糙面HDPE土工膜糙面高度的重要性

高密度聚乙烯（HDPE）土工膜主要被应用于如垃圾填埋场、矿、石油化工等工程的防渗系统。以垃圾填埋场为例，为了使填埋场库容量达到最大化，填埋场的边坡需要建得尽可能陡峭，而利用陡峭的自然山谷型地势来建填埋场也十分普遍。一般光面HDPE土工膜表面光滑，表面剪切强度低，会使防渗系统中的边坡存在不稳定性，糙面HDPE土工膜由此应运而生。

大量的相关研究发现了很多由于在填埋场边坡使用光面土工膜而导致填埋场滑坡的案例（如图1所示）。所以，现在垃圾填埋场的边坡主要使用糙面HDPE土工膜，其表面摩擦系数较高，增强了边坡使用时的稳定性，避免了使用光面土工膜而产生的滑坡现象。

图1 使用光面HDPE土工膜导致垃圾填埋场滑坡案例

   从这些滑坡的案例，我们可以得知，使用光面土工膜极易发生平移滑坡，而使用糙面土工膜可以大大减低滑坡的概率。 那么，糙面土工膜的糙面高度对于糙面土工膜又有什么重要意义呢？

   糙面土工膜和光面土工膜最大的不同，就是其表面的摩擦系数，而体现表面摩擦系数的一个重要指标，就是土工膜表面剪切强度和摩擦角。

    为了研究糙面土工膜剪切强度和摩擦角与糙面高度之间的关系，加拿大索玛公司和国际土工合成材料协会根据ASTM D5321做了大量的测试。测试发现， 糙面高度是能影响糙面土工膜的表面剪切强度和摩擦角重要参数。一个合适的糙面高度，将会增加糙面土工膜的剪切强度和摩擦角，使糙面土工膜在垃圾填埋场中的应用更加的稳定。

   图2和图3分别是糙面土工膜与各种不同的土工合成材料接触，摩擦角、附着力和剪切应力的变化曲线。可以清晰的看到，当糙面土工膜的糙面高度从0.25毫米（10密尔）增加到0.5毫米（20密尔）时，土工膜与其它材料之间的的剪切强度和摩擦角显著增加，而超过0.5毫米（20密尔）的糙面高度对剪切强度和摩擦角的影响减弱。因此，0.5mm的糙面高度是一个最佳的高度值。

图2 糙面土工膜与各种不同的土工合成材料接触，摩擦角和附着力的变化范围

图3 糙面土工膜和砂、粘土、土工布接触的剪切应力曲线

因此，在设计填埋场的边坡防渗系统时，应首先考虑使用糙面HDPE土工膜。根据地形和边坡的实际情况，可以在设计中要求较高的糙面高度。根据研究结果，我们可以看出，当糙面高度从0.25毫米提高到0.5毫米，可以提高与不同材料间的摩擦角，从而可以提高填埋场边坡的稳定性。另外，在工程的施工和验收过程中，监理单位也应对使用的糙面HDPE土工膜的糙面高度进行测试，确保达到设计时的技术要求。