专利名称：具有转发器技术的合成土工材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及合成土工材料，例如土工布、土工复合材料、土工格栅(纺织的、编织的或者整体条带的)等，其应用于沥青和混凝土地面的修复过程中或者生产中，或者在地基加固的生产中，并且所述土工材料包含储存功能，用来收集、识别和追踪以及跟踪与产品、状态或条件以及设计相关的数据。
背景技术：
应用于沥青或混凝土地面的修复和生产，例如道路施工和机场跑道等的合成土工材料是已知的。
这些合成土工材料主要包含聚烯烃，例如聚丙烯、聚乙烯、它们的共聚物或者PVA混合物、以及聚酯和玻璃。它们以土工布、土工复合材料、土工格栅等形式使用。
合成土工材料用于沥青或混凝土路面建设的路基中，特别用于路基增强和排水。通过在沥青或者混凝土地面中使用合成土工材料，避免了降水的渗透，并且减小了地面与路基之间的弯曲拉伸应力。缩小了沥青或混凝土地面中的反射裂缝以及裂缝扩展。合成土工材料的使用实现了整个结构的增强。
然而，到目前为止，在沥青或混凝土地面的修复或生产中，检查和检验道路的状态和条件，或者路基的状态，一般只能通过目测检查或者去除试样来进行。
发明内容
本发明的目的是提供合成土工材料，所述合成土工材料用于沥青或混凝土地面的修复或者生产，并且还提供储存数据的能力，所述数据是关于产品或状态和条件的。另外所述合成土工材料也可以收集这样的数据。
因此，本发明的主题是合成土工材料如土工布、土工复合材料或者土工格栅，其特征在于所述合成土工材料包含应用于其上的转发器，所述转发器用来储存和接收与产品和/或状态相关的数据。
具体实施例方式
合成土工材料优选包含热塑性材料，尤其是聚烯烃，比如聚丙烯、聚乙烯、它们的共聚物或混合物或掺合物或PVA，聚酯和玻璃及它们的混合物。
优选使用长的(endless)热塑性丝的纤维质基料材料。所述热塑性丝例如为聚丙烯、聚酰胺或聚酯纤维。
纤维质基料材料可以机械拉伸和/或针刺或者热强化。
特别适合的例如是可商购的产品，比如来自PolyfeltPGM group、Polyfelt TS、Polyfelt Rock PEC、Polyfelt Rock G等的产品。
在本发明中，在所述合成土工材料上，优选在纤维质基料材料上，以规定的距离应用转发器。
所述转发器是自行附着的，并且每卷至少应用两个转发器。
向转发器可以引入任意所需要的数据存储，数据存储可无线读出，也就是通过空中界面读出。优选使用被动式转发器，其包含天线、任选存在的调谐元件、以及小型电子电路例如芯片形式的，作为电子元件。所述电子电路包含模拟接收和传输电路，和接续的数字转换器和数据处理单元。后者接入存储器，存储器可以包含可变的和不可变的数据。
在此，举例来说，存储了转发器的不可变的唯一编号，以及任选更新的道路状况的信息。
从通信场对所述电子电路提供能量，能量也是通过天线接收的，于是单独的电池供电系统在被动式转发器中成为多余的。这尤其是具有如下优点，即转发器包含最少数目的构件，这样在生产中是节省成本的，可以应用所述转发器，它对于本申请是能量充沛的，并且，最后，所述转发器可以大量用于本申请。
可以认为通信场是所有的物理上可行的场；它们是电的或磁的交流(AC)场或者电磁波。由于构造形式简单，工作频率在高频范围内(“HF”，比如13.56MHZ)或者在超高频的范围内(UHF，比如欧洲标准的866MHZ左右或美国标准的916MHZ左右)的转发器适合使用。
但是目前HF转发器在交流磁场中运作，UHF转发器则适合于电磁波。
两种类型的转发器均可用于本申请。
然而，优选为HF转发器。发现，其对外部环境的影响不敏感得多，并且还易于在下层的沥青和混凝土地面的底部读取和写入，特别是在有水的情况下如此。
因此，优选采用的转发器包含基极层，该基极层优选(但不必要)是厚度优选为约50微米的聚酯护板。
