Применение георешеток в дорожном строительстве

Применение объемной георешетки в основании дорожной одежды

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 22.05.2017 2017-05-22

Статья просмотрена: 1056 раз

Библиографическое описание:

Земляк, В. А. Применение объемной георешетки в основании дорожной одежды / В. А. Земляк, А. В. Пятница. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 20 (154). — С. 20-23. — URL: https://moluch.ru/archive/154/43613/ (дата обращения: 11.11.2020).

Ни для кого не секрет, что в нашей стране преобладают сложные гидрогеологические условия. Решить проблему строительства автодорожных и железнодорожных насыпей в таких районах можно армированием основания объемными георешетками. Данный материал относится к группе геосинтетиков и активно внедряется в современные конструкторские решения.

Слабые грунты основания выражены водонасыщенными глинистыми грунтами, заторфованными участками, тиксотропными свойствами и другими особенностями. Слабым грунтом по ГОСТ Р 54476–2011 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик сопротивляемости сдвигу грунтов в дорожном строительстве» считается грунт, имеющий прочность на сдвиг в природном залегании менее 0,075 МПа или модуль осадки более 50 мм/м при нагрузке 0,25 МПа. При этом, согласно ГОСТ 25100- 2011 «Грунты. Классификация» по деформируемости к слабым грунтам относятся дисперсные, с модулем деформации менее 5 МПа и, в том числе, по консистенции с показателем текучести свыше 0,5 д. е.

Объемная георешетка создана специально для решения задач в сложных условиях. Свое начало геоячейки берут с 1980х гг. в США компанией Presto Products Company, а широкое применение материала, в том числе в гражданском строительстве, началось в 1991 году после военной операции «Буря в пустыне» по заказу армии США. Георешетка справилась с большими нагрузками, что обеспечило высокопроходимость тяжелой военной техники по пескам пустыни.

По ОДМ 218.3.032–2013 пространственная георешетка или геосотовый материал (далее георешетка) — это геосинтетический материал ячеистой конструкции, похожий по текстуре на пчелиные соты, образованный из полиэфирных геополос, связанных между собой высокопрочными сварными швами в шахматном порядке. В рабочем состоянии существуют разные конфигурации ячеек: 160х160; 210х210; 320х320 или 440х440 мм. Размеры ячеек, их высота и внешний вид у производителей варьируются. Выбор материала определяется его назначением, эксплуатационными нагрузками, конструктивными особенностями. Общий вид геосотового материала представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Общая схема георешеток в рабочем состоянии: 1– сварной шов, 2 — геополосы, А и В — длина и ширина модуля, а и b — размер ячейки по диагоналям в направлении длины и ширины

Георешетки обширно применяется в конструкции дорожной одежды, при благоустройстве территории, укрепления откосов и выемок, устройства парковочных мест, в конструкции насыпей на слабых грунтах. Данный вид материала представляет собой композитную систему, работающую преимущественно на растяжение при изгибе и выполняющую функцию распределения. Механические свойства системы определяются свойствами применяемого заполнителя и геометрическими параметрами самой георешетки, создавая изгибную жесткость элемента. При этом, используя перфорированные геоленты, необходимо учитывать отверстия, понижающие прочностные показатели композитной системы.

В качестве заполнителя применяются дискретные материалы, представленные песком и щебнем разного гранулометрического состава, местным непучинистым грунтом и плодородной почвой, а также бетоном. Композитная система с бетоном представляет собой блочную систему с повышенной температурной трещиностойкостью за счет образования условных деформационных швов между ячейками.

Основными преимуществами георешетки и целями применения ее в дорожном строительстве являются:

– повышение прочностных характеристик дорожной конструкции при меньшем объеме расхода дисперсного материала в ее основании;

– замена покрытия из железобетонных плит на менее жесткую временную конструкцию, обеспечивающую движение транспортных средств на первой стадии строительства дороги на заболоченных территориях;

– повышение устойчивости основания насыпи и снижение неравномерности осадки со сведением к минимуму колееобразования, как следствие деформаций.

