ICS 45.040 CCS S05
中 华 人 民 共 和 国 铁 道 行 业 标 准
TB/T 3618.2—2025
铁路工程土工合成材料 第2部分:土工格栅
Geosynthetics for railway engineering一 Part 2:Geogrid
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2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、石家庄铁道大学、青岛旭域土工材料股份有 限公司、坦萨土工合成材料(中国)有限公司、泰安路德工程材料有限公司、泰安现代塑料有限公司、常 州市永新华立纺织复合材料有限公司、湖北力特土工材料有限公司。
本文件主要起草人:周诗广、杨广庆、王贺、杨常所、郑鸿、何波、梁训美、王敦圣、张华新、朱洪、 张宇达。
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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2部分:土工格栅
1 范围
本文件规定了土工格栅的产品分类、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。
本文件适用于铁路路基工程用土工格栅。
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 13760 土工合成材料 取样和试样准备
GB/T 16422.1 塑料 实验室光源暴露试验方法 第1部分:总则
QB/T 2854 塑料土工格栅蠕变试验和评价方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
拉伸塑料土工格栅 stretched plastic geogrid
采用高密度聚乙烯( HDPE)或聚丙烯( PP) 为原材料,经塑化挤出、冲孔、整体拉伸而成的平面网状 结构土工格栅。
3.2
经编聚酯土工格栅 wrap knitting polyester geogrid
采用高强度聚酯工业长丝为原材料,经纬向定向编织成网格坯布,再经聚氯乙烯( PVC)胶或丁苯 胶乳涂覆加工成的平面网状结构土工格栅。
3.3
焊接聚酯土工格栅 welded polyester geogird
采用聚酯( PET)为原材料,加入抗老化剂和其他助剂,经过低倍数机械拉伸成精制肋条,按平面经 纬成直角,经超声波特殊焊接成型的平面网状结构土工格栅。
3.4
抗拉强度 tensile strength
在规定的试验方法和试验条件下,土工格栅试样在外力作用下出现初始峰值时的拉力,折算成单 位宽度的拉力。
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3.5
标称抗拉强度 nominal tensile strength
相应规格产品要求的最小强度值。
3.6
伸长率 elongation
进行试样拉伸试验时,标距的伸长量与原标距长度的比值。
3.7
标称伸长率 nominal elongation
拉伸拉力达到标称抗拉强度时的伸长率。
3.8
焊接点极限剥离力 limit stripping force of welded point
焊接聚酯土工格栅焊接点剥离试验时,焊接点完全剥离过程中对应的最大负荷。 3.9
长期蠕变强度 creep tensile strength for long term
在环境温度和设计使用年限中,土工格栅在荷载作用下开始断裂时的拉力,折算成单位宽度的 拉力。
3.10
蠕变折减系数 creep reduction factor
土工格栅的抗拉强度与长期蠕变强度的比值。
3.11
强度保持率 percentage retained strength
在土工格栅抗紫外线性能试验中,经辐照后的样品抗拉强度与对照样抗拉强度的比值。
4 产品分类、命名、规格及应用
4.1 产品分类
铁路工程用土工格栅产品分类应符合下列规定。
a) 铁路工程用土工格栅按照产品生产工艺和原材料分为拉伸塑料土工格栅、经编聚酯土工格栅 和焊接聚酯土工格栅。
b) 铁路工程用土工格栅按照产品主要受力方向、结构形状分为单向土工格栅和双向土工格栅。 单向拉伸塑料土工格栅见图1,双向拉伸塑料土工格栅见图2,双向经编/焊接聚酯土工格栅 见图3。
符号说明:
A——内孔长度; B——内孔宽度; C——横肋宽度。
图 1 单向拉伸塑料土工格栅示意图
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卷长(纵向)
符号说明:
A——内孔长度;
B——内孔宽度。
图2 双向拉伸塑料土工格栅示意图
卷长(纵向)
符号说明:
A——内孔长度;
B——内孔宽度。
图 3 双向经编/焊接聚酯土工格栅示意图
4.2 产品命名
产品命名方法如下:
示例1:
GGR/HDPE/US80 表示主要原材料为高密度聚乙烯(HDPE), 标称抗拉强度为80 kN/m的单向拉伸塑料土工格栅。 示例2:
GGR/PP/US80表示主要原材料为聚丙烯( PP), 标称抗拉强度为80 kN/m的单向拉伸塑料土工格栅。
示例3:
GGR/PP/BS50-50 表示主要原材料为聚丙烯(PP), 纵横向标称抗拉强度为50 kN/m的双向拉伸塑料土工格栅。
示例4:
GGR/PET/BK50-50 表示主要原材料为聚酯纤维(PET), 纵横向标称抗拉强度为50kN/m 的双向经编聚酯土工格栅。 示例5:
GGR/PET/BW80-80 表示主要原材料为聚酯切片( PET), 纵横向标称抗拉强度为80kN/m 的双向焊接聚酯土工格栅。
4.3 产品规格
4.3.1 单向拉伸塑料土工格栅(HDPE)产品规格:GGR/HDPE/US60、GGR/HDPE/US80、GGR/HDPE/ US120、GGR/HDPE/US160、GGR/HDPE/US180。
4.3.2 单向拉伸塑料土工格栅( PP)产品规格:GGR/PP/US80、GGR/PP/US120、GGR/PP/US160、GGR/ PP/US200。
4.3.3 双向拉伸塑料土工格栅产品规格:GGR/PP/BS30-30 、GGR/PP/BS40-40 、GGR/PP/BS50-50。
4.3.4 双向经编聚酯土工格栅产品规格:GGR/PET/BK30-30、GGR/PET/BK50-50、GGR/PET/BK80-80、
GGR/PET/BK100-100、GGR/PET/BK200-200。
4.3.5 双向焊接聚酯土工格栅产品规格:GGR/PET/BW30-30、GGR/PET/BW50-50、GGR/PET/BW80-80。
4.3.6 其他产品规格,由供需双方商定。
4.4 产品应用
铁路工程土工格栅产品应用范围应符合表1要求,并符合下列规定:
a) 用于铁路路基加筋土挡墙或加筋土陡坡中,通过筋材拉力和筋土界面作用提高结构稳定性的 土工格栅主要采用单向拉伸塑料土工格栅(HDPE);
b) 用于铁路路堤边坡分层填筑压实、防止溜坍的土工格栅主要采用双向拉伸塑料土工格栅、双 向经编聚酯土工格栅或双向焊接聚酯土工格栅;
c ) 用于铁路工程地基处理中,协调受力与变形的土工格栅主要采用单(双)向拉伸塑料土工格 栅(PP)、双向经编聚酯土工格栅或双向焊接聚酯土工格栅。
表 1 铁路工程土工格栅产品应用分类
5 技术要求
5.1 外观
5.1.1 土工格栅外观应为黑色,不应出现下列严重疵点:
a) 破裂;
b) 经编聚酯土工格栅结点滑移;
c) 焊接聚酯土工格栅焊点剥离。
5.1.2 土工格栅外观出现下列轻疵点时,每10m²的土工格栅疵点数不应超过3处:
a) 色泽不均匀;
b) 网孔大小和形状不均匀;
c) 经编聚酯土工格栅出现断丝、网眼抽缩,每米幅宽纬纱歪斜长度超过30mm,涂覆不均匀。
5.2 原材料
5.2.1 拉伸塑料土工格栅应使用高密度聚乙烯( HDPE) 或聚丙烯( PP) 树脂原生料颗粒,不应使用粉 状原生料或再生料。
5.2.2 经编聚酯土工格栅应使用聚酯纤维长丝( PET), 涂覆聚氯乙烯(PVC)胶或丁苯胶乳。
5.2.3 焊接聚酯土工格栅应使用瓶级聚酯切片( PET)。
5.3 性能指标
5.3.1 单向拉伸塑料土工格栅( HDPE)外观尺寸、力学性能、耐久性能应符合表2的规定。其他规格 的指标,可用相邻两个规格指标以线性内插。
表2 单向拉伸塑料土工格栅( HDPE)的性能指标
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表2 单向拉伸塑料土工格栅( HDPE)的性能指标(续)
5.3.2 单向拉伸塑料土工格栅(PP) 外观尺寸、力学性能、耐久性能应符合表3的规定。其他规格的 指标,可用相邻两个规格指标以线性内插。
表3 单向拉伸塑料土工格栅( PP) 的性能指标
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5.3.3 双向拉伸塑料土工格栅外观尺寸、力学性能、耐久性能应符合表4的规定。其他规格的指标, 可用相邻两个规格指标以线性内插。
表4 双向拉伸塑料土工格栅的性能指标
5.3.4 双向经编聚酯土工格栅外观尺寸、力学性能、耐久性能应符合表5的规定。其他规格的指标, 可用相邻两个规格指标以线性内插。
表 5 双向经编聚酯土工格栅的性能指标
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表5 双向经编聚酯土工格栅的性能指标(续)
5.3.5 双向焊接聚酯土工格栅外观尺寸、力学性能、耐久性能应符合表6的规定。其他规格的指标, 可用相邻两个规格指标以线性内插。
表6 双向焊接聚酯土工格栅的性能指标
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6 试验方法
6.1 外观
土工格栅的外观应在自然光线下距产品0.5 m目测。
6.2 单位面积质量
土工格栅的单位面积质量应按附录B的规定测定。
6.3 内孔尺寸、横肋宽度和幅宽
土工格栅的内孔尺寸、横肋宽度和幅宽应按附录C的规定测定。
6.4 抗拉强度和伸长率
土工格栅的抗拉强度和伸长率应按附录D的规定测定。
6.5 焊接点极限剥离力
焊接聚酯土工格栅的焊接点极限剥离力应按附录E 的规定测定。
6.6 炭黑含量和灰分含量
拉伸塑料土工格栅的炭黑含量和灰分含量应按附录F 的规定测定。
6.7 炭黑分布