在其上涂镀起天线作用的结构化的金属涂层。在天线的末端连接有电子电路，这种情况下为硅RFID芯片。这一连接可以采用多种方式实现。
优选的是使用“倒装晶片”技术。这里的芯片通过液态的或糊状物的粘合剂，也称作“底层填料”，机械地粘附在天线结构/基体材料上，由此，在固化后，其机械载荷能力也显著提高。
本申请所述的转发器结构包含位于基体材料下方的粘合剂和在天线/芯片结构上的机械保护装置。当采用合成土工材料时，以及在随后在岩石中的连续布置过程中，转发器的机械载荷对转发器芯片来说是高的。在某些地方的选择性的点状压力可以导致芯片从天线上脱粘或者芯片的破裂。因此机械保护装置的作用是从芯片上的大区域内将荷载转移。一般情况下可以想到的是硬壳体。然而，反对硬壳体的原因是昂贵的生产成本和此类转发器的体积(in bulk)的大大增加。更合适的是扁平的转发器标签，因为它们是特别为本申请而解释的。
作为粘合剂，可以使用任意类型的，其牢固地连接聚酯护板与合成土工材料，并且在合成土工材料的处理过程中满足机械的和热的要求。已发现特殊的粘合剂的优点是其在转发器与合成土工材料接触时，立即形成牢固的并且持久的粘合连接，而不需要进一步的固化。这里特别考虑到的是丙烯酸酯粘合剂。特殊的树脂改性允许粘合到上述的合成土工材料的低能表面。更大的厚度，比如200微米，补偿织物的表面粗糙度，并且确保整个区域上的粘合。在宽的温度范围(如从-40度到120度，瞬间达到160度)内的适合性也确保了在所有气候条件下以及在浇灌沥青区域上处理土工材料的过程中的粘合。
为了达到机械保护的目的，也可以考虑使用更厚的护板层。此外，合成的溢流浇注件已经出乎意料地收到了最好的效果。具有平均硬度的浇注件已经显示了最安全的覆盖。溢流浇注，例如聚氨酯的溢流浇注，补偿了承载岩石层的点状不均匀度。来自单块岩石的尖端和边缘的力，由于点状效应，有可能给芯片施加非常大的压力并可能损坏芯片，而所述力通过用浇注层润湿而在大的区域被吸收并且在转发器上区域性地均匀分布。
这样作用在芯片上各处的力不会损坏芯片，即使在压实沥青地面时也如此。已经发现特别合适的浇注厚度为1-3mm，其随之基本上决定了转发器的总厚度。
电子电路保护的再一个增强可以由所述浇注保护层与下层的覆盖护板的结合来达到。已经发现厚度为50微米的PET护板已经作为好的屏障来抵挡岩石尖端和边缘深度穿入浇注化合物。
读取范围的重要变量是HF转发器的天线面积。它决定了灵敏度和可能的读取距离。另外，区分开货币卡/现金卡或安全应用的相当短程的转发器芯片与逻辑应用的长程转发器芯片是必要的。后者连同更大的转发器天线有利地用于本申请中。
将银行卡大小的转发器天线和不超过0.5m的中程读取装置的距离以及不超过0.8m的长程读取装置的距离跨接。具有两倍于银行卡的格式(format)的转发器，仍然可以确保1m的读取距离。为了存储，在转发器中要求稍微更高的能量。为此，存储器范围相对于前述值应该减小约10-20％。然而，在这种情况下，所述距离仍然足以检测到在沥青或混凝土地面内的转发器。
HF转发器具有不同的存储容量。所有HF转发器共有的是唯一的识别码，大多为8个字节的长度，其为不可变的并由生产商编入芯片。此外，根据芯片的类型，使用者还有额外的32-1024字节或者更多的使用存储可用。
产品数据和状态数据随后储存到转发器上。比如，可以储存关于合成土工材料和建筑材料的类型和数量，层厚、交通荷载、道路状况和条件、气候条件、以及质量识别码和特征等的数据。
合成土工材料随后被铺设入已有的沥青或混凝土地面中，进行[原文新地面的]生产和/或损坏的修复，损坏比如裂缝等。
此外，合成土工材料还应用于新的施工。
举例来说，在新的沥青或混凝土地面的生产中(新的施工)，建立承载层，大多是混凝土稳定的砂石承载层。随后铺设合成土工材料，而且可选地应用粘结剂，或者直接将合成土工材料铺设进粘结剂中。随后可以应用新的沥青或混凝土地面。铺设合成土工材料，使得合成土工材料的底基(web)之间产生重叠或者不产生重叠。