Рис. 2. Общий вид конструкции с применением георешетки в основании насыпи на слабом основании: 1-слой дорожного покрытия; 2-несущее основание (щебень); 3- дополнительный слой основания (песок); 4-объемная георешетка, заполненная непучинистым грунтом; 5-геотекстиль; 6- слабое основание

Существует два типовых решения применения георешетки в конструкции насыпи на слабом основании: в уровне подошвы насыпи (рис.2); многоуровневое армирование насыпи (рис.3). Последний способ также обеспечивает общую устойчивость откосов насыпи. В дополнение к основным методам возможно применение георешетки в составе гибкого ростверка совместно с другими геосинтетическими материалами при устройстве свайного основания дорожной насыпи.

Рис. 3. Общий вид конструкции с многоуровневым армированием высокой насыпи объемной георешеткой: 1- слой дорожного покрытия; 2- несущее основание (щебень); 3- объемная георешетка, заполненная непучинистым грунтом; 4- дополнительный слой основания (песок); 5- геотекстиль; 6- слабое основание

Выбор георешетки при проектировании необходимо обосновывать специальными расчетами и соблюдать конструктивные требования, одно из которых указывает, что минимальная высота георешетки в основании конструкции на слабом грунте должна быть не менее 150 мм. Расчет дорожных одежд с применением георешеток рассчитывается по трем критериям, согласно действующей нормативной документации: упругий прогиб, сдвиг, растяжение при изгибе.

Основной расчетной характеристикой является модуль упругости E_n, который допускается принимать при проектировании как для композитной системы в зависимости от заполнителя по Б.1 ОДМ 218.3.032–2013. Ввиду того, что эта характеристика является основополагающей при решении задачи, то возникает актуальный вопрос о точности ее определения. Для определения ее фактических значений проводят штамповые полевые испытания, но механизм взаимодействия элементов остается до сих пор достаточно сложным.

В настоящее время еще одним актуальным вопросом области применения георешетки является недостаточность обоснования проектных решений. Это в первую очередь ведет к удорожанию строительства, ввиду образования двух противоположных результатов: перерасход материала с небольшим коэффициентом полезного использования и недостаточность принятых решений, что влечет выключение материала из работы в составе конструкции. Последнее утверждение является одной из причин последующих прогрессирующих деформаций в конструкции дорожной одежды и необходимости проведения мероприятий по реконструкции.

Основополагающим условием для проверки при проектировании является обеспечение прочности геосинтетического материала при растяжении с учетом поправочных коэффициентов. Определить возникающие в конструкции растягивающие усилия можно методом численного моделирования с помощью современных программных комплексов, которые открывают большие возможности перед специалистами данной отрасли.

В завершении сказанного, имеют место следующие выводы:

– применение объемной георешетки в сложных гидрогеологических условиях является эффективным методом стабилизации конструкции дорожной одежды;

– при проектировании необходим комплексный подход к решению задачи, для должного обоснования выбора конструкции.

1. ГОСТ Р 54476–2011 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик сопротивляемости сдвигу грунтов в дорожном строительстве».

2. ОДМ 218.3.032–2013 «Методические рекомендации по усилению конструктивных элементов автомобильных дорог пространственными георешетками (геосотами).

3. ГОСТ 25100- 2011 «Грунты. Классификация».

4. ОДН 218.046–01 «Проектирование нежестких дорожных одежд».

5. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. М 2004.

Источник

Современные материалы которые применяют для строительства дорог

Геосинтетические материалы для дорожного строительства – это инновационный строительный материал на основе полимеров (полиэтилен, полиамид, полипропилен, пр), который широко применяется последние 10 лет в России. Его использование обеспечивает высокий уровень конструктивных решений и экологических требований, а также увеличивает срок эксплуатации дорожного полотна.

