ASTM有关土工合成材料的试验标准及我国相关标准现状

　　1.ASTM试验方法标准

　　1.1标准项目名称

　　ASTM(American Society for Testing Material)是美国材料试验学会的简称，为当今国际上最著名的制定材料试验方法标准的权威机构之一，它是一所民间的非营利性跨行业组织，它的业务范围涵盖多种材料，包括岩石和土工合成材料。我国的上述两类材料的实验方法规程、规范，主要都以ASTM标准为依据。

　　近来得到长期从事土工合成材料试验研究的我国留美学者袁则宏博士的帮助，收集到ASTM关于土工合成材料的几乎全部的试验方法标准，对我们的工作有很好的参考价值，故将所有试验方法项目名称皆译成中文供大家查阅，如表1：表中D××××为试验编号，其后的数字为标准采用或最后修订年份。

　　表1.美国ASTM有关土工合成材料的试验标准

　　ASTM D1987-07(1)土工织物和土-土织物滤层生物淤堵试验方法

　　ASTM D2643-04 水库、水池、渠道和水沟预制沥青衬垫(外漏型)试验规范

　　ASTM D4354-99 土工合成材料试样准备标准方法

　　ASTM D4355-07 在氙弧灯仪器中土工织物露于光、湿。热条件下的老化试验方法

　　ASTM D4437-99 柔韧高分子土工膜片材现场接缝完整性的试验方法

　　ASTM D4439-94 土工合成材料名词术语标准

　　ASTM D4491-99a 土工合成材料渗水的透水率试验方法

　　ASTM D4533-04 土工织物梯形撕裂试验方法

　　ASTM D4545-86 柔性高分子土工膜片材工厂接缝完整性的试验方法

　　ASTM D4594-96 温度对土工织物稳定性影响的试验方法

　　ASTM D4595-05 用宽条试样测定土工织物拉伸特性的试验方法

　　ASTM D4632-91 土工织物握持破坏荷载和伸长量的试验方法

　　ASTM D4716-07 用常水头法测定土工合成材料单宽(平面)流率和导水率的试验方法

　　ASTM D4751-04 土工织物表观(apparent)开孔的试验方法

　　ASTM D4759-02 土工合成材料与规范相符性的确定方法

　　ASTM D4833-07 土工膜和相关产品抗穿刺指标的试验方法

　　ASTM D4873-02 土工合成材料卷材和样品的识别、储存和操作导则

　　ASTM D4884-96 土工合成材料缝制和热粘缝强度试验方法

　　ASTM D4885-01 用宽条拉伸法确定土工膜运行强度的试验方法

　　ASTM D4886-88 土工织物抗磨(砂纸-滑块法)试验方法

　　ASTM D5101-01 用梯度比测量土-土织物系统堵塞潜势的试验方法

　　ASTM D5141-96 用当地土的土工织物障篱的反虑效益和流量的试验方法

　　ASTM D5199-01 量测土工合成材料名义厚度的试验方法

　　ASTM D5261-92 量测土工织物单位面积质量的试验方法

　　ASTM D5262-07 确定土工合成材料无侧限条件下拉伸蠕变和蠕变破坏型状试验方法

　　ASTM D5321-02 用直剪法测定土和土工合成材料和土工合成材料之间摩擦系数的试验方法

　　ASTM D5322-98 评价土工合成材料对液体化学抗力的试验室试样浸液步骤的标准方法

　　ASTM D5323-92 确定聚乙烯土工膜2%割线模量标准方法

　　ASTM D5397-07 借切口恒拉伸荷载试验评价聚乙烯土工膜抗应力开裂的方法

　　ASTM D5493-06 荷载下土工织物透水率的试验方法

　　ASTM D5494-93 未受保护和受保护的土工膜抗锥刺能力的测试方法

　　ASTM D5496-98 土工合成材料现场浸渍试验方法

　　ASTM D5514-06 土工合成材料大型水力穿刺试验方法

　　ASTM D5567-94 土-土工织物系统导水(HCR)试验方法

　　ASTM D5596-03 聚烯烃土工合成材料中碳黑分散微观评价试验方法

　　ASTM D5617-04 土工合成材料多轴拉伸试验方法

　　ASTM D5641-94 用真空罐评价土工膜接缝试验方法

　　ASTM D5721-95 聚烯烃土工膜气烘老化步骤

　　ASTM D5747-95a 评价土工膜对液体化学抗力的实验步骤

　　ASTM D5818-06 样品外爆和回收以评价土工合成材料铺设破坏的方法

　　ASTM D5819-05 土工合成材料耐久性评价方法选择导则

　　ASTM D5820-95 用压缩空气评价土工膜焊缝的方法

