説明

荷重支持用途のためのジオセル

高強度および剛性を有するジオセルであって、ジオセルが、1Hzの周波数で動的機械分析(DMA)によって機械方向にて測定される場合に、23℃にて500MPa以上の貯蔵弾性率、63℃にて150MPa以上の貯蔵弾性率;23℃にて12%の歪において14.5MPa以上の引張応力;25℃において120×10−6/℃以下の熱膨張係数、および/または2.6MPa以上の長期設計応力を有するようなジオセルを開示する。ジオセルは、荷重支持用途、特に車道、舗道、貯蔵場区域、および鉄道の路盤および/または下層路盤を補強するのに好適である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、車道、鉄道、駐車区域、および歩道に存在するもののように、荷重支持での使用に好適なCCSまたはジオセルとしても既知のセル状閉じ込めシステムに関する。特に、本開示のジオセルは、多数の荷重サイクルおよび温度サイクルの後にそれらの寸法を保持する。従って必要とされるインフィルの閉じ込めは、ジオセルの設計寿命サイクルの間にわたって保持される。
【背景技術】
【0002】
セル状の閉じ込めシステム(CCS)は、非粘性土、砂、小石、砂利、砕石、または他のいずれかのタイプの顆粒状の粒塊であることができる顆粒状のインフィルで満たされた「ハニカム」構造に似た封じ込めセルの配列である。ジオセルとしても知られるCCSは、機械的強度および剛性をほとんど必要としない土木工学用途、例えば傾斜の保護(浸食を防ぐため)または傾斜の側面支持に主に使用される。
【0003】
CCSは、ジオグリッド/ジオテキスタイルが平坦(すなわち二次元)であり、平面状の補強として使用される点において、ジオグリッド/ジオテキスタイルのような他のジオシンセティックスとは異なる。ジオグリッド/ジオテキスタイルは、非常に限られた垂直距離(普通は、顆粒状材料の平均サイズの1〜2倍)に関してだけ閉じ込めを行い、約20mmを超える平均サイズを有する顆粒状材料に制限される。このことがこのような二次元のジオシンセティックスの使用を比較的高価な顆粒状材料(砂利、砕石および小石)に制限するが、それは低品質の顆粒状材料、例えばリサイクルされたアスファルト、粉砕されたコンクリート、飛散灰および採石場廃棄物に対しては閉じ込めも補強もほとんど行わないからである。反対に、CCSは、三次元構造であり、あらゆる方向(すなわち、各セルの断面全体に沿って)での閉じ込めを行う。さらに、マルチセルの幾何学形状は、保持力を増大させる受動抵抗を与える。二次元のジオシンセティックスとは異なり、ジオセルは、約20mm未満の平均粒径を有する顆粒状材料および場合によっては約10mm以下の平均粒径を有する材料に対して閉じ込めおよび補強を行う。
【0004】
ジオセルは、Prestoを含む一部の世界的な企業によって製造されている。Prestoのジオセル、ならびに大部分のその模倣品はポリエチレン(PE)で製造されている。ポリエチレン(PE)は、高密度ポリエチレン(HDPE)または中密度ポリエチレン(MDPE)であることができる。「HDPE」という用語は、以下、0.940g/cmを超える密度によって特徴付けられるポリエチレンを指す。中密度ポリエチレン(MDPE)という用語は、0.925g/cmを超えて0.940g/cmまでの密度によって特徴付けられるポリエチレンを指す。低密度ポリエチレン(LDPE)という用語は、0.91〜0.925g/cmの密度によって特徴付けられるポリエチレンを指す。
【0005】
HDPEおよびMDPEから製造されるジオセルは、滑らかであるか、またはテクスチャライズされているかのいずれかである。テクスチャライズされたジオセルは、そのテクスチャがインフィルとジオセル壁との摩擦をある程度増すことができるので、市場では最も一般的である。理論的にはHDPEは15メガパスカル(MPa)を超える引張強度(降伏または破壊点での引張応力)を有することができるが、実際はサンプルをジオセル壁からとり、ASTM D638に従って試験する場合、その強度は、車道および鉄道のような荷重支持用途には不十分であり、さらに150%/分の高い歪速度ではほとんど14MPaに到達しない。
【0006】
HDPEおよびMDPEの低い特性は、ASTM D4065に従う動的機械分析(DMA)によって分析される場合に明らかに視覚可能である:23℃での貯蔵弾性率は約400MPa未満である。貯蔵弾性率は、温度が上昇するにつれて劇的に劣化し、約75℃の温度では有用なレベル未満になるため、荷重支持補強としての利用が制限される。これらの高くない機械的特性は、傾斜の保護には十分であるが、5年を超える業務用に設計される長期間の荷重支持用途には十分でない。
【0007】
ポリマーの長期間にわたるクリープ関連挙動を予測する別の方法は、ASTM 6992に従う段階的定温法(SIM)による加速クリープ試験である。この方法において、ポリマー試料は、段階的な温度プログラムの下で一定の荷重に供される。高温段階は、クリープを加速する。この方法は、長期間、さらには100年にわたる試料の特性の外挿を可能にする。普通は、PEおよびPPが試験される場合、10%の塑性変形を生じる荷重を「長期設計強度」と称し、設計のために許容される強度としてジオシンセティックスに使用される。PEおよびPPは、10%の塑性変形を超える二次クリープの影響下にあるので、10%を超える塑性変形を生じる荷重は避けられる。二次クリープは、予測できず、PEおよびPPは、このモードで「貫入」を生じる傾向がある。
【0008】
車道、鉄道およびより重い荷重が与えられる貯蔵場および駐車場のような用途に関して、このようなほとんど14MPaに満たない強度は不十分である。特に、これらの高くない機械的特性を有するジオセルは、比較的低い剛性を有する傾向にあり、8%程度の低い歪において塑性変形する傾向がある。塑性変形は、セルのその閉じ込め潜在力、本質的には短期間または少数の車両通過(少数の周期的荷重)後の主要な補強機構を喪失させる。例えば、機械方向(縫合面に対して垂直)において典型的なジオセルからとったストリップを20%/分の歪速度またはさらに150%/分の歪速度でASTM D638に従って試験する場合、6%歪での応力は13MPa未満であり、8%歪での応力は13.5MPa未満であり、12%歪では14MPa未満である。結果として、HDPEジオセルは、ジオセルが低荷重の下にあり、荷重保持インフィルの閉じ込めが必須でない(例えば土壌の安定化においての)場合の用途に限られる。ジオセルは、低歪時に塑性変形する傾向が高いため、車道、鉄道、駐車区域、または重容器貯蔵場のような荷重支持用途には広くは許容されない。
【0009】
垂直荷重が顆粒状材料の基材に適用される場合、垂直荷重の一部が水平荷重または圧力に変換される。水平荷重の大きさは、垂直荷重に、顆粒状材料の水平土圧係数(横土圧係数またはLEPCとしても知られる)を乗じたものに等しい。LEPCは、小石および砕石(一般に低級の硬質粒子であるため、圧縮は非常に良好であり、可塑性も最小である)のような良好な材料に関しては約0.2から、砕石場廃棄物またはリサイクルされたアスファルト(細粒含有量が高く、可塑性が高い材料)のようなより可塑性の材料では約0.3〜0.4まで変動し得る。顆粒状材料が湿潤している場合(例えば雨または洪水により路盤および車道の下層路盤が飽和している)、その可塑性は増大し、より高い水平荷重が生じ、セル壁に増大したフープ応力を与える。
【0010】
顆粒状材料が、ジオセルによって閉じ込められ、垂直荷重が静的または動的応力(例えば、車両の車輪または列車のレールによって与えられる圧力)によって上部から適用される場合、水平圧力は、ジオセル壁においてフープ応力に変換される。フープ応力は、水平圧力および平均セル半径に比例し、セル壁の厚さに反比例する。
【化1】

式中、HSは、ジオセル壁の平均フープ応力であり、VPは荷重によって顆粒状材料に対外的に適用される垂直圧力である。LEPCは、横方向の土圧係数であり、rは平均セル半径であり、dは公称セル壁厚さである。
【0011】
例えば、1.5ミリメートルのセル壁厚さ(テクスチャを含み、この「壁厚さ」という用語は以下、セル壁断面のピークからピークまでの距離を指す)、230ミリメートルの平均直径(顆粒状材料でインフィルされている場合)、200ミリメートルの高さを有し、砂または砕石場廃棄物(LEPC0.3)および700キロパスカル(kPa)の垂直荷重を有するHDPEまたはMDPE製のジオセルは、約16メガパスカル(MPa)のフープ応力を受ける。フープ応力の式からわかるように、より大きい直径またはより薄い壁(経済的な製造の観点から有利である)は、顕著により高いフープ応力に供され、従ってHDPEまたはMDPEで製造される場合に補強としてあまり作用しない。
【0012】
550kPの垂直荷重は、舗装されていない車道に一般的である。700KPa以上の顕著に高い荷重は、重量車両のための車道(舗装されたおよび舗装されていない)、産業用道路、または駐車区域で遭遇することがある。
【0013】
荷重支持用途、特に車道および鉄道は一般に、多量の周期的荷重に供されるので、ジオセル壁は、非常に低い塑性変形を伴って、周期的荷重下で元々の寸法を保持することが必要である。HDPEジオセルの商業的な利用は、HDPEが、通常は約8%の歪および荷重支持用途にて一般的に見出される典型的な応力にてその塑性限界に到達するので、非荷重保持用途に制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
増大した剛性および強度、高温での低い変形傾向、周囲温度(23℃)を超える温度でのその弾性の良好な保持、繰り返され連続する荷重下および/または長期間の業務の下での塑性変形を生じる低い傾向を有するようなジオセルを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0015】
塑性変形を生じることなく、十分な剛性を提供し、高い応力を受容できるジオセルが実施形態において開示される。このようなジオセルは、例えば舗装道路、車道、鉄道、駐車区域、空港滑走路、および貯蔵場区域のような荷重支持用途に好適である。このようなジオセルを製造する方法および使用方法も開示される。
【0016】
一部の実施形態において、ポリマーストリップから形成されるジオセルが開示され、少なくとも1つのポリマーストリップは、23℃にて、1Hzの周波数でASTM D4065に従う動的機械分析(DMA)によって機械方向にて測定される場合に、500MPa以上の貯蔵弾性率を有する。
【0017】
少なくとも1つのポリマーストリップは、700MPa以上の貯蔵弾性率(1000MPa以上の貯蔵弾性率を含む)を有してもよい。
【0018】
少なくとも1つのポリマーストリップは、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に12%の歪における応力が14.5MPa以上(12%の歪における応力が16MPa以上、または12%の歪における応力が18MPa以上を含む)であってもよい。
【0019】
少なくとも1つのポリマーストリップは、ASTM D696に従って25℃において120×10−6/℃以下の熱膨張係数を有してもよい。
【0020】
ジオセルは、舗装道路、車道、鉄道または駐車区域の層に使用できる。ジオセルは、砂、小石、砕石、砂利、砕石場廃棄物、粉砕されたコンクリート、リサイクルされたアスファルト、砕石ブリックス、建築残骸および粗石、粉砕されたガラス、発電所アッシュ、飛散灰、石炭灰、高炉鉄スラグ、セメント製造スラグ、スチールスラグおよびこれらの混合物からなる群から選択される顆粒状材料で充填することができる。
【0021】
ポリマーストリップから形成されたジオセルが他の実施形態において開示されており、63℃および1Hzの周波数にてASTM D4065に従って動的機械分析(DMA)によって機械方向にて測定される場合に、少なくとも1つのポリマーストリップは150MPa以上の貯蔵弾性率を有する。
【0022】
少なくとも1つのポリマーストリップは、250MPa以上の貯蔵弾性率(400MPa以上の貯蔵弾性率を含む)を有してもよい。
【0023】
ポリマーストリップから形成されたジオセルがさらに他の実施形態において開示されており、PRS SIM手順に従って測定される場合、少なくとも1つのポリマーストリップは、26MPa以上の長期設計応力を有する。
【0024】
少なくとも1つのポリマーストリップは、3MPa以上の長期設計応力(4MPa以上の長期設計応力を含む)を有してもよい。
【0025】
これらおよび他の実施形態を以下により詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【0026】
本明細書に開示されている例示的な実施形態を例示する目的のためであり、それを限定する目的ではなく示した図面の簡単な説明は次の通りである。
【0027】
【図1】ジオセルの斜視図である。
【0028】
【図2】本開示のジオセル中に使用されるポリマーストリップの例示的な実施形態を示すダイアグラムである。
【0029】
【図3】本開示のジオセルに使用されるポリマーストリップの別の例示的な実施形態を示すダイアグラムである。
【0030】
【図4】本開示のジオセルに使用されるポリマーストリップの別の例示的な実施形態を示すダイアグラムである。
【0031】
【図5】比較例に対する本開示の種々のセルの応力−歪結果を含むグラフである。
【0032】
【図6】本開示のジオセルに関する応力−歪ダイアグラムを示すグラフである。
【0033】
【図7】比較例に対する本開示の例示的なセルの垂直荷重試験の結果を示すグラフである。
【0034】
【図8】コントロールストリップに関する温度に対する貯蔵弾性率およびTan Deltaのグラフである。
【0035】
【図9】本開示のジオセルに使用されるポリマーストリップに関する温度に対する貯蔵弾性率およびTan Deltaのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0036】
次の詳細な説明は、当業者が本明細書に開示される実施形態を製造および使用できるように与えられ、これらの実施形態を実行することを想定した最良の様式を示す。しかし、種々の改質がなおも、当業者に明らかであり、この開示の範囲内であると考えられるべきである。
【0037】
本明細書に開示されるコンポーネント、プロセスおよび装置のより完全な理解は、添付の図面を参照して得ることができる。これらの図面は、単に簡便さおよび本開示を示す容易さに基づく概略図であり、そのため、デバイスまたはそれらのコンポーネントの相対的な大きさおよび寸法を示すこと、および/または例示的な実施形態の範囲を規定または限定することを意図しない。
