具有改善的土工相互作用的水平机械稳定土工格栅制造技术

公开了用于改善土工环境内的基材相互作用的土工格栅系统的各方面。在一方面，土工格栅系统的特征有助于捕集和限制集料和土壤。在一方面，土工环境构造成具有水平多层机械稳定土工格栅。在所述方面，土工格栅用聚合物材料和可压缩多孔层来挤出。在所述方面，水平多层机械稳定土工格栅包括聚合物材料的盖或芯，或者还包括配置至聚合物材料的至少一个可压缩多孔层。此外，水平多层机械稳定土工格栅构造成具有图案化不连续部和多个强轴的三角形或三轴几何形状。所述构造增加了土壤和集料的捕集，同时减少了聚合物的使用。同时减少了聚合物的使用。同时减少了聚合物的使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的土工相互作用的水平机械稳定土工格栅
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并要求2021年6月23日提交的题为“多轴整体土工格栅及其制造和使用方法(Multi
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Axial Integral Geogrid and Methods of Making and Using Same)”的美国专利申请No.17/355,843以及于2021年6月24日提交的题为“多轴整体土工格栅及其制造和使用方法(Multi
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Axial Integral Geogrid and Methods of Making and Using Same)”的国际专利申请PCT/US2021/038863的优先权；以上两件申请进一步涉及并要求2020年6月24日提交的题为“多轴整体土工格栅及其制造和使用方法(Multi
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Axial Integral Geogrid and Methods of Making and Using Same)”的美国临时专利申请No.63/043,627的优先权，本申请涉及并要求2021年2月26日提交的题为“具有多孔层结构的多层整体土工格栅及其制造和使用方法(Multilayer Integral Geogrids Having aCellular Layer Structure,and Methods of Making and Using Same)”的美国临时专利申请No.63/154,209、以及2021年2月26日提交的题为“具有改善的土工相互作用的水平机械稳定土工格栅(Horizontal Mechanically Stabilizing Geogrid with Improved Geotechnical Interaction)”的美国临时专利申请No.63/154,588的优先权。本申请还涉及与本申请同时提交的题为“具有多孔层结构的多层整体土工格栅及其制造和使用方法(Multilayer Integral Geogrids Having a Cellular Layer Structure,and Methods of Making and Using Same)”的实用专利申请。所述申请的全部公开内容通过引用以其整体并入本文。


[0003]本公开大体上涉及用于土壤、集料和相关材料的结构加固，包括稳定和其它土工目的的水平机械稳定土工格栅。更具体地，本公开尤其涉及具有散布有经设计的不连续部图案的强轴肋图案的土工格栅，该土工格栅通过可压缩多孔层改善土工相互作用中的性能以及如本文所公开的其它所需特性。

技术介绍

[0004]作为土工工程的一个方面，道路和土方工程是一种通常通过将地面切割或填充成路基并回填或添加压实的天然材料，例如石头或集料基层，而易于进行的工程实践。随着材料成本的增加和材料选择的减少，路面寿命周期的重要性增加。此外，由于运输量的增加和运输的复杂性(重量、力角、材料等)，路面的寿命进一步减小。环境影响、材料成本和土工工程开发的结合要求设计和施工过程包括粘结材料，诸如沥青和硅酸盐水泥混凝土。
[0005]路面寿命取决于路基和路面材料的质量(强度和刚度)和厚度，以及环境条件，运输载荷的大小和运输荷载的重复。运输载荷通常表示为等效单轴载荷(ESAL)。该标准化度量允许具有高于或低于标准ESAL的大小的载荷通过载荷重复次数被转换为标准ESAL。
[0006]路面使用寿命受环境条件的不同的影响。例如，具有问题土壤的区域，诸如具有膨胀残渣的土壤，对土工工程提出了重要的问题。其他环境条件，诸如北纬度的冻融循环，进
一步影响路面的寿命周期。更进一步地，沿着海岸线或水道附近遇到的软而可压缩的土壤也提出了额外的挑战。解决这些各种环境影响的一种方法是额外的挖掘，或过度挖掘，其中基础材料被重新压实或被去除并用更合适的材料来代替。这种方法的缺点是需要昂贵的材料和沉重的设备成本。另一种改进方法是将土壤与硅酸盐水泥和/或其它掺合剂混合。这种方法是碳密集型和昂贵的，并且还需要通常在土工环境之外找到的附加设备和资源。
[0007]整体土工格栅和其它整体格栅结构的制造和使用可以通过公知的技术来实现。如在Mercer的美国专利No.4,374,798、Mercer的美国专利No.4,590,029、Mercer和Martin的美国专利No.4,743,486、Mercer的美国专利No.4,756,946以及Mercer的美国专利No.5,419,659中详细描述的。首先将起始聚合物片材挤出，然后冲压以形成孔或凹陷部的所需限定图案。然后通过对冲压的片材进行必要的拉伸和定向来形成整体的土工格栅。这种整体土工格栅，无论是单轴整体土工格栅还是双轴整体土工格栅(统称为“整体土工格栅”或单独称为“单轴整体土工格栅”或“双轴整体土工格栅”)，都是由上述Mercer在20世纪70年代末专利技术的，并且在过去的35年中已经取得了巨大的商业成功，彻底革新了加固土壤、路面下的道路以及其他由颗粒或颗粒材料制成的土工或土木工程结构的技术。Mercer发现，通过从相对厚的、基本上为单平面的聚合物起始片材开始，优选约1.5mm(0.059055英寸)至4.0mm(0.15748英寸)厚，具有孔或凹陷部的图案，其中心位于呈行列的理论上基本为正方形或矩形的网格上，并且从单侧或双轴地拉伸起始片材，使得股线的取向延伸进连接部，由此可以形成全新的基本上单平面的整体土工格栅。如Mercer所述，“单平面”是指片状材料的所有区域关于片状材料的中间平面对称。
[0008]Mercer的公开教导了聚合物单轴和双轴整体土工格栅的优点。在一个或两个方向上具有股线或肋的网状几何形状为土壤和土工工程稳定化提供了解决方案。Mercer公开的内容进一步解决了聚合物整体土工格栅的制造和快速大规模发展的需要。这种改进代替了在土工工程稳定化中使用的传统金属材料，并且与金属材料不同，聚合物整体土工格栅不会遭受快速腐蚀和降解，进一步增加了土工工程设施的可用寿命。Mercer公开的内容已经取得了巨大的商业成功，并且在土木工程中变得无处不在。然而，Mercer公开的内容具有一定的局限性，即，肋或股线在一个或两个方向上移动，这限制了与环境的表面接触。
[0009]在Hureau的美国专利No.3,252,181、Hureau的美国专利No.3,317,951、Hureau的美国专利No.3,496,965、Beretta的美国专利No.4,470,942、Beretta的美国专利No.4,808,358和Beretta的美国专利No.5,053,264中，具有孔或凹陷部的所需图案的起始材料与圆柱形聚合物挤出物一起形成，并且通过使挤出物经过膨胀芯轴来实现基本单平面性。然后将膨胀的圆柱体纵向切开，以产生平坦的基本上单平面的起始片材。在转让给坦萨国际有限公司的Walsh的美国专利No.7,001,112(以下称为“Walsh112专利”)中描述了另一种整体土工格栅，坦萨国际有限公司是本专利申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于改善土工环境内的基材相互作用的土工格栅系统，包括：土工环境；基本平面的土工格栅，包括：多个强轴肋和节点；经设计的不连续部的图案化结构，其用于增强基材压实度并增加平面外刚度；以及可压缩多孔层，其增加土工格栅高宽比。2.根据权利要求1所述的土工格栅系统，其中，所述多个强轴肋具有三角形或三轴几何形状。3.根据权利要求1所述的土工格栅系统，其中，所述多个强轴肋具有矩形几何形状。4.根据权利要求1或2所述的土工格栅系统，其中，所述经设计的不连续部的图案化结构形成六边形图案。5.根据权利要求4所述的土工格栅系统，其中，所述六边形结构包括内嵌六边形，所述内嵌六边形包括内六边形结构和外六边形结构。6.根据权利要求5所述的土工格栅系统，其中，所述内嵌六边形的交叉肋具有不同的高宽比，其中，所述节点与所述肋相比具有更大的高宽比。7.根据前述权利要求中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述多个强轴肋具有大于1.0的高宽比。8.根据前述权利要求中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述多个强轴肋是多层结构。9.根据权利要求8所述的土工格栅系统，其中，所述多层结构包括聚合物材料芯，以及配置至所述聚合物材料芯的至少一个可压缩多孔层。10.根据权利要求8所述的土工格栅系统，其中，所述多层结构包括具有可压缩多孔层的芯，以及在所述芯的顶表面和/或底表面上的聚合物材料层。11.根据权利要求8至10中任一项所述的土工格栅系统，其中所述多层结构是共挤出的。12.一种用于改善土工环境内的基材相互作用的土工格栅系统，包括：土工环境；水平多层机械稳定土工格栅，包括：具有节点和肋的土工格栅，所述土工格栅包括图案化不连续部和多个强轴肋；具有聚合物材料的芯；以及在所述芯的顶表面和/或底表面上具有可压缩多孔层。13.根据权利要求12所述的土工格栅系统，其中，所述聚合物材料的芯是实心且刚性的。14.根据权利要求12或13所述的土工格栅系统，其中，所述可压缩多孔层降低对所述聚合物材料的量的要求。15.根据权利要求12、13或14所述的土工格栅系统，其中，所述水平多层机械稳定土工格栅被构造成具有经设计的不连续部的图案化结构，以增强基材压实度并增加平面外系统刚度。16.根据权利要求15所述的土工格栅系统，其中，所述经设计的不连续部的图案化结构
形成六边形图案。17.根据权利要求16所述的土工格栅系统，其中，所述六边形图案包括内嵌六边形，所述内嵌六边形包括内六边形图案和外六边形图案。18.根据权利要求17所述的土工格栅系统，其中，所述内嵌六边形的交叉肋具有不同的高宽比。19.根据权利要求12至18中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述水平多层机械稳定土工格栅由不同材料层以共挤出的方式形成。20.根据权利要求12至19中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述水平多层机械稳定土工格栅由三个或更多个层形成。21.根据权利要求12至20中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述可压缩多孔层增加所述土工格栅在交叉肋处的高宽比。22.根据权利要求12至21中任一项所述的土工格栅系统，还包括颗粒稳定增强件，其由所述可压缩多孔层提供以允许增加所述土工环境中的压实度。23.根据权利要求12至22中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述可压缩多孔层被构造成通过增加所述土工格栅与土工基材之间的相互作用来捕集内容物以阻止横向集料或土壤流动。24.根据权利要求12至23中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述可压缩多孔层被构造成具有含空隙的区域，在所述含空隙的区域中，表面积增大，从而允许增加其中的土壤保持力。25.根据权利要求12至24中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述水平多层机械稳定土工格栅包括强肋的三轴和/或三角形几何结构。26.根据权利要求12至24中任一项所述的土工格栅系统，其中，所述土工格栅包括强...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：坦萨国际公司，
类型：发明
国别省市：