技术领域

[0001] 本发明涉及土工材料领域， 具体涉及一种兼具土工布和土工格栅性能的耐 久加 筋滤网及其制作方法。 本发明以申请日为 2017年 7月 19日， 申请号为 CN20171059 1232.2的中国发明专利申请为基础， 该申请的内容引入本文作为参考。

背景技术

[0002] 土工材料是应用于地质工程和土木工程的合成 材料， 常见的土工材料包括土工 布、 土工格栅、 土工毯、 土工席垫、 土工网等。 其中， 土工布是采用编织技术 生产的具有透水性的布状土工材料， 具有重量轻、 整体连续性好、 施工简便、 强度高等优点， 常应用在地基、 路基中， 起到加筋、 隔离和过滤等作用。 土工 格栅是一种以纤维为原料加工形成的具有网孔 的类似格栅状的产品， 具有强度 高、 抗蠕变等优点， 适用于各种堤坝和路基加筋、 边坡防护、 洞壁补强以及大 型机场、 停车场、 码头货场等永久性承载地基加筋。

[0003] 在实际加筋过程中， 如果单独使用土工布， 土工布容易变形， 不能起到长期的 稳定的加筋作用。 如果单独使用土工格栅， 土工格栅不具备隔离作用， 在软土 地基或带孔洞的地基中不能很好地阻挡土层流 失。 如果将土工布和土工格栅结 合， 有望制备得到具有两者优点的土工材料。 但是， 如果仅仅简单地将两种土 工材料叠合， 土工材料之间可能会产生滑移， 导致不能安全稳定地实现复合的 功能， 且增加了施工吋间和施工成本。 复合土工材料解决了上述问题。 复合土 工材料将多种不同的土工材料组合成一个整体 ， 多种不同的土工材料的结构紧 密结合， 以发挥更稳定的作用。

[0004] 在现有技术中， 复合土工材料通常是将两层或多层的单独的土 工材料通过粘着 处理粘合在一起而制得的。 粘着处理包括使用胶粘剂粘结、 热处理等。 然而， 使用胶粘剂或采用热处理粘结的土工材料加工 工序复杂， 且粘着后的土工材料 容易变硬变脆， 不能保持很好的柔韧性和耐应力的能力。

技术问题 [0005] 为了解决上述的问题， 本发明的主要目的是提供一种具有土工格栅和 土工布复 合功能的单层的耐久加筋滤网。

[0006] 本发明的另一目的是提供一种耐久加筋滤网的 制备方法。

[0007] 技术解决手段

[0008] 为实现上述主要目的， 本发明提供了一种耐久加筋滤网， 包括交织的经纱和纬 纱， 经纱包括由多根聚酯纤维和多根聚丙烯纤维交 替重复排列而成的经纱重复 段； 纬纱包括由多根聚酯纤维和多根聚丙烯纤维交 替重复排列而成的纬纱重复 段。

[0009] 进一步的技术方案是， 经纱重复段由多根聚酯复丝和多根聚丙烯单丝 交替重复 排列而成； 纬纱重复段由多根聚酯复丝和多根聚丙烯裂膜 丝交替重复排列而成

[0010] 进一步的技术方案是， 在经纱重复段中， 多根聚酯纤维的经纱密度小于多根聚 丙烯纤维的经纱密度； 在纬纱重复段中， 多根聚酯纤维的纬纱密度小于或等于 多根聚丙烯纤维的纬纱密度。

[0011] 进一步的技术方案是， 经纱还包括位于经纱重复段两侧的由多根无捻 聚酯复丝 或加捻聚酯复丝构成的布边段； 布边段的多根无捻聚酯复丝或加捻聚酯复丝的 经纱密度大于经纱重复段的多根聚酯复丝的经 纱密度。

[0012] 进一步的技术方案是， 经纱和纬纱交织形成 1/1平纹组织。

[0013] 为实现上述另一目的， 本发明提供一种耐久加筋滤网的制作方法， 该方法包括 以下步骤： 准备经纱： 经纱包括由多根聚酯纤维和多根聚丙烯纤维交 替重复排 列而成的经纱重复段； 准备纬纱： 纬纱包括由多根聚酯纤维和多根聚丙烯纤维 交替重复排列而成的纬纱重复段； 通过织布机将经纱和纬纱交织， 形成耐久加 筋滤网。

