TB/T 3618.3-2025 铁路工程土工合成材料 第3部分:土工膜

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资源简介

  ICS 45.040 CCS S05

中 华 人 民 共 和 国 铁 道 行 业 标 准

TB/T 3618.3—2025

铁路工程土工合成材料 第3部分:土工膜

Geosynthetics for railway engineering一 Part 3:Geomembrane

2 0 2 5 - 1 0 - 3 0 发 布

国 家 铁 路 局 发 布

前 言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。

本文件是TB/T 3618《铁路工程土工合成材料》的第3部分。TB/T 3618已经发布了以下部分:

——第1部分:土工格室;

——第2部分:土工格栅;

——第3部分:土工膜;

—第4部分:土工布。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由铁路行业工务工程设备标准化技术归口单位提出并归口。

本文件起草单位:中国铁路经济规划研究院有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中国铁 道科学研究院集团有限公司、宏祥新材料股份有限公司、山东浩阳新型工程材料股份有限公司、泰安路 德工程材料有限公司、宏诚合成材料(江苏)有限公司。

本文件主要起草人:周诗广、曾长贤、杨常所、丁光文、王亚飞、蔡德钩、闫宏业、崔占明、李洪振、 陆诗德、曹东方。

引 言

土工合成材料是工程建设中应用的以人工合成或天然聚合物为主要原料制成的工程材料的总称。 土工合成材料具备防渗、排水、反滤、加筋、防护、隔离、包裹和保温等功能,在铁路路基地基处理、基床 加固与处理、路基支挡、边坡防护、路基和隧道防排水、无砟轨道隔离层等工程建设中应用广泛。TB/T 3618旨在规范铁路土工合成材料产品的技术要求,为铁路工程用土工格室、土工格栅、土工膜、土工布、 排水材料的生产、销售和产品质量检验验收提供依据,拟由五个部分构成。

