Плоские геосинтетические материалы для укрепления оснований дорог
Геосинтетические материалы — класс строительных материалов, предназначенных для создания дополнительных слоев различного назначения: армирующих, дренирующих, защитных, фильтрующих, гидроизолирующих, теплоизолирующих. Применяются в транспортном, гражданском, гидротехническом строительстве. В мире геосинтетические материалы начали использовать более 30 лет назад. На рынке предлагается довольно много разновидностей геосинтетики: текстиль, сетки, решетки, ячейки, соты, композиты, оболочки, мембраны, плиты. Классификация материалов в различных изданиях и на сайтах производителей и продавцов зачастую отличается друг от друга.
Мы будем придерживаться классификации, изложенной в классическом издании по геосинтетике: «Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог»:
- Геотекстильный материал — рулонное водопроницаемое полотно.
- Георешетка, геосетка — плоский рулонный материал с ячейками от 1 см.
- Пространственная георешетка — объемный материал с ячейками высотой от 3 см.
- Геокомпозит — материал из 2-х или более слоев, создаваемый из различных геосинтетических материалов.
- Геооболочка — геотекстиль или геосетка, образующие объемные оболочки для заполнения их другими строительными материалами. Подразделяются на геоматы (мешки из геотекстильного материала) и габионы (контейнеры из геосеток).
- Геомембрана — водонепроницаемый рулонный материал.
- Геоплита — сплошной теплоизоляционный материал.
В настоящее время применение геосинтетики предусматривается в проектах более 100 тысяч различных сооружений ежегодно во всем мире. Причины этого основаны на двух основных факторах:
1. Экономический. Применение геосинтетических материалов позволяет существенно снизить капиталовложения при строительстве.
2. Экологический. Использование геосинтетических материалов благоприятно для окружающей среды: уменьшается расход природных материалов, снижаются объемы подготовительных геотехнических работ.
Дополнительно использование геосинтетики позволяет: повысить долговечность конструкций земляного полотна и дорожных одежд; повысить качество работ; повысить культуру производства.
Области применения геосинтетических материалов определяются их функциями:
- армирование — усиление дорожных конструкций насыпей, откосов; фундаментов, стоянок, других сооружений транспортного назначения, в основании которых используются слои из насыпных материалов;
- защита — замедление эрозии, предотвращение взаимопроникновения контактирующих слоев;
- фильтрование — замедление проникания грунтовых частиц в дренажи или их выноса;
- дренирование — ускорение отвода воды;
- гидроизоляция — уменьшение или исключение притока воды в рабочие слои.
Весь спектр геосинтетических материалов невозможно сравнить даже в размерах целого печатного издания. Поэтому мы выбрали узкую область — армирование оснований, попытались подобрать материалы, предлагающиеся на рынке и сравнить их характеристики, потребительские свойства, удобство применения.
В настоящее время в России предлагаются к использованию три основных вида плоских геосинтетических материалов: геотекстиль, геосетки из полимерных материалов (полипропилен, полиэтилен) и геосетки из стекловолокна.
Защитно-армирующие прослойки из геосеток устраиваются под несущим слоем основания дорожной одежды из крупнофракционных материалов (щебня, гравия, шлака). Ячеистые структуры сеток обеспечивают блокировку с крупнофракционными материалами, ограничивая их вертикальные и горизонтальные перемещения, распределяя нагрузку на большую площадь.
Геотекстильные материалы из-за низкой жесткости и отсутствия ячеек выполняют в основном защитную функцию, не армируя щебень. При вертикальных нагрузках на геотекстиль естественное основание деформируется и происходит образование колеи.
Геосетки из стекловолокна проектные организации не рекомендуют для укрепления оснований. Причина — недостаточная жесткость, низкая прочность в узлах при деформациях в направлении, перпендикулярном плоскости полотна, слабые показатели устойчивости в щелочных средах. Их назначение — армирование асфальтовых покрытий.
Поскольку плоские полимерные геосетки в рамках заданной темы представляют наибольший интерес, остановимся на них подробнее и сравним основные показатели сеток, представленных на российском рынке.
Тут мы сталкиваемся с первыми проблемами. Производители в своих информационных материалах не дают результатов по всем показателям. Например, проводить оценку сопротивляемости местным повреждениям для геосеток, укладываемых непосредственно под крупнофракционные материалы, РосдорНИИ считает обязательным. У импортных образцов таких показателей нет. Получается, что производители дают только хорошие характеристики, а не слишком удачные показатели остаются конфиденциальными.
Поскольку при подготовке статьи использовались только общедоступные материалы, определять, необходимы или нет дополнительные показатели, мы оставляем заказчикам.
