时速160路基沉降观测作业指导书

新建兰渝铁路南充东至高兴单线路基工程沉降观测施工方案编制：复核：审核：中铁一局兰渝铁路LYS-13标段项目经理部一分部2012年2月沉降观测施工方案1目的明确路基沉降观测作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，得到真实详细的沉降观测数据，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，进行信息化施工。2编制依据《工程测量规范》（GB0026-93）《客货共线铁路路基工程施工技术指南》（TZ202-2008）《兰渝线路基工程设计专用图》适用范围适用于兰渝铁路LYS-13标段一分部软土路基施工路基面的沉降和地基沉降观测。4沉降变形观测网的建立4.1一般规定4.1.1垂直位移观测有砟采用不低于DS1型仪器观测。垂直位移观测数据量大，应采用电子水准仪自动记录，提高数据的可靠性和准确性，并方便数据处理。垂直位移观测使用的水准仪和标尺类型应满足国家水准测量规范的要求。4.1.2水平位移观测根据变形测量等级和精度要求采用GPS、全站仪，除考虑仪器精度外，应满足表3.2.3-1和表3.2.3-2的要求，还应符合现行国家标准《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314）、《精密工程测量规范》（GB/T15314）的相应规定。4.1.3基准点作为变形监测的基准，必须埋设在变形影响区域外不受施工干扰、便于长期保存的稳定地基内，可选用现有的控制桩，并进行定期检测复核、校正。4.1.4观测前，必须对所使用的仪器和设备进行检验校正，检验合格后方可使用。观测人员须经过培训后才能上岗。4.1.5各种测量记录、计算成果和图表应书写清晰，不得造假、不得涂改，签署完善，并要妥善保存。4.1.6路堤填筑过程中必须控制填筑速率，对于斜坡、软土路堤填筑过程中必须严格控制填筑速率，当坡脚边桩水平位移速率大于5mm/d,路堤中心线地面沉降速率大于10mm/d时，施工单位应立即停止填筑并上报建设、监理、设计单位，由建设单位组织各方分析原因，研究解决措施。4.2变形观测网的建立4.2.1变形观测基准变形监测网包括水平位移监测网、垂直位移监测网，其基准应满足以下要求:变形观测网需要设置水平位移监测时，应采用独立坐标系统按三等精度要求建立，并一次布网完成。利用CPⅠ和CPⅡ控制点、水准点点位，实现水平位移监测网坐标与施工平面控制网坐标的相互转换。独立坐标系统成果计算可以利用两个CPI、CPII点,采用一点一方向的方式进行。垂直位移监测网分为基准网和变形点测量网组成，基准网由基准点和工作基点组成，变形点测量网由工作基点和变形点组成，采用独立建网方式。高程应采用施工一致的高程系统，利用或引入一个施工水准基点作为起算高程。基准网应定期进行复测。分部应对基准网进行定期复测，前期1-2月复测1次，基准网稳定后3-6月复测1次。4.2.2基准点设置每个独立的监测网应设置不少于3个稳固可靠的基准点，且基准点的间距不宜大于1公里。监测网的线路长度应在4km左右。可选用经检验稳定可靠的CPⅠ、CPⅡ控制点以及线路水准基点。工作基点应选在比较稳定的位置，其点位可以利用现有CPI、CPII和施工水准基点,一般200m左右设置一个，工作基点距路基中心的距离应小于100m。观测工作基点必须布设在便于长期保存和使用且不受施工影响的稳定地基内。对观测条件较好或观测项目较少的工程，可不设立工作基点，在基准点上直接测量变形观测点。工作基点采用顶端圆滑的Φ28mm、长60cm钢筋插入基桩中，基桩应埋入当地冻结线以下不小于0.5m，采用混凝土浇注固定，并按顺序编号。水平位移基桩应布设在路基两侧能通视的水平位移边桩上，且不受施工影响的稳定地基内。4.2.3观测与精度要求基准网、变形点测量网均按三等水准测量精度进行。垂直位移监测基准网应布置成闭合环状、节点水准路线等形式。在工作基点上进行变形点测量,工作基点起闭于基准点。变形测量精度符合表1的规定表1变形测量精度变形测量等级垂直位移测量水平位移观测变形观测点的高程中误差（mm）相邻变形观测点的高差中误差（mm）变形观测点的点位中误差（mm）有砟轨道（四等）±2.0±1.0±6.0表2水平位移监测网主要技术要求变形测量等级相邻基准点的点位中误差（mm）平均边长（m）测角中误差（″）最弱边相对中误差作业要求三等±6.0<350±1.8≤1/70000按照国家三等平面控制要求观测<200±2.5≤1/40000按照国家四等平面控制要求观测沉降变形观测网主要技术要求符合表3的规定。表3沉降变形观测网的主要技术要求变形测量等级相邻基准点高差中误差(mm)每站高差中误差(mm)往返较差、附合或环线闭合差(mm)检测已测高差较差(mm)使用仪器、观测方法的要求

