不同石英砂、弹性颗粒填充密度对人造草坪的性能的影响

由于人造草坪具有更耐磨、易打理、使用寿命长等优点，越来越多的足球场选用其替代天然草坪来进行场地 铺装。人造草坪分为免填充型人造草和填充型人造草。填充型人造草需搭配一定填充比的石英砂和弹性颗粒，并配有弹性垫，以达到不同效果的运动性能，匹配不同功能的足球场。

人造草坪是由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或尼龙(PA)为 原料，添加抗老化剂、增韧剂、抗静电剂、阻燃剂、顺滑剂 等助剂纺织成丝，通过Z型、S型等编织模式覆植到以聚丙烯或聚氨酯(PU)为原料的底布上，通过丁苯橡胶或聚烯烃 类热熔胶在编织好的底布背面涂覆固定而成的合成材料面 层 。人造草坪于1966年起源于美国 ，首次铺设于美国 休斯敦天文航天馆训练仓内。20世纪80年代，人造草坪第 一次在专业足球比赛中使用。我国于20世纪80年代末引进人造草坪，90年代后期开始大力推广人造草坪并得到市场认可。人造草坪凭借其优异的耐候性、不受天气影响、 耐磨性、易于铺设、维护保养费用低等优势，逐渐取代天然草坪。21世纪初，不少企业开始投入对人造草坪的研发 ， 并推陈出新了不少性能优异的人造草坪。

实际使用时，往往并不单一使用人造草坪，而是采用人造草坪体系来铺设，因为单一的人造草坪很难提供运动的舒适感，不具备缓冲保护运动者的性能。当前，常见的有两种人造草坪，一种是免填充型人造草坪，另一种是填充 型人造草坪。免填充型人造草坪体系由免填充人造草坪和弹性垫组成，草丝高度通常为30mm，无需填充石英砂和弹性颗粒就可以令草丝根根挺拔，铺设后的草坪美观、整齐，但是免填充型人造草坪如果不配备弹性垫，很难有合格的 运动性能。虽然免填充人造草坪的成本较填充型人造草坪低，但是市场上使用更多的是填充型人造草坪，占到80%的市场占有率。填充型人造草坪体系由石英砂、弹性颗粒、 弹性垫组成，草丝高度通常为50mm，搭配石英砂和弹性颗 粒才会令草坪挺立、美观，且石英砂和弹性颗粒不仅可以美化人造草坪，还能提供媲美天然草坪的摩擦力、缓冲力、 回弹力等性能，为运动者提供运动时的舒适感，此外，填充弹性颗粒和石英砂可以有效阻挡太阳、雨水与大部分草丝 的直接接触，减少气候对草丝性能和外观的影响，辅助延长人造草坪的使用寿命。与免填充型人造草坪相同的是， 填充型人造草坪如果不配备弹性垫，同样很难有合格的运动性能。

当人造草坪只填充弹性颗粒时，由于其弹性好，因此在受到重物冲击时容易冲散，冲击吸收通常在65%～70%，垂直变形通常在6～8mm，虽然符合国家产品标准的技术要求，但是一方面填充成本过高， 另一方面会受气候影响，如容易被大风刮得弹性颗粒填充 密度不均匀或有弹性颗粒被吹跑，雨水天气也容易导致弹 性颗粒滑移和流失，从而导致场地出现高低坡现象。因此， 石英砂和弹性颗粒应搭配使用，不仅可以通过不同配比调 配不同的场地性能，还能根据场地预算来进行配比设计。石英砂和弹性颗粒不同的填充配比组合非常重要，常见的石英砂填充量为20kg/m²、25kg/m² 、30kg/m²，弹性颗粒的填充量为5kg/m²、6kg/m² 、7kg/m²、8kg/m² 。

当前，我国健身用足球场、学校用足球场、训练用足球场等场地都采用2A的方法进行验收，2A的检测方法更贴近我国的标准体系。而一些为***、国际级训练比赛建设的专业足球场地采用3A的检测方法进行验收。3A的测试结果和2A的测试结果略不一致，一方面是2A和3A采用的计算方式不一样，2A采用力值、位移进行计算，3A采用能量进行计算，另一方面结果差距主要和被测试产品的弹性、厚度、空隙等因素有关。

结论：

1）可通过调节石英砂、弹性颗粒的填充配比来获得不同的运动性能，满足不同场地的设计需求。 

2）填充型人造草坪体系中弹性颗粒对于整体运动性能的贡献大于石英砂的贡献。

3）在造价条件允许的情况下，石英砂填充量25kg/m²和弹性颗粒填充量8kg/m²时的性能*优。