[发明专利]稳定且加固的土建结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明整体上涉及土工布。更具体地，本发明涉及具有高水流和小颗粒保持能力的土工合成织物以及其在土建结构中的应用。

背景技术

侵蚀防治、草皮加固和土建结构(包括土加固)中采用了多种土工布。层次结构和等级结构(例如，道路或跑道、和地基)的土加固中采用的土工布通常具有比侵蚀防治和草皮加固中采用的那些土工布更大的双轴土工布拉伸和/或剪切强度特性。此外，土加固应用中使用的土工布具有比挡土墙结构和陡坡中采用的土壤加固材料更大的对称拉伸和/或剪切强度特性。因此，这些更平坦、双轴性更大且侵略性更小的环境诱发了这样的土工布：其从地基稳定和基层加固的角度出发表现得可接受，但是其可有效且廉价地制造和供应，并且其可容易地进行轧制、存储、运送和安装。

当存在软路基情况时，常常需要地基稳定。为了地基稳定，一般将土工布直接放置在软地基顶部。土工布使得上面的集料基层与下面的地层隔离；提高了承载能力；潜在地能够使基层厚度减小；允许交通量增加；并且减少了设置在基层之上的表面或路面系统中的永久变形。在考虑到将土工布用于地基稳定应用时，隔离、加固和过滤特性是相关的。

隔离土工布使因外施载荷作用渗入下层地基中的集料渗透以及后续的地基向上迁移至地层中最小化。例如，已知将少至10至20百分比的地基细料混合到基层中可大大损伤基层强度。通过采用隔离土工布，有效减少了地基细料对粒料和/或集料基层的污染，从而防止了强度损伤。而且，隔离土工布的存在可导致基层厚度由另外在土工布不存在的情况下必需的厚度减小。

此外，将土工布布置在地基上可显著减少潜在的破坏模式并提高承载能力。土工布有助于在直接施加的载荷(例如，由车轮或货车载荷施加的载荷)下防止粒料和/或集料基层冲入软地基土壤中。在不存在土工布的保护时，基层冲压或局部剪切破坏可导致整体剪切破坏。土工布为地基提供了开发其极限承载能力的机会。

土壤变形与软地基的存在直接相关。在土壤变形发生时，土工布中形成了大规模的张力。因此，土工布应提供张拉膜支撑。载荷下基层中的应力条件与承载梁类似。因为弯曲，所以基底在载荷下在顶部经历压缩并在底部经历张力。无粘性基层材料没有抗拉伸性并且通常依赖于地基提供侧向约束。软地基提供非常小的侧向约束；因此，基层底部的集料倾向于移开，使得软地基能够侵入。通过将土工布定位在基层底部，土工布通过提供拉伸强度来限制集料移动。净效果是施加在地基上的应力尺寸改变——直接在载荷区域下减小，在载荷区域外增加。应力在较大区域中的这种传播提高了土建结构(如道路)的载荷能力。对于相同的辙槽深度，具有高模量的土工布可提供更大的载荷传播能力。因此，通过土工布的载荷-应变特征和土壤/土工布摩擦相互作用提供了通过张拉膜支撑的加固。

然而，水流量和土壤保持与常规的织物强度不一致。通常，为了增加强度，减少织物的孔。因此，织物受限于可通过所述织物的水量，并因此受限于其可保持的土壤颗粒的尺寸。如果期望较高的流量和较大的粒径保留，则因为织物密度，织物的强度必须让步。因此，需要这样的织造土工合成织物：其具有增加的强度用于加固，同时维持相对较高的流量和颗粒保持。涉及应解决该需要和本发明涉及的其他需要。

发明内容

本发明涉及包含平纹六纬纱组织织物的织造土工布。所述织物根据美国试验与材料协会国际(ASTM国际)标准D4751测得的表观开口尺寸(apparent opening size，AOS)为至少40；根据ASTM国际标准D4491测得的水流量为至少35加仑/分钟·英尺²(gpm/ft²)；并且根据ASTM国际标准D4595在经向上测得的12％应变拉伸载荷为至少300磅/英寸。在一个方面中，织物包括：

i.在纬向上延伸的多个纬纱组(fill set)，每个纬纱组具有彼此基本并列设置的六根纬纱；

ii.在经向上延伸且与所述多个纬纱组交织的多根经纱；以及

iii.分散在所述织物中的多个开口，每个开口由给定纬纱组和分别布置在所述给定纬纱组的相对的侧并与所述给定纬纱组交织的两根相邻经纱以及所述两根相邻经纱的交叉点限定。在一个方面中，开口是基本三角形的。在另一个方面中，织物根据ASTM国际标准D4491测得的水流量为至少70gpm/ft²。