NO841280L - Langstrakt boeyelig dreneringsmatte - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår dreneringsmatter

ved utstrekning i flere retninger og som er nyttige og virksomme for eksempel ved veikantdrenering for awanning av veidekkesystemer.

Problemet med: vann i veldekker har vært en bekymring for teknikere i en anseelig tid. Så tidlig som i 1823 med-delte McAdam til London Board of Agriculture om betydningen av å holde veidekketsbærelag tørt for å føre tunge belastninger uten fare. Han omtalte betydningen av å opprettholde en ugjennomtrengelig overflate over bærelaget for å holde vannet ute fra bærelaget.

Arten av veidekke-faremomenter bevirket av vann

er ganske mangesidig. Disse er omtalt i en publikasjon med betegnelsen "Highway Pavement Distress Identification Manual" av 1979 utarbeidet for The Federal Highway Administration i U.S.A. Department of Transportation.

Fuktighet i veidekkesystemer kan skrive seg fra flere kilder. Fuktighet kan trenge gjennom sidene, særlig når det foreligger grovkornede lag eller når overflatens dreneringsmuligheter i området er utilstrekkelige. Grunnvannet kan stige og dette kan ventes om vinteren" og om våren. Overflatevann kan trenge inn i skjøter og sprekker i veidekket, trenge gjennom kantene av overflaten og trenge opp gjennom denne og veiskuldrene. Vann kan bevege seg vertikalt i kapillarer eller sammenhengende vannhinner. Fuktighet kan bevege seg i dampform alt etter egnede temperaturgradienter og luftholdige rom. Dessuten blir problemet med vann i veidekkesystemer ofte alvorligere i områder hvor det forekommer virkning av frost eller perioder med tining av frost såvel som i områder med grunnen og i skiferlag.

De typer av faremomenter for veidekker som bevirkes av vann, er temmelig mange og varierer i avhengighet av vei-dekkesystemets art. For fleksible veidekkesystemer vil noen av faremomentene i forbindelse med vann enten alene eller i kombinasjon med temperaturen omfatte: huller, tap av tilslag, slitasje ved oppkjøring, forvitring, "krokodillesprekker", reflekterende sprekker, krypesprekker, opphopninger og hev-ninger (ved frost eller svellende underlag). For stive vei dekkesystemer inkluderer noen av faremomentene forkastning, skjøtesvikt, pumping, hjørnesprekker, diagonale sprekker, tverrgående sprekker, langsgående sprekker, krypesprekker, oppblåsning eller dannelsen av buler, krøller, D-sprekker, avskalling av overflaten og stålkorrosjon, og løfting (på grunn av frost eller utvidelse av underlaget).

Lignende typer av faremomenter opptrer på rulle-baner for flyplasser.

Mange av de ovennevnte faremomenter eller skader

er knyttet til vannpumping og erosjon i veidekkets grunnmaterialer anvendt ved stive veidekkekonstruksjoner. Vannpumping og erosjon av veidekkets grunnmaterialer har vært iakttatt som årsak til skadelige virkninger også på veiskuldre. Likeledes er mange av de faremomenter som er iakttatt for asfa^tbetongveidekker frembragt eller påskynnet av vann.

For eksempel er svikt i skjøtene et vanlig utslag

av skader på ikke-armert betongbelegg uten lastoverføring. Svikt kan opptre under følgende betingelser: 1. Veibetongdekket må ha en svak krøll ned de enkelte platerender løftet litt opp fra det underliggende stabiliserte lag (termiske gradienter og avvikende tørk inne i platen frembringer denne tilstand).

2. Fritt vann må foreligge.

3. Tunge belastninger må krysse de tverrgående skjøter og først trykke ned tilkjøreselssiden av skjøten og deretter tillate en plutselig tilbakeføring, mens de samtidig støter mot avkjørelsessiden av skjøten og bevirker kraftig pumpevirkning av fritt vann. 4. Pumpebart findelt materiale må foreligge (ubehandlet underlagsmateriale), overflaten av det stabiliserte underlag eller bærelag, og fremmedmateriale som trer inn i skjøtene kan klassifiseres som pumpbart findelt materiale) .

Svikt på 0,6 cm eller mer vil skadelig påvirke kjørekvaliteten av veidekkesystemet.

Fremgangsmåter for å forutsi og styre vanninnholdet i veidekkesystemer er godt dokumentert i en annen publikasjon betegnet "Climatic Effects on Airport Pavement Systems-

State of theArt" av 1976, utgitt av United States Department of Defense and United States Department of Transportation. Fremgangsmåter for å ^:yre fuktigheten i veidekkesystemer kan vanligvis klassifiseres i uttrykk for beskyttelse ved anvendelsen av vanntettende membraner og antikapillaere løp, anvendelsen av materialer som er ufølsomme for fuktighetsvaria-sjoner og tømming av vann ved hjelp av stikkrenner.

Undersøkelsen i marken antyder at tømming ved hjelp av et stikkrennesystem ofte er en foretrukken fremgangsmåte for styring av vann i veidekkesystemer. I denne forbindelse er korrekt valg, konstruksjon og utførelse av stikkrennesystemet viktig for langtidsfunksjon av veidekket. Et stikkrenne-dreneringssystem for en landevei må blant andre funksjoner kunne avbryte eller stoppe inntrengningen over en ugjennomtrengelig grense, trekke ned eller senke grunnvannet og/eller samle strømmen fra andre dreneringssystemer.

Foreliggende landeveisdreneringer inkluderer et stort antall konstruksjoner. Blant de enkleste er de som omfatter et perforert rør montert ved bunnen av en utgravet grøft etterfylt med sand og grove tilsetninger. For eksempel krever en standard drenering foreskrevet av staten Illinois et perforert rør med diameter 10,16 cm anbragt i bunnen av en grøft med bredde 20,3 cm og dybde 76 cm. Grøften fylles deretter med grov sand tilsvarende en Illinois-standard FA1 eller FA2. Slike dreneringer er kostbare i fremstilling med hensyn til arbeid og materialer. For eksempel må det materiale som graves ut av grøften, fraktes til et tømmested og etterfyllingsand må skaffes og transporteres til stedet for dreneringsbygging.

Andre typer dreneringer har forsøkt å unngå anvendelsen av den perforerte rørledning ved å anvende et syntetisk tekstilstoff som en f<5ring for grøften. Den tekstilf<5rede grøft fylles med en grov tilsetning som gir et underlag for tekstilstoffet. Det tomme rom inne i den kombinerte tilsetning tjener som en leder for oppsamlet vann som trenger gjennom tekstilstoffet. Slike dreneringer er kostbare å montere, for eksempel når det gjelder arbeidet med innlegging og brekking av tekstilstoffet så vel som når det gjelder transport av utgravet og etterfyllingsmateriale. Dertil kommer at et betydelig materiale av tekstilmaterialet tettes ved kontakt med tilsetningsflaten. Dette fører til en økt hydraulisk motstand gjennom tekstilarealene som har kontakt med tilsetningsoverflaten.

Andre modifikasjoner av dreneringsmateriale inkluderer perforerte rørledninger dekket med tekstilstoff, såsom korrugerte rør som vist og beskrevet i US-Patent 3 830 373 eller rør med opphøyd overflate beskrevet og

vist i US-Patent 4 182 581. En ulempe er at det plane over-flateareal som er tilgjengelig for oppfangning av grunnvannet, er begrenset til omkring rørledningens diameter med mindre den tekstilbelagte perforerte rørledning installeres ved bunnen av en oppfangningsgrøft som er fylt for eksempel med grov sand. En annen"ulempe er at meget av tekstilstoffets overflate, for eksempel omkring 50 %, er i kontakt med rør-ledningen og derved reduserer det effektive oppsamlings-areal.

Problemet med begrensede plane overflatearealer for oppfangning av grunnvann er gjenstand for US patentene nr. 3 563 038 og 3 654 765. Disse patenter beskriver generelt en plan utstrakt overflatekjerne dekket med et filtermateriale som tjener som vannsamler. En kant av kjernen ender i en rør-lignende kanal for transport av det oppsamlede vann. Blant ut-formningene av den plane utstrakte kjerne er et firkantet korrugert ark og en ekspandert metallplate. En vesentlig ulempe ved konstruksjonene foreslått i de sistnevnte patenter er at avløpene er stive og ikke bøyelige; dette forutsetter utgravning av tilstrekkelig lange grøfter til at en hel lengde avløpsrør kan legges ned. Den rørlignende kanal krever en bredere grøft enn det ellers ville være påkrevet. Dertil kommer at kjernen av ekspandert metallplate ikke gir tilstrekkelig understøttelse for tekstilmaterialet som lett kan falle sammen mot det motstående tekstilmateriales overflate og derved i høy grad redusere strømningskapasiteten inne i kjernen. Likeledes er den firkantede korrugerte platekjerne begrenset ved at minst 50% av tekstiloverflatens bue er lukket av kjernen og derved reduserer vannoppsamlingsarealet.