　　ASTM D5884-04a 内部加筋土工膜撕裂强度试验方法

　　ASTM D5885-06 用高压差热扫描热量计确定聚烯烃土工合成材料氧化诱导时间的试验方法

　　ASTM D5886-95 确定特殊应用中液体渗过土工膜速率方法选择导则

　　ASTM D5887-04 用柔壁渗透仪量测通过饱和土工织物膨润土衬垫试样流率的试验方法

　　ASTM D5888-06 膨润土垫(GCL)存储和搬运导则

　　ASTM D5889-97 土工合成材料膨润土垫质量控制方法

　　ASTM D5890-06 土工合成材料膨润土垫粘土矿物膨胀测定方法

　　ASTM D5891-02 土工合成材料膨润土垫中粘土成分漏失试验方法

　　ASTM D5970-96 土工织物户外暴晒老化试验

　　ASTM D5993-99 土工合成材料膨润土衬垫单位质量测试方法

　　ASTM D5994-98 带纹土工膜芯板厚度测试方法

　　ASTM D6072-96 土工合成材料膨润土垫取样导则

　　ASTM D6088-06 铺设道路土工复合排水材料方法

　　ASTM D6102-06 土工合成材料膨润土垫铺设导则

　　ASTM D6140-00 全宽沥青路面中铺面织物沥青保留量测试方法

　　ASTM D6141-97 土工合成材料膨润土垫中粘土成分对液体的化学相容性(与液体接触后仍否保持膨胀性等)(2)评价规则

　　ASTM D6213-97 评价土工格栅抗化学液的试验方法

　　ASTM D6214-98 化学熔接法现场连接土工膜的完整性测试方法ASTM D6241-04 利用50mm测头测定土工织物和其他相关材料静定穿刺强度的试验方法

　　ASTM D6243-06 利用直剪试验测定土工合成材料膨润土垫内部和界面抗剪强度的试验方法

　　ASTM D6244-06 道路复合排水板块(panel train)垂直压缩性试验方法

　　ASTM D6364-06 土工合成材料短期压缩特性测定方法

　　ASTM D6365-99 用火花试验对土工膜接缝进行非破坏性试验的方法

　　ASTM D6388-99 评价土工网抗化学液试验方法

　　ASTM D6389-99 评价土工织物抗化学液的试验方法

　　ASTM D6392-99 未加筋土工膜热熔法焊接缝完整性测试方法

　　ASTM D6434-04 柔性聚丙烯(fpp)土工膜试验方法选择导则

　　ASTM D6454-99 草皮加筋垫(turf reinforcement mat,TRM)短期压缩性特性测试方法

　　ASTM D6455-05 预制沥青土工(PBGM)膜试验方法选择导则

　　ASTM D6495-02 土工合成材料膨润土垫认可试验要求(为接受该材料应作试验的类型、方法和论证，以保证供货符合要求)(2)导则

　　ASTM D6496-04a 针刺土工织物膨润土垫上下层间平均剥离强度测试方法

　　ASTM D6497-02 土工膜与贯穿物或结构物机械连接方法导则

　　ASTM D6523-00 卫生垃圾场另类覆盖层(alternative daily cover ,ADC)选择与评价导则

　　ASTM D6524-00 草皮加筋垫(TRM)回弹量量测方法

　　ASTM D6525-00 永久性防水卷材名义厚度测量方法

　　ASTM D6566-00 草皮加筋垫单位面积质量测量方法

　　ASTM D6567-00 白炽光穿透草皮加垫(TRM)的测量方法

　　ASTM D6574-00 借辐射流量测土工合成材料(平面)水力传导试验方法

　　ASTM D6575-00 用作草皮加筋垫(TRM)的土工合成材料刚度测试方法

　　ASTM D6636-01 加筋土工膜层面连接强度测试方法

　　ASTM D6637-01 借单肋和多肋拉伸法测量土工格栅拉伸特性的标准方法

　　ASTM D6638-07 土工合成材料筋材与混凝土模块(模块混凝土块)间连接强度的测试方法

　　ASTM D6693-04 未加筋聚乙烯和未加筋柔性聚丙烯土工膜拉伸特性测试方法

　　ASTM D6706-01 土工合成材料土中抗拔试验

　　ASTM D6707-06 用于地下排水的圆织型(circular knit)土工织物规格

　　ASTM D6747-04 土工膜潜在漏水通道电测技术选择导则

　　ASTM D6766-06a 可能不相容液体渗过土工合成材料膨润土垫时水力特性评价测试方法

　　ASTM D6767-02 用毛管流测定土工织物开孔特征方法