拉伸塑料土工格栅的炭黑分布应按附录G的规定测定。
6.8 蠕变折减系数
拉伸塑料土工格栅的蠕变折减系数应按附录A的规定测定。
6.9 抗紫外线强度保持率
土工格栅的抗紫外线强度保持率应按附录H 的规定测定。
7 检验规则
7.1 检验类别和检验项目
7.1.1 土工格栅检验分为出厂检验和型式检验,检验项目见表7。
表7 出厂检验和型式检验项目
表 7 出厂检验和型式检验项目( 续 )
7.1.2 正常情况下蠕变折减系数每三年进行一次型式检验,其他项目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 土工格栅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 每批中,2.5×10⁴m² 抽样至少一次。去掉产品卷外层长度1m 后,截取全幅宽至少1m 长的产 品作为检验样品。
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) 外观质量检测出现严重疵点或除外观质量外的任一项目不满足相应要求时,该批产品判定为 不合格。
c) 外观质量仅存在轻疵点且不满足5.1.2的规定时,则应在该批产品中重新抽取双倍样品对外 观质量进行复检。复检合格后,若其他检测项目均合格则该批产品判定为合格;若复检仍
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不合格,则该批产品判定为不合格。
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,每卷包装应附有产品合格证,并盖有质检员章。合格证上应标明下列内容:
a) 产品名称、规格及尺寸;
b) 产品执行标准;
c) 生产日期、批号;
d) 生产企业名称、地址及商标。
8.1.2 土工格栅产品上应有明显的永久性厂标。
8.2 包装
应按定长成卷包装,使用胶带或打包带捆扎。
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。
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4m, 并远离热源、火源。储 存时间超过12个月时,使用前应重新进行检验。
附 录 A
(规范性)
拉伸塑料土工格栅的蠕变折减系数测定
A.1 试验原理
A. 1.1 在设定温度下,在不同荷载比(F/T)(F 为蠕变测试中施加的荷载,单位为kN/m;T 为抗拉强 度平均值,单位为kN/m) 下进行土工格栅蠕变试验,分别得到不同荷载比下土工格栅断裂的时间(t)。
A.1.2 绘制荷载比( F/T) 和土工格栅断裂时间(t) 的对数关系曲线图,线性外推至需要的设计使用年 限,确定在设定温度下整个设计使用年限中达到断裂的荷载比( F/T)mp 。铁路工程路基设计使用年限 为100年。
A.1.3 考虑数据外推的影响,确定考虑蠕变数据外推影响的折减系数RFx。
A. 1.4 确定蠕变折减系数RF。
A.2 标准环境与状态调节
恒定温度,温度控制误差不大于±2℃,在该设定温度下至少保持12 h。
A.3 试验设备
试验设备应符合下列规定。
a) 夹具:应具有足够宽度以能够夹持试样的全宽,并能限制试样的滑移而不损伤试样。
b) 加载框架:应有足够的刚度,能支撑荷载。加载框架应与外部振动隔离,不受该框架上或相邻 框架上其他试样断裂的影响,荷载数值精度1%。
c) 引伸计:应能够测量试样上两个标记点之间标记长度的变化,并能保证测量结果确实代表了 参考点的真实动程,测量精度0.1%标记长度不小于200 mm,应能包含网格完整的单元,且标 记点与相邻夹持器的距离不小于20mm。
d) 计时系统:系统精度1%,具有设定时间为零的能力,并能在发生蠕变断裂时记录即时时间。 A.4 试样制备
A.4.1 试样应从长度不小于5m 的全幅宽样品上裁取。
A.4.2 试样应无明显的凹痕、切口、裂口或碰损等损伤,无化学污染。
A.4.3 试样宜采用5根肋条宽,切断外侧两根肋条。
注 :试验中以三根肋条承受荷载,要避免对中间三根肋条造成任何损伤。
A.5 试验步骤
A.5.1 测试荷载比的选取
测试荷载比(F/T) 是测试荷载与拉伸试验测试的抗拉强度( T) 平均值的比值,以百分比表示。对 蠕变测试试样,宜按表A.1 选取合适的测试荷载比,并符合下列规定:
a) 每个温度下应有四个不同的测试荷载比;
b) 相邻温度至少应有两个相同的测试荷载比。
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表A.1 蠕变测试过程中施加的荷载
A.5.2 伸长率测量
在试样上选取两标记点,两标记点间距离范围应至少包括两个完整单元,施加标称抗拉强度1%的 荷载,测量两标记点间的距离,即初始标距长度(L₀); 施加测试荷载后(从开始加载到开始测量变形的 时间应不大于60s), 开始测量第1 min、第 2 min、第 5min、第10 min、……时的长度(L) 变化,直到试样 失效(断裂)为止,并记录试样失效(断裂)时间,绘制伸长率—时间(h) 对数的曲线。
A.5.3 试验时间
蠕变测试的实测时间应不少于设计使用年限的10%。当设计使用年限大于10年时,蠕变试验时 间不应少于10000 h。