Et beslektet dreneringsmateriale med utstrakt overflate er en tolags komposisjon av polyester ikke-vevet filtermateriale bundet ved varme til en ekspandert nylon ikke vevet matte, såsom "ENKADRAIN" fundamentdreneringsmateriale som markedsføres. Dreneringsmaterialet som kan rulles, har filtermateriale på den ene side av den ikke vevede matte av nylon. Dreneringsmaterialet tjener bare som en samler og forutsetter montering av en kanal ved den nedre kant. Dette nødvendiggjør kostbar utgravning av brede grøfter i tillegg til kanalens omkostninger.

Et annet beslektet dreneringsmateriale med utstrakt overflate omfatter en kjerne belagt med et filtermateriale og av polymerisk plate med spisser eller grader, såsom " STRIPDRAIN^" som markedsføres. Denne ugjennomtrengelige polymeriske plate deler kjernen i to isolerte motstående sek-sjoner som holder vann oppsamlet på en side på denne side. Dessuten må kjernen for at dreneringsmaterialet skal være flek-sibelt, inneholdes i en kapsling av løst materiale som idet den ikke bæres på kjernen, kan falle sammen på grunn av belastning fra jordbunnen inn i kjernen og derved blokkere strømnings-kanaler. Den polymeriske plate med spisser eller grader er bare bøyelig langs to innbyrdes vinkelrette akser i platens plan. Dette gjør installasjonen noe vanskelig f.eks. må hele lengder legges inn samtidig i en utgravet grøft.

Et ytterligere lignende polymerisk drenerings-produkt omfatter en perforert plate festet til plane overflater av avkortede kjegler som strekker seg fra en ugjennomtrengelig plate, såsom et dreneringsmateriale med betegnelsen "CULDRAIN" med plateform som markedsføres. Den perforerte plate har huller i området 0,5 - 2,0 mm i diameter og tillater fine og små partikler å bli vasket ut fra undergrunnen.

De tilgjengelige dreneringsmaterialer har én eller flere betydelige ulemper medregnet økonomiske ulemper ved at de krever omfattende arbeider for installering og funk-sjonsulemper såsom at de krever adskilte kanaler til fjernelse av oppsamlet vann. En ytterligere funksjonsulempe er at dreneringsmaterialene anvender nettmateriale som alt etter den tilstøtende jordbunn kan bli tettet med jordpartikler eller kan tillate for meget materiale å gå gjennom, hvilket fører til tap av undergrunnsstøtte.

Foreliggende oppfinnelse avhjelper de fleste,om ikke alle,de vesentlige ulemper ved slike dreneringsmaterialer. Som eksempel tjener dreneringsmatten ifølge foreliggende oppfinnelse både som en samleanordning og som en kanal for fjernelse av oppsamlet grunnvann. Dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen er fleksibel langs en hvilken som helst akse i et plan for dens hovedlengdeflate, idet dette i høy grad letter mon-teringen av store lengder dreneringsmatte i løpende lengder etter hvert sem grøfter blir gravet ut og fylt innenfor en kort lengde. Dette skaffer en betydelig økonomisk fordel i anleggsomkostninger når det anvendes automatisk installasjons-utstyr. En utførelse av dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen kan alt etter den hydrauliske gradient tillate oppsamlet vann å strømme gjennom en hvilken som helst overflate av matten til en felles kanal.

I beskrivelsen av foreliggende oppfinnelse er anvendt følgende definisjoner.

Uttrykket "langstrakt dreneringsmatte" slik det anvendes i foreliggende ansøkning refererer seg til en dreneringsmatte med en lengde hovedsakelig større enn dens bredde eller dybde.

Uttrykket "forlengelsesakse" anvendt i denne ansøkning refererer seg til den akse som går gjennom senter for en langstrakt dreneringsmatte langs dennes lengde.

Uttrykket "rektangulært tverrsnitt" anvendt i denne ansøkning refererer seg til et tverrsnitt av en langstrakt dreneringsmatte i et plan vinkelrett på dreneringsmattens lengdeakse.

Uttrykket "pekende" anvendt i denne ansøkning betyr en retning, hvori aksen for forlengelsen av en langstrakt dreneringsmatte strekker seg eller peker.

En langstrakt dreneringsmatte sies å være "vertikalt rettet" når aksen for forlengelsen av dreneringsmatten er hovedsakelig vertikal i forhold til jordens overflate.

En langstrakt dreneringsmatte sies å være "horisontalt rettet" når aksen for forlengelsen av dreneringsmatten er hovedsakelig horisontal i forhold til jordens overflate.

Uttrykket "orientering" slik det anvendes i foreliggende ansøkning refererer seg til stillingen av en langstrakt dreneringsmatte som har et rektangulært tverrsnitt bestemt ved forholdet mellom aksene for det rektangulære tverrsnitt .

En langstrakt horisontalt rettet dreneringsmatte som har et rektangulært tverrsnitt sies å være "vertikalt orientert" når aksen for det raktangulære tverrsnitt med den største dimensjon er i en vertikal stilling og aksen for det rektangulære tverrsnitt som har den mindre dimensjon er i en horisontal posisjon. Den samme dreneringsmatte, når den dreies 90° om sin lengdeakse, sies å være "horisontalt orientert".

Blant de nyttige parametere for å karakterisere tekstilmateriale anvendelig i dreneringsmatter ifølge oppfinnelsen er permeabilitetskoeffisienten som indikerer vannstrøm-ningsmengden gjennom et tekstilmateriale ved et differensial-trykk mellom de to overflater av materialet uttrykt i hastighet, f.eks. centimeter pr. sekund. Slike permeabilitets-koef f isienter kan bestemmes i samsvar med (ASTM) standard D-737. På grunn av vanskeligheter med å bestemme tykkelsen av et tekstilmateriale for anvendelse til bestemmelse av en permeabi-litetskoef f isient er det ofte mer hensiktsmessig dg av betyd-ning å karakterisere tekstilmaterialet i form av "permitivitet" som er et forhold mellom permeabilitetkoeffisienten og material-tykkelsen uttrykt som hastighet pr. tykkelse, som reduserer til invers tid, f.eks. sekunder -1. Permitivitet kan bestemmes i samsvar med en prosess definert i "Appendix A of Transportation Research Report 8 0-2 utgitt av The United States Department of Transportation, Federal Highway Administration.

Tekstilmaterialer for anlegg benyttet ved dreneringsmatter kan være ganske virksomme til beskyttelse av jord mot erosjon mens de tillater vann å gå gjennom tekstilmaterialet til kanaldelen av dreneringsmatten. Imidlertid må ikke tekstilmaterialet bli tilstoppet eller på noen annen måte betydelig minske strømningshastigheten. Samtidig må ikke tekstilmaterialet la for meget materiale passere gjennom, ellers ville tilstopping av dreneringsmatten kunne forekomme. Imidlertid kan også tap av bærelagsjord opptre.

Når man betrakter vekselvirkningen mellom jord-filteret og tekstilmaterialet opptrer en ganske kompleks bro-dannelse eller buedannelse i jorden nærmest tekstilmaterialet som tillater partikler meget mindre enn åpningene i tekstilmaterialet å bli holdt tilbake. Svikt i jordmasse-tekstilmateriale-systemet kan være et resultat enten av for sterk bortledning av jordpartikler gjennom tekstilmaterialet eller av vesentlig minsking i permeabiliteten gjennom tekstilmaterialet og den tilstøtende jordmasse.

Anvendelsen av konstruksjonstekstilmaterialer

i dreneringsmatter for veidekker krever at man tar i betraktning en ytterligere faktor. En kjørebane utsettes for gjentatt dynamisk belastning ved trafikk. Slik belastning kan føre til vesentlig poretrykkpulser i et mettet veidekkesystem. Under og etter kraftig regn kan et jordfilter-tekstilmateriale ved veidekkets kant bli utsatt ikke bare for en statisk hydraulisk gradient, men også for en dynamisk gradient bevirket ved trafikkbelastningen på motorveien.

