摘要：本文简述了列车地板布在长期的使用中，出现的起泡、开裂、破损等质量问题。对地板布性能要求及标准做了详细介绍，对于使用较多的PVC复合材料地板布和橡胶地板布，进行了主要性能测试和对比，PVC复合材料地板布性能要优于橡胶地板布；依其性能差异，分析了对铺装工艺和铺装后的质量影响较大。针对地板布存在的起泡、开裂、破损、维修困难等质量问题，提出了地板布铺装优化工艺，展望了地板布及粘结技术的创新方向，对提高地板布的整体质量、使用性能及绿色环保性能具有参考价值。
关键词：列车；地板布；性能；铺装工艺；质量
0 前言
列车地板布在每天数十万至上百万人流乘客使用中，常常在入门口位置出现严重磨损，损耗较大，需要经常维修更换，尤其是门口中央的进出口位置磨损较严重[1]。地板布材料性能及环境适应性将直接影响地板布铺装的质量和运营过程中使用的耐久性，也涉及到列车的维护检修费用和车内乘客的舒适度。新型复合材料技术的发展，促进了地板布使用性能及铺装工艺的提升，使其在各行业领域得到了不同程度的应用和推广，随着旅客列车技术的不断提升及人们崇尚健康、绿色环保意识的增强，应用性能好、环保型的地板布，优化铺装工艺，可有效降低使用过程中的运营成本，提高列车的整体质量及使用性能。
1地板布材料性能要求[1-2]
1.1材料性能
从列车运营情况及维护维修现状分析，地板布应具备下述特性。
（1）耐磨程度
由于长期大量的人流乘客脚踏使用，在入门口位置出现严重磨损，损耗较大。为此，耐磨程度是一项重要指标，耐磨度测试也称为TABER测试，采用的是ISO9352或GB4085标准。测试的方法，用一个砂轮（型号是 H18），并加载1千克（9.8牛顿重力）的压力，在地板布的表面进行旋转1000转，进行打磨。然后计量重量的变化。
（2）厚度、重量和密度
密度小和厚度较薄的地板布，在搬运和施工的过程中更加方便，可提升铺装质量，减重并可降低列车长期服役运营中的能耗。
（3）尺寸稳定度
地板布尺寸稳定度，可使铺装更加平整，防止地板布变形收缩或者起波浪。采用EN434标准进行测试，将地板布放入80℃的烤箱中6h，取出降温后，测量地板布样品长宽尺寸的变化率。
（4）凹痕测试
列车在长期运营中，地板布要承受数以万计女性乘客高跟鞋带来的静态压力。凹痕中会残留大量影响清洁和美观的物质。凹痕少，容易清洁，且不需要定期打蜡，极大的缩减运营成本。静态冲击测试参照标准EN433，用一个表面积是1cm2的圆柱体，在地板布表面施加50kg的压力，时长150min。然后，将圆柱体移开，测量地板布压痕的深度。
（5）防滑性能
防滑性能直接影响乘客的安全，可减少乘客因滑倒而受伤。防滑性能采用测试标准NF P 90106或BS 6677或 DIN 51130，测试方法是在钟摆下面安装一个滑块，滑块与地板布进行接触，接触的长度为12cm。钟摆带动滑块进行摆动，根据滑块摩擦后钟摆达到的高度来测试防滑性能。防滑的指数从0至150。指数150高度最低，表示防滑性能最好。在地板布表面干燥和湿滑的两种状态下进行测试。
（6）色牢度
每天运营中，地板布受到日光紫外线灯照射，表面发生褪色，影响美观。色牢度测试标准ISO 4582，测试方法是将地板布样品和蓝色刻度材料一同被人工紫外线灯照射。颜色的变化可以根据蓝色刻度材料的变化程度进行观测，当地板布的颜色发生变化的时候，测试结束。然后观察蓝色刻度材料的计量值，这个数值在1和8之间，数值8表示色牢度最好。
（7）硬度及弹性
地板布应具有一定的硬度和弹性，硬度符合93 ± 5（邵氏 A）测试标准ISO 7619 或GB/T2411；具有弹性，卷筒直径20mm时，禁止裂开，测试标准 EN 435。