三等±1.0±0.3≤0.6≤0.8DS05或DS1型仪器，二等水准测量的技术要求施测四等±2.0±宜采用DS1型仪器，三等水准测量的技术要求施测4.2.4水准测量观测技术要求沉降观测采用往返水准测量方式,沿相同的路线进行,应采用固定转点法完成。水准观测应符合表4的规定。表4水准观测的主要技术要求单位：m等级水准仪最低型号水准尺类型视距前后视距差测段的前后视距累积差视线高度数字水准仪重复测量次数光学数字光学数字光学数字光学（下丝读数）数字三等DS1因瓦≤100≤100≤2.0≤3.0≤5.0≤6.0三丝能读数≥0.35≥2次DS2双面木尺单面条码≤75≤7水准观测的测站限差应符合表5的规定表5水准观测的测站限差单位：mm项目等级基、辅分划[黑红面]读数之差基、辅分划[黑红面]所测高差之差检测间歇点高差之差上下丝读数平均值与中丝读数之差三等光学测微法11.53－－中丝读数法234.3竖向变形标准4.3.1有砟轨道路基工后沉降控制应满足表6表6有砟轨道工后沉降控制标准速度目标值一般地段工后沉降路桥过渡工后沉降沉降速率160km/h及以下≤200mm≤100mm≤50mm/年4.4水平变形标准为了保证施工过程中路基的安全，软土地基、斜坡地基地段必须控制填筑速率并加强变形监测。其控制标准为路堤中心地面沉降速率不大于10.0mm/昼夜，坡脚水平位移速率不大于5mm/d,地基条件较差时，应适当提高变形控制要求。如超出此限应立即停止填筑，待观测值恢复到限界值以下再进行填筑，填筑速率应以水平位移控制为主。4.5梁体徐变4.5.1有砟轨道桥梁徐变值不宜大于20mm.3桥梁墩台对于静定结构须满足均匀沉降不大于50mm，相邻墩台沉降差不大于20mm5路基沉降变形观测5.1根据不同的路基高度及不同的地基条件，沉降变形观测的范围、主要内容有：（一）路基面的沉降变形观测（二）路基基底沉降观测（三）路堤本体的沉降观测（四）软土和松软土地基路堤段边桩位移观测5.2观测断面及点的设置原则5.2.1沉降变形观测断面应根据不同的地基条件、地基处理方法、路堤高度.3铺设有砟轨道地段路基观测断面按如下原则布置：软土和过渡段路基及地面横坡陡于1：2.5地段的陡坡路堤沿线路方向的间距一般50m.55.3路基工程元器件埋设位置及制作技术要求5.3.1区间路基每个观测断面，在线路中心设一个观测沉降板，在两侧距线路中心3.2m处各设一个观测桩，软土在两侧路堤坡脚外1～2m及10～12m处各设一个位移观测边桩，各观测桩及沉降板位于同一个断面上。站场路基每个观测断面，至少设两个观测沉降板，在两侧路肩各设一个观测桩，在两侧路堤坡脚外1～2m及10～5.3.2边桩采用C15钢筋混凝土预制，断面采用15cm×15cm正方形，长度不小于5.3.3边桩埋置深度在地表以下不小于1.4m，桩顶露出地面不大于0.1m5.3.4沉降板由50cm×50cm×1cm钢板、φ40mm钢管测杆和保护套管组成，测杆采用焊接固与底板定在垂直位置上，保护套采用塑料套管，套管尺寸以能套住测杆并使标尺能进入为宜，随着填土的增高，测杆和套管亦相应加高，每节长不超过50cm。接高后测杆顶面应略高于套管上口，测杆顶用顶帽封住管口，避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度，顶帽高出碾压面高度不大于5.3.5沉降板埋设位置：沉降板埋入碎石垫层顶部，并嵌入其内10cm，采用中粗砂回填密实，5.3.6测量埋设就位的沉降板测杆顶标高读数作为初始读数，随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管，每次接长高度以0.5m沉降板监测桩布置图5.4路基沉降变形观测频次5.路基变形观测分两阶段进行第一阶段：路基填筑施工期间的观测，主要观测路基填土施工期间地基的沉降以及路堤坡脚边桩的水平位移。第二阶段：路基填筑施工至设计高程后，自然沉降期的变形观测，该阶段应对路基面沉降、路基填筑部分沉降、路基基底沉降进行系统的观测。5.表7有砟地段路基沉降观测频次观测阶段

