Идеи

Применение геотекстильных материалов в дорожном строительстве. Геосетка дорожная: применение и свойства

Ежегодно прокладывается и осуществляется ремонт сотен тысяч километров автомобильных дорог. Новое строительство, как правило, ведется с учетом современных нагрузок и с применением новых технологий, а вот ремонт существующего полотна, так называемый ямочный, зачастую проводится устаревшими непродуктивными способами.

Конечный результат отличается низким качеством. Геосетка дорожная - современный материал ячеистой структуры, используемый при ремонте автодорог. Технологии, предусматривающие использование этого материала, отличаются высоким качеством выполненных работ.

Применение геосетки дорожной

Строительство новых и ремонт существующих различного назначения - основная отрасль, где используется геосетка дорожная. Укладка в зависимости от технологии может осуществляться во все слои дорожного покрытия. Основные назначения геосетки дорожной:

Армирование участков при ремонте. Геосетка укладывается на поврежденный участок асфальта, и поверх нее помещается новое покрытие. Структурные свойства сетки препятствуют соприкосновению нового покрытия с трещинами старого. При этом прослойка принимает на себя большую часть горизонтальных напряжений.
В местах наибольших нагрузок на дорожном полотне могут образовываться вмятины и колеи. При ремонте геосетка укладывается в углубления поверх засыпанного асфальтобетона. Это позволяет распределить нагрузку равномерно по всей площади, препятствуя образованию новых вмятин.
Укладка геосетки в дорожное покрытие осуществляется при сопряжении различного типа покрытий (например, асфальтового и цементно-бетонного) для предотвращения трещинообразования.

Усиление швов между бетонными плитами. При нанесении на основание из бетонных плит в местах стыковки образуются слабые места, на которые для армирования полотна укладывается геосетка дорожная.
При расширении дороги на стыке существующего и нового покрытия возможно образование трещин. Для предотвращения этого стык армируется геосеткой.
Современные технологии часто предусматривают предварительное армирование грунтов. Для этого также используется геосетка дорожная. Применение армирующей прослойки при строительстве шоссейного полотна является неотъемлемой частью технологического процесса.

Разновидности геосеток и их свойства

Вид геосетки определяет ее применение. Помимо материала и размера ячейки, различают материал по способу формирования: двуосные (двойного ориентирования) и одноосные (моноориентированные). Двуосные изделия с прямоугольными ячейками разработаны для строительства дорог, в том числе на слабых грунтах. Геосетки двойного ориентирования хорошо распределяют нагрузки, что способствует увеличению срока эксплуатации. Одноосные прослойки из ячеек вытянутой формы обладают высокой прочностью на растяжение, отлично подходят для укрепления грунтов, оползневых участков и обсыпных устоев.

Изделия для армирования асфальтобетона

Геосетка дорожная для армирования асфальтобетона позволяет распределить локальные наружные нагрузки по всему объему близлежащего полотна. Этот материал используется для продления срока эксплуатации магистралей с бетонным основанием, которых с каждым годом становится все больше. Также эта сетка распределяет внутренние напряжения, возникающие вследствие усадки постепенно твердеющего бетона.

Металлической сеткой недолговечно и дорого. Стекловолоконные и полимерные геосетки являются более дешевой альтернативой металлическому армированию и обладают при этом всеми необходимыми характеристиками:

Материал таких изделий химически инертен, не подвержен влиянию температурных перепадов и щелочной среды бетона.
Имеет уникальную способность распределять местные нагрузки.
Обладает небольшим весом, длительным сроком службы, простым монтажом и доступной стоимостью.

Для повышения эксплуатационных характеристик основа, используемая в дорожном строительстве, обрабатывается битумом.

Геосетка для дорожного строительства

Дорожное покрытие ежедневно подвергается нагрузкам от транспортных потоков, что неминуемо приводит к его разрушению и образованию ям, выбоин и трещин. Основная причина этого - недостаточная подготовка основания. Геосетка дорожного покрытия позволяет повысить прочностные характеристики асфальтобетонного полотна, сопротивляемость растяжению и оптимизировать восприятие горизонтальных напряжений.

Использование таких материалов как при строительстве новых дорог, так и при ремонте существующих позволяет значительно повысить эксплуатационные характеристики и увеличить срок службы покрытия. Применение геосетки для дорожного строительства в сочетании с геотекстилем позволяет сократить при возведении дороги необходимый объем нерудных сыпучих материалов, что существенно удешевит проект, не изменяя при этом качество конструкции.

Полимерные геосетки

Геосетка дорожная из с изготавливается с применением нитевязальной и прошивной технологии. Это позволяет сохранять первоначальную высокую прочность материала. Структура геосетки - фиксированные ячейки размером, который больше, чем наполняемый их материал. Благодаря этому засыпка взаимодействует с основанием (грунт, порода, другая основа из материалов, применяемых в строительстве).

Применяются в качестве армирующей прослойки в нижних слоях основания дороги. Использование полимерных сеток в дорожных конструкциях позволяет усилить дорожное основание и предотвратить взаимопроникновение материалов разных контактирующих слоев. Усиление достигается благодаря ограничению перемещения гранул насыпного материала основания за пределы ячейки. Сформированный композитный слой (геосетка + зернистый материал) обладает повышенной устойчивостью к динамическим нагрузкам.

Изделия из стекловолокна

Геосетки на основе стекловолокна применяются в качестве армирующих элементов и защитно-разделительных прослоек при строительстве и ремонте федеральных и областных автомобильных дорог, аэродромов, мостов и путепроводов. Использование стекловолоконных сеток для армирования асфальтобетонных покрытий позволяет увеличить эксплуатационные сроки между ремонтами в 2-3 раза. Затраты на содержание дорог в регионах, где активно применяются геосетки из стекловолокна, снижены на 40%. Такие материалы обладают высокими технико-физическими свойствами: устойчивость к агрессивным средам, возможность выдерживать высокие поперечные и продольные нагрузки. Геосетки из стекловолокна значительно улучшают прочностные и механические характеристики армируемых элементов.

