8–800–555–66–53 Звонок из России — бесплатный

Геосинтетические материалы в дорожном строительстве

Геосинтетические материалы - класс полимерных строительных материалов - в дорожном строительстве выполняют функции армирования, разделения и дренирования. Применение современных геосинтетических материалов и разработка на их основе прогрессивных технических решений, что стало возможным в последнее десятилетие, позволили существенно повысить эффективность дорожного строительства и долговечность дорожных конструкций без увеличения их материалоемкости, трудо- и энергозатрат.

Содержание

Преимущества применения геосинтетических материалов:

  • низкая чувствительность к присутствующим в грунте в агрессивным веществам,
  • простота в укладке,
  • более низкая стоимость сооружений,
  • возможность использовать местный грунт, избегая замены его грунтом с более высокими физико-механическими характеристиками.

Заказать геотекстиль Получить бесплатную консультацию специалиста 8-800-555-66-53

Геосинтетические материалы, производимые в мире, подразделяются на несколько классов:

Для производства геосинтетиков используют различные виды полимеров: полиэстер (полиэфир), полиамид, полипропилен, полиэтилен и др. Выбор конкретного вида полимера, а также способ изготовления материала зависят от назначения геосинтетических материалов и выполняемой ими функции (армирования, разделения или дренирования).

Разделительные и дренирующие прослойки

геотекстиль как дренирующая прослойка

Разделительная прослойка препятствует взаимопроникновению материалов различного гранулометрического состава, обеспечивая стабильность свойств дисперсных материалов, повышая качество и культуру работ.

Основные требования к материалу для успешного выполнения им функции разделения:

  • прочность при растяжении,
  • относительное удлинение,
  • прочность при продавливании и - сопротивляемость местным повреждениям (что обеспечивает сохранность материала в процессе производства работ).

Дополнительные требования к прослойкам:

  • поверхностная плотность,
  • толщина,
  • водопроницамость перпендикулярно и в плоскости прослойки,
  • фильтрующая способность (эффективная пористость) и др.

Дренирующая прослойка ускоряет отвод воды из дорожной конструкции, выполняя, например, совместно с дисперсным дренирующим материалом (песком) роль пластового дренажа.

Основные требования к материалу для выполнения функции дренажа:

  • водопроницаемость (коэффициент фильтрации Кф, м/сут) в плоскости прослойки и перпендикулярно полотну,
  • фильтрационная способность (О90 — эффективная пористость),
  • поверхностная плотность и толщина.

В качестве разделительной и дренирующей прослойки применяются материалы, обладающие следующими характеристиками:

  • прочность на разрыв от 3–4 кН/м,
  • относительное удлинение при разрыве до 100–120%,
  • прочность при продавливании — не менее 500 Н,
  • коэффициент фильтрации не менее 20 м/сут (для геотекстилей).
  • эффективная пористость (характеризуется размером пор нетканого геотекстиля) - как правило, О90 < d90 (размер частиц грунта, полный остаток которых составляет 90%).

Наиболее широко (до 50% от общего объема) применяются нетканые геотекстили, свойства которых зависят от способа упрочнения холста: механического, термического или химического.

Армирующие прослойки

армирующий геотекстиль

При армирования зернистых оснований и грунта армирующий эффект обеспечивается за счет обратного прогиба геосетки вне зоны действия нагрузки. Кроме того, на границе раздела двух дисперсных материалов, например, щебня и песка, достигается повышенное сцепление с нижележащим слоем за счет образования пограничного слоя из щебенок, защемленных в ячейках геосетки, что увеличивает сопротивляемость несвязных слоев дорожной одежды сдвиговым напряжениям.

Назначение геосинтетиков в конструкциях на слабом основании — повышение несущей способности слабого грунта.

Конструкции на слабом основании подразделяются на два типа:

  1. «плавающие» насыпи, дающие осадку, устойчивость которых обеспечивается путем армирования слабого основания геосинтетическими материалами;
  2. безосадочные насыпи, устойчивость которых обеспечивается глубинным армированием путем использования дискретных элементов в виде свай из различных материалов, а локализация возможной осадки между ними — гибким армогрунтовым ростверком с использованием геосинтетических материалов.

В армогрунтовых стенках устойчивость откоса насыпи обеспечивается совместной работой геосинтетической прослойки и грунта. Армирующая прослойка воспринимает часть растягивающих напряжений, стремящихся вызвать оползание откоса. Применение армогрунтовых стенок позволяет увеличить угол наклона откоса насыпи к горизонту до 70–90 0С, что очень актуально в стесненных условиях, когда ограничена ширина полосы отвода.

Основные требования к армирующим прослойкам:

  • прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве,
  • прочность при относительном удлинении 5%,
  • сопротивляемость местным повреждениям,
  • модуль деформации при одноосном растяжении,
  • размер ячеек (для геосеток).

Дополнительные требования:

  • прирост деформации при строительстве и эксплуатации (в зависимости от требований к сооружению),
  • длительная (долговременная) прочность.

Одним из ключевых вопросов при выборе типа геосинтетического материала для конструкций, где он воспринимает статическую нагрузку (от веса вышележащих слоев насыпи), является его склонность к ползучести. Исследованиями установлено, что фактор ползучести полиэстера в 2–2,5 раза меньше, чем полипропилена, то есть длительная прочность геосинтетического материала, изготовленного из полиэстера, как минимум в 2 раза выше, чем аналогичного материала из полипропилена или полиэтилена.

В качестве армирующих прослоек могут применяться материалы, имеющие прочность не менее 20 кН/м, относительное удлинение при разрыве не более 10–15%, модуль деформации не менее 100 кН/м. Размер ячеек должен быть не менее 0,5 Дmax (где Дmax — максимальный диаметр частиц дисперсного грунта).

Долговечность армогрунтовых стенок и конструкций на свайном основании обеспечивается только при применении материалов, обладающих минимальной, не более 0,5–1,0%, склонностью к ползучести в течение всего срока службы сооружения, то есть изготовленных из высокомодульного полиэстера.

Рекомендуемые материалы:

  • геосетка (тканая, вязаная и тянутая),
  • тканый геотекстиль (геоткань),
  • объемные георешетки.

Тканые геосинтетические материалы имеют упорядоченную структуру в виде двух различным способом взаимно переплетенных систем, что обеспечивает высокую прочность при малых относительных удлинениях при разрыве (не более 15–20%).

Геосетки (георешетки) — плоские структуры, состоящие из регулярно расположенных открытых ячеек размером более 10 мм и имеют неподвижные узловые точки, благодаря которым достигается лучшее распределение нагрузки между продольными и поперечными элементами. Как правило, у геосеток есть скрепленные узлы (склеенные, связанные и т. д.), у георешеток — монолитные узлы.

Смотрите также: