Клееные композитные сетчатые строительные текстильные материалы

 

Клееные композитные сетчатые строительные текстильные материалы имеют повышенную стабильность и изготовлены из тканей. Текстильный материал сформирован по крайней мере из двух, а предпочтительно из трех компонентов. Первый компонент или элемент, несущий нагрузку, представляет собой элементарную или комплексную нить с высокой прочностью, высоким модулем упругости, малой растяжимостью. Второй компонент - это полимер в форме нити или какой-либо другой форме, который обволакивает и склеивает нити в узлах соединения для упрочнения этих узлов. Третий компонент является выборочным и может быть фасонной или объемной нитью. В ткани множество основных нитей переплетено со множеством уточных нитей. Переплетение предпочтительно может быть полным перекрестным или полуперекрестным перевивочным переплетением. По крайней мере часть основных и уточных нитей является первыми компонентами, т.е. нитями, несущими нагрузку. В качестве полимерного компонента используют, как требуется, полимер, обладающий клеящими свойствами, необходимыми для готового продукта, и особенно для придания улучшенных свойств узлам соединения или упрочнения этих узлов. Фасонную или объемную нить используют как в качестве основных, так и/или уточных нитей и/или перевивочных нитей, как это требуется для обеспечения желаемой объемности текстильного материала и относительно большой толщины профиля готового продукта. 5 с. и 42 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 ил.

Настоящее изобретение относится к клееным композитным сетчатым строительным текстильным материалам, предназначенным, главным образом, для использования в качестве строительных элементов, несущих нагрузку, в землеустроительных сооружениях, таких как системы сохранения рельефов земли, в которых строительные элементы, несущие нагрузку, используют для внутреннего армирования крутых склонов или в качестве структурных наполнителей для повышения структурной стабильности таких рельефов, системы упрочнения оснований, в которых структурные элементы, несущие нагрузку, используют для поддержания и/или для внутреннего армирования земли или базовых наполнительных материалов для повышения их несущей способности, системы упрочнения тротуаров, в которых структурные элементы, несущие нагрузку, используют для внутреннего армирования эластичных тротуаров или для поддержания жестких модульных мостовых для улучшения их структурного исполнения и для увеличения продолжительности их срока службы или системы защиты от эрозии, в которых структурные элементы, несущие нагрузку, используют для ограничения или для внутреннего армирования земли или конструктивных наполнителей в сооружениях, которые подвергаются эрозии или которые предотвращают эрозию где-нибудь в другом месте путем рассеивания энергии волн в открытых водах. Хотя материалы, соответствующие настоящему изобретению, могут быть использованы во множестве других различных областей, они, главным образом, были созданы для воплощения уникальных особенностей, которые важны в землеустроительных сооружениях, и особое внимание было уделено таким областям применения в данной заявке на изобретение.

Георешетки и геотекстильные материалы - это полимерные материалы, используемые в качестве воспринимающих нагрузку, разделительных или фильтрующих элементов во многих землеустроительных сооружениях. Имеется четыре основных типа материалов, используемых в таких областях: 1) цельноформованные строительные георешетки; 2) тканые или вязаные текстильные структуры; 3) тканые или вязаные текстильные сетки, которые по конфигурации сходны и конкурируют с цельноформованными строительными георешетками и 4) нетканые текстильные материалы.

Цельноформованные георешетки определенной структуры изготавливают путем экструдирования плоского полотна полимерного материала, пробивания отверстий в полотне преимущественно квадратной или прямоугольной формы и последующего растяжения в одном или в двух взаимно перпендикулярных направлениях перфорированного полотна или путем экструдирования цельноформованной сетчатой структуры, которая представляет собой полотно с отверстиями преимущественно квадратной или прямоугольной формы, и последующего растяжения в одном или в двух взаимно-перпендикулярных направлениях перфорированного полотна. Ткани или вязаные текстильные материалы изготавливают механическим способом путем переплетения или перевязывания полимерных волокон или комплексов волокон с использованием обычных текстильных технологий ткачества или вязания. Текстильные тканые сетки изготавливают таким же образом и обычно наносят покрытие в последующем процессе. Нетканые текстильные материалы изготавливают различными способами, включая наложение и механическое перепутывание полимерных волокон, в обычно иглопрокалыванием, и в некоторых технологических процессах перепутанные волокна затем переориентируют растяжением материала во взаимно перпендикулярных направлениях, каландрированием и/или спеканием.

Цельноформованные георешетки определенной структуры хорошо известны на рынке и являются принятым вариантом исполнения во многих землеустроительных сооружениях. Текстильные тканые или вязаные сетки обычно характеризуют и продают как текстильные георешетки, конкурирующие напрямую с цельноформованными георешетками определенной структуры во многих областях применения, и они также заняли определенное место на рынке материалов для землеустроительных сооружений. Конкуренция между любыми из этих "георешетчатых" материалов и обычными ткаными или вязаными текстильными материалами наблюдается значительно реже. Тканые или вязаные текстильные материалы с низкой поверхностной плотностью преимущественно используют для отделения и фильтрации. Тканые или вязаные текстильные материалы с высокой поверхностной плотностью преимущественно используют в качестве средств, воспринимающих нагрузку, которые обладают выносливостью к растяжению под нагрузкой, характерной для таких материалов, и которые могут с успехом использовать высокую разрывную прочность при растяжении таких материалов. Нетканые материалы, как правило, подвергают очень высоким удлинениям при растяжении и обычно не используют в качестве средств, воспринимающих нагрузку, в землеустроительных сооружениях. Конкуренция между любыми из этих "георешетчатых" материалов и неткаными материалами незначительна.

Характеристики цельноформованных георешеток определенной структуры и тканых или вязаных текстильных сеток существенно различны по ряду аспектов. Цельноформованные материалы демонстрируют высокую структурную монолитность с высоким модулем упругости, высокой прочностью узлов соединения и высокой жесткостью при изгибе и кручении. Их жесткая структура и значительный по размерам профиль поперечного сечения также способствуют прямому механическому сцеплению с конструкционными наполнителями, с соприкасающимися частями этих же материалов при наложении и погружении в конструкционные наполнители и с жесткими механическими соединительными элементами, такими как скрепы, колки или крюки. Эти качества цельноформованных георешеток определенной структуры обеспечивают превосходное сопротивление смещению сыпучих конструкционных наполнителей и цельноформованных элементов, воспринимающих нагрузку, относительно друг друга, таким образом сохраняя структурную целостность фундаментных наполнителей или предотвращая вытягивание погруженных элементов, воспринимающих нагрузку, в системах сохранения рельефов земли.

Цельноформованные георешетки определенной структуры взаимодействуют с почвой или сыпучими конструкционными наполнителями посредством процесса проникновения почвы или сыпучих конструкционных наполнителей в отверстия жесткой цельноформованной георешетки. В результате георешетка и почва или сыпучие конструкционные наполнители взаимодействуют и образуют монолитную непрерывно армированную матрицу. Продольно расположенные элементы, несущие нагрузку, и поперечно расположенные элементы, несущие нагрузку, и непрерывность связанности между продольными и поперечными элементами, несущими нагрузку, георешетки существенны в этом непрерывном матрицеподобном переплетающем и армирующем процессе. Если узлы соединения между продольными и поперечными элементами, несущими нагрузку, разрушаются, то георешетка перестает выполнять свою функцию описанным выше образом, и ограничения и армирующий эффект существенно снижаются. Их жесткая структура также облегчает их использование в условиях очень слабых или влажных грунтовых оснований, где размещение таких несущих нагрузку материалов с последующим заполнением конструкционными наполнителями затруднено.

Тканые или вязаные текстильные сетки демонстрируют большее полное удлинение под нагрузкой, меньший модуль упругости, они более мягкие на ошупь и более эластичные. При существенном увеличении числа волокон или комплексов волокон, входящих в состав их структуры, они могут достигать более высоких величин разрывных удлинений, чем цельноформованные георешетки определенной структуры. Однако они также обладают низкой функциональной прочностью, что ограничивает их эффективность в достижении прямой механической связанности с конструкционными наполнителями, с соприкасающимися частями самих этих материалов, когда они погружены в конструкционные наполнители, или с жесткими механическими соединительными элементами. В результате такие материалы преимущественно используют в таких областях, которые располагаются на фрикционном основании с конструкционными наполнителями для передачи структурных нагрузок на воспринимающие нагрузку элементы, и потребители таких материалов исключают применения, которые включают несущие нагрузку соединения с жесткими механическими соединительными элементами. Также их малая жесткость при изгибе и скручивании ограничивает их практическое использование и исполнение функций в некоторых областях землеустройства, таких как строительство на очень слабых грунтовых основах или при армировании конструкционных наполнителей при усилении оснований.

Характеристики, связанные с использованием полимерных материалов в землеустроительных сооружениях со структурами, воспринимающими нагрузку, следующие: (a) передающий нагрузку механизм, которым структурные силы передаются на элементы, воспринимающие нагрузку; (b) допустимая нагрузка на воспринимающий нагрузку элемент; (c) структурная целостность воспринимающего нагрузку элемента, когда его подвергают воздействию деформирующих сил при установке и эксплуатации, и (d) сопротивление воспринимающего нагрузку элемента разрушению (т.е. потеря связывающих свойств), когда его подвергают установке или продолжительному воздействию окружающей среды.

Ограничения, которые тканые или вязаные текстильные сетки демонстрируют по первым трем признакам, перечисленным выше, являются главным образом результатом недостатка жесткости и упругости волокон или комплексов волокон в зонах узлов соединения в этих материалах, в которых множество отдельных волокон или комплексов волокон переплетены, перевиты или перепутаны таким образом, как это характерно для ткани или вязаной структуры, и что не является причиной того, что воспринимающие нагрузку волокна или комплексы волокон либо туго натянуты, либо стабильны по размерам относительно друг друга. Ограничения, которые демонстрируют такие материалы по четвертому признаку, указанному выше, являются главным образом результатом разрушения их покрывающих материалов и отделение таких покрывающих материалов от воспринимающих нагрузку волокон.

Были предприняты попытки стабилизовать размеры и защитить волокна или комплексы волокон в зонах узлов соединения тканых или вязаных текстильных сеток. Например, такие текстильные материалы обычно покрывают другим материалом, таким как поливинилхлорид, после того как основная текстильная структура сформирована на ткацком станке или на вязальной машине. Такая технология улучшает стабильность размеров волокон или комплексов волокон в зонах узлов соединения в некоторой степени и также обеспечивает некоторую защиту от воздействия трения на волокна внутри текстильного материала. Однако эта технология не обеспечивает достаточную прочность соединений или достаточную величину модуля упругости, чтобы позволить таким материалам быть функционально сравнимыми с цельноформованными строительными георешетками или быть напрямую конкурентоспособными с цельноформованными строительными георешетками в определенных геоетекстильных сооружениях с повышенными требованиями, которые требуют или выигрывают от передачи нагрузки путем прямого механического сцепления или от высокого модуля упругости, или высокой структурной целостности, или жесткости элементов, воспринимающих нагрузку. Защитные покрытия также имеют тенденцию к разрушению и отделению от волокон, воспринимающих нагрузку, снижая таким образом их эффективность в обеспечении долгосрочной устойчивости к разрушающему воздействию окружающей среды волокон, воспринимающих нагрузку, и также создавая потенциальные разрывы поверхности в зоне между волокнами, воспринимающими нагрузку, и покрытием.

Из патента США N 5091247 от 25.02.1992 известен клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, содержащий множество отстоящих друг от друга групп уточных нитей, множество отстоящих друг от друга групп основных нитей, пересекающихся с группами уточных нитей в узлах соединения с образованием отверстий между соседними группами уточных и основных нитей. Узлы соединения содержат по крайней мере четыре уточные и четыре основные нити. Часть основных и уточных нитей содержат нити, несущую нагрузку и обладающие высокой разрывной прочностью, высоким модулем упругости, малым удлинением. Узлы соединения содержат по крайней мере один полимерный компонент, обволакивающий и склеивающий нити в узлах соединения для упрочнения этих узлов соединения.

В этом патенте раскрыто композитное гражданское строительное сооружение, содержащее массу сыпучего материала и по крайней мере один армирующий элемент, погруженный в него, армирующим элементом является клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, содержащий множество отстоящих друг от друга групп уточных нитей, множество отстоящих друг от друга групп основных нитей, пересекающихся с группами уточных нитей в узлах соединения с образованием отверстий между соседними группами уточных и основных нитей. Узлы соединения содержат по крайней мере четыре уточные и четыре основные нити. Часть основных и уточных нитей содержат нити, несущие нагрузку и обладающие высокой разрывной прочностью, высоким модулем упругости, малым удлинением. Узлы соединения содержат по крайней мере один полимерный компонент, обволакивающий и склеивающий нити в узлах соединения для упрочнения этих узлов соединений. Часть упомянутой массы сыпучего материала находится под армирующим текстильным материалом, часть упомянутой массы сыпучего материала находится над армирующим текстильным материалом и часть упомянутой массы сыпучего материала находится в отверстиях, образуемых группами уточных и основных нитей.

В патенте США N 5091247 предложен также способ создания композитного гражданского строительного сооружения, который заключается в насыпании массы сыпучего материала, изготовлении по крайней мере одного слоя клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, содержащего множество отстоящих друг от друга групп уточных нитей, множество отстоящих друг от друга групп основных нитей, пересекающихся с группами уточных нитей в узлах соединения с образованием отверстий между соседними группами уточных и основных нитей. Узлы соединения содержат по крайней мере четыре уточные и четыре основные нити. Часть основных и уточных нитей содержат нити, несущую нагрузку и обладающие высокой разрывной прочностью, высоким модулем упругости, малым удлинением. Узлы соединения содержат по крайней мере один полимерный компонент, обволакивающий и склеивающий нити в узлах соединения для упрочнения этих узлов соединений, укладке армирующего текстильного материала в массу сыпучего материала таким образом, чтобы часть массы сыпучего материала была расположена под армирующим текстильным материалом, часть массы сыпучего материала была расположена над армирующим текстильным материалом и часть массы сыпучего материала расположена в отверстиях, образованных группами уточных и основных нитей.

В используемом армирующем элементе уточные и основные нити не переплетены в узлах соединения. Каждая уточная нить не переплетена с основными нитями независимо от соседних уточных нитей, каждая основная нить не переплетена с уточными нитями независимо от соседних основных нитей.

В результате этого снижаются начальный модуль упругости, прочность, жесткость и долговечность вышеописанного текстильного материала и ухудшается его структурная целостность. Эти факторы приводят к ухудшению характеристик вышеописанного сооружения.

Целью настоящего изобретения является создание сетчатых текстильных материалов, обладающих повышенной стабильностью при использовании в качестве строительных элементов, воспринимающих нагрузку, в ответственных землеустроительных сооружениях.

Другой целью настоящего изобретения является создание сетчатых текстильных материалов, обладающих преимуществами по сравнению с известными материалами по одному или большему числу следующих признаков: (a) его механизм передачи нагрузки, особенно его способность к прямому механическому сцеплению с конструкционными наполнителями, с соприкасающимися частями самого материала при наложении и погружении в конструкционные наполнители, и с жесткими механическими соединительными элементами, такими как скрепы, колки или крюки; (b) его допустимая нагрузка, особенно его начальный модуль упругости, т. е. его сопротивление удлинению при начальном воздействии нагрузки; (c) его структурная целостность, особенно его прочность соединений и его жесткость при изгибе и скручивании; (d) продолжительность срока службы, особенно его устойчивость к разрушению, когда его подвергают длительному воздействию света и погоды.