I denne henseende består en annen nyttig para-meter for å karakterisere tekstilmaterialet anvendelig for dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen i "dynamisk permeabilitet" som indikerer vannstrømmens hastighet gjennom en søyle av spesielt gradert jordmasse over et lag av tekstilmateriale under en kombinert statisk og dynamisk hydraulisk gradient. Dynamisk permeabilitet karakteriserer oppførselen av tekstilmateriale ved å motstå tetting eller tilstopping under betingelser som dupliserer virkningene av gjentatt trafikkbelastning. Fremgangsmåten for bestemmelse av dynamisk permeabilitet er vist i eksempel III i denne beskrivelse.

Foreliggende oppfinnelse skaffer tilveie en bøyelig dreneringsmatte med et rektangulært tverrsnitt. Dreneringsmatten omfatter en polymer kjerne med et antall fingre som strekker seg fra den ene side av et lag og et omsluttende vanngjennomtrengelig tekstilmateriale. Av bekvemmelighets-hensyn under installasjonen er matten ofte langstrakt.

For at tekstilmaterialet ikke skal falle sammen

i utide på en strømningshindrende måte i kanalområdet for matten er det vanligvis ønskelig at tekstilmaterialet festes til et tilstrekkelig antall av endene på fingrene. I de fleste

konstruksjoner er matten bøyelig bare på en slik måte at overflaten nærmest laget blir konveks.

Denne oppfinnelse skaffer tilveie en dreneringsmatte som omfatter et tredimensjonalt gjennombrutt produkt dekket på i det minste en hovedflate av et vanngjennomtrengelig materiale med en permitivitet fra 0,2 sekunder 1 til

-1

2,0 sekunder og som oppviser en dynamisk permeabilitet etter 10 belastninger på minst 10 cm/s.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra den etter-følgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser en utførelse av en dreneringsmatte i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 viser en utførelse av et perforert lag med stavlignende fremspring anvendelig som den tredimensjonale kjerne i en dreneringsmatte ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser et tverrsnitt av en dreneringsmatte, fig. 4 viser skjematisk et tverrsnitt av et veidekkesystem med en dreneringsmatte ifølge oppfinnelsen montert nær en veiskulder, fig. 5 viser skjematisk posisjonen av bøyeakser med henvisning til forlengelsesaksen superponert på dreneringsmattens overflate som er nær fingrenes ender, fig. 6 viser skjematisk egenskapene for en dreneringsmatte for å forandre horisontal-/vertikal-retningen ved dreining om en bøyeakse anbragt i en vinkel på 45° fra forlengelsesaksen, fig. 7 viser skjematisk et delsnitt av en anordning for kontinuerlig injeksjonsforming til fremstilling av en polymer kjerne til bruk i dreneringsmatten, fig. 8 er et planriss av et anvendelig kjernemateriale mot-satt den side hvorfra fingrene strekker seg, fig. 9 er et skjematisk riss av en kunstig gressplen som anvender en dreneringsmatte ifølge oppfinnelsen, fig. 10 er et skjematisk riss av et jernbanesystem som anvender dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen, fig. 11 er et snitt av en triaksial celleanordning som kan anvendes til bestemmelse av dynamisk permeabilitet, fig. 12 er en skjematisk fremstilling av en triaksial celleanordning og avhengig utstyr anvendt til bestemmelse av dynamisk permeabilitet, fig. 13 er et diagram over partikkel-størrelseanalyse for en jordblanding anvendt til bestemmelse av dynamisk permeabilitet og fig. 14, 15 og 16 er diagrammer over dynamisk permeabilitet for akkumulerte belastninger for forskjellige anleggstekstiler.

Den langstrakte bøyelige polymere dreneringsmatte med et rektangulært tverrsnitt omfatter en polymer kjerne med et antall hovedsakelig stive fingre som strekker seg fra en side av et lag og et omsluttende vanngjennomtrengelig tekstilmateriale. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen har tekstilmaterialet en permitivitet fra 0,2 sekunder<-1>

— 1 6

til 2,0 sekunder og en dynamisk permeabilitet etter 10 be--4

lastninger på minst 10 cm/s. Det er vanligvis ønskelig at tekstilmaterialet festes til kjernen for å unngå uønsket bevegelse av tekstilmaterialet i forhold til kjernen. F.eks. kan tekstilmaterialet være festet til laget. I disse tilfeller når laget er perforert eller på annen måte gjennomtrengelig, bør tekstilmaterialet fullstendig omslutte kjernen inklusive det perforerte lag slik at perforeringene i laget dekkes av tekstilmaterialet. For å unngå tilstopping av strømnings-kanaler inne i kjernen bør tekstilmaterialet også være festet til et tilstrekkelig antall ender av nevnte fingre slik at tekstilmaterialet ikke faller sammen i utide inn i rommet omkring fingrene. I noen tilfeller kan det være tilstrekkelig at tekstilmaterialet er festet til forholdsvis få av antallet fingre, f.eks. mindre enn 50%, f.eks. sogar også mindre enn 30% eller sogar 10% av fingrene for å unngå bevegelse av tekstilmaterialet i forhold til endene av fingrene slik at tekstilmaterialet unødig vil falle sammen inn i rommet omkring fingrene og derved stoppe til tverrsnittsarealet som ellers er tilgjengelig for fluidumstrøm. I andre tilfeller kan det være ønskelig at tekstilmaterialet er festet til hovedsakelig alle fingrene for å sikre at dreneringsmattens struktur opp-rettholdes med maksimalt tverrsnittsareal selv etter hard behandling f.eks. under installasjonen.

Dreneringsmattene ifølge oppfinnelsen har ene-stående egenskaper som er kjennetegnet ved et stort overflate-areal disponibelt for drenering, bøyelighet for lett installering og et stort åpent tverrsnittsareal som tjener som en kanal for å tillate store multirettede strømningsvolumer å tømme seg hurtig for oppsamlet vann.

En foretrukket utførelse av dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 1, 2 og 3. Generelt viser fig. 1 skjematisk en utførelse av et snitt av dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen, hvor vanngjennomtrengelig tekstilmateriale 1 omslutter en kjerne 2 med et antall hovedsakelig stive fingre 4 som strekker seg fra en side av et lag 3. Aksen for mattens lengderetning er antydet med 5. Fig. 2 viser skjematisk en utførelse av et snitt av en polymer kjerne som benyttes i dreneringsmatten, hvor kjernen har et. antall fingre 24 som strekker seg fra laget 23. Fig. 3 viser skjematisk et tverrsnitt av en dreneringsmatte, hvor tekstilmaterialet 31 omslutter en kjerne med et antall hovedsakelig stive fingre 34 som strekker seg fra en side av et lag 33.

Med henvisning til fig. 3 er dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen uten videre bøyelig til flaten 35 nær endene 37 av fingrene 34. Dvs. at dreneringsmatten uten videre kan bøyes bare slik at flaten 35 nær endene 37 av fingrene 34 blir"konkav og flaten 36 nær laget 33 blir konveks.

I denne forbindelse kan dreneringsmatten ikke bli brettet mot seg selv til flaten 36 nær laget 33 uten en utilbørlig stor kraft som sannsynligvis vil rive istykker tekstilmaterialet eller deformere kjernen eller bringe denne til å falle sammen. Dette er spesielt tilfelle når tekstilmaterialet er bundet til kjernen. Matten kan imidlertid uten.videre bøyes med litt kraft slik at flaten 35 nær endene 37 av fingrene 34 uten videre og lett bøyer seg mot seg selv sogar opp til 180° omkring en bøyeakse med en radius på mindre enn omkring 2,54 cm, f.eks. helt ned til 0,63 cm. Denne bøyning til flaten nær endene av fingrene kan oppnås omkring en hvilken som helst bøyeakse parallell med flaten 35. I denne henseende viser fig. 5 forskjellige bøyeakser påført en dreneringsmatteflate 56 nær endene av fingrene. Disse bøyeakser er parallelle med flaten 56 og defineres ved deres dreiestilling fra lengdeaksen 50 for dreneringsmatten. En bøyeakse kan være dreibart anbragt i en hvilken som helst vinkel fra 0 til 180° fra lengdeaksen 50. F.eks. er bøyeaksen 51 vinkelrett på lengdeaksen 50 (dvs. at bøyeaksen 51 er dreibart anbragt i en vinkel på 90° i forhold til lengdeaksen 50). Dreneringsmatten kan foldes mot seg selv omkring bøyeaksen 51, hvilket fører til en kortere lengde, eller denne matte kan rulles til en kort sylindrisk spiralformet rull. Bøyeaksen 52 er parallell med lengdeaksen 50 (dvs. at bøyeaksen 52 er dreibart anbragt i en vinkel på 0° fra lengdeaksen 50). Dreneringsmatten kan foldes omkring bøyeaksen 52 mot seg selv i lengderetningen eller rulles til en lang spiralformet rull.

Når dreneringsmatten foldes mot seg selv opp til 180° om en bøyeakse 53 som er dreibart anordnet i en vinkel på 45° i forhold til lengdeaksen 50, vil lengdeaksen 50 for dreneringsmatten bevirke en 90° bøyning som vist på fig. 6. Denne egenskap ved dreneringsmatten er spesielt nyttig for slike anlegg hvor dreneringsmatten 61 skal installeres under planen i en vertikal orientering. I denne henseende kan dreneringsmatten være anordnet i en vertikal orientering over planen og ført til en rulle 62 i en vinkel på 45°. Dreneringsmatten rettet omkring en slik rulle 62 vil være vinkelrett på et horisontalt plan og kan føres til en sekundær rulle 63 i en vinkel på 45° i en høyde under planen. Denne sekundære rulle 63 vil rette dreneringsmatten til en vertikal orientering under planen i en stilling for dens anvendelse.

Selvsagt kan ruller i andre vinkler anvendes for å bevirke slike forandringer av høyden. Dessuten kan også forandringer i horisontal posisjon bevirkes ved ruller anbragt i horisontale parallelle plan.

Dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen frembringer et stort åpent tverrsnittsareal som byr liten motstand mot strømning i hvilken som helst retning. Et stort åpent tverrsnittsareal er frembragt ved å velge et optimalt antall hovedsakelig stive fingre som danner de innbyrdes adskilte tekstilmaterialflater.

Kjernen som benyttes i dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen, er tredimensjonal og har et antall hovedsakelig stive fingre som strekker seg fra én side av et lag. Laget kan være ugjennomtrengelig eller perforert avhengig av den på-tenkte anvendelse. Når det er ønskelig at dreneringsmatten skal være istand til å oppfange vann fra begge hovedflater, bør laget være perforert. En kjerne med perforert lag er vist på fig. 2, hvor laget 23 har et antall perforeringer 25. Disse perforeringer må ha et tilstrekkelig stort areal for å tillate vann som inneholder suspenderte faststoffer å passere fritt gjennom laget uten å tilstoppe dette ved oppfangede eller bro-

dannende faststoffer.

Fingrene kan omfatte en meget stor gruppe for-mede fremspring. Som vist på fig. 2 er en foretrukket finger et stavlignende fremspring som er sylindrisk og stikker frem i en retning vinkelrett på lagets plan. Fingre med andre former kan benyttes, f.eks fingre med et firkantet, sekskantet, stjerneformet eller avlangt tverrsnitt eller med finner osv. Slike former kan påvirkes ved støpeformens konstruksjon anvendt under kjerneformeprosessen. Selv om massive fingre kan benyttes er det ofte ønskelig at fingrene er hule både for å lette fremstillingen og for å redusere til et minimum massen av kjernen for å lette installasjonen.

Uansett formen kan fingrene karakteriseres som

om de har nominell diameter som er en midlere tverrgående dimensjon gjennom tverrsnittet av en finger. Når finger-n har en sylindrisk form vinkelrett på planet for underlaget er den nominelle diameter diameteren av det sirkulære tverrsnitt. Hvis fingeren har en eller annen avvikende geometrisk form er den nominelle diameter en midlere tverrgående dimensjon, f .eks.

når fingeren er firkantet utformet er den midlere tverrgående diameter litt større enn en side av firkanten eller kvadratet men litt mindre enn diagonalen i kvadratet. Den nominelle diameterdimensjon kan tilnærmet beregnes ved middelverdien av den maksimale og den minimale avstand fra senter av formen til en overflate.

I de fleste tilfeller er det foretrukket at fingrene har en sentral akse som er vinkelrett på planet for det perforerte lag. I andre tilfeller kan det være ønskelig at fingrene stikker frem i en eller annen avvikende vinkel fra det perforerte lag. Kjernen kan kjennetegnes som om den har fingre med en nominell diameter slik at forholdet for lengden av fingrene målt fra det perforerte lag til enden av fingeren og den nominelle diameter av fingeren ligger i området fra omkring 1:1 til omkring 8:1.

For å skaffe en kjerne med en maksimal verdi av tverrsnittsarealet for fluidumstrøm med minimal mostand frembragt ved fingre, er det ønskelig å skaffe tilveie en maksimal avstand mellom fingrene. Imidlertid må fingrene ikke være så langt fra hverandre at tekstilmaterialet vil falle sammen inn i rommet mellom fingrene på grunn av manglende understøt-telse. I denne henseende er det vanligvis ønskelig at kjernen utstyres med en optimal avstand mellom fingrene, hvilken kan kjennetegnes som en midlere senteravstand, dvs. avstanden mellom sentre for fingre som skjærer underlaget. Midlere senteravstand kan ligge mellom omkring 0,76 cm og 7,6 cm eller mer.

I mange tilfelle er detønskelig at den midlere senteravstand ligger mellom 2,3 cm og 3,2 cm.

Kjerner som anvendes i dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen kan ha fingre med en lengde fra 0,3 cm til 7,6 cm og en nominell diameter på mellom 0,25 cm og 2,54 cm eller mer. Det er imidlertid ofte ønskelig at fingrene har en lengde mellom 1,3 cm og 3,8 cm og en nominell diameter mellom 0,4 cm og 1,3 cm.

Dybden av dreneringsmatten vil være tilnærmet fastlagt ved lengden av fingrene og lengden kan være meget lang, f.eks. opp til 122 m. Bredden av dreneringsmatten, dvs. den største dimensjon av det rektangulære tverrsnitt kan ligge mellom 15,2 cm og mer enn 122 cm, f.eks. sogar opp til 365 cm eller mer. Bredden vil avhenge av dimensjonene av den anordning som benyttes til fremstilling av kjernen. Større dimensjoner kan fremstilles ved å feste to eller flere bredder av kjernen til hverandre.

Dreneringsmatter kan fremstilles fra et meget stort antall forskjellige polymere materialer. Blant de foretrukne materialer for kjernen er termoplastiske materialer, såsom polyethylen og polypropylen. For noen anvendelser omfatter de foretrukne materialer polyethylen med liten tetthet eller lineær polyethylen med liten tetthet.

En polymer kjerne anvendelig for dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen kan fremstilles under anvendelse av termo-plast-støpeapparater og fremgangsmåte som er velkjent for fagfolk på området. En foretrukket fremgangsmåte til fremstilling av polymere kjerner med hule sylindriske fingre går ut på anvendelse av et kontinuerlig støpeapparat beskrevet i US patent 3 507 010.

Fig. 7 viser et tverrsnitt av et slikt kontinuerlig støpeapparat omfattende en roterende sylindrisk trommel 70 med et antall regelmessig fordelte injeksjonshulrom 71. Den sylindriske trommel 70 dreier seg i sammenheng med et stasjo-nært injeksjonshode 74. Avstanden mellom injeksjonshulrommene, 71 vil svare til den midlere senteravstand for fingrene som strekker seg fra en side av kjernen. Injeksjonshulrommenes tverrsnittsform kan varieres for å frembringe fingre med et ønsket tverrsnitt, f.eks. sirkulært, rektangulært, stjerneformet osv. Disse fingre kan også være koniske avhengig av hul-rommets konstruksjon. Hule fingre kan også frembringes ved å anordne et ringformet injeksjonshulrom som vist på fig. 7, hvor hvert hulrom 71 er utstyrt med en innsatt stift 72 med en forlengelse 73 med redusert diameter. Lengden av forlengelsen med redusert diameter kan varieres i avhengighet av den ønskede dybde av den hule boring i fingeren. .Det stasjonære in jeks jonshode 74 har to rader forlengede dyser - høytrykksdyser 76 og lavtrykksdyser 75. Høy-trykksdysene 76 leverer smeltet termoplastmateriale P fra en trykkbeholder 77 til injeksjonshulrommene 71 når disse dreier seg i samsvar med enden av høytrykksdysen 76. En høytrykks-dyse 76 ligger på linje med hver rad av injeksjonshulrom 71 som ligger på linje rundt omkretsen av den sylindriske trommel 70. Lavtrykksdysene 75 forsynes med smeltet termoplastmateriale P fra trykkbeholderen 77. Innsnevringer 78 i hver lavtrykksdyse reduserer trykket av det termoplastiske materiale som kommer frem ved enden av hver lavtrykksdyse og frembringer langsgående bærere mellom rader av fingre.

