1 стр. из 1

Широкое применение геосинтетических материалов при строительстве и ремонте дорог и улиц Санкт-Петербурга начиная с 80-х годов обусловлено прежде всего сложными грунтово-гидрологическими условиями города и освоением под застройку ранее неселетебных территорий, инженерная подготовка которых выполнена путем намыва пылеватым грунтом, десятилетия сохраняющим высокую влажность. В последние годы геосинтетические материалы широко используются при капитальном и среднем ремонтах дорожных одежд города и области, при строительстве и реконструкции таких автомагистралей, как Санкт-Петербургская КАД, обход г. Выборга, дорог Москва - Санкт-Петербург (Россия), Мурманск - Санкт-Петербург (Кола) и др.

В каждом конкретном случае выбор наиболее рационального материала, обеспечивающего требуемые прочностные и деформативные качества при минимальной стоимости, является ответственной задачей для потребителей. В свою очередь производители должны разрабатывать новые и совершенствовать имеющиеся геосинтетические материалы с учетом области их применения.

В настоящее время наиболее часто используются рулонные материалы, которые разделяются на две большие группы:
- геосинтетики - водопроницаемые нетканые и тканые, а также геокомпозты - двух- и многослойные материалы;
- геопластики - георешетки и геосетки (плоские и объемные), водонепроницаемые геомембраны и др.

Наиболее широко применяются нетканые геосинтетики, называемые геотекстилями (до 50% от общего объема), получаемые непосредственно из волокон полимера, минуя операцию прядения и ткачества. Свойства нетканых материалов зависят от способа упрочнения холста: механического, термического или химического. Нетканые материалы отличаются невысокой прочностью на растяжение, высокой деформативностью (удлинение при разрыве от 50 до 100%), но хорошей водопроницаемостью, поэтому применяются в качестве дренирующей, фильтрующей или разделительной прослоек. Отечественной промышленностью выпускаются в основном иглопробивные и термоупрочненные геотекстильные материалы ("Дорнит", "Геоком" и др.). К наиболее распространенным материалам зарубежного производства относится геотекстиль "Тайпар", изготовляемый из полипропилена путем термического соединения непрерывных волокон полимера.

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 20%). Такие материалы применяются для армирования грунта, несвязных материалов слоев оснований и откосов насыпей. Из тканых материалов широко применяются геосинтетики зарубежного производства - "Стабиленка" и "Комтрак".

Геосетки и георешетки - плоские структуры, которые состоят 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. Сетчатые геопластики применяются для армирования зернистых оснований и грунта, а также для повышения устойчивости откосов высоких насыпей. Армирующий эффект обеспечивается за счет обратного прогиба мембраны (геосетки) вне зоны действия нагрузки. При применении геосетки 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.

Объемные (трехмерные) геоматы, геокаркасы и габионы с вертикальными стенками (выпускаемые отечественной промышленностью), выполненные из плоских элементов с различными способами крепления стенок, в рабочем растянутом состоянии представляют как правило сотовую структуру, заполненную грунтом или зернистым материалом. Соты перераспределяют усилия в зернистом материале, за счет чего модуль упругости армированного слоя увеличивается в 1,5-1,7 раза.

Геокомпозиты - двух-, трех- и многослойные структуры из плоских материалов, внутри которых помещена сетка, глина-бентонит или жесткий каркас. Свойства геокомпозита зависят от свойств компонентов и их взаимного расположения.

Так, конструкция из слоев полипропиленовой ткани, между которыми расположена сетка из полиамида или полиэтилена, является дренирующим материалом, а такая же конструкция, заполненная глиной-бентонитом, - идеальный гидроизолирующий материал.