——第1部分:土工格室。目的在于规范铁路路基工程用土工格室的产品质量。

—第2部分:土工格栅。目的在于规范铁路路基工程用土工格栅的产品质量。

——第3部分:土工膜。目的在于规范铁路路基工程用土工膜(含复合土工膜)的产品质量。

——第4部分:土工布。目的在于规范铁路工程用土工布的产品质量。

——第5部分:排水材料。目的在于规范铁路路基工程用排水材料的产品质量。

铁路工程土工合成材料 第3部分:土工膜

1 范围

本文件规定了土工膜(含复合土工膜)的术语和定义,产品分类、命名、规格及应用,技术要求,试验 方法,检验规则,以及标志、包装、运输和储存要求。

本文件适用于铁路路基工程用土工膜(含复合土工膜)。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。

GB/T 1033.2 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第2部分:密度梯度柱法

GB/T5470 塑料 冲击法脆化温度的测定

GB/T 12027 塑料 薄膜和薄片 加热尺寸变化率试验方法

GB/T 13762 土工合成材料 土工布及土工布有关产品单位面积质量的测定方法

GB/T 13763 土工合成材料 梯形法撕破强力的测定

GB/T 16422.1 塑料 实验室光源暴露试验方法 第1部分:总则

GB/T 16422.2 塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分:氙弧灯

GB/T 16422.3 塑料 实验室光源暴露方验方法 第3部分:荧光紫外灯

GB/T 17630 土工合成材料 动态穿孔试验 落锥法

GB/T 17631 土工布及其有关产品 抗氧化性能的试验方法

GB/T 17632 土工布及其有关产品 抗酸、碱液性能的试验方法

GB/T 17633 土工布及其有关产品 平面内水流量的测定

GB/T 17635.1 土工布及其有关产品 摩擦特性的测定 第1部分:直接剪切试验

GB/T 17636 土工布及其有关产品 抗磨损性能的测定 砂布/滑块法

GB/T 17637 土工布及其有关产品 拉伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能的测定

GB/T 17643—2025 土工合成材料 聚乙烯土工膜

GB/T 19466.6 塑料 差示扫描量热法( DSC) 第6部分:氧化诱导时间(等温 OIT)和氧化诱导 温度(动态OIT)的测定

GB/T 19978 土工布及其有关产品 刺破强力的测定

FZ/T 60011 复合织物剥离强力试验方法

QB/T 1130 塑料直角撕裂性能试验方法

TB/T 3618.4 铁路工程土工合成材料 第4部分:土工布

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

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3.1

土工膜 geomembrane

以高分子聚合物为基础原料生产的防水阻隔型材料。

3.2

复合土工膜 composite geomembrane

用土工布或其他材料作基材,与土工膜结合制成的复合材料。

3.3

无纺布复合土工膜 composite geomembrane with nonwoven geotextile

用聚酯或聚丙烯长丝无纺土工布等作基材,与土工膜结合制成的复合材料。

3.4

有纺布复合土工膜 composite geomembrane with woven geotextile

用聚丙烯、聚酯长丝有纺土工布等作基材,与土工膜结合制成的复合材料。

3.5

防水隔断型复合土工膜 partitioned waterproof composite geomembrane

对地下毛细水、孔隙潜水等地下水进行物理隔断而铺设的复合土工膜。

3.6

横向排水型复合土工膜 transverse draining composite geomembrane

为避免地表水下渗而铺设的兼具竖向隔水、横向排水等功能的复合土工膜。

3.7

加筋型复合土工膜 reinforced composite geomembrane

在隔断地下水或防止地表水下渗等工程中铺设的兼具加筋等功能的复合土工膜。

3.8

标称强度 nominal strength at break

相应型号产品要求的最小抗拉断裂强度值。

3.9

伸长率 elongation rate

试样拉伸时的伸长量与标距长度的比值。

注 :伸长率用百分比表示。

3.10

抗拉断裂强度 tensile break strength

在拉伸试验中,试样拉伸至断裂时的拉力,按试样初始宽度折算成单位宽度的拉力。 注:抗拉断裂强度用千牛每米(kN/m)表示。

3.11

断裂伸长率 elongation rate at break

试样拉伸至断裂时的伸长率。

注 :断裂伸长率用百分比表示。

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3.12

抗拉屈服强度 tensile yield strength

在拉伸试验中,试样拉伸至屈服(拉力不增加而应变增加)时的拉力,按试样初始宽度折算成单位 宽度的拉力。

注:抗拉屈服强度用千牛每米(kN/m) 表示。

3.13

屈服伸长率 yield elongation rate

试样拉伸至屈服时的伸长率。

注:屈服伸长率用百分比表示。

3.14

抗穿刺强力 bursting strength

直径8mm的平头顶杆垂直顶压试样直到破裂的过程中测得的最大力。

注 :抗穿刺强力用牛( N) 表示。

3.15

CBR 顶破强力 CBR bursting strength

直径50mm的平端顶压杆垂直顶压试样直到穿透的过程中测得的最大力。

注 :CBR 顶破强力用千牛(kN) 表示。

3.16

剥离强度 peel strength

将粘贴在一起的材料,从接触面上剥离分开时其单位宽度上所能承受的平均载荷。

注:剥离强度用千牛每米(kN/m)表示。

4 产品分类、命名、规格及应用

4.1 产品分类

铁路工程用土工膜产品分类如下:

a) 土工膜按原材料分类主要为高密度聚乙烯(HDPE)土工膜;

b) 复合土工膜按基材产品类型可分为无纺布复合土工膜、有纺布复合土工膜等;

c) 复合土工膜按使用功能可分为防水隔断型复合土工膜、横向排水型复合土工膜及加筋型复合 土工膜等;

d) 复合土工膜按产品结构可分为一布一膜、二布一膜等。

4.2 产品命名

4.2.1 高密度聚乙烯土工膜

高密度聚乙烯土工膜命名方法如下:

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—产品厚度,单位为毫米(mm)

产品材质:HDPE——高密度聚乙烯

产品代号:GMB——土工膜

示例:

GMB/HDPE-0.3 表示土工膜膜材为高密度聚乙烯,膜厚为0.3mm。

4.2.2 复合土工膜

复合土工膜命名方法如下:

膜材厚度,单位为毫米(mm)

——基材布单位面积质量,单位为克每平方米(g/m²),2 层及以上时,

为总的单位面积质量

标称强度,单位为千牛每米(kN/m)

膜材及层数:膜材,HDPE——高密度聚乙烯 层数为n, 层数为1时可省略

基材及层数:基材,PETFNG——聚酯长丝无纺土工布

PPFNG——聚丙烯长丝无纺土工布

PPFWG——聚丙烯长丝有纺土工布

PETFWG——聚酯长丝有纺土工布 层数为m, 层数为1时可省略

产品代号:GMB2——复合土工膜

示例1:

GMB2/PETFNG2/HDPE-16-700-0.35表示复合土工膜,基材为二层聚酯长丝无纺土工布,膜材为一层高密度聚乙烯 土工膜,二布一膜,标称强度为16 kN/m, 总单位面积质量为700 g/m², 膜材厚度为0.35 mm。

示例2:

GMB2/PPFWG2/HDPE-65-600-0.3 表示复合土工膜,基材为二层聚丙烯长丝有纺土工布,膜材为一层高密度聚乙烯 土工膜,二布一膜,经向标称强度为65 kN/m, 总单位面积质量为600 g/m², 膜材厚度为0.3 mm。

4.3 产品规格

4.3.1 高密度聚乙烯土工膜可按土工膜厚度编制规格,主要厚度:0.3 mm 、0.5 mm 、0.75mm 、1.0mm、 1.25 mm 、1.5mm。

4.3.2 无纺布复合土工膜可按产品标称强度编制规格,主要标称强度:14 kN/m 、16kN/m 、18kN/m、 20 kN/m 、22 kN/m。

4.3.3 有纺布复合土工膜可按经向标称强度编制规格,主要标称强度:50 kN/m 、65 kN/m 、80 kN/m、 100 kN/m 、120 kN/m。

4.3.4 其他产品规格,由供需双方商定。

4.4 产品应用

铁路工程用土工膜主要产品应用应符合表1的规定。

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表 1 铁路工程用土工膜产品应用分类

5 技术要求

5.1 一般要求

产品技术性能指标可分为基本项和选择项,基本项均为考核项,选择项根据设计需要确定,一经选 定为考核项,不应随意更改。

5.2 高密度聚乙烯土工膜

5.2.1 原材料

铁路工程用土工膜应采用聚乙烯原生树脂,密度不应小于0.932 g/cm³。

5.2.2 外观质量

高密度聚乙烯土工膜产品颜色为黑色,外观质量应符合表2的规定。

表2 高密度聚乙烯土工膜外观质量

5.2.3 技术性能

高密度聚乙烯土工膜技术性能基本项应符合表3的规定。

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表3 高密度聚乙烯土工膜技术性能(基本项)

5.3 无纺布复合土工膜

5.3.1 材料要求

5.3.1.1 产品使用的膜材为高密度聚乙烯土工膜,技术要求应符合5.2的规定。

5.3.1.2 产品使用的基材为聚酯或聚丙烯长丝无纺土工布,技术要求应符合 TB/T 3618.4 的相关 规定。

5.3.2 外观质量

无纺布复合土工膜外观质量应符合表4的规定。

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表4 无纺布复合土工膜外观质量

5.3.3 技术性能

5.3.3.1 无纺布复合土工膜技术性能基本项应符合表5的规定。

表5 无纺布复合土工膜技术性能(基本项)

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表 6 耐静水压

5.3.3.2 无纺布复合土工膜技术性能选择项包括幅宽、动态穿孔(落锥)特性、刺破强力、平面内水流 量、摩擦特性、抗紫外线性能、耐酸碱性能、抗氧化性能、蠕变性能、抗磨损性能、定负荷伸长率及定伸长 负荷等。选择项的标准值按设计要求确定。

