一种高性能吸水纤维土工布

本发明涉及道路排水，公开了一种高性能吸水纤维土工布。

背景技术：

1、季节性冻土面积占我国国土面积的53.5％，大量的道路位于季节性冻土区，在冻融循环的作用下，道路极易产生冻害现象，而路基土壤含水率过高是造成冻害现象的根本原因，即使土壤处于非饱和状态，也会产生较大的冻胀。

2、现有技术中，道路排水措施通常针对饱和土路基排水，例如毛细透排水带、毛细排水板等，能有效排出在重力作用下的水分，在降水时迅速排水效果明显，而针对非饱和土中的水分，往往无法排出，从而导致道路冻害现象的产生，并且存在成本较高等问题。

3、基于此，一种能够有效改善将非饱和土中的水分排出路基的高性能吸水纤维土工布是目前本行业急需的。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本申请提供了一种高性能吸水纤维土工布，不仅能够在降水条件下迅速排出路基中的重力水，还能将路基非饱和土中的水分排出路基，对于季节性冻土区路基冻害防治效果显著。另外，本发明的目的在于提供一种成本低、排水性能好、厚度小、便于安装和运输、耐久性好的复合纤维排水土工布。

2、本发明提供解决非饱和土路基排水技术问题所采用的技术方案是：

3、一种高性能吸水纤维土工布，该土工布由多通道导水纤维编织而成的毛细导水纤维束和起加固作用的聚丙烯纤维混合编制而成；其中：

4、该导水纤维截面形状由精密仪器加工技术构造的喷丝板微孔形状决定，成丝由5支编为1组，再由32组编为1束，构成毛细导水纤维束；

5、每束毛细导水纤维束径向之间由聚丙烯纤维束隔开，纬向不编织毛细导水纤维束，仅编织聚丙烯纤维束，起加固作用。

6、进一步地，所述毛细导水纤维束与聚丙烯纤维束相邻部分连接密实无间隙，且可形成屏障阻止下部水分向上迁移。

7、进一步地，所述土工布层数为3层，其结构分为外层、内层，上下两层为外层，中间为内层，其目的是为保证排水土工布的排水性能，外层起到隔离作用，防止小颗粒土进入内层导致内层排水通道堵塞。

8、进一步地，所述土工布为单向排水土工布，铺设于路基中仅限于横向排水，无纵向排水通道。

9、进一步地，所述毛细纤维束间隔距离不低于5mm，用以保证排水土工布良好排水性能。

10、进一步地，所述聚丙烯纤维存在经纬向，经向之间间隔一条毛细导水纤维束，纬向聚丙烯纤维束与经向毛细导水纤维束、聚丙烯纤维束编织，起连接加固作用。

11、进一步地，采用精密仪器加工技术构造固定异形截面毛细导水纤维喷丝板，实现微观截面孔道结构；该导水纤维截面形状为多通道异形截面。

12、进一步地，所述异形截面毛细导水纤维纺丝方法及参数包括：

13、所述异形截面毛细导水纤维采用湿法纺丝，成品为长丝，旦数为60d，孔数为32f；将纤维丝通过织样机编织成束，再与聚丙烯纤维编织。

14、进一步地，所述导水纤维平均直径30～60μm，纤维孔道直径4～15μm。

15、进一步地，所述导水纤维由尼龙、涤纶、丙纶中任意一种与加筋纤维混合制得。

16、进一步地，所述高性能吸水纤维土工布中加筋纤维的占比为55％，导水纤维占比45％。

17、本发明的有益效果在于：

18、通过毛细作用将路基土壤中水分运移至大气环境，在蒸发作用下排出水分的同时会产生虹吸效应，持续排出路基中水分，即使土壤处于非饱和状态，也能持续排出路基水分，能有效改善季节性冻土区路基冻胀、翻浆现象，且结构设置合理，包含内外三层排水结构，外层起到防堵塞功能，可保证排水土工布的长期工作性能。另外具有成本低、排水性能好、厚度小、便于安装和运输、耐久性好等优点。

技术特征：

1.一种高性能吸水纤维土工布，该土工布由多通道导水纤维编织而成的毛细导水纤维束和起加固作用的聚丙烯纤维混合编制而成；其中：

2.根据权利要求1所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

3.根据权利要求1所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

4.根据权利要求1所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

5.根据权利要求1所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

6.根据权利要求1所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

7.根据权利要求6所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

8.根据权利要求1所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

9.根据权利要求1所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

10.根据权利要求9所述的高性能吸水纤维土工布，其中：

技术总结
本发明公开了一种高性能吸水纤维土工布，该土工布由多通道导水纤维编织而成的毛细导水纤维束和起加固作用的聚丙烯纤维混合编制而成。其中导水纤维由5支编为1组，再由32组编为1束构成毛细导水纤维束，每束毛细导水纤维束径向之间由聚丙烯纤维束隔开，纬向不编织毛细导水纤维束，仅编织聚丙烯纤维束，起加固作用。该土工布设计合理，通过内部毛细排水通道产生的毛细作用将路基内部水分吸排出路基，在蒸发过程中产生虹吸力，可持续排出路基中水分。本发明专利不仅能排出饱和土中的水分，还可排出非饱和土中的水分，对改善寒区特别是季节性冻土区道路冻害现象效果显著，具有排水性能好、耐久性好、成本低、厚度小、方便安装和运输等优点。

技术研发人员：晏忠瑞,杨俊麟,万旭升,路建国,刘凤云,邱恩喜,王知深,王作文,李郁江,刘国栋,陈虹宇
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8