Эти и другие цели настоящего изобретения будут более понятными при ознакомлении с последующим описанием и формулой изобретения.

Клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой сетчатую текстильную ткань, сформированную по крайней мере из двух, а предпочтительно из трех независимых, но дополняющих полимерных компонентов. Первым компонентом - элементом, воспринимающим нагрузку, является высокопрочная с высоким начальным модулем упругости, с малым удлинением элементарная или комплексная полимерная нить или группа таких полимерных нитей, причем каждая нить имеет гомогенную или биокомпонетную структуру. Когда биокомпонентные элементарные или комплексные нити используют для формирования таких элементов, воспринимающих нагрузку, то можно достигнуть повышенной устойчивости к разрушению, т.е. потери свойств сцепляемости, когда такие материалы подвергают длительному воздействию света и погоды при эксплуатации, т.е. используя внутренний материал, наиболее подходящий для достижения желаемых механических свойств и другой материал - оболочку, более подходящий для достижения желаемой продолжительности срока службы в определенных условиях использования. Второй компонент, связующее, - это независимый полимерный материал в форме элементарной или комплексной нити, имеющий гомогенную или биокомпонентную структуру, который используют для обволакивания и склеивания нитей, воспринимающих нагрузку, особенно в зонах соединений сетчатой текстильной структуры, для упрочнения соединения и придания жесткости композитному материалу, и увеличения его сопротивления удлинению под нагрузкой, и увеличения его устойчивости к разрушению при длительном воздействии свето-погоды. Третий компонент, когда его используют, - это фасонная или объемная нить, которая увеличивает площадь поперечного сечения клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала, таким образом обеспечивая дальнейшее повышение его жесткости и его эффективности в механическом сцеплении с конкретным конструкционным наполнителем.

В клееном композитном сетчатом текстильном материале множество основных элементарных нитей (обычно называемых нитями) плотно переплетено со множеством уточных нитей. Ткань предпочтительно имеет полуперекрестное или полное перекрестное перевивочное переплетение. По крайней мере часть основных и уточных нитей является первым компонентом, т.е. нитями, воспринимающими нагрузку. Второй полимерный компонент используют, как требуется, для склеивания, необходимого для готового продукта, и особенно для обеспечения повышенной прочности соединительных узлов. Фасонные или объемные нити используют в качестве основы и/или утка, и/или перевивочных нитей. Фасонные или объемные нити увеличивают трение с соседними нитями для обеспечения лучшей стабильности и структурной целостности материала в целом. Две или более фасонных или объемных нити переплетены с одной другой нитью, что обеспечивает максимальную стабильность и наибольшую прочность соединений. Фасонные или объемные нити также создают требуемую объемность текстильного материала и относительно большую толщину поперечного сечения готового продукта для улучшения его жесткости и его эффективности в механическом сопряжении с сыпучим конструкционным наполнителем.

Второй компонент может быть введен в текстильный материал несколькими способами. Второй компонент может быть создан путем использования расплавляемых клеящих нитей, либо в форме элементарных либо комплексных нитей, которые предпочтительнее являются бикомпонентными нитями, имеющими рубашку с низкой температурой плавления, и стержневую нить из полимера с высокой температурой плавления. В ткани расплавляемые склеивающие нити могут быть использованы как в качестве основы, так и утка и/или перевивочных нитей для обеспечения повышенной прочности соединительных узлов. В альтернативном варианте второй компонент может быть создан с помощью подходящего полимера, вводимого и скрепленного с текстильным материалом любым из ряда различных способов после съема ткани с ткацкого станка. Второй компонент также может быть создан путем комбинированного использования расплавляемой клеящей нити и дополнительного полимерного материала независимо наносимого и приклеенного к текстильному материалу.

В соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения, в котором используют расплавляемую клеящую нить, ткань нагревают для расплавления полимерного компонента, т.е. расплавления клеящих элементарных нитей или рубашки бикомпонентных клеящих элементарных нитей. При этом расплавляемый полимерный компонент растекается вокруг и обволакивает другие компоненты текстильного материала и защищает, упрочняет и повышает жесткость всей структуры и особенно узлов соединения. В соответствии с другим вариантом исполнения настоящего изобретения ткань пропитывают соответствующим полимером, который обтекает и обволакивает другие компоненты текстильного материала, особенно узлы соединений. Пропитанный текстильный материал затем нагревают для высушивания и/или термофиксации полимера для склеивания нитей, особенно в узлах соединений. В соответствии с еще одним вариантом исполнения настоящего изобретения полимерное полотно или волокнистый слой накладывают на ткань и нагревают для расплавления полотна или волокнистого слоя, заставляя полимер обтекать и обволакивать другие компоненты текстильного материала.

Материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть также модифицированы для различных областей применения путем выбора типа, количества и расположения первого компонента, т.е. нитей, воспринимающих нагрузку, и типа, количества и расположения второго компонента, т.е. расплавляемых клеящих нитей и/или других независимых полимерных клеящих материалов, и типа и расположения выборочного третьего компонента, т.е. объемных нитей. Таким образом, материал может быть приспособлен потребителем для конкретных областей применения. Материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут также легко быть разработаны и изготовлены.

Материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть также модифицированы для различных областей применения путем выбора типа, количества и расположения первого компонента, т.е. нитей, воспринимающих нагрузку, и типа, количества и расположения второго компонента, т.е. расплавляемых клеящих нитей и/или других независимых полимерных клеящих материалов, и типа и расположения выборочного третьего компонента, т.е. объемных нитей. Таким образом, материал может быть приспособлен потребителем для конкретных областей применения. Материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут также легко быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы они обладали особыми прочностными свойствами в продольном направлении или в продольном и поперечном направлениях. Такая гибкость позволяет более эффективно использовать настоящее изобретение в ответственных землеустроительных сооружениях, которые часто имеют широкий диапазон специальных требований, зависящих от местности. Использование расплавляемых нитей и/или других полимерных клеящих материалов для упрочнения узлов соединения и/или увеличения жесткости всего материала также позволяет увеличить диапазон применения при проектировании и коммерческом использовании таких материалов. Недорогие объемные нити могут также быть использованы в целом ряде экономически эффективных направлений для создания объемных с увеличенной площадью поперечного сечения структур без сокращения их прочности или других желательных характеристик. Например, часть или все группы основных или уточных нитей могут быть подобраны так, чтобы создать толстый материал путем добавления объемных нитей или дополнительных повышающих прочность нитей. Полученное в результате увеличенное поперечное сечение либо во всех группах нитей, либо в определенных выбранных группах нитей, например, в каждой шестой группе уточных нитей, может обеспечить улучшенное сопротивление вытягиванию. Утолщенный профиль группы нитей в клееном композитном сетчатом строительном текстильном материале ведет себя так же, как вертикальный поперечный элемент цельноформованной строительной решетки. Наконец, материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, можно выпускать, используя обычное недорогое широко доступное ткацкое оборудование, что сокращает стоимость производства таких материалов.

Материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, обладают рядом преимуществ в сравнении с обычными ткаными сетками или вязаными полотнами, общий эффект от которых позволяет считать материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, гораздо более подходящими для использования в ответственных землеустроительных сооружениях. Основные достоинства концепций настоящего изобретения, воплощенных в материалах, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, приведены в табл. 1 в конце описания.

Фиг. 1 изображает в перспективе клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением; Фиг. 2 - в увеличенном масштабе схематический вид сверху части клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, представленного на фиг. 1;
Фиг. 3 - в увеличенном масштабе схематический вид сверху части клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, с другим видом ткацкого переплетения.

