第２６鸯第４期２０００年８月中国纺织大学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＴＥＸＴＩ【卫ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｖｏ】．２６，Ⅳｏ．４Ａｕｇ．２０００玻璃纤维经编土工格栅介绍及拉伸性能的研究李海鹰陈南梁（中国纺织大学纺织学院，上海．２０００５１）摘要介绍了一种较新的土工合成材料，包括它的定叉、性能特点、生产工艺以厦应用情况，敦速了对这种材料的拉仲性能测试试验，井从两个方面进行了初步的分析．最后得出这类材料可能具有的拉伸性能特点。关键词：玻璃纤堆，经蝙，土工格栅，应用，生产工艺，拉伸性能中图法分类号：ＴＳ１８６．５１玻璃纤维经编土工格栅简介的耐高温性能，其工作温度最高可达２８０℃，其优异的耐高温性能能够较好地满足高速公路沥青路面的施工和在盛夏高温中运行的需要”’。（３）防腐、抗老化性能。玻璃纤维是一种无机非金属材料，具有极好的化学稳定性，因而它与其它有机纤维制成的土工布或塑料土工格栅相比，耐酸碱腐蚀、抗老化等性能更佳。１．３玻璃纤维经编土工格栅的生产工艺从原料到玻璃纤维经编土工格栅成品要经过经编织造和改性沥青涂层两个主要的工序。这里只介绍经编织造的基本情况。一般该产品采用的原料是玻璃纤维无捻纱和聚酯纤维。玻璃纤维根据碱金属氧化物含量的多少分为无碱玻璃、中碱玻璃、有碱玻璃。聚酯纤维主要用于经纬纱的捆绑，一般为较细的长丝，根据加工工艺常要求具有高强和低热收缩性能。全幅衬经衬纬的双轴向经编机能生产这种土工格栅。这种经编机的主要生产者是德国的ＫａｄＭａｙｅｒ纺织机械公司和Ｌｉｂａ纺织机械公司。这里试验中所用试样是Ｌｉｂａ公司的Ｃｏｐｅｅｎｔｒａ要工艺参数０１：原料：ＨＳ２１．１玻璃纤维经编土工格栅的定义首先要知道土工格栅的定义，土工格栅是一种整体连贯的平面开式网络结构土工材料，其孔洞较大，在使用时基体中的土壤、石块或其它土建材料可以穿透格栅，在工程中主要起增强防护作用。而玻璃纤维经编土工格栅就是利用经编的衬经衬纬技术，将玻璃纤维束作为衬经纱和衬纬纱而编织成的土工格栅。在土工合成材料中，玻璃纤维经编土工格栅是一类出色的增强用材料，在发达国家它已广泛应用在公路建设中。１．２玻璃纤维经编土工格栅的性能特点（１）高强、高模、蠕变小。高品质玻璃纤维经编土工格栅采用２０００孔大漏板直接拉丝成型的２４００ｔｅｘ的玻璃纤维无捻纱作为衬经衬纬纱。由予采用了无捻纱，玻璃纤维束张力均匀，强度大，又由于采用了经编的全幅衬经衬纬技术，使经纬纱分层伸直排列，在受到外力时，其经向和纬向的伸长率都远远低于一般的土工布，从而使其具有高模和蠕变小的特性…。（２）耐高温性能。在高速公路施工中，浇注的沥青温度高达１２０—２００屯，普通化纤织物在如此高的温度下会发生软化，在外力作用下发生变形，从而降低其抗拉强度、模量等性能，极大地降低了公路质量。而玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属纤维，具有很好一ｓＴ经编机织造出的，下面以测试试样Ａ为例说明主衬经衬纬纱——２４００ｔｅｘ玻璃纤维粗纱；收稿日期：２０００一０６—０９万方数据 ４期李海鹰等：玻璃纤维经编土工格栅介绍及拉伸性能的研究３９底纱——１１．１ｔｅｘ涤纶长丝。垫纱数码纪录：中，起增强路面的作用，所以衡量这种材料的优劣首先考虑的是它的拉伸性能。～般地，高强度低伸长率是这种材料所希望的性能。２．１测试材料经过改性沥青涂层的玻璃纤维经编土工格栅有以下４种（表１）：表ｉ衬经梳ｓ卜０—０／０—０／／；底梳Ｌｌ——１—０／１—２／／；底梳Ｌ２——１—２１１—０／／。穿纱：衬经梳Ｓ１Ｌ＿一１穿５空；底梳Ｌ１——１穿５空；底梳Ｌ２——１穿５空；衬纬纱——２穿４空。１．４玻璃纤维经编土工格栅的应用介绍目前，玻璃纤维经编土工格栅主要应用在公路建设。