムスロットにおいてデフクレクトメータゲージ上で読み取られることができる。
図４は、設置中の変形について試験されている、３つの異なるセル細長片の写真である。左の細長片および中央の細長片は、先行技術の細長片である。左の細長片は、１．５ｍｍの厚さを有し、ＨＤＰＥで作製されている。中央の細長片は、１．６ｍｍの厚さを有し、同様にＨＤＰＥで作製されている。変形は、視覚的に明白であり、穿孔は、不可逆的に変形している。穿孔付近の降伏および低温流れ（コールドフロー）の明確なマークも観察される。これらの２つのセル細長片は、塑性降伏を受けており、基礎または路盤の長期使用のために推奨されない。これは、ポリマーが塑性降伏後にひび割れ（負荷下の予測不可能な壊滅的破損）を被ることが公知であるという事実によるものである。わずか９０分以内のこの種類の変形は、容認不可能であり、これらの従来技術のジオセルは、基礎補強に好適ではない。
最右細長片は、本開示によるセル細長片であり、１．４ｍｍの厚さを有する。ジオセルは、ＨＤＰＥおよびポリアミドの低クリープ混合物で作製され、穿孔パターンは、局所塑性降伏を回避するように最適化される。変形は、はるかに少なく、穿孔は、不変であり、細長片は、塑性降伏を受けていない。結果として、本細長片は、基礎または路盤の長期使用のために推奨されることができる。
望ましくは、本開示のジオセルは、交通量が過多または中程度である、道路基礎、道路路盤、工業用床、広範囲の粘土を覆う舗装、鉄道基礎、または鉄道路盤を補強して閉じ込めるために好適である。そのようなジオセルは、補修中にわずかな変形しか被らない。以下の手順を使用して、所与のジオセルが、使用中の変形について試験されることができる。第１に、セル細長片が、ジオセルから取得される。本細長片は、本質的に、図１を参照して、継目１６から（継目３２ではなく）継目１６まで延在するセル壁である。本細長片の長さは、継目の間の距離であり、本細長片の幅は、セル高さ（図２の方向４２）に等しい。セル細長片は、上クランプと下クランプとの間で圧着され、クランプは、細長片の長さがクランプの間に延在するように、継目に沿って配置される。上クランプは、静的であり、フレームに取り付けられる。対照的に、下クランプは、自由であり、揺動することができる。セル細長片は、通常、加熱し、その温度（すなわち、チャンバ内の空気の温度）を±１℃の範囲内で維持することが可能である、チャンバに含まれる。負荷が、下クランプに印加されることができ、試験中に、セル細長片を変形させるために使用される。次いで、６．１ｋＮ／メートルの負荷が、セル細長片の継目と垂直に下クランプに印加される。本負荷は、細長片の変形を可能にするように、９０分にわたって周囲温度（２３℃±３℃）で印加される。
９０分が完了した後、チャンバは４４℃まで加熱される。１５分の期間が、細長片を均一な温度に到達させるように経過する。デフクレクトメータは、ゼロにリセットされる。次いで、６．１ｋＮ／メートルの負荷が、４４℃で１６７分にわたって印加される。次いで、４４℃における１６７分後のセル細長片の変形が、測定されて記録される。セル細長片は、局所塑性降伏の痕跡および局所応力集中について視覚的に点検されることができる。
次に、チャンバは、５１℃まで加熱される。１５分時間をおき、セル細長片を均一な温度に到達させる。デフクレクトメータは、ゼロにリセットされる。次いで、６．１ｋＮ／メートルの負荷が、５１℃で１６７分にわたって印加される。次いで、５１℃における１６７分後のセル細長片の変形が、測定されて記録される。セル細長片は、局所塑性降伏の痕跡および局所応力集中について視覚的に点検されることができる。
次に、チャンバは、５８℃まで加熱される。１５分時間をおき、セル細長片を均一な温度に到達させる。デフクレクトメータは、ゼロにリセットされる。次いで、６．１ｋＮ／メートルの負荷が、５８℃で１６７分にわたって印加される。次いで、５８℃における１６７分後のセル細長片の変形が、測定されて記録される。セル細長片は、局所塑性降伏の痕跡および局所応力集中について視覚的に点検されることができる。
