Геосинтетические материалы: применение в дорожном строительстве. Классификация геосинтетических материалов в дорожном строительстве Фильтрация дорожной одежды с помощью геосинтетических материалов

Представляют собой класс строительных материалов, различающихся по структуре, технологии производства, показателям свойств, составу сырья. Их объединяет удобная форма поставки (рулоны, блоки, плиты), возможность обеспечения высокого качества геосинтетические материалов в условиях заводского изготовления, то есть возможность создания дополнительных слоев (прослоек) гарантированного качества при минимальных трудозатратах на месте производства работ и минимальных относительных транспортных расходах.

Их назначение, области применения, выполняемые функции различаются. Для упрощения возможного предварительного выбора представлена классификация геосинтетических материалов по структуре-технологии производства, достаточная для регламентации их применения в названной области.

Область, эффективность и целесообразность применения синтетических рулонных материалов определяются их свойствами, которые зависят от состава сырья, технологии производства и структуры.

Общая характеристика геосинтетических материалов по наиболее распространенному сырью изготовления (полиамид, полиэфир и полипропилен) приведена в табл. 2.1.

Предпочтительным видом сырья для изготовления геосинтетических материалов дорожного назначения является полиэфир. Следует ограничивать применение полиамидных геосинтетических материалов в кислотных средах (рН < 5,0), полипропиленовых – в условиях длительного действия значительной по величине нагрузки, полиэфирных – на контакте со слоями, содержащими известь, цемент, в других щелочных средах с рН ≥ 9.

Следует также предъявлять более жесткие требования по транспортировке и укладке полипропиленовых и полиамидных геосинтетических материалов с точки зрения светового воздействия или использовать разновидности геосинтетических материалов из сырья, стабилизированного по отношению к воздействию ультрафиолетового излучения. Геосинтетические материалы из вторичного сырья, в том числе содержащего несинтетические компоненты, могут быть использованы только в качестве временной прослойки, например, для защиты откосов на период формирования биологического типа укрепления. Требуемые минимальные значения показателей свойств по п. 3 настоящих Рекомендаций должны при этом соблюдаться.

Наиболее распространенная группа материалов из состава геосинтетических – геотекстильные, прежде всего, нетканые, а также тканые и прочие – трикотажные (вязаные), плетеные нитепрошивные, биотекстили из несинтетического сырья.

Тканые материалы имеют регулярную структуру, повышенную прочность, высокий модуль упругости, но не обладают достаточной водопроницаемостью в плоскости полотна. Такие материалы целесообразно применять в случаях, когда прослойки должны выполнять функции армирования, защиты, но не дренирования. Различают одноосные тканые геосинтетические материалы (усиленные в одном, обычно продольном, направлении) и двухосные, имеющие близкие значения механических характеристик в продольном и поперечном направлениях.

Свойства нетканых геотекстильных материалов, представляющих собой хаотичное переплетение коротких или длинных волокон, зависят от способа упрочнения (соединения волокон). Нетканые геотекстильные материалы упрочняют механическим, термическим или химическим способами. Механические упрочненные (иглопробивные) нетканые материалы отличаются достаточной прочностью, высокой деформативностью, защитными свойствами, водопроницаемостью в плоскости полотна и направлении, ей нормальном. Их основные функции – дренирование и защита, в отдельных случаях при возникновении больших деформаций – армирование (например, при укладке в основание тонкой насыпи временной дороги). Термически упрочненные нетканые материалы имеют небольшую деформативность, применимы для выполнения функций зашиты, в отдельных случаях армирования, но не дренирования. При химическом упрочнении (склеивании) свойства получаемых полотен определяются видом связующего. Такие материалы могут быть подвержены быстрому старению в условиях эксплуатации, в связи с чем срок их службы должен быть технически обоснован. При комбинированном упрочнении сочетают обычно механический и термический способ упрочнения, что дает возможность улучшить механические характеристики при некотором ухудшении водно-физических свойств по отношению к механически упрочненным нетканым материалам.

Плоские георешетки (геосетки) отличаются высокими механическими характеристиками и применяются для создания армирующих прослоек. Полимерными геосетками армируют основания дорожных одежд из крупнофракционных материалов, откосы насыпей, геосетками из стекло- или базальтового волокна – верхние слои дорожных одежд из разного вида асфальтобетонов. Геосетки обычно имеют ячейки с линейными размерами 5 – 40 мм. Наличие и размер ячеек, толщина элементов определяют механические характеристики материалов и степень их связи с материалами контактирующих слоев.