【0038】
図1は、単一層のジオセルの斜視図である。ジオセル10は、複数のポリマーストリップ14を含む。隣接するストリップは、区別できる物理的ジョイント16によって共に結合される。結合は、結合、縫合まはた溶接によって行うことができるが、一般に溶接によって行われる。2つのジョイント16間の各ストリップ部分は、個々のセル20のセル壁18を形成する。各セル20は、2つの異なるポリマーストリップから製造されるセル壁を有する。ストリップ14は、共に結合して、複数のストリップからのハニカムパターンを形成する。例えば、外側ストリップ22および内側ストリップ24は物理的ジョイント16によって共に結合されて、それがストリップ22および24の長さに沿って規則的に空間をあける。内側ストリップ24の対は、物理的ジョイント32によって共に結合される。各ジョイント32は、2つのジョイント16間にある。結果として、複数のストリップ14がストリップの面に垂直な方向に延伸される場合、ストリップは、正弦曲線の様式で曲がり、ジオセル10を形成する。2つのポリマーストリップ22、24の端部が出会うジオセル縁部において、端部ウエルド26(ジョイントととも考えられる)は、端部28からの距離が短く、2つのポリマーストリップ22、24を安定化する短いテール30を形成する。
【0039】
本開示のジオセルは、特定の物理的特性を有するポリマーストリップで製造される。特に、ポリマーストリップは、20%/分または150%/分の歪速度にて、機械方向(ジオセルの縫合面に垂直)において測定される場合に、降伏点またはポリマーストリップが降伏点を有していない場合は12%の歪時に、14.5MPa以上の応力を有する。他の実施形態において、ポリマーストリップは、記載したように測定される場合に、14.5MPaの応力にて10%以下の歪を有する。換言すれば、ポリマーストリップは、降伏点に到達することなく、14MPa以上の応力に耐えることができる。降伏点に関する他の類義語は、降伏点応力、弾性限界、または塑性限界を含む。ポリマーストリップが、降伏点を有していない場合、応力は12%歪におけるものを考慮する。これらの測定値は、その曲げ特性ではなく、23℃における機械方向のポリマーストリップの引張特性に関する。
【0040】
多くのジオセルが穿孔されているので、ASTM D638またはISO527標準に従って応力および歪を測定することは一般に不可能である。従って、測定値は、次の手順に従って測定され、その手順はこの標準の変更されたバージョンであり、「Izhar手順」として本明細書では称される。長さ50mmおよび幅10mmのストリップは、地面に対して平行であり、セルの縫合面に垂直な方向(すなわち、機械方向)においてサンプル化される。ストリップは、クランプ間の距離が30mmとなるようにクランプする。次いでストリップは、1分あたり45ミリメートル(mm)の速度にて互いに離れるようにクランプを動かすことによって延伸され、23℃において150%/分の歪速度に変換される。この変形に対応してストリップによって与えられる荷重をロードセルによってモニターする。応力(N/mm)は、異なる歪にて計算される(歪は、長さの増加分を元々の長さで除したものである)。応力は、特定歪での荷重を元々の公称断面(ストリップの幅にストリップの厚さを乗じたもの)で除することによって計算される。ジオセルのストリップの表面は普通はテクスチャライズされているので、サンプルの厚さは、ストリップにおいて3つの点間で平均された「ピークからピーク」の距離として簡単に測定される。(例えば、エンボス加工されたダイアモンド様テクスチャを有し、上方側の最上部テクスチャと底部側の最下部テクスチャとの間の距離1.5mmを有するストリップは、厚さ1.5mmとみなされる)。このような150%/分の歪速度は、各荷重サイクルが非常に短い舗装道路および鉄道により関連している。
【0041】
他の実施形態において、ポリマーストリップは、
8MPaの応力において最大1.9%の歪;
10.8MPaの応力において最大3.7%の歪;
12.5MPaの応力において最大5.5%の歪;
13.7MPaの応力において最大7.5%の歪;
14.5MPaの応力において最大10%の歪;
15.2MPaの応力において最大11%の歪;および
15.8MPaの応力において最大12.5%の歪
を有するものとして特徴付けることができる。ポリマーストリップはまた、場合により16.5MPaの応力において最大14%の歪;および/または;17.3MPaの応力において最大17%の歪を有することができる。
【0042】
他の実施形態において、ポリマーストリップは、12%の歪において少なくとも14.5MPaの応力;12%の歪において少なくとも15.5MPaの応力;および/または12%の歪において少なくとも16.5MPaの応力を有するものとして特徴付けることができる。
【0043】
他の実施形態において、ポリマーストリップは、1Hzの周波数にて動的機械分析(DMA)によって機械方向で測定される場合に、23℃にて500MPa以上の貯蔵弾性率を有するものとして特徴付けることができる。引張応力−歪測定に関して、DMA分析のための厚さは、3つの点間で平均化された「ピークからピークの」距離として測定される。本開示に記載されるDMA測定は、ASTM D4065に従って行われる。
【0044】
他の実施形態において、ポリマーストリップは、1Hzの周波数にて動的機械分析(DMA)によって機械方向に測定される場合に、50℃にて250MPa以上の貯蔵弾性率を有するものとして特徴付けることができる。
【0045】
他の実施形態において、ポリマーストリップは、1Hzの周波数にて動的機械分析(DMA)によって機械方向に測定される場合に、63℃にて150MPa以上の貯蔵弾性率を有するものとして特徴付けることができる。
【0046】
他の実施形態において、1Hzの周波数にて動的機械分析(DMA)によって機械方向で測定される場合に、75℃にて0.32以下のTan Deltaを有するものとして特徴付けることができる。これらの新規な特性は、典型的なHDPEまたはMDPEジオセルの特性を超える。
【0047】
動的機械分析(DMA)は、ポリマーの粘弾性特性を試験し、特徴付けるために使用される技術である。一般に、振動力が材料サンプルに適用され、サンプルの得られた周期的変位が周期的荷重に対して測定される。弾性が高くなるにつれて、荷重と変位との間のタイムラグ(位相)が小さくなる。これから、サンプルの純粋な剛性(貯蔵弾性率)、ならびに解離機構(損失弾性率)およびそれらの比(Tan Delta)を決定できる。DMAはまた、ASTMにて議論されている。
【0048】
本開示のジオセルの別の態様は、現在のHDPEまたはMDPEに対して低い熱膨張係数(CTE)である。CTEは、熱サイクリング中の膨張/収縮が、同様にさらなるフープ応力を与える別の機構であるため重要である。HDPEおよびMDPEは、周囲(23℃)にて約200×10−6/℃のCTEを有し、CTEは周囲よりも高い温度にてさらに高くなる。本開示のジオセルは、23℃にて約150×10−6/℃以下のCTEを有し、特定の実施形態においてASTM D696に従って測定される場合、23℃において約120×10−6/℃以下である。本開示のCTEは、高温にて上昇する傾向が低い。