次いで、変形の割合が、全変形を元の細長片長で除算することによって取得される。上記で説明されるように、全変形は、４４℃におけるセル細長片の変形、５１℃におけるセル細長片の変形、および５８℃におけるセル細長片の変形を合計することによって取得される。蓄積された歪みは、使用歪みと称される。本開示のジオセルは、最大でも３％の使用歪みしか被らない。セル細長片はまた、（視覚的に点検されるときに）局所塑性降伏の痕跡を含むべきではない。具体的実施形態では、向上した安定性が必要とされるとき、セル細長片は、最大でも２．５％の使用歪みしか被らない。
４４℃、５１℃、および５８℃の温度は、チャンバ、すなわち、チャンバ内の空気が加熱される温度を指すことに留意されたい。概して、細長片は、サイクルの開始から約１５分以内にチャンバ温度と平衡状態に達する。
本手順は、ＡＳＴＭ Ｄ６９９２から修正され、段階的等温方法（ＳＩＭ）として公知の方法によって支援される。ステップの数および持続時間は、交通量が中程度および中程度から過多である典型的な交通の通過をシミュレーションするように計算されている。
上記で説明されるように、負荷は、新しいより高い温度への平衡の間には除去されない。
また、上記で説明されるように、デフクレクトメータは、チャンバが新しいより高い温度に設定されるとリセットされる。いくつかの実施形態では、デフクレクトメータは、リセットされず、全変形は、５８℃における加熱後に測定される変形である。
図５は、使用寿命の約１０％の時間を表す、４４℃加熱ステップ中の２つのセル細長片を示す写真である。右の細長片は、先行技術の細長片であり、重度の塑性変形を被る。本段階で、変形は、２５％を上回る。左の細長片は、本開示のセル細長片であり、０．２％未満変形しており、歪曲の視覚的痕跡を呈していない。本挙動は、試験の終了まで保持され、左の細長片の全変形は、クランプの間の元の距離の１．４％であった。いかなる歪曲の視覚的痕跡も左の細長片で見られなかった。
本開示は、例示的実施形態を参照して説明されている。先述の発明を実施するための形態を読んで理解することによって、修正および改変が他者に想起され得ることは、明らかである。本開示は、添付の請求項およびその均等物の範囲内である限りにおいて、全てのそのような修正および改変を含むと解釈されることが意図される。
Claims (13)
- 複数のポリマー細長片から形成されるジオセルであって、隣接する細長片は、前記細長片の面と垂直な方向に伸張されるときに、複数のセル壁を有する複数のセルを形成するように、継目に沿ってともに結合され、各セル壁は、ポリマー細長片の、第１の継目から第２の継目まで延在する部分であるセル細長片であり、各セル壁は、複数の穿孔を有し、
前記ジオセルから取得されるセル細長片であって、前記セル細長片の長さが、前記セル壁の前記第１の継目と前記第２の継目との間の距離である、前記セル細長片が、２３℃±３℃の周囲温度で９０分にわたって前記セル細長片の前記長さに沿って印加される６．１ｋＮ／メートルの負荷に応答して変形するとき、前記セル細長片の前記長さによって前記セル細長片の全変形を除算することによって取得される前記セル細長片の変形の割合が、最大でも３．５％であり、
前記ポリマー細長片は、１．０ミリメートル～１．４ミリメートルの細長片壁厚を有し、
前記ポリマー細長片は、高密度ポリエチレンおよびポリアミドの混合物から作製されている、ジオセル。 - 前記セル細長片の変形の割合は、最大でも３．０％である、請求項１に記載のジオセル。
- 前記セル細長片の変形の割合は、最大でも２．５％である、請求項１に記載のジオセル。
- 複数のポリマー細長片から形成されるジオセルであって、隣接する細長片は、前記細長片の面と垂直な方向に伸張されるときに、複数のセル壁を有する複数のセルを形成するように、継目に沿ってともに結合され、各セル壁は、ポリマー細長片の、第１の継目から第２の継目まで延在する部分であるセル細長片であり、各セル壁は、複数の穿孔を有し、
前記ジオセルから取得されるセル細長片であって、前記セル細長片の長さが、前記セル壁の前記第１の継目と前記第２の継目との間の距離である、前記セル細長片が、４４℃、５１℃、および５８℃の３つの加熱された温度で１６７分の３つの期間にわたって前記セル細長片の前記長さに沿って印加される６．１ｋＮ／メートルの負荷に応答して変形するとき、前記セル細長片の変形は、各加熱された温度で測定され、前記セル細長片の前記長さによって前記セル細長片の全変形を除算することによって取得される前記セル細長片の変形の割合が、最大でも３．０％であり、