（8）拉伸强度及断裂伸长率
地板布的拉伸强度及断裂伸长率是在恶劣环境条件下，经久耐用提高使用寿命的重要性能指标。测试标准GB/T1040。
（9）吸水率
吸水率影响地板布与基材的粘结强度，测试标准GB/T1034。
（10）耐低温性及耐化学性
低温性是在-20℃温度下，地板布无裂纹，测试标准HG2—161；抗撕裂强度≥35 N/mm，测试标准ISO34-1。并能够抵抗酸性或碱性清洗剂的腐蚀，抵抗力决定于浓度及时间，测试标准EN 423。
（11）隔音、隔热性
地板布应具有良好的隔音、隔热性能，隔音性能测试标准ISO140-3；隔热性能测试标准DIN 52612。
（12）抗静电性能
地板布应持久抗静电，不能有任何静电负荷，测试标准EN 1815。
（13）燃烧、烟雾、毒气性能和耐香烟灼烧[3-4]
防火性能的好坏直接影响乘客人身安全和列车运行安全，车上的非金属材料要符合EN 45545，DIN 5510-2，BS 6853，TB3138等标准规定的防火性能要求，防火性能要求是其中一项。测试标准为ISO9239-1、ISO5659-2、DIN 54837、DIN 4102-14、GB/T2406、GB/T8323、GB/T17657等。
（14）有害物质限量[5]
随着旅客列车技术的不断提升及人们崇尚健康、绿色环保意识的增强，列车上使用的地板布应绿色环保，保证旅客免受有害物质对身体的侵害，有害物质可溶性铅、可溶性镉、有机挥发物的含量要符合TB3139标准的规定；符合企标Q/CRRC J 26轨道交通装备产品禁用和限用物质的要求。
1.2 PVC复合材料地板布与橡胶地板布测试主要性能对比
PVC地板布与橡胶地板布的性能，因原材料及工艺不同，性能差异较大。而PVC地板布与同类地板布，橡胶地板布与同类地板布，因制造工艺、配方不同，性能也有所差异，但变化不大。PVC地板布的原料中有57%可再生的天然盐和矿物质，橡胶地板布的原料中只有不多于5%的可再生天然橡胶，其余95%的成分都是化学合成橡胶。现选取某种PVC地板布与橡胶地板布的主要性能测试结果进行对比[1]。
（1）耐磨程度
PVC地板经过磨耗，损失的重量在300∽ 400mg之间。橡胶地板经过磨耗，损失的重量在450mg左右。如图1a、1b所示，PVC地板更加耐磨。
图1a耐磨测试
图1b耐磨测试
（2）厚度、重量和密度
列车上使用的PVC地板布的厚度一般在2～2.5mm，密度在 1.2～1.6kg/m3；橡胶地板布的厚度一般在3.5～4mm，密度大于1.6kg/m3。如铺装相同面积的车辆，PVC地板布要比橡胶地板减重大约30∽40％。
（3）尺寸稳定度
按照EN434标准进行测试，测量地板布样品长度和宽度的尺寸变化，PVC地板布的尺寸稳定性为0.20%，橡胶地板布的稳定性为0.30%，PVC稳定性能优于橡胶地板33%。
（4）凹痕测试
凹痕测试采用静态冲击测试EN433标准，测量地板布压痕的深度。经过测试，PVC地板布的凹痕深度≤0.2mm，而橡胶地板的凹痕深度≤0.3mm。可以看出，PVC地板抵御静态冲击的能力更强。
（5）防滑性能
在地板布表面干燥和湿滑的两种状态下进行测试。表面干燥情况下，PVC的数值在65～131之间，橡胶在41～95之间。表面湿滑的情况下，PVC的数值在22～31之间，橡胶在14～17之间。由图可知，无论在表面干燥还是湿滑的情况下，PVC地板的防滑指数都比橡胶地板布相对高，如图2a、2b所示。
图2a 干燥状态下防滑性能测试
图2b湿滑状态下防滑性能测试
（6）色牢度