反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象。根据国内外道路工程的实践，为防治路面的反射裂缝，在沥青面层和下卧层（如半刚性基层）之间铺设一层玻璃纤维经编土工格栅，可以消除或减缓面层反射裂纹的产生，从而减少公路的返修次数，延长道路的使用寿命。同时，由于玻璃纤维经编土工格栅的增强作用，可以减少路基的厚度和沥青面层的厚度，所以，从长期角度说，使用玻璃纤维经编土工格栅是节约成本的“１。目前一些先进工业国家在建设沥青高速公路和修补沥青路面时，已较多的采用玻璃纤维经编土工格栅。据不完全统计，仅在美国生产玻璃纤维经编土工格栅的公司就有ＢａｙｅｘＳｔｒａｔａＳｙｓｔｅｍｓｓｉｅｓｌｎｃ．；ＬＣｌｃｋｅｎｈａｕｓＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａＩｎｃ．；测试用的４种玻璃纤维土工褚栅材料未经过改性沥青涂层的玻璃纤维经编士工格栅相应的种类编号为：ａ，ｂ，ｃ．ｄ。采用的衬经衬纬纱为无碱玻璃制成的无捻纱，捆绑纱为１１．１ｔｅｘ涤纶长丝。２．２测试方法说明由于受试验条件限制，本试验不能按照土工织物拉伸强力测试的国家标准来测试。根据土工格栅结构的特点，本试验测试的是单元结构的土工格栅，即在测试材料宽度方向包含一个完整的网格结构，以此再推算单位宽度的强力。拉伸仪器为：ＬＪ一１０００型拉力试验机，拉伸速度为：５０ｎｕｎ／ｒａｉｎ，夹头间距离：１００ｎ－Ｌｒｎ，温度、湿度无严格要求。每种试样收集１０对有效数据，包括拉伸断裂强力、拉伸断裂仲长。对于试样在夹头处断裂和拉伸过程中发生试样滑移的试验数据视为无效数据。２．３试验结果分析２．３．１潦层与未涂层的比较Ｉｎｃ；ＵＳＡＳｐａｎｔｅｘｌｎｃ．；ＳｙｎｔｅｅｎＴｅｃｈｎｏｌｏ－Ｉｎｅ．等公司’．这说明玻璃纤维经编土工格栅的应玻璃纤维经编格栅也已在我国开始应用：宁连高用在美国已有较充分的发展。速公路。沪宁高速公路的南京、镇江、常州和无锡等路段．泰化高速公路等路段中部使用了此种格栅，并且效果较好…。在１９９７、１９９８年以前，我国使用的玻璃纤维经编土工格栅都是从国外进口的，用量很少。１９９８年以后，江苏、浙江等地已有几家公司生产这种格栅，并且销量呈增长趋势。根据我国道路建设的状况和发展目标估计．玻璃纤维经编土工格栅将会有非常广阔的应用前景。２涂层与未涂层的玻璃纡维经编土工格栅有较大区别．首先从表观上，涂层克服了这种格栅的结构的易滑移性，并防止玻璃纱的钩丝，也利于实际的施工应用。对于拉伸性能。以试样Ａ和ａ的测试比较来说明涂层与未涂层的区别（表２）。可以得出，经过改性沥青涂层：经向断裂强力增加了３２．７％，纬向断裂强力增加了１８．３％；经向断裂伸长减少了１５．４％，纬向断裂伸长减少了１９．１％。拉伸性能测试与分析由于玻璃纤维经编土工格栅主要应用于公路建设＊资料来源：Ｇｏｏｔｅ．ｄｍｉｃａｌＦａｈｒｉ∞Ｒｅｐｏｒｔ－－２０００Ｓｐｅｃｉｆｉｅｒｌ＿Ｇｕｉｄｅ，１９９９．１２万方数据 中国纺织大学学报表２第２６卷试佯Ａ与试样ａ的拉伸性能比较的聚集状态，原来是较松散的、纤维之间可滑移的无捻纱，变成纤维紧密粘合，纤维之间极难滑移的纱束，因而改变了玻璃纱的断裂方式。（２）沥青涂层的玻璃纤维经编土工格栅的纵向和横向拉伸性能主要由衬经纱和衬纬纱决定．但还受其它因素影响，造成经向强力比纬向强力稍大，经向断裂伸长比纬向断裂伸长明显增大。影响因素可能是：织造的衬纬织造过程对纬纱的性能造成少量的损失；沥青涂层过程中经纬向受力不一致。（３）由于测试试样的结果受原材料、织造工艺、涂层工艺等因素影响，所以不同的玻璃纤维经编土工格栅的测试结果必然不同，这里的测试结果不能说明其它玻璃纤维经编土工格栅的测试一定有相同或类似的结果，只能说明这类材料可能具有这样的拉伸性能特点。参考文献ｌ扬福东．玻璃纤维格栅及在沥青路面中的应用玻璃钢／复台材料，１９９８．