Kjernegeometrien kan varieres etter ønske ved å anordne et slikt kontinuerlig injeksjonsstøpeapparat med egnede dimensjoner.

Det omsluttende vanngjennomtrengelige tekstilmateriale kan omfatte et stort antall forskjellige materialer. Blant de foretrukne tekstilmaterialer er de som omfatter polymere materialer såsom polyethylen, polypropylen, polyamider, polyestere og polyacryl. I de fleste tilfeller foretrekkes at tekstilmaterialet omfatter et hydrofobt materiale såsom polypropylen eller polyester. Slike tekstilmaterialer må være tilstrekkelig vanngjennomtrengelige til at de oppviser en -1 permitivitet for vann innenfor området fra 0,2 sekunder til 2,0 sekunder -1. Mer foretrukne materialer er de som har en permitivitet i området fra 0,5 sekunder ^ til omkring 1,0 sekunder -1. Tekstilmaterialet kan enten være et vevet eller et ikke vevet produkt; imidlertid foretrekkes vanligvis ikke vevede materialer.

Denne permitivitet indikerer at tekstilmaterialet tillater tilstrekkelig vannstrømning gjennom tekstilmaterialet til kanaldelen av dreneringsmatten. Denne vannstrøm er ikke så stor at den tillater så meget suspendert materiale å gå gjennom tekstilmaterialet at dette ville føre enten til tap av bærelagets understøttelse eller tilstopping av dreneringsmatten.

Tekstilmaterialet må også oppvise vesentlig motstand mot tildekking og tilstopping slik det f.eks. kan bevirkes ved brodannelser eller buedannelser av jordpartikler nærmest materialet. Da tekstilmaterialet i mange anlegg, f.eks. ved kantdreneringer på motorveier, utsettes for både statisk og dynamisk hydraulisk gradient på grunn av gjentatt trafikkbelastning, er dynamisk permeabilitet et vesentlig trekk for dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen. Generelt må tekstilmaterialet oppvise en dynamisk permeabilitet etter 10^ belastninger som beskrevet i fremgangsmåten i eksempel III i det følgende, på minst 10 -4 cm pr. sekund. Et mer foretrukket tekstilmateriale vil oppvise en dynamisk permeabilitet etter

6 —3 10 belastninger på minst 10 cm pr. sekund, f.eks. i området -2 -3 10 til 10 cm pr. sekund. I noen tilfeller kan et tekstilmateriale som oppviser en dynamisk permeabilitet så liten som 10~<5>cm pr. sekund være godtagbart.

Dynamiske permeabilitetsverdier kan variere i løpet av gjentatte belastninger, f.eks. over 10 ^ belastninger. Det er vanligvis ønskelig at variasjonene i dynamisk permeabilitet skal være innenfor et godtagbart område basert på den høyeste verdi for dynamisk permeabilitet. F.eks. skal forholdet mellom den høyeste verdi for dynamisk permeabilitet til den laveste verdi for dynamisk permeabilitet over 10^ belastninger (et forhold for dynamisk permeabilitet ved

1.000000 belastninger) ikke overstiger 100. Det er mer foretrukket at permeabilitetsforholdet ved 1.000000 belastninger

er omkring 50 eller mindre.

Det er ofte ønskelig at det vanngjennomtrengelige tekstilmateriale omslutter hele kjernen. Når laget ikke er perforert, behøver tekstilmaterialet bare overlappe kantene av laget. Når derimot laget er perforert, må tekstilmaterialet helt omslutte kjernen. Tekstilmaterialet kan være anordnet som en sokk for å bli ført over kjernen. Som et alternativ kan tekstilmaterialet være viklet omkring kjernen på en slik måte at der er en overlappende langsgående skjøt for å danne det omsluttende tekstilmateriale.

Tekstilmaterialet må selvsagt være festet til kjernen særlig ved endene av fingrene for å unngå at tekstilmaterialet faller sammen inn i kanalrommet i kjernen. Det kan anvendes høyst forskjellige fremgangsmåter for feste av tekstilmateriale til kjernen.F.eks. kan tekstilmaterialet være festet til kjernen ved anvendelse av et bindemiddel, såsom et yarmsmeltende bindemiddel. Tekstilmaterialet kan også være festet til kjernen ved anvendelse av mekaniske festeorganer eller ved ultralydsveising. Som et alternativ kan tekstilmaterialet være festet til endene av fingrene ved å bevirke at materialet i endene av fingrene flyter inn i tekstilmaterialet.

Dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen er brukbar

i et hvilket som helst antall anvendelser hvor det er ønskelig å fjerne vann fra et område. F.eks. kan matten benyttes i akvarier som et underlag for grus. Tekstilmaterialets permeabilitet kan varieres i avhengighet av hvorvidt filtrering vil være ønskelig.

Dreneringsmatten kan også med fordel benyttes som et underlag for både naturlig og kunstig gressmatte. Det er av og til ønskelig å gro en gressmatte over en brolagt overflate, f .eks. en gårdsplass eller et tak. Dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen kan legges i en horisontal orientering, fortrinns-vis innenfor et avgrenset område og deretter dekkes med et lag jord, såsom leirmuld, for å bære en naturlig gresstorv.

Det er i mange tilfeller ønskelig å montere kunstig gressplen, såsom syntetiske gresslignende lekeplasser, på en plan overflate. Dette har noen ulemper ved utendørs-anlegg som er utsatt for regn. Regn bevirker ofte oppsamlinger på plane anlegg med kunstig gress til skade for sportsvirksom- heter. Dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen kan med fordel monteres under det kunstige gress som som oftest er vannqjennom-trengelig, for å samle opp og føre bort regnvann. Også når det installeres på en plan brolagt overflate, vil dybden av dreneringsmatten gi tilstrekkelig høyde til å tillate tilstrekkelig vannstrøm over flere hundre meter til avløpsforbin-delser. Dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen har tilstrekkelig styrke til å bære aktiviteter medregnet kjøretøytrafikk på

den understøttede kunstige gresstorv.

På fig. 9 er vist et tverrsnitt av en kunstig gressmatte for lek og spill understøttet av en dreneringsmatte i samsvar med oppfinnelsen. Kunstig gressmatte 91 er anlagt over en elastisk matte 92 med et antall perforeringer 93. Den elastiske matte 92 er montert over en dreneringsmatte 94 i samsvar med oppfinnelsen. En dreneringsmatte kan monteres med laget mot en understøttende jevn overflate 95. Som et alterna-. tiv og hvis laget er perforert, kan dreneringsmatten monteres med laget mot den elastiske matte 92. I noen tilfelle kan dreneringsmatten benyttes uten noe omsluttende vanngjennomtrengelig tekstilmateriale, f.eks. når dreneringsmatten monteres over betongdekke e.l. Når imidlertid dreneringsmatten monteres over jordbunn er det ønskelig å anvende et omsluttende tekstilmateriale for å hindre at vannmettet jord skal tre inn i matten.

Den er spesielt anvendelig for anlegg under overflaten, hvor det er ønskelig å fjerne vann. Et stort område tilgjengelig for drenering er fremskaffet ved hjelp av det

rektangulære tverrsnitt av dreneringsmatten. Dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen er med fordel anvendelig for trafikkbærende overflater til å bære trafikk med motorkjøretøy, fly, skinnegående kjøretøy og sogar fotgjengere. Slik anvendelse av denne dreneringsmatte er særlig fordelaktig i de anlegg hvor dreneringsmatten installeres slik at den større del av dens tverrsnittsdimensjoner er vinkelrett på et område som skal dreneres. F.eks. er matten anvendelig i en vertikal orientering som en kantdrenasje for en trafikkbærende overflate, såsom en kantdrenasje på en motorvei eller som en skjøtdrenasje for eksempel der hvor to veidekkesegmenter møtes. I den vertikale orientering er dreneringsmatten også nyttig til å

hindre grunnvann i å strømme mot konstruksjoner, såsom motorveiens bærende underlag, jernbanebærelag, holdevegger, byg-nings fundament er og underjordiske vegger o.l. Et slikt fordelaktig anlegg er i et autobanesystem, hvor dreneringsmatten installeres parallelt med veien f.eks. i en vertikal orientering under en motorvei-skulderskjøt. I denne forbindelse viser fig. 4 et motorveisystem som omfatter et betongdekke 41 med tilhørende skulder 4 2 som kan være dekket. Betongdekket 41 ligger ovenpå et bærelag 43. Skulderen ligger ovenpå under-støttelsen 44. I et slikt anlegg kan infiltrering av vann i en vertikal retning gjennom motorveiens skulderskjøt 4 6 oppfanges av det smale tverrsnittsareal ved toppen av dreneringsmatten 4 5, vann som foreligger under motorveien kan oppfanges av det store tverrsnittsareal som er vinkelrett på motorveiens bærelag og de motstående store tverrsnittsarealer kan oppfange grunnvann som nærmer seg motorveien fra utsiden. Alt dette oppfangede vann kan føres bort straks det er oppsamlet av dreneringsmatten.