5.4 有纺布复合土工膜

5.4.1 材料要求

5.4.1.1 产品使用的膜材为高密度聚乙烯土工膜,技术要求应符合5.2的规定。

5.4.1.2 产品使用的基材为聚丙烯或聚酯长丝有纺土工布,技术要求应符合 TB/T 3618.4 的相关 规定。

5.4.2 外观质量

有纺布复合土工膜外观质量应符合表7的规定。

表7 有纺布复合土工膜外观质量

5.4.3 技术性能

5.4.3.1 有纺布复合土工膜技术性能基本项应符合表8的规定。

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表8 有纺布复合土工膜技术性能(基本项)

5.4.3.2 选择项应包括幅宽、动态穿孔(落锥)特性、刺破强力、平面内水流量、摩擦特性、耐酸碱性 能、抗氧化性能、蠕变性能、抗磨损性能、定负荷伸长率及定伸长负荷等。选择项的标准值按设计要求 确定。

6 试验方法

6.1 取样和试样制备

除特殊要求外,取样和试样制备应按附录A的规定进行。

6.2 外 观

外观在自然光线下距产品0.5m 处目测,晶点、僵块和杂质等尺寸用精度不应低于0.1mm的量具 测量。

6.3 尺 寸

土工膜厚度和宽度、复合土工膜宽度应按附录B的规定测量。

6.4 土工膜抗拉断裂强度、抗拉屈服强度及伸长率

土工膜抗拉断裂强度、抗拉屈服强度及断裂伸长率、屈服伸长率应按附录C 的规定测定。

6.5 复合土工膜抗拉断裂强度及伸长率

复合土工膜抗拉断裂强度及断裂伸长率应按附录D的规定测定。

6.6 抗穿刺强力

土工膜的抗穿刺强力应按附录E 的规定测定。

6.7 CBR 顶破强力

复合土工膜CBR 顶破强力应按附录F的规定测定。

6.8 炭黑含量

土工膜的炭黑含量应按附录G 的规定测定。

6.9 灰分含量

土工膜的灰分含量应按附录G 的规定测定。

6.10 炭黑分散性

土工膜的炭黑分散性应按附录H 的规定测定。

6.11 耐静水压

复合土工膜的耐静水压应按附录I 的规定测定。

6.12 密度

土工膜的密度应按GB/T 1033.2的规定测定。

6.13 直角撕裂负荷

土工膜的直角撕裂负荷应按QB/T 1130的规定测定,试验速度为50 mm/min±5mm/min。

6.14 氧化诱导时间( OIT)

土工膜的氧化诱导时间应按GB/T 19466.6的规定测定。

6.15 低温冲击脆化性能

土工膜的低温冲击脆化性能应按GB/T 5470的规定测定,在-70℃下,冲击30个样品,25个以上 不破坏为通过。

6.16 尺寸稳定性

土工膜的尺寸稳定性应按GB/T 12027 的规定测定,试验温度为100℃,时间15min。

6.17 单位面积质量

复合土工膜单位面积质量应按GB/T 13762的规定测定。

6.18 撕破强力

复合土工膜的撕破强力应按GB/T 13763的规定测定。

6.19 动态穿孔( 落 锥 )特 性

复合土工膜的动态穿孔(落锥)特性应按GB/T 17630的规定测定。

6.20 摩擦特性

复合土工膜的摩擦特性应按GB/T 17635.1的规定测定。

6.21 平面内水流量

复合土工膜的平面内水流量应按GB/T 17633的规定测定。

6.22 蠕变性能

复合土工膜的蠕变性能应按GB/T 17637的规定测定。

6.23 抗氧化性能

复合土工膜的抗氧化性能应按GB/T 17631的规定测定。

6.24 耐酸碱性能

复合土工膜的耐酸碱性能应按GB/T 17632的规定测定。

6.25 刺破强力

复合土工膜的刺破强力应按GB/T 19978的规定测定。

6.26 抗紫外线性能

复合土工膜的抗紫外线性能应按GB/T 16422.1~GB/T 16422.3的规定测定,测定光照前后强力 保持率,试验时间可根据需要选定。

6.27 抗磨损性能

复合土工膜的抗磨损性能应按GB/T 17636的规定测定。

6.28 剥离强度

复合土工膜的剥离强度应按FZ/T 60011的规定测定,试样采用50 mm宽。

6.29 定负荷伸长率和定伸长负荷

复合土工膜定负荷伸长率和定伸长负荷应按附录D的规定测定,在拉伸试验过程中,测取达到规 定负荷时的伸长率和(或)达到规定伸长率时的强度值。

7 检验规则

7.1 检验类别和检验项目

7.1.1 土工膜检验分为出厂检验和型式检验,检验项目应符合表9的规定。 表 9 出厂检验和型式检验项目

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表 9 出厂检验和型式检验项目( 续 )

7.1.2 正常情况下每年进行一次型式检验,存在下列情况之一时,也应进行型式检验:

a) 初次投产或转场生产时;

b) 产品原料、配方、工艺、结构有较大变化时;

c) 产品停产超过六个月恢复生产时;

d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。

7.2 组批与抽样

7.2.1 土工膜产品应以批为单位进行出厂检验。

7.2.2 以同一批原料、相同工艺、连续生产的同一规格的产品为一批。每批数量不超过1.0×10⁵m²。

7.2.3 产品应以批为单位进行抽样,随机抽取3卷。

7.3 判定规则

7.3.1 出厂检验的判定规则应符合下列规定。

a) 所有检验项目均合格,则该批产品可判定为合格。

b) 表9序号1~序号3检验项目中有不合格项时,则应在该批产品中重新抽取双倍样品进行复 检,复检合格后则判定该项目为合格;若复检仍不合格,应判定该项目不合格。

7.3.2 型式检验应满足所有检验项目合格方可判定为合格。

8 标志、包装、运输和储存

8.1 标志

8.1.1 产品出厂时,每卷应附有产品合格证,并盖有质检员章。包装或合格证应包括下列内容:

