潘 甘 張 星 靳向煜

(1.中央直屬?gòu)V州棉花儲(chǔ)備庫(kù)籌建處，廣州，510095;2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海，201620;3.東華大學(xué)產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心，上海，201620)

我國(guó)于20世紀(jì)80年代開始大規(guī)模使用土工合成材料，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，不但在公路交通工程得到很好的應(yīng)用，在住宅、倉(cāng)庫(kù)等工程應(yīng)用中也有了顯著進(jìn)步。隨著土工合成材料設(shè)計(jì)水平、施工能力的提高，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，因此相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂愈發(fā)重要。完善的土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)體系是工程建設(shè)中招投標(biāo)雙方對(duì)質(zhì)量糾紛用數(shù)據(jù)說(shuō)話的最好辦法，是生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)、參與國(guó)內(nèi)外貿(mào)易競(jìng)爭(zhēng)的通行證，是土工產(chǎn)業(yè)鏈之間的技術(shù)紐帶，更是土工產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展的保證。

本文介紹了國(guó)內(nèi)外土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，并結(jié)合棉花儲(chǔ)備庫(kù)工程應(yīng)用中使用土工合成材料時(shí)碰到的問(wèn)題，在調(diào)研的基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)和完善提出幾點(diǎn)建議。

1 國(guó)內(nèi)外土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)

歐美國(guó)家對(duì)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)的研究和建設(shè)較早［1］，都有各自獨(dú)特的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，其中美國(guó)和英國(guó)的測(cè)試方法較為齊全。美國(guó)ASTM中含有137項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目，英國(guó)在BS和TRRL 基礎(chǔ)上積極吸收美國(guó)ASTM的測(cè)試方法，法國(guó)和其他國(guó)家也都力求測(cè)試方法的齊全。

國(guó)外土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)主要具有以下特點(diǎn)［2］：

(1)標(biāo)準(zhǔn)中不僅有室內(nèi)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，還包含部分現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，涉及施工方法和施工質(zhì)量檢驗(yàn)等，如ASTM D6214《化學(xué)熔接法現(xiàn)場(chǎng)連接土工膜的完整性測(cè)試方法》等。

(2)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)更新速度快，能針對(duì)新材料及時(shí)提出相關(guān)測(cè)試方法，對(duì)傳統(tǒng)材料能找出新的測(cè)試方法。如瀝青土工膜等新材料，相應(yīng)的新測(cè)試方法有ASTM D6992《使用分級(jí)等溫法對(duì)土工合成材料加速拉伸蠕變和蠕變斷裂的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》等。

(3)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不局限于單一的材料性能，還注重與其他物質(zhì)的相互作用，如ASTM D6706《土工織物拉拔測(cè)試方法》等。

(4)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中包括一些有關(guān)測(cè)試選擇和管理方面的導(dǎo)則，如ASTM D5819《土工合成材料耐久性評(píng)價(jià)方法選擇導(dǎo)則》等。

1.2 國(guó)內(nèi)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布較晚，于1998年開始實(shí)施。我國(guó)發(fā)布的關(guān)于土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)可歸納為三大類：

(1)測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)：涉及各類材料性能指標(biāo)的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試技術(shù)與方法。目前我國(guó)還沒(méi)有國(guó)家統(tǒng)一的土工合成材料測(cè)試規(guī)程，水利部發(fā)布了SL 235—2012《土工合成材料測(cè)試規(guī)程》［3］，交通部發(fā)布了JTG E50—2006《公路工程土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程》［4］。測(cè)試規(guī)程涵蓋了土工合成材料的單位面積質(zhì)量、厚度、有效孔徑、垂直滲透特性、水平滲透特性、條帶拉伸、握持拉伸、脹破強(qiáng)力、頂破強(qiáng)力、刺破強(qiáng)力、接頭/接縫拉伸、落錐試驗(yàn)、剝離強(qiáng)度、撕破強(qiáng)力、抗氧化性能、抗酸堿液性能、直剪摩擦性能、抗磨損性能、拉伸蠕變、防滲性能和抗紫外線性能等。

