专利名称：用于土木工程的轻质填埋材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于土木工程的填埋材料。更具体地说，本发明涉及一种具有优良透水和透气性的、用于土木工程的轻质填埋材料。
本发明还涉及一种用于土木工程中的导水体，该导水体使用上述轻质填埋材料，它具有优良的可弯曲性和可操作性以及优良的透水和透气性。
本发明进一步涉及一种建于高尔夫球场、运动场等的地下用于排水的排水结构，在该结构中使用上述轻质填埋材料。
本发明更进一步涉及一种具有优良铺设性质的排水结构，其中包括具有优良透水性、透气性和可弯曲性的轻质材料，在改善软土地、填土结构、堤坝等时，将该轻质材料埋于原生土地、堤坝等中可有效地导出如空隙间水、雨水等，从而加强或保持了土壤的致密度，并稳定土壤。
本发明的用于土木工程的轻质填埋材料以下简称为“轻质填埋材料”或“填埋材料”。
在防止土地下陷以及稳定软土地、填土地等的防御技术中，已采用如合成树脂的发泡产品等轻质材料作为填埋材料、筑堤材料。例如，使用泡沫聚苯乙烯(以下简称为EPS)块作为合成树脂的发泡产品的EPS技术已广为人知。EPS非常轻，其单位体积重量仅为土和砂的1/100。其优点在于EPS块可极有效地防止强度小的土地如软土地、易于塌方土地等的下陷或稳定土壤，同时由于轻的缘故使得铺设工作易于进行。因此，EPS技术被用于加宽堤坝和公园堤坝等中。例如把EPS制成宽约1,000mm、长约2,000mm、高约500mm的大块，把这些EPS块垒在地上并广泛用于整个土木工程技术中，例如上述的加宽堤坝和公园堤坝，以及作为档土墙、桥墩等的回填材料，和作为建筑物的地基。
在加宽堤坝中使用EPS技术时，通常将石渣、碎石等填埋于EPS块和后墙面之间以确保透水性。但由于在填埋石渣或碎石时是以单循环方式搬运石渣或碎石的，因而工作效率很低。
另外，在公园堤坝中，由于EPS块的热容大，透气性差，而且日光照射存留在EPS块中的热量甚至是在夜间也不能被释放出来，这样就会造成种植在堤坝上的树烂根。
本发明是基于上述背景而设立的，其目的在于提供一种用于土木工程的轻质填埋材料，它有好的可操作性，及优良的透水和透气性，并提供使用该填埋材料的导水体或排水结构。
另外，在人工土地、高尔夫球场、运动场等处，如果土地的排水性差，那么在地表上就可能会形成水坑，或是由于地下存留雨水而造成档土墙破坏等。因此，需在地下建造一种能迅速排出雨水的排水结构以加速地表的排水，在短时间内使其恢复可使用的状态。对于这样的排水结构，通常采用由多个相互连接的有孔管道构成的导水体，将其埋在地下以加速土地的排水。
该有孔管道的表面钻有很多孔洞，例如可用硬质聚氯乙烯制造。将通过连接多个有孔管道而制成的导水体埋于地下，地下的过量水被收集到有孔管道中，接着水被导向埋填有孔管道时形成的倾斜的方向，同时从有孔管道的开口处将水排出。
除上述用途外，该通过连接有孔管道而制成的导水体也可用于农业中灌溉水的供给和排放。例如对建在斜坡上的水稻梯田的供水，把埋在最下层水稻梯田中的导水体的下端密封起来，然后从最上层水稻梯田开始供水。这样通过埋在地下的导水体将水引到下一层梯田中。同样地，水又继续进到再下一层梯田中，最后水一直流到最下层梯田并完成对其供水。接着，将埋于从下数第二层梯田中的导水体的下端密封起来，这样就类似地实现对该层的供水。通过这样连续的供水，可完成对各层梯田的供水。另一方面，当梯田排水时，如果将埋在各层梯田中的导水体的下端都打开，水就会通过埋在各层梯田中的导水体流到下一层梯田中，这样水面就会从最上层开始连续下降，水从埋在最下层梯田中的导水体的下端排出，最后把各层梯田中的水全部排出。
该有孔管道按下述方式填埋到地下。在预埋处挖预定深度的沟槽，然后把有孔管道放入沟槽。使用接头将大量有孔管道连接起来构成导水体。接头有多种形状。当连接不同口径的有孔管道时，使用具有不同开口的接头，以保证与不同口径有孔管道的连接。另外，当有孔管道以某个预定角度而非直线型连接时，就需把接头弯成具有该使用角度的形状。
此外，在土地填筑、筑路、筑堤坝等时，为防止雨水等渗透造成的土地不稳定或档土墙破坏，通常均在其下部的填土中建造排水结构。
另外，例如对公路边的排水沟，为了防止从沥青路面流入排水沟的雨水从排水沟中溢出，需建一个与公路底部排水结构几乎垂直的排水结构，以排出流到排水沟中的雨水等。
在人工土地上，由于地下过量的空隙间水会使土地变松，有可能导致滑坡等的发生。因此需在其地下构建排水结构以排出雨水或空隙间水。
另外，对于直接建在含空隙间水土地上的公路和堤坝来说，当公路或堤坝负重时，这些空隙间水会通过如几年或几十年的长的时间段逐渐失去，其结果是土壤有变致密和下沉的可能性，这样会导致严重问题的出现。基于这样的原因，当在含空隙间水的土地上建造上述结构时，需在铺设沥青结构或建造档土墙结构前建造能够在受压状态下排出空隙间水的排水结构，以加速土壤的致密化，稳定土壤。此处采用的排水结构是通过连接大量口径约300mm至1000mm的有孔管道而制成的，有孔管道近乎垂直地埋于地下，并在其周围包埋碎石。该有孔管道与上述的一样，这样土壤中的过量水通过有孔管道表面的孔洞集中到管道中，被收集的水向下流过连接着的有孔管道，大部分从有孔管道的下端开口处被排出。包埋在有孔管道周围的碎石是用来防止有孔管道的孔洞被稀泥堵塞的。
有孔管道可按如下方式填埋。有孔管道在土地填筑或筑坝时被连续地埋入，或有时也将其填埋至原生土中，在计划填埋处先构制成一有预定深度和口径的洞，然后将连接好的有孔管道放入洞中。洞的口径要比有孔管道的口径(约300至1000mm)大得多。把连接好的有孔管道约放到洞的中心后，将碎石放到连接好的有孔管道的周围填埋有孔管道。此时，大量有孔管道通过接头连接构成连接好的有孔管道。接头有多种形状，差不多所有的接头均用与制造有孔管道相同的材料如硬质聚氯乙烯制成。
虽然由连接大量有孔管道制成的导水体可有所需的弯曲形式，但是为改善耐用性、抗外压强度、机械性能等，有孔管道本身的可弯曲性差，因此需要严格地挑选接头也构成所需角度。另外，由于上述同样的原因，需要严格地构建铺设有孔管道的沟槽，这样使得工作效率不高。
由于有孔管道的集水功能依靠有孔管道表面的开孔。因此当孔洞被稀泥等堵死后就会造成孔洞开启率下降，从而使导水体的集水功能大大降低。
因此，本发明的第二个目的是提供一种轻质导水体，它有好的可操作性，优良的透水及透气性，在被稀泥等封堵后集水功能不明显下降并且还具有优良的可弯曲性。
常用构建排水结构的方法是通过接头连接大量有孔管道，将连接好的有孔管道埋于地下，并在有孔管道周围埋填碎石，这样的排水结构由于改善耐用性、抗外压强度、机械强度等而使可弯曲性差。因此就要求在地上构建的洞的角度要与连接有孔管道构成的排水结构的角度严格一致，使得工作效率不高。
因此，本发明的第三个目的是提供一种由轻质材料构建的排水结构，该排水结构具有好的可操作性的、有优良透水及透气性的、不会因为稀泥等封堵而明显降低其集水功能的、有优良可弯曲性。
本发明的用于土木工程的轻质填埋材料是一种轻质填埋材料，其包括有透水性的袋状材料，和包在袋状材料中的近球形填充材料，该填充材料是用可发泡合成树脂模制而得的，其直径为40至200mm。
该填埋材料可用于如EPS技术中，在该技术中把由发泡合成树脂制得的块体堆放起来，接着在该泡沫树脂块堆的周围埋入填埋材料以构建建筑结构如加宽堤坝、路基、公园堤坝等，或用作档土墙或桥墩的衬料，或用作建筑物的地基。
此外，它也可用于铺设地下管道，其方法是，在土中或在埋于地下的发泡合成树脂块上形成的沟槽中把填埋材料填埋到地下管道的周围，而地下管道埋在沟槽中。
如上所述，本发明的用于土木工程的填埋材料包括有透水性的袋状材料，其中充填有包含合成树脂发泡产物的材料。因此，该填埋材料相比于石渣或碎石是非常轻的，而且由于填充材料用袋状材料包裹也使得操作容易。相比石渣或碎石来说可操作性得到大大地改善。
从另一方面来说，如果使用通过粉碎例如用可再循环使用的EPS制成的发泡合成树脂或鱼盒(fish box)而制得的粉碎材料作为填充材料，填充材料形状不规则并且包装性能不好。另外，由于粉碎材料的强度小，在填埋后由于堤坝等的重量会使填充材料变形或被压扁，这样会造成被填埋的土地下陷。此外，如果粉碎材料较细，其透水和透气性则会因封堵而下降。而且，通过粉碎发泡产品并用热减小其体积而制得的材料作为填充材料，与上述粉碎产品相同，其形状也不规则，填充性能不好，并且轻质特性也被削弱了。另外，由于可循环使用的产品并不总含有阻燃剂，这样也不能很好地控制填埋材料的阻燃性能。
与此相反，本发明使用的合成树脂发泡产物的模制产品具有40至200mm的大直径和近乎球形的形状。因此，填充材料的强度大，不会发生变形和被压扁，作为填埋材料填埋于同样的土地中不会发生下陷。另外，由于填充材料近乎球形，充填到袋状材料中可保证有恒定的空隙，这样就确保了透水及透气性。此外，由于合成树脂的发泡产物如EPS化学性质稳定，可长时间地保持在土木工程和建筑结构中。另外由于在模制填充材料的过程中可任意选择阻燃剂的类型及用量，根据用途能有效地控制填充材料的阻燃性能。
附图简述
图1为本发明轻质填埋材料一实施例的局部切块的立体图；图2为本发明轻质填埋材料另一实施例的立体图；图3A和图3B为本发明轻质填埋材料中的袋状材料开口部的封装结构的实施例的立体图；图4为轻质填埋材料另一实施例的截面图；图5为轻质填埋材料中包于袋状材料中的填充材料的实施例的立体图；图6为填充材料另一实施例的立体图；图7为填充材料又一实施例的立体图；图8为填充材料再一实施例的立体图；图9为使用本发明轻质填埋材料构筑加宽堤坝实施例的截面图；图10为使用本发明轻质填埋材料构筑档土墙实施例的截面图；图11为使用本发明轻质填埋材料构筑路基实施例的截面图；图12为使用本发明轻质填埋材料构筑公园堤坝实施例的截面图；图13为使用本发明填埋材料构筑地下管道实施例的截面图；图14为使用本发明轻质填埋材料的一土木工程用导水体的示意性局部剖视图15为连接布放置于轻质填埋材料端部的状态的实施例的示意性平面图；图16为连接布放置于轻质填埋材料端部的状态的另一实施例的示意性平面图；图17为使用本发明导水体构筑档土墙实施例的截面图；图18A为使用本发明导水体的灌溉方法的实施例的示意性局部剖视立体图4；图18B为图18A中显示的灌溉方法的示意性侧剖图；图19为使用本发明轻质填埋材料的排水结构的示意性截面图；图20为使用本发明轻质填埋材料的排水结构的一个实施例的示意性截面图；图21为排水结构的另一实施例的示意性截面图。
图1为本发明之用于土木工程的填埋材料1的一个实施例。填埋材料1包括有透水性的袋状材料2，和大量的、装在袋状材料中的、由模制可发泡合成树脂制成的填充材料3。
填埋材料1的形状和尺寸，也即袋状材料2的形状和尺寸可根据填埋材料的用途而适当地确定。通常，袋状材料优选为图示中的圆筒状，其口径约为300至1000mm，优选为350至400mm，长度约为400至3000mm，优选为500至2000mm，这样从可操作性等方面考虑，单个人即可搬运。
可在袋状材料2中充填大量的填充材料3，也即对填充密度并不作特别的限制。但考虑到施工中其形状和性能，充填过多填充材料的方式并不优选，优选为将填埋材料充填至袋状材料仍可变形的程度，也即以袋状材料2的体积计，填充密度为90至95％。
对制造袋状材料2的材料并无特别的限制，只要有透水性并且不会使包在袋状材料中的填充材料3进出即可。制造袋状材料的材料的例子有如纺织织物和无纺织物等布状材料，和包含多种纤维如天然纤维(如亚麻)，合成纤维(如聚丙烯，尼龙，聚氯乙烯或聚酯)及它们的混合纤维的网状材料。无纺织物的例子为MANTOL(商品名，Toray Industries，Inc.的产品)。此外也可使用由铝制或铁制的金属网，通常用来包装碎石的金属网也被优选使用。特别是当袋状材料用合成树脂如聚丙烯制造时，其被优选的原因在于其化学性质非常稳定，可有效地作长时期使用。例如，包含由合成树脂制成的网状材料的袋状材料，它们常用于包装在该袋状材料中的洋葱的运输和贮藏，以及包含由粗大材料制成的网状材料的袋状材料也都被优选使用。
另外具有不滑动和耐用特点的袋状材料也可通过复合天然纤维如亚麻和合成纤维如聚丙烯，或再复合金属网等制备。例如，作为一种防止袋滑动的对策，如图2中所示可把一线状材料4如亚麻线或绳，或带状材料绑在袋状材料2上防止滑动。在该实施方案中，当按图2所示的那样把线状材料4编在袋状材料2上时，可防止线状材料4的位置滑动和线状材料从袋状材料2上脱落。
袋状材料2可按如下方法制备。如把网状材料制成长的连续圆筒状，并截成合适的长度，把填充材料3装到其中，并将网状材料段的两端开口扎紧以封住填充材料。或如图3A所示在袋状材料的开口处安装可拉紧的紧绳5，或是如图3B所示在充填填充材料3前将袋状材料的一端缝上。
此外，如图4所示，把由如聚氯乙烯树脂制成的管6纵向放在埋填材料1中，可进一步保证其透水性。