观测频次填筑或堆载一般

1次/天沉降量突变

2～3次/天两次填筑间隔时间较长

1次/3天

路基施工完毕第2、3个月

1次/5天3个月以后

1次/7～15天

6个月以后

1次/月7测量与观测资料的整理7.1观测资料应齐全、详细、规范符合设计要求。7.2自动采集测量数据应及时在计算机内备份并打印一份保存。沉降观测资料及时输入沉降管理信息系统，以保证各相关单位在观测过程中实时监控。7.3施工单位按照提交资料要求及时整理、汇总、分析、自我评估，按有关规定整编成册。在路基面沉降观测第三个月末，六个月末或路基沉降达到规范要求时，以及轨道铺设前，以书面和电子文件的形式将每个断面（点）的路基面、地基面沉降观测资料、沉降观测结果分析报送兰渝公司，由评估单位进行沉降变形分析、评估；在路基填筑过程中，对路基地基变形观测，施工单位应每7天将观测结果以数据库电子文件形式及时报送兰渝公司；路基填筑完毕，路基面观测桩开始监测后，则每半个月将观测结果以数据库电子文件形式及时报送兰渝公司。施工单位应及时进行过程中的沉降发展情况分析、评估。7.4提交沉降观测资料(1)工点沉降观测断面、点布置表附表1(2)沉降板观测资料汇总表附表2(3)路基面沉降观测资料汇总表附表3(4)绘制路堤施工过程和完成后填土高—时间—沉降曲线附表5(5)绘制路基面沉降时间—沉降曲线附表6(6)桥梁墩台沉降观测资料汇总表附表7(7)桥梁梁部徐变上拱观测资料汇总表附表9(8)边桩水平位移测量汇总表附表118沉降观测结果的分析、评估8.1计算和实测沉降的比较.沉降，厘米卸除超载预压时间，月超载预压路堤超载预压路堤填筑高度，米0沉降，厘米卸除超载预压时间，月超载预压路堤超载预压路堤填筑高度，米02468246810123456789101112Dammhöhe[m]Setzung[cm]ÜberschüttungRückbauZeit[Monate]FFFSSDammDammÜberschüttung示意图1沉降随时间(施工过程包括观察期)的发展曲线各观测断面沉降拟合曲线为了尽可能准确的预测工后沉降，应对观测的沉降进行曲线拟合，对路堤区段可根据路堤填筑完成后沉降观测桩（或在超载预压时为沉降板）观测的结果为基准。曲线拟合一般以中心观测桩结果为主，路肩观测桩为参考。对路基横断面不对称区段（例如基底地面横坡≥1：5）应相应考虑路肩观测桩测定结果。时间时间沉降沉降观测结果路堤完成施工（埋设观测桩后）路堤完成施工（埋设观测桩后）根据沉降结果做第根据沉降结果做第1次预测(三个月后)s1(t)沉降沉降根据沉降结果做第根据沉降结果做第2次预测(六个月后)s2(t)示意图2推导沉降拟合曲线s(t)通常采用的沉降拟合曲线有以下两种：指数函数双曲函数其中：S：最终沉降量，以开始监测为时间零点。a,b： 沉降拟合曲线的参数。如有更合理的函数形式，也可采用。对路基工点每一观测断面应推导相应的沉降拟合曲线及参数，作为预测工后沉降的基础。8.3各观测断面工后沉降的预测在观测沉降六个月后可进行工后沉降预测。对每个路基工点的各个观测断面应分别预测其相应的工后沉降并填写以下表格：工后沉降预测表区段编号:工点号:预测时期:计划铺轨时间T0:计划完成运营时间T3:观测面编号里程观测面状态说明工后沉降计算值*根据沉降测定结果预测的工后沉降部分S(T3-T0)估算轨道结构自重引起的附加沉降Sst工后沉降SR=S(T3-T0)+Sst*注：表格中的工后沉降计算值由设计院提供。8.4审核铺轨条件对每个路基工点应以三个月为周期根据最新推导的沉降拟合曲线进行工后沉降预测至少两次以上，并检查所有观测断面的预测工后沉降是否满足以下要求：铺设有砟轨道地段：SR=S(T3-T0)+Sst≤20cm，年沉降速率应小于5cm/年。桥台台尾过渡段路基工后沉降不应大于如果一个路基工点所有的观测断面满足以上要求，该路基工点可以铺设有砟轨道。8.3区段铺轨技术条件综合评定评估单位根据路基分阶段沉降观测的分析、评估、结果编制阶段报告，报送兰渝公司，对检测满足路基工后沉降要求的工点向兰渝公司提出申请铺轨的报告。9评估报告的汇编9.1评估报告是竣工验收资料的组成部分，应符合竣工文件编制和移交的有关规定。9.2每一工程项目的变形评估任务完成后，应提交《轨道铺设条件评估报告》，评估报告至少包括以下内容：（1）沉降和变形观测方案与技术设计书；（2）观测点的平面、纵断面和横断面布置图；（3）标石、标志规格及埋设图；（4）仪器检验与校正资料；（5）观测记录（手簿）；（6）平差计算、成果质量评定资料及测量成果表；（7）各观测断面沉降过程的分布图表；（8）成区段或全线的基础沉降沿线路纵向的分布图表；（9）沉降变形评估分析的成果资料。10职责及要求10.1分部成立沉降变形观测组织机构，严格管理，明确专人负责；编制本单位沉降变形观测实施细则或管理办法，按“五固定原则”即固定水准点和工作基点、固定测量人员、固定测量仪器、固定监测环境条件、固定测量路线和方法开展工作。10.2分部负责变形监测网的建立、元器件埋设及线下工程变形观测,并定期对变形监测网进行复测。观测网中水准基准点、工作基点、观测点必须按有关规定设置，必须稳定、可靠，变形观测网的精度必须满足沉降变形观测的需要，确保观测数据的准确性。10.3分部负责线下工程沉降变形观测点及元器件的埋设变形观测点工作，按时进行观测，认真、详细地做好观测记录（观测数据和测量资料须经两人复核），及时整理沉降观测和测量资料，及时提交观测数据及初步成果资料(含电子文档)报监理人员签认，并对观测数据的真实、可靠性负责。10.4分部总工程师、技术负责人及专业工程师进行交底，发现问题应及时向设计提出并得到解决，交底内容包括沉降变形观测的设计要求、技术标准、测量方法、观测点位布置、数据收集、分析及分析评估的方法和注意事项等，全体参与观测人员必须经过培训，在彻底掌握沉降变形观测的具体要求和操作方法的情况下进行上岗作业。10.5分部负责观测设施的保护，确保施工过程中不受扰动或破坏。10.6分部测量仪器、设备、各种仪器仪表、计量器具应按规定定期进行检定，新购置的和在用的仪器、设备均须进行检定，检定合格后方能使用；各分部应设专人负责管理，设立帐卡档案、监督和检查。10.7分部沉降变形观测人员应收集和保存各种原始记录资料，负责轨道铺设条件的评估报告的汇编工作。为今后沉降值分析、预测及轨道铺设评估提供一套完整的资料。