一种具有排水功能土工格栅的制作方法与流程

本发明涉及一种土工加筋材料及其制作方法，属于路基和挡墙的排水与加固领域。

技术背景

在加筋土工程中在使用粘性土作为填料时，当地表水或地下水渗入填料后，粘性土中的水无法及时排出，这会降低粘性土与加筋材料的约束作用，导致加筋体性能降低，进而降低加筋土结构的稳定性。因此，要提高粘性土作为填料的加筋土结构的性能，必须要采用良好的排水与加筋设施。目前有人提出将塑料排水板水平铺设在路基中来改善路基的排水效果，但这样的做法存在以下两个问题。第一，塑料排水板在压实路基的过程中容易被压坏，进而影响其排水效果；第二，塑料排水板不能起到加筋作用。因此，对于使用粘性土填筑的路基和挡墙结构，如果能采用一种兼具加筋和排水功能的土工加筋材料则是更为理想的，一方面能提高路基和挡墙结构的承载力和稳定性，另一方面可以加速粘性土的排水固结。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有排水功能的土工格栅，其不仅具有优良加筋功能而且具有高效的排水性能，可应用于粘性土填筑的路基和挡墙工程。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：具有排水功能的土工格栅由格栅横肋、格栅纵肋、和纵向排水带组成；格栅横肋垂直插入纵向排水带侧面的孔洞，并在相交处熔焊粘接；格栅纵肋与格栅横肋在垂直交叉处焊接；

所述的纵向水带由下层加筋网、排水带支撑肋、吸排水纤维、上层加筋网、土工布滤膜和吸水棉垫组成；上层加筋网和下层加筋网分别粘接在排水带支撑肋的上表面和下表面，并且下层加筋网的竖向支撑板插入上层加筋网的支撑板固定槽内，吸排水纤维纵向布置在上层加筋网和下层加筋网之间，土工布滤膜覆盖在上层加筋网和下层加筋网的外表面，吸水棉垫放置在纵向排水带两端，并与吸排水纤维端部相接触。

所述的格栅横肋和纵肋均为土工带。

所述的上层加筋网和下层加筋网横截面设计为弧形，弧形部分表面开孔，网孔尺寸为(3～6)mm×(3～6)mm，其中下层加筋网弧形部分内侧有竖向支撑板，其高度根据所处位置排水带的高度来确定，上层加筋网弧形部分內侧有支撑板固定槽，其凹槽尺寸根据竖向支撑板的尺寸来确定，参见图3和图4所示。

所述的排水带支撑肋侧面有孔洞，其端部一端为卡扣结构的紧固件另一端则为嵌固件，参见图2所示。

所述的一种具有排水功能土工格栅的制作方法，其按下列步骤进行：(参照图5所示)

第一步：拼装纵向排水带

a)采用熔焊技术将排水带支撑肋的下表面焊接固定在下层加筋网的两翼部分；

b)在下层加筋网上方纵向铺设吸排水纤维；

c)在吸排水纤维上方盖上上层加筋网；首先使下层加筋网的竖向支撑板插入上层加筋网的支撑板固定槽，然后采用熔焊技术将上层加筋网的两翼部分焊接固定在排水带支撑肋的上表面；

d)在上层加筋网和下层加筋网的外表面各覆盖一层土工布滤膜，并使用胶黏剂粘接固定，然后在纵向排水带两端各放置一层吸水棉垫，其与吸排水纤维端部相接触，由此制得纵向排水带。

第二步：完成整个格栅的拼装

a)首先在格栅横肋上标记格栅纵肋的位置，然后将格栅横肋依次垂直插入纵向排水带侧面的孔洞，并在相交处熔焊粘接固定；

b)将格栅纵肋铺设在格栅横肋预先标记的位置上，两者在交叉位置处采用熔焊粘接，最终制得一种具有排水功能的土工格栅。

本发明具有如下的技术优点：

1.本发明由格栅横肋、格栅纵肋、和纵向排水带组成，其中格栅横肋和纵肋均为土工带，其不仅具有优异的加筋功能，而且具有高效的排水性能。

2.纵向排水带内部布置有吸排水纤维，其中吸排水纤维由亲水吸湿性材料制成，具有大量微细排水通道，其先从土壤中将水吸出，然后将吸出的水沿其内部排水通道排出土体，因此提高了纵向排水带的吸排水效率。