a) 产品名称、规格及尺寸;

b) 产品执行标准;

c) 生产日期及批号;

d) 生产企业名称、地址及商标。

8.1.2 产品上应有明显的永久性厂标。

8.2 包 装

应按定长成卷捆扎,可采用黑色薄膜、编织袋进行包装,特殊情况按供需双方商定进行。

8.3 运输

产品在装卸运输过程中,避免与尖锐物品混装运输,不应抛摔,避免剧烈冲击,保持外包装完整。

8.4 储存

产品应存放在避光、通风、干燥、清洁的场所。产品堆存高度应不超过4 m, 并远离热源、火源。储 存时间超过12个月,使用前应重新进行检验。

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附 录 A

(规范性)

取样和试样制备

A. 1 取样程序

土工膜多以卷装包装,一定数量的卷装构成了一批产品,取样时首先应确定作为样品来源的卷装 单元个数。确定卷装数量的原则如下:

a) 根据产品标准规定的数量;

b) 根据有关双方的协议。

A.2 选择卷装

抽取的卷装个数确定后,到成品车间、仓库或交货场地选择卷装。选择卷装应尽量做到随机抽取, 并使选择的卷装无破损;如有包装,包装应完整。

A.3 剪样品

卷装选好后,从所选的卷装上剪取全幅宽的至少1延米作为样品,并符合下列规定。

a) 样品长度:剪取的样品应能满足所有的检测项目对试样尺寸的要求,保证全套试验的试样在 同一样品裁取。一般根据产品的幅宽和被检测产品的多少确定样品长度。

b) 样品应避开的地方:卷装的头两层,即卷装的头端;污渍、折痕、破洞以及因非生产原因产生的 其他可见疵点。如果不避开这些疵点,则应剪取较大的样品,以保证剪取试样时能避开。

A.4 标记样品

为保证正确识别样品,剪取样品后,应对样品进行标记。标记内容如下:

a) 当产品的两面不同时,应有明显的标识;

b) 用箭头或其他标记在样品上标明卷装的长度方向,即产品的纵向或横向;

c) 商标、或生产者、或供方;

d) 产品名称及其类型;

e) 卷号;

f) 取样日期。

A.5 保存样品

剪取样品并做好标记后,将其卷起,不应折叠,交送试验室。如暂不进行试验,可将样品保存在干 净、干燥及阴凉避光处。

A.6 试样制备

根据被检项目有关的试验方法标准中规定的试样数量和尺寸,从样品上剪取试样并作标记,并符 合下列规定:

a) 试样剪取距样品边缘至少100 mm,最好避开样品上的标记,以备核查;

b) 试样应具有代表性,不同试样应避免位于同一纵向或横向位置上,即采用梯形取样法,如果不 可避免(如卷装、幅宽较窄),应在测试报告中注明情况;

c) 对各试样面积精度要求高的项目,最好用切样器或试样模型冲切,以保证各块尺寸的一致性;

d) 在每块试样上标记方向、正反面等内容;

e) 对每项测试所用全部试样,应予以编号。

A.7 试样状态调节

A.7 .1 土工膜产品应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%的环境中状态调节24h。

A.7.2 如果确认试样不受环境影响,则可省去状态调节处理,但应在记录中注明测试时的温度和 湿度。

A.7.3 各项指标测试中,无特殊要求时,试验室环境温度与湿度的要求同A.7.1~A.7.2。

附 录 B

(规范性)

厚度及宽度测量

B. 1 土工膜厚度测量

B. 1.1 设 备

试验采用厚度测量仪,并应符合下列规定:

a) 最小分度值为0.001 mm,测量仪所有测量面应抛光;

b) 每一测量面直径为2.5 mm~10mm, 上下测量面不平行度小于0.005 mm,下测量面应可 调节;

c) 测量面对试样施加的压力宜为0.5 N~1.0N。

B.1.2 试样

试样制备及要求应符合下列规定:

a) 按附录A 规定进行裁剪试样和状态调节;

b) 每组试样数量不少于10个;

c) 试样直径应大于试验仪器测头直径的5倍。

B. 1.3 测 量

测量应符合下列规定:

a) 试样表面和测量仪的各测量面应保持清洁,无油污、灰尘等污染;

b) 测量前应校准测量仪零点,在每组试样测量后应重新检查其零点;

c) 沿试样幅宽方向,按100 mm~200 mm 等间距测量厚度,始末两个测量点应距样品边缘不小于

50 mm;

d) 提起测头,将试样自然平放在两测量面之间,平缓放下测头,使试样受到规定压力,待读数稳 定后记录读数。

B.1. 4 计算

测量结果应按下列规定计算:

a) 平均厚度为所量测量值的算术平均值,精确至0.001mm;

b) 按公式(B.1) 计算厚度极限偏差。

△=[(dmn-d₀)/d₀]×100% ……………………(B.1)

式中:

△——厚度极限偏差,用百分比(%)表示;

dmn——实测最小厚度,单位为毫米(mm); d₀——平均厚度,单位为毫米(mm)。

B.2 宽度测量

B. 2.1 设 备

精度为1mm 的钢板尺或钢卷尺。

B. 2.2 测量

将土工膜卷展开至平整状态,展开长度至少5m, 用钢卷尺沿宽度方向测量至少测量三个点的实际 宽度。

B. 2.3 计 算

测得的宽度平均值即为试样的宽度,精确至1mm。

附 录 C

(规范性)