以下描述装在袋状材料2中的填充材料3。填充材料3包含合成树脂的发泡产物，其是通过模制可发泡合成树脂成预定形状来制备的。合成树脂的种类无特别的限制，常用来作合成树脂发泡产物之原料的合成树脂如聚苯乙烯、聚链烯类(如，聚乙烯，聚丙烯)、ABS、MBS、或聚乙烯对苯甲二酸酯均可被采用。其中有大的抗压强度并易于模制的聚苯乙烯被优选使用。此外，如果需要对化学品如酸、碱或溶剂稳定的合成树脂，聚链烯类如聚乙烯或聚丙烯被优选使用。在模具中使用上述可发泡合成树脂粒作为原料，通过发泡方法将填充材料3模制成具有预定形状和尺寸的模制品。
考虑到要使填充材料具有阻燃性，优选为用于模制填充材料的可发泡树脂粒含有阻燃剂。其原因在于，从贮藏安全以及火灾危险等方面考虑一般都对EPS技术中所用的块作阻燃化处理，对本发明的填埋材料来说情况也一样。如上所述，使用常用的可再生化或可再循环产品不能很好地保证其阻燃性。
可用于本发明的阻燃剂包含卤代阻燃剂，磷阻燃剂和无机阻燃剂。卤代阻燃剂的例子包括氯化石蜡、氯化聚乙烯全氯化五环癸烷、六溴苯、十溴苯醚、四溴双酚A、六溴环十二烷。磷阻燃剂的例子包括不含卤素的化合物，如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、或磷酸三甲苯联苯酯，以及含卤素的化合物如磷酸三卤代丙酯或磷酸三卤代乙酯。无机阻燃剂的例子包括卤化物如溴化铵，以及不含卤素的化合物如三氧化锑、锑酸盐偏硼酸钡、硼砂、硼酸锌、氧化锆、或氢氧化铝。
其中，优选有高阻燃性的卤代阻燃剂，溴代阻燃剂如六溴苯、十溴苯醚或四溴双酚A更为优选。
以可发泡树脂总重计，阻燃剂在可发泡树脂中的含量优选为0.5至3wt％，更优选为0.7至1.5wt％。如果阻燃剂的含量小于0.5wt％，则很难赋予可发泡树脂以足够的阻燃性能，另一方面，如果阻燃剂的含量超过3wt％，则不能很好地防止由阻燃剂分解造成的可发泡树脂性能下降。
该可发泡树脂中也可包含适量常用添加剂如色料或紫外线吸收剂。
如图5所示，包含合成树脂模制产品的填充材料3一般被模制成近球形，直径约40至200mm。把填充材料3模制成直径40mm或更大的球，在把填充材料充填进袋状材料2中制备填埋材料1时可得足够的孔隙以保证透水和透气性以及足够的强度。填充材料3直径的上限并无特别的限制。但如果填充材料太大时，把填充材料充填到袋状材料2中后会使得袋状材料2表面非常不平整，此外在模具中发泡和模制填充材料3时冷却效率也不高。因此填充材料直径的上限优选为约200m。填充材料直径优选为约50至110mm。考虑到在模具中泡沫化和模制填充材料3的生产率，填充材料3的直径优选为约70mm。填充材料3的发泡率依各用途所需强度而定。当然，发泡率一般定为30至80倍。例如，在绿化带如公园堤坝中使用的填埋材料，由于不需要太大的强度，填充材料在发泡和模制中可采用约50至80倍的较高的发泡率。此时，抗压强度优选为0.5至1.3kgf/cm2，模制产品的密度优选为0.02至0.012g/cc。另一方面，对在需要高强度的路基中使用的填埋材料来说，则需30至50倍的较低的发泡率。此时，抗压强度优选为1.3至2.4kgf/cm2，模制产品密度优选为0.033至0.020g/cc。在使用有上述发泡率的填充材料时，填充材料可有效的抵抗重型机械造成的极端条件，如土木工程施工中的重型机械。
如上所述，一般把填充材料3模制成球状。例如，如果如图6所示的那样在球体表面构造一条或多条凹槽7，则有可能在袋状材料2中保证足够的供透水及透气的空间。此外，如果如图7所示的那样在填充材料3上钻出一条或多条贯通的洞，则也可能象图6中的实施方案那样保证足够的供透水及透气的空间，同时也有可能增加发泡和模制填充材料3的冷却效率，从而提高生产率。此外，如果把填充材料3的表面制成多面的，也有可能保证填埋材料1有足够的透气及透水性。从透水及透气方面考虑，虽然图中未作表示，也可把填充材料3的表面制成多种不平的形状。当然也可把上述凹槽7、贯穿的洞8和多面形综合运用制备填充材料3。
下面描述使用本发明填埋材料1的土木工程技术的实施例。
图9显示一使用填埋材料1的加宽堤坝的实施例，其中本发明的填埋材料埋在顺墙面堆放的EPS块10之上。通常此处填埋用的是石渣或碎石，而且是以单循环方式人力搬运填埋的。而与石渣和碎石相比，本发明的填埋材料1非常轻，而且是通过向袋状材料2中充填填充材料来制备的。因此容易操作，铺设工程的工作效率可明显提高。此外，加宽堤坝通过堆放很轻的EPS10构建。因此，既使该加宽堤坝建在软土地上，也不会发生土地下陷。而且由于填埋材料1有极好的透水性，堤坝中的水可通过填埋材料1迅速排出，不会发出由于堤坝中存留水等而导致毁坏堤坝的现象。图9中标号11为加宽堤坝顶部的沥青路面。
