Нетканые синтетические материалы при строительстве дорог

Виды геотекстиля: свойства, применение, способы укладки

В довольно обширном ассортименте строительных материалов геосинтетики занимают особое место благодаря технико-эксплуатационным характеристикам. Геотекстиль также относится к группе геосинтетических материалов и его уникальные свойства определили области использования – это дорожное строительство, возведение гидротехнических сооружений. С развитием технологий производства геоматериала сфера его применения значительно расширилась.

Виды геотекстиля и способы производства

Внешне материал представляет собой гибкое полотно, по виду и фактуре похожее на войлок. В отличие от войлочного материала, основой для которого является органическое сырье, геотекстиль изготавливается из полимерных волокон – полипропилена, полиэфира, полиэтилена и других синтетиков нового поколения. По технологии производства гибкие геосинтетики классифицируются на два вида: тканый и нетканый, причем способов изготовления нетканого материала существует несколько.

Иглопробивное нетканое полотно геотекстиля образуется путем прокалывания рыхлого слоя из синтетических волокон иглами треугольного сечения с зазубринами. В результате такой обработки волокна скрепляются между собой, слой уплотняется, материал сохраняет высокую фильтрационную способность, хорошую эластичность.

Нетканый термофиксированный геотекстиль — разновидность иглопробивного геоматериала, волокна которого дополнительно подвергаются термообработке – обдуванию слоя горячим воздухом. Полученное полотно имеет более низкие фильтрующие показатели, чем иглопробивной геотекстиль, но более высокую прочность на разрыв.

Термоскрепленные геосинтетики изготавливаются из расплавленных синтетических гранул экструзионным методом. Далее на поверхность полотна наплавляются синтетические волокна, что способствует упрочнению слоя. Геотекстиль, полученный методом термоскрепления, имеет однородную структуру и обладает высокой устойчивостью к механическим нагрузкам и хорошей фильтрационной способностью.

Тканый геотекстиль также известен под названием геоткань. Этот вид геосинтетиков получается путем полотняного переплетения синтетических мононитей под прямым углом. Дополнительно полученное полотно обрабатывается пропитывающими составами, которые обеспечивают необходимую плотность материала. Геоткань обладает наименее прочностными характеристиками на разрыв и растяжение, по сравнению с неткаными геоматериалами.

Основные свойства и особенности геотекстиля

Одной из важных технических характеристик материала считается прочность, которая зависит от используемого в производстве сырья. Геотекстиль наивысшего качества имеет в своем составе первичный полипропилен – именно из него получаются прочные длинные мононити. Полипропиленовые геосинтетики применяются при возведении сложных объектов с высокими требованиями по безопасности и надежности. Менее прочные геоматериалы изготавливаются из волокон полиэфира или полиэтилена – эти материалы подходят для использования в быту и сельском хозяйстве.

Популярность геотекстиля в строительной, сельскохозяйственной отраслях, промышленности объясняется его эксплуатационными свойствами:

• стойкостью к разрушению под воздействием факторов окружающей среды;
• невосприимчивостью к гниению, повреждениям от насекомых, грызунов;
• инертностью к химическим реагентам, сохранение характеристик при взаимодействии с агрессивными средами;
• высокой эластичностью, растяжимостью до 45%;
• безвредностью для окружающей среды;
• высокой влагопроницаемостью, низкой впитывающей способностью;
• длительным сроком службы.

Смесовые (многокомпонентные) геоткани не отличаются высокой прочностью, поскольку для их производства используются не только синтетические нити, но и волокна, полученные путем переработки отходов текстильной промышленности (вискоза, хлопок, шерсть).

Функциональные возможности геотекстиля

Геотекстиль нашел применение для решения многих задач. Он может использоваться:

• для армирования, укрепления грунта на откосах, склонах, насыпях;
• для увеличения несущей способности грунта на горизонтальных поверхностях;
• для разделения слоев почвы, насыпных строительных материалов;
• для защиты от эрозии, выветривания плодородных слоев почвы;
• для фильтрации, предотвращения выноса частиц грунта водами;
• для дренирования, отвода воды в нужном направлении;
• для гидроизоляции искусственных водоемов, создания газо-, водонепроницаемого барьера.