土工膜拉伸试验

C.1 原理

沿试样纵向主轴恒速拉伸,直到断裂,或应力(负荷)或应变(伸长)达到某一预定值,测量在这一 过程中试样承受的负荷及其伸长。

C.2 设备

C.2.1 拉伸试验仪应符合下列规定。

a) 量程1000 N~3000 N,并具有等速拉伸功能。

b) 应配置引伸计,能自动记录拉力-伸长量曲线。荷载指示值或记录值应准确至1%,伸长量的 测量读数应准确至1mm。

c) 试验夹具的夹持面应平行,应能防止试样滑动。

C.2.2 厚度测量仪应符合下列规定:

a) 最小分度值为0.001mm,测量仪所有测量面应抛光;

b) 每一测量面直径为2.5 mm~10mm, 上下测量面不平行度小于0.005 mm,下测量面应可 调节;

c) 测量面对试样施加的压力宜为0.5 N~1.0N。

C.2.3 冲片机:冲切行程为25 mm。

C.2.4 哑铃型裁刀:试样刀具见图C.1, 并符合下列规定:

a) 采用优质工具钢制造,确保刀口锋利无缺口,以防止试样形成粗糙的边缘;

b) 裁刀尺寸应符合表C.1 的规定。

A

说明:

A——总长度;

B——端部宽度;

C——狭窄部分长度; D——狭窄部分宽度; E——外侧过渡半径; F——内侧过渡半径。

图C. 1 哑铃型裁刀示意图

表C. 1 哑铃型裁刀尺寸

单位为毫米

C.3 试样

C.3.1 取样和试样制备应符合附录A 的规定。

C.3.2 每组试样数量不少于5个。

C.3.3 经裁刀冲切后的哑铃型试样尺寸应符合图C.2 的要求。

说明:

L₀——标距长度25 mm±0.25mm;

L₁——窄平行部分长度33mm±2mm;

L₂——夹具间初始距离80 mm±5mm;

L₃——总长115mm;

d ——厚度;

R——大半径25mm±2mm;

r——小半径14 mm±1mm;

b₁——端部宽度25mm±1mm;

b——窄平行部分宽度6mm±0.4 mm。

图C.2 哑铃型试样示意图

C.4 测试

试验步骤应按下列规定进行。

a) 在 A.7.1 规定的环境条件下进行试样状态调节和试验。

b) 测读每块试样狭窄部分的宽度:在每个试样中部距每端5mm 以测量宽度b, 精确至0.1mm。

c) 将试验机夹具的初始距离调整到80mm, 试验机量程宜使试样最大测试值在满量程的10%~ 90%范围内。设定拉伸速率为50 mm/min。

d) 将试样放入夹具内,使试样的长轴线与试验机的轴线成一条直线,不应歪扭,然后平稳而牢固

地夹紧夹具,防止试样滑移。

e) 将引伸计安装到试样的标距上并调正。

f) 开启试验机,直至试样被拉断。读取最大拉力、标距及断裂时的最大长度。

g) 当试样打滑或被钳口夹坏,则应对夹具进行适当的调整或在试样和夹具之间衬入保护层。若 试样在钳口内打滑,或在钳口边缘、钳口内被夹坏,且该测值小于平均值80%,则该试验结果 应予剔除,并增补试样。

C.5 计算

C.5.1 抗拉断裂强度按公式( C.1) 计算。

T=F/b …………………………(C.1)

式中:

T——抗拉断裂强度,单位为千牛每米(kN/m);

F——试样拉伸至断裂时最大拉力,单位为牛( N);

b——试样窄平行部分宽度,单位为毫米(mm)。

C.5.2 抗拉屈服强度按公式(C.2) 计算。

T,=F₄/b ……… ………………(C.2)

式中:

T,——抗拉屈服强度,单位为千牛每米(kN/m);

F——试样拉伸出现应力不增加而应变增加时的最初拉力,单位为牛(N);

b——试样窄平行部分宽度,单位为毫米(mm)。

C.5.3 断裂伸长率按公式( C.3) 计算。

ε= △₁/L₀×100% …………………………(C.3)

式中:

8——断裂伸长率,用百分比(%)表示;

L₀—— 试样的标距长度,单位为毫米(mm);

△,——试样拉伸至断裂时试样标距间长度的伸长量,单位为毫米(mm)。

C.5. 4 屈服伸长率按公式( C.4) 计算。

8y=△,/L₀×100% …… …………………(C.4)

式中:

8y——屈服伸长率,用百分比(%)表示;

△,——试样拉伸出现应力不增加而应变增加时最初应力的拉伸应变伸长量,单位为毫米(mm)。 C.5.5 计算各指标的平均值、标准差和变异系数。

附 录 D

(规范性)

复合土工膜拉伸试验

D. 1 原理

将试样整个宽度夹持在拉伸试验机的夹具上,对试样进行拉伸直至试样断裂。试样的抗拉伸性能 由试验机的记录装置记录并计算。

D. 2 设 备

试验采用拉伸试验机,并应符合下列规定。

a) 具有等速拉伸功能。

b) 夹具钳口面应能防止试样在钳口内打滑,并应能防止试样在钳口内被夹损伤。两个夹具的夹 持面应在一个平面内。宽条试样有效宽度为200 mm,夹具实际宽度不小于210mm;窄条试样 有效宽度为50 mm,夹具实际宽度应不小于60 mm。

c) 荷载指示值或记录值应准确至1%。

d) 伸长量的测量读数应准确至1mm。

e) 应能自动记录拉力-伸长量曲线。

f) 夹具钳口面用于夹持试样的固定螺母应为3个螺母,或气动夹具。

D.3 试 样

D.3.1 取样和试样制备应符合附录A的规定。

D.3.2 试样应按A.7.1 的规定进行状态调节。

D.3.3 试样数量:在样品的纵向和横向各剪取至少5块试样。

D.3.4 试样尺寸:裁取试样宽度200 mm±1mm, 长度不小于200 mm,实际长度视夹具而定,应有足够 的长度使试样伸出夹具,试样计量长度为100 mm。