色牢度采用的测试标准ISO 4582，测得PVC地板布的数值≥7，橡胶地板布的数值是5。说明在使用过程中PVC地板布比橡胶地板布更不容易褪色，色牢度高。
（7）防火性能[3-4]
地板布材料的防火要求，应该遵循其所规定的标准要求，且应满足其要求并提供其证明。
1）如当选用DIN5510－2标准要求时，防火性能测试标准为DIN 54837、DIN 4102-14、或ISO9239-1、ISO5659-2。
适用于地板布防火性能2级要求——可燃性：SF3；发烟性：SF3；毒性：FED≤1。
2）如当选用TB/T3138标准要求时，防火性能测试标准为GB/T2406、GB/T8323、GB/T17657。
适用于地板布的防火性能要求——氧指数≥28；45°角燃烧达难燃级；烟密度D4≤200；耐香烟灼烧达 1～3级。
（8）有害物质限量[5]
1）有害物质限量挥发性有机化合物（TVOC）、甲醛、甲苯及苯系物等符合TB/T 3139—2006的要求。
适用于PVC地板布——氯乙烯单体含量不大于5mg/kg；可溶性铅含量不大于20mg/m2；可溶性镉含量不大于20mg/m2；有机挥发物的含量不大于10g/ m2。
适用于橡胶地板布——可溶性铅含量不大于20mg/m2；可溶性镉含量不大于20mg/m2；有机挥发物的含量不大于10g/ m2。
2）禁用物质和限用物质符合企标Q/CRRC J 26的要求。
如禁用物质，壬基苯酚（NP）≤1000 mg/kg，短链氯化石蜡（SCCP）≤1000 mg/kg。
多氯联苯（PCB）总值≤50 mg/kg，二 苯 基 甲 烷 二 异 氰 酸 酯（MDI）≤1000 mg/kg 等。
如限用物质，三氧化二锑≤1000 mg/kg，中链氯化石蜡（MCCP）≤1000 mg/kg，磷酸三苯酯（TPP）≤1000 mg/kg等。
2地板布铺装工艺简介[6]
2.1 地板布铺装准备
（1）施工环境
环境温度10～35℃，地板面坚硬、平整、干燥、干净，相对湿度不大于5%。
（2）施工状况
水电供应正常，光线充足能见度良好，无交叉作业和其它干扰。
（3）施工辅料
1）粘合剂——卷材专用胶，万能胶，其它与地板布配套的胶膜。
2）地板表面清洁辅料——弱碱性清洗液，橡胶地板防护蜡。
（4）铺装工具
地面测平仪；角磨机及手砂轮器；裁切导轨及推刀器；刮胶板、铲刀、钢板尺、盒尺；
1）橡胶锤、软木、沙袋、钢压辊、小压辊、推杆；
2）开槽刀、橡胶焊线焊机或手工焊枪、焊线铲刀；
3）清洗机、吸水机、打蜡用具及用品。
2.2 地板布铺装工艺
（1）施工工艺过程
① 车厢地板面检验及整修→② 地板布卷材解包推平→③ 车厢地板面清洁及规划放线→④ 裁切下料→⑤ 混合粘结剂、刮胶凉胶→⑥ 粘合地板、推压接缝、滚压地板→⑦ 接缝边缘用沙袋压→⑧ 开槽、焊接、铲平→⑨ 地板布表面清洁打蜡→⑩ 检查铺装质量、撤离施工现场，待质量检查验收。
（2）施工质量保证
1）基础面质量达到验收要求；
2）施工辅料质量达到验收要求，地板布质量达到验收要求；
3）地板布铺装质量达到验收要求
① 地板布与基础面粘结牢固，无翘边，无鼓包，无空虚；
② 接缝平直，光滑，地板与地板接缝处最大缝隙不大于0.3mm，高差不大于0.2mm；
③ 地板上墙拐弯处拐角平滑均匀，与墙板粘结牢固；
④ 楼梯台阶阳角包角粘结平直牢固，无波浪现象，阴角均匀一致；
⑤ 独立区域无明显色差；
⑥ 地板表面洁净光亮，无任何污渍和污疤。
（3）焊接工艺特点[1]
PVC地板布的接缝是可以焊接的，其接缝焊接强度会大于地板布强度的75%，其接缝处理是防水无缝隙焊接技术，可以很好的抑制细菌滋生，PVC地板布接缝技术采用高温全融化分子焊接，不易开裂。
