本发明涉及土工格栅技术领域，尤其涉及一种全浸渍纤维复合材料土工格栅条带及格栅。
背景技术：
土工格栅是一种土工合成材料，常用作路基、路面、涵洞、土坡等结构的筋材，起到延长路基的使用寿命、防止路面塌陷或产生裂纹、保持地面美观整齐、防止水土流失等作用。目前土工格栅品种繁多，其性能特点及适应环境也各有差异。
专利cn202247835u、cn203200736u公开了几种单向拉伸塑料土工格栅及其制造方法、专利cn103802296b公开了一种双向拉伸塑料土工格栅及其制造方法、专利cn101962948a公开了一种四向拉伸塑料土工格栅及其制造方法，其共同特点为首先利用挤出机挤出改性塑料板，然后在塑料板上冲压出孔阵列，再将塑料板进行特定方向拉伸。这些专利具有一体化格栅快速成型、断裂伸长率高、无横纵条带搭接等特点。但由于一般是纯塑料或简单增强处理的改性塑料，制备的格栅性能一般较低，无法满足大承力工程的要求。
专利cn2532152y、cn2549047y、cn206359971u、cn206352288u等公开了几种钢塑土工格栅及其制造方法。其共同特点是利用热塑挤出包覆工艺，将数根连续细钢丝以一定的分布形式包覆在塑料内部，起到增强作用，再利用横纵条带焊接等方式制备成钢塑土工格栅。较塑料格栅相比，钢塑格栅在承力性能上得到了明显提升。但存在钢丝密度大导致格栅密度高、钢丝不耐腐蚀、钢丝生产环境污染、钢-塑两相材料热不匹配导致施工中较易划伤工人等问题。
专利cn101858076a公开了一种玻璃纤维增强土工格栅生产方法，其特点在于横纵纤维束通过二维编织工艺预先制备成玻纤格栅网格，并在交叉接触区进行缝合处理，再在纤维网格织物外层进行树脂、沥青等包覆处理，从而得到纤维编织型土工格栅。此种制备技术通过层间缝合使格栅条带的层间性能得到了保障，不易出现滑移，且格栅内部有纤维增强，较塑料格栅承载能力得到了有效提升。但存在纤维编织效率低，且纤维为半浸渍包覆工艺，格栅的承力仍较为有限。
专利cn102079136a、cn202969364u和cn201635079u公开了几种玻璃纤维增强土工格栅生产方法，其条带制备特征在于通过挤出机将改性热塑树脂原料熔融挤出到包覆模具，在模具中对一维等距排列的几束玻璃纤维纱进行拉挤包覆（注意“包覆”与本专利中“浸渍”的区别）成型。此种格栅较塑料格栅比具有较好的力学性能、伸长率低、耐腐蚀等优点，大大提高了土工格栅的耐磨性及抗剪切能力；较钢塑格栅具有耐腐蚀、密度低等优点；较编织纤维格栅具有生产效率高等优点。但其制备工艺只是对几束等距排列的纤维束进行塑料熔融挤出包覆，包覆后的纤维束只在外圈很小一部分与树脂进行了粘接与浸渍，而其内部仍为干纤维状态，而且纤维含量低，在实际工程应用中并未充分实现其理想承载能力。且在格栅焊接操作中，焊接点处纤维极易出现断裂，导致制备的格栅强度较低。
综上，目前国内市场现有的土工材料存在以下问题：
（1）单向、双向、三向、四向拉伸塑料格栅抗拉强度低；
（2）钢塑格栅钢丝-塑料热不匹配；
（3）钢塑格栅钢丝生产环境不友好；
（4）编织纤维格栅生产效率低；
（5）编织纤维格栅、玻塑格栅的纤维未浸透，为干纤维增强形式，强度低，格栅焊接纤维易断裂；
（6）玻塑格栅纤维含量低。
因此，提供一种纤维含量高、抗拉强度高、生产效率高、焊接性能好的全浸渍纤维复合材料土工格栅条带及格栅是目前亟待解决的问题。
技术实现要素：
