聚丙烯土工布试验项目

土工布的种类非常多，今天来聊一聊聚丙烯布，下面和小编一起看一下吧。

土工布作为土工合成材料的一种，广泛应用于公路建设、铁路建设、堤坝工程以及农业、环保等领域，对国家经济建设起到了重要作用，利用土工合成材料对路面结构进行加筋，其受力变形特征实际是土工合成材料与道路材料形成复合结构，具有较强的界面效应和加筋桥联增韧作用，土工织物用于沥青面层的目的在于利用其良好的整体性、连续性和耐久性，防止沥青路面过早开裂，提高抗永久变形能力，同时土工织物和黏层油结合之后具有良好的防水效果，可以防止沥青面层开裂之后路表水渗入路面结构，造成路面结构由于水的存在而产生更严重的损坏，布的抗拉力相对稍低，但其综合性能较好，不但可减少和缓解裂缝处的应力集中，而且在浸透沥青后能防止路面雨水下渗从而形成理想的防渗层，在沥青加铺层与旧水泥混凝土路面之间设置玻璃纤维板，研究证实玻璃纤维板夹层是一种能有效抵抗反射裂缝的措施，采用自制的装置对不同位置的格栅沥青加铺层结构进行弯曲疲劳试验，研究认为影响反射裂缝的因素包括格栅在沥青加铺层中的位置、加铺层的刚度以及环境温度

许多试验路的资料表明，土工织物的应用可以在相同的面层厚度情况下，提高路面的抗反射裂缝能力，并在一定程度上提高路面的抗车辙能力，从而增加路面的使用寿命，黄岩等通过室内试验评价了土工布、土工格栅的防裂效果，研究认为土工夹层材料对于基层水平位移引起的张开型裂缝能起到较好的防裂作用，但对于基层竖向错位引起的剪切型反射裂缝，织物夹层作用不明显。

西藏拉萨至林芝高等级公路为减少半刚性基层沥青路面反射裂缝问题，在设计施工中在半刚性基层顶面铺设一层聚丙烯布，这是我国首次在高海拔、大温差地区新建公路中大规模使用聚丙烯布，所以聚丙烯布对沥青的吸收特性非常重要，这为聚丙烯布施工控制沥青洒布量提供基础资料，同时聚丙烯布在施工过程中受到热沥青热冲击，通过研究不同热环境下部顶破和刺破强度，掌握聚丙烯布热冲击效应。

聚丙烯土工布基本物理力学性质

对拉林高等级公路使用的聚丙烯布不同批次随机抽取6组试样，按照《公路工程土工合成材料试验规程》规定的试验方法对布进行了单位面积质量、厚度、CBR顶破强度、刺破强度、纵横向拉伸强度试验，采用差示扫描量热仪DSC对土工布进行热熔温度和玻璃化转化温度测试，以便掌握聚丙烯耐热性能和温度脆化特性

沥青吸收性能试验研究

试验设计

为测试聚丙烯土工布吸收沥青能力，制备尺寸为200mm×200mm的聚丙烯布试样，并将90号普通基质沥青加热至150℃，将布浸入沥青中浸润5min然后取出浸润沥青后的土工布放置在预热过的铁板上摊平，使用20mm×L200mm的铁碾在土工布上来回滚碾，直到无多余沥青析出为止。分别测定未浸润沥青前土工布质量和滚碾完成后土工布试样的质量。一组试验包括3个平行试样。

试验结果及分析

试样外观变化

未浸润沥青前土工布颜色呈灰白色，土工布四周边缘相对平整，未见明显褶皱或翘曲；浸润沥青后的土工布表面沾满沥青呈黑色，经历铁碾在土工布上来回滚碾，明显可见游离沥青不断析出，颜色不断变浅，最终呈灰黑色。

聚丙烯土工布沥青吸收能力分析

试验结果表明，聚丙烯土工布自身材料的吸油率为411.3%，单位面积吸油量为778.3g/m2。聚丙烯土工布用以防止半刚性基层沥青路面反射裂缝，布设在半刚性基层与路面面层之间，通常在半刚性基层顶面撒布热沥青作为黏层油，随后敷设聚丙烯土工布，再摊铺面层。在现场施工过程中，聚丙烯土工布摊铺后，铺筑面层沥青混合料碾压过程中也会形成一定的挤压，聚丙烯土工布中的富余沥青升温熔化后则会进一步浸润土工布并使得沥青进一步渗入基层和沥青层间，若游离沥青过多则有可能引起不良影响；若热沥青黏层油撒布不足，在面层摊铺二次加热过程中土工布会继续吸收面层混合料中沥青，也会造成路面实际油石比与设计不符。因此在聚丙烯土工布施工过程中合理准确控制沥青黏层油洒布量至关重要。