　　ASTM D6768-04 土工合成材料膨润土垫拉伸强度测试方法

　　ASTM D6817-07 刚性多孔聚苯乙烯标准

　　ASTM D6818-02 泥炭加筋垫极限拉伸性质测试方法

　　ASTM D6826-05 用作城市固体废料堆埋场日覆盖材料的另类材料喷泥浆、泡沫和当地土料规范

　　ASTM D6916-06c 混凝土模块(加筋土挡墙用)间抗剪强度的测定方法

　　ASTM D6917-03 排水带(PVD)试验方法选用导则

　　ASTM D6918-03 排水带弯曲状态下的测试方法

　　ASTM D6992-03 利用分级等温法按时间-温度曲线迭加进行土工合成材料加速蠕变破坏的试验方法

　　ASTM D7001-06 用于路旁排水和其它大流量设施的土工复合材料标准规格

　　ASTM D7002-03 用水盂(water puddle)系统确定外露土工膜的漏水部位方法

　　ASTM D7003-03 加筋土工膜条带拉伸试验方法

　　ASTM D7004-03 加筋土工膜握持拉伸试验方法

　　ASTM D7005-03 土工复合材料粘结(层间粘结)强度测试方法

　　ASTM D7006-03 土工膜超声波测试方法

　　ASTM D7007-03 被水或土覆盖的土工膜渗漏位置的电测方法

　　ASTM D7008-03 另类(有别于传统的土覆盖)(2)日覆盖土工合成材料规范

　　ASTM D7056-07 预制沥青土工膜接缝拉伸剪切强度测试方法

　　ASTM D7106-05 EPDM(乙烯/丙烯/二烯共聚物)土工膜测试方法选用导则

　　ASTM D7176-06 未加筋PVC(聚氯乙烯)土工膜应用于淹没状态规范

　　ASTM D7177-05 双焊道土工膜气道法检测规范

　　ASTM D7178-06 作为无纺土工织物补充渗率特性的缩径数“m”的检测方法

　　ASTM D7179-07 确定土工网破坏力的试验方法

　　ASTM D7180-05 岩土工程中泡沫塑料(EPS)应用导则

　　ASTM D7238-06 利用荧光UV凝聚仪探测未加筋聚烯烃土工膜暴露效应的试验方法

　　ASTM D7239-06 公路中应用的混合式铺面蓐垫规范

　　ASTM D7240-06 通过电容技术(导电土工膜火花试验)测定与导电层紧密接触的无绝缘层土工膜渗漏部分的方法

　　ASTM D7272-06 利用预制条带粘结土工膜接缝整体性检测方法

　　ASTM D7274-06a 预制沥青土工膜(BGM)矿物稳定剂含量测试方法

　　ASTM D7275-07 沥青土工膜(BGM)拉伸特性试验方法

　　ASTM D7406-07 土工合成材料产品在恒压下的蠕变试验方法

　　ASTM D7407-07 确定土工膜通气量的试验方法

　　注：(1)“D”后面的数字为标准的编号；其后的数字为原采用年份，或最后修订的年份。

　　(2)括号内的数字是译者外加的说明。

　　1.2标准的特点

　　综观表1中所列项目的内容，再与我国现行的各同类标准对比，可以看出，ASTM标准有如下一些特点：

　　(1)除室内试验标准，还包含部分现场试验标准。

　　现场试验标准涉及施工方法和施工质量检验等。

　　关于施工方法，如GCL的铺设方法导则(D6102)、土工膜与贯穿物或结构物机械连接方法导则(D6497)等。

　　关于施工质量检测，如用真空法评价土工膜焊接缝(D5641)、用压缩空气法评价土工膜双焊接缝质量(D5820)、化学熔接法土工膜连接完整性检测(D6214)、土工膜潜在漏水通道电测技术选择(D6747)等。

　　(2)室内试验中包括一些新材料及测试法

　　新材料例如有草皮加筋垫(turf reinforcement mat,TRM)、沥青土工膜(BGM)等。

　　新试验方法例如有反应土工织物渗滤特性的颈缩数(number of construction)m的测定(D7178)、土工合成材料加速蠕变和蠕变破坏的试验方法(D6992)、混凝土模块(modular concrete block)间及其与筋材间连接强度的测定(D6638)以及用直剪试验测定GCL内部和界面抗剪强度的试验方法(D6243)等.

　　(3)还包括一些有关试验选择和管理方面的导则。

　　这些导则例如有：沥青土工膜试验方法选择导则(D6445)、柔性聚丙烯(fpp)土工膜试验方法选择(D6343)、土工合成材料耐久性评价方法选择导则(5819)、排水带试验方法选用(D6917)、以及材料卷材、样品识别、储存导则(D4873)等.