[0014] 进一步的技术方案是， 经纱重复段由多根聚酯复丝和多根聚丙烯单丝 交替重复 排列而成； 纬纱重复段由多根聚酯复丝和多根聚丙烯裂膜 丝交替重复排列而成

[0015] 进一步的技术方案是， 在经纱重复段中， 多根聚酯复丝的经纱密度小于多根聚 丙烯单丝的经纱密度； 在纬纱重复段中， 多根聚酯复丝的纬纱密度小于或等于 多根聚丙烯裂膜丝的纬纱密度。

[0016] 进一步的技术方案是， 在经纱重复段两外侧排列多根无捻聚酯复丝或 加捻聚酯 复丝， 形成布边段； 布边段的多根无捻聚酯复丝或加捻聚酯复丝的 经纱密度大 于经纱重复段的多根聚酯复丝的经纱密度。

[0017] 进一步的技术方案是， 经纱和纬纱交织形成 1/1平纹组织。

问题的解决方案

发明的有益效果

有益效果

[0018] 由于在本发明的耐久加筋滤网中， 经纱和纬纱分别包括由聚酯纤维和聚丙烯纤 维重复排列形成的经纱重复段和纬纱重复段。 当经纱和纬纱交织吋， 经纱重复 段中的聚酯纤维与纬纱重复段中的聚酯纤维交 织， 形成柔韧性高的土工布部分 ， 土工布部分提供隔离和过滤性能， 以隔离不同机械性能和水力性能的土层。 经纱重复段中的聚丙烯纤维和纬纱重复段中的 聚丙烯纤维交织， 形成硬度大、 强度高的土工格栅部分， 土工格栅部分提供了对土壤等的加筋补强的作 用， 尤 其可以承载大土块、 大石块的压力等。 土工布部分和土工格栅部分相互交织， 紧密结合， 形成了单层的加筋滤网。 这种交织的结构有利于更均匀地分散加载 在土工布部分或土工格栅部分上的荷载， 更好地增强土体的性能包括抗拉强度 等。 土工格栅部分支撑在土工布部分的四周， 能够显著提高土工布部分的平面 性和机械稳定性， 减少土工布的皱叠或变形。 本发明的加筋滤网强度大， 耐腐 蚀性能好， 使用寿命长， 无需土工布和土工格栅的多层组合， 避免了层间的滑 移， 且使用方便， 降低了施工成本和施工吋间。

[0019] 其中， 在经纱重复段中， 交替重复排列的多根聚酯纤维的根数和多根聚 丙烯纤 维的根数可以根据需要进行调整。 在纬纱重复段中， 交替重复排列的多根聚酯 纤维的根数和多根聚丙烯纤维的根数也可以调 整。 具体的数值可以根据实际加 筋效果需要而定。 调整经纱重复段和纬纱重复段中聚酯纤维的数 量， 可以得到 不同间距的土工格栅部分； 调整经纱重复段和纬纱重复段中聚丙烯纤维的 数量 ， 可以得到不同宽度的土工格栅部分。 对于一般的地基加筋工程而言， 可以设 定经纱重复段和纬纱重复段中聚酯纤维的根数 大于聚丙烯纤维的根数， 土工格 栅部分无需过于密集， 且保证土工布部分充满土工格栅部分的网孔。 在经纱重 复段或纬纱重复段中， 交替重复排列的多根聚酯纤维和多根聚丙烯纤 维的重复 排列次数也可以根据实际应用要求进行调整， 通过调整可以获得所需的耐久加 筋滤网的幅宽。

[0020] 此外， 在经纱重复段中， 交替重复排列的多根聚酯纤维是聚酯复丝， 多根聚丙 烯纤维是聚丙烯单丝。 在纬纱重复段中， 交替重复排列的多根聚酯纤维是聚酯 复丝， 多根聚丙烯纤维是聚丙烯裂膜丝。 其中， 聚酯复丝是由多孔喷丝板纺出 的细丝并合而成的丝束， 具有良好的柔韧性， 可以是无捻聚酯复丝。 聚丙烯单 丝是由单孔喷丝头纺出的单根长丝， 具有较高的强度和硬度。 聚丙烯裂膜丝一 般是由聚丙烯薄膜片经过切、 害 ij、 打孔等技术分裂成一定宽度经强拉伸而制成 的片丝， 由裂膜丝织成的织物较为密实。

[0021] 优选地， 上述聚酯复丝、 聚丙烯单丝和聚丙烯裂膜丝均采用高强度高模 量的纤 维。 耐久加筋滤网的土工布部分由聚酯复丝经纬交 织而成， 柔韧性更好。 耐久 加筋滤网的土工格栅部分由聚丙烯单丝和聚丙 烯裂膜丝交织而成， 抗压性能和 抗拉性能更高。

[0022] 并且， 在经纱重复段或纬纱重复段中， 构成土工格栅部分的聚丙烯纤维单位长 度内的纱线根数比构成土工布部分的聚酯纤维 单位长度内的纱线根数大， 使得 土工格栅部分的聚丙烯纤维结构更加紧密， 以达到更好的加筋增强效果； 同吋 使得土工布部分形成一定的孔隙， 有利于土工布部分发挥过滤的作用。

[0023] 此外， 为了防止本发明的耐久加筋滤网在经纱重复段 两侧受力导致损坏， 在经 纱重复段两侧增加布边段。 对于不需要对耐久加筋滤网进行缝合的应用场 合， 可以采用一般的布边段， 在经纱重复段两侧增加由多根无捻聚酯复丝构 成的布 边段参与交织， 形成带有布边的耐久加筋滤网。 该布边段优选具有比经纱重复 段的多根聚酯复丝更大的经纱密度， 使得布边结构更加紧密， 不易被破坏。 对 于需要对耐久加筋滤网进行缝合的场合， 可以采用特殊的布边段， 在经纱重复 段两侧增加由多根加捻聚酯复丝构成的布边段 参与交织， 加捻聚酯复丝结构更 加结实， 强度和弹性更高， 该布边有利于在对耐久加筋滤网的布边进行缝 合吋 不损坏布边， 缝合强度更高。 该布边段优选具有比经纱重复段的多根聚酯复 丝 更大的经纱密度， 使得布边结构更加紧密。

[0024] 另外， 本发明的耐久加筋滤网是平纹织物， 具有交织点多、 正反面效果相同等 优点。 且密度较低， 重量较轻， 使用方便。 制备方法相对简单， 成本也较低。 对于土工布部分， 平纹织物能够带来更好的透水过滤效果。 对于土工格栅部分 ， 平纹织物也能提供较多的交织点， 保证土工格栅结构紧密。

[0025] 而本发明的耐久加筋滤网制备方法简单， 容易操作， 可实现大规模的生产。 该 方法首先分别准备经纱和纬纱， 经纱和纬纱分别包括由聚酯纤维和聚丙烯纤维 重复排列形成的经纱重复段和纬纱重复段。 再通过织布机将经纱和纬纱交织， 此吋， 经纱重复段中的聚酯纤维与纬纱重复段中的聚 酯纤维交织， 形成柔韧性 高的土工布部分， 土工布部分提供隔离和过滤性能。 经纱重复段中的聚丙烯纤 维和纬纱重复段中的聚丙烯纤维交织， 形成硬度大、 强度高的土工格栅部分， 土工格栅部分提供了对土壤等的加筋补强的作 用， 尤其可以承担大土块、 大石 块等的压力。 土工布部分和土工格栅部分相互交织， 紧密结合， 形成了单层的 加筋滤网， 有利于更均匀地分散加载在土工布部分或土工 格栅部分上的荷载， 更好地增强土体的性能， 包括抗拉强度等。

对附图的简要说明

附图说明

[0026] 图 1是本发明耐久加筋滤网实施例的机械性能测� �数据表。

本发明的实施方式

[0027] 以下结合实施例以及附图对本发明的耐久加筋 滤网及其制作方法作进一步说明 [0028] 实施例 1

[0029] 本实施例的耐久加筋滤网由经纱和纬纱交织而 成， 在结构上包括土工布部分、 土工格栅部分和一般布边。 其制作方法为：

[0030] (1) 准备经纱： 经纱包括由 78根聚酯复丝和 12根聚丙烯单丝交替重复排列构 成的经纱重复段， 经纱重复段构成经纱的主体。 在经纱重复段两侧分别排列由 1 44根无捻聚酯复丝构成的布边段。 具体地， 经纱分布为 （从左至右） ： [0031] A→ (B→C→) ... n次 （B→ C→) ... (B→C→) B- A;

[0032] 其中，

[0033] A是一般布边段中的 144根无捻聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex， 经纱密度为 144 ends/ 10 cm;

[0034] B是经纱重复段中用于构成土工格栅部分的 12根聚丙烯单丝， 线密度为 1100 dtex, 经纱密度为 144 ends/10 cm;

[0035] C是经纱重复段中用于构成土工布部分的 78根聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex, 经纱密度为 78 ends/10 cm;

[0036] n是经纱重复段的中间重复次数， 可以根据幅宽需求进行调整， 在本实施例中

， 幅宽≥500cm。

[0037] (2) 准备纬纱： 纬纱包括由 3根聚丙烯裂膜丝和 34根聚酯复丝交替重复排列形 成的纬纱重复段。 纬纱具体分布为 （从布头至布尾） ：

[0038] E→F→E→F→E→F→…；

[0039] 其中，

[0040] E是纬纱重复段中用于构成土工格栅部分的 3根聚丙烯裂膜丝， 线密度为 4000 dtex, 经纱密度为 34 ends/10 cm;

[0041] F是纬纱重复段中用于构成土工布部分的 34根聚酯复丝， 线密度为 1440 dtex, 经纱密度为 34 ends/10 cm。

[0042] (3) 将经纱和纬纱按照上述的结构及顺序排列， 经由织布机织制而得到耐久 加筋滤网， 织物组织为 1/1平纹组织。

[0043] 在所得耐久加筋滤网中：

[0044] 土工布部分的组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 1440 dtex, 纬纱密度 34 ends/10 cm; 经纱为聚酯复丝， 线密度 2200 dtex, 经纱密度 78 ends/10 cm。

[0045] 土工格栅部分的组成： 纬纱为聚丙烯裂膜丝， 线密度 4000 dtex, 纬纱密度 34 ends/10 cm; 经纱为聚丙烯单丝， 线密度 1100 dtex, 经纱密度 144 ends/10 cm; 在 加筋滤网上表现为 10 cmxlO cm的格栅结构。

[0046] 一般布边组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 1440 dtex, 纬纱密度 34 ends/10 cm; 经纱为无捻聚酯复丝， 线密度 2200 dtex， 经纱密度 144 ends/10 cm。 [0047] 实施例 2

[0048] 本实施例的耐久加筋滤网由经纱和纬纱交织而 成， 在结构上包括有土工布部分 、 土工格栅部分和特殊布边。 其制备方法为：

[0049] ( 1) 准备经纱： 经纱包括由 78根聚酯复丝和 12根聚丙烯单丝交替重复排列构 成的经纱重复段， 经纱重复段构成经纱的主体。 在经纱重复段两侧分别排列由 1 44根加捻聚酯复丝构成的布边段。 具体地， 经纱分别为 （从左至右） ：

[0050] A→ (B→C→) ... n次 （B→ C→) ... (B→ C→) B→ A;

[0051] 其中，

[0052] A是特殊布边段中的 144根聚酯加捻复丝， 线密度为 8119 dtex， 经纱密度为 144 ends /10 cm;

[0053] B是经纱重复段中用于构成土工格栅部分的 12根聚丙烯单丝， 线密度为 1100 dtex, 经纱密度为 144 ends /10 cm;

[0054] C是经纱重复段中用于构成土工布部分的 78根聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex, 经纱密度为 78 ends/10 cm;

[0055] n是经纱重复段的中间重复次数， 可以根据幅宽需求进行调整， 在本实施例中

， 幅宽≥500cm。

[0056] (2) 准备纬纱： 纬纱包括由 3根聚丙烯裂膜丝和 36根聚酯复丝构成的纬纱重复 段。 纬纱具体分布为 （从布头至布尾） ：

[0057] E→ F→ E→F→ E→ F→ ...；

[0058] 其中，

[0059] E是纬纱重复段中用于构成土工格栅部分的 3根聚丙烯裂膜丝， 线密度为 4000 dtex, 纬纱密度为 36 ends/10 cm;

[0060] F是纬纱重复段中用于构成土工布部分的 36根聚酯复丝， 线密度为 4400dtex， 纬纱密度为 36 ends/10 cm。

[0061] (3) 将经纱和纬纱按照上述的结构及顺序排列， 经由织布机织制而得到耐久 加筋滤网， 织物组织为 1/1平纹组织。

[0062] 在所得耐久加筋滤网中：

[0063] 土工布部分的组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 4400 dtex, 纬纱密度 36 ends/10 cm; 经纱为聚酯复丝， 线密度 2200dtex， 经纱密度 78 ends/10 cm。

[0064] 土工格栅部分组成： 纬纱为聚丙烯裂膜丝， 线密度 4000 dtex， 纬纱密度 36 ends/10 cm; 经纱为聚丙烯单丝， 线密度 1100 dtex， 经纱密度 144 ends/10 cm; 在 加筋滤网上表现为 10 cmxlO cm的格栅结构。

[0065] 特殊布边组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 4400 dtex， 纬纱密度 36 ends/10 cm; 经纱为加捻聚酯复丝， 线密度 8119 dtex， 捻度 50捻 /m， 经纱密度 144 ends/10 cm

[0066] 对比例 1

[0067] 现有的一种有纺土工布， 在结构上包括有土工布部分和一般布边。 其制备方法 包括：

[0068] ( 1) 准备经纱： 经纱包括由 72根聚酯复丝重复排列构成的经纱重复段。 在经 纱重复段两侧分别排列由 144根无捻聚酯复丝构成的布边段。 经纱具体分布为 （ 从左至右） ：

[0069] Α→Β→· . · η次 （B→) ...B→ A;

[0070] 其中，

[0071] A是布边段中的 144根无捻聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex， 经纱密度为 144 ends/ 10 cm;

[0072] B是经纱重复段中用于构成土工布部分的 72根聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex, 经纱密度为 72 ends/10 cm;

[0073] n是中间重复次数， 可以根据幅宽需求进行调整， 在本对比例中， 幅宽≥500cm

[0074] (2) 准备纬纱： 纬纱包括由 34根聚酯复丝重复排列构成的纬纱重复段。 纬纱 具体分布为 （从布头至布尾） ：

[0075] F→F→F→…；

[0076] 其中，

[0077] F是纬纱重复段中用于构成土工布部分的 34根聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex, 纬纱密度为 34 ends/10 cm。

[0078] (3) 将经纱和纬纱按照上述的结构及顺序排列， 经由织布机制织而得到的有 纺土工布， 织物组织为 1/1平纹组织。

[0079] 在所得的有纺土工布中：

[0080] 土工布部分组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 2200 dtex， 纬纱密度 34 ends/10 cm ； 经纱为聚酯复丝， 线密度 2200 dtex， 经纱密度 72 ends/10 cm。

[0081] 一般布边组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 2200 dtex， 纬纱密度 34 ends/10 cm; 经纱为聚酯复丝， 线密度 2200 dtex， 不加捻， 经纱密度 144 ends/10 cm。