A.5.4 试验数据点
原则上,试验数据点应均匀地分布在每个 log 周期,即10 h~100 h 、100 h~1000 h 、1000 h~
10000 h内,并符合下列规定:
a) 只在设计温度下测试时,10h~100h 、100h~1000 h 、1000h~10000h每周期内至少要有 1个数据点,且应接近10000h 时至少1个数据点;
b) 进行高温下的测试时,外推到设计温度下,10 h~100h 、100h~1000h 、1000 h~10000h、 10000 h~100000 h 、100000h~1000000h的周期内要有2个~3个数据点(包括实测数据 和外推后的数据),超过1000000 h 的要有至少2个数据点;
c) 断裂时间少于5 h 的数据点不可用。
A.6 计算
A.6. 1 数据处理
A.6.1.1 时间转换因子的计算
A.6.1.1.1 根据不同温度下伸长率—时间(h) 对数的曲线,分别得到在不同荷载比下到达失效(断 裂)的时间,并按表A.2 的要求列表。
表A.2 不同温度不同荷载比下试样失效(断裂)时间
A.6.1.1.2
式中:
时间转换因子可按下列公式计算:
…………………………(A.1)
……… …… ………(A.2)
…… …… ………(A.3)
…………………………(A.4)
………………………(A.5)
SF³0-20——土工格栅在30℃试验温度下失效(断裂)所用时间转换为20℃试验温度下失效(断 裂)所用时间的时间转换因子;
SF₄0-30——土工格栅在40℃试验温度下失效(断裂)所用时间转换为30℃试验温度下失效(断 裂)所用时间的时间转换因子;
SF⁵040——土工格栅在50℃试验温度下失效(断裂)所用时间转换为40℃试验温度下失效(断 裂)所用时间的时间转换因子;
SF₄020——土工格栅在40℃试验温度下失效(断裂)所用时间转换为20℃试验温度下失效(断 裂)所用时间的时间转换因子;
SF⁵0-20——土工格栅在50℃试验温度下失效(断裂)所用时间转换为20℃试验温度下失效(断 裂)所用时间的时间转换因子。
A.6.1.2 其他试验温度数据转换成设计温度数值
当设计温度为20℃时,在其他试验温度条件下,不同荷载比时试样达到失效(断裂)时间的计算可 按表A.3 进行换算。
表A.3 其他试验温度数据转换成20℃不同荷载比失效(断裂)时间
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表A.3 其他试验温度数据转换成20 ℃不同荷载比失效(断裂)时间(续)
A.6.1.3 数据外推处理
A.6.1.3.1 根据表A.3 转换后(如仅有20℃测试,则仅用20℃下的值)得到数据,转换成对数值 (log₁0), 绘制直线。直线的坐标轴如下:
— x 轴为测试荷载比( F/T) 的对数值,线性比例;
— y 轴为“达到失效(断裂)的时间”的对数值,线性比例。
A.6.1.3.2 绘制一条拟合效果最好的直线,向左延伸至所需设计使用年限的对数值(log10)的点,其 对应的值就是在设计使用年限中达到失效(断裂)的荷载值,表示为log1(F/T)rup, 即可得到蠕变强度 的荷载比(F/T)mup。
A.6.2 蠕变折减系数的确定
A.6.2.1 考虑蠕变数据外推影响的折减系数RF
实际的蠕变测试时间远远小于设计使用年限时,考虑蠕变数据外推影响的折减系数RF 可根据蠕 变试验中获取的数据以及试验过程中的一些不确定因素进行外推,考虑蠕变数据外推影响的折减系数 RF 可按表A.4 取值。
表A.4 考虑蠕变数据外推影响的折减系数
A.6.2.2 蠕变折减系数RFe
蠕变折减系数RF 应按公式(A.6) 计算。
式中:
RF——蠕变折减系数;
RF——考虑蠕变数据外推影响的折减系数;
(F/T)up—— 在设定温度下整个设计使用年限中达到断裂的荷载比。
………………
………(A.6)
A.6.3 第三方质量控制测试及评价
第三方质量控制测试及评价应按QB/T 2854的要求进行。
附 录 B
(规范性)
土工格栅的单位面积质量测定
B.1 试验原理
从样品的整个宽度和长度方向上裁取不低于10 cm×10 cm 的矩形试样,并测量实际尺寸和称重, 然后计算其单位面积质量。
B.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%的环境中进行状态调节,时间不少于24h。
B.3 试验设备
试验设备应符合下列规定:
a) 剪刀或切刀;
b) 称量天平,感量0.1 g, 并应满足称量值1%准确度要求;
c) 钢尺,最小分度值为1mm。
B.4 试样制备
试样制备应符合下列规定:
a) 在同批土工格栅产品中,随机抽取1卷,截取全幅宽,1m 长为样品;
b) 试样尺寸应能代表该种材料完整单元的全部结构,裁剪时应从肋间对称或邻近边肋同侧裁 取,按裁剪后试样实际尺寸计算面积,尺寸测量精确至1 mm,试样裁剪位置距离样片端缘应 至少10 cm;
c) 试样数量不应少于5个。
B.5 试验步骤
试验步骤按下列规定进行:
a ) 按照 B.4 进行取样和试样制备;
b) 称重:将裁剪好的试样按编号顺序逐一在天平上称量,读数精确到0.1 g。