　　2、我国土工合成材料相应标准

　　2.1我国土工合成材料标准的现状

　　我国正式生产和使用土工合成材料虽然于上世纪八十年代初即已开始，但对其制定各项标准却推迟到1998年我国发生的特大洪水过后。当年由于该材料在抗洪抢险中发挥了显著作用，大水过后国务院领导同志多次书面指示，要求在修复水毁堤坝工程中优先推广应用土工合成材料；并将材料价格降低下来，故从1998年底，各类有关标准相继编制，审批和发布，发布的标准可归纳为三大类：

　　(1)应用技术规范

　　该规范涉及材料在工程中的设计与施工标准，由有关的工程标准部门编制，计有国家标准GB50291-98,再有水利部发布的SL/T225-98,铁道部发布的TB10118-99,和交通部发布的JTJ/T239-98(水运工程)与JTJ/T019-98(公路工程)。此外，尚有中国土工合成材料工程协会编制的CTAG-97(塑料排水带地基设计规程)

　　(2)产品标准

　　涉及各种材料的分类、规格、代号、制定技术等。我国现有的这类标准有由中国纺织总会标准化研究所编制发布的国家标准【土工合成材料】包含GB/T17630～17642-1998的13个项目，其中的前8项为土工布及相关产品的试验方法，后5项为土工布和土工膜的产品标准，需要指出，上述标准是采用了国际标准化组织ISO的规定。

　　另外，还有由全国塑料制品标准化技术委员会归口的多项塑料产品(土工膜、复合土工膜、土工网垫、土工格栅、土工格室等)的国家标准。

　　(3)试验方法标准

　　它们涉及各类材料性能指标的测试设备和测试技术与方法。我国水利部、铁道部和交通部都各自制定了本行业的试验标准。但尚没有全国统一的规程。

　　2.2对修订我国试验方法标准的建议

　　我国各行业的土工合成材料试验方法标准大部分是由上世纪编制发布的，执行已近10年；它们又都是初次编写。通过多年的实践，陆续发现无论在内容上或写法上都有增补和改进的空间；尤其是近几年有些新材料面世，也要求制定相应的新测试方法，相信不久的将来，定要求对现行试验方法着手进行适当的修订。

　　现就个人见到的部分试验标准，结合上述ASTM标准给予的启示，愿提出以下修订意见。

　　(1)建议制定统一的试验方法国家标准

　　众所周知，不论铁道、交通或水利等专业，它们所建的岩土工程一般涉及的问题无非是建筑物及地基的稳定、变形和渗流，解决这些问题的工程设计遵循相同的力学原理。土工合成材料在工程中与岩石材料共同工作，它们发生的作用也也是共性的，并不因为专业而造成差异。有的单位过分强调他们所在的专业，主张以专业而区分试验方法，在道理上是说不过去的。

　　我认为，只要你采用土工合成材料，工程设计所依据的指标，应该用统一的试验方法来测定，就像岩土工程中的岩土特性指标皆是由统一的土工试验方法来确定一样。

　　(2)试验标准应该由有关单位相互结合来制定。

　　土工合成材料是不同厂家生产的，例如土工织物产自纺织厂，土工格栅等产自塑料制品厂，还有可能来自化工厂等。制订试验标准当然与主管这些厂家的专业部门有关，或许还要由这些部门来组织编制。不过，土工合成材料毕竟是为工程单位生产，为此，测试指标和测试方法也需要有工程单位参加或主持来编制。

　　由于体制问题，我国土工合成材料标准的编制政出多头，造成一些不合理现象。例如，对于土工织物等效孔径O95的测定，各工程单位几乎全都按照ASTM的干筛法测定，而由纺织系统制定的国标GB/T17634-1998却规定用ISO(国际标准化组织，欧洲国家采用)的湿筛法测定；再如国标GB/T17638(应为产品标准)对短线无纺织物规定的拉伸强度普遍偏高，低克重产品一般都达不到该要求，而被视为不合格产品。实际上，无纺土工织物主要用于反虑排水，对其强度只要满足施工应力即可。

　　(3)补充新材料试验方法和必要的现场试验方法

　　近年来随着垃圾场的大量兴建，GCL的应用日益增多，ASTM标准中涉及该材料的试验有十多项，可以参考利用；关于材料耐久性，例如他们对化学液的抗力试验，也有拟定试验方法的必要。

　　现行的我国试验方法标准几乎皆为列入现场试验。但施工质量评价离不开现场试验。例如土工膜的防渗效果与膜的焊接质量密切相关，ASTM标准中的真空罐法(D5641)和双焊缝法(D5820)皆值得参考。土工膜潜在漏水通道的电测方法是否要增补，也可以考虑。

　　(4)试验方法标准编写体例。

　　以水利部发布的【土工合成材料测试规程】SL/T235-1999为例，其编写格式简明扼要，满足工程要求，但建议作如下改进。

　　i)在【目的和适用范围】节内，重点补充说明本实验测得的指标对工程的实际意义和影响。

　　ii)为使试验人员首先对试验方法有一个全面的了解，在说明操作细节步骤之前，最好增加【试验方法综述】一节，使对试验方法和程序更好理解和遵行。

　　iii)将必要的试验成果示例图和记录表式分列在各试验方法中。