1.2 HDPE管道国内外应用和研究现状
1.2.1 HDPE材料性能研究进展
近年来，工业、农业及军事等领域对高性能HDPE材料需求迅速增加，国外学者为此对HDPE材料性能开展了一系列研究。Bartczak等研究的HDPE/三元乙丙橡胶（EPDM）、HDPE/乙烯-辛烯共聚弹性体（EOR）体系，将HDPE与弹性体在双螺旋挤出机上熔融共混，研究了EPDM、EOR体积含量与共混体系的冲击强度、拉伸屈服力与杨氏模量的关系。结果表明：粒间距是控制冲击强度的参数，只有基本厚度小于临界值时，才发生脆韧转变，韧性才会大幅度提高。临界粒间距与橡胶无关，与基本特性有关，HDPE的临界粒间距大约为0.6μm。Na等将HDPE与乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）在双螺杆挤出机上熔融混合，采用动态注模法，将熔融物料注入模具以后，物料在固化过程中反复运动。研究结果表明：当HDPE/EVA为80/20时，复合材料的冲击强度是原料HDPE的6倍，拉伸强度随着EVA含量的增加而下降。Kumaravel、Chen、Torres、Kim等通过加入各种不同的相容剂，制备了HDPE/聚对苯二甲塑料（PET）超韧纤维共混物，使共混物的断裂伸长率增加明显。
同时，国内学者也进行了相关研究。付强、李爱英等用含有一定量丙烯腈（AN）的丁腈橡胶（NBR）增韧HDPE，研究了NBR含量与混合体系冲击强度的关系。研究表明：相态结构为平行排列的丝状，分散相NBR致密排列布满整个断面，以微细结构分散于HDPE中，呈现一系列平行排列的丝状结构，受力后显示高的冲击性能。陶国良等研究了HDPE/硫化胶粉共混材料的力学性能和流动性能。研究表明：共混材料的缺口冲击强度基本上随硫化胶粉含量的增加而提高。徐定宇等研究了HDPE/苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）共混方式对HDPE薄膜形态结构及性能的影响，结果表明：两阶共混法和母粒稀释法制定的共混薄膜的落镖冲击强度随SBS含量的增加而增加。黄海等利用经表面处理过的蛋白石增韧HDPE。结果表明：经硬脂酸和钛酸酯处理的蛋白石填充HDPE，在拉伸强度下降不多的情况下，冲击性能显著提高。陈兴明探讨了纳米级SiO2粒子增韧、增强HDPE机理，研究了纳米级SiO2与普通超细SiO2用量对HDPE力学性能的影响。实验结果表明：纳米级SiO2用量为6%～10%时，体系拉伸强度、冲击强度都有明显提高，起到增韧增强的双重效果。史铁钧等将轻质碳酸钙用钛酸酯偶联剂乳液浸润后，与NBR在炼胶机上塑炼均匀，再与HDPE熔融共混制得试样。研究表明：当偶联剂处理的轻质碳酸钙用量超过10%时，试样的冲击强度趋于稳定，说明该填料能明显改善HDPE的冲击性能。童昕等对复合材料中HDPE结晶过程的研究表明，纳米碳管可以提高HDPE的开始结晶温度，降低结晶活化能，但是会使HDPE的结晶速率下降，结晶度降低。
1.2.2 HDPE管道的研究应用现状
近年来国外管材领域中的主要发展方向是大口径管、双壁波纹管、固体输送管及燃气管等。美国Sheldon塑料分公司最早研制出直径1.6m的大口径压力管。欧洲管道市场中φ100mm以下的管材几乎全部是PE管，φ300mm的管材已相当PE化。目前美国的HDPE燃气管道普及率为100%，英国和丹麦为92%，比利时、法国和德国也分别达到了77%、68%和65%。HDPE中空壁缠绕管是20世纪90年代发展起来的当今世界上最理想的大口径排水管道，目前已在代替水泥管排水工程上广泛使用。在德国、韩国和日本的大口径排水管中HDPE缠绕管的使用率已分别达到60%、75%和90%。2006年，博禄2期建设项目在鲁韦斯（Ruwais）使用大口径DN1600 HDPE管道作为海水冷却管，其项目经验对中东其他重大工业项目具有宝贵的参考价值。安哥拉宽扎河引水工程输水管道按单管布置，管线全长17.6km，总扬程高度172m，管线经过地段分别为强风化砂岩、泥结卵石、灰褐色膨胀土及粉细砂，地质情况复杂。整条管线顺地形蜿蜒铺设，无备用管道，供水安全性要求高。考虑到施工条件的复杂性，最后选用DN315 HDPE管道，于2006年6月6日成功引水，该项目得到中国国际基金有限公司及安哥拉重建办公室的充分肯定，作为样板工程，将要在安哥拉其他正式工程中予以采用、推广。
20世纪70年代，我国进行了聚乙烯、聚丙烯塑料管道的开发与应用，目前已引进和开发出了HDPE压力管道，这为我国推广和普及塑料压力管道奠定了基础。郭晓军对HDPE管道在水平定向钻进回拖中的变形损坏机理进行研究，得到地质因素、工程施工质量、管材因素是影响管道损坏的重要因素，在砂卵石等不稳定地层管道易于发生变形损坏等结论。谢志红等对HDPE焊接三通管件壁厚进行数值优化设计，得到T形三通管道在管道相贯区存在明显的应力集中现象，最大主应力出现在两管道垂直相交相贯线处，其应力值是普通直通管道的2～3倍。秦彧在2002年参与南宁市一条φ900mm的输水管道穿越邕江的设计过程中，采用HDPE管道，达到了投资省、工期短的预期目标。许兴中结合2002年福州市北区水厂DN800预应力水泥管修复工程，对内穿插HDPE管修复技术进行研究，结果表明：该技术可减少投资、节省工时、对环境破坏少，易于推广应用。2003年哈尔滨市沿江生活污水截流及处理工程采用DN1800～DN2200的HDPE管道，结果表明：HDPE管材具有独特的性能在市政排水工程中适用性较高，可作为排水系统管材的首选。大港南部油田2004年5月采用HDPE管道修复技术，管道修复后正常运行近5年，显著延长了管道服役寿命，维修费用仅为更换费用的58%。2004年天津平安街改造工程中市政排水管道管径在DN800以下的雨污管均采用HDPE管道，工期较采用水泥混凝土管缩短了1个月。2006年北京铺设了DN1000的聚乙烯管道，2008年江苏滨海8.3km排海工程采用DN1000 PE管道（沉海段5.7km），同年，大陆至金门12.6km输水工程采用DN800 PE管（沉海段4.5km）。曹妃甸新区配套园区工业水厂6718m主输水管线工程采用DN1000 PE管道等。浙江省德清县水务有限公司给水管网主管道工程，管道直径DN1000，管道总长4.5km。青海油田应用等径穿插HDPE管道在线修复技术后效果显著。截至2010年年底，对16条应用该技术修复的管道进行统计，与更换相比累计节约工程资金2808万元。
而国内《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ 101—2004）和《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268—2008）等标准，大多以欧美标准为依据，只是对直径大于等于1m的给水用埋地聚乙烯（PE）管材的产品制造、管材设计、施工及施工验收做了相关规定。对直径大于1m的HDPE输水管道技术标准仍处于空白阶段。