Функции геосинтетических материалов

Основные функции, которые выполняют геосинтетические материалы для дорожного строительства:

В зависимости от назначения материала и индивидуальных особенностей грунта геосинтетика может выполнять одну или несколько функций.

Свойства геосинтетических материалов для дорожного строительства

Геосинтетики обладают рядом уникальных свойств:

Справка. Благодаря сочетанию универсальности, долговечности и устойчивости, современные проекты с применением геосинтетических материалов для дорожного строительства позволяют сократить срок ремонтов в 2-3 раза, снизить расход строительных материалов. Кроме решения целого ряда технических проблем, геоматериалы приводят к ощутимому экономическому эффекту!

Классификация и виды геосинтетических материалов

При выборе геоматериала большое значение имеет его тип, который выбирается исходя из поставленных строительных задач.

В зависимости от функции материалы могут быть нескольких видов проницаемости: газонепроницаемые, дренирующие, фильтрующие, изоляционные.

По содержанию и форме использования геоситнететика производится в рулонах, сыпучем виде или пене. Также она может быть растяжимая, не растяжимая и сверхрастяжимая.

По структуре геосинтетические материалы подразделяются на следующие виды:

Георешетки, геосетки

Это рулонный или модульный сетчатый материал, выполняемый из синтетических или полимерных нитей. Он изготавливается на основе полиамида, полиэтилена, полиэфира, полипропилена, стекловолокна, пр.

Геосетка прочный и в тоже время легкий гибкий материал. Он выпускается в рулонах. Основное предназначение сетки: исключение взаимопроникновения слоев, армирование, выравнивание и укрепление. Геоматериал укладывается в грунте или асфальтобетонных покрытиях, включая верхние асфальтовые слои. Размер ячеи от 2,5 до 40 мм. Срок эксплуатации свыше 50 лет.

По способу формирования плетения сетки различают двуостную и одноостноую сетку. Одноостная геосинтетика предполагает уравновешивание высокой долговременной нагрузки в одном направлении. Она имеет плоский вид с длинными узкими секциями. Двуостная геосетка распределяет нагрузки в поперечном и продольном направлении. Имеет ячейки квадратной формы с жесткими соединениями узлов.

Геотекстиль

В дорожном строительстве материал служит для фильтрации влаги, не смешивания грунта со щебнем, что не дает деформироваться покрытию дороги. Его использование уменьшает появление трещин в 3 раза. Важным критерием в выборе геотекстиля является плотность.

В дорожном строительстве применяется геотекстиль плотностью:

По текстуре и способу плетения нитей материала различают:

Геокомпозиты

На строительном рынке встречаются следующие сочетания:

Основными техническими параметрами материала являются толщина слоя, плотность.

Геомембраны

Совет! Для дорожного строительства применима профилированная геомембрана. При высоком уровне насыпи полотна мембрану лучше укладывать на глубине от 0,5 до 1м от бровки.

Сфера применения в дорожном строительстве – илистые грунты, почвы с подземными реками, влажные климатические зоны. Слой мембраны исключает морозное пучнение, разрыв слоев асфальта. Места укладки могут быть тоннели, мосты, опоры мостов, особовлажные участки дорог.

Справка. Для наилучшего эффекта производители рекомендуют использовать геомембраны в паре с геосеткой, решеткой или геокомпозитом.

Геоматы

Геомат – это легкий материал трехмерной волокнистой структуры с ячеистой структурой, обеспечивающий фиксацию корневой системы растений и деревьев. В отличие от сетки его ячейки очень малы и расположены в хаотичном порядке. Его форма позволяет переплетаться корням растений и деревьев с собственными волокнами. Используется для предупреждения и снижения эрозии почв.

Материал производится в матах, укладывается внахлест в основаниях подпорных стен, склонах и откосах.