Фиг. 3 А - в увеличенном масштабе схематический вид сверху части клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, аналогичного представленному на фиг. 3, с вариантом перевивочного переплетения;
фиг. 3 В - в увеличенном масштабе схематический вид сверху части клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, аналогичного представленному на фиг. 3, но с другим вариантом перевивочного переплетения;
фиг. 4 - в увеличенном масштабе схематический вид сверху части клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, с еще одним видом ткацкого переплетения;
фиг. 5 - в увеличенном масштабе схематический вид сверху части клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, с еще одним видом ткацкого переплетения;
фиг. 6 - схематическое сечение упрочненной стены, сформированной с использованием клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 7 - схематичное сечение армированной насыпи, сооруженной на слабой основной почве с использованием клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 8 - схематическое сечение крутого земляного склона, который увеличивает объем накопленного ила в хранилище ила, армированного с использованием клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 9 - схематическое сечение насыпи с опорной прокладкой с использованием клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 10 - схематическое сечение стабилизированного земляного покрытия крутого склона насыпи с прокладкой, снабженного клееным композитным сетчатым строительным текстильным материалом, изготовленным в соответствии с настоящим изобретение.

На фиг. 1 и 2 изображен двунаправленный тканый материал 10, сформированный в виде сетчатой структуры, или сетки 12, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением. Текстильный материал 10 сформирован из множества отстоящих друг от друга групп 14 уточных нитей. Каждая группа уточных нитей сформирована из множества уточных нитей, уточин или прокидок 16 (16a-f). Каждая группа 14 уточных нитей 16 включает крайние уточины или прокидки 16a и 16f. Группы 14 уточных нитей переплетены со множеством отстоящих друг от друга групп 18 основных нитей. Каждая группа 18 основных нитей сформирована из множества основных нитей 20 (20a-h). Каждая группа 18 основных нитей включает пары крайних основных нитей 20a-b и 20g-h.

В узлах соединений или соединениях 22 сетчатой текстильной структуры 12 уточные нити 16 переплетены с основными нитями 20. По крайней мере четыре уточные нити 16 переплетены по крайней мере с четырьмя основными нитями 20 в узлах соединений 22 сетчатой структуры 12. Как показано на фиг. 1 и 2, каждая уточная нить 16 (например, 16d) переплетена с основными нитями 20 независимо от соседних уточных нитей 16 (например, 16c и 16e), и каждая основная нить 20 (например, 20d) переплетена с уточными нитями 16 независимо от соседних основных нитей 20 (например, 20c и 20e). Уточные нити 16 и основные нити 20 переплетены полотняным переплетением (1/1), как показано на фиг. 1 и 2. Однако уточные нити 16 и основные нити 20 также могут быть переплетены другими более сложными переплетениями, такими как саржевое (например, 1/2, 2/1, 3/1, 2/2, 3/3).

Как показано на фиг. 1 и 2, основные нити из соседних пар крайних основных нитей 20a и 20b, 20c и 20d, и 20e и 20f, и 20g и 20h соответственно выборочно перевиты в правом и левом направлении и пересекаются в т. 24 (180^o) и т. 25 (180^o) для создания полного кручения (360^o) или для полной перевивки между двумя соседними группами 14 уточных нитей. В альтернативном варианте основные нити соседних групп основных нитей 20 перевиты только в одном направлении между соседними группами 14 уточных нитей для образования полускручиваний (180^o) или полуперекрестных перевивок (на чертеже не показаны) между соседними группами 14 уточных нитей.

Ткань, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, может быть сформирована на любом обычном ткацком станке, например рапирном ткацком станке. Как показано на фиг. 1 и 2, каждая группа 14 уточных нитей содержит шесть уточных нитей 16a-f и каждая группа 18 основных нитей содержит восемь основных нитей 20a-h. Ткацкий станок будет обычно делать от четырнадцати до двадцати четырех ложных прокидок за полный цикл из двадцати до тридцати прокидок. Максимальное общее число прокидок на дюйм обычно составляет около 20 - 36. Количество основных нитей на дюйм обычно составляет около 6 - 18.

Сетчатый текстильный материал 12 содержит поперечные элементы 26 (группы 14 уточных нитей) и продольные элементы 28 (группы 18 основных нитей), которые переплетены в узлах соединений 22 и образуют относительно большие отверстия 30, через которые грунт, вода или другие материалы могут проходить, когда сетчатый текстильный материал уложен в земле. Отверстия 30 обычно составляют от 3/4 до 1 дюйма. Хотя отверстия 30 изображены квадратными, они могут быть прямоугольными. Если это желательно, отверстия 30 могут быть до 12 дюймов и более в длину, т.е. в направлении основы. Может быть как минимум от 6 до 10 уточных нитей (в группе уточных нитей) на 12 дюймов основы, в результате чего может получиться несбалансированная структура, аналогичная однонаправленной ориентированной цельноформованной строительной решетке. Форма и размеры отверстий 30 будут зависеть от требований, предъявляемых к сетчатому текстильному материалу; однако форма и размеры отверстий могут быть выбраны путем изменения относительного положения групп 14 уточных нитей и групп 18 основных нитей. Сетчатый текстильный материал 12 имеет первую сторону 32 и вторую сторону 34.

На фиг. 3 - 5 показаны дополнительные текстильные структуры, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, в которых одними и теми же позициями обозначены аналогичные компоненты или элементы, что и на фиг. 1, кроме поз. серий "100", "200" и "300" соответственно. Более конкретно, на фиг. 3 показана тканая текстильная структура 110, сходная с тканью 10 на фиг. 1, за исключением того, что основные нити соседних пар основных нитей 120a и 120b, 120g и 120h соответственно, перевиты на пол оборота в точке 124 (180^o) и точке 125 (180^o) для создания полного оборота (360^o) или полного перевивочного переплетения между соседними группами 114 уточных нитей. В сравнении с вариантом исполнения, показанном на фиг. 1 и 2, в альтернативном варианте основные нити пар основных нитей 120a и 120b, 120g и 120h соответственно могут быть перевиты только на пол оборота (180^o) между соседними группами 114 уточных нитей для образования полуперевивочного переплетения 136 между соседними группами 114 уточных нитей, как показано на фиг. 3A. В качестве еще одной альтернативы основные нити соседних пар основных нитей 120a и 120b, и 120g и 120h, соответственно, могут образовывать полуперекрестное перевивочное переплетение 138 между соседними уточными нитями 116a-f, как показано на фиг. 3B, т.е. основные нити могут быть перевиты на пол оборота (180^o) с соседними уточными нитями 1 16a-f.

На фиг. 4 показана другая структура ткани 200. В этой структуре перевивочная нить 236 переплетена в другой форме полуперекрестного перевивочного переплетения в текстильной структуре 210. Перевивочная нить 236 переплетена на участке 236a по диагонали относительно групп 218 основных нитей вдоль второй стороны 234 ткани 212, на участке 236b проходит параллельно группе 218 основных нитей вдоль первой стороны 232 ткани 212, и на участке 236c проходит по диагонали относительно группы 218 основных нитей вдоль второй стороны 234 ткани 212. В альтернативном варианте участок 236b перевивочной нити 236 может быть переплетен с уточными нитями 216 групп 214 уточных нитей. Перевивочная нить 236 переплетена под натяжением и обеспечивает устойчивость и компактность групп 214 уточных нитей и группы 218 основных нитей, предотвращая скольжение и смещение уточных нитей 216 и основных нитей 220. Перевивочная нить 236 также увеличивает прочность узлов соединения 222.