(2)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：涉及各種材料的分類、規(guī)格、代號(hào)、制定技術(shù)、測(cè)試方法等。全國(guó)紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)產(chǎn)業(yè)用紡織品分會(huì)編制并發(fā)布了GB/T17638—1998《土工合成材料短纖針刺非織造土工布》、GB/T17639—2008《土工合成材料 長(zhǎng)絲紡黏針刺非織造土工布》、GB/T17640—2008《土工合成材料 長(zhǎng)絲機(jī)織土工布》、GB/T17641—1998《土工合成材料 裂膜絲機(jī)織土工布》、GB/T17642—2008《土工合成材料 非織造布復(fù)合土工膜》、GB/T18887—2002《土工合成材料 機(jī)織/非織造復(fù)合土工布》。全國(guó)塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編制并發(fā)布了GB/T17643—2011《土工合成材料 聚乙烯土工膜》、GB/T17688—1999《土工合成材料 聚氯乙烯土工膜》、GB/T17689—2008《土工合成材料塑料土工格柵》、GB/T17690—1999《土工合成材料 塑料扁絲編織土工布》、GB/T18744—2002《土工合成材料 塑料三維土工網(wǎng)墊》、GB/T19274—2003《土工合成材料 塑料土工格室》、GB/T19470—2004《土工合成材料 塑料土工網(wǎng)》。交通部發(fā)布的用于公路工程的一系列土工合成材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有16個(gè)。

(3)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范：該規(guī)范涉及材料在工程中的設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)，由有關(guān)的工程標(biāo)準(zhǔn)部門編制。如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50290—1998，水利部發(fā)布的SL/T225—1998，鐵道部發(fā)布的TB 10118—2006，交通部發(fā)布的JTJ 239—2005(水運(yùn))與JTJ/TD32—2012(公路)，中國(guó)土工合成材料工程協(xié)會(huì)編制的CTAG 02—1997《塑料排水帶地基設(shè)計(jì)規(guī)程》。

從上述分析可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)現(xiàn)行的土工合成材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)基本包含了工程中常用的產(chǎn)品類別，對(duì)土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料、土工特種材料等大項(xiàng)均有涉及，但各部委均有自己的標(biāo)準(zhǔn)體系，相互之間有相似也有差別。這些標(biāo)準(zhǔn)的差異對(duì)制造商和購(gòu)買者易造成較大分歧，為便于交易，雙方通常放棄國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)而采用歐美標(biāo)準(zhǔn)。

(2)我國(guó)土工合成材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的建立基本上是以ISO標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本，ISO標(biāo)準(zhǔn)未涉及的則主要參照ASTM標(biāo)準(zhǔn)［5］。不難發(fā)現(xiàn)，ISO標(biāo)準(zhǔn)和ASTM標(biāo)準(zhǔn)大同小異，在試驗(yàn)原理與方法上基本一致，僅在測(cè)試參數(shù)的細(xì)節(jié)上有所差異，只有少數(shù)標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試方法上存在區(qū)別，主要還在于標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化程度與覆蓋面上。我國(guó)關(guān)于土工合成材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于ASTM標(biāo)準(zhǔn)。

(3)我國(guó)現(xiàn)行的土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)基本能夠與國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)同步，但以室內(nèi)指標(biāo)測(cè)試為主，缺乏現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。其中有些標(biāo)準(zhǔn)還存在使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能及時(shí)更新、補(bǔ)充的問(wèn)題。

(4)我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)的建立所需時(shí)間較長(zhǎng)，從立項(xiàng)到發(fā)布實(shí)施通常需要2～3年時(shí)間。