前記ポリマー細長片は、１．０ミリメートル～１．４ミリメートルの細長片壁厚を有し、
前記ポリマー細長片は、高密度ポリエチレンおよびポリアミドの混合物から作製されている、ジオセル。 - 前記セル細長片の変形の割合は、最大でも２．５％である、請求項４に記載のジオセル。
- 前記セル細長片は、セル高さに等しい幅を有し、
前記セル細長片の変形を測定するために、前記セル細長片が、上クランプと下クランプとの間で圧着され、前記上クランプは、静的であり、フレームに取り付けられ、前記下クランプは、自由であり、重量で荷重されることができ、前記クランプは、温度調整を可能にするチャンバ内に位置し、
前記６．１ｋＮ／メートルの負荷が、２３℃±３℃の周囲温度で９０分にわたって前記セル細長片の前記長さに沿って前記下クランプに印加され、
前記チャンバが、４４℃まで加熱され、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機し、
前記６．１ｋＮ／メートルの負荷が、４４℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記長さに沿って前記下クランプに印加され、
前記セル細長片の変形が、４４℃において測定され、
前記チャンバが、５１℃まで加熱され、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機し、
前記６．１ｋＮ／メートルの負荷が、５１℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記長さに沿って前記下クランプに印加され、
前記セル細長片の変形が、５１℃において測定され、
前記チャンバが、５８℃まで加熱され、前記セル細長片が均一な温度に達することを可能にするように１５分間待機し、
前記６．１ｋＮ／メートルの負荷が、５８℃で１６７分にわたって前記セル細長片の前記長さに沿って前記下クランプに印加され、
前記セル細長片の変形が、５８℃において測定され、
前記セル細長片の全変形が、前記上クランプと下クランプとの間の元の距離で除算される、
請求項４に記載のジオセル。 - 前記６．１ｋＮ／メートルの負荷は、前記チャンバが４４℃まで加熱されるとき、前記チャンバが５１℃まで加熱されるとき、および前記チャンバが５８℃まで加熱されるときに、前記下クランプから除去される、請求項６に記載のジオセル。
- 前記６．１ｋＮ／メートルの負荷は、前記チャンバが４４℃まで加熱されるとき、前記チャンバが５１℃まで加熱されるとき、または前記チャンバが５８℃まで加熱されるときに、前記下クランプから除去されない、請求項６に記載のジオセル。
- 前記セル細長片の長さによって除算された前記セル細長片の全変形は、５８℃における前記セル細長片の前記変形を測定した後に取得される値である、請求項６に記載のジオセル。
- 前記セル細長片の長さによって除算された前記セル細長片の全変形は、デフクレクトメータを使用して測定され、
前記デフクレクトメータは、４４℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
前記デフクレクトメータは、５１℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
前記デフクレクトメータは、５８℃で１６７分にわたって６．１ｋＮ／メートルの前記負荷を印加する前に、ゼロにリセットされ、
全変形は、４４℃、５１℃、および５８℃における前記細長片の前記変形を合計することによって取得される、
請求項６に記載のジオセル。 - 前記ジオセルは、約５０ミリメートル～約２００ミリメートルのジオセル高さを有する、請求項１に記載のジオセル。
- 前記ジオセルは、約２００ミリメートル～約６００ミリメートルのジオセルサイズを有する、請求項１に記載のジオセル。
- 前記継目間の距離は、約２００ｍｍ～約６００ｍｍである、請求項１に記載のジオセル。
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