На фиг. 5 показана структура ткани 310, аналогичная структуре ткани 110, представленной на фиг. 3, за исключением того, что две перевивочные нити 336 и 338 переплетены в другой форме полуперекрестного перевивочного переплетения в текстильной конструкции 310, и оба участка 336b и 338b перевивочных нитей 336 и 238 соответственно переплетены с уточными нитями 316 группы 314 уточных нитей. Точно также перевивочная нить 338 расположена на участке 338a по диагонали относительно группы 318 основных нитей вдоль первой стороны 332 ткани 312 и на участке 338c - по диагонали относительно группы 318 основных нитей вдоль первой стороны 332 ткани 312. Обе перевивочные нити 336 и 338 переплетены под натяжением для предотвращения скольжения и смещения уточных нитей 316 и основных нитей 320 и увеличения прочности узлов соединения 322.

На фиг. 3 - 5 изображен в увеличенном масштабе схематический вид сверху, сходный с представленным на фиг. 2. Однако следует учесть, что узлы соединений 122, 222 и 322 на фиг. 3 - 5 соответственно плотно переплетены аналогично тому, как узлы соединений на фиг. 1.

Большая часть уточных и основных нитей является предпочтительно элементами, несущими нагрузку, а именно они обладают высокой прочностью, высоким модулем упругости, малым удлинением элементарных и комплексных нитей. Соответствующие элементарные и комплексные нити изготовлены из полиэфира, поливинилового спирта, найлона, арамида, стекловолокна и полиэтиленнафталата.

Элементы, несущие нагрузку, должны обладать прочностью, составляющей по крайней мере около 5 г/денье (1 денье = 0,9 текс), и предпочтительно по крайней мере около 9 - 10 г/денье. Начальный модуль Юнга элемента, несущего нагрузку, должен составлять около 100 г/денье, предпочтительно около 150 - 400 г/денье. Удлинение элемента, несущего нагрузку, должно быть менее чем около 18%, предпочтительно менее чем около 10%. Элемент, несущий нагрузку, обычно имеет титр порядка 1000 - 2000 денье, предпочтительно около 2000 - 8000 денье.

Текстильные материалы могут быть выработаны с приблизительно одинаковой прочностью в продольном (основном) и в поперечном (уточном) направлениях. В альтернативном варианте текстильные материалы могут быть выработаны с большей прочностью либо в продольном, либо в поперечном направлении. Выбор прочностных характеристик текстильного материала может быть сделан на базе требований, определяемых областью применения.

Расплавляемые клеящие нити, если они введены в ткань, могут быть использованы в качестве основных и/или уточных нитей и/или перевивочных нитей, в зависимости от требований к желаемым клеящим свойствам и особенно к клеящим свойствам, необходимым для достижения требуемой прочности узлов соединения. Когда текстильный материал нагревают для плавления расплавляющегося полимерного компонента, расплавляющийся полимерный компонент обтекает и обволакивает другие компоненты текстильного материала, склеивая и стабилизируя текстильную структуру и защищая нити, несущие нагрузку, от истирания и химических воздействий. Расплавляемой нитью может быть элементарная или комплексная нить, и они могут иметь гомогенный или бикомпонентный состав.

Предпочтительной расплавляемой нитью является бикомпонентная нить, такая как, например, нить, имеющая рубашку с низкой температурой плавления из полиэтилена, полиизофталатовой кислоты или подобного вещества, и стержневую нить с высокой температурой плавления из полиэфира или подобного вещества. Бикомпонентная нить также может иметь структуру, склеенную "бок о бок", в которой два различных компонента (один из которых обладает низкой температурой плавления, а другой - высокой температурой плавления) соединены расплавлением вдоль осей и имеют асимметричное поперечное сечение, а также может иметь структуру, в которой один компонент диспергирован в матрице другого компонента, причем оба компонента обладают различными точками плавления. Компонентами с низкой и высокой точками плавления могут также быть полиэтилен и полипропилен соответственно, полиэфиры с различными точками плавления или полиамид и полиэфир соответственно.

Бикомпонентная нить может, как правило, состоять на 30-70% по массе из компонента с низкой температурой плавления и на 70 - 30% по массе из компонента с высокой температурой плавления. Расплавляемой нитью также может быть нить, покрытая способом экструзии, имеющая покрытие, обладающее низкой точкой плавления, или нить с низкой температурой плавления (например, из полиэтилена), используемая в текстильной структуре "бок о бок" с другими нитями.

В качестве альтернативы использованию расплавляемых клеящих нитей или в добавление к используемым расплавляемым клеящим нитям текстильный материал можно пропитывать соответствующим полимером после ткацкого станка. Текстильный материал может быть пропущен через ванну с полимером или на него может быть напылен полимер. Пропиточный состав обычно содержит водную дисперсию полимера. В процессе пропитки полимер обволакивает и капсулирует другие компоненты текстильного материала, особенно узлы соединений текстильного материала. Пропитанный текстильный материал затем нагревают для того, чтобы высушить и/или термофиксировать полимер, чтобы склеить нити, особенно в узлах соединений.

В качестве полимера может быть использован полиуретан, акриловый, виниловый, каучуковый или другой подходящий полимер, который сформирует области склеивания с нитями, используемыми в текстильном материале. Уретановый полимер может быть, например, в форме водного диспергируемого алифатического полиуретана, например поликарбоната полиуретана, который может быть подвержен процессу образования поперечных связей для оптимизации его свойств пленкообразования, например, путем обработки азиридиновым вулканизатором. Соответствующие уретановые полимеры и вулканизаторы поставляются на рынок фирмой Stahl USA, г. Пибоди, шт. Массачусетс, США (например, водный полиуретан марки UE - 41 - 503 и азиридиновый вулканизатор марки КМ - 10 - 1703) и фирмой Sanncorre Industries, Inc. , г. Лоеминистер, шт. Массачусетс, США (например, полиуретановые дисперсии марки SANCURE 815 и 2720). Акриловый полимер может быть, например, в форме термореактивного акрилового сополимерного латекса, такого как, например, термореактивный карбоксилированный акриловый сополимерный латекс. Подходящие акриловые латексы поставляются фирмой BF Goodrich, г. Кливленд, шт. Огайо, США (например, латекс марки HYCAR 26091 и латекс марки HYCAR 26171). Виниловый полимер может быть в форме поливинилхлоридного полимера. Каучуковый полимер может быть в форме неопрена, бутила или стиренбутадиенового полимера.

В качестве еще одной альтернативы использованию расплавляемых клеящих нитей или в добавление к использованию расплавляемых клеящих нитей можно накладывать полимерное полотно или волокнистый слой на текстильный материал после его выхода из ткацкого станка, и затем текстильный материал и полимерное полотно или волокнистый слой можно нагревать для расплавления полимерного полотна или волокнистого слоя, в результате чего полимер обволакивает и капсулирует другие компоненты текстильного материала. Полимерное полотно или волокнистый слой обычно используют в форме нетканого материала. Полимерное полотно или волокнистый слой могут быть полиэфирным, полиамидным, полиолефиновым и полиуретановым полотном или волокнистым слоем. Соответствующие полимерные полотна поставляются на рынок фирмой Bemis Associates Inc. , г. Ширли, шт. Массачусетс, США, в виде расплавляемой герметизирующей клеящей пленки. Соответствующие полимерные волокнистые слои поставляются на рынок фирмой Bostik Inc., г. Мидлтон, шт. Массачусетс, США (например, гамма клеящих волокнистых слоев марки PE 65).

Результатом процесса склеивания являются химические и/или механические связи по всей структуре текстильного материала и особенно в узлах соединения.

Фасонные и объемные нити используют в качестве основных и/или уточных нитей, и/или перевивочных нитей. Фасонные и объемные нити увеличивают коэффициент трения с соседними нитями для создания большей стабильности (соединение волокна с волокном). Две или более фасонных или объемных нити, переплетенные между собой, создают наибольшую стабильность и наивысшую прочность узлов соединения. Фасонные или объемные нити также создают желаемую объемность текстильного материала и относительно большую толщину поперечного сечения готового продукта. Объемные нити обычно изготавливают из относительно дешевых частично ориентированных полиэфирных, полиэтиленовых или полипропиленовых, или подобных нитей. Отдельные компоненты объемной нити имеют титр около 150 - 300 денье, предпочтительно около 300 - 1000 денье.