Производство

На сегодняшний день производят следующие основные типы геосеток:

экструдированные полимерные;
клееные стекловолоконные;
прошивные сетки из полиэфирных нитей и стекловолокна.

Современные технологии и оборудование с широкой вариативностью способов производства позволяют изготавливать геосетки с различными свойствами, из разного сырья и с разными креплениями в узлах. Основными требованиями при этом являются:

стойкость к воздействию природных факторов;
устойчивость к воздействию агрессивных сред в условиях эксплуатации;
устойчивость к ультрафиолету;
стойкость к загрязнениям;
прочность и стабильность свойств.

Выбор материала

Из многообразия видов геосеток и их типоразмеров выбор стоит основывать на назначении, способе формирования ячеек и типа сырьевого материала. Прослойки предназначены для армирования, разделения слоев, борьбы с эрозией, планировки грунтов и оснований. Определившись с назначением, нужно подобрать конкретный вид геосетки и ее типоразмер. В зависимости от свойств сырья подбираются характеристики материала, который может быть устойчив к гидро-, био-, термо- и химвоздействию.

Современный мир очень требователен к характеристикам материалов. Каждый пытается выбрать что-то более качественное, инновационное, надежное и натуральное. Именно поэтому производители все чаще вовсе отходят от синтетической продукции, либо предлагают прекрасные заменители природных веществ. Это касается практически всех сфер жизни, начиная от домашнего хозяйства, быта, и заканчивая строительными изделиями. Одним из таких современных материалов, который соединил в себе свойства натуральной продукции и высокой технологии, стал геотекстиль. Его основное назначение - это фильтрация воды и разделение грунтов. Он не заменим при работе с любыми видами почв, отлично удерживает и укрепляет откосы, а также используется при строительстве дамб. В статье пойдет речь о применении геотекстиля.

Геотекстиль считается оптимальным выбором в случаях, когда необходимо смонтировать какие-либо герметические подземные конструкции и не волноваться о том, что острые камни смогут прорвать защитный слой. Изделие используют при постройке зданий и домов, дорог, свалок или других подземных хранилищ, а также разнообразных иных сооружений.

Различают несколько видом геотекстиля по способу изготовления. Стоит более подробно разобрать классификацию данного материала и его основные свойства.

Геотекстильное полотно, виды и характеристики

Геотекстилем принято называть нетканое полотно из синтетических волокон, внешне очень напоминающим ткань. Выпускается он в больших рулонах, а производится из волокон полипропилена или полиэфира, которые прессуются, образуя единую структуру. Отличается изделие небольшой стоимостью, но, в то же время, отличными эксплуатационными характеристиками и длительным сроком службы.

Сфера применения материала достаточно обширна, его используют в строительстве и в мебельной промышленности, в садоводстве и в домашнем хозяйстве. Геотекстильное полотно можно разделить по сфере применения.

Дренажный геотекстиль - применяется для устройства системы дренажа или для обмотки дренажных труб;

Мебельный геотекстиль - используется для внутренней обивки мягкой мебели и при производстве матрасов, а также как защитный слой при транспортировке мебельных гарнитуров;
Садовый геотекстиль - в таком качестве применяется для создания парников, так как он отлично защищает от мороза, а также и от прямых солнечных лучей, кроме того, очень часто им застилают землю вокруг культурных растения, чтобы сократить число сорняков;
Строительный геотекстиль - такая разновидность используется в строительных целях, для гидроизоляции фундамента или подвальной части дома, на него укладывают тротуарную плитку, а также применяют при строительстве дорог;
Упаковочный геотекстиль - применяется в качестве упаковочного материала для техники, обуви, одежды и других веществ и элементов.

Данная классификация не дает понятия о том, из чего создается геотекстиль. Так, по способу изготовления современные производители предлагают несколько основных типов геотекстильного материала:

иглопробивной геотекстиль , который может быть усиленный геосетками или дублированный геоматом;

термоскрепленый геотекстиль ;
тканый геотекстиль.

В России большинство строительных компаний, да и обычные потребители предпочитают использовать термоскрепленый геотекстиль, в то время как за рубежом предпочитают чаще всего применять иглопробивной. Это связано с тем, что термоскрепленый материал хоть и имеет высокие разрывные нагрузки, но на самом деле эта характеристика не гарантирует долгой эксплуатации.

Все дело в том, что такое полотно не способно качественно отфильтровывать воду из почвы, содержащей глину или мелкий песок. Частички забивают структуру изделия, и вода не проходит внутрь, а размывает верхние слои грунта. Иглопробивной геотекстиль обладает более эластичными порами, сквозь которые свободно проходит жидкость, даже если использовать материал на глинистой почве.
Это означает, что применять термоскрепленый геотекстиль можно только в случаях, когда грунт не имеет мелкодисперсных частичек, то есть в качестве дренажной системы, а также для укрепления откосов. В то время как иглопробивной геотекстиль является более универсальным материалом, особенно в случаях усиления георешетками.
Также различают геотекстиль, изготовленный из полипропилена, являющейся максимально прочным, надежным и устойчивым к химическому воздействию. И изготовленный из полиэфира, который считается не столь устойчивым к химическим реактивам.

И еще одним видом, заслуживающим внимания, можно назвать геотекстиль смесовый - производится с добавлением в состав вторсырья (шерсти, хлопчатобумажного волокна, вискозы), имеет невысокую стоимость, но, впрочем, не отличается и большой надежностью. Это один из самых натуральных и экологически чистых геотекстильных материалов, который, к сожалению, в процессе эксплуатации быстро выходит из строя, так как природные волокна сгнивают от соприкосновения с водой.