D. 4 测试

D.4.1 调整

设定隔距长度为100 mm,拉伸速率为20 mm/min。选择试验机的量程,使最大负荷落在满量程负 荷的30%~90%范围之间。

D.4.2 夹持试样

将试样对中放入夹具内夹紧,注意纵向和横向试验的试样长度与拉伸力方向平行。合适的方法是 将预先画好的横贯试验宽度且相隔100mm的两条标记线与上下钳口的边缘重合。

D.4.3 测定拉伸性能

D.4.3.1 开启试验仪的同时应启动记录装置,记录拉力-伸长量曲线,连续运转直至试样破坏,停机。

D.4.3.2 若试样在钳口内打滑,或在钳口边缘、钳口内被破坏,且该测试值小于平均值的80%,则该试 验结果应予删除,并增补试样。

D.4.3.3 当试样在钳口内打滑或大多数试样被钳口夹坏,宜采取下列改进措施:

a) 钳口内加衬垫;

b) 钳口内的试样用涂层加强;

c) 改进钳口面。

注:无论采用了何种修改措施,在试验报告中需注明修改的方法。

D.4.4 测定伸长率

使用合适的记录装置测量在任一特定负荷下试样实际夹持长度的增加。

D.5 计算

D.5.1 抗拉断裂强度

每个试样的抗拉断裂强度按公式(D.1) 计算。

T=F₁/b ………… … ………(D.1)

式中:

F₁——记录的最大负荷,单位为牛( N);

b——试样窄平行部分宽度,单位为毫米( mm)。

D.5.2 断裂伸长率

每个试样的断裂伸长率按公式(D.2) 计算。

ε= △/L₁×100% ……………… ………(D.2)

式中:

L₁——试样窄平行部分长度,单位为毫米(mm);

△₂——最大拉力时试样计量长度的伸长量,单位为毫米(mm)。

D.5.3 平均值和变异系数

分别计算纵向和横向两组试样的抗拉断裂强度、断裂伸长率的平均值及变异系数。抗拉断裂强度 精确至三位有效数字,伸长率精确至1%,变异系数精确至0.1%。

附 录 E

(规范性)

土工膜抗穿刺强力的测定

E.1 原理

试样在不受拉伸的情况下夹在两圆板之间,用环形夹具牢固固定,使用与力传感器相连的金属压 棒对试样中心施加压力,直到试样被刺穿。所施加的最大力作为试样的抗穿刺强力。

E.2 设 备

试验设备应包括下列内容:

a) 具有恒速、自动记录功能的拉伸/压缩测试仪,精度1%、量程1000 N~3000 N。

b) 环形夹具应由内圆直径为45 mm±0.025 mm 的同心圆盘所组成,夹住试样使之不能滑动。 夹具见图E.1 。 盘子外圆直径为100mm±0.025mm 。 用于固定环形夹具的6个螺孔的直径 为 8mm, 应均匀分布在半径为37 mm±0.025mm 的圆周上。圆盘的夹持面应带○形密封圈 的凹槽,或在相对的两个夹持面上粘上砂纸。

单位为毫米

土工膜- 圆盘的夹持面由

○形的凹槽组成, 或在相对的两个 夹持面粘上粗糙 的砂纸

图 E.1 试验安装示意图

c) 金属压棒直径为8mm±0.1mm, 底端平头,有一个45°(0.8 mm)的倒角,钢棒底端的平头和 试样表面接触时应保持压棒轴线与试样表面垂直,见图E.2。

单位为毫米

斜角

8±0.1

0.8×45°斜面

图 E. 2 试验穿刺针示意图

E .3 试 样

E.3.1 应在抽取的膜卷上去除外端不少于1m 后,裁取足够长度的整幅土工膜样品进行试验。

E.3.2 试样的最小直径应为100 mm。沿样品幅宽方向均匀裁取试样,两端试样到土工膜幅宽边缘的 距离应不小于150 mm。

E.3.3 每组试样数量不应少于15个。

E.4 测 试

E.4.1 试验用标准大气温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%。

E.4.2 试验步骤应下列规定进行:

a) 选择拉伸/压缩测试仪的负荷量程以保证刺穿发生在满量程负荷的10%~90%之间;

b) 将试样牢固夹持在圆盘中间;

c) 以300 mm/min±10mm/min 的试验空载速度进行试验,直到金属棒完全刺穿试样;

d) 记录最大力值作为抗穿刺强力。

E. 5 计算

取所有试样抗穿刺强力的算术平均值为样品的抗穿刺强力。

附 录 F

(规范性)

复合土工膜顶破试验

F. 1 原 理

将试样固定在规定的环形夹具内,用平头圆柱形顶压杆,以一定的速度垂直地顶向试样直至破裂, 指示出顶破强力及顶破位移。

F. 2 设 备

试验采用CBR顶破试验机或多功能材料拉伸、顶破试验机,并符合下列规定。

a) 具备等速加荷功能,行程大于100 mm,并应具有记录装置,记录加荷过程中的应力-应变曲线。 荷载指标值或记录值准确到1%;顶压杆位移准确至1mm;试验机速度为(60±5)mm/min。

b) 夹持设备见图F.1, 底座高度应大于100 mm,环形夹具内径为150 mm,其中心应在顶压杆的 轴线上。

c) 顶压杆见图F.2, 为直径50 mm、高度100 mm 的圆柱体,顶端边缘倒成2.5mm 半径的圆孤。

单位为毫米

图F. 1 夹持设备图

单位为毫米

图F. 2 顶压杆

F.3 试样

F.3.1 取样、试样制备及状态调节应符合附录A的规定。

F.3.2 裁取φ300 mm的圆形试样5块,在试样上不得有影响试验结果的可见疵点。在每块试样距外 圈5 cm 处均等开6条8 mm宽的槽(视夹持设备为准),见图F.3。