I andre anlegg hvor det er ønskelig å bibeholde et fuktighetsnivå i et bærelag for en motorvei kan en dreneringsmatte med et ugjennomtrengelig lag i kontakt med den vertikale kant av bærelaget for å hindre strømningen av grunnvann enten inn i eller ut av bærelaget. Dreneringsmatten kan oppfange og føre bort grunnvann som ellers ville tre inn i bærelaget .

Dreneringsmatten er også fordelaktig anvendelig i jernbanesystemer når den monteres i en horisontal orientering f.eks. under eller inne i et underlag. Fig. 10 viser skjematisk et slikt anlegg, hvor et par skinner 9 6 ligger på sviller 97 som bæres av et underlag 98. Dreneringsmatten 99 ifølge oppfinnelsen kan ligge under eller inne i underlaget for å stabilisere jernbanesystemet ved å fange opp og føre bort regnvann som ville tillate underlaget og jord å blande seg med hverandre og undergrave understøttelsen.

Dreneringsmatten ifølge foreliggende oppfinnelse er lett montert med enkle forbindelses- og overgangsstykker. F.eks. kan rektangulære støpte koblinger som passer over endene av dreneringsmatten, lett skjøte sammen to lengder av dreneringsmatte. Overgangsstykker innrettet for å oppfange bunn kanten av dreneringsmatten anvendes til å forbinde dreneringsmatten med standard sirkulasjonskanaler eller rørledninger for å føre bort oppsamlet vann fra dreneringsmatten til et kloakk-eller avløpssystem.

Foreliggende oppfinnelse skal ytterligere illustre-res, men ikke begrenses til de følgende eksempler.

Eksempel I

Et apparat for fremstilling av kontinuerlige lengder av tredimensjonale støpte produkter sammensatt av en matriks med fremspring som strekker seg fra en overflate som beskrevet i US patent 3 507 010, ble konstruert for å gi et kunstig gresslignende materiale. Apparatet omfatter en sylindrisk trommel forsynt med et flertall jevnt fordelte rader av hulrom, f.eks. med 1,2 mm senteravstand. Riflede innsatsstifter ble festet med presspasning i hulrommene for selektivt å begrense inntrengningen av injisert smeltet polymer i trommelen og således styre høyden av de fremspring som dannes av polymeren.

I en fjerdedel av hulrommene ble de innskutte stifter erstat-tet med innsatsstifter med en forlengelse med redusert diameter som dannet et ringformet støperom i injeksjonshulrommet. Det ringformede støperom hadde en utvendig diameter på omkring 0,64 cm, en innvendig diameter på omkring 0,48 cm og en lengde-på omkring 2,54 cm. De resterende tre fjerdedeler av hulrommene ble plugget igjen med fyllestifter. Modifikasjonene av stiften resulterte i en sylindrisk trommel med ringformede injeksjonshulrom på 2,54 cm senteravstand.

Pellets av polyethylen med lineær liten tetthet ble smeltet og matet under hydraulisk trykk fra en skrueekstruder inn i fordelingsdysen på apparatet med to rader huller som rettet polymeren inn i hulrommene og sporene i den sylindriske trommel. Den første rad huller i kontakt med den roterende sylindriske trommel leverte polymer til de ringformede støpe-hulrom såvel som de avblendede hulrom. Den annen rad huller leverte polymer til forbindelsesspor i trommelen. Stasjonære fingre som ligger i sporene i den sylindriske trommel isolerer hvert hulrom mens støpingen finner sted og danner således en sone med høytrykk som tillater inntrengning til full dybde i de ringformede støpehulrom såvel som et kort stolpestykke i de avblendede hulrom. Polymer ble avsatt i forbindende spor med et trykk litt over atmosfæretrykket for å styre mengden av polymer som mates til hvert spor. Ved å justere innsnev-ringene var det mulig å oppnå en utjevning av støpetrykkene til fullstendig fylling av de ringformede støpehulrom og pro-dusere bærestrimler i plan med overflaten av den sylindriske trommel.

Formen av det støpte produkt er vist skjematisk på fig. 2 som viser et perforert lag med et antall hule sylindre som strekker seg fra en overflate av laget. Sylindrene har en lengde på 2,54 cm og en utvendig diameter på omkring 0,64 cm og en innvendig diameter på omkring 0,48 cm. Sylindrene var fordelt med en senteravstand på omkring 2,54 cm med to rader bærestrimler som strekker seg mellom radene av sylindre i lengderetningen. Sirkulære plugger frembragte forbindelser mellom bærestrimlene med senteravstand omkring 1,27 cm som vist på fig. 2. Dette frembragte et sammenhengende lag med sommer-fuglformede perforeringer som vist på fig. 8 som er et bunn-riss av den støpte kjerne. Den støpte kjerne ble frembragt med en bredde på omkring 15,24 cm med sammenhengende lengde. Kjernen kan skjæres opp i en hvilken som helst ønsket lengde, f.eks. ned til 1,5 m eller mindre eller opptil 122 m eller mer.

Eksempel II

Det ble skaffet tilveie tre varianter av konstruk-sjonstekstiler. Disse tre tekstilmaterialer og deres ekviva-lente maskestørrelse (tilsvarende U.S. sikt nr. fastlagt ved testemetode CW-02215) er angitt i tabell 1. De tre tekstilmaterialer ble utsatt for permitivitetsanalyse. Resultatene av denne analyse basert på ti vilkårlige prøver for hvert tekstilmateriale og ti prøvekjøringer for hver prøve er vist i tabell 2.

Eksempel III

Dette eksempel beskriver fremgangsmåten ved tes-ting for bestemmelse av "dynamisk permeabilitet" for et tekstilmateriale. De tre sorter av bygningstekstiler som er fastlagt i Eksempel II ble utsatt for dynamisk permeabilitetsanalyse under anvendelse av et apparat med en treaksial celle skjematisk vist på fig. 11. Dette apparat omfatter en bunnplate 101 av metall med en sentral opphøyd flens 104 med diameter 20 cm og et ringformet spor for opptak av en sylinder 102. Bunnplaten av metall har en fluidumåpning fra midten av den opphøyde flens 104 til omkretsen. En fleksibel ytre avgrensende membran 103 med tykkelse 0,8 mm av neo.prengummi er festet til omkretsen av den sentrale opphøyde flens 104. Silikonfett er påført kontaktflaten mellom den ytre avgrensende membran og den sentrale opphøyde flens for å skaffe en vanntett tetning.

En porøs karborundumsten 105 med diameter 20 cm er anbragt på den sentrale opphøyde flens 104. Fire perforerte stive plastskiver 106 med diameter 20 cm er anbragt på karbo-rundumstenen 105. Et piezometrisk trykkuttaksrør 107 er montert i et hull i den ytre avgrensende membran 103 like under toppen av plastskivene 106. Et enkelt lag glasskuler 108 med diameter 1,5 cm er anbragt på den øverste plastskive.

En fleksibel indre membran 109 med diameter 20 cm og med en skive 110 av konstruksjonstekstilmateriale festet til bunnkanten av den fleksible indre membran 109, føres inn i den fleksible ytre membran 103 slik at skiven 110 hviler på laget av glasskuler 108. Et belegg av silikonfett på over-gangen mellom den fleksible indre membran 9 og membranen 103 gir en vanntett tetning mellom de to membraner.

Vann tillates å strømme inn i-den avgrensende membran 103 fra åpningen i bunnplaten til et nivå over tekstilskiven for å fjerne eventuell oppfanget luft. Vannet tappes deretter ned til nivået for tekstilskiven 110.

En tørr jordblanding på 90 vekt% betongsand

"klasse X" (intet minus nr. 200 siktmateriale) og 10 vekt% slam "Roxana" tilberedes. Den tørre jord har en graderings-analyse som vist på fig. 13. 13,6 kg tørr jord blir grundig blandet med 2 1 vann for å gi en blanding med nær 100 % vann-metning. Blandingen M fylles inn i den fleksible indre membran 109 til en høyde på omkring 24 cm over tekstilskiven 110. Når blandingen M fylles inn i membranen, tillates overskuddsvann å renne ut av blandingen M ved å opprettholde den åpne ende av røret 107 i en høyde på omkring 1 cm over tekstilskiven 110.

Etter at alt overskuddsvann er tømt ut av blandingen Mr anbringes en porøs karborundumsten 111 med diameter 20 cm på blandingen M. En metallhette 112 med diameter 20 cm anbringes over stenen 111. Silikonfett påføres overgangs-flaten mellom hetten 112 og den fleksible indre membran 109. Bånd (ikke vist) benyttes til å feste membranene til hetten 112. Hetten 112 har to åpninger og en opphøyd sentral flens. En transparent sylinder 102 anbringes over utstyret med bunnkanten av sylinderen 102 passet inn i det ringformede spor i bunnen 101. En celletopp 113 av metall anbringes over sylinde ren 102 med den øvre kant av sylinderen passet inn i et ringformet spor i celletoppen 113. Celletoppen 113 og bunnplaten 101 holdes mot sylinderen 102 ved hjelp av bolter (ikke vist).

Celletoppen 113 har fire åpninger, en åpning forbundet med røret 114 som forsyner cellen med trykkvann, en annen åpning er forbundet med røret 115 som strekker seg gjennom celletoppen 113 til en åpning i hetten 112 som kan benyttes til å skaffe spylevann til den avgrensede blanding M. En annen åpning er forbundet med røret 116 som strekker seg gjennom celletoppen 113 til en åpning i hetten 112 som gir en vannstrøm for analyse. Den fjerde åpning er forbundet med et rør 107 som benyttes til å kontrollere trykket under tekstilskiven 110. Celletoppen 113 har en boring gjennom den opp-

høyde flens 117. Boringen tillater belastningsstaven 118 å bli ført gjennom celletoppen 113 til toppen av metallhetten 112. Bunnflaten av belastningsstaven 118 og toppflaten av metallhetten 112 har kuleformede fordypninger for opptak av en metallkule 119 som muliggjør overføring av en punktbelast-

ning. O-ringer (ikke vist) skaffer en tetning mellom belastningsstaven 118 og boringen gjennom celletoppen 113.

Anordningen med den triaksiale celle er klar for

drift ved fylling av det ringformede rom mellom sylinderen 102 og membranene med vann til nivået for hetten 112. Rørene 115 og 116 er forbundet fra åpningene i hetten 112 til åpninger på celletoppen 113. Vann får tre inn i membranen som inneholder blandingen M, oppover fra bunnen for å mette blandingen. M. Ventilen 120 på røret 115 kan betjenes for å slippe ut luft. Vann tillates å fylle røret 116 forbundet med et par beholdere med avluftet vann som kan settes under trykk. Trykket inne i membranene (det innvendige trykk) kan justeres gjennom røret 116 forbundet med den beholder som er fylt med lufttrykk.

Trykket i rommet som omgir membranene (det omgivende trykk)

kan justeres gjennom røret 114.

Det skal nå vises til fig. 12 som er en forenklet . skjematisk fremstilling av anordningen vist på fig. 11 sammen med en av de avluftede vannbeholdere 122 som kan settes under trykk, kvikksøvmanometere 123 og vannmanometere 124. Beholde-

ren 122 befinner seg over den triaksiale celle 125, f.eks. en hensiktsmessig avstand mellom den midlere høyde av vann i

beholderen og nivået av vann 126 i den triaksiale celle 125 på 100 cm.

Det er ønskelig å arbeide med et lufttrykk i beholderen 122 på omkring 220 kN/m 2 mens det bibeholdes et "netto begrensende trykk" på 12,1 kN/m^. Det avgrensende trykk P kan beregnes ut fra følgende ligning: P = 1,33 (H-Hw/13,6),

hvor P er det netto avgrensende trykk uttrykt i verdier av kN/m 2,

H er trykkdifferansen målt med kvikksølvmano-meteret 23 for overskytende lufttrykk ved røret 14 over lufttrykket ved røret 27, og

HW er den midlere avstand mellom vannivået i beholderen 22 og vannivået 2 6 i den triaksiale celle 25.

Hvis f.eks. HW er omkring 100 cm er detønskelig langsomt å øke det avgrensende trykk målt ved røret 114 til minst 15 cm Hg større enn trykket ved røret 127. Deretter økes begge trykk langsomt til lufttrykket på beholderen 122 er omkring 220 kN/m 2. Det avgrensende trykk må justeres slik at kvikksølvmanometeret 123 indikerer at lufttrykket ved røret 114 er 16,5 cm Hg større enn lufttrykket ved røret 127. Dette skulle gi et netto avgrensende trykk på omkring 12,1 kN/m 2.

Strømning innledes ved å åpne lufteventilen 128. Strømningshastigheten justeres for å frembringe et trykkfall målt ved vannmanometeret 124 i området på 24 - 26 cm vann. Avlesninger av strømningshastigheten, tid og vannmanometer-differensial noteres inntil permeabiliteten er stabilisert, f.eks. vanligvis 10 - 15 minutter. Aksial belastning gjennom belastningsstaven eller fyllestaven 118 innledes deretter.

En luftdrevet membranluftsylinder (ikke vist) forbindes med belastningsstaven 118. En belastningspuls på 17,5 kN/m 2 på-trykkes hetten 112 og overføres til blandingen M med en fre-kvens på en pr. to sekunder (0,5 hertz). Denne belastning simulerer påkjenninger inne i blandingen M i likhet med bærelagets påkjenninger ved lastebilbelastninger på kjørebane-systemet.

Avlesninger tas etter 1, 10, 100 og 500 belastninger og deretter vanligvis med seks timers mellomrom.

Den dynamiske permeabilitet for bygningstekstiler beregnes ut fra følgende ligning:

K = QL/HAT

hvor K er dynamisk permeabilitet uttrykt i verdier

av cm/sek;

Q er vannstrømningsvolum uttrykt i verdier av

av cm^, oppsamlet over tid T;

L er høyden av jordblandingen M uttrykt i

verdier av cm;

H er den hydrauliske gradient over blandingen målt med vannmanometeret 24 uttrykt i verdier av cm;

A er tverrsnittsarealet for tekstilskiven 10

uttrykt i verdier av cm 2 og

T er tiden for oppsamling av et volum Q uttrykt

i verdier av sekunder.

Den dynamiske permeabilitet for bygningstekstiler angitt i eksempel I er vist på figurene 14, 15 og 16 som er diagrammer for dynamisk permeabilitet over belastninger.

Fig. 14 er et diagram for dynamisk permeabilitet opptegnet for tekstil nr. 1, hvilken avtar til mindre enn

-4

10 cm/sek. etter omkring 450.000 belastninger.

Fig. 15 er et diagram for dynamisk permeabilitet opptegnet for tekstil nr. 2, hvilken avtar gradvis men holder seg over 10 —4 cm/sek selv etter en million belastninger. Fig. 16 er et diagram for dynamisk permeabilitet som forblir mellom 10 -3 og 10 -2 cm/sek over påføringen av en million belastninger.

I betraktning av resultatene av dynamisk permeabilitetsanalyse ville tekstil nr. 1 være uakseptabel for anvendelse i dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen, mens tekstil nr. 2 og tekstil nr. 3 ville være akseptable for anvendelse i dreneringsmatten ifølge oppfinnelsen. Tekstil nr. 3 er et eksempel på et mer foretrukket tekstilmateriale.

Eksempel IV

En seksjon på 0,61 m x 1,2 m av kjernemateriale

ble fremstilt av støpt kjernemateriale som fremstilt i Eksempel I . En dreneringsmatte ble fremstilt ved omhylling av sek-sjonen av kjerne med et vanngjennomtrengelig tekstilmateriale

som var festet til baksiden av den perforerte plate og til endene av de hule sylindre med et varmsmeltelig bindemiddel. Det vanngjennomtrengelige tekstilmateriale var et ikke vevet polypropylentekstilmateriale markedsført med betegnelsen PROPAX 4545. Slikt materiale er angitt å ha følgende egenskaper: strekkstyrke på 40,9 kg fastlagt etter ASTM standard testmetode D-1682, forlengelse på 60% målt etter ASTM-D-1682, bruddstyrke på 1589,9 Kilopascal bestemt ved "Mullen Burst Test" akselerert nedbrytningsstyrke fastholdt på 70% bestemt etter testmetode CCC-T-191 nr. 5804 (500 timers prøve), ekvivalent maskestørrelse på 70 (minimum ekvivalent US siktnr.), fastlagt ved CW-02215, og en permeabilitetskoeffisient på

0,2 cm/sek, fastlagt ved fallhøydemetoden fra 75 mm til 25 mm.

