专利名称：一种全向土工格栅制造中的预冲孔板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子聚合物制品的加工，特别是涉及一种全向土工格栅制造中的预
冲孔板结构。
背景技术：
土工格栅主要应用于加强或加固土壤，并且具有在其中能够锁定土壤颗粒的开口 网格的格栅。土工格栅通常由聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃通过挤出机挤出成板，然后对板材 进行预冲孔，制成预冲孔板，再预热拉伸而成。目前主要包括单向拉伸塑料土工格栅和双向 拉伸塑料土工格栅两种，单向拉伸塑料土工格栅由于纵向强度大横向强度弱而将应用逐渐 减少，双向拉伸塑料土工格栅由于纵向和横向强度相当而日益受市场重视。市场上双向拉 伸土工格栅采用单排或双排呈直线排列的圆形、正方形和长方形等冲头冲孔的结构，导致 土工格栅产品呈方形孔，虽改善了土工格栅的横向强度，但是在对角线方向强度仍然较弱。 中国专利CN03154700. 1中公开了一种三角形孔土工格栅的生产方法，产品生产过程中所 制的预冲孔为六边形阵列，在改善负荷区各向发散压力上具有合理性，产品虽然为三角形 状，但是强度分布与产品结构特性不一致，生产出的土工格栅纵向强度最大，但横向强度薄 弱，导致车道间发生路基沉降等问题，使得产品不适用于高速公路、高速铁路等基础工程对 纵向与横向强度要求高的场所。其提供产品由于结构因素，造成产品在横向方向及与横向 方向成60°方向强度最大，导致产品在纵向方向为强度薄弱点，不符合产品在公路、铁路等 应用中的实际受力情况，因而该发明通过有意识调整生产工艺，使得产品纵向方向强度最 大，但这又与产品结构不一致，从而使得产品实际利用率较低，并且在使用中有不稳定因素 存在，易导致车道间发生路基沉降等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种全向土工格栅制造中的预冲孔板结构，使生产出来的土
工格栅克服或改善现有技术纵向方向的强度，提高产品实际利用率，排除不稳定因素。
本发明的目的是这样是实现的一种全向土工格栅制造中的预冲孔板结构，包括
板体，板体设若干规则有序排列的预冲孔，预冲孔排列方式为预冲孔横向中心距相等，预
冲孔每二孔为一组，每组上下错位排列形成组合列，每二对组合列呈纵向对称排列，预冲孔
尺寸及排列距离为 直径D = 3-10mm， 横向中心距a = 1. 5D 3D， 错位距离C = 0 D， 纵向中心距b = a 4a 。 所述预冲孔为圆形孔，也可以是三角形或正方形或各边与孔中心距相等的多边 形。 聚烯烃原料通过螺杆挤出机生产聚烯烃板材，再通过双排冲孔模具在聚烯烃板材
3上进行预冲孔，形成规则有序排列的孔板，对孔板预热进行纵向拉伸，再对半成品预热进行 横向拉伸，孔板的拉伸倍数为纵向拉伸的拉伸倍数为2. 5-5倍，横向拉伸的横向拉伸倍数 为2. 5-5倍。通过上述预冲孔结构生产的全向土工格栅，形成若干个单元，每个单元由纵向 主肋、横向主肋以及二根斜向辅肋组成，二根斜向辅肋成90。交叉排列，纵向主肋与横向主 肋成90°交叉排列，纵向主肋和横向主肋与对边的纵向主肋和横向主肋形成正方形，斜向 辅肋与纵向主肋和横向主肋成45。交叉，形成直角三角形，二根斜向辅肋以及纵向主肋、横 向主肋相交形成一个大节点，纵向主肋和横向主肋相交形成一个小节点，大节点和小节点 在纵向和横向两个方向上间隔交错排列。二根斜向辅肋的宽度相等，纵向主肋与横向主肋 的强度相等，二根斜向辅肋与纵向主肋和横向主肋的强度比值为0.2 0.95 : 1。
