[发明专利]结构增强构件及利用此构件增强制品的方法

说明书

本发明一般地涉及一种适用于增强制品的结构构件。本发明还涉及利用此结构构件形成加强制品的方法。

传统的结构和制品受到各种需要增强的破坏和损伤。例如，由地沥青混凝土材料组成的道路在经过一段时间后会受到其形式为交通管理色灯下的反映裂缝、车辙、起伏以及“凹坑”的破坏和损伤。地沥青混凝土道路的这种破坏和损伤需要经常作费钱和费时的修补。另一类制品、混凝土结构例如柱子、无梁楼板或截面恒定的造型在经过一段时间后或由于地震活动而破坏，或是为了改进例如拉伸强度这样的性能而需要加强。曾经研究出各种方法，以通过增强初始制品或原有制品来处理这些问题。

对于道路，地沥青道路是被广泛采用的，但是它经常会受到各种修补费用高的破坏。用地沥青铺设的路面由结合以“岩石骨料”的地沥青混合物构成。该骨料以用作将道路粘合在一起的基材的地沥青混合物提高了地沥青的抗压强度。地沥青路要比混凝土路损坏得快，而且其典型的破坏形式为在像红绿灯这样的地方出现的“反映裂缝”，沥青卷曲，由于沿着道路在同一路径上重复的车辆来往而使地沥青出现沟槽以及地沥青表面的其它开裂。“反映裂缝”是现有的混凝土道路或其它路基的地沥青加铺层中的主要问题。反映裂缝是在现有混凝土或地沥青道路或路基中的裂缝从现有道路向上蔓延并穿过新的地沥青加铺层的地方产生的。它需要对还是新的的通路进行昂贵的修理并且会损害新加铺层的强度。

过去曾经尝试过许多材料，以谋求对地沥青道路提供加强或使其稳定。目前有几种产品试图处理反映裂缝问题。一种产品是来自阿默克纤维和织物(Amoco Fabrics and Fibers)公司的称为Petromat^的在混凝土路与地沥青加铺层之间的非织加铺层织物或垫子。Petromat^采用了在织物垫中随意取向的聚丙烯纤维，该织物垫作为一阻挡层放置在路或路基与地沥青加铺层之间。在谋求处理反映裂缝的问题时，聚丙烯没有抵抗混凝土路膨胀的模量。另外，该垫子的结构紧密，不允许地沥青或混凝土穿过结构，反而在各个层之间起着阻挡层的作用。因此，在整个新加铺层中，垫子不是作为增强结构而被设置的。相反地，垫子只起着阻挡层的作用，它在使用时可以折皱或折叠。还有，在使用Petromat^之前，必须找平或填补裂缝。

有些人试图用塑料的网状构造和纺织品增强道路。有一种产品Glasgrid^是一种纺织(纱罗)玻璃纤维织物网格，它被涂以一面具有自粘结性能的沥青黑涂层。另一种产品Raupave^是一种由高韧性玻璃纤维纱组成的土工用格栅，它被编织成均匀的纱罗网格构形。另一种产品Polyfelt PGM-G^由以网格状线放置在非纺织毛毡上的玻璃纤维粗纱组成，该毛毡旨在用作防水层，以寻求阻滞形成反映裂缝。

还企图采用其它紧密地构成的结构，它们能增强道路，但在正常的铺设过程中不允许地沥青混凝土路材料穿过增强结构。在道路施工中采用这种紧密地构成的增强构件曾产生各种困难。这些紧密地构成的增强构件在新的道路加铺层与老的道路或路基之间形成一障碍，以限制地沥青混凝土材料穿入或引入增强构件中。这样会减少增加构件的增强效果并能在正常的铺设过程中造成滑动或移动。

另一类需要增强的制品和结构是混凝土结构和其它砖石类或水泥类材料。这些混凝土材料具有低的拉伸强度，但是有良好的抗压强度。当例如在桥梁、楼房或其类似物中采用混凝土作为结构件时，常常利用增强赋予必要的拉伸强度。在新的和现有的混凝土结构如预制的车道、平板、人行道、管子等中，曾经用各种钢制成型物例如开式钢筋网、钢筋和钢筋网格承担增强作用。钢筋网格曾经用于增强诸如活动桥的桥面板这样的混凝土结构。这些钢筋网格是闭合的网格结构，而且钢筋网格的每一部分都包括并约束混凝土的矩形或正方形柱。这类网格在将其用作增强材料时生来就非常无效。

用作增强物的钢和其它金属会受到腐蚀。腐蚀的产物导致钢柱膨胀，它产生一种能使混凝土结构破裂和损坏的“剥落”作用。混凝土结构的这种破裂和破碎在高湿度地区和常在道路、车道和人行道上用盐熔化冰或雪的地区是严重的。在像佛罗里达海岸(Florida coast)或Florida Keys这样的地区，航道上的桥梁曝露在能引起破坏和减短寿命的海洋空气中，需要常常重建这些桥梁。中东的混凝土结构采用当地的酸性砂做成的混凝土，它也会引起钢增强物的腐蚀。