Дренажний геокомпозіт 2

ЗАСТОСУВАННЯ геосинтетичних матеріалів ГК "Міаком"

1 Історична довідка

Програма вдосконалення геотекстильних матеріалів і розширення раціональної області їх застосування при проектуванні і будівництві автомобільних і залізних доріг, аеропортів, портів і причалів, прийнята Минтрансстроя СРСР в 70-80-х роках, послужила сприятливим фактором не тільки для створення і розширення бази з виготовлення таких матеріалів , а й істотного підвищення якості транспортного будівництва.

Перші експериментальні дослідження були виконані інститутом "СоюздорНИИ" на дослідній ділянці (виїмка в перезволожених грунтах) а / д Київ-Рига. Проведена робота послужила відправною точкою в області застосування нетканого матеріалу (виробник "Рон-Пуленк", нині неіснуючий) на автомобільних дорогах. Особлива увага приділялася спостереженнями за водно-тепловим режимом в грунтах.

На підставі проведених досліджень були розроблені перші вимоги до дорожніх конструкцій, в яких було необхідно або доцільно використання геосинтетичних матеріалів в якості додаткових фільтруючих, армуючих і розділових прошарків. Спочатку ці вимоги стосувалися тільки нетканих голкопробивних матеріалів вітчизняного і зарубіжного виробництва, але спрямованість застосування геосинтетичних матеріалів у дорожній галузі вже визначилася.

Подальші дослідження також проводилися "СоюздорНИИ", було сформовано спеціальний напрям в дорожньої геотехніці - дорожня геосинтетика. Основний принцип раціонального застосування геоматеріалов мав на увазі розрахунок дорожньої конструкції з визначенням "вузьких місць" роботи її елементів, потім перехід до конкретних вимог для геосинтетичних матеріалів, які і повинні сприймати дефіцит зусиль, змінювати умови дренування, забезпечувати в цілому необхідну надійність і довговічність дорожніх споруд.

Саме це дозволило в первісному обсязі визначити комплекс вимог до геосинтетичних матеріалів при їх спільній роботі з конструктивними елементами насипів, виїмок і їх природних підстав. Оскільки мова йде про спільну роботу, перш за все з грунтовими спорудами, то одночасно встановлювався комплекс вимог до грунтів зі штучною і природною структурою.

У розглянутий період були розроблені методики, які дозволили виконати комплекс необхідних досліджень і визначити характеристики геотекстильних матеріалів, а також систем "грунт (або інший дорожньо-будівельний матеріал) + геосинтетичний елемент". Досить широко були досліджені такі показники геоматеріалов як фільтраційна здатність, номінальна (гранична) міцність і відповідне їй подовження.

У 1977 р "СоюздорНИИ" спільно з групою вітчизняних інститутів був створений перший нетканий геотекстильний матеріал "Дорн". Отримано дослідні партії з розплаву полімеру і здійснено його масове виробництво. Результати досліджень відображені в перших документах і конструктивно-технологічних рішеннях для нафтопромислових доріг Західного Сибіру, що в значній мірі сприяло збільшенню темпів і якості їх будівництва.

Незважаючи на можливість застосування в сімдесяті роки геосинтетичний матеріалу тільки одного типу, а саме нетканого, в "СоюздорНИИ" на його основі були розроблені конструкції і відповідні технології для умов Західного Сибіру, включаючи райони поширення вічній грунтів.

Такі конструкції за своєю структурою і обліку механізму взаємодії грунту і геосинтетичний матеріалу визначили багато сучасних рішення із застосуванням більш міцних і менш деформативних сучасних матеріалів. Мова йде про конструкції "грунт в обоймі", в тому числі з використання мерзлого грудкуватого грунту, а також різних типів розділових шарів, які в певних умовах використовувалися для зниження нерівномірності опади слабкої основи при сезонному відтаванні діяльного шару під навантаженням від ваги насипу і впливу важкого будівельних і експлуатаційного транспорту.

Типовими рішеннями стали конструкції збірного залізобетонного покриття з розділовим і антікольматірующім елементом з нетканого геосинтетичний матеріалу, а також конструкції тимчасових доріг з прошарком геосинтетичний матеріалу в підставі.

Узагальнені результати експериментальних досліджень увійшли до відповідних розділів нормативних документів:

- ВСН 84-89 "Вишукування, проектування і будівництво автомобільних доріг у районах поширення вічної мерзлоти", М. 1989

Можливість регулювання напружено-деформованого стану земляного полотна в складних інженерно-геологічних умовах за допомогою геосинтетичних матеріалів була реалізована при розробці ряду спеціальних документів для дорожньої галузі. Слід зазначити рекомендації по вибору проектних рішень нафтопромислових доріг в районах Ямбурга і Уренгоя, технічні умови по освоєнню п-ва Ямал, рекомендації з технології спорудження земляного полотна із ґрунтів підвищеної вологості для умов Нечорноземної зониУкаіни і ін.