本发明的的优点是，纵向强度和横向强度相当，受力均匀，同时在对角线方向增加 增强辅筋，保证产品在360°方向力学性质稳定，当产品应用在高速公路和高速铁路时，且 该方法模具制造简单、模具成本低。产品360°方向力学性能与产品结构一致，可以有效避 免车道间路基沉降发生。
图l本发明的结构示意图 图2本发明孔板经纵向拉伸后的示意图 图3本发明纵拉半成品板经横向拉伸后的效果示意图 图4本发明与其它方法生产的土工格栅受力情况对比分析图
具体实施例方式
现结合附图和实施例对本发明作进一步说明，参照图l-4，一种全向土工格栅制造 中的预冲孔板结构，通过螺杆挤出机生产聚烯烃板材，再通过双排冲孔模具在聚烯烃板材 上进行冲孔，形成规则有序排列的孔板，对孔板预热进行纵向拉伸。通过拉伸辊，板材在纵 向上受力均匀，各纵向主肋逐步拉伸，拉伸结束时纵向主肋拉长，圆形孔变成一头大一头小 的水滴流线形，板材逐渐变窄，如图2所示。再对半成品预热进行横向拉伸，横向拉伸时，半 成品两边通过夹具夹持，斜向肋受力而拉长，通过模具设计和工艺调整控制纵向与斜向拉 伸比，生产出由若干直角三角形组成的全向土工格栅，如图3所示。拉伸后的全向土工格栅 经过整幅、冷却、裁边、收巻，即得到成品，全向土工格栅形状如图3。 生产全向土工格栅过程中，孔板的预冲孔为圆形孔，如图l所示，一种全向土工格
栅制造中的预冲孔板结构，其特征在于，包括板体B，板体B设若干规则有序排列的预冲孔
A，预冲孔A排列方式为预冲孔A横向中心距相等，预冲孔A每二孔为一组，每组上下错位
排列形成组合列，每二对组合列呈纵向对称排列，预冲孔A尺寸及排列距离为 直径D二3-10mm， 横向中心距a = 1. 5D 3D， 错位距离C = 0 D， 纵向中心距b = a 4a。 所述预冲孔A为圆形孔，也可以是三角形或正方形或各边与孔中心距相等的多边 形。
实施例一 如图3所示全向土工格栅产品采用聚烯烃材料板体B，板体B厚度为5mm，预冲孔 A为圆形，预冲孔A直径D = 5mm，预冲孔A横向中心距相等，横向中心距a = 10mm，预冲孔 A每二孔为一组，每组上下错位排列形成组合列，错位距离c = 4mm，每二对组合列呈纵向对 称排列，纵向中心距b = 15mm，纵向拉伸倍数为3. 95，横向拉伸倍数为3. 90。通过纵向和横 向拉伸出的全向土工格栅形成若干个单元，每个单元由纵向主肋5、横向主肋6以及两个斜 向辅肋3、4组成，斜向辅肋3与斜向辅肋4成90°交叉排列，纵向主肋5与横向主肋6成 90°交叉排列，纵向主肋5和横向主肋6与对边的纵向主肋5和横向主肋6形成正方形，斜 向辅肋3、4与纵向主肋5和横向主肋6成45°交叉，形成直角三角形，斜向辅肋3、4以及纵 向主肋5、横向主肋6相交形成一个大节点l，纵向主肋5和横向主肋6相交形成一个小节 点2，大节点l和小节点2在纵向和横向两个方向上间隔交错排列。斜向辅肋3与斜向辅肋 4的宽度相等，纵向主肋5与横向主肋6的强度相等，斜向辅肋3、4与纵向主肋5和横向主 肋6的强度比值为0.2 0.95 : 1。
