Геосинтетические материалы повышающие качество дорожных покрытий

Строительство и реконструкция автомобильных дорог в современных условиях требуют постоянного снижения стоимости работ, экономии дорожно-строительных материалов, сокращения сроков выполнения работ. При этом растут требования к надежности и долговечности дорожной конструкции. А значит, дорожному строительству необходимо применение качественно новых материалов, позволяющих строить быстро, экономно и качественно.Такими материалами в последнее время в стали геосинтетики. еосинтетические материалы применяются в строительстве в виде рулонных материалов, сеток, матов, мембран.

Многие страны уже более 30 лет используют их в гидротехническом, дорожном, подземном, природоохранном строительстве, для стабилизации эрозионных процессов грунтов и почв. Такая тенденция обусловлена увеличением сложности и ответственности архитектурных и строительных решений, реализуемых в сложных инженерно-геологических и климатических условиях, возрастающей урбанизацией территорий, что диктует необходимость применения новых технологий.

Геосинтетические материалы изготавливаются двумя способами – переплетением различных синтетических и стеклянных волокон на ткацких машинах (тканые геосинтетики) и иглопробивные (нетканые).Тканые материалы изготавливаются в виде сеток и рулонных материалов.Нетканые – в виде рулонных материалов и плит.

Сетка – это плоская, жесткая структура с равномерно размещенными ячейками переменных или постоянных размеров, которые создаются из двух систем беспрерывных волокон, наложенных друг на друга, и скрепленных третьей системой нитей, пропитанных полимерной композицией на основе битума.

Сетки применяются для армирования в тех случаях, когда проникновение грунта не имеет значения. Сетки могут изготавливаться из полосок или путем перфорирования листового материала.

Тканый рулонный материал – это плоская структура, состоящая из сплошных переплетенных полимерных волокон в поперечном и продольном направлениях (полипропилен, полиамид, полиэфир).Нетканый рулонный материал производится за счет скрепления иглопробивным способом бесконечных нитей с последовательным упрочнением за счет механического действия – сшивания, адгезивным способом или когезионным путем термического влияния.

Решение о применении того или иного геосинтетического материала должно приниматься для каждого отдельного случая на основе проведенных расчетов с учетом свойств материала.

Чтобы успешно выполнять свои функции, геосинтетический материал должен иметь следующие свойства:

· разделение

- высокая прочность на растяжение,

- высокая способность удлинения,

- высокая сопротивляемость статическому и динамическому вдавливанию,

- соответственный размер пор,

- водопроницаемость должна быть выше, чем у фильтрующего материала,

- высокая химическая стойкость;

· укрепление

- высокий начальный модуль,

- высокая прочность на растяжение,

- высокое усилие на разрыв,

- достаточные механические свойства, чтобы выдержать нагрузку при укладке,

- высокая химическая стойкость;

· фильтрация

- соответственный размер пор,

- водопроницаемость выше, чем у фильтрующего материала,

- достаточное проникновение даже под давлением,

- достаточные механические свойства, чтобы выдержать нагрузки при укладке,

- высокая химическая стойкость;

· дренаж

- свойства текучести, на которые не действует давление,

- постоянные свойства текучести на протяжении времени,

- соответственная фильтрующая ткань.

На основе проведенных исследований можно утверждать, что геосинтетические материалы могут укладываться в любом слое дорожной конструкции.

Сетки в верхних слоях покрытия применяются для замедления образования трещин и повышения прочности и долговечности дорожного покрытия. При укладке армирующей прослойки необходимо учитывать, что армирование асфальтобетонных покрытий синтетическими сетками, которые имеют модуль упругости на порядок выше модуля упругости асфальтобетона, по своей природе существенно отличаются от армирования бетонных изделий стальной арматурой. Если разделить работу асфальтобетонного покрытия на две стадии – период образования волосяных трещин и период их раскрытия, то на первой стадии работы асфальтобетонного покрытия синтетическая сетка практически не влияет на повышение несущей способности асфальтобетона и дорожной конструкции в целом. Таким образом, первые микротрещины в неармированном и армированном покрытиях появляются практически одновременно. Но если в неармированном асфальтобетонном покрытии развитие трещин происходит очень интенсивно, то при армировании синтетической сеткой рост трещин ограничивается уровнем укладки сетки. Ячейки сетки работают как анкеры в асфальтобетоне, и являются опорой для большого заполнителя, повышая стойкость зернового каркаса и тем самым увеличивая структурную прочность и жесткость покрытия.

Сетка, включаясь в работу при растяжении на изгиб, предотвращает дальнейшее развитие микротрещин. Проведенные исследования подтверждают, что асфальтобетонное покрытие, армированное сеткой, может выдерживать при одинаковом уровне деформаций гораздо большее количество нагрузок по сравнению с неармированной конструкцией.

Моделирование в лабораторных условиях работы асфальтобетонного покрытия над швами более твердого слоя основания показало, что в неармированной конструкции, которая поддается влиянию многоразовых нагрузок, трещина в непосредственной близости над швом возникнет достаточно быстро. В то же время конструкция, армированная синтетической сеткой при опасных вертикальных и горизонтальных перемещениях краев способна замедлить процесс создания трещин приблизительно в 2-2,5 раза. Это связано с тем, что сетка, включаясь в работу в месте стыка, принимает горизонтальные усилия и увеличивает распределительную способность асфальтобетона, обеспечивая передачу вертикального усилия на большую площадь. В результате вместо одной раскрытой трещины на расстоянии, приблизительно равном пятикратной ширине шва в обоих направлениях от него, возникнет сеть нераскрытых трещин, которые не нарушают целостности асфальтобетонного покрытия.

Синтетические сетки в дорожной одежде на 40-70% снижают величину горизонтального напряжения, которое передается на нижние слой. В качестве подгрунтовки при укладке сеток между слоями используют битум или битумную эмульсию.

При армировании покрытий верхний слой над сеткой должен быть не менее 4 см.

Для армирования асфальтобетонных покрытий применяют сетки, изготовленные из синтетических (полиэфирные, полипропиленовые, полиэтиленовые, поливинилхлоридные) и природных материалов (базальтовые, стекловолоконные с использованием битума и композитных материалов, которые включают синтетические и натуральные материалы). Сетки имеют высокие характеристики по прочности и низкие деформационные характеристики, химически и биологически стойкие, а также характеризуются достаточной адгезией к битуму и термостойкостью в диапазоне рабочих температур укладки асфальтобетонной смеси.

В связи с тем, что существуют различные виды трещин по своей ширине и конфигурации, перекрытие их должно выполняться геосинтетическими полосами различной ширины

При укладке геосинтетических материалов на стыках при расширении ширина полосы должна быть 1 м, то есть по 0,5 м с каждой стороны от стыка.

Дата добавления: 2015-06-30