目前土工布的生產(chǎn)與應(yīng)用快速進(jìn)展，對土工布的研究很多，但關(guān)于土工布老化性能的研究相對較少。土工布作為一種工程材料，其老化性能指標(biāo)直接影響工程的壽命、安全性與可靠性。因此，對土工布老化性能的研究具有很高的經(jīng)濟(jì)意義與戰(zhàn)略意義。美國材料和試驗(yàn)協(xié)會（ASTM）對土工布的定義為：一切與地基、土壤、巖石、泥土或任何其他土建材料一起使用，并作為人造工程或系統(tǒng)的組成部分的紡織品。土工布與地基、土壤、巖石、泥土或其他建造材料一起使用，利用土工布對泥土起加固、愛護(hù)、排水、過濾、隔離、防滲等作用。土工布目前已經(jīng)同水泥、鋼材、木材一起被稱為“四大建造材料”。

　　土工布根據(jù)加工辦法不同可以劃分為機(jī)織土工布、針織物土工布與非織造土工布。機(jī)織土工布目前使用較多的是長絲機(jī)織布與扁絲機(jī)織布，材料以聚丙烯為主。經(jīng)編貼合土工布是以玻璃纖維（或其他合成纖維）為增強(qiáng)材料，通過和短纖針刺非織造土工布層壓而成。非織造土工布主要有短纖維針刺土工布與長絲紡粘土工布，所選合成纖維原材料主要是聚酯纖維、丙綸、錦綸等，其中主要使用聚酯纖維與丙綸。

　　不論針織物土工布、機(jī)織土工布或非織造土工布，在加工、儲存與使用過程中，易受內(nèi)部因素與外部因素的共同作用，其性能逐漸變壞，以致后喪失使用價(jià)值的現(xiàn)象，稱為老化。這是土工布常見的問題，其本質(zhì)是高分子結(jié)構(gòu)中分子鏈的斷裂、化學(xué)結(jié)構(gòu)的變幻等，宏觀上則表現(xiàn)為土工布強(qiáng)度下降與宏觀結(jié)構(gòu)破壞等，是一種不可逆變幻。

　　1老化現(xiàn)象緣故

　　土工布老化有多種表現(xiàn)：宏觀表現(xiàn)為外觀變色、脆化、喪失光澤、結(jié)構(gòu)改變、力學(xué)性能下降等；微觀表現(xiàn)為大分子結(jié)構(gòu)改變，大分子量下降等。其中對工程應(yīng)用影響大的就是力學(xué)性能的下降與材料結(jié)構(gòu)的改變。

　　老化的緣故有內(nèi)因與外因兩種。內(nèi)因指材料本身的性質(zhì)，主要有：單體的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、高分子體系內(nèi)部性質(zhì)、添加劑等；外因指外界的環(huán)境因素，主要有太陽光、氧氣、熱、水分、pH值、應(yīng)力、工業(yè)氣體、海水、鹽霧、霉菌、細(xì)菌等。影響老化的緣故是多種多樣的，通常各種因素共同起作用，但其中太陽光、水、氧氣、熱是主要的影響因素，本文主要集中對這幾個(gè)因素進(jìn)行討論。

　　2老化試驗(yàn)

　　老化試驗(yàn)是研究土工布在肯定環(huán)境下的老化規(guī)律與評價(jià)土工布老化性能的手段。通過老化試驗(yàn)，測試土工布的強(qiáng)度、伸長率、彈性模量與微孔結(jié)構(gòu)等隨時(shí)間的老化情況。老化試驗(yàn)主要有人工加速老化試驗(yàn)、自然環(huán)境老化試驗(yàn)與實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)三種。

　　1）人工加速老化試驗(yàn)

　　將試樣放置在一個(gè)老化箱內(nèi)，根據(jù)樣品實(shí)際使用情況或相關(guān)老化標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置老化箱的參數(shù)，如溫濕度、紫外線強(qiáng)度、雨淋、冷凝等。經(jīng)過肯定時(shí)間的加速老化以后，將老化樣與原樣進(jìn)行對照，由此估量樣品的耐老化性能。采納儀器加速老化的特點(diǎn)是加速老化條件穩(wěn)定、可比性強(qiáng)、試驗(yàn)周期短、重現(xiàn)性較好。

　　人工加速老化試驗(yàn)主要包含：人工加速紫外老化試驗(yàn)、人工加速熱老化試驗(yàn)、人工加速氧老化試驗(yàn)、人工加速濕熱老化試驗(yàn)等。

　　2）自然環(huán)境老化試驗(yàn)

