土工布织物一般用于稳定或加强诸如保持墙、堤坝、斜坡以及类 似物的土质构筑物。现有技术包括聚烯烃(例如，聚丙烯和聚乙烯) 以及聚酯，其制成挠性网状片材。所述片材储存于卷上，从而不同长 度的片材顺序地从卷上切割下来并安置于施工现场，而且，其上的高 强度经线索一般以垂直于所述土质构筑物的表面的方向配置。
尽管制造和安装容易，聚烯烃和聚酯网格为低弹性模数材料，一 般聚烯烃网格具有杨氏模数约10,000-约75,000psi，聚酯网格具有杨氏 模数约75,000-约200,000psi。此类低模数制品在经受一般土质构筑物 中的应力时出现了高应变。在一些情况下，覆盖土壤和其它相关或施 加于土质构筑物的力可在聚烯烃网格垂直于土质构筑物表面的方向上 引起多达30.5cm(12英寸)的应变。这种数量级的应变不仅使土壤结 构本身不稳定，而且使附近的构筑物，诸如直接或间接由所述土壤构 筑物支承的建筑物或公路不稳定。
当经受基本上恒定的自然负荷和一般由土质构筑物施加或作用于 土质构筑物上的力时，聚烯烃网格还将发生相当大的蠕变，因而，尽 管所述短期应变不会产生危害，聚烯烃网格的长期蠕变效应将足以对 加固土质构筑物及其周围的物体的完整性构成威胁。
含有高弹性模数的土工布织物也被建议用于加强土壤结构。这些 织物一般包括伸长的网状片材，其中，基本上平行的高弹性模数材料 诸如玻璃纤维粗纱或其类似物沿织物的纵向(或“经线”或“machine”) 和织物的横向(或“纬线”或“cross-machine”)伸展。所述玻璃绳可 彼此连接以形成一开放网格，并且整个装置可涂敷有含树脂材料。所 述含树脂材料赋予织物大致部分刚性以利于织物的加工，并防止环境 对织物构成损害。玻璃纤维粗纱绳具有比相应尺寸的聚烯烃或聚酯绳 高的弹性模数和蠕变抗性。例如，在土工布织物的一般玻璃纤维索的 弹性模数约为1,000,000-约4,000,000psi。因而玻璃纤维索可承受比相 应尺寸的聚烯烃或聚酯绳更高的应力并产生较小的应变。因此，玻璃 基土工布织物一般对土质构筑物具有比聚烯烃或聚酯网格要好的加强 效果。
一般地，土壤移动多发生于垂直于而不是平行于土质构筑物的表 面的方向上。因此，在选择适宜的土工布织物进行加固，首要考虑的 问题是减少土壤相对于土质构筑物表面的横向移动。因而，重要的是， 高强度的绳索沿基本上垂直于所述土质构筑物表面的方向安置，而低 强度的绳索沿基本上平行于所述构筑物的方向安置。
目前采用的土工布织物在织物经线方向上设有高强度绳索。布置 现有的土工布织物时，从一卷上割下所需织物段，并且按高强度经线 绳索垂直于所述土质构筑物表面的方向安置。此后从一卷上割下另一 织物段，并且也按高强度经线绳索垂直于所述土质构筑物表面的方向 并邻接于第一织物段安置。顺序切割和安置织物段的过程根据需要重 复进行，基本上覆盖了所述土质构筑物的表面。尽管目前的织物段累 加式安置的最终结果可以接受，但所述过程费力费时。
因此，单向土工布织物的优点在于安置更方便。

本发明提供一种单向土工布织物，用于加强土质保持墙、堤坝、 斜坡和相关构筑物。所述织物包括沿纬线方向延伸的高弹性模数绳索 和沿经线方向延伸的相对低弹性模数的纱线、丝或类似缝合材料。所 述高弹性模数纬线索优选包括与重聚酯经线纱线彼此连接的单丝或玻 璃纤维束，以形成开放网格织物。所述织物涂敷有足够厚的可固化含 树脂材料，以防止玻璃绳在卷入轴芯以及于工作场所展开时损坏。所 述树脂涂层使所述织物具有部分刚性，从而利于织物的加工，并且当 所述织物安置于土质构筑物上时，所述树脂涂层可防水、抗磨损和抗 化学降解。
在铺放织物时，织物卷安置于土质构筑物的表面一端，并且一般 沿平行于所述构筑物的表面的方向展开。由于所述织物的高模数绳索 为基本上垂直于构筑物表面的纵向延伸的纬线卷。于是，无须进行切 割和调整单片织物段以实现所需的绳索定向，而且，安装时间少和劳 动强度相应降低。此外，由于纬线索构成织物的宽度，织物卷可根据 所需的宽度方便地制造或预切割，以满足安装的需要。