Геосетки из стекло- или базальтового волокна имеют более высокие механические характеристики, однако их свойства менее стабильны в сравнении с полимерными геосетками по отношению к возможным агрессивным воздействиям в процессе эксплуатации. Они должны иметь специальную обработку – пропитку, обеспечивающую необходимый срок службы.

Различают одноосные и двухосные георешетки (аналогично тканым геосинтетическим материалам).

Пространственные георешетки имеют сотовую структуру при размере ячеек в плане 200 – 400 мм и высоте 50 – 200 мм. Они поставляются в блоках в сложенном виде, в разложенном виде размеры в плане обычно 2,5×(6 – 15) м. Применяются для укрепления откосов в сочетании с различным заполнением ячеек, армирования нижних слоев дорожных одежд, насыпей.

Стенки ячеек могут иметь рифление, отверстия по отдельным стенкам для пропуска полимерных тросов с последующим созданием анкерного удерживающего крепления на поверхности откоса и для пропуска воды.

Геокомпозиты в виде геодрен – многослойные рулонные или блочные материалы, обладающие высокой водопропускной способностью в плоскости полотна. Используются как дренирующий слой при создании плоскостного дренажа в дорожной конструкции, перехватывающего дренажа в обводненных выемках и др. Основная разновидность – два слоя фильтра из нетканого геотекстильного материала с жестким каркасом между ними из полимерной геосетки или менее жестким из высокопористого нетканого материала толщиной обычно 10 – 30 мм. Имеются разновидности с заменой слоя (слоев) фильтра на геомембрану (перехватывающий дренаж) с устройством фильтра только по одной плоскости материала.

Геокомпозиты из нетканого геотекстильного полотна и объединенной с ним геосетки из стекло- или базальтового волокна применяются для армирования покрытий (армогеокомпозиты). Наличие нетканого полотна обеспечивает лучшие условия по контакту с материалами окружающих слоев и лучшее выполнение функций по исключению (снижению) процесса проявления «отраженных» трещин, наличие геосетки обеспечивает армирование вышележащего слоя асфальтобетонного покрытия.

Геооболочки в виде геоматов – объемные из нерегулярно сплавленных волокон или объединенные в отдельных местах два слоя нетканых геотекстильных материалов с образованием открытых с одной стороны емкостей для заполнителя. Заполнение геоматов выполняется, как правило, на месте производства работ. Основное назначение – укрепление откосов.

Геооболочки габионов – плоские геосетки, поставляемые в виде многослойных блоков, собираемых на месте производства работ в объемные элементы с линейными размерами, как правило, 2×3÷6 м, толщиной 0,4 – 1,0 м, разделенные на секции с линейными размерами 0,5 – 1,0 м. Геооболочки габионов заполняются на месте производства работ минеральным заполнителем и служат для повышения общей и местной устойчивости откосов. Имеются различные разновидности, в частности, обеспечивающие заделку габиона в тело насыпи.

Геомембраны – гидроизоляционные материалы на основе пленочных или обрабатываемых вяжущим, как правило, на месте производства работ, нетканых геосинтетических материалов. Последние отличаются большей надежностью вследствие, прежде всего, повышенной стойкости к возможным местным повреждениям в процессе строительства и эксплуатации. Кроме того, геомембраны на основе нетканых геотекстильных материалов имеют более широкую область применения – помимо создания гидроизолирующих прослоек для снижения притока воды в рабочий слой земляного полотна применимы также для укрепления сооружений поверхностного водоотвода.

Разновидность геомембран – нетканые геотекстильные материалы, выпускаемые с заполнителем в виде порошка бентонитовой глины, образующей при увлажнении водонепроницаемый слой.

