一种铁路路基专用橡胶合成纤维土工布的制备方法与流程

本发明属于铁路路基技术领域，特别涉及一种铁路路基专用橡胶合成纤维土工布的制备方法。

背景技术：

目前，土工布主要应用于水利、港口、航道、铁路、公路等泥沙直径小受力大的工程，其起到的主要作用包括：1、隔离作用，对不同物理性质的建筑材料进行隔离，使材料不混杂，保持材料的整体性；2、过滤作用，当水由细料土层流入粗料土层时，利用土工布的透水性，让水通过而拦截住土颗粒、细沙等物料;3、稳定作用，增强土体抗拉抗变形能力，增强建筑结构稳定性；而现有的常用土工布结构单一，抗拉强度和抗变形能力低，使土工布的寿命减短；国内用垫铺涂塑布（土工布）整治铁路路基道床翻浆冒泥病害已有三十多年的应用经验，但由于目前所用的涂塑布（土工布）强度低，施工中需上下垫黄砂层作为保护，在施工封锁时间紧的情况下，很难按施工规范作业，经常砂碴混合，涂塑布（土工布）易被戳破，使防水作用失效；遇到路基路段有翻浆冒泥现象时采用人工挖翻浆抛床、垫黄砂、垫涂塑布（土工布）的方法来整治病害； 现有土工布应用中存在技术缺陷：（1）容易造成砂碴混合涂塑布（土工布）易被戳破，使防水作用失效；（2）人工抛床劳动强度大，施工期限长，不易规范作业，对施工天窗期要求严格；（3）涂塑布（土工布）抗顶破性能差，强度低，易被石砟戳破；本发明的目的就是提供一种高强度的土工布取代现有的涂塑布，从而达到上下不需要垫砂，直接在路基面上铺设本产品，上面覆以道砟，且经过大运量的列车碾压，本产品不被戳破，并能采用大机清筛抛床，大量节约施工时间。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种铁路路基专用橡胶合成纤维土工布的制备方法，提供一种新型土工布，具有有强度高、耐顶破、抗撕裂、卓越的耐老化、耐热、耐寒性能，大大的提高了产品的使用寿命，延长了中修周期。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，

一种铁路路基专用橡胶合成纤维土工布的制备方法；包括以下步骤，

（1）织造涤棉帆布，涤棉的含量为70～90：30～10，规格为5×8；织造涤棉帆布的厚度为1＋0.1㎜，宽度为98±1㎝，长度为100±5m;

（2）对涤棉交织帆布进行烘干、表面除尘处理后在三辊或四辊压延机上进行双面擦胶，使每个布眼充满未硫化胶料；烘干温度为70±5℃，擦胶温度为60±2℃，辊筒速比为1:1.1；

（3）双面擦胶后用干净衬布卷取后存放3±1h，再进行单面贴胶，辊筒温度为65±2℃，辊筒速比为1:1，贴胶厚度为0.3±0.02㎜，完成厚度为1.4㎜后的挂胶帆布用衬布垫好后存放待用；

（4）挂胶帆布经4±1h停放后在成型机上进行贴合、拼接成型，拼接宽度为5±0.5㎝，纬向接缝裁成45º斜角，拼接宽度为10±5㎝，成型后的宽度为1850±10㎜，用衬布卷取好待用；

（5）成型好的挂胶帆布进入大型平板硫化机中进行硫化作业，硫化机的上层模板在接缝处开凿55×2.0㎜的凹槽能与接缝相吻合，平板外纵向预留5㎝的生边不得硫化，硫化温度为145±2℃，硫化压力为16±1Mpa，每模硫化时间6±1min,硫化后的胶布裁切成10.3±0.2m，备用；