（３）：２１２．３．２涂层格栅经向与纬向的比较最初设想玻璃纤维经编土工格栅的经纬向的性能决定于衬经纱和衬纬纱的性能，如果衬经纱与衬纬纱的性能是一样的话，那么格栅经纬向的性能也应该相同。但通过对Ａ、Ｂ、Ｃ试样的测试（表３），一致表明：在衬经纱与衬纬纱相同的情况下，经向断裂强力要比纬向的大１０％以上，经向断裂伸长要比纬向断裂伸长大３０％左右。表３斌样Ａ、Ｂ、Ｃ的经向与纬向拉伸性能比较２莫锦耀．俞仲泉介绍一种新型的土工材料——玻璃纤维土工格栅地基处理，１９９８，９（１）：４３２４试验结论（１）经沥青涂层过的玻璃纤维经编土工格栅的纵３陈南集，谈亚飞玻璃纤维经编土工格栅的生产和性能测试针织工业．１９９９，（６）；９４ＥｌｉｍｂｅｔｈＮｅｗｍａ，ｎ．Ｕ．Ｓ．ａｎｄＣ，ｔｏｍｃｈｎｌｃｎｌＦａｌｒｔｉｃａｃ肌ｄｉ加８∞酣ｄｍ盯ｋｅｔｅｘｐｅｒｉｅｎｃｉｎｇｓｔｒｏｎｇ向和横向的断裂强力都明显提高，断裂伸长都明显减小。对这种现象的解释是：经沥青涂层，改变了玻璃纱Ｆ州ｍＲｅｐｏｒｔ，１９９４．１２（６）：４２ｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＦｉｂｅｒｇｌａｓｓＷａｒｐ—·ｋｎｉｔｔｅｄＧｅｏｇｒｉｄａｎｄＳｔｕｄｙｏｆｉｔｓＴｅｎｓｉｌｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ“ｔｔａｉ）ｉｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｘｔｉｌｅｓＡｂｓｔｒａｃｔｎｉｑｕｅｔｗｅｅｎＦｉｒｓｔ，ｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓｉｓｄｅｓｃＳｂｅｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｔｓｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，ｆｅａｔｕｒｅ，ｐｒｏｄｕｃｅｔｅｃｈ·ｔｗｏａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｅｅｏｎｄｌｙｉｔｓｔｅｎｓｉｌ８ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｏｏａｔｅｄａｎｄｕｎｃｏａｔｅｄａｓａｓｐｅｃｔｓａｒｅｅｘａｍｉｎｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ·Ａｔｌａｓｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｅ。ｗｅｌｌａｓｂｅｔｗｅｅｎｗａｒｐａｎｄｗｅｆｔｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｐｒｅｃｉｓｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ，ｗａｒｐ—ｋｎｉｔｔｅｄ，ｇｅｏｇｒｉｄ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｐｒｏｄｕｃｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ万方数据 玻璃纤维经编土工格栅介绍及拉伸性能的研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
李海鹰， 陈南梁
中国纺织大学纺织学院，上海，200051中国纺织大学学报
JOURNAL OF CHINA TEXTILE UNIVERSITY2000,26(4)4次
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