【0049】
本開示のジオセルの別の態様は、一定の荷重下でそのクリープ傾向が低い。低いクリープ傾向は、ASTM 6992に記載されるように、段階的等温法(SIM)による加速クリープ試験に従って測定される。この方法において、ポリマー試料は、段階的温度プログラム(すなわち、温度は所定の期間にわたって増大し、一定に保持される)の下で一定荷重に供される。高温段階はクリープを加速する。SIM試験の手順は、幅100mmおよび正味の長さ50mm(クランプ間の距離)を有するサンプルに適用される。サンプルは、次の段階を含む手順に従って静的荷重によって荷重され、加熱される:
【表1】

【0050】
このSIM手順は、本明細書において、「PRS SIM手順」と称される。手順の終わりの塑性歪(長さの不可逆性の増大を初期長さで除したもの)を測定する。塑性歪は、異なる荷重に対して測定され、10%以下の塑性歪を生じる荷重は、「長期設計荷重」と呼ばれる。長期設計荷重((元の幅を乗じた元の幅)で除した荷重)に関連する応力は、「長期設計応力」であり、ジオセルが静的荷重下で長期間耐えることができる許容フープ応力を与える。
【0051】
典型的なHDPEジオセルは、PRS SIM手順に供される場合に、2.2MPaの長期設計応力をほとんど与えることができない。
【0052】
一部の実施形態において、本開示に従うポリマーストリップは、2.6MPa以上の長期設計応力(3MPa以上、またはさらには4MPa以上の長期設計応力を含む)によって特徴付けられる。
【0053】
HDPEジオセルとは異なり、本開示のジオセルは、16%歪まで、一部の実施形態では22%歪までの非常に良好な特性を与えることができる。特にジオセルは、14.5MPaを超える応力に対して弾性応答し得るため、荷重支持用途のために必要とされる特性を与える。弾性応答は、荷重が取り除かれたときに元の寸法に完全に回復することを保証する。ジオセルは、より高い荷重保持能力と、繰り返される荷重(すなわち周期的荷重)の下で元の直径に戻る増大した反発力とを有するインフィルを提供する。さらに、本開示のジオセルは、本明細書にさらに記載されるように、一般に路盤および下層路盤に使用できない顆粒状材料と共に使用することができる。本開示のジオセルはまた、特に微細グレイン化された顆粒状材料を使用する場合に、加湿条件下での良好な荷重保持および疲労耐性を可能にする。
【0054】
ポリマーストリップは、さらに以下に記載されるように改質されている、ポリエチレン(PE)ポリマー、例えばHDPE、MDPE、またはLDPEを含んでもよい。
【0055】
ポリマーストリップはまた、ポリプロピレン(PP)ポリマーを含んでもよい。大抵のPPホモポリマーは脆性が高く、大抵のPPコポリマーは、荷重支持用途のためには柔らか過ぎるが、一部の等級のPPポリマーは有用である。このようなPPポリマーは、荷重支持用途に対して十分剛性であるが、ジオセルは折り畳むことができる程十分柔らかい。本開示に好適な例示的なポリプロピレンポリマーは、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレン衝撃コポリマー、ポリプロピレンとエチレン−プロピレン−ジエン−モノマー(EPDM)またはエチレンα−オレフィンコポリマーに基づくエラストマーとのブレンド、およびポリプロピレンブロックコポリマーを含む。このようなPPポリマーは、Dow Chemical CompanyからR338−02Nとして;SABIC Innovative PlasticsからPP71EK71PS等級衝撃コポリマー;およびSABIC Innovative PlasticsからPP RA1E10ランダムコポリマーとして市販されている。例示的なエチレンα−オレフィンコポリマーに基づくエラストマーは、Exxon Mobilによって製造されるExact(登録商標)エラストマーおよびMitsuiによって製造されるTafmer(登録商標)エラストマーを含む。PPポリマーは、低温(約−20℃未満)にて脆弱性であり、静的または周期性荷重下でクリープする傾向があるので、PPを組み込む本開示のジオセルは、荷重保持性が低い場合があり、HDPEを組み込む本開示のジオセルよりも操作温度についてさらにより制限される場合がある。
【0056】
本開示に従うPPおよび/またはPEポリマーまたはその他のいずれかのポリマー組成物は、一般に、種々の処理プロセスおよび/または添加剤を通して改質され、必要とされる物理的特性を得る。最も有効な処理は、押出成型機から下流またはその後の別のプロセスのいずれかにおける押出成型後処理である。通常、結晶性が低いポリマー、例えばLDPE、MDPE、および一部のPPポリマーは、押出成型後プロセス、例えば配向、架橋および/または熱徐冷を必要とすると一方で、結晶性の高いポリマーは、ストリップとして押出成型され、共に溶接されて、押出成型後処理を適用する必要がないジオセルを形成する。
【0057】
一部の実施形態において、ポリマーストリップは、(i)高性能ポリマーおよび(ii)ポリエチレンまたはポリプロピレンポリマーのブレンド(通常、相溶化されたアロイとして)を含む。ブレンドは、一般に不混和性ブレンド(アロイ)であり、高性能ポリマーは、ポリエチレンまたはポリプロピレンポリマーによって形成されるマトリックス中に分散される。高性能ポリマーは、(1)ASTM D4065に従って1Hzの周波数において動的機械分析(DMA)によって機械方向にて測定される場合に23℃で1400MPa以上の貯蔵弾性率;または(2)少なくとも25MPaの最終的な引張強度を有するポリマーである。例示的な高性能ポリマーはポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、およびポリウレタン樹脂を含む。特に好適な高性能ポリマーは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6/66、ポリアミド12、およびそれらのコポリマーを含む。高性能ポリマーは、通常、ポリマーストリップの約5〜約85重量%で含まれる。特定の実施形態において、高性能ポリマーは、ポリマーストリップの約5〜約30重量%(約7〜約25重量%を含む)で含まれる。
【0058】
ポリマーストリップの特性は、(ストリップの溶接による)ジオセルを形成する前またはジオセルを形成後のいずれかにて改質できる。ポリマーストリップは、一般に、ポリマー材料のシートを押出成型し、このポリマー材料シートからストリップを切断することによって製造され、改質は、一般に効率のためにシートに対して行われる。改質は、溶融物をシートの形状に成形し、シートを融点未満に冷却した後、押出成型プロセスにおいてインラインで行うことができ、またはシートが押出成型機ダイから分離した後の二次プロセスとして行うことができる。改質は、シート、ストリップおよび/またはジオセルを、架橋、結晶化、徐冷、配向、およびこれらの組み合わせによって処理することによって行うことができる。
【0059】
