它具有以下特点
(1)广泛应用于沥青路面,水泥混凝土路面及路基的增强。无论硬性路面和柔性路面皆可适用,与传统路面比能降低造价,延长使用寿命,防止道路反射裂纹。
(2)产品厚度适宜,易与沥青路面结合,与粘层油结合后形成隔离层,具有防水和保温作用。
(3)质量轻、高强度。抗拉强度均≥8 KN/m,延伸率40 ~ 60%,完全满足JTJ/T019—98《公路土工合成材料应力技术规范》中对土工布的技术要求。
(4)表面粗糙,不易滑动。铺设时将表面经特殊处理后粗糙的一面朝上,增大摩擦系数,增加面层结合力,防止施工时被车轮卷起、破坏,同时可抑制车辆、摊铺机在布上出现打滑现象。
(5)有防紫外线、耐寒冻、抗化学腐蚀和抗生物破坏能力。
(6)易施工、应用效果好。一般土工布的纤维丝容易被车辆轮胎带起,引起挂丝,严重时甚至会被卷起,造成土工布产生位移和结构破坏。
土工布的原料土工布所用原料不但要考虑其在使用环境中所需的物理化学性能,而且要注意产品成本。在性能方面主要考虑以下几方面:
1. 1良好的物理机械性能土工布的工作环境恶劣,很多情况下是泡在水中或铺于湿度很大的土中,所以必须具有良好的抗水解性能和湿态机械性能。1.2耐紫外线辐射、抗水解、耐高低温土工布要暴露于日光下,因此要具有相应的耐紫外线性能;土工布要适应与沥青等材料接触时的温度,要求熔点较高。1.3耐化学药品、耐腐蚀、耐霉变水和土质很不相同,有的呈碱性,有的呈酸性,有的含盐份多,有的含各种元素,因此必须具有化学稳定性。1.4良好的透水性土工布过滤和排水都需要透水,因此必须具有良好的透水性。
目前土工布原料大多采用高分子聚合物,其中用得多的是聚丙烯原料(包括纤维),大约占土工布总用量的50%以上,美国已占80%以上。聚酯原料(包括涤纶)占15%-30%,居第2位,日本用得较多。采用聚乙烯和聚酰胺纤维的较少,我国还有采用维纶的。聚丙烯原料用得多,价格固然是一个重要因素,但主要是丙纶有优良的耐酸耐碱性、耐腐蚀、耐霉变,不受细菌侵蚀;且有较好的芯吸效应,对水的渗透性能好。其机械性能亦十分优良,尤其是近年来国内已开发出高强丙纶长丝,强度达到8g/D,制作高强度的丙纶机织土工布及袋布都很适合。丙纶的缺点是抗紫外线性能差,特别对UVB波段的紫外线很敏感,试验表明,春夏季隔玻璃在光照下6个月,其强度即降为0,而涤纶仍能保持78%,尼龙为73%,因此丙纶在抽丝前必须经防老化处理,在使用和运输中必须尽量避免在日光下暴晒。另外,丙纶的熔点较低(在135℃左右),因此在与沥青等密封材料及铺地材料结合时受到一定限制。涤纶机械物理性能好,熔点比丙纶高,耐紫外线辐射亦比丙纶好得多,因此也是土工布的理想原料。涤纶耐酸性好,亦耐弱碱,但长期与碱性物质如石灰、水泥、混凝土、碱性土壤接触,强力会受损失,其抗水解性能亦较差,在使用时应予以注意。尼龙和维纶耐碱性好,但耐酸性差。聚酰胺长丝在pH为4,25℃缓冲溶液中经11个月,强度只剩至1%,聚酰胺土工布不宜用于pH<5的土壤中,否则不耐久。维纶耐海水侵蚀,适用于海岸工程。
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土工布的耐用性能
土工布的耐久性包括多个方面,主要是抗紫外线辐射、温度变化、化学与生物侵蚀、水解影响、冻融变化、机械磨损及蠕变性能等。
蠕变性能
蠕变性能是聚合物合成材料的重要性能之一,是材料能否耐用的关键。土工布产生蠕变,其厚度会逐渐变薄,各项指标都会变坏。 织造土工布蠕变一般优于非织造土工布,长丝针刺又优于短纤维针刺土工布。这说明在用于增强目的时,织造土工布具有一定的优越性。但是非织造土工布在侧限状态下要比非侧限状态好。 蠕变受聚合物种类影响。将涤纶、丙纶、锦纶进行比较。涤纶的蠕变值小,锦纶次之,丙纶 。其影响之大超过因结构不同而产生的影响。 温度对蠕变性能也有影响,应变超过一定值时,温度愈高,蠕变量明显增大。 因此在实际应用中,应考虑聚合物蠕变的特性,在设计时应采用一定的系数以保证工程的耐久性。
紫外辐射、温度、水份等影响
紫外线辐射是引起合成纤维老化的主要因素,紫外光特别是UVB的能量能引起高分子化学键断裂(聚丙烯对紫外线敏感的波长是300-310μm),聚酯则相对好一些。
温度可直接影响聚合物裂解,温度也可和其它因素结合在一起引起聚合物降解。已有文献阐明:土工布强度的变化,与季节气候有很大关系。秋冬季节气温低、空气干燥,织物降解较为缓和,而春夏季气温高,雨水多,空气潮湿,促使降解反应加快,一般丙纶在紫外线作用下半年后,其剩余强度为0。但是只要土工布表面加以覆盖,避免紫外线直接照射,则其强度和延伸度的变化就甚,有关试验表明,3年中基本上未有变化。
在渠道衬砌中,当挖方渠道地下水位较高时,衬砌层受浮托力顶托破坏,容易产生裂缝和滑坡。而当冬季渠道停水时,渠道的衬砌层暴露在冷空气中,衬砌层下的含水基土冻结,随着地下水不断地向冻结面迁移,渠道衬砌层下的冻胀量会越来越大,基土的冻胀变形加速渠道衬砌层的破坏。与此同时,地下水的不断逸出还可对渠道衬砌层本身产生冻融破坏。降低地下水位的有效方法是排水法,所以对于地下水位较高的挖方衬砌渠道,采取有效的排水措施是非常必要的。 软式弹性渗排水导管的排水机理是通过包覆于弹簧钢丝之上的非织造布及耐腐蚀、高强力合成纤维长丝组成的渗水复合层的过滤作用,使各种细碎石、粘土、细砂土、粒有机物质等阻于排水管之外,而对工程有害的渗透水在压力的作用下,通过渗透复合层进入渗水导管内,然后由导管排走,实现渗、排水的功能,达到排放洁净水的目的。