熒光紫外燈老化儀就公路、鐵路工程而言,目前需要考慮紫外線影響老化的對(duì)象主要是邊坡防護(hù)工程。人工加速老化試驗(yàn)方法是為了克服大氣老化試驗(yàn)時(shí)間長,而采用模擬、強(qiáng)化大氣環(huán)境中的主要因素,以加速土工合成材料的破壞速度,期望在較短的時(shí)間內(nèi)獲得近似于大氣的結(jié)果。本文在進(jìn)行大氣老化試驗(yàn)的同時(shí),利用熒光紫外燈(UV-B型)老化儀對(duì)相同的土工合成材料進(jìn)行了室內(nèi)人工加速老化試驗(yàn)。并通過低于(55e)和高于(80e)標(biāo)準(zhǔn)溫度(60e)的試驗(yàn),試圖獲得溫度與紫外線的關(guān)系。土工合成材料紫外線老化室內(nèi)加速試驗(yàn)的研究影響土工合成材料老化特性的主要因素是紫外線。
一、試驗(yàn)結(jié)果
(1)人工加速老化試驗(yàn)與大氣老化所得到的老化特性的總趨勢(shì)是一致的,即隨著老化時(shí)間的增加,材料的抗拉強(qiáng)度降低,三維網(wǎng)的抗紫外線老化特性優(yōu)于土工格室和土工格柵,加有抗老化劑的三維網(wǎng)的強(qiáng)度保持率明顯高于未加抗老化劑的普通三維網(wǎng)。
(2)四種材料,拉伸應(yīng)變的紫外線老化速度大于拉伸應(yīng)力的紫外線老化速度。
(3)在300h內(nèi)的抗拉強(qiáng)度保持率很不穩(wěn)定,300h后,才明顯反映出材料強(qiáng)度保持率隨老化時(shí)間的增加而降低。500h時(shí),普通三維網(wǎng)、耐老化三維網(wǎng)、土工格室、雙向土工格柵(縱向)的強(qiáng)度較未老化的強(qiáng)度分別降低了4196%、1163%、11129%和23133%。212溫度在加速老化試驗(yàn)中作用四種試樣在65e溫度烘箱中分別老化300h、500h、700h的殘余抗拉強(qiáng)度百分比。數(shù)據(jù)表明,熱老化300h,幾乎沒有強(qiáng)度的降低,而老化到700h,對(duì)于三維網(wǎng),熒光紫外線燈的老化有約30%強(qiáng)度的下降要?dú)w于熱老化;而對(duì)于土工格室、土工格柵則有60%~70%強(qiáng)度下降歸于熱老化。
二、期溫度變化的影響
將老化儀內(nèi)溫度分別保持為55e、80e(無輻照冷凝周期時(shí)相應(yīng)的黑標(biāo)準(zhǔn)溫度分別為70e、45e),周期為300h、500h、700h,材料烘箱老化后的殘余抗拉強(qiáng)度百分比結(jié)果見表2。在各組數(shù)據(jù)之間可作單調(diào)遞減曲線,在這些非線性回歸中,可利用室內(nèi)老化的數(shù)據(jù)擬合函數(shù)來進(jìn)行分析。以土工格室為例,在室內(nèi)加速老化條件下,其老化數(shù)據(jù)的指數(shù)函數(shù)的擬合式為y=941647e-010009@I(1)式中y為抗拉強(qiáng)度殘余百分比,%;I為紫外線輻射強(qiáng)度。利用升溫或降溫的回歸曲線,將OMJ/m2輻射強(qiáng)度時(shí)的剩余強(qiáng)度計(jì)算出;再利用土工格室試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合曲線式,計(jì)算達(dá)到同樣殘余強(qiáng)度值時(shí)的輻射強(qiáng)度I。這樣,就可得到平均每升高或降低1e相應(yīng)的紫外線輻射強(qiáng)度,將溫度的影響轉(zhuǎn)換為紫外線輻射強(qiáng)度的影響。同樣原理,可求得其它三類材料的溫度轉(zhuǎn)換值。
從表3可看出,除了土工格室在80e的試樣外,其它三種材料的紫外線輻射強(qiáng)度轉(zhuǎn)換值,在兩種不同溫度下比較一致。土工格室在80e比其它試樣老化更為劇烈,這可能是試樣在老化后碎裂的本性引起的結(jié)果,其它試樣展示了比較一致的輻射強(qiáng)度轉(zhuǎn)換值,與60e下的值相比較,即大約1e相當(dāng)于紫外線輻射強(qiáng)度7MJ/m2。

三、結(jié)論
(1)所試驗(yàn)的四種土工合成材料的紫外線老化速度,拉伸應(yīng)變要大于拉伸應(yīng)力。
(2)試驗(yàn)用熒光紫外燈(UV-B型),對(duì)于測試的四種土工合成材料,在標(biāo)準(zhǔn)溫度60e上、下進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明,獲得同樣殘余抗拉強(qiáng)度,可用低溫下更大的輻射強(qiáng)度來獲得,也可用高溫下低輻射強(qiáng)度來求得,其轉(zhuǎn)換值約為7MJ/m2/e。
(3)由烘箱老化500h后的結(jié)果可知,對(duì)于普通三維網(wǎng),熒光紫外線燈的老化有約30%抗拉強(qiáng)度的下降要?dú)w于熱老化;而對(duì)于土工格室、土工格柵則有60%~70%抗拉強(qiáng)度的下降要?dú)w于熱老化。