短纖針刺土工布
針刺非織造布被應用于路基加固始于1960 年,目前,該類產品是應用廣泛的非織造土工布之一。纖維經過開松混合、梳理(或氣流)成網、鋪網、牽伸及針刺固結后形成成品,針刺形成的纏結強度足以滿足鋪放時的抗張應力,不會造成撕裂和頂破。其特點是厚度大、密度高、結構蓬松,吸水和透水性能好,抗形變能力強,其滲透系數與沙粒濾料相當,但鋪起來更方便,價格較實惠,因此用作反濾材料尤為合適。此外,還具有一定的增強和隔離功能,也可以和其它土工合成材料復合,具防護等多種功能。由于非織造土工布具有反濾和排水的特點,因此在水力學性能方面要特別予以重視,包括有效孔徑和滲透系數。要利用非織造布多孔的性質,使孔隙分布有利于截留細小顆粒泥土又不至于淤堵,這必須結合工程的具體要求,予以滿足。與紡粘法相比,針刺法工藝流程稍長,生產速度受針刺速度限制,成本稍高。原材料以滌綸短纖為主,其次是丙綸與維綸。
短纖針刺土工布加工技術具有以下幾個特點:
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非織造土工布獨特的纖維三維網絡結構使其具有良好的排水性能和保沙土性能,以此代替傳統的砂礫滲濾層,不僅可以節省投資而且還能縮短施工周期。土工布滲濾層設計及選用的重要依據是其透水性能和保土性能,而這兩個性能的重要特征指標為其孔徑。準確測定土工布的孔徑有利于工程上更加合理地選用土工材料。本文結合實際工作經驗,對土工布孔徑測試方法歸納如下。
1孔徑參數
孔徑參數主要包括有效孔徑、特征孔徑、平均孔徑、 孔徑、小孔徑、泡點孔徑、孔徑分布、孔隙率等[3]。
1.1有效孔徑(Oe)
JTGE50—2006《公路工程土工合成材料試驗規程》中的定義如下:能有效通過土工織物的近似 顆粒直徑,例如O90表示土工織物中90%的孔徑低于該值[4]。GB/T14799—2005《土工布及其有關產品有效孔徑的測定》中定義則如下:有效孔徑是能有效通過土工布的近似 顆粒直徑,例如090表示土工布中90%的孔徑低于該值[5]。
1.2等效孔徑EOS(或稱表觀孔徑AOS)
SL/T235—1999《土工合成材料測試規程》中定義如下:以土工織物為篩布對顆粒料進行篩析,當一種顆粒料的過篩率(通過織物的顆粒料重量與顆粒料總重量之比)為5%時,則該顆粒粒徑尺寸定為土工織物的等效孔徑[6]。GB50290—1998《土工合成材料應用技術規范》及SL/T225—1998《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》中定義如下:土工織物的 表觀孔徑[7-8]。JTJ/T019—1998《公路土工合成材料應用技術規范》中定義如下:用于表示織物型土工合成材料孔隙大小的指標。采用不同的篩余率標準,可得到不同的等效孔徑值[9]。