B.6 计算
B.6.1 每块试样的单位面积质量应按公式(B.1) 计算,精确至小数点后1位有效数字。
…………………………(B.1)
式中:
PA——试样单位面积质量,单位为克每平方米(g/m²);
m——试样质量,单位为克(g);
A——试样面积,单位为平方毫米(mm²)。
B.6.2 土工格栅的单位面积质量取5块试样试验结果的算术平均值。
附 录 C
(规范性)
土工格栅的内孔尺寸、横肋宽度和幅宽测定
C.1 内孔尺寸测试方法
C.1.1 试验原理
用量具测量土工格栅网孔内孔尺寸。
C.1.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%的环境中进行状态调节,时间不少于24h。
C. 1.3 试验设备
试验设备应符合下列规定:
a) 游标卡尺,量程150 mm, 精度0.02 mm;
b) 钢尺,最小分度值1mm。
C. 1.4 试样制备
试样应至少包括5个完整的有代表性的网孔。
C.1.5 试验
试验应符合下列规定。
a) 按照C.1.4 进行取样和试样制备。
b) 对内孔尺寸小于150 mm 的网孔,应采用游标卡尺测量,读数精确到0.1 mm;对内孔尺寸大于
150 mm 的网孔,应采用钢尺测量,读数精确到1 mm。
c) 双向土工格栅内孔尺寸测试见图C.1, 应测量相互平行的两边中点之间的距离;单向土工格 栅试样,试验时应将试样平整地放好,测量相互平行两边的最大距离。
符号说明:
h ——内孔长度;
h,——内孔宽度。
图C.1 双向土工格栅内孔尺寸测试示意图
d) 同一测点测量两次,两次测量误差应小于5%,取均值;至少测5个网孔,取算术平均值。
C. 1.6 计 算
依据C.1.5 的测试结果,计算土工格栅内孔尺寸的算术平均值。
C.2 横肋宽度测试方法
C. 2. 1 试验原理
用量具测量土工格栅横肋宽度。
C.2.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%的环境中进行状态调节,时间不少于24h。 C.2.3 试验设备
游标卡尺,量程150 mm,精度0.02mm。
C.2.4 试样制备
试样幅宽不应小于1m, 且纵向上至少包括3根横肋。
C.2.5 试验
试验应符合下列规定:
a) 按照C.2.4 进行取样和试样制备;
b) 采用游标卡尺测量,读数精确到0.1 mm;
c) 测量时,应将土工格栅试样摆放平整,单根横肋在宽度方向上选取中心位置和距任一侧外边 缘约20 cm 处两点,测量网孔中心处的横肋宽度;
d) 每个测点测量1次,纵向上至少测量3根横肋,取算术平均值。
C.2.6 计算
依据C.2.5 的测试结果,计算土工格栅横肋宽度的算术平均值。
C. 3 幅宽测试方法
C. 3. 1 试验原理
将松弛状态下的土工格栅试样在标准大气条件下置于平面上,使用钢尺测试土工格栅幅宽。
C.3.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)% 的环境中进行状态调节,时间不少于24h。
C.3.3 试验设备
试验设备应符合下列规定:
a) 钢尺,最小分度值为1 mm,长度大于试样的宽度;
b) 测定桌。
C.3.4 试样制备
按照GB/T 13760中的规定进行取样和试样制备。
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C.3.5 试验步骤
C.3.5.1 取样和试样制备
按照C.3.4 进行取样和试样制备。
C.3.5.2 长度超过5m 的样品
C.3.5.2.1 消除张力和临时标记
先将样品端头1m~2m 在测定桌上放平,除去张力,在离端头约1m 处作第一对临时标记;然后轻 拉样品至中段在测定桌上放平,除去张力,作第二对临时标记;再拉样品到最后的1 m~2m, 在测定桌 上放平,除去张力,作第三对临时标记。
C.3.5.2.2 调湿
样品除去张力后,将其充分暴露在标准大气中调湿。调湿时间至少24 h, 直到连续测量3对临时 标记处幅宽的差异小于每个标记处幅宽的0.25%为止。
C.3.5.2.3 测量
将样品的临时标记抹去,放在测定桌上,以大致相等的间距(不超过10 m), 在双向格栅的节点或 边肋外端位置、单向格栅横档外端位置,测量样品的幅宽至少5处,测点离样品尾端至少1m, 测量精确 到 1mm。
C.3.5.3 长度小于5 m 的样品
将样品在测定桌上放平,除去张力,以大致相等的间距标出至少4个标记,第一个和最后一个标记 不应标在距样品两端小于样品长度五分之一处。测量每一标记处的幅宽,测量精确到1mm。
C.3.6 计算
土工格栅的幅宽取试验结果的算术平均值。
附 录 D
(规范性)
土工格栅的抗拉强度和伸长率测定
D.1 试验原理
用夹具夹住试样两端的节点,施加预负荷(预负荷为该试样标称抗拉强度对应拉力的1%),进行 拉伸试验,测量整个拉伸过程中施加在试样上的荷载和试样的伸长量,测量2%、5%伸长率时和初始峰 值时的拉力及标称伸长率。
D.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%的环境中进行状态调节,时间不少于24h。
D.3 试验设备
试验设备应符合下列规定。
