塑料防护排水板纵向通水能力测试技术研究 张鹏程 （上海勘测设计研究院，上海２００４３４） 【摘要】 通过对塑料防护排水板纵向通水能力测试技术研究，并对试验结果进行分析，指出：针对软土地基加固 用塑料排水带的纵向通水量测试方法不适用于塑料防护排水板的相关试验；塑料防护排水板的纵向通水能力测 试可以闭孔泡沫橡胶加压方式，在１５０ｋＰａ法向压力和０．１水力梯度条件下进行；其纵向通水能力与其凹凸高度呈 正比关系。 【关键词】 塑料防护排水板；通水能力；测试 中图分类号：ＴＶ５２３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５－４７７４（２０１４）０５－００３３－０４ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｗａｔｅｒ Ｆｌｕｘ Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｂｏａｒｄ ＺＨＡＮＧ Ｐｅｎｇ—ｃｈｅｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２００４３４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｆｌｕｘ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｂｏａｒｄ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ：ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｆｌｕｘ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｐｌａｓｔｉｃ ｄｒａｉｎａｇｅ ｂｅｌｔ ｆｏｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｓｏｆｔ ｏｉｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｓ ｎｏｔ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｂｏａｒｄ．Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｆｌｕｘ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｂｏａｒｄ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｌｏｓｅｄ—ｃｅｌｌ ｆｏａｍ ｒｕｂｂｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ １５０ｋＰａ ｎｏｒｍａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｇｒａｄｉｅｎｔ ０．１．Ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｆｌｕｘ ｃａｐａｃｉｔｙ ｈａｓ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｕｎｅｖｅｎ ｈｅｉｇｈｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｂｏａｒｄ；ｗａｔｅｒ ｆｌｕｘ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｔｅｓｔ 塑料防护排水板是由高分子树脂材料（聚乙烯、聚 筑物及其防水层。在地下工程回填土时，可以保护建 丙烯、聚苯乙烯等）制成的表面为凹凸形状，具有纵向 筑物外维护结构及其防水层，也可用于地面或墙面，发 通水功能，使用时表面覆或不覆无纺土工织物过滤层， 挥降噪、绝热、防潮作用。 用于排水、防护、有部分蓄水功能的土工合成材料产 目前针对塑料防护排水板的主要测试参数有：厚 品，被广泛应用于屋顶绿化、地下建筑、垃圾填埋场等 度、凹凸高度、宽度及长度、单位面积质量、外观状态、 工程领域。产品表面具有单面或双面的凹凸中空结 拉伸性能、撕裂性能、压缩性能、低温柔度、热老化性 构，形成架空层，可以快速将雨水或其他积水导出，减 能、单宽流量等。单宽流量即单位宽度水流量，为反映 少甚至消除防水层的静水压，以避免土壤流失、土层滑 塑料防护排水板产品的纵向通水能力的测试参数。 移、植根穿刺，从而延长工程的使用寿命。同时，塑料 １试验基本原理 防护排水板可以有效抵御土壤中的酸碱侵蚀，保护建 单宽流量试验是考核防护排水板纵向通水能力的 ・３３・ 一水利建设与管理 ２０１４年・第５期 关键性试验，其原理是在规定的试样接触面材料及水 力梯度条件下，在试样平面施加规定的压力，测量沿防 护排水板平面一定时间内渗流的水量。影响防护排水 板单宽流量测试结果的因素除了材料自身的产品性能 外，还与以下三个试验条件有密切关系： １．１接触面材料 塑料防护排水板应用于工程中，首先应考虑依照 其实际工程部位选择接触面材料，以有效模拟工程 状况。 １．２压力的施加 不同的压力条件下，塑料防护排水板架空层的有 效排水通道会发生变化，排水效能随压力的增大而降 低。同时考虑到塑料防护排水板产品结构的特殊性， 压力的施加方式将直接影响到试验结果。 １．３水力梯度 所谓水力梯度是指含水层中沿水流方向每单位距 离的水头下降值。在塑料防护排水板单宽流量试验中 即为沿试样水流方向两个测量点之间的水头差与其距 离之比。单宽流量试验应在确定的水力梯度条件下进 行，其试验原理见图１。 图１单宽流量试验原理 ２试验方法的确定 ２．１相关的试验标准 作为塑料防护排水板产品质量检测依据，可考虑 在界定以上三个试验条件的基础上，确定一种适用范 围广、试验复现性高、易于比对的测试方法作为其单宽 流量试验标准测试方法。目前可供塑料防护排水板单 宽流量试验参考的测试标准主要有： ＩＳＯ １２９５８ Ｇｅｏｔｅｘｔｉｌｅｓ ａｎｄ ｇｅｏｔｅｘｔｉｌｅ・－ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｄ－・ ｕｃｔｓ－－Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｆｌｏｗ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｐｌａｎｅ； ．３４． ＡＳＴＭ Ｄ４７ １ ６ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ（Ｉｎ—ｐｌａｎｅ）Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ ｐｅｒ Ｕｎｉｔ Ｗｉｄｔｈ ａｎｄ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ Ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｈｅａｄ； ＧＢ／Ｔ １７６３３－－１９９８土工布及其有关产品平面内 水流量的测定； ＳＬ ２３５－－２０１２土工合成材料测试规程； ＪＴ／Ｔ ５２ｌ＿２００４公路工程土工合成材料塑料排 水板； ＪＴＧ Ｅ５０－－２００６公路工程土工合成材料试验 规程； ＪＴＳ ２０６—１—２００９水运工程塑料排水板应用技术 规程。 以上标准对于土工合成材料纵向通水性能测试的 原理都是相同的，区别主要表现在接触面材料及压力 的施加方式上。其中，ＩＳＯ １２９５８中提出了三种比较典 型的试验模式：⑧采用闭孔泡沫橡胶作为试验样品接 触面材料，以刚性板传导压力至闭孔泡沫橡胶层上，模 拟工程土体对样品的力学作用；⑤采用对样品包裹薄 膜，薄膜作为试验样品接触面材料，以压力室通过薄膜 对试样施加压力；⑥闭孔泡沫橡胶与薄膜配合使用的 形式。ＡＳＴＭ Ｄ４７１６较ＩＳＯ １２９５８更为细化地规定了 接触材料、水力梯度以及测试压力的选择。ＧＢ／Ｔ １７６３３－－１９９８基本等同于ＩＳＯ １２９５８，但在试验模式中 只保留了闭孔泡沫橡胶作为接触面材料这一种情况， 对薄膜加压没有做出说明。ＳＬ ２３５－－２０１２中对土工合 成材料纵向通水性能的测试可以视为是参考了ＩＳＯ １２９５８与ＡＳＴＭ Ｄ４７１６的简化试验版本，规定了橡胶垫 层与薄膜加压两种方式。同时ＳＬ２３５－－２０１２、ＪＴ／Ｔ ５２１－－２００４、ＪＴＧ Ｅ５０－－２００６、ＪＴＳ ２０６—１—２００９中 都针对软土地基加固用塑料排水带的通水量测试做出 了规定，均采用薄膜加压的方式。 ２．２薄膜加压方式 薄膜加压方式即对样品包裹薄膜（一般为乳胶 膜），薄膜作为试验样品接触面材料，以压力室通过薄 膜对试样施加压力，在一定的压力条件及水力梯度下 进行通水量测量。其典型设备如下页图２所示的 ＹＧ０７０型塑料排水板纵向通水量测试仪，该方法主要