附表1沉降观测-01兰渝铁路工点沉降观测断面、点布置表第页共页施工标段：施工单位：观测工点里程：至编号：序号观测断面里程断面距离（m）断面类型观测点及埋设元器件类型、数量说明沉降板剖面沉降管路面观测桩水平位移桩填表：复核：技术负责人：设计：监理：年月日附表2沉降观测-02兰渝铁路沉降板观测资料汇总表第页共页施工标段：施工单位：观测断面里程：所在断面位置：路基填筑总高度：填料种类：地基土类型、地基处理方法：cfg（搅拌桩）压实编号：观测日期（年、月、日）相隔天数填土顶面标高（m）累计填土高度（m）接管顶面标高（m）高程（mm）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）接管前标高接管后标高填表：复核：技术负责人：监理：年月日附表3沉降观测-03兰渝铁路路基面沉降资料汇总表第页共页施工标段：施工单位：观测断面里程：路堤填（挖）总高度：地基土种类：地基处理方法：预加载高度：卸载时间：编号：观测时间(年、月、日)相隔天数左侧路肩路基中心右侧路肩标高（mm）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）标高（mm）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）标高（mm）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）填表：复核：技术负责人：监理：年月日附表5沉降观测-05兰渝铁路路堤施工过程和完成后填土高h—时间t—沉降s曲线图第页共页施工标段：施工单位：观测断面里程：路堤填筑高度h（m）98765432123456789时间t(月)10102030405060708090100沉降s（mm）制表：复核：技术负责人：监理：年月日附表6沉降观测-06兰渝铁路路基面沉降时间t——沉降s曲线第页共页施工标段：施工单位：观测断面里程：编号：年年月月月月月月月沉降s（mm）填表：复核：技术负责人：监理：年月日附表7沉降观测-07兰渝铁路桥梁墩台沉降观测汇总表第页共页施工标段：施工单位：桥梁名称：桥梁起止里程：编号：观测时间标高、沉降值台、墩号、观测点年月日年月日年月日标高（m）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）标高（m）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）标高（m）本次沉降量（mm）累计沉降量（mm）兰州台左1左2右3右41#墩左1左2右3右42#墩左1左2…………重庆台左1…………填表：复核：技术负责人：监理：年月日聚乙烯（PE）简介1.1聚乙烯化学名称：聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE结构式：聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无嗅、无味、无毒，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒，制成半透明的颗粒状物料。PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度，也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外，其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大，除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好，耐冲击。HDPE支化度小，结晶度高，密度大，拉伸强度、刚度和硬度较高，韧性较差些。相对分子质量增大，分子链间作用力相应增大，所有力学性能，包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。表1-1几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸强度／MPa拉伸弹性模量／MPa压缩强度／MPa缺口冲击强度／kJ·m-2弯曲强度／MPa41～467～20100～30012.580～9012～1740～5015～25250～550—＞7015～2560～7021～37400～130022.540～7025～4064～6730～50150～800—＞100—3.热性能PE受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125～137℃，MDPE的熔点约为126～134℃，LDPE的熔点约为105～PE的玻璃化温度（Tg）随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异，而且因测试方法不同有较大差别，一般在-50℃以下。PE在一般环境下韧性良好，耐低温性(耐寒性)优良，PE的脆化温度(Tb)约为-80～-50℃，随相对分子质量增大脆化温度降低，如超高相对分子质量PE的热变形温度(THD)较低，不同PE的热变形温度也有差别，LDPE约为38～50℃(0.45MPa，下同)，MDPE约为50～75℃，HDPE约为60～80℃。PE的最高连续使用温度不算太低，LDPE约为82～100℃，MDPE约为105～121PE的比热容和热导率较大，不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(15～30)×10-5K-1之间，其制品尺寸随温度改变变化较大。几种PE的热性能见表1-2。表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点／℃热降解温度(氮气)／℃热变形温度(0.45MPa)／℃脆化温度／℃线性膨胀系数／(×10-5K-1)比热容／J·(kg·K)-1热导率/W·(m·K)-1105～115＞30038～50-80～-5016～242218～23010.35120～125＞30050～75-100～-75———125～137＞30060～80-100～-7011～161925～23010.42190～210＞30075～85-140～-70———4.电性能PE分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高，介电常数和介电损耗因数较小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小，小于0.01％（质量分数），电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性，但由于耐热性不够高，作为绝缘材料使用，只能达到Y级（工作温度≤90℃表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/Ω·cm介电常数/F·m-1（106Hz）介电损耗因数（106Hz）介电强度/kV·mm-1≥10162.25～2.35＜0.0005＞20≥10162.20～2.30＜0.000545～70≥10162.30～2.35＜0.000518～28≥1017≤2.35＜0.0005＞355.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等)，即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。