Геокамеры

Геокамеры применимы в сфере инновационного строительства, для возведения гидротехнических сооружений. Они используются как форма для заполнения сыпучими и материалами средней фракции. Отличаются высотой и размерами ячеек. Материал хорошо пропускает влагу, воду, повышает устойчивость сооружения к деформации, не подвержен разрушению под воздействием жары, мороза, ультрафиолетовых лучей.

Применение геосинтетических материалов в дорожном строительстве России активно растет. Значительное увеличение номенклатуры и ассортимента обеспечивает высокий уровень решений всевозможных конструктивных задач, что дает толчок к повышению качества полотна и снижению использования природных ресурсов.

Источник

Что такое георешетка?

Различные спортивные объекты для Олимпиады в Сочи, столичные парки и скверы, газоны парковок и декоративные участки ландшафта укрепляли посредством объемной георешетки, которая не видна под газонами и субстратами.

Неподдающиеся гниению полимерные полотна выпускаются из разного сырья:

Синтетическую основу высокой прочности выпускают отечественные, китайские и европейские компании. Сырьевая основа для производства армирующего геотекстиля:

В продаже предлагается композитная георешетка Armatex RSM (Словакия) и Tenax (Италия). Геотекстиль выпускается 1-осный и 2-осный, тканый и скрепленный горячей пайкой.

Свойства георешеток

Примечательно, что ячеечная структура образуется при растяжении и фиксации к почве. При этом увеличивается площадь покрытия под сыпучим наполнителем – грунтом от выемки котлованов, щебнем (разной фракции) вперемежку с песком, декоративным камнем, используемым только для ландшафтного дизайна.

Несмотря на разнообразие предложений и широкий спектр применения, простой способ крепления георешетки и ее цена устраивает большинство покупателей, интересующихся данным видом армирования.

В качестве защитного слоя ее покрывают PVC (поливинилхлоридом), чтобы защитить от разрушительного воздействия ультрафиолетом. Это важно в тех случах, когда она не закрыта слоем почвы с газонной травой. Как видно на фото георешетки, частично решетчатая основа проступает из-под декоративных наполнителей.

На данный момент не придумано ничего лучше, чтобы армировать склоны, котлованы под искусственные водоемы и осыпающиеся насыпи. В комплексе с объемными геоматами и бетонными геоплитами легко укреплять природный рельеф участка или ландшафтный дизайн сложной конфигурации с наклонными поверхностями до 45°.

Полимерная структура отлично подходит для оформления размываемых пологих склонов, куда стекают ливневые потоки. Разумеется, нужен полноценный дренаж вместо канавок. Однако в дополнительной защите нуждается вся поверхность размываемого склона.

Важно: Если вовремя не препятствовать эрозии почвы на участке, в конечном итоге он может весь сползти к реве или другому водоему вместе с постройкам.

Обновленная поверхность формируется с помощью наполнителя, засыпаемого в полимерные ячейки:

В каждом случае получается своя эстетика укрепляемого склона или преобразуемой поверхности.

Важные характеристики георешеток

После ливней и ураганных ветров часто сводятся к нулю все старания по обустройству садового участка. Полимерная георешетка – относительно недорогое средство для обустройства склонов. Простейшие ячеечные конструкции легко справляются с задачей укрепления поверхности почвы. Особенно когда их используют в комплексе – геосетка, армогрунтовые плиты и объемные геоматы.

Положительные характеристики геосинтетики:

Благодаря стойкости на разрыв, ячеечная геосинтетика 3D формата не подвергается деструктивным изменениям после укладки, даже при воздействии неблагоприятных природных факторов. Подобные материалы, благодаря особому устройству георешетки, будут востребованы и чрез десятилетия.

Прочным синтетическим лентам и полимерным волокнам не страшны заморозки, сильные ветра, выдувающие почву, и проливные дожди, размывающие склоны дачных участков.

О том, как фиксировать полотна георешетки анкерами, предлагаем наглядный пример на видео.

Источник