在现有的沥青或混凝土地面的修复中，将合成土工材料类似地应用到原来的路面上，原有路面可选地可以部分清除，然后通过采用上述合成土工材料，从而采用新的路面。
如果有必要的话，在使用合成土工材料之前，可以要求用填缝料对可能存在的涡穴或更深的裂缝等进行填补，如果是严重损坏的路面，可以要求采用平整度均衡，比如使用冷或热的涂层材料。
在沥青层中放置合成土工材料后，在试验驾驶或者检查期间，可以查询转发器中存储的数据，与在这些驾驶期间确定的数据对比，并且可以将新确定的数据再次存入转发器。
因此，举例来说，沥青或混凝土地面的磨损或损耗可以作为载荷和载荷时间的函数而确定。
这些数据以及它们的变化以后可以在关于道路的修复或者翻新修复的决定中用作辅助因素。
权利要求
1.一种中合成土工材料，其中该合成土工材料包含至少一个应用于其上的转发器，所述转发器用来存储和收集与产品和/或状态和条件和/或设计相关的数据。
2.如权利要求1所述的合成土工材料，其中采用彼此相隔规定的间距的多个转发器。
3.如权利要求1所述的合成土工材料，其中所述转发器与所述合成土工材料之间通过粘合而连接。
4.如权利要求1所述的合成土工材料，其中在所述转发器上储存关于交通荷载、道路状态和条件、所使用的建筑材料、以及层厚的数据。
5.如权利要求1所述的合成土工材料，其中使用聚丙烯的长纤维的机械增强土工布。
6.如权利要求1所述的合成土工材料，其中使用包含机械增强的纤维质基料材料的土工复合材料，所述纤维质基料材料包含聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、玄武岩、碳和玻璃纤维的长丝作为加强件。
7.如权利要求1所述的合成土工材料，其中使用包含涂层纤维或无涂层纤维的土工格栅。
8.如权利要求1所述的合成土工材料，其中采用被动式转发器作为所述转发器。
9.如权利要求8所述的合成土工材料，其中所述转发器包含粘合到所述土工布上的厚粘合剂。
10.如权利要求9所述的合成土工材料，其中所述粘合剂是丙烯酸酯粘合剂。
11.如权利要求10所述的合成土工材料，其中所述粘合剂可以在-40℃-160℃的温度范围内使用。
12.如权利要求11所述的合成土工材料，其中所述转发器包括保护层。
13.如权利要求12所述的合成土工材料，其中所述保护层包含浇注化合物。
14.如权利要求13所述的合成土工材料，其中所述浇注化合物硬化形成中等硬度的化合物。
15.如权利要求14所述的合成土工材料，其中所述浇注化合物由50微米厚的下面的护板层进行加强。
16.如权利要求15所述的合成土工材料，其中所述转发器具有适合不超过1m的读取范围的天线面积。
17.如权利要求16所述的合成土工材料，其中所述转发器具有适合0.5-0.8m的读取范围的天线面积。
18.如权利要求1所述的合成土工材料，其中所述转发器包含用于可变或不可变数据的存储器。
19.如权利要求1所述的合成土工材料，其是土工布、土工复合材料或土工格栅。
20.如权利要求15所述的合成土工材料，其为纺织的、编织的或者整体条带形式的。
全文摘要
合成土工材料，例如土工布、土工复合材料或者土工格栅(纺织的、编织的或者整体条带的)，其特征在于所述合成土工材料包含至少一个应用于其上的转发器，所述转发器用来储存和收集与产品和/或状态和条件和/或设计相关的数据。
文档编号E01C11/16GK1986967SQ20061006398
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月15日 优先权日2005年12月19日
发明者康拉德·胡贝特·多夫纳, 赖纳·冈特·卢格迈尔 申请人:奥地利坦卡特土工合成材料有限公司, 施赖纳两合公司