本发明提供一种横向单向土工布织物，包括：多个间隔排列、基 本上平行的纬线纱线、绳索或粗纱，其包括选自玻璃纤维、碳纤维、 石墨纤维和芳族聚酰胺纤维的材料；以及多个间隔排列、基本上平行 的经线纱线、绳索或粗纱连接所述纬线纱线、绳索或粗纱构成开放的 网状结构，所述经线纱线、绳索或粗纱具有由基本上比所述纬线纱线、 绳索或粗纱的弹性模数低的材料制成的塑性织物纤维。
本发明还提供一种加强土质构筑物的方法，包括：提供一卷单向 土工布织物，所述织物具有：多个基本上平行的纬线索，其包括选自 玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维和芳族聚酰胺纤维的纤维；以及多个基 本上平行的经线索连接所述纬线索，所述经线索具有由比所述纬线索 的玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维和芳族聚酰胺纤维的弹性模数低的材 料制成的塑性织物纤维；配置所述织物卷于土地构筑物上，使所述纬 线索基本上垂直于所述构筑物的表面伸展；以及以基本上平行于所述 表面的方向展开所述卷。
通过下述优选实施方式和优选实现本发明的方法的描述，本发明 的其他细节、目的和优点将更为显见。
附图说明
仅以实施例，通过以下所示的优选实施方式的描述，本发明将更 为显见，在附图中：
图1为以土工布织物加强的土质构筑物的正视剖面图；
图2为现有技术中的单向土工布织物的平面图；
图3A、3B和3C依次说明图2中土工布织物的安装；
图4为本发明单向土工布织物的平面图；
图5A和5B依次说明图4中土工布织物的安装。

参见图1，所示为安置于适宜的天然或人工基础12上的土质构筑 物10。构筑物10的表面14可与基础10形成约60°-约90°的角度(如 所示)。构筑物10可为任意高度，并且包括一层以上基本上水平安置 的加强层16。加强层16宽度W一般为数十厘米(英尺)，基本上覆 盖构筑物10表面14的全部长度。例如，一般3.0米(10英尺)高的 土质保持墙构筑物可包括约2-4层1.5-1.8米(5-6英尺)宽的加强层 16，其位于自构筑物表面14向里的几厘米(英寸)至几十厘米(英尺) 处。
图2所示为适于用在图1中的土质构筑物10中的加强层的普通土 工布织物18的常规结构。织物18为单向织物。在此处，所述术语“单 向”可解释成是指具有在织物的纵向(例如，“经线”或“machine”) 和横向(例如，“纬线”或“cross-machine”)中的一个或另一个，而 不是两个方向延伸的高弹性模数材料绳索。在这种连接方式中，织物 18为纵向单向，其包括多个间隔的高弹性模数经线索20诸如玻璃纱束 或其类似物，通过相对低弹性模数纬线索22诸如聚酯纱线、丝或其类 似物松散缝合在一起。
图3A、3B和3C所示为织物18作为在土质构筑物10中土工布加 强层的安装过程。如图1A所示，第一所需的织物段18从未图示的织 物卷的末端割下，并且所述切割段以高模数经线索20沿基本上垂直于 构筑物的表面14的方向安置于所述土质构筑物10上，此后，如图3B 所示，另一个从卷上切下的织物段以高模数经线索20沿基本上垂直于 构筑物10的表面14的方向邻接于第一织物段。所述依次切割和单片 织物段18的安置重复进行，直至基本上覆盖如图3C中所示的土质构 筑物10的表面14的全部长度。
图4所示为本发明的单向土工布织物24，适用于土质保持墙、堤 坝、斜坡以及类似构筑物的加强层。织物24为横向单向，其包括多个 间隔的高弹性模数纬线索26，与相对低弹性模数经线索28连接在一起。 如以下详述，织物24具有开放网格结构，其用含树脂材料浸渍来涂敷 绳索26、28，但基本上不减少在所述绳索之间的开放空间的面积。