Для производства геосинтетических материалов используют различные полимеры: полиэстер (полиэфир), полиамид, полипропилен, полиэтилен и др. Выбор полимера зависит от назначения геосинтетических материалов и выполняемой ими функции: армирования, разделения или дренирования. Одним из ключевых вопросов при выборе типа геосинтетического материала, например, для конструкций, где геосинтетический материал воспринимает статическую нагрузку (от веса вышележащих слоев насыпи), является его склонность к ползучести. Исследованиями установлено, что фактор ползучести полиэстера (ПЭТ) в 2-2,5 раза меньше, чем полипропилена (ПП), т. е. длительная прочность геосинтетического материала, изготовленного из полиэстера, как минимум в 2 раза выше, чем аналогичного материала из полипропилена.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОСИНТЕТИЧСКИХ МАТЕРИАЛОВ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Повышение устойчивости откоса насыпи основано на совместной работе геосинтетической прослойки и грунта при частичном восприятии прослойкой растягивающих напряжений, стремящихся вызвать оползание откоса. Как правило для армирования откосов используются тканые геосинтетики или сетчатые геопластики из полиэстера (геоткань "Стабиленка", геосетка "Фортрак" и др.) в виде горизонтальных полос с выводом концов за пределы кривой скольжения и с образованием разомкнутых обойм в подоткосной части насыпи. При использовании геосеток существенно увеличивается сцепление грунта, поскольку частицы, предпочтительно, крупнообломочного грунта, заклиниваются в ячейках геосеток. При этом образуется устойчивая система, в которой усилия, передающиеся на грунт и геосетку, равномерно распределяются по всему объему.

При ограниченной полосе отвода под дорогу, при ее уширении или в стесненных городских условиях альтернативой более дорогостоящим бетонным и каменным подпорным стенкам являются армогрунтовые стенки крутизной до 90о.

Для защиты откосов земляного полотна от водной эрозии применяют ажурную объемную геосетку из путаной открытой структуры нити, которая обеспечивает растениям прочную корневую систему. В таких конструкциях хорошо себя зарекомендовала геосетка "Энкамат" толщиной 10-20 мм, изготовленная из полиамида (фото 1).

Применение геосеток или геотекстилей между дискретными слоями дорожной одежды (например, песком и щебнем) позволяет увеличить сдвигоустойчивость конструкции на уровне заложения прслойки, что в ряде случаев позволяет снизить толщину слоев основания (фото 2).

Известно, что одной из основных причин разрушения асфальтобетонных покрытий яв­ляется невысокая трещиностойкость асфальтобетона. Возникающие в процессе эксплуатации дорожной одежды усталостные и отраженные трещины, интенсивно развиваясь, приводят к преждевременному разрушению асфальтобетонного покрытия. Эффективным способом борьбы с усталостными и отраженными трещинами является армирование асфальтобетонных покрытий геосетками, которые увеличивают структурную прочность асфальтобетона, по­скольку узлы геосетки работают как анкеры, а звенья являются опорой для крупного заполни­теля. При этом геосетка включается в работу на растяжение при изгибе, предотвращая превращение микротрещин в раскрытые трещины.

К геосеткам, применяемым для армирования асфальтобетонных покрытий, предъявляют следующие требования: модуль упругости геосетки должен быть соизмерим с модулем упругости асфальтобетона, размер ячейки геосетки достаточен для взаимопроникания смеси и обеспечения хорошего сцепления между слоями покрытия. При этом геосетка должна обладать высокой термостойкостью, низкой ползучестью при достаточно высоких температурах укладки асфальтобетонной смеси и хорошей адгезией к битуму. Таким качествам соответствует геосетка из полиэстера "Хателит С", выпускаемая фирмой Huesker Synthetic в Германии (фото 3).

Геосетки и геотекстили используются между несвязными конструктивными слоями дорожной одежды, обеспечивая повышение сдвигоустойчивости на уровне их заложения, что позволяет в ряде случаев уменьшить толщину конструкции.

Исследования и многолетний опыт применения полиэстерных геосеток для армирования асфальтобетонных покрытий показали, что суммарное количество приложений нагрузки до момента образования трещин увеличивается в 2-4 раза, следовательно, существенно увеличиваются и сроки службы между средними ремонтами. Следует отметить, что применение геосеток из стекловолокна и базальта в дорожных одеждах, работающих в условиях многократного приложения нагрузок, менее эффективно, поскольку они выдерживают значительно меньшее количество приложений нагрузки по сравнению с геосетками из полиэстера.

На участках КАД, где слабые грунты представлены илами, имеющими крайне низкие физико-механические показатели и длительный срок консолидации (более года), применены конструкции, представляющие сваи (грунто-цементные и др.) с нежестким ростверком из крупнообломочного или дренирующего грунта, заключенных в обойму из прочных геосинтетических материалов (геосетки или геоткани).

Технические решения с применением геосинтетических материалов как правило обеспечивают надежность дорожных конструкций без увеличения их материалоемкости, трудо- и энергозатрат в процессе строительства.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!