Геосинтетические
материалы

При строительстве транспортных магистралей, взлетно-посадочных полос, гидротехнических сооружений часто приходится решать вопросы повышения несущей способности грунта или покрытия, укрепления оснований и склонов, особенно на слабых грунтах. Перспективным решением данной проблемы является использование геосинтетиков, которые за рубежом применяются уже более 30 лет.

Геосинтетики, произведенные компанией HUESKER Synthetic GmbH & Co. (Германия), хорошо зарекомендовали себя во всем мире и позволяют решать многие проблемы строительства и эксплуатации транспортных магистралей:

• предотвращают образование трещин в дорожном покрытии;
• повышают несущую способность грунтов при строительстве дорог;
• способствуют укреплению насыпей и откосов при строительстве на слабых грунтах.

Асфальтобетон прочно вошел в практику дорожного строительства как недорогой и долговечный материал. При эксплуатации нового асфальтобетонного покрытия, уложенного на старые слои, могут появляться отраженные трещины, вызванные повреждениями в нижних слоях.

Трещины такого типа обусловлены как воздействием перепадов температуры, так и интенсивным дорожным движением. В асфальтобетоне, уложенном на бетонные плиты, отраженные трещины появляются в результате горизонтального перемещения отдельных плит при суточном и сезонном циклах нагревания и охлаждения (рис. 1а).

Нагрузка на асфальтобетон при движении транспортных средств может приводить к возникновению сдвиговых напряжений, величина которых зависит от толщины верхнего слоя асфальтобетона, несущей способности подстилающего основания и профилей краев всех слоев трещины (рис. 1б).

Использование гибкой армирующей сетки HaTelit позволяет задержать, а в некоторых случаях и предотвратить появление таких повреждений в асфальтобетонных покрытиях.

Сетки HaTelit производятся фирмой HUESKER Synthetic GmbH & Co. из волокон полиэстера, соединенных между собой с образованием крупных ячеек. Полиэстер имеет механические характеристики и модуль упругости, близкие к аналогичным характеристикам асфальтобетона. Для лучшего сцепления с асфальтобетоном сетки покрывают битумом, что улучшает способность воспринимать и перераспределять растягивающие напряжения.

В настоящее время фирма выпускает несколько стандартных типов сеток, из которых наибольшее распространение получили сетки HaTelit 40/17 и HaTelit С40/17 (табл. 1). Сетка HaTelit С40/17 имеет с одной стороны прикрепленное легкое нетканое полотно, которое облегчает укладку и обеспечивает беспрепятственную связь между слоями асфальтобетонного покрытия (рис. 2).

Обычно асфальтобетонные покрытия характеризуются невысоким показателем прочности при растяжении. Армирующие сетки HaTelit увеличивают прочность при растяжении, воспринимают значительную часть горизонтальных растягивающих напряжений и равномерно распределяют ее на большую площадь.

Таблица 1

Показатель	HaTelit C 40/17	HaTelit 40/17
Масса, 1м.кв. г.	330	240
Предельная прочность при растяжении, кН/м	продольно 50/поперечно 50
Удлинение при разрыве, %	продольно 12/поперечно 12	продольно 12/поперечно 14
Прочность при 3%-ном удлинении, %	продольно 12/поперечно 12	продольно 12/поперечно 10
Устойчивость к высоким температурам, С(град)	не более 190

Геосетки HaTelit широко используются при строительстве автодорог, взлетно-посадочных полос, гидротехнических сооружений и др. В России геосетки HaTelit применялись при реконструкции МКАД, аэродромов Внуково, Домодедово (Москва) и др.

При ремонте дорожного полотна возможно армирование как по всей площади, так и локально по предполагаемым источникам трещин, например по швам плит, лежащих в основании покрытия, и по сопряжению старого и нового полотна. (рис. 3).

Следствием неармированного уширения проезжей части обычно является возникновение одной или нескольких трещин в зоне стыковки старого и нового покрытия. Возникновение трещин можно предотвратить армированием зоны стыка (рис. 4).

Участки покрытий, имеющих разрушения (трещины, выколы и др.), после ремонта являются зонами возможного образования трещин. Риск возникновения трещин снижается при армировании этих зон геосеткой HaTelit.

Трещины в дорожном покрытии могут возникать вследствие частичного вскрытия дорожного полотна для ремонта и прокладки инженерных коммуникаций. Применение геосетки предотвращает или уменьшает возможность возникновения таких трещин (рис. 5).

Усиление бетонных взлетно-посадочных полос или автомобильных дорог обычно производится слоем асфальтобетона. Различие коэффициентов термического расширения бетона и асфальтобетона приводит к появлению трещин, избежать образования которых можно применением геосетки HaTelit (рис. 6).

Геосетки распределяют высокие нагрузки автодорог, что снижает колееобразование. Армированное покрытие выдерживает более высокие динамические нагрузки и эффективно противостоит развитию усталостных деформаций.

Геосетки HaTelit используются в мировой практике уже более 20 лет в условиях холодного, умеренного и жаркого климата. Опыт их применения подтверждает увеличение срока службы асфальтобетонного покрытия и межремонтного интервала в 3-4 раза.