a ) 拉伸试验机:具有等速拉伸功能,拉伸速率可以设定,并能测读拉伸过程中试样的拉力和伸长 量,记录拉力—伸长量曲线,精度为1%,量程使用范围为10%~90%。
b) 夹具:钳口表面应有足够宽度,以保证能够夹持试样的全宽,并采取适当措施避免试样滑移和 损伤,两夹具的夹持面应在同一平面上。
c) 引伸计(若使用):能够测量试样上两个标记点之间的距离,对试样无任何划伤和滑移,能反 映标记点的真实动程,精度±2%。用于引伸计的标记点应标在拉伸单元的中心一列和肋条的 中心点,间隔至少60 mm,且至少包含1个节点。必要时,两个标记点之间可以包含多个节 点,以保证两参考点的距离不小于60 mm,标记点之间的长度应是网格节距的整数,精度
1 mm。
D.4 试样制备
D.4 .1 单向拉伸塑料土工格栅应采用多肋法测试,均匀裁取5个试样,试样应沿着纵向方向保留3个 节点,在横向两侧剪断2肋,试样宽度不小于200 mm。在横向两侧对称剪断至少1肋,且对于横向节距 即一根肋条(受力单元)的起点到下一根肋条起点间的距离小于75 mm的产品,在其宽度方向上应至 少有4个完整的抗拉单元(抗拉肋条);对于横向节距大于或等于75 mm 而小于120 mm 的产品,在其 宽度方向上应包含至少2个完整的抗拉单元;对节距大于120 mm的产品,其宽度方向上具有1个完整 的抗拉单元。试样形状见图D.1。
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图D. 1 单向拉伸塑料土工格栅多肋试样
D.4 .2 双向拉伸塑料土工格栅应采用多肋法测试,在纵、横两个方向上各均匀裁取5个试样,试样宽 度不小于200 mm. 长度至少包括两个完整单元.且长度不小于100 mm。横向节距小于75 mm 时.在其 宽度方向上应至少有4个完整的抗拉单元;对于横向节距大于或等于75mm 而小于120 mm 的产品,在 其宽度方向上应包含至少2个完整的抗拉单元;对节距大于120mm 的产品,其宽度方向上具有1个完 整的抗拉单元。试样形状见图D.2。
图D.2 双向拉伸塑料土工格栅多肋试样
D.4.3 双向经编聚酯土工格栅和双向焊接聚酯土工格栅采用单肋法,在纵、横两个方向上各均匀裁取 10个试样,试样长度不小于100 mm。
D.5 试验步骤
D.5.1 用夹具夹住试样两端的节点,调整试验机上、下夹具的间距,使试样平直,且试样长度方向中心 点位于两夹具间中心位置,可在夹口边缘画一条直线,以判断试样是否发生滑移。
D.5.2 测量隔距长度,隔距长度为上下两夹具中心线到中心线的距离,见图D.3 。 以每分钟隔距长度 的20%作为拉伸速率(mm/min)。
标引序号说明:
1——使用伸长计时的名义夹持长度;
2——计算拉伸速率的隔距长度。
图D.3 不同夹具的隔距长度
D.5.3 施加预负荷,进行拉伸试验,测量整个拉伸过程中施加在试样上的荷载和试样的伸长量,测量 2%、5%伸长率时和初始峰值时的拉力及拉伸拉力达到标称抗拉强度时的伸长率。
D.5.4 去掉夹持引起打滑或破坏的数据,多肋法测试时每组有效试样为5块,单肋法测试时每组有效 试样为10块。
D.6 计算
D.6.1 抗拉强度应按公式(D.1) 和公式( D.2) 计算,精确至小数点后2位有效数字。
…………………………(D.1)
式中:
T——抗拉强度,单位为千牛每米( kN/m);
F——试样的拉力值,单位为千牛( kN);
N——样品宽度上的肋数;
n——试样的肋数;
b——样品宽度,单位为米(m)。
b=(b₁+b₂)/2 ……………… ………(D.2)
式中:
b₁,b₂ ——样品最外侧两根肋条间的距离,以土工格栅肋条外侧为量测点,单位为米( m), 见图D.4。
图D. 4 土工格栅样品最外侧两根肋条间的距离
D.6.2 伸长率为2%(5%)的拉伸强度应按公式(D.3) 计算,精确至小数点后2位有效数字。
…………………………(D.3)
式中:
T²%6(5%)——对应2%(5%)伸长率时的拉伸强度,单位为千牛每米( kN/m);
F²%6(5%)——对应2%(5%)伸长率时的拉力值,单位为千牛( kN);
N——样品宽度上的肋数;
n——试样的肋数;
b——样品宽度,单位为米(m),b 的测量和计算方法与D.6.1 中的一致。
D.6.3 夹持试样的拉力一伸长曲线见图D.5, 每个试样标称伸长率应按公式( D.4) 计算,精确至小数 点后2位有效数字。
式中:
8,——标称伸长率,用%表示;
…………
……………(D.4)
△L,——扣除施加预负荷的伸长量后,达到标称抗拉强度对应的拉力时标距间的伸长量,单位为 毫米(mm);
L₀——名义夹持长度(标距),单位为毫米(mm), 调整夹具间距离,使试样在夹具间保持平直;用伸 长计测量时,名义夹持长度为在试样的受力方向上两参考标记点间的初始距离;标记点应 在试样中部抗拉肋条的中心线上,两标记点间隔至少60 mm,且至少含有1个交叉点,两标 记点距试样中心对称,且两标记点的距离为格栅节距(两相邻交叉点的中心距)的整数倍, 样片的边缘需保留至少10mm的末端,见图D.6; 用夹具的位移测量时,名义夹持长度为隔 距长度,即试验机上下两夹具之间的距离(夹具的中心线到中心线),见图D.3;
最大负荷
预加负荷
L6 △L
伸长量/mm
