「ジオテキスタイル ファブリック」とは何か、そのパフォーマンス指標と機能は何ですか?

1. ジオテキスタイルファブリックとは何ですか?
ジオテキスタイルは、ポリマー繊維をホットプレス、ニードルパンチ、ボンディング、織りによって製造した透水性のジオシンセティック素材です。ジオテキスタイルとも呼ばれ、織り物や不織布などいくつかの種類があります。

2.ジオテキスタイルの種類

ジオテキスタイルは、主に織物と不織物の 2 種類に分けられます。織物ジオテキスタイルには、平織り、丸織り、機械織り（平織り）、斜め織り、針織り（経編み）、縫い目織りなどの織り方があります。不織布ジオテキスタイルには、ニードルパンチング、ウォーターパンチングなどの機械的補強法、スプレーコーティング、含浸などの化学結合法、熱間圧延、熱風接着などの熱結合法があります。エンジニアリング用途では、ジオテキスタイルは単独で使用することも、ジオグリッド、ジオメンブレン、ジオネットなどの他のジオシンセティック材料と組み合わせて使用​​することもできます。

織物ジオテキスタイル

不織布ジオテキスタイル

 

3.ジオテキスタイルの特徴
織物ジオテキスタイルは1960年代に登場し、強度が高く、コストが高く、濾過・排水機能が低く、エンジニアリング用途に限界があることが特徴でした。不織布ジオテキスタイルは1960年代後半に使用され始め、中国は1980年代初頭にこの材料をエンジニアリング実体に応用し始めました。中国の不織布産業は比較的遅れて始まりましたが、急速に発展しました。高性能の原材料は製品に高い強度と耐久性を与え、先進的な生産プロセスは製品に優れた機能を与え、その応用範囲を継続的に拡大しています。特に過去30年間、ニードルパンチ不織布とスパンボンド不織布プロセスの推進により、不織布ジオテキスタイルの応用分野は織物ジオテキスタイルよりも広範囲になり、急速に発展しました。中国は世界の主要な不織布生産国となり、徐々に生産大国へと向かっています。

 

4.ジオテキスタイルの主な原材料
現在、ジオテキスタイルの主な原料は合成繊維です。各種合成繊維の選択は、実際のエンジニアリング状況に基づいて、応用分野の物理的および化学的性能要件と製品コストの両方を考慮する必要があります。その中で、ポリエステル繊維とポリプロピレン繊維が最も一般的に使用され、次にポリアミド繊維とポリビニルアルコールホルムアルデヒド繊維が続きます。ポリエステル繊維は、優れた物理的および機械的特性、優れた靭性とクリープ特性、高い融点、高温耐性、耐老化性、成熟した生産技術、および高い市場シェアを備えています。欠点は、疎水性が悪く、断熱材として使用すると凝縮水が蓄積しやすい、低温での性能が悪い、ガラス化しやすい、強度が低下し、酸とアルカリに対する耐性が悪いことです。ポリプロピレン繊維は、ポリエステル繊維よりも優れた弾力性と即時の弾性回復を備えています。耐酸性、耐アルカリ性、耐摩耗性、耐カビ性、低温耐性に優れています。疎水性とコア吸収特性が良好で、繊維軸に沿って水分を外面に移動できます。 密度はポリエステル繊維の66％と小さく、複数回の延伸工程を経て、緻密な構造と優れた性能を持つ細い繊維が得られます。強化工程と組み合わせることで、強度がさらに優れています。欠点は、高温に耐えられず、軟化点が130-160度で、耐光性が悪く、日光下では老化や分解が起こりやすいことです。ただし、紫外線吸収剤などの添加剤を加えることで、紫外線に対する耐性を高めることができます。
不織布ジオテキスタイルの原料には、上記の繊維のほか、黄麻繊維、ポリエチレン繊維、ポリ乳酸（PLA）繊維なども使用できます。天然繊維と特殊繊維は、路盤、排水、護岸、土壌浸食防止などの分野で使用されている天然繊維（黄麻、ココナッツ殻繊維、竹パルプ繊維など）など、ジオテキスタイルのさまざまな応用分野に徐々に参入しています。

 