单位为毫米

图F. 3 试样图

F. 4 测试

F.4.1 试验用标准大气温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%。

F.4.2 校正仪器,顶压杆的下降速度为(60±5)mm/min。

F.4.3 将试样放入环形夹具内,试样在自然状态下拧紧夹具,以免试样在顶压过程中滑动或破损。再 将夹持设备放于试验机上,启动试验机,直到试样被完全顶破。如土工膜在夹具中明显滑动或破裂,则 废弃试样。

F. 4.4 试验记录。

试验记录应包括以下内容:

a) 顶破强力,即记录的最大力,单位为牛(N);

b) 顶破位移,单位为毫米(mm);

c) 顶压力与位移的关系曲线(根据需要);

d) 规定位移处的顶压力(根据需要),单位为牛(N)。

F.5 计 算

计算试样的顶破强力、顶破位移及规定位移处的顶压力(根据需要)的平均值和变异系数,顶破强 力计算至小数点后一位。变异系数用百分比表示(%)。

附 录 G

(规范性)

土工膜炭黑含量的测定(热失重法)

G. 1 原理

一定量的样品在氮气流中于(550±50)℃热解大约45 min,并在(900±50)℃煅烧。根据热解和煅 烧前后的质量差计算炭黑含量。

G. 2 设备

G. 2.1 精密天平:感量为0.1mg。

G.2.2 石英样品舟:长50mm~60mm, 用于装样品。

G.2.3 管式电炉:温度可达600℃以上,用于裂解试样。应具有将样品放入和取出的装置,管上装有 喷嘴以通过氮气和排除烟气;在喷嘴后面应用一孔板,用玻璃纤维塞住,以保证氮气流分布均匀。

G.2.4 马福炉:温度可达1000℃以上,用于煅烧试样。

G.2.5 除氧装置:串联的两根玻璃管,分别装有活性铜和乙酸锰,配有电热丝和温度控制装置。也可 用其他除氧装置。除氧后氮气中氧含量小于20 ppm。

G.2.6 流量计:用以控制氮气流量。

G.2.7 干燥器:用于装入样品舟的玻璃干燥器。

G. 3 试样

G.3.1 将瓷舟加热至赤红,取出放置5 min, 置于干燥器中冷却至室温,称量至恒重为止,精确至 0.000 1 g, 记录此质量为m。

G.3.2 在土工膜片材中任取3块样品,剪碎后在(20±2)℃下称取约1g样品,准确至0.0001g, 记录 此质量为m₁, 并将称好的样品放入样品舟中。

G. 4 测试

试验步骤应按下列规定进行。

a ) 将管式电炉升温至(550±50)℃。打开氮气钢瓶气阀,使氮气依次通过活性铜(预先加热到 180 ℃)和乙酸锰及流量计,然后进入管式电炉。调节流量计,使氮气通入管式电炉的流量为 200 mL/min, 时间大约为5min。

b) 将装有样品的样品舟移入管式电炉的中心,调节氮气流速为100 mL/min, 于(550±50)℃的 温度下解热45min。

c) 热解终了时,将样品舟移回至管式炉的低温部分。继续保持通入氮气10 min。

d) 取出样品舟,置于干燥器中冷却,称量,准确至0.0001 g, 记录此质量为m₂。

e) 将样品舟置于马福炉中煅烧,温度为(900±50)℃,直至炭黑全部消失为止。再放入干燥器 中冷却至环境温度后,称量,准确至0.0001g, 记录此质量为m30

G.5 计算

G.5.1 炭黑含量c 按公式(G.1) 计算,取三个试验结果的算术平均值,保留两位有效数字。

式中:

c ——炭黑含量,用百分比(%)表示;

m₁——试样质量,单位为克(g);

m₂——样品舟和试样在550 ℃热解后的质量,单位为克(g);

m₃——样品舟在900 ℃煅烧后的质量,单位为克(g)。

G.5.2 灰分含量c₁按公式(G.2) 计算,精确至两位有效数字。

式中:

c₁——灰分含量,用百分比(%)表示; m——样品舟质量,单位为克(g)。

…… …

………………

………(G.1)

………(G.2)

附 录 H

(规范性)

土工膜炭黑分散性的测定

H. 1 原理

将经过制备的试样置于显微镜下进行随机观察,计算每个随机观察区( Rf)中最大的炭黑团或内含 物的面积,再根据炭黑分散体参考图来判定其级数。

H.2 设备

试验设备应符合下列规定。

a) 薄片切片机:应采用旋转式或铲式超薄切片机,装有样品夹和小刀固定器。小刀应选用钢刀 或玻璃小刀。

b) 薄片切片机附件:应包括润滑剂、防尘罩和镊子。

c) 显微镜:双目光学显微镜或三目式显微镜,如拍摄显微镜照片,则应选用三目式显微镜。显微 镜应包括一个可移动的试样载物台、一个10倍目镜和一个5倍~20倍的放大物镜。使用过 程中,选择相应的物镜使得总的放大倍数可以达到50倍~200倍。

d) 显微镜附件:校准十字线(目镜千分尺),装在目镜里,并位于目镜镜头和物镜镜头之间。

e) 光源:可采用强度可变的外部白色光源。

f) 采用尺寸相同的盖玻片和载玻片。

g) 显微镜盖玻片的制作:从盖玻片的中心分别向两边隔5 mm处做记号,用玻璃蚀刻法和小刀 在做记号的位置沿长边刻出两条平行线。在每条刻线分别向外3.2 mm处做记号,对原始线 刻蚀平行线。最后完成的盖玻片如图H.1 所示。

试样

3.2 mm

随机观察区(Rf)