图10为构筑档土墙的实施例，其中使用EPS块10作档土墙12的衬料。本发明的填埋材料1埋于其后。与加宽堤坝相似，可建成一有良好排水性能的轻质档土墙。
图11为构筑路基的实施例，其中将EPS块10堆在地上，然后把本发明填埋材料1堆在其周围上，接着再把路基13堆在填埋材料1上。
图12为构筑公园堤坝的实施例。与上述路基相似，把EPS块10堆在地上，然后把本发明填埋材料1堆在其周围，接着再把坝基13堆在填埋材料1上。由于此公园堤坝通过在其内堆放非常轻的EPS树脂块建造，该堤坝可建在软土地上或地下停车场中。另外，由于EPS块可存留热量，并且透气性差，因此如果象通常的那样把坝基13直接堆在EPS块上，那么阳光的热量就会存留在EPS块中，甚至在夜晚EPS块也不能被冷却，这样就会造成公园的植物烂根。基于这种考虑，在本发明的结构实施例中，由于堆在EPS块周围的填埋材料1具有优良的透气性，这样在土中EPS块表面的透气性变好，改善了EPS块的冷却效率，不会使热量存留于堤坝13中，公园植物也就不会烂根了。
图13为铺设地下管道的实施例。如图13中所示，其方法是，在土地中或在埋于土壤中的EPS块上形成沟槽14，然后将地下管道铺在沟槽14中，同时在沟槽14的周围填埋本发明的填埋材料1。在该填埋结构中，地下管道15用填埋材料1保护，并改善了其表面的透水及透气性。
图14为使用本发明轻质填埋材料的一土木工程中导水体的示意性局部剖视图。
在图14中，标号1为轻质填埋材料，填埋材料1的端部1a互相连接，填埋材料1，1的连接部上捆绑布状连接材料14，构成土木工程中的导水体20。
图15为显示布状连接材料放在填埋材料1的端部1a，1a处的示意性平面图。布状连接材料24由一块近矩形的覆盖部分21和从覆盖部分21四角伸出的固定用绳状部分22(22a-22d)组成，例如，覆盖部分21在捆绑方向上的长度L2优选为大于轻质填埋材料1的周长1，并且其长度应能在填埋材料1上缠几圈。连接用绳状部分22并不一定非从覆盖部分21的四角伸出，连接用绳状部分也可从覆盖部分21的边部预定位置或其面上伸出。连接用绳状部分22a至22d可缝在覆盖部分21的四角，或织在覆盖部分21的两边21a，21b或覆盖部分21的两面边21c，21d上，以构成从覆盖部分21四角伸出的绳状结构。
制作覆盖部分21的材料优选为有透水性，更优选为与制作袋状材料2相同的材料。覆盖部分所用材料的例子包括布状材料如编织织物，纺织织物或无纺织物，或网状材料，它们都包含多种纤维如天然纤维(如亚麻)，合成纤维(如，聚丙烯，尼龙，聚氯乙烯或聚酯)，及其混合纤维。并且，当袋状材料或网状材料用合成树脂如聚丙烯制作时，产品化学性质非常稳定，可有效耐受长时期使用，天然纤维如亚麻和合成纤维如聚丙烯可复合使用以改善耐用性。
与袋状材料2相似的无纺织物的一个例子为MANTOL(商品名)。在使用无纺织物如MANTOL(商品名)时，由于聚酯长纤维具有连续的层状结构，无纺织物有优良的机械强度、形状稳定性、耐热性、抗老化性、和抗腐蚀性。并且由于其中粘合剂不用来粘合纤维，有可能改善连接部分的透水性和过滤性能。甚至当上述的MANTOL(商品名)用作袋状材料2时，也可得到上述的效果。因此，如果袋状材料1和覆盖部分21均采用MANTOL(商品名)时，可进一步改善所得的效果。
固定用绳状部分22可为带状，或截面为椭圆形或圆形绳状。制作绳状部分22的材料与上述覆盖部分21相似可为有透水性的，或为与制作袋状材料2相同的材料。绳状部分22使覆盖部分21保持覆盖状态，其在导水体20中所占的表面积不大，故此绳状部分并不总需要具有透水性或用制作袋状材料2相同的材料制作。只要具有供打结的强度和柔韧度的材料均可用来制作绳状部分。
图16为又一布状连接材料24放在轻质填埋材料1端部的状态的示意性平面图。该布状连接材料24由一近矩形的覆盖部分21和安装在覆盖部分21前表面和/或后表面上的固定用面式紧固装置23组成。固定用面式紧固装置23由一对可互相粘合的支座23a，23b构成。支座23a，23b安装在当覆盖部分21覆盖在填埋材料端部1a上可互相粘合的位置上，覆盖部分21在捆绑方向上的长度L2与图15中所述的布状连接材料一样。