3.纵向排水带制作成扁平状，增加了其与土壤的接触面积，有利于纵向排水带的排水。

4.纵向排水带内部均匀设置有竖向支撑板，不仅保证了纵向排水带具有足够的抗压能力，不会在压实路基的过程中被压坏，还避免了其内部的吸排水纤维被压扁，进而影响其吸排水效果。

5.在纵向排水带两端设置有卡扣结构和吸水棉垫，能便捷地连接多块排水土工格栅的纵向排水带，形成通畅的排水通道，因此方便了现场施工，增强了排水土工格栅的实用性。

附图说明

附图1具有排水功能土工格栅的整体结构示意图。

附图2排水带支撑肋的结构示意图。

附图3下层加筋网的结构示意图。

附图4上层加筋网的结构示意图。

附图5具有排水功能土工格栅的拼装过程图。

附图6纵向排水带的横截面图。

图中主要标记的部件说明：1-格栅横肋，2-格栅纵肋，3-纵向排水带，4-下层加筋网,5-排水带支撑肋，6-吸排水纤维，7-上层加筋网，8-土工布滤膜，9-吸水棉垫。

具体实施方法：

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细说明：

一、格栅横肋和纵肋以高强钢丝(或其他纤维)，经特殊处理，与聚乙烯(pe)，并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，且表面有粗糙压纹；

二、排水带支撑肋、下层加筋网和上层加筋网的制作：原材料可以选用聚乙烯(pe)、高密度聚乙烯(hdpe)或者聚丙烯(pp)等热塑性塑料,首先用塑料注塑机将热塑性塑料熔融，然后加压注入对应的模具中，最后冷却脱模制成排水带支撑肋、下层加筋网和上层加筋网，参照图2、图3和图4所示；

三、整块格栅的制作

第一步：拼装纵向排水带

a)采用熔焊技术将排水带支撑肋的下表面焊接固定在下层加筋网的两翼部分；

b)在下层加筋网上方纵向铺设吸排水纤维，吸排水纤维可以采用4dgnylonwickingfibers，其以尼龙和吸水添加剂为原材料制成的，具有多通道横截面和较大的比表面积，其微细通道的直径在5.7-47.8μm之间；

c)在吸排水纤维上方盖上上层加筋网；首先使下层加筋网的竖向支撑板插入上层加筋网的支撑板固定槽，然后采用熔焊技术将上层加筋网的两翼部分焊接固定在排水带支撑肋的上表面；d)在上层加筋网和下层加筋网的外表面各覆盖一层土工布滤膜，并使用胶黏剂粘接固定，然后在纵向排水带两端各放置一层吸水棉垫，其与吸排水纤维端部相接触，由此制得纵向排水带；土工布滤膜采用短纤土工布、长纤土工布、烧毛土工布等无纺土工布，吸水棉垫的厚度在3～5mm之间。

第二步：完成整个格栅的拼装

a)首先在格栅横肋上标记格栅纵肋的位置，然后将格栅横肋依次垂直插入纵向排水带侧面的孔洞，并在相交处熔焊粘接固定；

b)将格栅纵肋铺设在格栅横肋预先标记的位置上，两者在交叉位置处采用熔焊粘接，最终制得一种具有排水功能的土工格栅。

技术特征：

技术总结
本发明专利涉及一种具有排水功能土工格栅的制作方法，这种土工格栅由格栅横肋、格栅纵肋和纵向排水带组成；格栅横肋和纵肋均为土工带；格栅横肋垂直插入纵向排水带侧面的孔洞，并在相交处熔焊粘接；格栅纵肋铺设在纵向排水带两侧，并与格栅横肋在垂直交叉位置处焊接；纵向排水带两端分别为卡扣结构的紧固件和嵌固件，其用于实现多块排水土工格栅纵向排水带的拼接。本发明不仅能有效约束土体，减少土体的变形，还能降低土中的孔隙水压力，加速土体固结，增强土体强度，可应用于路基和挡墙工程。

技术研发人员：杜运兴;谭宇;周芬
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：2018.09.29
技术公布日：2019.02.15