При строительстве дорог на слабых грунтах или устройстве пологих склонов насыпей одним из наиболее эффективных способов повышения несущей способности является применение георешеток Fortrac.

Основным принципом такого рода укрепления является передача напряжений от грунта на георешетки, имеющие высокую прочность растяжения при малых деформациях.

Георешетки Fortrac представляют специально сотканные структуры из высокомодульных полиэстерных волокон, покрытых дополнительным защитным слоем поливинилхлорида.

Материалы обладают высокой химической и биологической стойкостью, а ПВХ-покрытие предохраняет их от УФ-излучения и механических повреждений.

Для сооружения крутых откосов необходимы либо высококачественный грунт, либо сооружение горизонтальных армирующих слоев, предотвращающих его сползание. Применение армирующего материала Fortrac позволяет возводить вертикальные многометровые стенки (рис. 7).

При укреплении откосов георешетка связывает грунт с одной стороны с грунтом с другой стороны (рис. 8). Уплотнение соединения делает конструкцию более прочной. Решетка, уложенная в толще несвязанного грунта в направлении возможного сдвига, воспринимает напряжение и распределяет его по всему объему грунта, увеличивая устойчивость к оползням.

Толщина основания дороги зависит от воспринимаемых транспортных нагрузок, несущей способности и морозостойкости грунта. Чем слабее грунт, тем толще должно быть основание. В армированных насыпях георешетки повышают несущую способность подстилающего грунта путем поглощения горизонтальных напряжений, возникающих в основании, что позволяет уменьшить толщину последнего.

В конструкциях дорог на свайных основаниях (несущих опорах) мягкие слои грунта не должны подвергаться нагрузкам. Поэтому применение георешетки Fortrac позволяет передавать нагрузки на несущие опоры.

Очень крутые откосы, армированные георешеткой Fortrac, хорошо выдерживают различные нагрузки благодаря высокой гибкости (рис. 9). Наружная оболочка конструкции может быть сделана из армирующих слоев с покрытием, которое в дальнейшем подлежит озеленению. В некоторых случаях георешетки могут бетонироваться.

Тенденция переноса промышленных объектов из исторических центров городов на окраины в последнее время представляет особый интерес. Такие территории, как правило, имеют хорошее транспортное сообщение и другие преимущества. Но для последующей застройки освобожденных территорий необходима подготовка грунта - устройство дренажа и повышение несущей способности для нового строительства.

В этом случае несущую функцию выполняет георешетка Fortrac, которая при правильном расположении может распределять нагрузки и создавать эффект противоскользящего армирующего слоя поверх гидроизоляции (рис. 10).

Причиной возникновения прогибов дорожного полотна, возникающего иногда после многолетней эксплуатации, могут быть необнаруженные полости, приводящие к значительным потерям. Такие разрушения обусловливаются дефектами трубопроводов, наличием карстовых областей, зон старых горных разработок и др. Возникновение разрушений можно предупредить применением георешетки Fortrac. При необходимости систему можно оснастить электронными контрольными и сигнальными устройствами.

Георешетки Fortrac нашли применение во всем мире. В России с их использованием построены участки переменной жесткости на подъездах к мостам Октябрьской железной дороги.

При проведении земляных работ с армированием грунта при небольших допустимых деформациях эффективно применение геотекстиля Stabilenka (продукция фирмы HUESKER Synthetic GmbH & Co.) . Насыпи на таких грунтах, как глина, торф, при высокой скорости строительства и недостаточной устойчивости грунта к оползням отличаются пониженной несущей способностью. Применение геотекстиля Stabilenka, имеющего высокую прочность при растяжении, приводит к образованию сложной стабильной конструкции (рис. 11).

Геотекстиль Stabilenka представляет собой ткань из полиэстера в продольном направлении (основа) и полиамида или полиэстера в поперечном направлении (утьк). Материал обладает высокой прочностью при растяжении, выдерживает высокие растягивающие нагрузки при незначительном относительном удлинении и эффективен при необходимости армирования грунта при небольших допустимых деформациях. Существует девять стандартных типов материала с различными значениями прочности при растяжении до 1000 кН/м в продольном направлении (рис. 12). Материал может быть использован при строительстве дорог, укрепления свалок и др.

Геотекстиль Stabilenka можно укладывать между грунтом и заполнителем насыпи. При этом несущая способность грунта значительно повышается и достигается необходимая прочность при сдвиге.

В гидротехническом строительстве при сооружении дамб, волнорезов и пристаней геотекстиль Stabilenka может быть использован в виде армирующих матов.

Геотекстиль Stabilenka нашел применение в России для армирования насыпей и откосов дороги на слабых основаниях при строительстве третьего транспортного кольца в Москве, развязок МКАД, насыпей мостов в г. Туле и Якутии.

Строительство дорог с применением геосинтетических материалов фирмы HUESKER Synthetic GmbH & Co. предотвращает возникновение аварийных ситуаций, повышает срок безремонтной эксплуатации сооружений, сокращает расходы на строительство транспортных магистралей.

Напечатана в журнале "Строительные материалы" в N12 (декабрь 2000г.)

Наверх