图D.5 夹持试样的拉力—伸长曲线图
标引序号说明:
1——宽度;3——交叉点;
2——肋条;4——名义夹持长度(A、B两标点的距离)。
图D.6 双向土工格栅样片
L—— 施加预负荷时标距的伸长量,单位为毫米(mm)。
D.6.4 土工格栅的抗拉强度、2%和5%伸长率时的拉伸强度、标称伸长率等取试验结果的算术平 均值。
附 录 E
(规范性)
焊接聚酯土工格栅的焊接点极限剥离力测定
E.1 试验原理
用剥离试验专用夹具测定焊接聚酯土工格栅的焊接点极限剥离力。
E.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%的环境中进行状态调节,时间不少于24h。 E.3 试验设备
试验设备应符合下列规定:
a) 剪刀或切刀;
b) 拉伸试验机:具有等速拉伸功能,拉伸速率可以设定,并能测读拉伸过程中试样的拉力和伸长 量,记录拉力—伸长量曲线;
c) 剥离试验专用夹具:适合夹持剥离测试样。
E.4 试样制备
在同批焊接聚酯土工格栅产品中,随机抽取1卷,截取全幅宽1m长为样品。随机截取5个剥离试 样,每个剥离试样应含有一个焊接点,试样制备见图E.1。
单位为毫米
D
a) 试样准备 b) 试样弯折夹持
符号说明:
A——加持长度; D——横向筋带;
B——弯折线; E——上夹持。
C——纵向筋带;
图E.1 焊接聚酯土工格栅的焊接点极限剥离力测定试样制备
E. 5 试验步骤
E.5.1 设定拉伸试验机
试验机量程宜使试样最大测试值在满量程的10%~90%;设定试验机的拉伸速率,以每分钟的拉伸 距离为试样夹具间距离的20%作为拉伸速率(mm/min)。
E. 5.2 夹持试样
安装剥离试验专用夹具,将纵向筋带上下两部分在距离横向筋带10 mm处进行手工弯折处理,见 图E.1b) 。 将试样横向筋带夹持在下夹持器中,调整夹持器的间距,使夹具水平夹住试样焊接点横向 筋带的两端(靠近纵向筋带处),夹持长度为20mm,使两夹持面和剥离轴线处于同一平面上,以保证剥 离时试样不发生扭曲。
E.5.3 启动试验机
启动拉伸试验机进行试样焊接点的剥离试验,直到焊接点完全剥离方可停机,记录剥离时的最大 剥离力,以牛顿( N)为单位,数值取整。
E.6 计算
焊接聚酯土工格栅的焊接点极限剥离力取5块试样试验结果的算术平均值。
附 录 F
(规范性)
拉伸塑料土工格栅的炭黑含量和灰分含量测定
F.1 试验原理
一定量的样品在氮气流中于(550±50)℃温度下热解45min,并在(900±50)℃温度下煅烧。根据 热解、煅烧前后的质量差计算炭黑含量和灰分的含量。
F.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%的环境中进行状态调节,时间不少于24 h。 F.3 试验设备
试验设备应符合下列规定:
a ) 石英样品舟:长50 mm~60 mm;
b) 管式电炉;
c) 马福炉;
d) 能装入样品舟的玻璃干燥器。
F.4 试样制备
任取3份样,粉碎后称量,每份约1 g, 准确至0.0001 g。
F.5 试验步骤
F.5.1 将管式电炉升温至(550±50)℃。打开氮气钢瓶,使高纯度氮气进入管式电炉。调节流量计, 使氮气通人管式电炉的流速为200 mL/min,大约5min。
F.5.2 将装有样品的样品舟推入管式电炉的中心,调节氮气流速为100 mL/min, 于(550±50)℃的温 度下热解45min。
F.5.3 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。
F.5.4 取出样品舟,置于干燥器中冷却,称量,准确至0.0001 g。
F.5.5 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,称量,准确至0.0001 g。
F.6 计算
F.6.1 炭黑含量c 按公式( F.1) 计算,精确至小数点后1位有效数字。
…………………………(F.1)
式中:
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——样品舟和灰分在900℃煅烧后的质量,单位为克(g)。
F.6.2 灰分含量c₁按公式( F.2) 计算,精确至小数点后1位有效数字。
式中:
…………………………(F.2)
m——样品舟质量,单位为克(g)。
F.6.3 拉伸塑料土工格栅的炭黑含量和灰分含量取试验结果的算术平均值。
附 录 G
(规范性)
拉伸塑料土工格栅的炭黑分布测定
G. 1 试验原理
取少量样品压在载玻片之间并加热制备试样,也可以使用切片机切片制备试样。通过与显微照片 (见图G.1) 对比来确定分散的表观等级。
a ) A₁ b)A₂
c)A₃ d) B
e) C₁
f) C₂
g) D
图 G.1 评价炭黑分布表观等级的显微照片
G.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃的环境中进行状态调节,时间不少于24h。
G.3 试验设备
试验设备应符合下列规定:
a) 显微镜,最小放大倍率为×70;
b) 载玻片,厚度约1mm;
c) 烘箱、热板等加热设备,可在150℃~210 ℃的控制温度下操作;
d) 小刀,如手术刀等;
e) 压紧装置,重物或弹簧夹;