为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种全浸渍纤维复合材料土工格栅条带及格栅，该全浸渍格栅条带内每一根增强纤维单丝周围都包覆有树脂，即纤维为一种全浸渍状态。该格栅具有纤维含量高、超高双向拉伸强度、条带交汇点位搭接焊接稳定、焊接时纤维不断裂、热膨胀匹配好、耐候、耐腐蚀、耐温、耐磨损、可设计性强、生产速度快等特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种全浸渍纤维复合材料土工格栅条带，由全浸渍纤维组成，所述全浸渍纤维由如下体积百分比的原料组成：纤维单丝20-70%，树脂30-80%，孔隙率小于5%，每根所述纤维单丝周围都包覆有树脂。
优选的，所述全浸渍纤维中纤维单丝体积百分比为30-50%，树脂体积百分比为50-70%，孔隙率小于2%。
优选的，所述全浸渍纤维复合材料土工格栅条带的横截面形状为矩形、圆棒形、椭圆形或波纹表面形，所述全浸渍纤维复合材料土工格栅条带表面可经过辊纹、压纹等处理。
优选的，所述全浸渍纤维复合材料土工格栅条带的横截面形状为矩形时截面宽度w为1-100mm，优选10-20mm；厚度t为0.1-10mm，优选0.5-2mm。
优选的，所述全浸渍纤维中纤维单丝为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等无机或有机纤维中的任意一种或多种混杂纤维或增强纤维和树脂纤维的混合纤维。
优选的，所述纤维单丝为单向连续纤维增强形式或织物增强形式，优选单向连续纤维增强形式。
优选的，所述全浸渍纤维中树脂为聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、热塑性聚氨酯、聚苯硫醚、聚醚砜热塑性树脂或环氧树脂、乙烯基树脂、不饱和聚酯、双马树脂、反应型聚氨酯热固性树脂中的任意一种或多种混合，优选热塑性树脂。
本发明还提供一种包覆型全浸渍纤维复合材料土工格栅条带，由全浸渍纤维和包覆树脂层组成，所述包覆树脂层包覆在全浸渍纤维外层。
优选的，所述包覆树脂层为热塑性树脂或热固性树脂，优选热塑性树脂。全浸渍纤维外包覆的一层热塑性树脂或热固性树脂可以起到保护、增韧、抗冲击等作用。
优选的，所述全浸渍纤维的模量为包覆层模量的5-80倍。
优选的，所述全浸渍纤维在格栅条带横截面中可呈整体均匀分布、束间间距均匀束状分布、束间间距不均匀束状分布、组间间距均匀多束组合分布或组间间距不均匀多束组合分布，优选全浸渍纤维在格栅条带横截面中整体均匀分布。
优选的，格栅条带中全浸渍纤维束的截面为矩形、圆形或其他任意几何形状，优选矩形形状。
本发明还提供一种全浸渍纤维复合材料土工格栅，由上述全浸渍纤维复合材料土工格栅条带或包覆型全浸渍纤维复合材料土工格栅条带组成。
优选的，所述全浸渍纤维复合材料土工格栅为二向、三向、四向或更多向二维或三维格栅结构，或者具有一定厚度的立体多层条带组合隔室或格栅板结构。
优选的，所述二维二向全浸渍纤维复合材料土工格栅的横纵条带分别位于上下层叠的两个平面内或可呈相互交错的编织形式，网格间距a为1-1000mm，优选50-300mm；格栅厚度b为0.2-20mm，优选0.5-5mm。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
本发明的全浸渍纤维复合材料土工格栅条带内每一根增强纤维单丝周围都包覆有树脂，即纤维为一种全浸渍状态，将其代替其他加筋材料，例如钢丝、干玻璃纤维束等，制备的格栅该格栅具有轻质、纤维含量高、浸渍充分、超高双向抗拉强度、断裂伸长率低、条带交汇点位搭接焊接稳定、焊接稳定焊接点处不会出现纤维断裂、纤维/树脂热膨胀系数匹配好、耐候、耐腐蚀、耐温、耐磨损、可设计性强、生产速度快、施工不易划伤工人等特点。