Иглопробивной геоматериал

Он может состоять как из волокон полипропилена, так и из волокон полиэфира, соединяются они между собой иглопробивным методом. То есть, полотно получается путем протаскивания волокон при помощи зазубренных игл через слои специального материала. Благодаря такой технологии изделие отлично пропускает жидкости, но только вдоль и поперек.
В России аналогичным методом производится такой материал, как «Дорнит». В основе его полипропилен. Он устойчив к механическому воздействию и большим нагрузкам, не деформируется при эксплуатации и обладает отличной прочностью. Чаще всего применяется в дорожном строительстве, ландшафтном дизайне и для укрепления откосов.

Термофиксированный геоматериал (нетканый геотекстиль)

Получается путем скрепления волокон при высокой температуре. То есть, получаемое полотно обладает повышенной прочностью, но способно пропускать воду лишь в одном направлении - поперечном. В итоге его не рекомендуется использовать для устройства дренажа или в дорожной сфере, а оптимально применять для защиты от сорняков и для укладки тротуарной плитки.

В России геотекстиль производит компания «Технониколь». Материал изготавливается механическим способом, и скрепляется при помощи термической обработки. Компания позиционирует свою продукцию как надежную и прочную и предлагает использовать для укрепления фундамента, при строительстве трубопроводов, дорог, для улучшения водоотвода и в качестве гидроизоляции.

Тканный геотекстиль

Иначе еще называют вязально-прошивной, состоит также из волокон полиэфира или пропилена, которые в данном варианте прошиты нитями. Это наименее стойкий вид изделия, так как существует риск разрыва материала. В результате полотно становится негодным, так как перестает справляться с основными функциями.

Достоинства и характеристики геотекстиля

Геотекстильный материал обладает множеством положительных качеств :

универсален в применении;
стойкий к гниению;
обладает высокой прочностью;

устойчив к химическим реактивам, как кислотам, так и щелочам;
имеет долгий эксплуатационный срок и увеличивает срок службы строительных объектов;
подавляет рост сорняков;
предотвращает развитие эрозии грунта;
обладает фильтрующими свойствами;
ускоряет отвод воды;
имеет высокую устойчивость к разрывам (способен удлиняться до 45 %)
обладает высокой упругостью;
армирует строительные конструкции;
не разлагается и относится к экологически чистым материалам);
имеет низкую стоимость;
уменьшает расход материалов при монтаже сооружений;
прост в использовании и в укладке.

При использовании геотекстиля значительно снижается стоимость обслуживания сооружений. Дороги, возведенные на таких основаниях, как торф, глина или на других грунтах с повышенной влажностью могут не пережить и один сезон, если их предварительно не армировать. Щебень, используемый при строительстве, за счет применения геотекстильного полотна, не перемешивается со слабыми основаниями и надежно удерживает автомагистрали от разрушений и деформаций.

Геотекстильные материалы устойчивы ко многим внешним факторам, в том числе:

к проколам (можно не бояться укладывать полотно даже при наличии большого скопления острых камней);
к щелочам и кислотам (не подвержен влиянию почв с любым уровнем pH);
к ультрафиолетовому излучению (что особенно важно в случаях устройства кровельных систем);
к биоорганизмам (грибки, бактерии и прочие);
к грунтовым водам.

Приобретая изделие, следует обращать внимание на такие параметры как:

плотность;
состав;
эксплуатационный срок.

Так, наиболее востребованным считается материал, изготовленный полностью из полипропилена. Срок эксплуатации геополотен может достигать 100 лет, ни один другой подобный материал не может конкурировать с такой долговечностью.

Укладка геотекстиля

Для правильной укладки геотекстильного полотна следует соблюдать определенную последовательность.

Так, первым этапом станет подготовка основания. То есть поверхность выравнивается, при необходимости верхний слой грунта снимается на несколько сантиметров, а открывшаяся почва утрамбовывается. Если невозможно добиться ровности имеющегося слоя, то рекомендуется засыпать ровный слой песка и тщательно его утрамбовать.

Следующим этапом станет настил геоматериала на ровную и чистую поверхность. Рулоны раскатываются по основанию с нахлестом не менее 25-35 см. Такая мера необходима, чтобы материал качественно справлялся со своей основной задачей. Если не удается добиться идеальной гладкости основания, то нахлест делается от 40 см и более.
Далее необходимо качественно соединить полотна. Для этого применяются специальные скобы из пластика или металла, также можно воспользоваться методом холодной сварки. Скобы требуют больше времени, поэтому если требуется быстрый монтаж, то лучше воспользоваться именно сваркой.
Для того, что бы качественно соединить материал в единое полотно, края ленты нагреваются специальной горелкой, а, затем, сверху накладывается второй лист геотекстиля и шов придавливается на короткий промежуток. Этого достаточно, чтобы надежно закрепить изделие.
Следующим этапом идет накрывка геополотна грунтом той толщины, которая требуется для каждого конкретного случая. Грунт укатывается, но не слишком тяжелым предметом. Далее, производится укладка остальных материалов или возводятся соответствующие конструкции, согласно требуемым технологиям.

Укладывать геотекстиль несложно, важно правильно подобрать материал под конкретную ситуацию.

Геотекстиль ассортимент и цены

Геотекстиль «Геотекс»

«Геотекс 150» цена от 214,87 руб.;
«Геотекс 200» цена от 19,35 руб.;
«Геотекс 250» цена от 223,31 руб.;
«Геотекс 300» цена от 227,97 руб.;
«Геотекс 350» цена от 32,63 руб.;
«Геотекс 400» цена от 37,29 руб.;
«Геотекс 500» цена от 46,61 руб.

Геотекстиль «Канвалан»

«Канвалан 150» цена от 22,42 руб.;
«Канвалан 200» цена от 29,90 руб.;
«Канвалан 250» цена от 37,38 руб.;
«Канвалан 300» цена от 44,85 руб.;
«Канвалан 350» цена от 52,32 руб.;
«Канвалан 400» цена от 59,80 руб.;
«Канвалан 450» цена от 67,27 руб.;
«Канвалан 500» цена от 74,75 руб.