热冲击效应试验研究

沥青路面施工过程中针对不同沥青类型以及沥青油与沥青混合料的不同，沥青加热温度和沥青混合料摊铺温度都不尽相同，公路行业标准《公路沥青路面施工技术规范》给出了详尽的规定。在西藏地区常用的90号石油沥青，沥青加热温度一般为150~160℃，沥青混合料出料温度一般为140~160℃，混合料摊铺温度低温施工条件下一般不低于140℃。改性沥青加热温度一般为160~165℃，成品改性沥青加热温度一般不大于175℃，混合料摊铺温度一般不低于160℃。拉林高等级公路是在半刚性水稳基层上撒布90号热沥青后铺设聚丙烯土工布，然后实施改性沥青同步碎石封层，再进行下面层铺筑。因此该聚丙烯土工布受到三次不同温度、不同温度时长的热冲击作用，本文通过设计空气环境热冲击和热沥青冲击试验，研究聚丙烯土工布物理力学性质的变化。

空气环境热冲击试验

试验设计

考虑到拉林高等级公路路面工程中的聚丙烯土工布受到90号普通沥青黏层、改性沥青下封层和下面层普通沥青混合料摊铺时的三种热冲击，首先研究空气热环境下对土工布的性能影响，将土工布剪裁好，置于不同温度条件的烘箱内，热冲击完成后进行顶破和刺破试验。热冲击试验工况如下：

(1)加热温度为140℃，加热时间30min，模拟下面层普通沥青混合料摊铺后，对土工布的性能的影响；

(2)加热温度为150℃，加热时间5min，模拟普通沥青黏层撒布后对土工布热冲击的性能影响；

(3)加热温度为180℃，加热时间5min，模拟改性沥青下封层撒布后对土工布热冲击的性能影响。

试验结果及分析

根据土工布顶破强度和刺破强度试验研究，试样均加工成圆形，热冲击前顶破试件直径为30cm，刺破试件直径为14cm。经过上述三种工况热冲击后，各试件土工布均有不同程度的收缩。试验结果表明，顶破试件在150℃，5min热冲击后直径收缩至29cm，缩小约3%；在经历180℃，5min热冲击后直径收缩28cm，缩小近7%。刺破试件经历150℃热冲击后直径为13.5cm，缩小约3%。随着热冲击温度升高，聚丙烯土工布颜色逐步变深，这是由于聚丙烯材料发生热老化引起的；同时随着热冲击温度升高，聚丙烯土工布收缩变形逐步加大。

对热冲击前及不同热冲击条件后的聚丙烯土工布进行顶破强度和刺破强度试验。试验结果表明，热冲击后土工布性能并没有产生大幅变化，热冲击后顶破强度有些提高，提高范围在5.7%~19.4%；热冲击后刺破强度有些降低，降低了7.1%~5.7%。总体来说聚丙烯土工布受空气热冲击后，其力学性能影响不大。

热沥青冲击试验

试验设计

针对聚丙烯土工布在摊铺过程中受到普通热沥青和改性热沥青的热冲击，设计了热沥青冲击沥青涂布试验。根据拉林高等级公路土工布受到热沥青冲击的实际情况，在土工布正反表面分别涂布90号普通热沥青和改性热沥青，沥青总用量控制在2.0kg/m2，普通热沥青和改性热沥青温度分别为140℃和170℃。

试验结果及分析

对热冲击前土工布和不同工况热沥青冲击试样进行顶破强度与刺破强度试验。

试验结果表明：经历普通沥青热冲击后顶破强度提升了63%，刺破强度提升了3.3%，顶破变形从4.57mm增加到5.93m提升了29.8%；经历改性沥青热冲击后顶破强度提升了81.4%，刺破强度提升了17.9%，顶破变形从4.57mm增加到6.64m提升了45.3%。

聚丙烯土工布用于路面抗裂中，经过沥青浸润热冲击后，无论是使用普通沥青还是改性沥青热冲击后的顶破和刺破强度都有了较大幅度的增长，顶破位移也得到了提升，并且土工布未发生明显的融化和收缩现象。这说明聚丙烯土工布经历普通热沥青黏层油和改性沥青同步封层，两次热作用后，其韧性变得更好，抵抗外力(如半刚性基层不平整、压路机轮胎携带碎石)穿透刺破能力得到加强。

得出如下结论：

(1)聚丙烯土工布自身材料的吸油率为411.3%，单位面积吸油量为778.3g/m2。

(2)聚丙烯土工布在空气环境热冲击后会发生收缩，收缩率为3%~7%，随着热冲击温度升高，其颜色逐步变深，收缩变形逐步加大。

(3)聚丙烯土工布经历普通沥青热冲击后顶破强度提升了63%，刺破强度提升了3.3%，顶破变形从4.57mm增加到5.93mm提升了29.8%；经历改性沥青热冲击后顶破强度提升了81.4%，刺破强度提升了17.9%，顶破变形从4.57mm增加到6.64m提升了45.3%。

(4)实验表明：土工布用于路面防裂施工过程中合理准确控制沥青黏层油洒布量至关重要；土工布经历普通热沥青黏层油和改性沥青同步封层，两次热作用后，其韧性更强，抵抗外力(如半刚性基层不平整、压路机轮胎携带碎石)穿透刺破能力得到加强。

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