Для сопоставления материалов определение показателей должно происходить по одному и тому же методу для всех материалов. Импортные материалы испытываются по ISO, наши — по ГОСТу. Найти описание методов по ISO не удалось, фирмы, торгующие материалами, отсылают на сайты производителей, но и там такой информации нет. Специалисты утверждают, что методы должны быть близки. Встает вопрос, почему бы, работая в России, не испытать продукцию по национальным методикам?
Для испытания мы выбрали следующие геосетки:
1. Tensar SS20, Англия.
2. Tenax LBO SAMP 201, Италия.
3. Fortrac 20/20-35, Германия.
4. «Славрос-30», Россия.
Характеристики материалов приведены в сводной табл. 1.
|
- |
Свойства
|
Тensar SS20
|
Tenax LBO SAMP 201
|
Fortrac 20/20-35
|
«Славрос-30»
|
|
1
|
Материал
|
полипропилен
|
полипропилен
|
полиэстр, покрытие ПВХ
|
ПНД
|
|
2
|
Температура хрупкости
|
От +5 до -150С
|
От +5 до -150С
|
данных нет
|
-700С
|
|
3
|
Размер рулона, м
|
4*50
|
1,5*50
|
5*1000
|
2,0*30
|
|
4
|
Удельный вес, кг/кв. м
|
0,22
|
0,23
|
0,21
|
0,75
|
|
5
|
Размер ячейки в свету, мм
|
39*39
|
41*31
|
35*35
|
30*30
|
|
6
|
Предел прочности при максимальной нагрузке, кН/м
|
данных нет
|
данных нет
|
данных нет
|
103
|
|
7
|
Относительное удлинение при начале текучести, %
|
11,0
|
16
|
12,5
|
20
|
|
8
|
Нагрузка при 2% удлинении, кН/м
|
7,0
|
4,5
|
данных нет
|
1,2
|
|
9
|
Нагрузка при 5% удлинении, кН/м
|
14,0
|
9,5
|
данных нет
|
3,5
|
|
10
|
Срок, условия поставки
|
сразу
|
4 недели, партия не менее 20 000 кв. м
|
4 недели
|
сразу
|
|
11
|
Цена, руб. за кв. м
|
121
|
72
|
80
|
75
|
Пояснения к таблице.
П. 1. Материал. Подразумевается базовое сырье, без учета присадок, модификаторов, красителей.
П. 2. Температура хрупкости бралась из ГОСТа на базовое сырье. Фирмы проверяют морозоустойчивость после многократного цикла перепадов температур, но при этом не замеряется прочность при низких температурах.
П. 3. Чем шире размер рулона, тем меньше стыков и меньше расход сетки. Длина намотки, в принципе, возможна любая, ограничена удобством обращения с рулоном.
П. 5. Размер ячеек имеет большое значение при определении фракции щебня. Большинство материалов рассчитаны под фракцию 40–70 мм. На практике продукция большинства карьеров неоднородная, от 20 мм. Получается, что часть щебня просто провалится в крупную ячейку, для работоспособности геосетки это большого значения не имеет. Но при этом исчезает дополнительный плюс использования геосеток: точное планирование расхода щебня на строительство. Гео-сетки предлагаются с различными размерами ячеек: Tenax LBO от 30 до 58 мм, Tensar от 30 до 65 мм, Fortrac от 10 до 50 мм, «Славрос» двух типов 68 и 3030 мм.
П. 6. Иностранные производители приводят показатель предела прочности на разрыв, хотя более важным показателем является модуль упругости материала при скорости приложения нагрузки, близкой к реальным дорожным условиям.
П. 10–11. Для импортных сеток зависит от продавца. Мы ориентировались на самые выгодные предложения.
Таким образом, при выборе геосинтетических материалов для объектов строительства необходимо четко понимать возможную область применения каждого вида продукции и учитывать их характеристики:
- геотекстиль выступает как разделитель, не позволяя смешиваться слоям дорожной одежды;
- назначение геосеток из стекловолокна — армирование асфальтовых покрытий, но не укрепление оснований дорожного полотна;
- геосетки из полимерных материалов —единственный на настоящий момент вид плоских геосинтетических материалов, реально выполняющих функцию армирования, укрепления основания дорог.
При сравнении различных марок полимерных геосеток и выборе поставщика хочется предостеречь читателей от рекламных лозунгов, акцентирующих внимание на одном каком-то показателе (например, пределе прочности). Заказчику или проектировщику следует оценивать продукт в комплексе, учитывая соотношение цена — качество, важность тех или иных физико-механических характеристик в зависимости от объекта строительства, удобство работы с поставщиком и, конечно, наличие у производителя или продавца проверенных данных и протоколов испытаний, проведенных в соответствии с отечественными Государственными стандартами.
Литература
1. «Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог», Министерство транспорта РФ, Москва, 2003.
| Автор: Д. А. Корякин Дата: 11.08.2005 Журнал Стройпрофиль 5-05 Рубрика: дорожное строительство: технологии, материалы и оборудование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |