Конструкции земляного полотна и дорожной одежды

Геопластики - георешетки и геосетки, водонепроницаемые геомембраны и другие материалы, изготовляемые из синтетических волокон, пластмассы, стекловолокна и др.

Геосинтетики и геопластики применяют чаще в виде плоских (рулонных материалов) или объемных (трехмерных) конструкций, реже - в виде дискретных или линейных (одномерных) элементов.

Наиболее широко применяются нетканые геотекстили (до 50% от общего объема), получаемые из волокон, минуя операцию прядения и ткачества. Свойства нетканых геотекстилей зависят от способа упрочнения холста: механического (иглопробивного), термического или химического.

Тканые геотекстили имеют упорядоченную структуру в виде двух взаимно перпендикулярных систем нитей (основа и уток), переплетенных между собой. Они отличаются друг от друга видом волокна и способом плетения.

Плетеные материалы являются разновидностью тканых геотекстилей, как правило, имеют разряженную структуру, характеризуются числом нитей на единицу длины полотна. Размер ячеек до 10 мм.

В настоящее время в Российской Федерации выпускаются геотекстили нетканого типа, несколько разновидностей сеток из стекловолокна и объемные георешетки и геоматы.

Наиболее широко применяется синтетический нетканый материал ДОРНИТ, изготовляемый из отходов безусадочных штапельных волокон, упрочненных иглопробивным способом. При этом может быть получен материал с продольным, поперечным и продольно-поперечным расположением волокон в холсте. Геотекстиль Дорнит выпускают трех типов, отличающихся по физико-механическим показателям. Сыктывкарской фабрикой нетканых материалов освоен выпуск синтетического нетканого иглопробивного и термоупрочненного материала -КОМИТЕКС, изготовленного из смеси волокон: полиэфира (лавсана) и полипропилена. Материал обладает хорошей стойкостью к различного рола агрессивным воздействиям (химическим, биологическим), кроме светового и щелочного, отрицательно влияющих на волокна, входящие в состав материала. В этой связи Комитекс не рекомендуется применять в конструкциях, граничащих с фунтоцементом и цементобетоном. При производстве работ с геотекстилем Комитекс время воздействия солнечных лучей следует ограничить 6-8 часами. Комитекс рекомендуется в качестве дренирующей прослойки, а также с успехом может выполнять функции разделяющей, фильтрующей и ограждающей мембраны, а в отдельных случаях и армирующей прослойки.

В настоящее время к самым распространенным материалам зарубежного производства относятся:

ТАЙПАР - нетканый геотскстиль, получаемый, из стопроцентного полипропилена (ГШ), имеющего плотность 0,91 г/см³, температуру плавления + 165°С, термоупрочненпый, что обеспечит его повышенную жесткость. Материал выпускается толщиной 0,3-0,7 мм с прочностью на разрыв 3,3-20,5 кН/м. Геотскстиль Тайпар используется в качестве фильтрующих, разделяющих и армирующих прослоек.

Основные области применения: строительство временных и постоянных автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов; сооружение дренажных систем; дренирование фундаментов и оснований сооружений любого тина; благоустройство берегов водоемов; сооружение спортивных площадок, ипподромов; армирование битумных кровель; сельское хозяйство и т.д.

ХАТЕЛИТ -- покрытая связующим раствором геосетка из полиэстера (ПЭТ), предназначенная для армирования асфальтобетонных покрытий, замедляет развитие трещин и пластических деформаций в асфальтобетонных покрытиях автомобильных и городских дорог и аэродромов в несколько раз в зависимости от типа и состояния конструкции. Температура размягчения геосетки Хателит 230-240°С, температура плавления - 255°С.

Области применения: строительство и ремонт асфальтобетонных покрытий и оснований.

ФОРТРАК - геосетка из полиэстера (ПЭТ) прочностью 20-110 кН/м, обладающая высоким начальным модулем упругости. Благодаря покрытию из поливинилхлорида, геосетка надежно защищена от механических повреждений и воздействия ультрафиолетового излучения.

СТАБИЛЕНКА - ткань, которая производится из высокомодульного полиэстера (ПЭТ) в продольном направлении и полиамида (ПА) в поперечном направлении. Прочностные характеристики Стабиленки зависят от толщины волокон и вида плетения. Поскольку продольные волокна из полиэстера прочнее, чем поперечные волокна из полиамида, материал получается анизотопный с более высокими прочностными показателями в продольном направлении.