f) 切片机,能切出规定厚度的薄片。
G.4 试样制备
G. 4.1 试样制备方法
试样制备可采用压片方法或切片方法。试样厚度为(25±10)μm,且均匀。
G.4.2 压片方法
G.4.2.1 用小刀沿产品的不同轴线在不同部位切取6个试样,每个试样质量为0.25 mg±0.05 mg。 把6个样品放在一个或几个干净的载玻片上,使每一试样与相邻试样或载玻片边缘近似等距排放,用 另一干净的载玻片盖住。载玻片可由金属材料或其他材料制成,以保证制备好的试样厚度均匀。每个 试样的幅宽为3mm~5mm。
G.4.2.2 用弹簧夹夹住两个载玻片,把夹好的载玻片放在烘箱中至少10 min, 烘箱温度150 ℃~210℃, 使得每个试样的厚度达到规定的要求。将载玻片从烘箱里取出,冷却后移走弹簧夹;也可以把夹有试样的 载玻片放在温度控制在150 ℃~210 ℃的热板或其他加热装置上,加压制成规定厚度的薄膜试样。
G.4.2.3 显微镜观察前载玻片要进行冷却。
G.4.3 切片方法
沿产品的不同轴线在不同部位切取6个试样,用于制备3mm~5 mm 幅宽规定厚度的试样。把6个 试样放在一个或几个干净的载玻片上,使每一试样与相邻试样或载玻片边缘近似等距排放,用另一干 净的载玻片盖住。
G.5 试验步骤
利用透射光确定表观等级,需要在放大倍率为×70的显微镜下将每一试样与图G.1 中的显微照 片进行比较,要考虑到污点和条痕。
G. 6 试验结果
炭黑分布的测定结果可按表观等级表示。
将每个试样的显微外观与显微照片(见图G.1) 相比照,采用最具有可比性的等级评价外观。以全 部试样中占多数的等级表示结果。
炭黑分布的表观等级不应较图G.1 中的显微照片B 差,即只有与显微照片A₁、A₂、A₃、B 相当的表 观等级是可接受的。
附 录 H
(规范性)
土工格栅的抗紫外线强度保持率测定
H. 1 试验原理
在特定的温度和湿度条件下,土工格栅经过一定的辐照量或辐照时间后,测试其力学性能的变化, 并计算抗拉强度保持率。
H.2 标准环境与状态调节
试样应置于温度为(20±2)℃的环境中状态调节24h。
H. 3 试验设备
H.3.1 光源
采用UVA-340(1A 型)荧光紫外灯。
H.3.2 试验箱
试验箱以惰性材料构成,提供符合H.3.1 规定的均匀辐射及控制温度装置,能提供表面凝露或喷 水,或提供试验箱内控制湿度的装置。试样的安装应使辐照面处于均匀的辐照面上,正对灯管端部 160 mm范围和灯管排列面边上50 mm 范围的试样架四周边缘区不宜放置试样,且使所有试样能有均 匀的辐照和温度。
H.3.3 辐射计
采用辐射计监测辐照强度和试样表面辐照量时,应符合GB/T 16422.1的要求。
H. 3.4 黑标温度计或黑板温度计
应符合GB/T 16422.1的要求。
H.3.5 控湿装置
可通过湿气冷凝的机理使试样暴露面凝露湿润,或采用喷淋试样的方法。
H.3.6 试样架
应采用不影响试验结果的惰性材料制成。
H.3.7 拉伸试验机
具有等速拉伸功能,拉伸速率可以设定,并能测读拉伸过程中试样的拉力和伸长量,精度为1%,量 程使用范围为10%~90%。
H. 4 试样制备
在距离样片边缘10 cm 外均匀剪样,对照样、耐候性测试样的宽度包含1根或多根肋,长度至少包
含3个节点,试样中心至少有1排节点。在各方向上,有效数据的试样数量至少5个。
H.5 试验步骤
H.5.1 试样放置
安放试样架,使试样暴露面朝向光源。如需要,用黑色平板填补所有空处以保证均匀的暴露条件。 H.5.2 暴露条件
辐照量应达到50 MJ/m², 宜采用UVA340(1A 型)灯,辐照度为340 nm处0.83 W/(m²·nm) 。 干 湿循环为:5h 开紫外灯光照,黑板温度为(50±3)℃;1h 喷淋,喷淋时关闭紫外灯。总暴露循环的实验 周期为370 h, 在喷淋运行期间,黑板温度不宜超过30℃。
H.5.3 抗拉强度测试
当试验时间达到后,从试验箱中取出试样(老化样),与对照样同时在(20±2)℃温度条件下进行 状态调节,时间不少于24 h。参考附录D, 分别确定对照样、老化样的抗拉强度。
H.6 计算
H.6.1 强度保持率按公式(H.1) 计算。
式中:
R——样品的强度保持率,用百分比(%)表示;
F.——老化样的抗拉强度,单位为千牛每米(kN/m);
F。——对照样的抗拉强度,单位为千牛每米(kN/m)。 H.6.2 峰值应变保持率按公式(H.2) 计算。
式中:
R.—— 样品的峰值应变保持率,用百分比(%)表示; 8e——老化样的峰值应变,用百分比(%)表示;
8。——对照样的峰值应变,用百分比(%)表示。
……
…
……
……
……
……
…(H.1)
…(H.2)
参 考 文 献
[1] GB/T 15596—2021 塑料 在玻璃过滤后太阳辐射、自然气候或实验室辐射源暴露后颜色和性 能变化的测定
[2] GB/T 17689—2008 土工合成材料 塑料土工格栅
[3] 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
[4] JTG E50—2006 公路工程土工合成材料试验规程

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