例えば、幅が5〜500cmであるシートは、シートを製造するために使用されるポリマー樹脂のピーク融点(Tm)より約25℃〜約10℃低い範囲の温度にて延伸(すなわち配向)されてもよい。配向プロセスは、ストリップ長さを変更するので、ストリップは、その元の長さに対して長さが2%〜500%増大し得る。延伸後、シートを徐冷することができる。徐冷は、シートを製造するために使用されるポリマー樹脂のピーク融点(Tm)より2℃〜60℃低い温度にて行うことができる。例えば、HDPE、MDPEまたはPPシートが得られる場合、延伸および/または徐冷は、約24℃〜150℃の温度にて行われる。ポリマーアロイを徐冷する場合、徐冷温度は、HDPE、MDPE、またはPP相のピーク融点(Tm)より2〜60℃低い。
【0060】
一部の特定の実施形態において、ポリマーシートまたはストリップは、延伸されて、その長さが50%増大する(すなわち、そうして最終長さは元の長さの150%になる)。延伸は、ポリマーシートまたはストリップの表面において約100〜125℃の温度にて行われる。厚さは、延伸のために10%〜20%まで低下する。
【0061】
他の実施形態において、ポリマーシートまたはストリップは、押出成型後に電子ビームを用いる照射により、あるいは溶融の前または押出成型機における溶融混錬中に、ポリマー組成物にフリーラジカル供給源を添加することによって架橋される。
【0062】
他の実施形態において、ジオセルに必要とされる特性は、多層ポリマーストリップを提供することによって得ることができる。一部の実施形態において、ポリマーストリップは少なくとも2つ、3つ、4つ、または5つの層を有する。
【0063】
図2に示されるような一部の実施形態において、ポリマーストリップ100は、少なくとも2つの層110、120を有し、ここでこの2つの層は、同一または異なる組成物から製造され、少なくとも1つの層は、(1)ASTM D4065に従って1Hzの周波数において、動的機械分析(DMA)によって機械方向において測定される場合に23℃で1400MPa以上の貯蔵弾性率;または(2)少なくとも25MPaの最終的な引張強度を有する高性能ポリマーまたはポリマー化合物で製造される。実施形態において、一方の層は、高性能ポリマーを含み、他方の層は、ポリエチレンまたはポリプロピレンポリマーを含み、それはポリエチレンまたはポリプロピレンポリマーと他のポリマー、充填剤、添加剤、繊維およびエラストマーとのブレンドまたはアロイであってもよい。例示的な高性能樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン;(1)ポリアミド、ポリエステル、またはポリウレタンと、(2)LDPE、MDPE、HDPE、またはPPとのアロイ;およびコポリマー、ブロックコポリマー、3つのポリマー(ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン)のいずれか2つのブレンドもしくは組み合わせが挙げられる。
【0064】
図3に示されるような他の実施形態において、ポリマーストリップ200は5つの層を有する。層のうち2つは、外層210であり、1つの層はコア層230であり、2つの中間層220はコア層と各外側層とを結合させる(すなわち、そうして中間層はタイ層として作用する)。この5層ストリップは共押出成型によって形成できる。
【0065】
他の実施形態において、ポリマーストリップ200は3つの層だけを有する。層のうち2つは外側層210であり、第3の層はコア層230である。この実施形態において、中間層220は存在しない。この3つの層ストリップは共押出成型によって形成できる。
【0066】
外側層は、紫外線分解および加水分解に対して耐性を提供でき、良好な溶接性を有する。外側層は、HDPE、MDPE、LDPE、ポリプロピレン、それらと他の化合物およびポリマーとのブレンド、およびアロイからなる群から選択されるポリマーから製造できる。このようなポリマーは、エラストマー、特にEPDMおよびエチレン−αオレフィンコポリマーとのブレンドであってもよい。コアおよび/または外側層はまた、(1)HDPE、MDPE、LDPE、またはPPと、(2)ポリアミドまたはポリエステルとのアロイから製造できる。各外側層は、約50〜約1500マイクロメートル(ミクロン)の厚さを有してもよい。
【0067】
中間(タイ)層は、機能化HDPEコポリマーまたはターポリマー、機能化PPコポリマーまたはターポリマー、極性エチレンコポリマー、または極性エチレンターポリマーから製造できる。一般に、HDPEおよびPPコポリマー/ターポリマーは、中間層(タイ層)と外側層との化学的結合形成を可能にする反応性末端基および/または側鎖基を含有する。例示的反応性側鎖基としては、カルボキシル、無水物、オキシラン、アミノ、アミド、エステル、オキサゾリン、イソシアナート、またはこれらの組み合わせが挙げられる。各中間層は、約5〜約500マイクロメートルの厚さを有してもよい。例示的な中間層樹脂としては、Arkemaによって製造されるLotader(登録商標)およびDuPontによって製造されるElvaloy(登録商標)、Fusabond(登録商標)、またはSurlyn(登録商標)樹脂が挙げられる。
【0068】
コアおよび/または外側層は、ポリエステルおよびPEまたはPPとのそれらのアロイ、ポリアミドおよびPEまたはPPとのそれらのアロイ、ポリエステルとポリアミドとのブレンドおよびPEまたはPPとそれらのアロイを含んでもよい。例示的なポリアミドとしては、ポリアミド6、ポリアミド66、およびポリアミド12が挙げられる。例示的なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリブチレンテレフタレート(PBT)が挙げられる。コアおよび/または外側層は、約50〜約2000マイクロメートルの厚さを有してもよい。
【0069】
図4に示されるように他の実施形態において、ポリマーストリップ300は、3つの層、上層310、中心層320、および下層330を有する。上層は、前述の外側層と同一であり、中心層は前述の中間層と同一であり、下層は前述のコア層と同一である。
【0070】
ジオセルは、一般にエンボス加工され(押出成型後の半固体状物をテクスチャライズされたロールに加圧することによってテクスチャライズされる)、顆粒状インフィルまたは土壌との摩擦を増大させる。ジオセルはまた、顆粒状インフィルおよび排水との摩擦を改善するために穿孔されてもよい。しかし、エンボス加工および穿孔はジオセルの剛性および強度を低下させる。これらの摩擦補助は通常存在するので、そのポリマー組成および/またはモルホロジーを変更することによってジオセルに向上した強度および剛性を与える必要がある。
【0071】
ポリマーストリップはさらに、必要とされている物理的特性を得るために添加剤を含んでもよい。このような添加剤は、特に、核形成剤、充填剤、繊維、ナノ粒子、硬化アミン光安定剤(HALS)、酸化防止剤、UV光吸収剤、およびカーボンブラックから選択されてもよい。
【0072】
充填剤は、粉末、繊維、またはウィスカーの形態であってもよい。例示的な充填剤としては、金属酸化物、例えば酸化アルミニウム;金属炭酸塩、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムまたは炭酸カルシウム−マグネシウム;金属硫酸塩、例えば硫酸カルシウム;金属リン酸塩;金属ケイ酸塩、特にタルク、カオリン、雲母、またはケイ灰石;金属ホウ酸塩;金属水酸化物;シリカ;ケイ酸塩;アルモケイ酸塩;チョーク;タルク;ドロマイト;有機または無機繊維またはウィスカー;金属;金属コーティングされた無機粒子;粘土;カオリン;産業灰;コンクリート粉末;セメント;またはこれらの混合物が挙げられる。一部の実施形態において、充填剤は、10ミクロン未満の平均粒径を有し、一部の実施形態においてはまた、1を超えるアスペクト比を有する。特定の実施形態において、充填剤は、雲母、タルク、カオリンおよび/またはケイ灰石である。他の実施形態において、繊維は1ミクロン未満の直径を有する。
【0073】
ナノ粒子は、種々のプロセスに関してポリマー組成物に添加できる。例えば、無機UV吸収固体ナノ粒子は、実際には移動性を有しておらず、そのため浸出および/または蒸発に対して非常に抵抗性である。UV吸収性固体ナノ粒子はまた、視覚スペクトルにおいて透明であり、非常に均一に分配される。そのため、それらは、ポリマーの色または色調に寄与することなく保護を行う。例示的なUV吸収性ナノ粒子は、チタン塩、酸化チタン、酸化亜鉛、ハロゲン化亜鉛、および亜鉛塩からなる群から選択される材料を含む。特定の実施形態において、UV吸収性ナノ粒子は、二酸化チタンである。市販のUV吸収性粒子の例は、SachtlebenによるSACHTLEBEN(商標)Hombitec RM 130F TN、UmicoreによるZANO(商標)酸化亜鉛、Advanced Nanotechnology LimitedによるNanoZ(商標)酸化亜鉛、およびDegussaによるAdNano酸化亜鉛(商標)である。
【0074】
ジオセルが形成されるポリマーストリップは、種々のプロセスによって製造される。一般にプロセスは、ポリマー組成物を溶融し、溶融シートとして押出成型機ダイを通して組成物を押出成型し、成形し、場合により得られたシートをテクスチャライズし、所望の特性を得るために必要に応じてシートを処理し、シートをストリップに切断し、およびシートから形成されたストリップを互いに溶接し、縫合し、結合し、リベットで留めてジオセルを得ることを含む。まず、種々の構成成分、例えばポリマー樹脂およびいずれかの所望の添加剤は、通常押出成型機または共混錬機において溶融混錬される。これは、例えば溶融押出成型機、例えばポリマーに必要とされる熱を与え、分解を最小限にして剪断するのに十分な混合要素を備えた二軸スクリュー押出成型機または単軸スクリュー押出成型機にて行うことができる。組成物は溶融混錬されて、あらゆる添加剤が完全に分散するようにする。次いで組成物は、ダイを通して押出成型され、金属カレンダー間をシート形態に加圧される。押出成型機ダイの下流に与えられる例示的な処理は、シートの表面のテクスチャライズ、シートの穿孔、配向(一方向または二方向)、電子ビームまたはx線の照射および熱徐冷を含む。一部の実施形態において、シートは熱処理されて結晶性を増大させ、内部応力を低減する。他の実施形態において、シートは、電子ビーム、x線、熱処理およびこれらの組み合わせによって処理されてポリマー樹脂中に架橋を誘導させる。上述の処理の組み合わせも想定される。
【0075】
ストリップは、得られたシートから形成され、および共に溶接され、縫合され、または結合されてジオセルを形成できる。このような方法は、当分野において既知である。得られたジオセルは、長期間にわたって持続した荷重サイクリングの下で、その剛性を保持できる。
【0076】
本開示のジオセルは、現在のジオセルでは使用できない荷重支持用途に有用である。特に、本ジオセルはまた、路盤、下層路盤および路床のための荷重支持用途に通常は向かないインフィル材料を使用できる。
【0077】
特に、本開示のジオセルは、不十分な剛性および比較的低い疲労抵抗性(顆粒状材料において、疲労抵抗性はまた弾性率として知られている)のために、荷重支持用途、例えば路盤および下層路盤に使用するのに以前は不向きであったインフィル用の材料を使用できる。ここで使用できる例示的な顆粒状のインフィル材料としては、砕石場廃棄物(良好な品質の顆粒状材料の分類後に残る微細な画分)、粉砕されたコンクリート、リサイクルされたアスファルト、粉砕ブリックス、建築残骸および粗石、粉砕されたガラス、発電所アッシュ、飛散灰、石炭灰、高炉鉄スラッグ、セメント製造スラッグ、スチールスラッグ、およびこれらの混合物が挙げられる。
【0078】
本開示はさらに、次の非限定作用例にて例示され、これらの実施例は、単に例示を目的とし、この開示は、本明細書に記載される材料、条件、プロセスパラメータなどを制限することを目的としないことが理解される。
【実施例】
【0079】
一部のジオセルが製造され、それらの応力−歪応答、DMA特性および顆粒状材料保持能力に対するそれらの影響に関して試験された。
【0080】
一般に、引張応力−歪特性は、前述のIzhar手順によって測定した。
【0081】
様々な偏向における荷重を測定またはニュートン(N)に変換した。偏向は、ミリメートル(mm)にて測定されるまたはミリメートル(mm)に変換される。応力は、特定偏向での荷重をストリップの元の断面(元の幅に元の厚さを乗じたもの、ここで厚さは上方面と底部面との間のピークからピークまでの公称距離である)で除することによって計算した。歪(%)は、特定偏向(mm)を元の長さ(mm)で除し、100を乗じることによって計算した。
【0082】
比較例1
Presto Geosystems(Wisconsin,USA)から市販の高密度ポリエチレン(HDPE)から製造されるジオセルを得て、その特性を試験した。平均セル壁厚さは1.5mmであり、ストリップはダイアモンド様垂直セルのテクスチャを有していた。ジオセルは非穿孔であった。Izhar手順に従うその応力−歪応答を表2に示す。
【表2】

【0083】
約8%の歪および約13.4MPaの応力において、比較例は、深刻な塑性変形を生じ始め、実際、約8%の歪にて降伏点に到達する。換言すれば、応力の解放後、サンプルはその元の長さを回復しなかったが、より長く永久的に維持された(永久残留歪)。この現象は、荷重支持用途、特に多く(製品寿命サイクル中に10,000〜1,000,000またはこれ以上のサイクル)に供される用途のためのセル状閉じ込めシステムに不向きであり、舗道および鉄道のための荷重支持体としてHDPEジオセルの性能が劣化する理由である。
【実施例1】
【0084】
HDPEストリップは、押出成型され、エンボス加工されて比較例1と同様のテクスチャを与える。ストリップは、1.7mmの厚さを有し、次いで100℃の温度にて延伸され(ストリップ面において)、長さが50%増大し、厚さが25%低減した。このHDPEストリップの応力−歪応答はIzhar手順に従って測定されたものであり、表3に示される。
【表3】

【0085】
実施例1のストリップは、17MPaを超える応力にて降伏点を有さず、その塑性限界に到達せずに、12%の歪まで弾性応答を維持していた。荷重を解放した後の初期寸法の回復率は、100%に近かった。
【実施例2】
【0086】
12重量%のポリアミド12、10重量%のポリブチレンテレフタレート、5%の無水マレイン酸相溶化剤がグラフト化したポリエチレン(Polyramによって製造されたBondyram(登録商標)5001)、および73%のHDPEを含む高性能ポリマーアロイ組成物を押出成型し、1.5mm厚さを有するテクスチャライズされたシートを形成した。組成物から形成されたストリップの応力−歪応答は、Izhar手順に従って測定されたものであり、表4に示される。