（6）硫化后带生边的胶布根据用户需求的宽度在专用接缝机上进行拼接，拼接时生边与生边进行贴合，接缝机的硫化温度、压力、时间均与上述步骤（5）中工艺参数要求一致；

（7）接缝好的成品经检验后卷取包装入库。

基布采用大量的聚酯纤维是为了增加基布的径、纬向强度，采用少量的棉纤维是为了具有良好的加工性能和增加布与橡胶的附着力，从而增加胶布的整体性；采用压延工艺是为了进一步把橡胶材料填充到每个布眼之中，主要目的是为了增加制品的密实性和与面胶的粘合力，使覆盖胶厚度均匀、光滑平整；硫化工艺是为了使半成品在一定时间的高温高压下得到最佳的物理性能，通过硫化，橡胶的拉伸强度可以达到或超过10Mpa,伸长率大于400%；耐天候性能大幅提升；由于采用高强度合成纤维基布及高性能合成橡胶通过整体硫化工艺制作，因此，整体效果好，强度高，不易被道砟戳破，能有效防水，提高道床排水疏通性。

优选的，所述步骤（2）工序中的擦胶胶料采用天然胶与丁苯胶并用为主，并用比例为70:30，并加入特种粘合剂，从而提高与贴合胶料的粘合力；此胶料的可塑度为0.5±0.05.硫化后的物理性能为拉伸强度≥10Mpa，拉断伸长率≥400%。

优选的，所述步骤（3）工序中的贴胶配方采用耐老化、耐水性性能卓越的氯丁橡胶为主材，配以高品质的防老剂，抗氧化剂，从而确保面层的物理机械性能和耐老化性能；拉伸强度≥12Mpa，拉断伸长率≥400%，耐热空气老化（120℃×24h）表面不发粘、不龟裂。

优选的，所述步骤（1）工序中，涤棉的含量为70:30，织造涤棉帆布的厚度为1.1㎜，宽度为98㎝，长度为105m;采用30量的棉纤维是为了具有更优的加工性能和增加布与橡胶的附着力，从而增加胶布的整体性。

本发明的积极效果表现在：生产出的铁路路基专用土工布，具有强度高、耐顶破、抗撕裂、卓越的耐老化、耐热、耐寒性能，大大的提高了产品的使用寿命，延长了中修周期；尤其适合机械化施工，在大型清筛机抛床施工时直接垫铺该土工布的施工方法，大大提高了结合道床中修，同步进行基床翻浆冒泥病害整治中的施工效率，也为确保快速区段夜间施工的作业质量和作业安全提供了技术保障。

附图说明

附图1为本发明所述的一种铁路路基专用橡胶合成纤维土工布的制备方法工艺流程图；

附图2为橡胶合成纤维土工布结构图示图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

在以下给出的详细说明和较佳实施例中，可以对本发明更全面了解，这些说明和附图1、2并不仅限于特定实施例，而只是起到解释和理解的作用。

具体实施例，

如图1所示，铁路路基专用橡胶合成纤维土工布的工艺流程如下：高强力涤棉帆布→通过烘干、除毛→压延→垫衬卷取→贴胶→成型；同时，橡胶及辅料→混炼；混炼与成型→拼接→硫化→接缝→包装入库；

铁路路基专用橡胶合成纤维土工布的制备方法包括以下步骤，

（1）织造涤棉帆布，涤棉的含量为70:30，规格为5×8T/m，厚度为1.1㎜，宽度为98㎝，长度为105m；

（2）对涤棉交织帆布进行烘干、表面除尘处理后在三辊或四辊压延机上进行双面擦胶，使每个布眼充满未硫化胶料；采用压延工艺是为了进一步把橡胶材料填充到没个布眼之中，主要目的是为了增加制品的密实性和与面胶的粘合力，使覆盖胶厚度均匀、光滑平整；烘干温度为75℃，擦胶温度为62℃，辊筒速比为1:1.1；步骤（2）工序中的擦胶胶料采用天然胶与丁苯胶并用为主，并用比例为70:30，并加入特种粘合剂，从而提高与贴合胶料的粘合力；硫化工艺是为了使半成品在一定时间的高温高压下得到最佳的物理性能，通过硫化，橡胶的拉伸强度可以达到或超过10Mpa,伸长率大于400%。耐天候性能大幅提升；

（3）双面擦胶后用干净衬布卷取后存放4h，再进行单面贴胶，辊筒温度为66℃，辊筒速比为1:1，贴胶厚度为0.32㎜，完成厚度为1.4㎜后的挂胶帆布用衬布垫好后存放待用；步骤（3）工序中的贴胶配方采用耐老化、耐水性性能卓越的氯丁橡胶为主材，配以高品质的防老剂，抗氧化剂，从而确保面层的物理机械性能和耐老化性能；拉伸强度≥12Mpa，拉断伸长率≥400%，耐热空气老化（120℃×24h）表面不发粘、不龟裂;

（4）挂胶帆布经2h停放后在成型机上进行贴合、拼接成型，拼接宽度为5㎝，纬向接缝裁成45º斜角，拼接宽度为10㎝；成型后的宽度为1860㎜，用衬布卷取好待用；

（5）成型好的挂胶帆布进入大型平板硫化机中进行硫化作业，硫化机的上层模板在接缝处开凿55×2㎜的凹槽能与接缝相吻合，平板外纵向预留5㎝的生边不得硫化，硫化温度为146℃，硫化压力为16Mpa，每模硫化时间6min,硫化后的胶布裁切成10.3m，备用；

（6）硫化后带生边的胶布根据用户需求的宽度在专用接缝机上进行拼接，拼接时生边与生边进行贴合，接缝机的硫化温度、压力、时间均上述步骤（5）中工艺参数要求一致；

（7）接缝好的成品经检验后卷取包装入库。

所得土工布产品的径向拉伸强度≥4000N/5cm,纬向拉伸强度≥3000N/5cm,接缝的剥离强度≥15N/cm、不透水性≥2000mm水柱,耐顶破性≥5000N，在120℃，24小时环境情况下表面不发粘、无龟裂。

本实施例中，基布采用涤棉交织帆布，基布采用大量的聚酯纤维是为了增加基布的径、纬向强度，采用少量的棉纤维是为了具有良好的加工性能和增加布与橡胶的附着力，从而增加胶布的整体性；主要指标为：含涤量≥70%；径向强力≥4000N/5cm,纬向强力≥3000N/cm,再以高品质的天然胶配合成的混炼胶料，利用橡胶加工设备（三辊压延机或四辊压延机，对基布进行压延加工，使每个布眼和表面充满半成品胶料，然后在此布的其中一面重新覆贴一层0.3-0.4㎜的橡胶覆盖层，此胶面胶种为特种合成橡胶，具有耐老化、耐温、耐寒等优良特性：最后再通过大型的平板硫化机进行高温、高压硫化而成。

所得该布的整体强力要大于现有使用的涂塑布强力20-40倍，涂覆材料使用气密性好、柔软、耐老化、耐热、耐寒等优于现在的涂塑材料（PVC塑料）的特种橡胶材料；外观尺寸根据路基的要求3-5米之间，长度在10米左右，厚度比现有的涂塑布略厚，为了减少施工的难度，每块的重量不大于80公斤，横向成卷，便于铺开；每块的搭接长度为30㎝；每卷的铺设时间在5-10分钟左右，有效提高施工效率。

采用高强度合成纤维基布及高性能合成橡胶通过整体硫化工艺制作，得到如附图2所示土工布结构示意图，包括有上、下防水层和中间基布三层结构，上防水层1地下表面和下防水层3的上表面均布有凸起的加强点，这此凸起的加强点对应插入在中间基布2上下表面的凹孔内，这些凹孔可以是上下贯穿的，从而合上防水层1与下防水层3上的加强点连成一体，形成整体结构；整体效果好，强度高，不易被道砟戳破，能有效防水，提高道床排水疏通性。

生产出的铁路路基专用土工布，具有强度高、耐顶破、抗撕裂、卓越的耐老化、耐热、耐寒性能，大大的提高了产品的使用寿命，延长了中修周期；尤其适合机械化施工，在大型清筛机抛床施工时直接垫铺该土工布的施工方法，大大提高了结合道床中修，同步进行基床翻浆冒泥病害整治中的施工效率，也为确保快速区段夜间施工的作业质量和作业安全提供了技术保障。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。