实施例二 如图3所示全向土工格栅产品采用聚烯烃材料板体B，板体B厚度为8mm，预冲孔 A为圆形，预冲孔A直径D = 6mm，预冲孔A横向中心距相等，横向中心距a = 9mm，预冲孔A 每二孔为一组，每组上下错位排列形成组合列，错位距离c = 5mm，每二对组合列呈纵向对 称排列，纵向中心距b二 12mm，纵向拉伸倍数为3.92，横向拉伸倍数为3.88。同样生产出实 施例一中的全向土工格栅。 采用本发明土工格栅制造中的预冲孔板结构制造的全向土工格栅受力情况分析 如图4中虚线部分。由于纵向方向和横向方向强度最大且相近，因而在使用中满足工程对 产品纵向和横向强度的要求；同时增加斜向辅肋，增强了产品在平面上的抗变形性能；与 中国专利CN03154700. 1和传统方法生产的产品相比，利用率最高，参见图4中与产品受力 曲线内相切的虚线圆。 采取传统双向拉伸塑料土工格栅生产，预冲孔直径D = 5mm，横向中心距a = 10mm，纵向中心距b = 15mm，板材厚度5mm，纵向拉伸倍数为3. 95，横向拉伸倍数为3. 90，受 力情况分析如图4中实线部分。采用传统方法生产的双向拉伸塑料土工格栅产品仅仅有纵 向肋和横向肋，虽然产品在纵向和横向强度最大，但是产品在45。 、135° 、225°和315° 方向力学性能下降过大，产品的有效性能最低，参见图4中与产品受力曲线内相切的实线 圆，产品抗变形能力最差。 采取中国专利CN03154700. 1生产多向拉伸塑料土工格栅，受力分析情况如图4 中点线部分。中国专利CN03154700. 1产品生产过程中所制的预冲孔为六边形阵列，生产 出的土工格栅纵向强度最大，但横向强度薄弱，与工程实际需要还有欠缺；同时中国专利 CN03154700. 1为了使产品纵向强度最大，人为改变产品力学方向，未能有效利用产品结构 优势。 采用本发明所述的预冲孔板结构制造的全向土工格栅产品形状为"米"字型，纵向 和横向为主要受力肋，斜向为辅助受力肋，纵向强度和横向强度最大，符合基础建设的实际 需要，同时辅助受力肋不仅提高了产品纵向和横向方向受力强度，而且增强了产品抗变形 能力。
权利要求
一种全向土工格栅制造中的预冲孔板，其特征在于，包括板体[B]，板体[B]设若干规则有序排列的预冲孔[A]，预冲孔[A]排列方式为预冲孔[A]横向中心距相等，预冲孔[A]每二孔为一组，每组上下错位排列形成组合列，每二对组合列呈纵向对称排列，预冲孔[A]尺寸及排列距离为直径D＝3-10mm，横向中心距a＝1.5D-3D，错位距离c＝0-D，纵向中心距b＝a-4a。
2. 根据权利要求1所述全向土工格栅制造中的预冲孔板结构，其特征在于，所述预冲 孔[A]为圆形，也可以是三角形或正方形或各边与孔中心距相等的多边形。
全文摘要
本发明涉及高分子聚合物制品的加工，特别是涉及一种全向土工格栅制造中的预冲孔板结构。包括板体，板体设若干规则有序排列的预冲孔，预冲孔排列方式为预冲孔横向中心距相等，预冲孔每二孔为一组，每组上下错位排列形成组合列，每二对组合列呈纵向对称排列，冲孔直径D＝3-10mm，横向中心距a＝1.5D～3D，每排错位距离c＝O～D，纵向中心距b＝a～4a。经过纵向和横向拉伸而成的土工格栅，其纵向强度和横向强度相当，受力均匀，同时在对角线方向增加增强辅筋，保证产品在360°方向力学性能稳定，增强了抗变形能力。
文档编号E01C3/04GK101768948SQ201010045830
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者万雪辉, 严柏林, 何春燕, 何迪春, 刘强, 吴玉华, 张建平, 张萌, 曹东静, 殷勇刚, 隆贤德 申请人:南昌天高新材料股份有限公司