支座23a，23b的安装位置并不限于象图中所示2×2式，支座可安装在任何位置上，只要在填埋材料1的端部1a被覆盖时支座23a，23b能相互粘合在一起就行。优选为安装位置均匀分布于图中的右方或左方。捆绑中当缠绕次数超过一圈时，固定用面式紧固装置23的至少一个支座23a(或23b)的安装位置为接近覆盖部分21的中部，而且固定用面式紧固装置23的安装位置并不总限于为覆盖部分21的两边。
制作固定用面式紧固装置23的材料无特别的限制，固定用面式紧固装置常用合成树脂制成。当制作固定用面式紧固装置的材料透水性低时，优选为在保持覆盖状态下使固定用面式紧固装置23在覆盖部分21上所占面积最小。
按下述方法制作导水体20。把填埋材料1的两个端部1a放在布状连接材料24中的覆盖部分21的上底21d侧(或下底21a侧)，并与上底21d侧(或下底21a侧)近似平行，覆盖部分21按缠绕方向(AA方向)缠绕，需要缠2-3圈，将固定用绳状部分22a与固定用绳状部分22c和固定用绳状部分22d打结连在一起以完成连接。另外，也可使固定用面式紧固装置23的一支座23a与另一支座23b粘合以完成连接。
下面描述使用上述导水体20的土木工程的实施例。
图17显示档土墙结构实施例。导水体20按预定斜度埋在地下并通过建在档土墙25上的排水口25a排出土地中过量的水。通常该结构用大量通过接头连接的有孔管道建造。在本发明的导水体20中，所连接的轻质填埋材料1的重量等于或小于有孔管道的重量，而且把填充材料3装到袋状材料2中，使得该方法易于操作，或着也可用布状连接材料24代替接头连接有孔管道使结构简化。由此，操作时工作效率可大大提高。另外由于填埋材料具有非常优良的透水性，地下的水可迅速地集于导水体20中并且所收集的水通过填埋材料1中填充材料3间的空隙导向导水体20较低的一端，并从建在档土墙25上的排水孔25a排出。这样就不会因为土地中存留雨水等而导致土地毁坏。用土木工程中常用的、包括有孔管道的导水体也可排出地下的水，但当有孔管道的孔洞被稀泥等堵塞后其集水能力将大大降低。而另一方面，在本发明导水体20中，由于袋状材料2的整个表面有透水性，甚至在袋状材料2的表面被部分堵塞时，也不可能造成整个集水功能明显下降。
在土木工程中填埋大量导水体20时，如果使导水体20相互平行连接，则其集水能力和导水能力可进一步提高。例如，图18A为水稻梯田填埋实施例的示意性局部截面立体图，图18B为其侧剖图。与上述档土墙25相似，导水体20被埋在地中，与常用的装置一样用来作灌溉用水的供给和排出。在常用的装置中有孔管道中的孔洞会被稀泥等堵塞。而本发明的导水体20与上述档土墙25中的一样工作效率被大大提高，并可在短时间内顺利供水或排水，而导水能力不下降。
通过连接填埋材料1的端部制造导水体20。因此该导水体非常轻，并且由于用袋状材料2装填充材料3，故该导水体易于操作。
另外由于填埋材料1的两个端部1a是通过布状连接材料24捆绑在两个埋填材料1，1上进行连接的，稀泥等不易进入填埋材料1的两端1a，这样有可能防止连接部的透水及透气性能下降。由于填埋材料1，1是通过布状连接材料24相互连接的，因而不需复杂工序，连接工作较易进行。而且由于布状连接材料24可连接不同尺寸的填埋材料，可降低配件的生产费用和管理费用。
布状连接材料24是一由近乎矩形的覆盖部分21和从覆盖部分四角伸出的固定用绳状部分22组成的相对较简单的结构。因此与常用接头相比可降低连接用配件的生产费用和管理费用。由于填埋材料1用布状连接材料24相互连接的，因而不需复杂的工序，可节约操作费用。而且近乎矩形的覆盖部分21为薄的布状材料，而非常用接头那样为管状材料，也可大大减少贮存空间。
覆盖部分21在缠绕方向上的长度要比填埋材料的周长长，这样可在填埋材料上缠上几圈确保填埋材料1，1的连接，从而也防止了稀泥等进到填埋材料1，1的端部1a中。
布状连接材料24由近乎矩形的覆盖部分21和包括一对安装在覆盖部分21前表面和/或后表面的可相互粘合的支座3a，3b的固定用面式紧固装置23组成。在固定用面式紧固装置的一个支座23a(或23b)与另一个支座23b(或23a)相互粘合处连接构建导水体20，通过粘合固定用面式紧固装置21的一个支座23a(或23b)和另一个支座23b(或23a)把覆盖部分21缠到填埋材料1，1的端部1a，易使填埋材料1，1的端部1a和覆盖材料21间保持相互覆盖状态。因此不需要任何复杂工序，从而有可能使工程得到节约。
