[发明专利]用于土工应用的补强产品和该补强产品的制造方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于土工应用的补强产品，其适用于补强地形构造(terrain)。本发明还描述了该补强产品的制造方法和用途。例如本发明的补强元件适用于补强天然的和人造的结构。具体地，应用的实例包括需要加固和/或补强的天然斜坡、绿化墙、块砌墙(block wall)、人造墙、岩石外缘的覆盖物、滑坡的安全防护。

背景技术

如已知那样，在市场上可以获得用于补强、保持和稳定和/或加固地形构造的网状结构，其旨在防止滑坡和/或为了确保地形构造较大的稳定性，包括在诸如地震、洪水或其他自然灾害面前。

已知的技术方案包括使用补强网，该补强网利用金属丝网实现或彼此联接而实现网状结构。网状结构被插入至或施加于地形构造或待补强的斜坡。尽管这些技术方案在过去已经被广泛的应用，但存在大量的与制造成本、编制工艺的困难性或金属丝的联接问题、以及因此涉及实现网状结构的复杂性有关的缺点，也存在与成品结构性能和成品抗腐蚀剂能力有关的缺点。

由诸如高密度聚乙烯(HDPE)之类的塑料材料制成的网栅已经与已描述的技术方案一起广泛的使用于土工应用。

由塑料材料制成的网状结构的第一实例包括通过挤出成形实现的具有等截面的单面板(monoplanar slab)，产品以单件的形式由该单面板获得，随后使用热加工或冷加工对板状形式的半成品工件进行打孔，以产生多个通孔。由此形成的打孔板实际上是单面网状结构，在该单面网状结构中在接合点或节点处相互交叉地纵向元件和横向元件能够被肉眼识别，考虑到打孔板的成形方法，形成纵向元件的材料是难以区别的并且是与形成横向元件的材料通用的。

然后采用单向拉伸或双向拉伸对网状结构进行拉伸，从而获得了拉伸的网状结构。元件的拉伸能够使结构相对于非拉伸网具有较大的牵引阻力。此外，在工件中产生的孔能够减小工件的重量并且因而减小工件的成本。

然而，由于节点的存在，特别地，由于在节点的附近，材料提供最大拉伸阻力，并且不会受到或不均匀地受到拉伸作用——拉伸作用至少部分地牺牲所述的造成牵引阻力增大的分子取向的均匀性——因此拉伸作用使已描述的产品在聚合物链的布置上呈现一定的空间不连续性。换言之，在拉伸之后，获得了这样的产品：该产品由显著地被拉伸因而具有高比牵引阻力的区域以及未被拉伸或最低程度地被拉伸因而具有低比牵引阻力的区域交替地构成。这种不连续性代表了产品的薄弱环节，特别是与经过长时间段后产品经受负载的能力相关的薄弱环节。

由塑料材料制成的网状结构的第二实例包括对于彼此间隔的一系列第一元件和同样彼此间隔的一系列第二元件的挤出。第一元件与第二元件被接合以通过刚形成的第一元件和第一元件上的第二元件来限定单件网栅。换言之，一系列第一纵向元件与一系列第二横向元件共挤出以基本上限定单件网栅，在单件网栅的接合节点处，第一网栅元件与第二网栅元件的材料共渗(co-penetrate)。在单件网栅形成之后，共挤出的网栅受到单向或双向的拉伸。如上文描述的，拉伸的步骤能够提高沿某一方向的结构阻力。该产品的形成使得产品能够足以作为稳定元件或保持元件。

描述的塑料网状结构是化学惰性的并且具有沿很高的沿拉伸元件方向的牵引阻力，并且由此确保网状结构是经济的并具有用于如上文描述的土工应用的机械特性。

而且，散布在构成网状结构的元件上而存在的开口使地形结构能够插入，确保了补强的合成材料的形成。在实践中，由于网状结构能够获得刚性和稳定性、吸收压力并在土壤补强物质中重新分配压力、决定性地确保较大的静态阻力和较大的动态阻力，所以具有上述网状结构的补强地形构造呈现了提高的结构性能。

尽管所描述的产品由于其机械性能、化学惰性的能力、并可能具有相对经济的成本，已经相当的成功，但拉伸作用不能在整个产品上均匀的分布，产品在节点处具有很弱的分子取向。实际上，在构成网状结构的元件之间的交叉处的材料高度集中，在该交叉处第一元件的材料与第二元件的材料强烈地共渗，形成在拉伸时相对于元件的中心区域不良地屈服于拉伸的区域：因而拉伸作用基本上集中在具有节点区域的后续不良结晶的连续节点之间的中间延长元件的区域中。拉伸和结晶的非均匀性导致对牵引力的非最优的阻力。因此，不可能充分地利用由网栅构成的材料的机械特性。

最后，存在塑料网产品的第三类型，在该塑料网产品中第一元件和第二元件分别得以实现。第一元件或第二元件被拉伸，并且仅在拉伸之后例如通过粘合剂将第一元件与第二元件连接从而形成网状结构。尽管以上述方法获得的结构能够被很好地控制，但为了完成产品仍需要引进具有对制造成本有显著影响的独立的装配步骤。

发明内容