У 90-і роки значний імпульс проведенню досліджень на сучасному рівні дала перша Міжнародна конференція Об'єднаної Європи з дорожньої геосинтетики, що проходила в Маастріхт. Співробітники "СоюздорНИИ" виступили з освітленням досвіду застосування геосинтетики при проектуванні та реконструкції МКАД.

Визначальними факторами для застосування геосинтетичних матеріалів є їх унікальні властивості: міцність на розтягнення, деформативність, фільтраційна здатність, довговічність (120 років), взаємодія з грунтом.

2 Загальні відомості про МАТЕРІАЛІ

Дренажний геокомпозіт є дренажний ядро, скріплене з нетканим матеріалом (рис.1).

Рис.1. Види дренажних геокомпозітов

Дренажний ядро виконує функцію каркаса, зберігаючи свою фільтраційну здатність при чиниться на нього певному тиску.

Нетканий геотекстиль служить в якості фільтра, а також розділової прошарку і захисту дренажного ядра від пошкоджень.

Основні види дренажних геокомпозітов "Міаком"

Устаткування ГК "Міаком" дозволяє виготовляти дренажні мати різної товщини і поверхневої густини для досягнення необхідного показника водопровідності.

Залежно від умов будівництва, природних факторів, дренажний мат слід підбирати, враховуючи характеристики полімеру з якого він виготовлений.

3 ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ

Агресивна водне середовище завдає великої шкоди будівельним інженерним спорудам, механізми руйнування різноманітні.

Більшість будівельних матеріалів володіють порами, куди може проникати вода. При замерзанні вона перетворюється на лід зі збільшенням в обсязі на 10%, тому з кожним циклом промерзання-відтавання конструкція поступово руйнується.

Загальні властивості полімерів

Температура плавлення, ° С

- при 21 ° С, 65% відносної вологості,%

- при 24 ° С, 95% відносної вологості,%

Розривна міцність волокна при нормальних умовах, МПа

то ж, при зволоженні,% від нормальної

Розривне подовження волокна при нормальних умовах,%

Схильність до повзучості

Стійкість проти впливу:

На автомобільних дорогах при наявності в основі дорожнього одягу перезволожених здимаються в зимовий період відбувається процес морозного обдимання, що призводить до руйнування верхніх шарів асфальтобетону.

У сучасних містах атмосферна і грунтова вода є розчином самих різних речовин: оксидів вуглецю, сірки, азоту і фосфору, аміаку, хлору і т.д. Частина з них має високу хімічну активність. Взаємодіючи з різними компонентами будівельних матеріалів, ці речовини руйнують їх. Наприклад, бетон, мармур, силікатна цегла та інші матеріали містять нерозчинний кальцит. При його поєднанні з водою і вуглекислим газом утворюється розчинний гідрокарбонат кальцію, який легко вимивається з матеріалу. Це призводить до збільшення часу, зниження міцності і руйнування конструкції.

Для забезпечення відводу води від конструкцій влаштовуються дренажні системи. Застосування геосинтетичних матеріалів (композитів) в цих системах більш ефективно з традиційними рішеннями.

Дренажні геокомпозітние матеріали застосовуються в наступних випадках:

1. Відведення поверхневих і ґрунтових вод.

2. Прискорення процесу консолідації.

Перевагами матеріалу є:

- можливість застосування при будь-яких грунтових умовах;

- технологічність укладання, економія часу і трудовитрат.

4. КОНСТРУКЦІЯ дренажні геокомпозітов І ПРИНЦИП ЙОГО РОБОТИ

4.1 Загальні дані

Геокомпозіт може складатися з двох або трьох конструктивних шарів (рис.1), які і забезпечують вищевказані властивості. Нетканий геотекстиль виконує функцію фільтру і захисту дренажного ядра від пошкодження і замулювання. Дренажний ядро служить для забезпечення водопровідності в його площині, при чиниться тиск від вищого матеріалу (рис.2).

Рис.2. Принцип роботи дренажного геокомпозітов

4.2 Різновиди нетканих матеріалів і технологія їх виробництва

Сировиною для нетканих матеріалів може служити поліефір, поліамід, поліпропілен та інші полімери. Виготовлення нетканих матеріалів з штапельних волокон ділиться на три стадії:

- скріплення волокнистої основи;

При виробництві нетканого геотекстилю застосовують такі методи холстоформірованія:

- сухе холстоформірованіе (drylaid);

- аеродинамічний холстоформірованіе (airlaid);

- гідравлічне або вологе холстоформірованіе (wetlaid);

- холстоформірованіе за технологією спанбонд-спанлейд (фільерно метод) (spunbond-spunlaid).