【表4】

【0087】
実施例2のストリップは降伏点を有さず、その塑性限界に到達せずに、14%の歪まで17MPaを超える応力にて弾性応答を維持した。荷重を解放した後の初期寸法の回復率は、100%に近かった。
【0088】
図5は、比較例1、実施例1、および実施例2に関する応力−歪結果を示すグラフである。(0,0)における追加点をそれぞれの結果に加えた。示されるように、実施例1および実施例2は、シャープな降伏点を有しておらず、17MPaを超える応力にて12〜14%の歪まで降伏なく応力の増大が維持されたが、比較例1は、8〜10%の歪および約14MPaの応力にて降伏点に到達した。これは、弾性応答が維持される範囲がより広いと解釈される。実施例1および実施例2では降伏点が観察されなかった事実は、周期的荷重が予測される場合に重要であり、元の寸法に戻る能力(およびひいてはインフィルの最大閉じ込め)も極めて重要である。
【0089】
図6は、比較例1と、8MPaの応力において最大1.9%の歪;10.8MPaの応力において最大3.7%の歪;12.5MPaの応力において最大5.5%の歪;13.7MPaの応力において最大7.5%の歪;14.5MPaの応力において最大10%の歪;15.2MPaの応力において最大11%の歪;15.8MPaの応力において最大12.5%の歪;16.5MPaの応力にて最大14%の歪;および17.3MPaの応力にて最大17%の歪を有するものとして特徴付けられる本開示のポリマーストリップの応力歪結果間の相違を示すグラフである。破線の左側領域は、本開示に従う応力−歪の組み合わせを規定する。
【実施例3】
【0090】
顆粒状材料の補強における改善および増大した荷重保持能力を示すために2つのセルを試験した。これらのセルは、完全なジオセルではない単一セルであった。コントロールとして、比較例1に対応する1つのセルを使用した。比較のために、セルは、実施例2に従う組成物から製造され、テクスチャライズされ、厚さが1.5mmであった。
【0091】
各セルの壁は高さ10cmであり、縫合間が33cmであり、エンボス加工され、穿孔はされず、1.5mmの厚さを有していた。セルは、開放しており、その長い「半径」は約260mmであり、その短い半径は約185mmであった。長さ800mmおよび幅800mmの砂箱は20mmの深さまで砂で埋められた。砂の漸次的分布を表5に示す。
【表5】

【0092】
セルをこの砂の表面に配置し、同じ砂を用いて埋めた。膨張したセルは、大まかに楕円形の形状を有しており、長軸が約260mmであり、単軸が約180mmであった。次いで追加の砂を砂箱に配置し、セルを囲み、セルを埋め、25mmの上部層がセルを覆うようにした。次いで砂を圧縮し、70%の相対密度にした。
【0093】
直径150mmのピストンをセルの中央上方に配置し、荷重を増大させて、50kPa増大分にて砂表面上に圧力を加えた(すなわち、圧力は1分毎に50KPa増大させた)。偏向(閉じ込められた砂へのピストンの侵入)および圧力(ピストン面積で除した垂直荷重)を測定した。
【0094】
ピストンを(1)砂のみ;(2)比較例1のセル;および(3)比較例2のセルに使用した。結果を表6に示す。
【表6】

【0095】
実施例2のセルは、400kPaを超える圧力にて弾性挙動を継続したが、比較例1のセルは示さなかった。HDPE壁の降伏により、閉じ込めの劣化が比較例1のセルにて観察された。比較例1の降伏点は、約250kPaの垂直圧力におけるものであったが、平均フープ応力をその垂直圧力にて計算する場合(セルの平均直径は225mmである)、約13.5MPaの値が得られる。この数は、Izhar手順に従って応力−歪引張測定によって得られる降伏点値と非常に良好に一致する。結果は、剛性および降伏抵抗(14MPaを超えるフープ応力を保持する能力)と、大きな垂直荷重を支持する能力の間に強い顕著な相間があることを示していた。この試験は、単一荷重のみを与えたが、実際の適用では支持されるべき荷重は周期的であることに留意すべきである。結果として、塑性変形に対する抵抗性は非常に重要であり、比較例1のセルには存在しなかった。
【0096】
図7は、表6の結果を示すグラフである。侵入に対する抵抗性の相違(すなわちセルがどの程度垂直荷重を支持したか)は非常に明瞭である。
【実施例4】
【0097】
ポリマーストリップは実施例2に従って製造された。
【0098】
コントロールとして、比較例1に従う厚さ1.5mmのHDPEストリップを提供した。
【0099】
次いで、2つのストリップは、ASTM D4065に従って周波数1Hzでの動的機械分析(DMA)によって分析された。コントロールHDPEストリップは、約−150℃〜約91℃の温度範囲にわたって試験した。コントロールストリップは、5℃/分にて加熱され、力、変位、貯蔵弾性率、およびtan deltaを測定した。実施例2のポリマーストリップは、約−65℃〜約120℃の温度範囲にわたって試験した。コントロールストリップは、5℃/分にて加熱され、力、変位、貯蔵弾性率、およびtan deltaを測定した。
【0100】
図8はコントロールHDPEストリップに関する貯蔵弾性率(弾性率)およびTan Delta対温度のグラフである。
【0101】
図9は、実施例2のポリマーストリップに関する貯蔵弾性率(弾性率)およびTan Delta対温度のグラフである。
【0102】
HDPEの貯蔵弾性率は、実施例2の貯蔵弾性率よりも迅速に低下する。実施例2のストリップに関する貯蔵弾性率は、23℃にて、HDPEストリップの貯蔵弾性率よりも約3倍高かった。23℃にてHDPEストリップが有するのと同じ貯蔵弾性率を得るためには、実施例2のストリップは、約60℃に加熱すべきであり、すなわち実施例2のストリップはその貯蔵弾性率が良好なままであった。
【0103】
HDPEストリップのTan Deltaは、約75℃にて指数関数的に増大し始め、それは弾性損失を示すものであり(すなわち、材料は可塑性となり過ぎ、十分な剛性および弾性を保持しない)、ストリップは粘稠となり、可塑性となった。これは、ジオセルが地下に配置される場合であっても(例えば車道中)加熱され得るので、望ましくない。実施例2のストリップに関するTan Deltaは、100℃程度の高い温度でその特性を維持した。この特性は、それが追加の安全性因子を与えるので望ましい。高温での性能は高くない温度での長期間の性能を予測する方法であるので(ASTM 6992に記載されるように)、HDPEがその弾性を失い始め、ひいては約75℃にて数秒以内にその荷重支持能力を失うという事実は、その低いクリープ耐性および塑性変形傾向に関する特定の見識を与える。HDPEとは異なり、本開示に従う組成物は、非常に高温でその弾性を維持し(低Tan Delta)、従って多年および多くの荷重サイクルの間その特性を保持する能力を有することを示唆している。
【実施例5】
【0104】
3つのストリップを、PRS SIM手順に従って試験し、それらの長期設計応力(LTDS)を決定した。コントロールとして、1つのHDPEストリップは、比較例1に従って製造された。第1の試験ストリップは、実施例2に従って製造されたものであった。第2の試験ストリップは、実施例2に従って製造されたが、次いで115℃にて配向され、その元の長さが40%増大したものであった。結果を以下の表7に示す。
