Ключевые слова: дорожные насыпи, устойчивость откосов, геосинтетические материалы
Известно, что на дорогах, проложенных на участках с пересеченным рельефом, могут возникать различные деформации откосов. Это может происходить из-за выклинивания грунтовых вод, чрезмерной крутизны откосов, применения неустойчивых грунтов для возведения насыпей. Для расчета устойчивости насыпи учитывается несколько факторов: крутизна откоса, особенности грунтов, цели укрепления откоса. На этом этапе появляется необходимость инженерных расчетов и геологических изысканий. Однако, сегодня имеются материалы и конструкции, используемые для откосов разной крутизны. К ним и относятся геосинтетики.
При недостаточной устойчивости откосов насыпи повысить устойчивость можно, используя жесткие плоские геоткани, георешетки или объемные материалы, имеющие коэффициент относительного удлинения при разрыве не более 10–15 %. Применение геосинтетических материалов для повышения устойчивости откосов насыпи основано на совместной работе прослойки и грунта в зоне оползания откоса. Назначение армирующих прослоек заключается в повышении сдвиговой прочности толщи грунта.
Кроме того, геосинтетические материалы обладают высокой долговечностью и устойчивостью к агрессивным воздействиям.
Проведя анализ характеристик геосинтетических материалов как зарубежного, так и отечественного производства, следует выделить несколько наиболее интересных материалов, которые можно рекомендовать для повышения устойчивости откосов насыпей в дорожном строительстве.
Достаточно широкое распространение на сегодняшний день получают сооружения из армированного грунта, которые представляют собой искусственное сооружение, выполненное посредством послойного армирования грунта насыпи геосинтетическими материалами, в частности — одноосно ориентированными георешетками. Эффект армирования в данном случае состоит в неодинаковом ограничении геосинтетическим материалом нормальной деформации в разных направлениях.
Технология применения геосинтетики менее трудоемка, по сравнению с сооружением стен из бетона. Она позволяет существенно увеличивать ставку экономической выгоды, по сравнению с использованием традиционных технологий, предполагающих возведение бетонных подпорных стен, шпунтовых ограждений или даже замену грунта при выполнении строительных работ на площадках со слабым неустойчивым основанием.
Геотекстиль Стабилекс (геоткань) — относится к разделу геосинтетиков и представляет собой тканое полотно из высокопрочных полиамидных нитей. Применяется для строительства насыпей повышенной крутизны из сыпучих материалов возведения подпорных стен.
Аналогичный геоматериалу Стабилекс материал Геоспан ТН — тканый геотекстиль, изготавливаемый из прочных полипропиленовых нитей, что обуславливает применение материала для армирования грунтов и повышения их устойчивости в откосах.
Тканая структура Геоспана ТН обеспечивает высокие показатели прочности на разрыв в продольном и поперечном направлении, а также низкую деформативность. Геоспан ТН повышает прочность грунтов за счёт увеличения несущей способности; улучшения сопротивления колееобразованию; предотвращения неравномерных просадок.
Нотекс (NOTEX®GX) — универсальная усилительная геосетка, разработанная для всех способов армирования любых типов грунта. Изготовлена по инновационной технологии из полиэфирных или полипропиленовых нитей, обладает высокой прочностью при малых деформация. Гибкая, устойчивая георешетка Notex GX может быть применена для укрепления насыпей и откосов, стен и опор, а также несущих конструкций.
Рис. 1. Внешний вид геосетки Нотекс (NOTEX®GX)
Также наряду с геотканями можно применять георешетки, которые прекрасно зарекомендовали себя в дорожном строительстве. В частности, их применяют для объемного армирования грунта. Главным параметром георешетки считается высота ребра, которая колеблется от 50 до 200 мм, и размер ячеек — 160–320 мм. Эти параметры подбирают в зависимости от крутизны склона и типа насыпного материала. Объемная георешетка выпускается в двух вариантах: изделие с перфорацией и без нее. Перфорация обеспечивает лучший дренаж и применяется для укрепления крутых склонов. Неперфорированным материалом армируют основания [3].
Среди отечественных геосинтетических материалов можно выделить георешетку «Славрос СО». Она является эффективным видом армирования как несвязных, так и связных грунтов. Армирование грунта георешетками, ориентированными одноосно, используется для увеличения сопротивлению сдвигу связного грунта в условиях как кратковременного, так и длительного нагружения.
Рис. 2. Внешний вид георешетки «Славрос СО»
В основу работы георешетки положено свойство поверхности геоматериала фиксировать верхние слои грунта. Георешетка вместе с наполнителем создает армирующий слой, который препятствует деформации грунта. Как утверждает производитель, георешетка «Славрос СО» хорошо работает во всех климатических зонах и на любых грунтах.
При расположении в грунте в пределах сектора растягивающих деформаций армирование нарушает однородный характер деформаций, который существовал бы при отсутствии арматуры, и препятствует образованию в грунте непрерывных поверхностей обрушения, в результате чего грунт приобретает повышенную жесткость и прочность на сдвиг. По мере того, как грунт деформируется, в нем мобилизуется сопротивление сдвигающим нагрузкам, а деформации грунта вызывают деформацию арматуры, что приводит к дальнейшему возрастанию прочности армированного грунта.
Георешетка — геосинтетик, представляющий собой гибкий компактный модуль, состоящий из скрепленных между собой пластиковых лент, образующих в растянутом положении пространственную ячеистую конструкцию с заданными геометрическими сочетаниями и размерами. Материал для изготовления георешеток долговечен, не токсичен и экологически безопасен. Совокупность этих факторов обуславливает технологический эффект использования георешетки.
В зависимости от условий строительства укрепление с применением георешеток может быть как однослойным с горизонтальной прослойкой из геотекстиля, так и многослойным, обеспечивающим равномерное армирование всего массива земляной насыпи.
Георешетка T-TRACK — современный геосинтетический материал основой которого является полиэстер. К основным достоинствам можно отнести свойство сопротивляться высоким динамическим нагрузкам и устойчивость к механическим повреждениям. Это представляет этому материалу широкую сферу применения.
Композитные решетки ПараГридTM представляют собой плоскую двуосную структуру, состоящую из совокупности композитных синтетических лент. Каждая отдельная лента имеет ядро, изготовленное из высокопрочных полиэфирных нитей заключенных в стабилизированную карбоном полиэтиленовую оболочку.
Еще один современный материал для армирования грунтов откоса — геосетка Триакс. Это трехосная сетка из полипропилена. Она состоит из правильных шестиугольников, образованных растяжением в двух направлениях при температуре более 120 градусов. При таком способе производства молекулы материала вытягиваются и упорядочиваются, тем самым возникают достаточно прочные связи и увеличивается прочность конечного продукта.
Рис. 3. Внешний вид геосетки Триакс
Правительственные программы по развитию дорожно-транспортного строительства интегрируют в культуру потребления современных материалов и технологий. Подрядные организации уже сегодня активно применяют геосинтетические материалы. Эти материалы позволяют увеличить срок службы дорог, а также повысить безопасность движения.
Таким образом, можно сделать вывод, что использование в земляном полотне геосеток или георешеток предотвращает вымывание грунта, повышает устойчивость откосов против оползания и может использоваться даже для армирования склонов большой высоты.
Литература:
- ГОСТ Р 53225–2008 Материалы геотекстильные. Термины и определения. М: Стандартинформ, 2009. -11 с. 3. ГОСТ 33068–2014 Материалы геосинтетические для дренажных систем. Общие технические требования. М: Стандартинформ, 2014–52 с
- ГОСТ 33068–2014 Материалы геосинтетические для дренажных систем. Общие технические требования. М: Стандартинформ, 2014–52 с
- Львович Ю. М. Тенденции, пути развития и опыт применения геосинтетических материалов в дорожном строительстве // Применение геоматериалов при строительстве и реконструкции транспортных объектов: Материалы 2-й Междунар. науч.-техн. конф. — Санкт-Петербург, 2002. — 23 с.