Плотность – основная характеристика геотекстиля

В строительные и хозяйственные магазины геотекстиль поступает в виде рулонов шириной от 150 до 550 мм и длиной от 30 до 150 м. На этикетке производители указывают еще один параметр – это плотность геосинтетического материала, которая изменяется в пределах от 17,3 до 600 грамм на квадратный метр. По этой технической характеристике определяются такие важные свойства, как степень устойчивости к деформации и механическим нагрузкам, степень водопроницаемости. Поэтому плотность геотекстиля подбирают в зависимости от целей выполняемых работ:

Чем выше плотность геотекстиля, тем выше его цена. Для выполнения большинства работ на приусадебном участке достаточно материала плотностью 150-200 грамм на кв. метр, который отличается невысокой ценой и обладает всеми необходимыми эксплуатационными свойствами.

Устройство дренажа с использованием геотекстиля

При строительстве сооружений, близлежащих к естественным водоемам, возникает необходимость защиты строений от переизбытка влаги в почве. Это грозит образованием пустот в грунте, проседанием и последующим разрушением фундаментов строений. От сезонного поднятия уровня подземных вод страдают насаждения культурных растений. Для того, чтобы избежать всего этого, возводят специальные системы. Для дренажа подходит иглопробивной геоматериал плотностью 100 – 250 гр./кв.м, коэффициентом фильтрации не менее 50 кубометров в сутки.

Для обустройства дренажа в подготовленную траншею укладывается геополотно без натяжения. Геотекстиль засыпается сверху 20-сантиметровым слоем гравия, в который укладываются водоотводные трубы. Эти трубы также засыпаются гравием и сверху внахлест закрываются свободными краями полотна. Полученная дренажная система надежно защищена от заиливания, благодаря высокой фильтрующей способности геотекстиля. Такие системы обустраивают вокруг зданий, вдоль автотрасс и железнодорожных путей, расположенных в районах с переувлажненным грунтом.

Источник

Геосинтетические материалы в строительстве

Возникла необходимость предотвратить разрушающее действие природных факторов на речные берега, появилось желание использовать заболоченную местность как опору для фундамента, построить несколько уровней развязок автомобильной магистрали, или не знаете, как превратить крышу дома в роскошный сад и решить вопрос с очищением грунтовых вод? Ответ есть! Геосинтетические материалы помогут забыть надолго о таких проблемах.

Содержание:

Огромным преимуществом является использование высококлассных материалов, новейших разработок этой области в строительстве дорожных путей. Достижение любых поставленных перед собой целей становится реальным лишь с использованием инновационных технологий, позволяющих снизить затраты финансовых ресурсов и обеспечить качество на высоком уровне. Использование геосинтетических материалов открывает новые горизонты в решении сложнейших задач транспортного строительства.

Какие же преимущества у геосинтетиков перед уже известными и широко применяемыми строительными материалами? Насколько продуктивно и в какой области их можно использовать? Эти вопросы становятся все актуальнее и острее в индустрии отечественного строительства.

История создания

Более трех тысяч лет назад шумерами была построена башня Зиккурат. Для усиления ее прочности в кирпич добавляли волокна тростника. Ветки тамариска укрепили Великую Китайскую стену, местами сделанную из глины и гравия, строительство которой было закончено в 200 году д. н. эры. Продольно русла реки Тибр римляне строили усиленные тростником насыпи.

Природные материалы для укрепления насыпей использовали в Древней Руси. Обычно, это были кустарники или деревья. Использовать металл научились в более позднем периоде, но у него был короткий срок службы.

Вшестидесятых годах двадцатого столетияна смену старым и недолговечным материалам пришли геосинтетики со сверхдолгим сроком службы 120-150 лет.

Что же такое геосинтетики?