附图说明
图1为全浸渍格栅条带横截面示意图；
图2为包覆型全浸渍格栅条带横截面示意图；
图3为全浸渍纤维截面矩形、束间间距均匀束状分布的包覆型全浸渍格栅条中横截面示意图；
图4为全浸渍纤维截面圆形、束间间距均匀束状分布的包覆型全浸渍格栅条中横截面示意图；
图5为全浸渍纤维截面圆形、组间间距不均匀多束组合分布的包覆型全浸渍格栅条中横截面示意图；
图6为二维二向格栅结构示意图；
图7为二维四向格栅结构示意图；
图8为横纵条带分别处于两个平面的格栅结构示意图；
图9为横纵条带相互穿插式格栅结构示意图。
图中，1、全浸渍格栅条带，2、包覆型全浸渍格栅条带，10、全浸渍纤维，101、纤维单丝，102、树脂，11、包覆树脂层。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例1：
一种全浸渍碳纤维增强聚乙烯复合材料格栅条带，由全浸渍纤维10组成，所述全浸渍纤维由如下体积百分比的原料组成：纤维单丝30%，树脂69.5%，孔隙率为0.5%，所述纤维单丝为单向连续纤维增强形式，每根所述纤维单丝101周围都包覆有树脂102，所述全浸渍纤维复合材料土工格栅条带的横截面形状为矩形，截面宽度w为20mm，条带厚度t为1mm。
实施例2：
一种包覆型全浸渍碳纤维增强聚乙烯复合材料格栅条带，由全浸渍纤维10和包覆树脂层11组成，所述包覆树脂层11包覆在全浸渍纤维10外层，所述全浸渍纤维的模量为包覆层模量的50倍。
所述全浸渍纤维在格栅条带横截面中可为整体分布；亦可呈束状分布（如图3~5），束间间距可均匀（图3、图4）或不均匀；亦可呈多束组合分布，组间间距可均匀（图5）或不均匀。所述格栅条带中全浸渍纤维束的截面可为矩形（图1~图3）、圆形（图4、图5）、或其他任意几何形状。
实施例3
一种全浸渍碳纤维增强聚乙烯复合材料土工格栅，由上述全浸渍格栅条带1组成，所述全浸渍纤维复合材料土工格栅以二维二向形貌为主（图6），亦可为三向、四向（图7）或更多向二维或三维格栅结构,亦可为具有一定厚度的立体多层条带组合隔室或格栅板结构。当格栅为二维二向形貌结构时，横纵条带分别位于两个平面内（图8），亦可呈相互交错的编织形式（图9），网格间距a为200mm，格栅厚度b为5mm。
实施例4：
一种全浸渍玻璃纤维增强聚丙烯（gf/pp）复合材料格栅，该格栅条带的横截面如图1所示：玻璃纤维为单向连续玻璃纤维；每一根玻璃纤维单丝101外围都包覆有聚丙烯树脂102；玻璃纤维的体积分数为40%，树脂含量为59.9%，孔隙率为0.1%；条带宽度w为15mm，厚度t为1.5mm；由此条带制成的格栅呈图8样式，格栅网格净距离a为125mm，厚度b为3mm，格栅双向抗拉强度为126kn，断裂伸长率为2.5%。
实施例5：
一种包覆型全浸渍玻璃纤维增强聚丙烯（gf/pp）复合材料格栅，该格栅条带的横截面如图2所示：该条带由全浸渍玻璃纤维10和包覆树脂聚乙烯11组成；全浸渍玻璃纤维中玻璃纤维为单向连续玻璃纤维；每一根玻璃纤维单丝101外围都包覆有聚丙烯树脂102；全浸渍纤维10中玻璃纤维的体积分数为50%，树脂含量为49.5%，孔隙率为0.5%；全浸渍纤维10的模量为40gpa，包覆树脂层11的模量为2gpa；条带宽度w为20mm，厚度t为2.0mm；条带中全浸渍纤维10的宽度为16mm，厚度1.6mm；由此条带构成的格栅呈图9条带交叉样式，格栅网格净距离a为100mm，厚度b为4mm，格栅双向抗拉强度为180kn，断裂伸长率为2%。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。