ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСОБЕННОСТЬ ГЕОТЕКСТИЛЯ, УЧИТЫВАЕМАЯ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Аннотация: в статье рассказывается о том, что такое геотекстиль, описываются его особенности, а также проводится анализ и сравнение функциональных и технологических особенностей разных видов геотекстиля при устройстве дорожных одежд.

Ключевые слова: геотекстиль, Тайпар, Дорнит, Стабитек, дорожная одежда, дорожное полотно, строительство.

Геотекстиль (гео – земля, textile — ткань, материя) – это современный универсальный рулонный материал, который применяют в строительстве, в промышленности и сельском хозяйстве. Использование геотекстиля при устройстве дорожных одежд позволяет предотвратить уменьшение несущей способности автополосы с течением времени или при низких температурах, а также добиться ровной колеи (появление которой неизбежно при регулярном проезде транспорта), что в целом увеличивает прочность дорог.

Рисунок 1. влияние геотекстиля на стабильность слоя щебня

По структуре синтетические текстильные материалы подразделяются на тканые и иглопробивные.

Иглопробивные материалы имеют беспорядочную спутано-волокнистую структуру, просты в изготовлении, надежны в работе в качестве фильтрующих элементов. К нетканым или иглопробивным относится большинство геотекстильных материалов.

Тканые материалы имеют упорядоченную структуру в виде двух взаимно перпендикулярных систем нитей, переплетенных между собой. Они более трудоемки в производстве, но имеют высокую прочность и малую деформативность в диагональном направлении и повышенную сопротивляемость прорыву. [1]

В дорожной одежде геотекстиль может выполнять функции разделителя, фильтра, а также быть армирующим слоем между нижним грунтом и насыпным материалом. Он не дает частицам грунта попасть в насыпной материал  частицами грунта, что сохраняет функцию распределения нагрузки, а также не дает насыпному материалу проникнуть в грунт, что экономит расход материала. Также геотекстиль образует армирующий слой на мягком, слабонесущем грунте, не дает разрушиться откосам, уменьшает деформацию дорожного полотна.

Рисунок 2. укладкa геотекстиля в дорожном строительстве

В расчетах прочности дорожной одежды в толщину дополнительного слоя основания добавляют защитный слой, при устройстве которого можно применять геотекстиль.

В конструкциях дорожных одежд для дорог с тяжелым и интенсивным движением в местах сопряжения слоев из крупнозернистых или гравийных материалов с песчаными слоями основания или грунтом земляного полотна необходимы разделяющие прослойки из геотекстиля в целях предотвращения взаимопроникновения материалов смежных слоев и снижения в связи с этим долговечности конструкции.

При устройстве всех слоев дорожной одежды из монолитных материалов в качестве плоскостного горизонтального дренажа при соответствующем технико-экономическом обосновании можно применять вместо дренирующего слоя прослойку из геотекстиля толщиной не менее 4 мм с коэффициентом фильтрации не менее 50 м/сут с выпуском полотнищ на откосы насыпи на высоту не менее 0,5 м. Выбор геотекстиля в этом случае производится по специальным указаниям. [2]

Рассмотрим для примера геотекстиль Тайпар (Typar), его производит фирма Du Pont из 100 % стабилизированного полипропилена (ПП) термическим соединением непрерывных волокон диаметром 40–50 μ путем каландрирования. Материал имеет серебристый цвет, также он жесткий, водопроницаемый. У этого геотекстиля изотропные (одинаковые) механические и деформативные показатели в продольном и поперечном направлениях.

Тайпар имеет повышенную износостойкость при воздействии динамических нагрузок и высокую сопротивляемость к различным химическим реагентам (кислот, щелочи, органические субстанции), не гниет, не разлагается в грунте в течение 100 и более лет.

Геотекстиль Тайпар может применяться в экстремальных климатических условиях (суровые морозы или сильная жара). При прямом воздействии ультрафиолетового облучения на материал Тайпар не образуется побочных продуктов (химических соединений), но так как полимер полипропилен обладает пониженной светостойкостью, нежелательно оставлять полотна незащищенными от прямого солнечного воздействия более чем на сутки.

Повышение сдвиговых характеристик и несущей способности связных переувлажненных грунтов обеспечивается, за счет собственной прочности и сопротивляемости растягивающим усилиям Тайпара, а также за счет перераспределения напряжений в нижележащем грунте.

В конструкциях дорожных одежд автомобильных и городских дорог геотекстиль Тайпар применяется на границе между земляным полотном и несвязным основанием дорожных одежд на постоянных и на временных дорогах без твердого и с твердым покрытием (рис.3).

Рисунок 3. Конструкции дорожных одежд с геотекстилем Тайпар для переувлажненных грунтов: а – для временных дорог переходного и низшего типа (без твердого покрытия); б – для постоянных дорог усовершенствованного капитального и облегченного типа (с твердым покрытием); 1 – твердое покрытие; 2 – зернистое основание; 3 – дренирующий слой из песка; 4 – покрытие из необработанных вяжущими материалами; 5 – грунт земляного полотна; 6 – геотекстиль Тайпар

В приведенных конструкциях Тайпар всех типов, предотвращая взаимное перемешивание зернистых материалов и грунта земляного полотна, обеспечивает необходимую степень уплотнения грунта и конструктивных слоев дорожной одежды при меньших энергетических затратах.

Также очень известен такой нетканый материал как Fibertek, у него широкий спектр применения, его применяют при строительстве автодорог, гидротехнических объектов, туннелей, дренажных систем, железных дорог.

Очень известна российская марка геотекстиля «Дорнит», (название пошло от слов «дорога», «нить», это указывает на дорожное строительство). В настоящее время вместо нитей в составе полимерный синтетик, поэтому данная марка не уступает иностранным аналогам.

Геотекстиль «Стабитек» применяют для армирования слабых оснований. Он выдерживает большие растягивающие нагрузки, хорошо сцепляется с грунтом.

В зависимости от пропускной способности, типа покрытия, количества рядов, а также типа машин, которые ездят по дороге используют геотекстиль разной плотности.

В заключение хотелось бы сказать, что в настоящее время геотекстиль считается инновационным материалом, наравне с геомембраной и геосеткой, ведь они незаменимы в дорожном строительстве. Геотекстиль помогает повысить срок службы дороги, также он предотвращает расслаивание насыпных материалов в дорожной одежде, не давая им смешаться друг с другом и с грунтом, удерживает необходимую толщину слоя.

Хотелось бы отметить, что геотекстильные материалы используются в различных строительных отраслях. Они удешевляют техническое обслуживание, увеличивают срок работоспособности конструкций.

Список литературы:

1. Подольский В.П. Технология и организация строительства автомобильных дорог Т. 1: Земляное полотно. Учебное пособие Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2005. – 528 с.
2. Корочкин А. В. Проектирование нежѐстких дорожных одежд. Учебное пособие Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический университет), 2005. – 130 с.
3. Бондарева Э.Д. Альбом типовых конструкций с применением геотекстиля Тайпар SF при строительстве автомобильных, городских, промышленных и временных дорог и благоустройстве городских территорий СПб ГАСУ 2009 г. [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://10028626.fis.ru/documents/107738.pdf (дата обращения 20.10.2017)
4. Значение геоматериалов: геосетка и геотекстиль  строительстве современных дорог [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://igorkovalenko.com/2016/05/12/znachenie-geomaterialov-geosetka-i-geotekstil-v-stroitelstve-sovremennyx-dorog/ (дата обращения 21.10.2017)