如果支座23a，23b中至少有一个在覆盖部分21上沿缠绕方向的长度大，使得在覆盖部分21缠绕填埋材料1的端部1a时、以及面式紧固装置23的一个支座23a(或23b)与另一个支座23b(或23a)相互粘合时，内径发生变化，有可能在一定范围内放大或缩小。换句话说，有预定尺寸的布状连接材料24可用于有不同周长的导水材料，这样就不必根据填埋材料1的周长分别制备布状连接材料24，从而有可能降低配件生产费用和操作费用。
如果覆盖部分21也具有透水性，则有可能保证覆盖有覆盖部分21的连接部分也有透水性，因而有可能使整个导水体20都具有透水性。
如果覆盖部分21用与制造袋状材料2相同的材料制备，则有可能使整个导水体20具有均一的透水性，透气性等等。
此外，如果覆盖部分21用无纺织物制成，可在填埋材料1，1相互连接部得到优良的透水和透气性。
如果覆盖部分21为梯形，填埋材料1的端部放在其上底边21d或下底边21a，当在缠绕方向上缠覆盖部分21时，在覆盖部分21和填埋材料端部1a间则不易形成空隙。另外，由于在缠绕时有可能在梯形的斜边上集中应力，也增加了可操作性。
图19为使用本发明填埋材料的另一排水结构30的示意性局部截面图。在纵长方向上把填埋材料1连续埋入地下，把片状材料35按与轻质填埋材料连续方向相交的方向插到多个填埋材料1的至少一个连接部中，也即填埋材料1的端部1a。片状材料35有透水性，其板面积大于连接部的截面积。虽然未作显示，在插有片状材料35的填埋材料的连接部、每个端部1a和片状材料35的连接状态是填埋材料1的端部无论如何要面对着面。
下列方法可考虑作图示中排水结构30的建造方法。例如在建筑装备有排水结构30的人造土地时，把第一块填埋材料1放在地上，将一段与填埋材料放置高度相同的地基(第一段地基)铺在放好的填埋材料1的周围埋住填埋材料1，接着把片状材料35放在第一段地基表面上以盖住填埋材料1的上端1a，然后通过片状材料35把第二块填埋材料1垒在第一块填埋材料1的上端1a。再用一段与第二块填埋材料放置高度等高的地基(第二段地基)铺在第二块填埋材料1的周围埋住填埋材料1。此后按上述方法继续垒放填埋材料1和片状材料35，最终由大量填埋材料1构成连续的排水结构30。
排水结构的建造方法并不仅局限于上述方法，例如也可采用下述方法。把一段与单个填埋材料1放置高度等高的地基(第一段地基)铺在地上，在铺成的第一段地基的指定位置挖一用于铺设填埋材料1的洞，并将第一段填埋材料1放入洞中。再将片状材料35放在第一段地基的表面上以盖住轻质填埋材料1的上端1a，接着再在第一段地基包括片状材料35的上表面上铺一段与填埋材料放置高度等高的地基(第二段地基)。此后按上述方法继续垒放填埋材料1和片状材料35，最终由大量填埋材料1构成连续的排水结构30。
插在两个填埋材料1连接部的片状材料35的平面优选大于连接部的截面。片状材料的宽度优选为0.5至5m，更优选为1至2m。
片状材料35的长度无特别限制。例如使用在长度方向上绕成卷的片状材料时，可将片状材料裁成所需长度以供使用。当片状材料长度加长时，使插入片状材料35产生的效应增加，但从便于操作的角度来看优选为30m。
在片状材料板平面方向上，可将片状材料35交叉重叠插入，在伸到连接部的中心时也一样。
片状材料的厚度优选为1至20mm，更优选为3至50mm。如果片状材料35的厚度太小时，吸水性可能不好。优选为将成捆的片状材料35裁成所需长度供使用。
片状材料35的优选例子为无纺织物，无纺织物的例子为MANTOL(商品名)或类似袋状材料2的。用无纺织物如MANTOL(商品名)或其类似物作片状材料35时，无纺织物由聚酯长纤维构成并有连续层状结构，故可制得有优良的机械强度，方向稳定性，耐热性，抗老化性和抗腐蚀性的片状材料35。并且由于其中粘合剂不用来粘合纤维，可增加其透水能力和过滤效果。
在排水结构30中，上述片状材料35可插到多个填埋材料1的至少一个的连接部中。也即片状材料可插到所有的连接部中，也可插到几个连接部中，或插到一个连接部中。当片状材料插到一连接部中时，优选为把片状材料插到排水结构30上部的连接部中。另外，片状材料35的插入方向优选为与填埋材料1的连续方向相交。
下面描述所建排水结构30的实施例。
