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象主要是邊坡防護工程。人工加速老化試驗方法是為了克服大氣老化試驗時間長,而采用模擬、強化大氣環(huán)境中的主要因素,以加速土工合成材料的破壞速度,期望在較短的時間內(nèi)獲得近似于大氣的結果。本文在進行大氣老化試驗的同時,利用熒光紫外燈(UV-B型)老化儀對相同的土工合成材料進行了室內(nèi)人工加速老化試驗。并通過低于(55e)和高于(80e)標準溫度(60e)的試驗,試圖獲得溫度與紫外線的關系。土工合成材料紫外線老化室內(nèi)加速試驗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、試驗結果
(1)人工加速老化試驗與大氣老化所得到的老化特性的總趨勢是一致的,即隨著老化時間的增加,材料的抗拉強度降低,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,拉伸應變的紫外線老化速度大于拉伸應力的紫外線老化速度。
(3)在300h內(nèi)的抗拉強度保持率很不穩(wěn)定,300h后,才明顯反映出材料強度保持率隨老化時間的增加而降低。500h時,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)的強度較未老化的強度分別降低了4196%、1163%、11129%和23133%。212溫度在加速老化試驗中作用四種試樣在65e溫度烘箱中分別老化300h、500h、700h的殘余抗拉強度百分比。數(shù)據(jù)表明,熱老化300h,幾乎沒有強度的降低,而老化到700h,對于三維網(wǎng),熒光紫外線燈的老化有約30%強度的下降要歸于熱老化;而對于土工格室、土工格柵則有60%~70%強度下降歸于熱老化。
二、期溫度變化的影響
將老化儀內(nèi)溫度分別保持為55e、80e(無輻照冷凝周期時相應的黑標準溫度分別為70e、45e),周期為300h、500h、700h,材料烘箱老化后的殘余抗拉強度百分比結果見表2。在各組數(shù)據(jù)之間可作單調遞減曲線,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為抗拉強度殘余百分比,%;I為紫外線輻射強度。利用升溫或降溫的回歸曲線,將OMJ/m2輻射強度時的剩余強度計算出;再利用土工格室試驗數(shù)據(jù)擬合曲線式,計算達到同樣殘余強度值時的輻射強度I。這樣,就可得到平均每升高或降低1e相應的紫外線輻射強度,將溫度的影響轉換為紫外線輻射強度的影響。同樣原理,可求得其它三類材料的溫度轉換值。
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度轉換值,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果,其它試樣展示了比較一致的輻射強度轉換值,與60e下的值相比較,即大約1e相當于紫外線輻射強度7MJ/m2。

三、結論
(1)所試驗的四種土工合成材料的紫外線老化速度,拉伸應變要大于拉伸應力。
(2)試驗用熒光紫外燈(UV-B型),對于測試的四種土工合成材料,在標準溫度60e上、下進行的試驗結果表明,獲得同樣殘余抗拉強度,可用低溫下更大的輻射強度來獲得,也可用高溫下低輻射強度來求得,其轉換值約為7MJ/m2/e。
(3)由烘箱老化500h后的結果可知,對于普通三維網(wǎng),熒光紫外線燈的老化有約30%抗拉強度的下降要歸于熱老化;而對于土工格室、土工格柵則有60%~70%抗拉強度的下降要歸于熱老化。