Геотекстиль «Авантекс»

«Avtex 100» цена от 12,50 руб.;
«Avtex 150» цена от 14,70 руб.;
«Avtex 200» цена от 20,25 руб.;
«Avtex 250» цена от 23,30 руб.;
«Avtex 300» цена от 27,95 руб.;
«Авантекс 110» цена от 10,80 руб.;
«Авантекс 120» цена от 11,80 руб.;
«Авантекс 130» цена от 12,75 руб.;
«Авантекс 140» цена от 13,75 руб.;
«Авантекс 160» цена от 14,90 руб.;
«Авантекс 180» цена от 16,80 руб.;
«Авантекс 200» цена от 18,65 руб.;
«Авантекс 220» цена от 20,50 руб.;
«Авантекс 330» цена от 30,75 руб.;
«Авантекс 350» цена от 32,60 руб.;
«Авантекс 400» цена от 37,25 руб.;
«Авантекс 500» цена от 46,55 руб.;
«Авантекс 600» цена от 55,90 руб.;
«ЭкоТекс 200» цена от 18,12 руб.;
«ЭкоТекс 250» цена от 22,23 руб.;
«ЭкоТекс 300» цена от 26,33 руб.;
«ЭкоТекс 350» цена от 31,08 руб.;
«ЭкоТекс 400» цена от 34,92 руб.;
«ЭкоТекс 450» цена от 39,51 руб.;
«ЭкоТекс 500» цена от 43,60 руб.

Геотекстиль «Геоспан»

«Геоспан ТН 100» цена от 2 207,75 руб.

Геотекстиль «Technohaut»

«Технохаут Geo 60» цена от 700,00 руб.;
«Технохаут Geo 100» цена от 1 148,00 руб.;
«Технохаут Geo 130» цена от 1 484,00 руб.;

Геотекстиль Дорнит

«Дорнит 200» 3х100 м цена от 19,30 руб.;
«Дорнит 250» цена от 21,00 руб.;
«Дорнит 300» 3х50 м цена от 28,05 руб.;
«Дорнит 300» 6х50 м цена от 28,40 руб.;
«Дорнит 350» цена от 33,60 руб.;
«Дорнит 400» 6х50 м цена от 37,45 руб.;
«Дорнит 400» 3х50 м цена от 37,70 руб.;
«Дорнит 500» 6х50 м цена от 46,50 руб.;
«Дорнит 550» 3х50 м цена от 49,50 руб.

Перед тем как купить геотекстиль, следует помнить, что он бывает разный. Тканый (получают переплетением нитей под прямым углом), нетканый (получают из полиэфира или пропилена методом иглопробивания и термического скрепления нитей) и даже вязанный (так называемый геотрикотаж, изготавливаемый петлевым переплетением). Полотно обладает высокой прочностью и долговечностью.

Используется материал во многих сферах, особенно там, где требуется разделение грунтов, армирование, фильтрация или в качестве дренажа. Применяется он в медицине, в дорожном строительстве, в сельском хозяйстве, при возведении домов, при производстве мебели и для упаковки различных веществ.

К основным свойствам можно отнести то, что изделие не гниет, не изменяет своих качеств, даже находясь в агрессивных условиях, стойко к химическим реагентам. Материал отлично пропускает воду, но не заиливается и не забивается частичками грунтов. Сохраняет надежность даже при минусовых температурах (до -60 градусах) и при высоких (до +100 градусах). Укладывается геотекстиль довольно просто, а закреплять между собой полосы можно как при помощи специальных скоб, так и методом холодной сварки.

Российские производители предлагают свой вариант материала, который носит название «Дорнит». Выпускается он в рулонах, ширина которых 150 см и до 5,3 м, а длиной от 50 м и до 150 м. Плотность изделия бывает различной и варьируется в пределах от 90 и до 800 г/м2. Использовать полотна можно во многих объектах, при устройстве насыпей, в ландшафтном дизайне, для дренажных систем, в строительстве домов и дорог. По стоимости именно российский материал является наиболее выгодным для потребителей.

Реферат - Новые технологии в дорожном строительстве (Реферат)

Быстров Н.В. Справочник энциклопедии дорожника (Документ)

Реферат - Конвенция о дорожном движении Вена (Реферат)

Чистяков Б.З. Использование отходов промышленности в строительстве (Документ)

Кремнийорганические полимеры (Документ)

Реферат-Виды конструкционных пластмасс (Реферат)

Реферат - Компьютерные технологии в строительстве (Документ)

Альбом схем строповки строительных конструкци, материалов и оборудования (Документ)

Реферат - Монолитное строительство (Реферат)

Домокеев А.Г. Строительные материалы (Документ)

n1.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА

Кафедра: «ТТС»

на тему: «Применение геосинтетических материалов в дорожном строительстве»

Выполнил: ст. гр. МСО-07-1

Микуров И.С.

Проверил: Яркин А. В.

Тюмень 2011

Введение

Достаточно широкое распространение в укреплении автомобильных дорог получили геосинтетические материалы, по-другому это называется: "Армирование автомобильных дорог".

Область применения геосинтетиков очень широка, а использование - эффективно, Геосинтетические материалы в Европе применяются уже несколько десятилетий, совершив практически революцию в дорожном, гражданском и специальном строительстве. Экономическая эффективность и широкая область применения геосинтетиков, в т.ч. в областях, где они практически незаменимы, позволяют говорить о них как весьма перспективных материалах.

Использование геосинтетики в дорожном строительстве уже имеет свою историю, хотя и не очень продолжительную. За рубежом геосинтетику в виде геотекстилей применяют с конца 60-х годов.