Объемными нитями могут быть фрикционная пряжа и текстурированные нити. Текстурированные нити изготавливают из обычных нитей известными способами текстурирования с использованием пневматики. В способе пневматического текстурирования используют сжатый воздух для изменения структуры нити путем нарушения порядка и образования петель из элементарных нитей или волокон, из которых состоит комплексная нить. Процесс текстурирования просто перестраивает структуру комплексной нити, внося небольшие изменения в базовые свойства имеющихся элементарных нитей или волокон. Однако, чем больше объемность, тем больше потери в прочности и удлинении. Фрикционную пряжу изготавливают с помощью способа DREF 2, разработанного фирмой Fehrer AG, г. Линц, Австрия.

В дополнение к использованию индивидуальных нитей, несущих нагрузку, настоящее изобретение предполагает формировать композитные нити до изготовления текстильного материала, в котором нить, несущая нагрузку, соединена с расплавляемой клеящей нитью или объемной нитью. Композитная структура может быть сформирована с использованием пневматического текстурирования, при котором нить, несущая нагрузку, содержит стержневую нить, а расплавляемую клеящую нить или объемную нить подвергают текстурированию. Стержневую нить подают с минимальным опережением и с избыточным количеством расплавляемой клеящей нити или объемной нити, подаваемой со значительно большим набеганием. Сжатый воздух переориентирует и образует петли из элементарных нитей или волокон из расплавляемой клеящей нити или объемной нити для увеличения объемности композитной нити. Композитные нити, включающие нить, несущую нагрузку, также могут быть изготовлены по известным технологиям, таким как трощение или кручение. Расплавляемая нить, особенно типа элементарных нитей, также может быть соединена с объемной нитью до формирования текстильного материала, например, параллельным сплетением или кручением, трощение или обвиванием (обвиванием одиночной или двойной спиралью).

В образцах, представленных на фиг. 1-5, также расплавляемая клеящая нить или объемная нить могут быть использованы в виде основных нитей 20a и 20h или основных пар нитей 20a-b и 20g-h (фиг. 1 - 2). Основные нити 120a и 120h или пары основных нитей 120a-b и 120g-h могут быть в виде расплавляемой клеящей нити или объемной нити (фиг. 3). На фиг. 4 и 5 расплавляемая клеящая нить или объемная нить могут выполнять роль перевивочной нити 236 и перевивочных нитей 336 и 338 соответственно. Однако расплавляемая клеящая нить или объемная нить могут быть введены в текстильные материалы, представленные на фиг. 1 - 5, многими другими способами.

Предпочтительная структура, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, представлена на фиг. 3B, в которой основные нити 120c-f обладают высокой прочностью, высоким модулем упругости, малой растяжимостью (например, из поливинилового спирта), основные нити 120a и 120b, 120g и 120h являются расплавляемыми клеящими нитями, например бикомпонентная нить, состоящая из рубашки из полиизофталиевой кислоты, имеющей низкую точку плавления, и полиэфирной стержневой нити с высокой точкой плавления, или объемными нитями, например, из пневмотекстурированных нитей из полиэфира, а уточные нити 116a-f могут быть композитными нитями, содержащими стержневую нить, несущую нагрузку, и объемную нить, например пневмотекстурированную нить, состоящую из стержневой нити из поливинилового спирта и полиэфирной объемной нити. Текстильный материал предпочтительно содержит полимерную пропитку, полученную путем погружения текстильного материала в ванну, например уретановую или акриловую.

Ткань, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, также может включать электропроводящие компоненты как в основных, так и/или в уточных нитях. Электропроводящими компонентами могут быть металлические нити или ленты, например медные, полимерные нити, элементарные или комплексные, которым придана электропроводность путем введения наполнителей, например сажи, меди, алюминия, в полимер в процессе экструдирования или введения электропроводящей элементарной нити в комплексную нить, или полимерной нити, обладающей электропроводящим покрытием. Электропроводящие компоненты позволяют обнаруживать обрывы в ткани известным способом. Электропроводящие компоненты также позволяют обнаруживать разрушения в других компонентах гражданского строительного сооружения. Электропроводящие компоненты также позволяют использовать ткани в электрокинетических и относящихся к ним областях.

Ткань, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, может быть отделена путем тепловой обработки, например каландрированием, обработкой радиочастотной энергией, микроволновой энергией, инфракрасной энергией и обработкой на ширильно-сушильной машине материала для размягчения расплавляемых нитей, например рубашки бикомпонентных нитей для высушивания и/или термофиксации полимера, которым пропитан текстильный материал, или расплавления полимерного плотна или волокнистого слоя для закрепления нитей и текстильного материала на месте.

Результатом нагревания или отделки является следующее:
(a) группы нитей защищаются от ударов и истирания;
(b) текстильный материал защищается от ударов и истирания;
(c) группы нитей становятся жесткими, улучшается их сопротивление растяжению и уменьшается разрывное удлинение;
(d) текстильный материал становится более жестким, улучшается сопротивление растяжению и уменьшается разрывное удлинение;
(e) группы нитей застывают в фиксированном объеме для улучшения сопряжения грунта с текстильным материалом;
(f) текстильный материал застывает в фиксированном объеме для улучшения сопряжения грунта с текстильным материалом;
(g) узлы соединения защищаются, упрочняются и ужесточаются.

На фиг. 6 показана упрочненная стена 400, сформированная с использованием клееного композитного сетчатого текстильного материала 402, например текстильного материала 12, представленного на фиг. 1 и 2, текстильного материала 112, представленного на фиг. 3, текстильного материала 212, представленного на фиг. 4, или текстильного материала 312, представленного на фиг. 5, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением. Основание пли нижний слой 404 отпрофилирован до нужной высоты и нужного уклона.

Упрочненная стена 406 сформирована из множества упрочненных элементов 406a. Множество слоев клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала 402 присоединено к упрочненной стене 406 в зонах 408. Слои клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала 402 отделены один от другого множеством слоев наполнителя 410. Используя такую структуру, хаотично уложенный наполнитель 412 упрочняют и удерживают на месте.

Упрочненная стена 406 показана в общем как содержащая множество групп модульных стеновых элементов 406a, таких как обычные цементные стеновые блоки. Следует иметь ввиду, однако, что сходные структуры стен могут быть сформированы с использованием модульных стеновых блоков, изготовленных из других материалов, включая пластики. Точно так же упрочненные стены 406, включающие слои клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, могут быть сконструированы из монолитных стеновых панелей или других обычных облицовочных материалов.

Хотя не показаны детали для соединения клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала с элементами укрепляемой стены, для этого обычно используют различные способы, включая скрепы, колки, скобы, крюки или подобные средства, которые могут быть приспособлены специалистами в области использования клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением.

Когда сооружают дамбы на слабых базовых грунтах, давление, создаваемое дамбой, может вызвать разрывы и сползание слабого грунта в поперечном направлении. Это смещение и потеря поддержки может привести к разрыву наполнителей дамбы, в результате чего дамба может разрушаться. Такой тип разрушений может быть предотвращен путем включения клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала 420,например материала 12, представленного на фиг. 1 и 2, текстильного материала 112, представленного на фиг. 3, текстильного материала 212, представленного на фиг. 4, или текстильного материала 312, представленного на фиг. 5, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, в нижних частях дамбы 422, как показано на фиг. 7. Клееный композитный сетчатый текстильный строительный материал 420 сообщает повышенную прочность, благодаря чему предотвращается разрушение дамбы.