在浸渍时，本发明的织物网格优选为部分刚性，并可卷在轴芯上， 从而作为预织就连续组分运至安装地，然后连续展开以快速、经济并 简单地安装于土质构筑物上。例如，其可置于约0.3-约6米(约1-约 20英尺)宽、一片长度达91.4米(100码)以上的卷中。
所述浸渍织物网格24，尽管具有部分刚性，展开时保持平滑。这 是由于正确地选择了树脂和在网格中使用了适宜的绳索。所述大网格 孔使得在下层和上层的土壤彼此接触。从而土壤的应力作用于纬线索 26。
本发明的网格可为连续单纤维或玻璃纤维束的纬线索形成，也可 采用其它高模数纤维诸如，例如，碳纤维、石墨纤维、或称作Kevlar 的聚(对苯二甲酰对苯二胺)的芳族聚酰胺纤维。尽管可以使用重量 范围为约134-5000特(g/km)，优选ECR或2000特(g/km)的E玻璃粗纱。 可采用间隔为0.3-15.2cm(1/8-6英寸)的绳索，优选低捻度(例如， 每2.5cm(一英寸)约一捻度)绳索，这些绳索在间隔约1.9-2.5cm(3/4-1 英寸)基本上彼此平行设置。优选所述纬线索26通过连串绳圈、经编 绳圈或类似物，坚韧的还可使用丝或纱线诸如70-2000旦尼尔的聚酯纱 线或类似物，来彼此缝合或松散连接，尽管可采用一侧为约0.3-15.2cm (1/8-6英寸)的开孔，优选采用由一侧约1.9-2.5cm(3/4-1英寸)的 纬线索和经线索26、28构成的开孔。绳索26、28可使用经线编织、 纬线插入编织设备或其他常规编织设备。当网格制成并在它安置于土 质构筑物之前，在其上施用树脂，优选聚氯乙烯(PVC)塑料溶胶或类 似物。即，所述网格采用树脂进行“预浸渍”。所述树脂可为热熔融 体、溶剂基或水基并优选以约100-300％DPU(吸收干重)施加，例如， 约100-300份干重树脂施用于100重量份织物。
所述树脂的粘度经选择为可渗透入网格绳索中。虽然所述树脂并 不围绕玻璃纤维束中的每一根纤维，所述树脂一般均匀地分布于绳索 的内部。浸渍使得所述网格具有部分刚性和缓冲垫层，并防止玻璃绳 索和纤维被土壤环境中水和其它元素腐蚀。所述浸渍也减少了玻璃绳 索或纤维与由另一个玻璃绳索或纤维的切割口之间的磨损，这一点在 所述网格被放倒但在所述的覆盖尚未进行之前极为重要。
优选所述网格具有在纬线索26的方向上具有最低强度10千牛顿 每米(kN/m)，最优选至少50kN/m和最高约为100kN/m以上。
优选经线编织，纬线插入织物24可采用在cross-machine(纬线)方 向的2000特连续玻璃纤维纱线。此类纱线可采用1000旦尼尔连续纤 维聚酯丝线，通过任何常规缝纫、纺织、编织或相应的工艺连接在一 起形成在一侧具有0.3cm-约15.2cm(1/8英寸-约6英寸)开孔的结构。 所述结构此后以PVC塑料溶胶浸泡。所述摩擦将损害纤维并减少织物 的强度，用来防止玻璃纤维被水腐蚀并减少在所述纤维之间的摩擦的 树脂予以彻底浸渍，所得的网格重约25-约10,000克每平方米，而且横 跨宽度方向的抗拉强度为约10-约400kN/m。横跨宽度(纬线)的弹性 模数可为约500,000-约4,000,000psi，并且所述网格可卷起且操作方便。
图5A和5B所示为通过本发明的土工布织物施用在土质构筑物上 的优选实施方式。织物卷24在示于图5A中的邻接构筑物10的一端和 贴紧其表面14处配置。然后，所述织物卷24沿平行所述构筑物表面的 方向展开，直至其基本上覆盖如图5B所示的构筑物的长度。这样，所 述纬线索26仅须通过沿所述构筑物的表面展开所述织物，即基本上沿 垂直于构筑物10的表面14展开。不象如图3A、3B和3C所示的织物 18那样，现在无须切割和再定向单片织物24。如此，安装织物24所需 的时间和劳动强度要明显比现有技术中的单向土工布织物小。
尽管已通过详述解释本发明，可以理解的是，所述详述仅出于此 目的，并且作为本领域的普通技术人员在不脱离本发明权利要求的精 神和范围所作的变换均应落在本发明的保护范围之内。