5.ジオテキスタイルの主な機能
ジオテキスタイルには、ろ過、排水、隔離、補強、保護、浸透防止など、さまざまな用途があります。
 

5.1 フィルタリング機能
ジオテキスタイルは透水性と通気性に優れているため、土壌構造物に配置すると、土壌内の液体が通過して排出されると同時に、土壌保護の役割も果たします。上流の土壌粒子、細砂、小石の損失を効果的に防止し、土壌の損傷を防ぎ、プロジェクトの安全性と安定性を維持できます。

 

5.2 排水機能
ジオテキスタイルは、優れた水伝導性材料として、土壌構造内の水分を集め、材料に沿ってゆっくりと排出する排水路として機能します。

5.3 分離機能
隔離機能とは、異なる特性を持つ 2 つの材料を分離し、それらが混ざって各材料の完全性と構造的完全性が失われるのを防ぐジオテキスタイルの能力を指します。通常の鉄道バラストと路盤の間に敷設されたジオテキスタイルは、砕石バラストを土壌路盤から効果的に隔離できます。

 

5.4 強化効果
土内部の補強材として土工レイアウトを使用したり、土とジオテキスタイルを組み合わせて複合材を形成したりすることで、補強されていない土に比べて、補強された複合土の強度と変形性能が大幅に向上します。

5.5 漏れ防止効果
ジオテキスタイルとジオメンブレンの複合材は、透水性（空気透過性）が低いため、液体やガスの流れや拡散を防ぎ、浸出防止や封じ込めの役割を果たします。

 

5.6 保護機能
ジオテキスタイル保護対策を実施することで、降雨の影響や表面水流出による土壌浸食を軽減できます。ジオテキスタイルとジオネットを組み合わせて斜面の露出土壌の表面に敷設すると、降雨や表面流出による浸食を効果的に回避または軽減できます。ジオテキスタイルで作られたシルトフェンスは、濁った流出水に浮遊する土壌粒子をろ過できます。

6. ジオテキスタイルの主な用途
6.1 漏洩防止エンジニアリング
埋立地、汚染物質貯蔵タンク、下水処理場、環境保護、水理構造物の浸透防止などの分野では、ジオテキスタイルとジオメンブレンの複合材が浸透防止機能を発揮します。

 

6.2 高速鉄道バラストレス軌道滑走層

温度変化による橋梁の膨張・収縮変形が縦断的軌道構造に影響するのを防ぎ、軌道システムと橋梁の相互作用を減らし、軌道構造の安定性と平滑性を確保するために、中国の鉄道旅客専用線では、橋梁上のCRTS IIスラブバラストレス軌道システムの重要な構成要素である「2つの布と1つの膜」滑り層、つまり1層のジオテキスタイル（40 gの布+1.0 HDPE膜+200 gの布）とCRTS IIIスラブバラストレス軌道の隔離層ジオテキスタイルの間に挟まれた2層のジオテキスタイル下層に対して厳しい要求を提示しています。

 

6.3 フライアッシュ、尾鉱池、鉱山およびその他の貯蔵ヤードプロジェクト

フライアッシュ、尾鉱池、鉱山、その他の貯蔵ヤードの安定性を軽減し、周囲の環境への影響を最小限に抑えるために、ジオテキスタイルは補強、隔離、浸透防止に使用されます。

 

6.4 エコバッグ法面保護

エンジニアリングエコバッグは、ポリプロピレンを原料とする高強度、平坦で安定したニードルパンチ不織布ジオテキスタイルで作られたバッグです。エコバッグは、耐腐食性、耐紫外線性、非劣化性、虫害、老化、酸、アルカリ、塩腐食、微生物分解に対する耐性を備えています。土壌に対して浸透性と不浸透性の機能により、バッグ内の充填材（土壌と栄養物質の混合物）の損失を防ぐだけでなく、土壌内の正常な水分交換も可能になります。植物の成長に必要な水分を効果的に維持し、適時に補給できます。植物はバッグを通して自由に成長し、根がエンジニアリング基礎土壌に入り込み、バッグと土壌斜面の間に再安定化効果を形成します。高速道路と鉄道の法面緑化保護、不毛山と鉱山の修復、河川の法面保護、内陸河川の調整における重要な施工方法の1つです。