3.2mm

图H. 1 显微镜盖玻片轮廓图

H.3 试样

H.3.1 应在抽取的膜卷上去除外端不少于1m 后,裁取足够长度的整幅土工膜样品,沿幅宽方向随机 裁取5个样品,样品的大小约为2.5cm²。

H.3.2 裁取待测样品至合适尺寸,固定在薄片切片机的支架上,该支架能以1 μm的增量上下移动。

用四氯乙烷硬化喷雾,手动调节小刀,切出厚度在8μm~20μm 间的试样。

注 :四氯乙烷硬化喷雾的作用是使试样在切片前温度降至-15℃并硬化,防止切片时炭黑或其他组分的拖尾效应。 H.3.3 每个薄切片应符合下列规定:

a) 厚度为8μm~20μm, 允许足够的光通过,便于显微镜观测到炭黑团;

b) 没有大的缺陷,包括因刻痕或是钝口刀引起的缺口,或因重压或粗糙处理导致的切片局部撕 裂和扭曲。

注:当薄切片的厚度达20 μm 时,由于太厚而不能使足够的光线穿透薄片。薄切片最适宜的厚度为10 μm~ 15 μm,但其易卷曲,难于操作。操作时,可将润滑剂涂于小刀上,以利于试样黏附在刀刃上,并使它更容易从刀 刃上滑落到载玻片上。

H. 4 测试

H.4.1 在(20±2)℃标准环境中进行,状态调节时间不应少于4 h, 并在该条件下进行试验。

H.4.2 试验步骤应按下列规定进行。

a) 每个载玻片上放置5个试样,并将盖玻片盖在试样上,使盖玻片与试样观察区完全重合。

b) 通过调整显微镜透光强弱使目镜的十字线清晰。

c) 把装好的薄切片放在显微镜载物台上。

d) 选择物镜使放大倍数为100倍,检查每一个随机观察区(Rf), 并选定最大的炭黑团或内含物, 按GB/T 17643—2025 图 C.2 进行评级。

e) 重复以上步骤直到记录10组评级结果为止。从每个切片试样中选取的随机观察区不应多于 2个,且薄切片试样不应少于5个。

附 录 I

(规范性)

复合土工膜耐静水压的测定

I. 1 原理

样品置于规定装置内,对其两侧施加一定水力压差并保持一定时间,逐级增加水力压差,直至样品 出现渗水现象,记录其能承受的最大水力压差即为样品的耐静水压;也可测定在要求的水力压差下样 品是否有渗水现象,以判断其是否满足要求。

I. 2 设备

I.2.1 耐静水压的测定装置:包括进水调压装置、试样加压装置、压力测定装置等。图I.1 为一种实用 的耐静水压测定装置的示意图。

网 多孔板 进水

调压装置

图 I.1 耐静水压装置示意图

I.2.2 进水调压装置:包括水源、气源、调压阀等,调压范围至少为0~0.25 MPa,应具有压力恒定功 能,调压系统精度为±2%。

I.2.3 试样夹持及加压装置:由集水器、支撑网和多孔板组成,集水器一般为圆筒状,内腔直径为 200 mm±5mm (也可根据需要选用,但截面面积不小于200 cm²); 多孔板上均匀分布直径为3 mm± 0.05mm的小透孔,孔的中心间距为6mm;试样夹持后应保证无漏水。

I.2.4 压力测定装置:量程范围为0~2.5 MPa,分辨率为0.05 MPa。

I.3 试样

I.3.1 取样和试样制备应符合附录A 的规定。

I.3.2 试样数量和尺寸应符合下列规定:

a) 试样数量不少于3个;

b) 试样大小应适合于使用的仪器;

c) 试样上不应有损伤和疵点。

I. 4 测 试

I.4.1 试验步骤应按下列规定进行。

a) 开启进水加压装置,使水缓慢地进入并充满集水器,至刚好要溢出。

b) 将试样无褶皱地平放在集水器内的网上,溢出多余水以确保夹样器内无气泡;将多孔板盖上,

均匀地夹紧试样。对于一布一膜复合试样,应使膜材一侧面对水面;对于二布一膜复合试样, 可将试样面对水面一侧,将被夹持边缘环形部分的土工织物小心地剥去,也可在相应部分涂 上玻璃胶等黏合剂,以确保被夹持部分不漏水。

c) 缓慢调节进水加压装置,使夹样器内的水压上升至0.1 MPa,如能估计出样品耐静水压的大 致范围,也可直接将水压加到该范围的下限开始测试。

d) 保持上述压力至少1 h, 观察多孔板的孔内是否有水渗出。

e) 如试样未渗水,以每0.1 MPa的级差逐级加压,每级均保持至少1 h, 直至有水渗出时,表明试 样有渗水孔或已出现破裂,记录前一级压力即为该试样的耐静水压值,精确至0.1 MPa。

I.4.2 如果只需判断试样是否达到某一规定的耐静水压值,则可直接加压到此压力值并保持至少1 h, 如没有水渗出,则判定其符合要求。

I.4.3 按照I4.1~I.4.2 程序测定其余试样耐静水压值。如果3个值差异较大(较低的2个值相差超 过50%),则应增加测试2个~3个试样。

I. 5 计 算

以3个试样实测耐静水压值中的最低值作为该样品的耐静水压值;如果实测值超过3个,则为最 低的2个值的平均值;如只有1个值较低且低于次低值50%以上,则该值应舍弃。

参 考 文 献

[1] GB/T 1040.3—2006 塑料 拉伸性能的测定 第3部分:薄膜和薄片的试验条件

[2] GB/T 6672—2001 塑料薄膜和薄片 厚度测定 机械测量法

[3] GB/T 13021—2023 聚烯烃管材和管件 炭黑含量的测定 煅烧和热解法

[4] GB/T 14800—2010 土工合成材料 静态顶破试验(CBR 法)

[5] GB/T 17642—2025 土工合成材料 非织造布复合土工膜

[6] GB/T 18251—2019 聚烯烃管材、管件和混配料中颜料或炭黑分散度的测定

[7] GB/T 19979.1—2005 土工合成材料 防渗性能 第1部分:耐静水压的测定

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