PE在室温下不溶于任何溶剂，但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高，PE结晶逐渐被破坏，大分子与溶剂的作用增强，当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60℃的苯中，HDPE能溶于80～90℃的苯中，超过PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化，具体表现为伸长率和耐寒性降低，力学性能和电性能下降，并逐渐变脆、产生裂纹，最终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解，便于贮存、加工和应用，一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂，可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。6.卫生性PE分子链主要由碳、氢构成，本身毒性极低，但为了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂，可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂，且用量极少，一般树脂不会受到污染。PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀，PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中，因此，长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味，影响食用效果。1.1.2聚乙烯的分聚乙烯的生产方法不同，其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小主要分为低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种，是工业上常用的聚乙烯，其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名称：Lowdensitypolyethylene，简称LDPE低密度聚乙烯，又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒，密度0.910～0.925g/cm3，质轻，柔性，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐-70℃），但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度较低（55%～65%），熔点105～11LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺，如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等，成型加工性好。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名称：HighDensityPolyethylene，简称HDPE高密度聚乙烯，又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭，白色颗粒，分子为线型结构，很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约125～137℃，其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100～-70℃，密度为0.941～0.960g/cm3。常温下不溶于一般溶剂，但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀，在70℃以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小，具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。3.线性低密度聚乙烯英文名称：LinearLowDensityPolyethylene，简称LLDPE线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种，是乙烯与少量高级α-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度0.918～0.935g/cm3。与LDPE相比，具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，且软化温度和熔融温度较高，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链，LLDPE的65％～70％用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名称：Mediumdensitypolyethylene，简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用α-烯烃共聚，控制密度而成。MDPE的密度为0.926～0.953g/cm3，结晶度为70％～80％，平均相对分子质量为20万，拉伸强度为8～24MPa，断裂伸长率为50％～60％，熔融温度126～135℃，熔体流动速率为0.1～35g／10min，热变形温度(0.46MPa)49～MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法，生产工艺参数与HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相对分子质量聚乙烯英文名称：ultra-highmolecularweightpolyethylene，简称UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨，是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到300～600万，密度0.936～0.964g/cm3，热变形温度(0.46MPa)85℃UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能，如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能，广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用，而且，超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pa·s，流动性极差，其熔体流动速率几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，通过对普通加工设备的改造，已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其相对分子质量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。