由于橡胶材料的特性，橡胶地板布是不可以焊接的，而是采用溶填技术，焊机把焊条溶化了溶填在接缝中，但橡胶地板布并没有溶化也没有与焊条的溶化交融在一起，其接缝的强度比较低，所以橡胶地板布的溶填接缝在某些冲击条件下比较容易开裂。橡胶地板布不能达到无缝地板布的防菌、防水、防脏等成效。
因为在焊接工艺上，橡胶地板布只能使用硅胶冷焊，不如PVC地板布的高温全融化分子焊接，故在列车运营过程中，橡胶地板布容易出现气泡，变形，老化等质量问题，硅胶焊丝也易出现分离破损。
3 地板布粘结技术
3.1 粘结技术存在的问题
粘结剂粘结强度与地板及地板布匹配不合适，如果粘结强度高了，地板布粘结效果好，不起包、不开裂，性能稳定。但在车辆检修时，地板布更换相当麻烦，旧地板布撤下时因粘结牢固，很难撕开及清理。如果粘结强度低了，又容易出现起包、开裂等质量问题，处于两难的境地。虽然地板布及粘结剂是地板布生产商配套供应，但因其品种多，工艺性不同，质量控制难度大。
3.2粘结技术优化的方向
鉴于粘结技术存在的问题，地板布生产商及粘结剂生产商都开发了新技术。
（1）地板布生产商，研制了胶膜粘结地板布产品，地板布上自带背胶。如德国诺拉公司、日本坂东公司、美国3M公司等。
（2）粘结剂生产商，研制了环保型的粘结剂，如热熔胶、水性压敏胶等。如德国汉高公司、瑞士西卡公司等。
3.3 地板布粘结材料性能要求
环保、防火性能满足标准规范的要求。考虑环境温度适用性、可靠性、工艺性、经济性和方便施工和检修维护。
4结论
从上述分析可知，橡胶地板布比PVC地板布密度大、厚度大约1.5～2倍，不易搬运和铺装操作，需清洁和保养，运营能耗较大；从耐磨性、尺寸稳定性、防滑性能、色牢度等方面性能，橡胶地板布不如PVC地板布性能好；从铺装及焊接效果分析，橡胶地板布的溶填硅胶冷焊接缝，不如PVC地板布采用高温全融化分子焊接接缝技术强度高，便于清洁；从原材料的成分分析，橡胶地板布不如PVC地板布环保效果好，且其整体价格成本及运输、维护保养成本要高于PVC地板布。
通过改进PVC复合材料的配比，优化各项性能指标，减薄厚度和减轻重量，可降低材料、工艺成本和维护保养费用。采用新型地板布及粘结技术，优化地板布铺装工艺，解决列车在长期运营过程中，地板布起泡、开裂、破损、检修维护等质量问题。同时，PVC复合材料地板布的使用，促进了环保复合材料在高速轨道交通领域的应用，有利于环保和舒适环境的提升，提高了列车的整体质量及使用性能。为此，橡胶地板布会逐渐被新型PVC复合材料地板布所替代。
参考文献：
[1] PVC地板与橡胶地板对比论证.百度文库.2011.5.
[2] 地板布技术规范.中车唐山机车车辆有限公司.
[3] DIN5510-2：2009铁道机车车辆所用材料和结构部件的防火性能和燃烧并发现象及测试方法的要求.
[4] TB/T3138-2006 机车车辆阻燃材料技术条件.
[5] TB/T3139-2006 机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量.
[6] 地板布铺装指导.北京先河交通设备技术有限公司.培训教材.
作者简介：
刘永兵（1987—），男，学士，工程师，从事车辆工艺技术及新产品工艺研究
论文作者:刘永兵1,陈煜2,寇许3,苏军军1,李忠义1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：地板论文; 性能论文; 测试论文; 标准论文; 橡胶地板论文; 防滑论文; 列车论文; 《基层建设》2019年第21期论文;