　　將試樣暴露在自然環(huán)境中，檢測土工布性能隨時(shí)間的老化情況。自然環(huán)境老化試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是采納真實(shí)的自然環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果真實(shí)可靠。缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，普通至少一年，多則幾年，無法對新材料、新產(chǎn)品的老化性能進(jìn)行快速評價(jià)。

　　自然環(huán)境老化試驗(yàn)主要包含：大氣老化試驗(yàn)、地下埋藏試驗(yàn)、海水浸漬試驗(yàn)與水下埋藏試驗(yàn)等。目前進(jìn)行較多的是大氣老化試驗(yàn)與地下埋藏試驗(yàn)。

　　3）實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)

　　該試驗(yàn)在實(shí)際工程應(yīng)用中進(jìn)行，在工程現(xiàn)場定期取樣，測試強(qiáng)度損失率及有關(guān)指標(biāo)，知道實(shí)際應(yīng)用中材料的老化程度。實(shí)際應(yīng)用老化試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)是在具體的施工環(huán)境中取樣試驗(yàn)，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。缺點(diǎn)是時(shí)間周期長，普遍適用性較差。

　　在理論研究方面，人工加速老化與自然環(huán)境老化之間的相關(guān)性研究是一個(gè)比較活躍的領(lǐng)域。人們提出老化模型灰色預(yù)測，通過相關(guān)性研究用人工加速老化試驗(yàn)結(jié)果去預(yù)測自然老化時(shí)間。老化模型灰色預(yù)測是基于灰色系統(tǒng)理論的一種預(yù)測辦法，根據(jù)已知數(shù)據(jù)建站一個(gè)由過去引伸到將來的灰色模型，從而確定系統(tǒng)未來的進(jìn)展變幻趨勢。

　　3標(biāo)準(zhǔn)測試

　　不少國家與組織對土工布老化現(xiàn)象進(jìn)行研究，規(guī)定了戶外暴露老化標(biāo)準(zhǔn)，如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO標(biāo)準(zhǔn)、美國的ASTM與AATCC標(biāo)準(zhǔn)、歐洲的EN標(biāo)準(zhǔn)等。就目前我國土工布的研究現(xiàn)狀，進(jìn)行老化方面的研究較少，國內(nèi)土工布老化性能試驗(yàn)辦法標(biāo)準(zhǔn)較少，土工布產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中也缺乏對老化性能標(biāo)準(zhǔn)值的規(guī)定，如GB/T17642–2008《土工合成材料非織造布貼合土工膜》；GB/T17639–2008《土工合成材料長絲紡粘針刺非織造土工布》；GB/T17638–1998《土工合成材料短纖針刺非織造土工布》等。

　　目前國內(nèi)土工布老化標(biāo)準(zhǔn)較少，可適當(dāng)考慮參考采納塑料與紡織品的老化標(biāo)準(zhǔn)。例如GB/T16422.1–2006、GB/T16422.2–1999、GB/T16422.3–1997、GB/T16422.4–1996《塑料實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)辦法》；ISO4892–1:1999、ISO4892–2:2006、ISO4892–3:2006、ISO4892–4:2004《塑料實(shí)驗(yàn)室光源曝曬辦法》；ASTMG154–2006《非金屬材料熒光紫外曝露試驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn)》。

　　常見的實(shí)驗(yàn)室老化試驗(yàn)主要有光照老化、濕熱老化、熱風(fēng)老化等。目前國內(nèi)外常用的土工布老化標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

　　4表征

　　對于工程應(yīng)用的土工布而言，老化性能的表征主要包含宏觀與微觀兩個(gè)方面。宏觀方面是肯定老化時(shí)間下，土工布的強(qiáng)度保持率（主要有拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度）、伸長率、脆化、宏觀結(jié)構(gòu)形態(tài)變幻情況等。微觀方面主要指在老化過程中，大分子結(jié)構(gòu)降解過程與降解產(chǎn)物等。降解過程檢測可采納差熱分析法、熱分析辦法等；降解物質(zhì)分析可采納氣體色譜/質(zhì)譜分析法、紅外光譜法與凝膠分析辦法等。

　　5結(jié)論

　　土工布越來越多地被用作公路、鐵路、土木、水利等工程的材料。研究材料的老化性能可以預(yù)測材料的使用壽命，這對預(yù)測整個(gè)工程的穩(wěn)定性與使用壽命具有十分大的意義。因此，老化問題的研究特別重要。通過對土工布老化性能的測試研究，認(rèn)識與把握其老化規(guī)律，然后可以通過改性或后處理等辦法提高土工布的抗老化性能。

　　目前土工布缺乏統(tǒng)一的國內(nèi)老化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程，為了加快土工布的進(jìn)展與應(yīng)用，應(yīng)完快制定或修改采納國外標(biāo)準(zhǔn)，形成我國的國家老化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。