(5)我國(guó)專門研制、生產(chǎn)土工合成材料檢測(cè)儀器的廠家較少，對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究力度不夠，與實(shí)際檢測(cè)要求有差距，測(cè)試的準(zhǔn)確度和檢測(cè)效率都不高。若測(cè)試儀器達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)準(zhǔn)則形同虛設(shè);同時(shí)測(cè)試儀器的精度不同，測(cè)試結(jié)果將沒(méi)有可比性［6］。

(6)我國(guó)土工合成材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋面不夠完整，部分測(cè)試項(xiàng)目找不到對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，如土工膜的2%正割模量標(biāo)準(zhǔn)、土工膜接縫剝離強(qiáng)度與剪切強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)等。土工合成材料的部分行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)超前于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)土工合成材料測(cè)試的整體框架起到了顯著的支撐作用，如GCL和排水板的測(cè)試主要依靠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。棉花儲(chǔ)備庫(kù)對(duì)地面防潮要求很高，但使用的防潮土工布的質(zhì)量無(wú)法從其測(cè)試數(shù)據(jù)上得到保證。

2 完善我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)體系的建議

我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)體系自建立至今，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，已經(jīng)形成較為科學(xué)、規(guī)范、合理的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系，但與國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系相比，仍存在許多不足。為完善我國(guó)土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)體系，我們提出以下幾點(diǎn)建議：

(1)在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌建立完善的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系。目前我國(guó)關(guān)于土工合成材料標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量較多，但涉及鐵道、交通、水利等多個(gè)部門，各部門要求不一，標(biāo)準(zhǔn)存在差異，給市場(chǎng)帶來(lái)隱患。因此需要建立起整體性與技術(shù)性相統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系，以及系統(tǒng)與科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)修訂制度，使得土工合成材料測(cè)試技術(shù)能夠不斷發(fā)展。

(2)充分總結(jié)國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，積極學(xué)習(xí)國(guó)外成熟標(biāo)準(zhǔn)體系，補(bǔ)充新的測(cè)試方法和必要的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法，同時(shí)要與我國(guó)的測(cè)試現(xiàn)狀、工程實(shí)際相結(jié)合，做好驗(yàn)證工作。

(3)補(bǔ)全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)覆蓋面。對(duì)比國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)還有很多測(cè)試項(xiàng)目沒(méi)有展開，有些領(lǐng)域的測(cè)試項(xiàng)目代表了新的發(fā)展趨勢(shì)，在工程應(yīng)用中有很高的技術(shù)價(jià)值，應(yīng)該抓住時(shí)機(jī)，趕上世界的步伐。

(4)細(xì)化測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，考慮、區(qū)分對(duì)于不同類別土工合成材料的測(cè)試指標(biāo)可能會(huì)有不同的操作流程和試驗(yàn)結(jié)果，使得各類土工合成材料都有明確的標(biāo)準(zhǔn)參照。

(5)推進(jìn)新產(chǎn)品的測(cè)試技術(shù)研發(fā)。土工合成材料作為一種新型材料，新產(chǎn)品層出不窮，應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，應(yīng)及時(shí)掌握發(fā)展方向，做好技術(shù)儲(chǔ)備，讓新產(chǎn)品的上市“有法可依”。

［1］包承綱.土工合成材料應(yīng)用原理與工程實(shí)踐［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2008.

［2］王正宏.ASTM有關(guān)土工合成材料的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，兼述我國(guó)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)［C］//中國(guó)土工合成材料創(chuàng)新發(fā)展論壇論文集，2009.

［3］水利部.SL 235—2012土工合成材料測(cè)試規(guī)程［S］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

［4］交通運(yùn)輸部.JTG E50—2006公路工程土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［5］張鵬程，白建穎.土工合成材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系的建立與完善［C］//第八屆中國(guó)土工合成材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2012.

［6］劉蓮，倪冰遠(yuǎn)，楊瑞兵，等.淺析國(guó)內(nèi)土工合成材料測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)［J］.非織造布，2010，18(6)：8-11.