Производство этих материалов в мире развивалось стремительно, и в настоящее время на мировом рынке предлагается большое количество различных видов геотекстилей, геосеток, георешеток и геосот, геонитей, а также геоплит, используемых в качестве термоизоляторов. Все они различаются по своему назначению, составу исходного сырья, технологии получения, расходу полимера, физико-механическим характеристикам, ширине полотен и т.п. В частности, геотекстиль (нетканые полотна иглопробивного или клеевого способа производства) изготавливают из синтетических волокон: полиэфир (лавсан), полипропилен, полиамид (капрон); геосетки - из полиэфирных или полипропиленовых нитей повышенной прочности, стеклоровингов; геоплиты - на основе полистирола.

1. История развития применения геосинтетических материалов в РФ

Начало российскому опыту применения геосинтетики было положено в середине 70-х годов сначала закупками этих материалов за рубежом, в частности, в Венгрии и Чехословакии, затем - интенсивными научными исследованиями в отраслевых научно-исследовательских институтах и собственными разработками предприятий-производителей. В настоящее время в мире выпускается примерно 380 различных видов геосинтетических материалов. Применение геосинтетики предусматривается в проектах более 100 тысяч различных сооружений ежегодно во всем мире.

Причины этого основаны на двух основных факторах: экономический - применение геосинтетических материалов позволяет существенно снизить капиталовложения при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог; экологический - использование геосинтетических материалов благоприятно для окружающей среды (уменьшается расход природных материалов, снижаются объемы подготовительных геотехнических работ и т.д.).

Дополнительно использование геосинтетики позволяет:

повысить долговечность конструкций земляного полотна и дорожных одежд;
повысить качество работ;
уменьшить объемы переделок (дополнительных работ);
повысить культуру производства.

Актуальность внедрения инновационных технологий в дорожном строительстве и природоохранных мероприятиях на территории СНГ сегодня очевидна и бесспорна. Это и континентальный характер климата отдельных регионов с большим перепадом температур, и наличие территорий со сложными геологическими условиями, и само состояние дорог, большинство из которых было построено 40-60 лет назад и рассчитано на более низкие нагрузки и интенсивность движения. Проблема повышения сдвигоустойчивости и трещиностойкости, а следовательно, долговечности асфальтобетонных покрытий является особенно актуальной при все возрастающей интенсивности движения и наметившейся тенденции роста осевых нагрузок на автомобильных дорогах и городских улицах. В составе сети автомобильных дорог подавляющая часть способна пропускать лишь относительно легкие автомобили с нагрузкой на ось не более 6 тс. В то же время автомобильная промышленность развивает производство тяжелых машин с нагрузкой на ось до 10 тс. В потоке движения нередко встречаются еще более тяжелые автомобили. Возросла и интенсивность транспортного потока, достигающая на некоторых участках 45-50 тыс. автомобилей в сутки при расчетной норме 6 тыс. единиц. В результате несущая способность дорожных одежд многих автомобильных дорог исчерпана. Отсюда возникает необходимость в частых ремонтах.

И, наконец, условия рыночной экономики и экономической самостоятельности заставляют считать деньги и строителей. Например, применение геосеток из стеклоровинга для армирования асфальтобетона дает возможность снижать толщину последнего до 20%.

2. Геосинтетические материалы

Геосинтетические материалы (геосинтетики) – группа синтетических материалов нашедших широкое применение в дорожном и гражданском строительстве, применение геосинтетиков открывают новые возможности решения самых различных задач при проектировании и строительстве дорог, а также сложнейших инженерных сооружений.

Геосинтетики - это полимерные материалы, предназначенные для изменения естественных свойств грунтов. Изменение, как правило, касается фильтрационных свойств почвы (обычно производится понижение коэффициента фильтрации слишком рыхлого грунта), или же ее прочностных характеристик (например, с помощью армирования георешетками повышается прочность слабых грунтов).

Специалисты отдела геосинтетики компании "Евроизол" предлагают такое определение этим материалам: "Геосинтетик-это материал, у которого хотя бы один из составляющих изготовлен из синтетического или естественного полимера в виде полотна, ленты или трехмерной структуры, которая используется в контакте с грунтом и другими строительными материалами. Объединение грунта с ГС следует рассматривать как образование нового композитного материала, который объединяет в себе функции как грунта, так и синтетического материала".

Качественные и химико-физические характеристики геосинтетиков обусловлены свойствами полимеров, применяемых для их производства.Так, такие качества, как водо- и морозостойкость, устойчивость к коррозии, малый вес, высокая прочность на растяжение - "заслуга" полимеров, В то же время, недостатки полимеров (быстрое старение под воздействием УФ-излучения, падение прочности при температуре + 80 -120°С, горючесть) нивелируются спецификой применения ГС. Материалы используют в конструкциях, подавляющую часть объема которых составляют грунты или сыпучие горные породы, защищающие полимеры от световых и температурных воздействий.

Прародителем геосинтетических материалов считают геотекстиль. Те же зарубежные нормативы изначально создавались на эти материалы.

В зависимости от области применения в грунтовых конструкциях геосинтетики в целом могут выполнять такие функции:

армирование, для улучшения сопротивления сдвигу зернистых материалов;
разделение, для сохранения конструктивной целостности зернистых слоев;
фильтрация, для пропуска жидкости и удержания грунтовых частиц;
дренаж, для сбора и отвода жидкости за пределы конструкции;
контроль эрозии, при предотвращении эрозии грунта под действием воды или ветра;
защита, для предотвращения повреждения конструктивного слоя, например, изоляции вокруг искусственных сооружений в земляном полотне при их засыпке;
изоляция, для предотвращения миграции жидкостей и газов.

Двуосная решётка ГЕО ДС

Первая двуосная георешетка была произведена в 1980-х годах путем экструзии полотна полиэтилена или полипропилена, перфорированного после растягивания регулярной сетью шаблонных отверстий. Такие экструдированные и ориентированные георешетки называются неэластичными (жесткими) георешетками. Двуосные георешетки получили широкое применение при строительстве дорог, аэродромов, контейнерных площадок, автостоянок и.т.д. на слабых и неоднородных грунтах.