图20显示在山体斜坡铺路工程中可有效排出雨水等的排水结构，其中本发明的填埋材料1按几乎与路面29垂直的方向埋于地下，例如面向路边排水沟28的底。通常此类工程用联结的大量有孔管道来建造，并通过单循环等方式搬运碎石等，并埋在有孔管道周围。在本发明的排水结构中，不必使用碎石等。而且填埋材料1很轻，其中填充材料装在袋状材料中使得易于操作。此外，由于填充材料3的填充密度适当，填埋材料1有优良的可弯曲性能和透水性，用它作建造材料可大大提高工作效率。
由于填埋材料1中的填充材料3非常轻，当雨水渗到填埋材料1中时，有可能由于浮力作用使填充材料3和填埋材料1浮起，导致整个排水结构浮起。而把片状材料35插到填埋材料1的至少一个连接部中，并使片状材料35的平板面积大于填埋材料1的截面积。这样在水平方向从填埋材料1的两个端部1a处伸出的那部分片状材料35部分被固定在土中。结果防止了位于片状材料35下的填埋材料1浮起，并将其固定在最初铺设的位置，从而防止了排水结构30的位置漂移。
上述说明是针对部分地形成于路边排水沟28以下的排水结构30的实施方案(图20)，但该排水结构并不仅局限于该实施方案中。例如不管是否存在排水沟28，可在合适的位置上，于近垂直方向向下形成排水结构。另外，排水结构也可按以下方式构筑，即，沿近垂直方向在土中放置偶联的大量填埋材料建造排水结构30。
在上述实施例的排水结构30中，仅通过推紧填埋材料1的端部1a使其相互连接，但排水结构并不仅局限于该实施方案中。例如可如图21所示那样相邻填埋材料1，1的端部1a用布状材料24覆盖连接。也即对那些没用片状材料35插入的填埋材料1的端部1a通过布状材料24覆盖使其相互靠紧。别的结构与上述实施例一样，有相同功能的各结构部分的指示数字也一样。
在上述实施例中，片状材料35插到填埋材料1的至少一个连接部中，片状材料中没有夹在填埋材料端部的部分被固定在土中。因此既使是由于填埋材料1的填充材料3的重量轻和渗入到填埋材料1中的雨水的浮力使得填埋材料1中的填充材料3密集向上时，整个排水结构30也不向地面方向移动。此外在水平方向上片状材料35从填埋材料1中伸出的部分几乎全都吸收渗到地下的雨水等，所吸收的水从水平方向导入填埋材料1中。因此与仅包含填埋材料1的排水结构30相比其导水效率可被改善。此外由于不必使用碎石等，可降低费用，同时也可改善工作效率。
权利要求
1.一种用于土木工程的轻质填埋材料，其中包括具有透水性的袋状材料，和装在袋状材料中的发泡和模制的填充材料，该填充材料是通过模制可发泡合成树脂成近球形而制成的，其直径为40至200mm。
2.权利要求1中的轻质填埋材料，其中袋状材料为圆筒状，其直径为300至1000mm，长度为400至3000mm。
3.权利要求1中的轻质填埋材料，其中以袋状材料体积计，填充材料在袋状材料中的填充密度为90至95％。
4.权利要求1中的轻质填埋材料，其中袋状材料用纺织织物、无纺织物或网状材料制成，这些原料包含至少一种选自天然纤维、合成纤维、和天然纤维与合成纤维制成的复合纤维组成的组中的纤维。
5.权利要求1中的轻质填埋材料，其中用线状材料或带状材料捆在袋状材料上用以防止滑动。
6.权利要求1中的轻质填埋材料，其中在袋状材料中有供水渗透的管状体。
7.权利要求1中的轻质填埋材料，其中填充材料的直径为50至110mm。
8.权利要求1中的轻质填埋材料，其中在填充材料的表面上构造沟槽。
9.权利要求1中的轻质填埋材料，其中使填充材料的表面制成不平整的形状。
10.权利要求1中的轻质填埋材料，其中在填充材料上形成贯通的孔洞。
11.权利要求1中的轻质填埋材料，其中填充材料的表面为多面形。
12.权利要求1中的轻质填埋材料，其中填材料为发泡聚丙乙烯的模制产物。
全文摘要
本发明涉及用于土木工程的轻质填埋材料,其中包括具有透水性的袋状材料,和装在袋状材料中的发泡和模制填充材料,该填充材料是通过模制可发泡合成树脂成近球形来制造的,其直径为40至200mm。本发明还涉及用该轻质填埋材料制成的导水体,以及用该轻质填埋材料制成的排水结构。该轻质填埋材料具有优良的透水性,透气性和可弯曲性,因而可有效的用于多种场地中。
文档编号E02D3/00GK1175647SQ97112450
公开日1998年3月11日 申请日期1997年6月12日 优先权日1996年6月12日
发明者滨野傅可志, 滨野佳奈代, 松下哲夫 申请人:协荣建设工业株式会社