Современные материалы, для создания которых применяют натуральные или искусственные полимеры, используемые с целью повышения надежности грунта или иных строительных конструкций, называются геосинтетическими или геосинтетиками.

Полиэтилен (PE) , полиамид (PA) , полипропилен (PP), полиэфир (PET), полиарамид – это органические вещества, необходимые в производстве геосинтетических материалов.

Основные направления использования:

• защита конусов путепроводов и откосов от эрозионного действия природных факторов
• возведение насыпей и откосов с большой крутизной
• укрепление непрочных оснований железных и автомобильных дорог
• создание из грунта вертикальных подпорных стен.

Существует множество вариантов применения геосинтетиков в дорожном строительстве, и каждый из них предполагает использование большого количества различных видов геосинтетических материалов. Это и георешетка, и геосетка, и геотекстиль, необходимые для увеличения прочности оснований. Одним из основных преимуществ перед обычно применяемыми материалами является взаимозаменяемость и взаимодополняемость.

Успели накопить определенный опыт по использованию каждого из вида геосинтетических материалов, в зависимости от направления деятельности и поставленных задач. Совокупность трехмерных или плоских геометрических форм представляют собой геосинтетики и выпускаются на продажу в качестве геосеток, геотекстилей, георешеток, геомембран, геоматов.

Геотекстили – это проницаемые для воды, плоские, созданные из натуральных или синтетических полимеров, вязанные, нетканые или сотканные материалы, которые необходимы для использования при производстве строительных работ с грунтом или другими материалами и в геотехнике. С помощью провязывания соединяют филаменты, нити, волокна и другие составные элементы для создания вязанного геотекстиля.

Структура нетканных материалов

Закрытую структуру имеют тканные и нетканые материалы, выполненные из полимерных основ. При помощи термического скрепления каждого составляющего элемента производят нетканые материалы, необходимые для разделения или фильтрации, в качестве прослоек. В технике производства нетканого геотекстиля – проницаемого для воды материала из синтетических или натуральных полимеров – используют термический или механический адгезивный способ закрепления нитей, волокон, филаментов.

Большая растяжимость и низкая прочность характеризуют нетканые материалы. Для предотвращения смешивания грунтов, в качестве слоев для разделения или для фильтрации в дренажных системах используют нетканые геотекстили, так как процент удлинения при разрыве равен семидесяти. Как защиту составных частей гидроизоляции от механических повреждений их используют, к примеру, в строительстве сооружений для утилизации отходов или защиты геомембран экранов, предотвращающих фильтрацию.

Составными элементами структуры тканных геотекстилей или геотканей являются ленты или нити, которые переплетаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Геоткани применяют, в основном, для армирования грунта.

Геоткани проницаемы для воды, практически не изменяют своей формы и объема, обладают высочайшей прочностью. Сотням килоньютонов на один метр ширины равняется прочность на растяжение геотекстилей, и максимум 15 процентов достигает удлинение при разрыве. Вот почему для усиления несущей способности и увеличения прочности оснований из грунта, геотекстили используют как армирующие составные части.

Где только не применяют геоткани? Это и защитные экраны, предотвращающие фильтрацию, и полигоны для хранения и утилизации отходов, и различные конструкции, служащие основой, для строительства которых используется грунт. Можно сооружать объемные замкнутые устройства, которые заполняются грунтом, такие, как геоконтейнеры и геотубы, с помощью тканных геотекстилей, предназначенных для укрепления берегов и возведения дамб.

Разновидности геосинтетической продукции

• Проницаемые для воды, имеющие плоскую или трехмерную форму, созданные из полимерных основ материалы, но не относящиеся к геотекстилям, называются геотекстильподобными, к которым относятся геосетки, георешетки, геоматы.
• Состоящие из геотекстиля и натуральных глин, коэффициент фильтрации которых очень низкий, а также производящиеся на заводах материалы, называются геосинтетические глиноматы. Можно услышать и второе название –маты из бентонита. Их можно использовать как альтернативу при создании полигонов для утилизации и хранения отходов, или экранам, сделанным из глины, или в производстве завес, предотвращающих фильтрацию, или прудов.
• Материалы в рулонах, произведенные из ниток или лент полимеров, имеющие ячеистую структуру, называются геосетками. Они предназначены для армирования асфальта или грунта. Некоторые виды в своей структуре имеют нетканые материалы, это так называемые композиционные геосетки.
• Материалы, основным структурным элементом которых является ячейка, сделанные из лент полимеров, скрепленных швами, расположенными в шахматном порядке, называютсягеорешетками. Применяются они, как для армирования оснований, с целью их усиления, так и для защиты склонов от эрозий.
• Объемные материалы, выпускаемые в рулонах, предназначенные для достижения различных целей и имеющие отличную друг от друга структуру, называются геоматами. Среди выпускаемых геоматов есть как для укрепления дренажных конструкций, так и для защиты от эрозии и озеленения склонов и берегов.
• Материалы, используемые для решения различных инженерных задач в геотехнике окружающей среды обитания как изолирующие средства, состоящие из полимеров листовидной формы, называются геомембранами. Это полимерные материалы в рулонах, выпускаемые с целью использования в качестве изоляции сооружений, находящихся под землей, от пара, газа и воды, а также в строительстве различных защитных экранов, искусственных прудов, испарителей, отстойников и так далее.

Область применения

Уже более тридцати лет о применении геосинтетических материалов известно в международном строительстве. Высокие темпы развития характеризуют производство геосинтетиков. В наши дни на международный рынок поставляется более 380 их видов. Для температурной изоляции вниманию всех, кто заинтересовался, представлено невероятное множество всевозможных разновидностей геонитей, геосеток, геотекстилей, геоплит, геосот, георешеток. И каждый из выше представленных материалов отличается друг от друга механизмом производства, составными элементами, назначением и областью применения, объемом, длиной, характеристиками, свойствами и так далее.

Каждый год для осуществления проектов более ста тысяч различных строительных сооружений всего мира предлагается применять геосинтетку.

Существуют две основные причины такого широкого ее распространения.

1. Экономическая сторона связана с более дешевым, менее затратным и как следствие более выгодным строительством, ремонтом и содержанием различных автомобильных магистралей и дорог, железнодорожных путей. В свете экологического аспекта геосинтетические материалы рассматривают, как возможность снизить количество используемых природных ресурсов и тем самым благоприятно повлиять на состояние окружающей среды.
2. Также при применении геосинтетиков в качестве дополняющих материалов в строительстве, можно увеличить срок службы возводимых сооружений, добиться высочайшего уровня производимых работ, тем самым уменьшая процент недоделок и брака, повысить культурную сторону производства.

На территории стран СНГ остро стоит вопрос о возможности использования последних достижений науки в области дорожного строительства и охраны природы. На сегодняшний день это одна из актуальнейших и наболевших проблем. Среди которых неблагоприятные климатические условия с большим интервалом в температурных величинах, непростые геологические условия этих мест, созданные еще более четырех десятков лет назад дороги, многие из которых давно уже в непригодном состоянии, являются основными. При сегодняшнем росте количества автомобильного транспорта, и все возрастающей нагрузке на дорожные пути, проблема повышения надежности и долговечности дорожного полотна, его стойкости к трещинам и устойчивости к сдвигам, становится все более актуальной. Основная масса автодорог рассчитана лишь на небольшие нагрузки, не более шести тс на ось. Однако современные условия диктуют необходимость производить автомобили, оказывающие до 10 тс нагрузки на ось дороги.

Зачастую, более тяжелые транспортные средства можно встретить в потоке движения. Уровень автомобильного потока также возрастает с каждым днем и уже сейчас составляет 45-50 тысяч транспортных средств на определенных участках, которые в свою очередь рассчитаны на нагрузку не более 6 тысяч единиц. Поэтому многие дорожные полотна весьма изношены, не пригодны к выполнению своих функций и требуют проведения частых ремонтных работ.

Современные рыночные отношения предполагают использование строительных средств и сил с большей выгодой. Если, к примеру, провести армирование асфальта при помощи геосеток из стеклоровинга, это позволит толщину последнего уменьшить на 20 процентов.

Строительство дорог с геотекстилем

Геосинтетики используют во многих областях дорожного строительства: это и сооружение дренажных конструкций, и разбивка дорожного полотна на отдельные слои, и укрепление насыпей, и армирование асфальтового покрытия, и возведение стен, служащих опорой, и создание откосов с высокой крутизной. Объемные георешетки, геосетки, геоткани применяют, при необходимости армирования, с целью сооружения конструкций из грунта или создания с повышенной крутизной откосов. Несомненным доказательством предпочтительного выбора геосинтетических материалов перед традиционным возведением подпорных стен из бетона, оградительных конструкций из шпунта, простой заменой грунта, является экономическая сторона вопроса. Можно применить дисперсное армирование асфальта, к которому относится использование волокон из полимеров, геосеток и сделанных на их основе композиционных материалов.

Строительство подземных сооружений

Для дренажных конструкций пластового и пристеночного типа используют геоматы, помогающие решить такие проблемы, как гидро — и пароизоляция части здания, находящейся под землей, устранение гидростатического давления, оказываемого грунтовыми водами, а при бетонировании стен, она является еще и опалубкой. С целью гидрологической изоляции подземных сооружений применяют геомембраны, которые обладают повышенной устойчивостью к различным физико-химическим воздействиям и лучшей эластичностью, в сравнении с обычно используемыми материалами.

Строительство в сфере охраны природы

Геосинтетические материалы можно использовать как противоэрозионное средство для почвы, или с целью озеленения и выполнения защитной функции берегов. Для этого можно применить противоэрозионные маты, использование которых более выгодно, чем традиционных камней, бетона и дерева. Геоматы способствуют быстрому развитию корневой системы и защищают почву от эрозии еще до того, как появится растительный покров. При возведении сооружений для утилизации и хранения отходов, необходимо предусмотреть изоляцию от газов и воды, построить дренажные системы, обеспечить устойчивость – во всем этом помогут геосинтетические материалы, нашедшие широкое распространение в этой области.

Гидротехническое строительство

Для сооружения экранов, обеспечивающих гидроизоляционную защиту

предотвращающих фильтрацию, плотин и дамб, успешно используют геосинтетические материалы, такие как геоматы из бентонитовой глины и геомембраны. Гарантированную защиту на долгие годы от разрушающего действия водных факторов обеспечат геомембраны, даже в экстремальных условиях.

Но это не все области применения геосинтетических материалов, с их помощью можно озеленить любой участок земли, построить сад на крыше своего дома, сделать спортивную площадку.

Советы профессионалов

Перед тем, как отдать предпочтение какому — то из видов геосинтетического материала, важно иметь представление о том, что свойства каждого из них зависят от структуры применяемых для их производства полимеров. А это в свою очередь определяет такие характеристики, как

• устойчивость к перепадам температур,
• прочность,
• надежность,
• долговечность,
• способность противостоять любым агрессивным факторам окружающей среды.

Невозможно достичь успеха в использовании геосинтетических материалов, если не следовать четко всем инструкциям и правилам их применения.

• Укладывать геосинтетики необходимо на строго ровную поверхность.
• Оседание напрямую связано с обеспечением требуемого натяжения.
• Также очень важным моментом является соблюдение всех правил и норм по соединению геосинтетических материалов и образованию нахлеста между ними, в результате чего должно получиться единое полотно.
• Чтобы не ухудшить качеств и получить удовлетворение от ожидаемого, необходимо обязательно выполнить все рекомендации.

Ситуация на рынке

С большей уверенностью геосинтетические материалы завоевывают современный рынок. Высокие темпы развития строительной индустрии предопределяют использование достижений научно – технического прогресса и инновационных технологий, чем и являются геосинтетики. Более подробно о современной ситуации на российском рынке сбыта читайте в нашей публикации«Геотекстиль ГеоПол от «Полилайн»: качество на выгодных условиях».

Источник