Основной принцип работы двуосных георешеток состоит в исключении взаимопроникновения конструктивных слоев и фиксации заполнителя за счет расклинивания его частиц в ячейках георешетки. При заполнении и уплотнении инертным материалом ячеек георешетки, частицы материала фиксируются в ячейках, и создается эффект "механической стабилизации". Двуосная георешетка обладает высокой жесткостью, что позволяет выдерживать высокие нагрузки при низких деформациях.

Рис. 2.1. Георешетка двуосная

Преимущества применения:

увеличение несущей способности основания укреплённого участка;
разделение несвязных слоёв, защита от проникновения крупнозернистого материала в нижние слои;
уменьшение величин деформаций от морозного пучения;
позволяет не увеличивать толщину балластной призмы на слабых грунтах;
снижение скорости осадки оснований;
увеличение скоростного режима движения (железнодорожное основание).

Геосетки (стеклонит)

Геосетки ССНП - геосинтетики изготавливаемые из сеток стеклянных нитепрошивных пропитанных. Применяются при строительстве или ремонте жестких дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием. Применение геосеток в дорожном строительстве позволяет решить ряд существующих проблем.

Геосетки ССП - Нефтегаз геосинтетики предназначенные для армирования, стабилизации слабых грунтов, сооружения временных дорог, обеспечения местной устойчивости откосов и склонов.

Рис. 2.2. Геосетка

Геосетка стеклянная марки ССНП-34БТ производства ОАО "СТЕКЛОНиТ" (г. Уфа) представляет собой сетку из двух слоев ровинга, скрепленных между собой прошивной нитью и пропитанную связующим составом для повышения прочности и адгезии к асфальтобетону. Рассмотрим механизм взаимодействия геосетки марки ССНП и асфальтобетонного слоя. Асфальтобетон является идеальным материалом для устройства покрытий нежесткого типа, так как благодаря высокой вязкости асфальтового вяжущего и шероховатости зерен заполнителя обладает высоким сопротивлением кратковременным нагрузкам.

Проведенные испытания образцов - балочек, изготовленных из двухслойного асфальтобетона (верхний слой толщиной 3 см, нижний слой - 4,5 см), армированных дорожной сеткой, расположенной между слоями асфальтобетона, и контрольных - неармированных - показали, что армирование асфальтобетона сеткой марки ССНП незначительно увеличивает предельное усилие и относительную деформацию на изгиб. Однако также было выявлено, что для разрушения образцов асфальтобетона с дорожной сеткой требуется в 2,85 раза больше энергетических затрат, а, следовательно, во столько же раз замедляется скорость образования трещин в асфальтобетоне. Таким образом, сетка ССНП повышает упругие свойства асфальтобетона, увеличивает его распределяющую способность, в результате чего напряжения от колес автомобиля распределяются на большую площадь, что способствует уменьшению концентрации напряжений и, следовательно, замедляет процесс образования трещин. Кроме того, сетка усиливает сопротивляемость разрыву дорожного полотна льдом, что немаловажно для регионов с жесткими климатическими условиями.

По своим эксплуатационным характеристикам дорожные сетки ОАО "СТЕКЛОНиТ" не уступают соответствующим зарубежным материалам и могут значительно повысить транспортно-эксплуатационные показатели покрытий, увеличить межремонтные сроки, а в целом высвободить материальные средства на другие виды работ и объекты. Сетки ССНП доказали свои исключительные качества в целом ряде проектов. Стеклосетки ОАО "СТЕКЛОНиТ" применялись при прокладке дорог в Санкт-Петербурге, Москве, Астане, при реконструкции аэропортов в Нижневартовске и Ханты-Мансийске.

Геотекстиль высокопрочный стабитекс

Геотекстиль Стабитекс (геоткань) - относится с разделу геосинтетиков представляет собой тканое полотно из высокопрочных полиамидных нитей. Применяется для строительства насыпей повышенной крутизны из сыпучих материалов возведения подпорных стен; защиты территорий от оползневых явлений; разделения грунтовых слоев; укрепления оснований железных и автомобильных дорог, стабилизации слабых грунтов. Геотекстиль повышенной прочности Стабитек является аналогом следующих материалов: геолон (geolon), полифелт (polyfelt), тайпар (typar),кортекс (kortex).

Рис. 2.3. Геотекстиль (геоткань)

Геотекстиль (дорнит)

Геотекстиль (дорнит) – геосинтетический материал представляет собой иглопробивное или фильерное нетканое полотно изготовленное из полиэфирных волокон. Превосходные физико-механические характеристики геотекстиля дорнит, а также массовость его использования в самых разных областях, позволяют утверждать, что геотекстиль дорнит лидер среди геосинтетиков по диапазону применения как в строительстве так и в быту.

Рис. 2.4. Геотекстиль (дорнит)

Применение геотекстиля дорнит:

геотекстиль используется в качестве разделяющего слоя (фильтра) между грунтом и заполнителем (песок, щебень и т.п.);
препятствует проникновению частиц грунта в дренажные системы (дренаж подвалов, плоских крыш);
при строительстве тоннелей геотекстиль защищает изоляционное покрытие от повреждений, образует дренажный слой, отводит грунтовую и ливневую воду к дренажу;
геотекстиль дорнит выполняет функции фильтра под береговым укреплением;
геотекстиль с высокой плотностью может использоваться в качестве армирующего слоя на слабонесущих грунтах;
используется для укрепления дна отстойников очистных сооружений, одновременно выполняя роль фильтра, заменяя слой песка;
применяется в качестве тепло и звукоизоляции;
при прокладке трубопроводов в качестве балласта.

Георешетка

Одной из перспективных конструкций для объемного армирования грунта является геотехническая решетка (георешетка). Георешетка - геосинтетик представляющий собой гибкий компактный модуль, состоящий из скрепленных между собой пластиковых лент, образующих в растянутом положении пространственную ячеистую конструкцию с заданными геометрическими сочетаниями и размерами. Георешетки устойчивы к действию ультрафиолетового излучения, пресной и соленой воды, химическому воздействию почвы и агрессивных сред. А главное материал долговечен, не токсичен и экологически безопасен. Совокупность этих факторов обуславливает технологический эффект использования георешетки.

Широкое применение обусловлено высокими физико-механическими свойствами: прочностью, низкой материалоемкостью к воздействию погодно-климатических и гидрогеологических факторов, долговечностью и экологической безопасностью.

В зависимости от условий строительства укрепление с применением георешеток может быть как однослойным с горизонтальной прослойкой из геотекстиля, так и многослойным, обеспечивающим равномерное армирование всего массива земляной насыпи.

Рис. 2.5. Георешетка объемная

Применение георешеток:

укрепление откосов и склонов, повышение общей устойчивости откосов;
железнодорожное строительство. Усиление балластной призмы;
освоение строительных площадок с минимальными затратами;
укрепление защитных сооружений трубопроводов;
использование георешетки дает возможность применения местных материалов при строительстве;
снижение прямых затрат за счет замены традиционных несущих, защитных и изолирующих типов укрепления до 20% от их стоимости;
при строительстве аэродромов.

Рис. 2.6. Георешетка объемная

Геомембрана

Геомембрана HDPE – это рулонный гидроизоляционный геосинтетический материал изготовленный из полиэтилена высокой плотности. Надежно защитить, обеспечить гидроизоляцию и отсутствие сырости в зданиях – это одна из главных задач современного строительного проектирования. Тех, кто понимает, как важно обеспечить надежность и безопасность зданий и сооружений, уже не устраивают существующие в настоящее время системы гидроизоляции; поэтому и была разработана геомембрана HDPE.

Геомембрана характеризуется высокой прочностью и стойкостью к воздействию различных веществ; это продукт, который, благодаря многочисленным выступам, позволяет вентилировать защищаемые поверхности и отводить от них влагу.

Применение геомембран HDPE:

гидроизоляция и укрепление откосов;
при строительстве водоемов и оросительных каналов;
защита внешней стороны стен;
защита подпорных стенок;
замена тощего бетона (подушки под фундамент);
вентиляция и дренаж внутренних стен;
вентиляция и восстановление старых помещений (защита внутренней стороны стен);
защита и двойная гидроизоляция;
дренаж, гидроизоляция и защита от корней;
укрепление, уменьшение толщины и изоляция;
гидроизоляция и защита от эрозии;
гидроизоляция и распределение нагрузки (при строительстве тоннелей).

Рис. 2.7. Геомембрана

3. Геосинтетические материалы в дорожном строительстве

Активизация дорожного строительства, как надеются операторы рынка геосинтетиков, благоприятно скажется на объемах продаж этих материалов. Во-первых, именно этот сегмент - один из основных потребителей геосинтетиков. Во-вторых, отечественные дорожно-строительные предприятия все чаще обращаются к применению более современных материалов и технологий, к которым, безусловно, относятся и геосинтетики.

В данном сегменте геосинтетические материалы используют для устройства откосов повышенной крутизны, подпорных стенок, усиливают основания дорожных насыпей. Кроме того, геосинтетики применяют для защиты конусов путепроводов, армирования асфальтовых покрытий, разделения конструкционных слоев дорожного "пирога", как элементы дренажных систем.

В дорожном строительстве преимущественно используют различные типы геотекстилей, как тканые, так и нетканые. При этом учитываются их более или менее выраженные характеристики - механические, фильтрующие.

Помимо геотекстилей, широко применяют георешетки с целью укрепления (армирования) откосов или дорожного полотна. Использование георешеток позволяет добиться значительной экономии строительных материалов: например, армирование слоя щебня в системе устройства дороги "дает" 60-70% экономии этого же щебня.

Применение геосинтетиков экономически эффективнее таких традиционных технологий, как строительство бетонных подпорных стен, замена грунтов при строительстве на слабых основаниях. В железнодорожном строительстве геосинтетики преимущественно используют для армирования железнодорожного полотна и насыпей (геотекстиль, георешетки).

Более того, осуществить качественное и отвечающее всем требованиям строительство взлетно-посадочных полос, мостов без геосинтетики, как отмечают специалисты, сегодня практически невозможно. Часто эти объекты возводятся на слабых грунтах, соответственно, требуют надежного и долговечного укрепления.

4. Применение геосинтетических материалов

При строительстве дорог (от пешеходных до железных) и стоянок обычно используют щебень. Но со временем на дороге на слабом основании (глина, торф или переувлажненные грунты) образуются колеи либо щебень вообще "тонет". Геотекстиль помогает в решении этих проблем, препятствуя перемешиванию щебенчатой засыпки с основанием и сохраняя первоначальную толщину засыпки, что в сочетании со значительным модулем упругости самого геотекстиля позволяет:

значительно увеличить несущую способность такой конструкции;
обеспечить повышенную степень уплотнения на этапе строительства, предотвращая вдавливание щебня в мягкую подоснову;
снизить разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза. Задержанные мельчайшие частицы (тонкодисперсные включения) действуют, как губка, впитывая воду и расширяясь при замораживании;
предупредить колееобразование.

Результатом применения геотекстиля в качестве разделительного слоя являются:

снижение издержек на укладку (уменьшение использования щебня для достижения такой же несущей способности);
снижение времени строительства за счет более быстрой и качественной утрамбовки;
снижение стоимости технического обслуживания и увеличении срока работоспособности конструктива.

Совмещение высокого начального модуля упругости и удлинения (сочетание свойств тканых (силовых) геосинтетиков и иглопробивного геотекстиля дает возможность материалу поглощать больше энергии). Это обеспечивает ему повышенную устойчивость к повреждению во время укладки и выполняет армирующую функцию.