1.1.3聚乙烯的PE的熔体粘度比PVC低，流动性能好，不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题。①聚乙烯属于结晶性塑料，吸湿小，成型前不需充分干燥，熔体流动性极好，流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。②PE的热容量较大，但成型加工温度却较低，成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180℃左右，HDPE在220℃左右，最高成型加工温度一般不超过③熔融状态下，PE具有氧化倾向，因而，成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。④PE的熔体粘度对剪切速率敏感，随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后，易出现熔体破裂等流动缺陷。⑤制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却，应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。⑥收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.5％～5.0％)，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。⑦软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。1.1.4聚乙烯的聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差，采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和化学改性。1.物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。（1）增强改性增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。①自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE，在加热加压成型的条件下，可以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度。②纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备的PE／LGF复合材料，当LGF加入量为3O％(质量分数)、长度约为35mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJ／m。③晶须改性。晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。④纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用。如将表面处理过的纳米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO2纳米粒子均匀分散于基材中，与基材形成牢固的界面结合，当填充质量分数为2％时，拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9％。（2）共混改性共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混。①PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混，解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题；LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能。②PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物，当POE的质量分数为3O％时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5MPa。③PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。（3）填充改性填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等，但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE是非极性化合物，与填料相容性差，因此，必须对填料进行表面处理。填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理，在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层，起“分子桥”的作用，使填料与基体树脂间形成一个良好的粘接界面。常用的填料表面处理技术有：表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等。PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料，不仅可以改善PE的性能，同时也具有十分重要的健康环保意义。2.化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法。其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团，由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。（1）接枝改性接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同时又增加了其新的功能。常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等。（2）共聚