Армированные землеустроительные сооружения могут быть созданы на крутых склонах, угол уклона которых больше естественного угла откоса наполнителя, путем включения клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала. Дамбы с крутыми склонами могут быть использованы во многих случаях для уменьшения количества требующихся наполнителей для создания данного сооружения, для увеличения полезной площади в верхней части склона, уменьшения проникновения основания склона в увлажненную зону и т.д. На фиг. 8 изображена надстроенная дамба с крытыми склонами. Благодаря использованию дамбы с крытыми склонами 430 количество наполнителя, требующегося для увеличения ее высоты до такого уровня, сокращается и нагрузка, которая распространяется на существующую дамбу хранилища 432 и на слабый илистый грунт 434, тоже снижается. Существенное увеличение емкости хранилища достигается благодаря использованию дамб с крутыми склонами 430, армированными клееными композитными сетчатыми текстильными строительными материалами 436, например текстильного материала 12, представленного на фиг. 1 и 2, текстильного материала 112, представленного на фиг. 3, текстильного материала 212, представленного на фиг. 4, или текстильного материала 312, представленного на фиг. 5, изготовленными в соответствии с настоящим изобретением.

При укладке клееного композитного сетчатого текстильного строительного материала 420, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, в сыпучий наполнитель, такой как грунт или подобный ему, частицы агрегатной структуры сопрягаются с верхней или нижней поверхностью текстильного материала и "пробиваются" сквозь отверстия, благодаря чему выполняются армирующие и стабилизирующие функции.

Кроме использования в армировании землеустроительных сооружений клееные композитные сетчатые текстильные строительные материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, особенно применимы для выравнивания профиля грунта и создания хранилищ для промышленных отходов. Правила требуют, чтобы основание и боковые склоны впадин были выровнены с использованием водонепроницаемого слоя для предотвращения просачивания щелочных растворов в природную грунтовую воду ниже насыпи. Когда насыпь располагают на оседающем или проваливающемся грунте, как, например, в случае территории с карстовыми пещерами, синтетический материал прогибается в месте проседания грунта. Такое прогибание приводит к дополнительным нагрузкам растяжения, воздействующим на синтетический материал, в результате чего материал может быть разрушен, и просачивание щелочных растворов в грунтовые воды под насыпью может стать причиной загрязнения окружающей среды. При использовании высокопрочного текстильного материала 440, например текстильного материала 12, представленного на фиг. 1 и 2, текстильного материала 112, представленного на фиг. 3, текстильного материала 212, представленного на фиг. 4, или текстильного материала 312, представленного на фиг. 5, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением (фиг. 9), поддерживающая прокладка 442 может быть создана путем укладки текстильного материала 440 непосредственно под прокладкой 442. Если какое-либо проседание грунта 444 происходит снизу, то благодаря высокой прочности на растяжение клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала 440 обеспечивается "мостовой" эффект над просевшей зоной и удается снизить нагрузку, воздействующую на прокладку 442, способствуя таким образом защите насыпи от разрушения.

Создание насыпей требует того, чтобы геомембранные прокладки были уложены в поперечном направлении нижней части насыпи и также вверх вдоль склонов насыпи. Для защиты этой прокладки поверх нее укладывают слой покровной земли, известный как облицовка, который выполняет две функции: защиты прокладки от пробоев при ссыпании отходов и собирании щелочных растворов, если слой покровной земли обладает определенной влагопроницаемостью. Так как поверхность прокладки ровная, то слой покровной земли может разрушаться из-за простого сползания вдоль склона, потому что сцепление между землей и прокладкой слишком мало для удерживания веса слоя покровной земли. Этот тип разрушения может быть предотвращен путем укладки текстильного материала 450, например текстильного материала 12, представленного на фиг. 1 и 2, текстильного материала 112, представленного на фиг. 3, текстильного материала 212, представленного на фиг. 4, или текстильного материала 312, представленного на фиг. 5, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением (фиг. 10), закрепленного в верхней части и уложенного вдоль склона 452 до его нижней части. Отверстия, например, 30 на фиг. 1 и 2, 130 на фиг. 3, 230 на фиг. 4 и 330 на фиг. 5 текстильного материала 450 позволяют слою покровной земли 454 сцепляться с текстильным материалом 450, и текстильный материал 450 в свою очередь создает силы натяжения, требующиеся для удерживания этого блока земли на месте, таким образом исключая сползание вдоль прокладки 456.

Клееные композитные сетчатые строительные текстильные материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, также могут быть использованы в других землеустроительных сооружениях для армирования земляных сооружений, таких как усовершенствованные фундаменты и мостовые и противоэрозионные системы. Кроме того, эти текстильные материалы могут быть использованы в конструкциях геоячеек или укрепленных стен береговых сооружений для предотвращения эрозии земли вблизи водных путей, таких как реки, проливы, заливы и океаны.

Как было указано, хотя текстильные материалы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, в значительной мере применимы в землеустроительных сооружениях, их также можно применять в тех областях, где раньше использовали решетки или сетки. Например, новые текстильные материалы, описанные здесь, обладают прекрасной прочностью и другими подобными характеристиками, подходящими для использования материалов в сооружении габионов, а также ограждений и защитных барьеров. Кроме того, эти материалы могут быть достаточно просто приспособлены для использования в изготовлении подушек для сидений, матрасов и различных упаковочных средств, включая сетки для транспортирования грузов и т.п., и всевозможного нестандартного оборудования.

Из описания настоящего изобретения для специалистов в данной области очевидно, что возможно множество его модификаций без отступления от сущности изобретения, определенной прилагаемой формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, содержащий множество отстоящих друг от друга групп уточных нитей, множество отстоящих друг от друга групп основных нитей, пересекающихся с группами уточных нитей в узлах соединения с образованием отверстий между соседними группами уточных и основных нитей, уточные нити и основные нити переплетены в узлах соединения, содержащих по крайней мере четыре уточные нити, переплетенные по крайней мере с четырьмя основными нитями, при этом каждая уточная нить переплетена с основными нитями независимо от соседних уточных нитей, каждая основная нить переплетена с уточными нитями независимо от соседних основных нитей, причем часть основных и уточных нитей содержит нити, несущие нагрузку и обладающие высокой разрывной прочностью, высоким модулем упругости, малым удлинением, а узлы соединения содержат, по меньшей мере, один полимерный компонент, обволакивающий и склеивающий нити в узлах соединения для упрочнения этих узлов соединения.

2. Материал по п.1, в котором дополнительно имеется, по меньшей мере, одна перевивочная нить.

3. Материал по п.2, в котором перевивочная нить образует полное перекрестное или полуперекрестное перевивочное переплетение между соседними группами уточных нитей.

4. Материал по п. 2, в котором перевивочная нить образует полуперекрестное перевивочное переплетение между соседними уточными нитями в узлах соединения.

5. Материал по п.2, в котором перевивочная нить переплетена с каждой уточной нитью в узлах соединения.

6. Материал по п.2, в котором перевивочная нить является расплавляемой клеящей нитью или объемной нитью.

7. Материал по п.1, в котором полимерный компонент образован расплавляемым полимерным компонентом расплавляемой клеящей нити, которая расплавляется при нагревании и обволакивает соседние нити в узлах соединения.

8. Материал по п.7, в котором расплавляемая клеящая нить является бикомпонентной нитью, состоящей из расплавляемого компонента с низкой температурой плавления и компонента с высокой температурой плавления.

9. Материал по п.8, в котором бикомпонентная нить состоит из рубашки с низкой температурой плавления, составляющей 30 - 70% по весу, и из стержневой нити с высокой температурой плавления, составляющей 70 - 30% по весу.

10. Материал по п.7, в котором расплавляемая клеящая нить является краевой основной нитью или парой краевых основных нитей групп основных нитей.

11. Материал по п.1, в котором полимерный компонент образован полимером, которым пропитаны нити и который высушивают и/или термофиксируют путем нагревания, или полимерным полотном, или волокнистым слоем, который расплавляют путем нагревания.

12. Материал по п.11, в котором полимерный компонент, которым пропитаны нити, является уретановым, акриловым, виниловым или каучуковым и полимерное полотно или волокнистый слой является полиэфирным, полиамидным, полиолефиновым или полиуретановым полотном или волокнистым слоем.

13. Материал по п.1, в котором уточные нити переплетены с основными нитями в узлах соединения полотняным или саржевым переплетением.

14. Материал по п.1, в котором часть основных или уточных нитей является объемными нитями для обеспечения профиля текстильного материала относительно большой толщины.

15. Материал по п.14, в котором объемные нити изготовлены из частично ориентированных полиэфирных, полиэтиленовых или полипропиленовых нитей.

16. Материал по п.1, в котором нити, несущие нагрузку, являются композитными нитями, в которых нить, несущая нагрузку, соединена с расплавляемой клеящей нитью или объемной нитью.

17. Материал по п.16, в котором композитные нити сформированы пневматическим текстурированием.

18. Материал по п.16, в котором композитные нити сформированы трощением, кручением, оплеткой.

19. Материал по п.1, в котором нити, несущие нагрузку, имеют прочность по крайней мере около 5 г/денье, модуль упругости составляет приблизительно 100 г/денье, удлинение составляет менее 18% и титр составляет 1000 - 8000 денье.

20. Материал по п.1, в котором нити, несущие нагрузку, сформированы из полиэфира, поливинилового спирта, найлона, арамида, стекловолокна или полиэтиленнафталата.

21. Композитное гражданское строительное сооружение, содержащее массу сыпучего материала и, по меньшей мере, один армирующий элемент, погруженный в него, в котором армирующим элементом является клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, изготовленный в соответствии с п.1, при этом часть упомянутой массы сыпучего материала находится под армирующим текстильным материалом, часть упомянутой массы сыпучего материала находится над армирующим текстильным материалом и часть упомянутой массы сыпучего материала находится в отверстиях, образуемых группами уточных и основных нитей.

22. Сооружение по п.21, в котором содержится также упрочненная стена, части армирующего текстильного материала, прикрепленные к этой стене, при этом масса сыпучего материала, армирующий текстильный материал и упрочненная стена вместе образуют армированную упрочненную стену.

23. Сооружение по п.21, в котором масса сыпучего материала и армирующий текстильный материал образуют вместе стабилизированную дамбу.

24. Сооружение по п.21, в котором масса сыпучего материала и армирующий текстильный материал образуют вместе крутой склон.

25. Композитное гражданское строительное сооружение по любому из пп.22 - 24, в котором содержится множество слоев армирующего текстильного материала, отстоящих друг от друга в вертикальном направлении.

26. Сооружение по п.24, в котором крутой склон является надстройкой дамбы, сооруженной для подъема уровня хранилища.

27. Сооружение по п.21, в котором масса сыпучего материала и армирующий материал вместе с прокладкой образуют насыпь.

28. Сооружение по п.27, в котором насыпь предназначена для территорий, которые подвержены проседанию или провалам, и армирующий материал расположен непосредственно под прокладкой.

29. Сооружение по п.27, в котором насыпь содержит боковой склон и армирующий материал прикреплен к верхней части склона, проходит вниз до основания склона и расположен поверх прокладки.

30. Способ создания композитного гражданского строительного сооружения, заключающийся в насыпании массы сыпучего материала, формировании, по меньшей мере, одного слоя клееного композитного сетчатого строительного текстильного материала в соответствии с п.1 и укладке армирующего текстильного материала в массу сыпучего материала так, чтобы часть массы сыпучего материала была расположена под армирующим текстильным материалом, часть массы сыпучего материала была расположена над армирующим текстильным материалом и часть массы сыпучего материала была расположена в отверстиях, образованных группами уточных и основных нитей.

31. Способ по п.30, в котором осуществляется также создание упрочненной стены, прикрепление частей армирующего текстильного материала к упрочненной стене, причем масса сыпучего материала, армирующий текстильный материал и упрочненная стена вместе образуют армированную упрочненную стену.

32. Способ по п.30, в котором масса сыпучего материала и армирующий текстильный материал вместе образуют стабилизированную дамбу.

33. Способ по п.30, в котором масса сыпучего материала и армирующий текстильный материал образуют вместе крутой склон.

34. Способ по любому из пп.31 - 33, в котором осуществляют укладку множества слоев армирующего текстильного материала, отстоящих друг от друга в вертикальном направлении.

35. Способ по п.33, в котором крутой склон является надстройкой дамбы, сооруженной для подъема уровня хранилища.

36. Способ по п. 30, в котором масса сыпучего материала и армирующий материал вместе с прокладкой образуют насыпь.

37. Способ по п.36, в котором насыпь располагают на территории, которая подвержена проседанию или провалам, и армирующий материал располагают в массе сыпучего материала непосредственно под прокладкой.

38. Способ по п.36, в котором насыпь содержит боковой склон и армирующий материал прикрепляют в верхней части склона, проводят вниз до основания склона и располагают в массе сыпучего материала непосредственно поверх прокладки.

39. Клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, содержащий множество узлов соединения, образующих отверстия, при этом нити, несущие нагрузку, образующие, по меньшей мере, часть узлов соединения, обладают высокой прочностью, высоким модулем упругости и малым удлинением и узлы соединения сетчатого текстильного материала содержат по крайней мере одну расплавляемую клеящую нить, содержащую компонент из расплавляемого полимера, который расплавляется при нагревании, обволакивает и склеивает соседние нити для упрочнения узлов соединения.

40. Материал по п.39, в котором дополнительно имеется, по меньшей мере, одна перевивочная нить.

41. Материал по п.39, в котором перевивочная нить является расплавляемой нитью или объемной нитью.

42. Материал по п.39, в котором расплавляемая клеящая нить является бикомпонентной нитью, содержащей расплавляемый компонент, имеющий низкую температуру плавления, и компонент, имеющий высокую температуру плавления.

43. Материал по п.39, в котором нити, несущие нагрузку, обладают прочностью, по меньшей мере, около 5 г/денье, модуль упругости составляет приблизительно 100 г/денье, удлинение составляет менее 18%.

44. Материал по п.39, в котором нити, несущие нагрузку, обладают прочностью, по меньшей мере, около 9 - 10 г/денье, модуль упругости составляет приблизительно 100 г/денье, удлинение составляет менее 18%.

45. Материал по п.39, в котором нити, несущие нагрузку, имеют титр 1000 - 8000 денье.

46. Материал по п.39, в котором нити, несущие нагрузку, сформированы из полиэфира, поливинилового спирта, найлона, арамида, стекловолокна или полиэтиленнафталата.

47. Клееный композитный сетчатый строительный текстильный материал, содержащий множество отстоящих друг от друга групп уточных нитей, множество отстоящих друг от друга групп основных нитей, пересекающихся с группами уточных нитей в узлах соединения с образованием отверстий между соседними группами уточных и основных нитей, уточные нити и основные нити переплетены в узлах соединения, содержащих по крайней мере четыре уточные нити, переплетенные по крайней мере с четырьмя основными нитями, при этом каждая уточная нить переплетена с основными нитями независимо от соседних уточных нитей, каждая основная нить переплетена с уточными нитями независимо от соседних основных нитей, причем часть основных и уточных нитей содержит нити, несущие нагрузку и обладающие высокой разрывной прочностью, высоким модулем упругости, малым удлинением, а узлы соединения содержат, по меньшей мере, одну перевивочную нить и, по меньшей мере, один полимерный компонент, обволакивающий и склеивающий нити в узлах соединения для упрочнения узлов соединения, и образованный расплавляемым полимерным компонентом расплавляемой клеящей нити, полимером, пропитывающим нити, или полимерным полотном, или волокнистым слоем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15