Широкое использование геотекстиль получил и при устройстве дорожек и площадок из тротуарной плитки. Мягкая (без бетонной стяжки) укладка тротуарной плитки значительно ниже по цене (разница в стоимости бетона и арматуры и работ доходит до 70%), он предотвращает вымывание песка, перемешивание его со щебнем или грунтовым основанием, увеличивает жесткость конструкции и значительно снижает вероятность просадок. Вы получаете превосходный результат, возможность легкого ремонта и перепланировки при значительно меньших материальных, трудовых и временных затратах.

Армирование насыпей

Рис. 4.1. Схема армирования

Используется с целью армирования мелкозернистого, связного грунта.

Препятствует обрушению откосов.
Снижает повышенное поровое давление грунта.

Что же позволяет рассматривать геосинтетики (ГС) как материалы с "большим будущим"?

Во-первых, их применение позволяет оптимизировать экономические затраты и обеспечить высокое качество строительных работ по армированию и гидроизоляции конструкций и сооружений, основу которых составляют рыхлые горные породы - грунт, песок, гравийные смеси и т.п.

В мировой практике строительства геосинтетические материалы менее чем за 30 лет сделали существенные изменения во многих аспектах практики транспортного и гражданского строительства. Если в 70-х годах XX столетия на мировом рынке было всего 5-6 ГС, то в 2000 году их количество составляло порядка 600. Объемы использования составляют 1 триллион кв. м за год на общую сумму около 1,5 млрд у.е. Такие темпы роста и объемы указывают на чрезвычайно широкое применение и эффективность ГС в строительстве благодаря их свойствам и функциям в конструкциях. Во многих случаях использование ГС может существенно повысить запас прочности, долговечность и надежность, улучшить работоспособность и уменьшить стоимость, по сравнению с традиционными проектными решениями.

Так, по данным специалистов направления геосинтетики, применение ГС в дорожном строительстве, например, геотекстилей для борьбы с "отраженными трещинами" Polyfelt PGM 14 и PGM G (ремонт асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог) снижает напряжения на участках старых трещин до 40% за счет поглощения деформаций между старым и новым покрытием. А общий эффект от применения этих материалов - существенное замедление трещинообразования, увеличение межремонтного срока в три раза, экономия средств на эксплуатацию автодорог, регулярные текущие и объемные ремонты и усиления покрытия. Во-вторых, область эффективного применения геосинтетиков не просто широка. Материалы прекрасно работают там, где использование других решений дает не столь надежный и долговечный результат. Отечественное строительное производство, в отличие от западного, непосредственно в ракурсе широкого применения начало "рассматривать" геосинтетические материалы относительно недавно, и перечень проблем, связанных с применением этого материала, достаточно стандартен. Нет официальной украинской классификации этих материалов, что проистекает из вполне традиционной ситуации - отсутствия нормативов. Да и информированность о свойствах и преимуществах ГС заказчиков пока еще оставляет желать лучшего.

Заключение

Применение геосинтетических материалов в дорожном строительстве удешевляет его и делает его намного прочнее. Применение геосинтетиков экономически эффективнее таких традиционных технологий, как строительство бетонных подпорных стен, замена грунтов при строительстве на слабых основаниях. Применение геотекстиля значительно увеличивает несущую способность автомобильной дороги; обеспечивает повышенную степень уплотнения на этапе строительства; снижает разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза; предупреждает колееобразование.

С применением геосинтетических материалов снижается стоимость технического обслуживания и увеличивается срок работоспособности конструктива.

Геосинтетические материалы используются во всех отраслях строительства. Это материалы будущего. Развитие их должно увеличиваться.

Их применение улучшает как само строительство, так и его эксплуатацию. Срок службы конструкции с применением геосинтетических материалов увеличивается. Нужно больше использовать геосинтетики.

Список используемой литературы

1. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги/Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР,1986.

2. Учебно-методическое пособие к выполнению рефератов по дисциплинам "Инженерная геология" и "Инженерно-строительная карстология"/ под ред. Мулюкова Э.И. УГНТУ, 2009. 29с.

Геосетка получила широкое распространение при укреплении склонов. Материал используется для армирования поверхностей в дорожном строительстве или ландшафтном дизайне. Для его заполнения используются песок, грунт, щебень и гравий. При грамотном выполнении работ сетки полностью справляются с поставленными задачами и имеют продолжительный срок службы. Компания «Ресурс» осуществляет оптовую поставку таких материалов по наиболее выгодным ценам, предоставляя на выбор несколько эффективных решений.

Характеристики геосетки для укрепления склонов

Продукт представляет собой рулонный материал, который состоит из геонитей, сплетенных между собой особым образом. Объемные ячейки надежно удерживают любой заполнитель независимо от уровня уклона склона. Такая сетка способствует равномерному распределению нагрузок по всей площади основания. Помимо армирующей функции, материал обеспечивает защиту почв от эрозии, существенно улучшает дренажную систему, препятствует вымывание частиц под воздействием осадков и талых вод.

Применяется геосетка для укрепления склонов при прокладке дорог и армировании откосов. В первом случае она обеспечивает надежное укрепление полотен, что достигается благодаря сцеплению различных материалов. Материал имеет стандартные размеры 2х5 или 4х5 м.

Преимущественные характеристики и особенности геосетки

Широкая востребованность данного материала обуславливается наличием у него большого количества эксплуатационных преимуществ. К их числу относятся:

продолжительный срок службы, достигающий 25 лет;
широкий температурный диапазон применения, составляющий от -70 до 70 градусов;
химическая инертность, способность легко переносить негативное воздействие щелочей, кислот и других веществ, обладающих разрушающим действием;
простота и высокая скорость монтажа без привлечения дорогостоящей техники;
устойчивость перед воздействием прямых солнечных лучей;
непривлекательность для насекомых, птиц и грызунов;
способность противостоять неравномерной усадке и подвижности грунта;
и сокращение уровня вредных выбросов.

Применение геосетки позволяет сократить расходы на другие строительные работы. Толщина инертного заполнителя благодаря ей уменьшается на 50 %. Универсальные характеристики способствуют решению задач любой сложности, в том числе в условиях сурового климата.