КОМТРАК - принципиально новый тканый материал, преимущество которого заключается во взаимном расположении волокон. Комтрак способен воспринимать растягивающие напряжения при малых относительных удлинениях конструкций, в которых он используется.

ЭНКАМАТ - объемный ажурный «открытый» материал толщиной 10 - 20 мм, изготовленный из полиамида (ПА). Трава, посеянная на засыпанный грунтом материал, быстро прорастает, образуя надежную корневую систему, которая предотвращает эрозию грунта от воздействия ветра, дождевой и талой воды.

Области применения: укрепление откосов земляного полотна в насыпях и выемках, защита от эрозии и оползания склонов, берегов водоемов при скорости течения не более 1,5 м/с и др.

3.2 Усиление обочин и откосов земляного полотна

Зачастую территория, выделенная под строительство не позволяет спланировать откосы пологими, и существует необходимость закрепления откосов и растительного слоя на них с углом заложения более 50°. Существует множество видов отделки таких откосов от бетонных блоков до естественного озеленения склонов. Наиболее эстетичным и экологичным способом укрепления откосов повышенной крутизны является применение геосинтетических материалов, обеспечивающих устойчивость откосов.

Преимущества создания откосов повышенной крутизны:

уменьшение размеров участка землепользования;

возможность строительства в стесненных условиях;

сокращение влияния на окружающую среду;

уменьшение количества используемых строительных материалов;

экономическая эффективность.

Применение геосинтетичсских материалов для укрепления обочин на автомобильных дорогах позволяет уменьшить толщину слоя укрепления из каменных материалов, обеспечивает защиту грунта от водной эрозии, предотвращает проникание крупнообломочного материала в грунт и способствует дренированию дорожной конструкции.

Как правило, геосинтетик или геопластик укладывается под слои укрепления на песчаное или грунтовое основание и закрепляется на откосе. В этой конструкции могут применяться как дренирующие геотекстили, так и гидроизолирующие геомембраны, повышающие водонепроницаемость обочин, имеющие достаточно низкие механические показатели, относящиеся но прочности к 1-3 классам.

Геосинтетические материалы, укладываемые на откосы земляного полотна, могут выполнять две функции: защищать откос от водной и ветровой эрозии и повышать устойчивость откоса от оползания.

В первом случае, чаще всего нетканый геотекстиль, укладывается на поверхность откоса в сочетании с другими конструктивно-технологическими

мероприятиями: обработкой вяжущим, укладкой поверх него сборных решетчатых или сплошных элементов, обсыпкой каменными материалами или травосеянием.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конструкция земляного полотна с откосами, укрепленными геотекстилем: а - геотекстиль в сочетании с материалами, укрепленными вяжущими, плитами или каменной наброской; б - геотекстиль в сочетании с травосеянием; 1 - дорожная одежда; 2 - материалы для укрепления откосов; 3 - растительный грунт с засевом трав; 4 - грунт земляного полотна; 5 - геотекстиль

Выбор тина укрепления над геотекстилем зависит от высоты насыпи, степени ее подтопляемости, скорости водного потока па участках пойменных насыпей и др. причин. Гидропосев над прослойкой геотекстиля позволяет создать более прочное укрепление откоса, поскольку семена многолетних трав, расположенные над иглопробивной нетканой прослойкой, всходят быстрее, чем без прослойки, образуя прочную корневую систему, проникающую через поры геотекстиля. Применение термоупрочненного геотекстиля, например Тайпара, способствует уменьшению влажности грунта в период весеннего или осеннего переувлажнения откосов, особенно северной экспозиции, и, наоборот, способствует повышению влажности грунта под прослойкой в сухое время года, т.е. геотекстиль выравнивает влажностный режим поверхностного слоя грунта на откосах земляною полотна.

Для укрепления откосов разработаны специальные геосинтетические материалы, например, Энкамат - полотно из путанной открытой структуры нити, заполняемое грунтом, обеспечивающее прочную корневую систему растений, объемные каркасы, образующие соты, заполняемые грунтом, или зернистым материалом.

Для укрепления подтопляемых насыпей, струснаправляющих дамб и траверсов могут использоваться двухслойные маты Инкомат, сотканые из полиамида и полиэтиленовых волокон, заполняемые в процессе производства работ бетоном.

Применение нетканых и тканых геотекстилей и различных трехмерных матов для укрепления откосов земляного полотна является эффективным способом снижения трудоемкости и индустриализации этих работ. Кроме того, хотелось бы отметить, что для защиты откосов от эрозийных процессов можно применять геотекстили с низкими прочностными показателями, например, Дорнит, Тайпар марок 3267-3407, Фибертскс F 2В, Полифелт ТС и др., относящиеся к 1 и 2 классам.

Применение геосинтетиков и сетчатых геопластиков в конструкциях для повышения устойчивости откоса основано на совместной работе прослойки и грунта и частичном восприятии ею растягивающих напряжений, стремящихся вызвать оползание откоса.

С целью повышения устойчивости откосов геосинтетики 3-4 класса и сетчатые геопластики, укладываются в виде горизонтальных полос в подот-косной части с выводом концов за пределы кривой скольжения. Нижний ряд прослойки располагается на 0,5 м выше самой низкой точки кривой скольжения, а верхний ряд - на глубине, равной половине высоты насыпи.

Промежуточные ряды равномерно располагаются между верхними и нижними полотнищами с шагом 0,5-0,7 м.

Повышения устойчивости откоса можно достигнуть путем заключения фунта подоткосной части насыпи в обоймы из геотекстиля или геосегки. В этом случае обеспечивается не только повышение устойчивости, но и защита грунта подоткосной части от суффозии (при использовании сплошных геосинтетиков).

Основной принцип работы геосеток и георешеток заключается в том, что сквозь отверстия в решетке грунт, заполняющий обойму, сцепляется с грунтом с внешней стороны решетки, образуя устойчивую систему, при этом усилия передающиеся на грунт и решетку равномерно распределяются по всему объему.

Испытания, выполненные в разных странах, показали, что сопротивление сползанию грунта в таких конструкциях увеличивается в несколько раз. Крутизна откосов насыпей при применении несвязных грунтов и каменных материалов и, например, арматуры из геосетки Фортрак может быть повышена до 70-80°.

Долговременное воздействие погодных условий, смена температурных циклов, воздействие ветра и воды часто приводят к образованию трещин в скальных откосах и со временем создаются опасности обвалов и камнепадов. Дополнительную опасность такие откосы создают, когда находятся в непосредственной близости к транспортным объектам или жилым районам.

Противоэрозионные геосинтетические материалы могут быть закреплены на каменистых откосах, тем самым предотвращается падение отдельных частиц, замедляется рост дальнейших эрозионных процессов, происходящих на скальных склонах. Покрытие скального склона геоматами создает дополнительные точки опоры для растительности и защищает корневую систему. Возможно совместное использование таких материалов с глубокой анкеровкой откосов.

Защита откосов при помощи объемной георешетки является одним из наиболее приемлемых методов в тех случаях, когда применение габионных конструкций не представляется возможным, ввиду неровного рельефа склона и прочих причин.

Перфорированные стенки ячеек служат для улучшения дренирующих характеристик конструкции, а необходимый уровень влажности внутри решетки и хороший дренаж обеспечивают рост разного рода растительности. Монтаж георешетки прост в исполнении и не требует применения специальной техники. Укрепление откоса георешеткой - это отличный внешний вид и гарантия того, что склон не осыпется или его не смоет дождевыми потоками.

(Из материалов работы: «Применение геосинтетических материалов в дорожных конструкциях автомобильных и городских дорог и улиц». Бондарева Э.Д.)

Список литературы

1. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ОДН 218-046-01, 2000 г.

2. Проектирование автомобильных дорог: Методические указания по проектированию жестких дорожных одежд / ЛИСИ. Состав. Э.Д. Бондарева, Л., 1990 г.

3. Проектирование малых водопропускных сооружений на автомобильных дорогах: Методические указания /СПб .ГАСУ, 1992.

4. Инструкция по проектированию жестких дорожных одежд ВСН 197-91 / Минтранстрой СССР. М., Транспорт, 1991 г.

5. Бондарева Э.Д. Применение геосинтетических материалов в дорожных конструкциях автомобильных и городских дорогиулиц. С.-Петербург, 2000.

Размещено на Allbest.ru