[0082] 对比例 2

[0083] 现有的另一种有纺土工布， 在结构上包括有土工布部分和一般布边。 其制备方 法包括：

[0084] ( 1) 准备经纱： 经纱包括由 72根聚酯复丝重复排列构成的经纱重复段。 在经 纱重复段两侧分别排列由 144根无捻聚酯复丝构成的布边段。 经纱具体分布为 （ 从左至右） ：

[0085] Α→Β→· . · η次 （B→) ...B→ A;

[0086] 其中，

[0087] A是布边段中的 144根聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex， 经纱密度为 144 ends/10 cm;

[0088] B是经纱重复段中用于构成土工布部分的 72根聚酯复丝， 线密度为 2200 dtex, 经纱密度为 72 ends/10 cm;

[0089] n是经纱重复段的中间重复次数， 可以根据幅宽需求进行调整， 在本对比例中

， 幅宽≥500cm。

[0090] (2) 准备纬纱： 纬纱包括由 34根聚酯复丝重复排列构成的纬纱重复段。 纬纱 具体分布为 （从布头至布尾） ：

[0091] F→F→ F→ ...；

[0092] 其中，

[0093] F是纬纱重复段中用于构成土工布部分的 34根聚酯复丝， 线密度为 4400 dtex, 纬纱密度为 34 ends/10 cm。

[0094] (3) 将经纱和纬纱按照上述的结构及顺序排列后， 经由织布机制织而得到有 纺土工布， 织物组织为 1/1平纹组织。 [0095] 在所得的有纺土工布中：

[0096] 土工布部分组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 4400 dtex， 纬纱密度 34 ends/10 cm ； 经纱为聚酯复丝， 线密度 2200 dtex， 经纱密度 72 ends/10 cm。

[0097] —般布边组成： 纬纱为聚酯复丝， 线密度 4400 dtex， 纬纱密度 34 ends/10 cm; 经纱为聚酯复丝， 线密度 2200 dtex， 不加捻， 经纱密度 144 ends/10 cm。

[0098] 将实施例 1至 2制备的耐久加筋滤网和对比例 1至 2制备的有纺土工布进行表观对 比， 结果发现： 实施例 1至 2制备的耐久加筋滤网的结构比对比例 1至 2制备的有 纺土工布更加稳定， 纱线之间不容易滑移， 在实际应用更加牢靠。

[0099] 将实施例 1至 2制备的耐久加筋滤网和对比例 1至 2制备的有纺土工布进行机械性 能测试， 结果见图 1。

[0100] 图 1的结果表明， 与不带土工格栅结构的有纺土工布相比， 本发明的耐久加筋 滤网具有优良的力学性能。 例如， 将实施例 1与对比例 1进行对比， 将实施例 2和 对比例 2进行对比， 在经纱、 纬纱所采用的聚酯纤维结构、 排列方式相近的情况 下， 实施例 1和实施例 2具有更高的 2%和 5%伸长吋的拉伸强度。 且通过实施例 2 与对比例 2的对比， 可以看出， 采用特殊布边能够提高缝合强度。

[0101] 由上可见， 本发明提供的耐久加筋滤网是一种单层土工复 合材料， 其兼备土工 格栅和机织土工布的特性， 力学性能优良， 结构稳定性好， 具有较强的抗拉强 度和抗变形能力， 防腐性好， 横向缝合力高， 在路基、 地基等基础建设的建造 中起到加筋、 渗透过滤、 防反射裂缝作用， 能够进一步延长路面使用寿命。

[0102] 最后需要强调的是， 以上仅为本发明的优选实施例， 并不用于限制本发明， 对 于本领域的技术人员来说， 本发明可以有各种变化和更改， 凡在本发明的精神 和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。

[0103] 工业应用性

[0104] 本发明的耐久加筋滤网适用于山坡、 堤坝、 挡土墙的建设， 以及路基、 软弱地 基、 桩基础承台的建设等。 本发明的耐久加筋滤网能够有效约束土壤的位 移， 防止水土流失， 提高地基的承载能力， 增加地基的稳定性， 防止地面坍塌或产 生裂纹， 延长地基的使用寿命， 减少维修费用。 本发明的耐久加筋滤网施工方 便， 省吋省力， 缩短工期。