【表7】

【0105】
ここからわかるように、実施例2および配向された実施例2は両方とも、比較例1に比べて高いLTDSを有していた。
【0106】
特定の実施形態が記載されたが、現在予測されないまたは予測できない代替、修正、変更、改善および実質的な等価物は、出願人または当業者によって想起され得る。従って、出願され、補正され得る添付の特許請求の範囲は、このような代替、修正、変更、改善および実質的な等価物のすべてを包含することを意図する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリマーストリップから形成されるジオセルであって、少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にて、1Hzの周波数でASTM D4065に従う動的機械分析(DMA)によって機械方向にて測定される場合に、500MPa以上の貯蔵弾性率を有するジオセル。
【請求項2】
少なくとも1つのポリマーストリップが、700MPa以上の貯蔵弾性率を有する、請求項1に記載のジオセル。
【請求項3】
少なくとも1つのポリマーストリップが、1000MPa以上の貯蔵弾性率を有する、請求項1に記載のジオセル。
【請求項4】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が14.5MPa以上である、請求項1に記載のジオセル。
【請求項5】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が16MPa以上である、請求項1に記載のジオセル。
【請求項6】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が18MPa以上である、請求項1に記載のジオセル。
【請求項7】
少なくとも1つのポリマーストリップが、ASTM D696に従って25℃において120×10−6/℃以下の熱膨張係数を有する、請求項1に記載のジオセル。
【請求項8】
請求項1に記載のジオセルを含む少なくとも1つの層を含む舗道、車道、鉄道または駐車区域。
【請求項9】
ジオセルが、砂、小石、砕石、砂利、砕石場廃棄物、粉砕されたコンクリート、リサイクルされたアスファルト、砕石ブリックス、建築残骸および粗石、粉砕されたガラス、発電所アッシュ、飛散灰、石炭灰、高炉鉄スラグ、セメント製造スラグ、スチールスラグおよびこれらの混合物からなる群から選択される顆粒状材料で充填される、請求項8に記載の舗道、車道、鉄道または駐車区域。
【請求項10】
ポリマーストリップから形成されるジオセルであって、少なくとも1つのポリマーストリップが、63℃にて、1Hzの周波数でASTM D4065に従う動的機械分析(DMA)によって機械方向にて測定される場合に、150MPa以上の貯蔵弾性率を有するジオセル。
【請求項11】
少なくとも1つのポリマーストリップが、250MPa以上の貯蔵弾性率を有する、請求項10に記載のジオセル。
【請求項12】
少なくとも1つのポリマーストリップが、400MPa以上の貯蔵弾性率を有する、請求項10に記載のジオセル。
【請求項13】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が14.5MPa以上である、請求項10に記載のジオセル。
【請求項14】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が16MPa以上である、請求項10に記載のジオセル。
【請求項15】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が18MPa以上である、請求項10に記載のジオセル。
【請求項16】
少なくとも1つのポリマーストリップが、ASTM D696に従って25℃において120×10−6/℃以下の熱膨張係数を有する、請求項10に記載のジオセル。
【請求項17】
請求項10に記載のジオセルを含む少なくとも1つの層を含む舗道、車道、鉄道または駐車区域。
【請求項18】
ジオセルが、砂、小石、砕石、砂利、砕石場廃棄物、粉砕されたコンクリート、リサイクルされたアスファルト、砕石ブリックス、建築残骸および粗石、粉砕されたガラス、発電所アッシュ、飛散灰、石炭灰、高炉鉄スラグ、セメント製造スラグ、スチールスラグおよびこれらの混合物からなる群から選択される顆粒状材料で充填される、請求項17に記載の舗道、車道、鉄道または駐車区域。
【請求項19】
ポリマーストリップから形成されるジオセルであって、少なくとも1つのポリマーストリップが、PRS SIM手順に従って測定される場合、2.6MPa以上の長期設計応力を有するジオセル。
【請求項20】
少なくとも1つのポリマーストリップが、PRS SIM手順に従って測定される場合、3MPa以上の長期設計応力を有する、請求項19に記載のジオセル。
【請求項21】
少なくとも1つのポリマーストリップが、PRS SIM手順に従って測定される場合、4MPa以上の長期設計応力を有する、請求項19に記載のジオセル。
【請求項22】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が14.5MPa以上である、請求項19に記載のジオセル。
【請求項23】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が16MPa以上である、請求項19に記載のジオセル。
【請求項24】
少なくとも1つのポリマーストリップが、23℃にてIzhar手順に従って測定される場合に、12%の歪における応力が18MPa以上である、請求項19に記載のジオセル。
【請求項25】
少なくとも1つのポリマーストリップが、ASTM D696に従って25℃において120×10−6/℃以下の熱膨張係数を有する、請求項19に記載のジオセル。
【請求項26】
請求項19に記載のジオセルを含む少なくとも1つの層を含む舗道、車道、鉄道または駐車区域。
【請求項27】
ジオセルが、砂、小石、砕石、砂利、砕石場廃棄物、粉砕されたコンクリート、リサイクルされたアスファルト、砕石ブリックス、建築残骸および粗石、粉砕されたガラス、発電所アッシュ、飛散灰、石炭灰、高炉鉄スラグ、セメント製造スラグ、スチールスラグおよびこれらの混合物からなる群から選択される顆粒状材料で充填される、請求項26に記載の舗道、車道、鉄道または駐車区域。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2012−504058(P2012−504058A)
【公表日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−528998(P2011−528998)
【出願日】平成20年9月29日(2008.9.29)
【国際出願番号】PCT/US2008/078065
【国際公開番号】WO2010/036270
【国際公開日】平成22年4月1日(2010.4.1)
【出願人】(507269050)ピー・アール・エス・メディタレイニアン・リミテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】P.R.S. MEDITERRANEAN LTD
【Fターム(参考)】