Tekstilmaterialet var også bestemt til å ha en permitivitet pr. tekstillag på 0,75 cm/sek fastlagt ved test-metoden definert i Appendix A i Transportation Research Report 80-2.

Tekstilmaterialet ble også bestemt å skulle ha en dynamisk permeabilitet etter 10 6 belastninger på minst 10 -4cm/ sek. I virkeligheten var den dynamiske permeabilitet på mer enn 10^ cm/sek.

Eksempel V

Dreneringsmatten fremstilt i Eksempel IV ble installert i et "lysimeter" for utstrømningsstudier for å anslå dens dreneringsydelse. Lysimeteret besto av en stor vanntett kasse 24 4 cm lang, 122 cm dyp og 122 cm bred. Toppen av kassen var åpen. Kassen ble fylt til en dybde av 91,4 cm med kompaktert bærelagsjord med karakteristikk ifølge AASHTO klassifiseringssystem A-7-6. 20,3 cm brede slisser ble deretter gravet ut i bærelagsmaterialet til en dybde på 61 cm.

En avløpsledning ble installert gjennom sideveggen av den vanntette kasse for å oppfange den utgravede sliss ved bunnen. Dreneringsmatten ble montert i en vertikal orientering med overflaten av matten nær den perforerte bunn liggende mot sideveggen av slissen. De nedre 30,5 cm av slissen ble fylt opp med kompaktert bærelag jord som definert ovenfor. Resten av slissen såvel som de 15,2 cm over dybden av kompaktert bærelag jord ble fylt med grovt sandmateriale.

F or å utføre utstrømningsstudiene ble en fallhøyde for vannet opprettholdt i lysimeteret på et nivå 12,7 cm over overflaten av det grove sandmateriale. Vann som strømmet fra utstrømningsledningen ble målt periodisk for å bestemme en utstrømningshastighet. Momentane utstrømningshastigheter målt i verdier på gallons pr. dag ble registrert etter forskjellig forløpt tid, målt i enheter av dager. Disse utstrømnings-hastigheter er ført opp i Tabell III.

Eksempel VI

Dette eksempel illustrerer nedbøyningsmotstanden for dreneringsmatten fremstilt ifølge Eksempel IV. En seksjon av dreneringsmatte fremstilt ifølge Eksempel IV ble lagt i en horisontal orientering med overflaten nærmest det perforerte lag i kontakt med et fundament. En rektangulær kasse med åpen bunn og åpen topp og med innvendige dimensjoner 10,2 cm og 14,0. cm ble anbragt på dreneringsmattens overflate nærmest endene av sylindrene. Kassen ble delvis fylt med jord (AASHTO A-7-6) som ble dekket med en 10,2 cm x 14,0 cm kompresjons-plate av stål. Føringsrør ble montert gjennom huller i kompre-sjonsplaten gjennom jordmassen for kontakt med overflaten av dreneringsmatten. Et føringsrør ble installert på tekstilmaterialet over én sylinder, et annet føringsrør ble installert på tekstilmaterialet mellom sylindrene. Forlengelses-stifter fra skalainstrumenter ble ført gjennom føringsrørene til tekstilmaterialets overflate. Når belastningen på kompre-sjonsplaten ble økt i porsjoner på 0,445 N, ble nedbøyningen av overflaten av dreneringsmatten målt med skalainstrumenter. Resultatet av denne belastningsnedbøyningsprøve er oppført i Tabell 4.

Mens. oppfinnelsen er beskrevet i det foregående i forbindelse med visse spesielle utførelser, er den ikke begrenset på denne måte. Det skal forstås at variasjoner og modifikasjoner av denne kan foretas av fagfolk på området uten å av-vike fra oppfinnelsens grunntanke og ramme.

Claims (10)

1. Dreneringsmatte, karakterisert ved et tredimensjonalt gjennombrutt materiale dekket på minst én hovedflate med et vanngjennomtrengelig tekstilmateriale, med en permitivitet fra 0,2 sek ^ til 2,0 sek ^ og som oppviser en dynamisk permeabilitet etter 10^ belastninger på minst -4

10 cm/sek.

2. Langstrakt bøyelig" dreneringsmatte med et rektangulært tverrsnitt, karakterisert ved en polymer kjerne med et antall hovedsakelig stive fingre som strekker seg fra en side av et lag og et omsluttende vanngjennomtrengelig tekstilmateriale, hvor tekstilmaterialet er•festet til et tilstrekkelig antall ender av nevnte fingre slik at tekstilmaterialet ikke unødig faller sammen. .

3. Matte ifølge krav 2. karakterisert ved at tekstilmaterialet har en permitivitet fra 0,2 sek ^ til — 1 6 2,0 sek og oppviser en dynamisk permeabilitet etter 10 -4 belastninger på minst 10 cm/sek.

4. Matte ifølge krav 3, karakterisert ved at den er uten videre bøyelig bare slik at overflaten av dreneringsmatten nærmest endene av fingrene kan rulles konkavt om en hvilken som helst bøyeakse som er parallell med planet for laget og dreibart anbragt i en hvilken som helst vinkel fra 0 - 18 0° fra mattens lengdeakse.

5. Matte ifølge krav 4, karakterisert ved at overflaten av dreneringsmatten nærmest endene av fingrene kan rulles konkavt opp til 180° over en bøyeakse med en diameter på mindre enn 2,54 cm.

6. Matte ifølge et av kravene 2-5, karakterisert ved at fingrene har en lengde fra 1,3 - 3,8 cm, en nominell diameter fra 0,4 - 1,1 cm og en midlere senteravstand fra 2,3 - 3,2 cm og at det rektangulære tverrsnitt har en lengdedimensjon fra 15 cm til 3,6 m, og at den polymere kjerne omfatter et polymert materiale valgt fra gruppen som består av polyethylen og polypropylen og at tekstilmaterialet omfatter et polymert materiale valgt fra gruppen bestående av polypropylen, polyamid, polyester og polyakryl eller et glass-fibermateriale.

7. Motorveisystem omfattende et veidekke over et bærelag, en tilstøtende skulder og et dreneringssystem for en underlagsskulder, karakterisert ved at under-lagsskulderens dreneringssystem omfatter en lagstrakt bøyelig polymer dreneringsmatte med et rektangulært tverrsnitt, hvor nevnte matte omfatter en polymer kjerne med et antall hovedsakelig stive fingre som strekker seg fra én side av et lag og et omsluttende vanngjennomtrengelig tekstilmateriale, hvor tekstilmaterialet er festet til et tilstrekkelig antall ender av nevnte fingre, slik at tekstilmaterialet ikke unødvendig faller sammen, og at det omsluttende vanngjennomtrengelige tekstilmateriale har en permitivitet fra 0,2 sek <-1> til 2,0 sek 1 og oppviser en dynamisk permeabilitet etter 10 <6> belastninger på minst 1 <-4> cm/sek.

8. Kunstig gressmatteutstyr for montering på en bærende flate, karakterisert ved et lag kunstig gressmatte og en dreneringsmatte, hvor dreneringsmatten omfatter en polymer kjerne med et antall hovedsakelig stive fingre som strekker seg fra en side av et lag.

9. Utstyr ifølge krav 8, karakterisert ved at dreneringsmatten dessuten omfatter et vanngjennomtrengelig tekstilmateriale som omslutter nevnte kjerne.

10. Jernbanesystem omfattende minst ett sett skinner montert på sviller båret av ballast, karakterisert ved at minst en del av nevnte ballast ligger over en langstrakt horisontalt orientert dreneringsmatte med et rektangulært tverrsnitt, hvor dreneringsmatten omfatter en polymer kjerne som har et antall hovedsakelig stive fingre som strekker seg fra én side av et lag og et omsluttende vanngjennomtrengelig tekstilmateriale, idet tekstilmaterialet har en permitivitet -1 -1 fra 0,2 sek til 2,0 sek og oppviser en dynamisk permeabili-6 -4 tet etter 10 belastninger på minst 10 cm/sek.