Покрытия автомобильных дорог относятся к инженерным сооружениям, расположенным на границе раздела двух сред (воздух-грунт), в чем и проявляется специфика их работы и эксплуатационного содержания. Как известно способность дорожных одежд воспринимать нагрузки напрямую зависит от состояния поверхностных слоев грунта, которое непостоянно во времени в связи с сезонным размоканием, высыханием, замерзанием и оттаиванием под влиянием изменения метеорологических факторов – атмосферных осадков и температуры воздуха. Диапазон изменения несущих свойств поверхностного слоя грунтов в течение года весьма значителен, особенно в районах с морозной зимой: от прочной, практически не деформирующейся под колесами мерзлой поверхности, до слабой водонасыщенной при весеннем оттаивании. Кроме этого иногда приходится проектировать и строить дороги на тяжелых глинистых, просадочных, техногенных грунтах, на территориях со сложными гидрогеологическими и климатическими условиями, в стесненных условиях.

Во всех этих случаях строителям приходится проводить обследование дорог и реализовывать мероприятия по улучшению физико-механических свойств грунтов, к которым относятся укрепление грунтов цементом, известью, вяжущими материалами, уплотнение грунтов специальными высокопроизводительными машинами, регулирование водного режима грунтов оснований при помощи дренажного устройства.

Многообразие грунтово-климатических условий районов строительства, различные условия работы отдельных конструктивных слоев, значительное количество воздействующих на покрытие факторов в сочетании с естественным разбросом качественных характеристик применяемых материалов требуют глубокого анализа при выборе и обосновании соответствующего способа улучшения физико-механических свойств грунтов.

Все это предопределяет необходимость разработки и совершенствования разнообразных способов обследования дорог и устройства дорожных одежд, каждый из которых мог бы оказаться наиболее целесообразным.

Анализ применяемых в отечественной и мировой практике методов повышения несущей способности позволили выделить из их числа перспективные, среди которых наиболее эффективными для решения указанных выше задач и наименее разработанные у нас в стране являются автомобильные дороги с применением геосинтетических материалов.

Геосинтетические материалы – класс полимерных строительных материалов, которые сами или в составе конструкций на грунтах могут выполнять функции армирования, фильтрации, разделения и дренирования и обладают качественно новыми свойствами по сравнению с традиционными строительными материалами, а именно:

• высокой прочностью;
• химической стойкостью;
• долговечностью;
• высокой температуростойкостью;
• низкой материалоемкостью и др.

По структуре геосинтетические материалы подразделяются на:

• геотекстиль
• георешетки
• геосетки
• геокомпозиты
• геоматы
• геокамеры
• геомембраны

По проницаемости геосинтетические материалы можно отнести к 4 категориям – изоляционные влагонепроницаемые, газонепроницаемые, фильтрующие и дренажные.

Все они в свою очередь подразделяются по видам на сыпучие, рулонные материалы и геопены.

По отношению "нагрузка/удлинение" на нерастяжимые, растяжимые и сверхрастяжимые.

Применение геосинтетических материалов при проектировании дорог и конструировании покрытий дорожных одежд основано на введении в конструкцию синтетического элемента. В зависимости от назначения конструкции, особенностей конструктивного решения и вида материала, геосинтетика может выполнять либо одну функцию, либо несколько функций одновременно. Наиболее известные функции геосинтетических материалов сведены в таблицу.

За рубежом уже имеется достаточный опыт применения синтетических материалов в дорожном проектировании и строительстве.

Развитие химической промышленности, значительное расширение номенклатуры синтетических и композитных материалов, упрощение технологии и улучшение их физико-механических характеристик приводит к существенному понижению стоимости производства проектируемых автодорог.

Геосинтетические материалы являются перспективными строительными материалами, применение которых при проектировании дорог обеспечивает высокий уровень конструктивных решений, технологий строительства, культуры производства и выполнения экологических требований к сооружаемым объектам.

Опыт применения «армированного грунта» за рубежом огромен. Существует множество теоретических и экспериментальных исследований ученых различных стран, посвященных механике армированного грунта. Поэтому научные исследования в области применения геосинтетических материалов в нашей стране целесообразно дополнить активным внедрением в практику проектирования и строительства автомобильных дорог.

Применение геосинтетики в строительстве уже имеет свою историю, хотя и непродолжительную. За рубежом геосинтетику в виде геотекстилей применяют с конца 1960-х годов. Производство этих материалов в мире развивалось стремительно, и в настоящее время на мировом рынке предлагается большое количество различных видов геотекстиля, геосеток, георешеток и геосот, геонитей, а также геоплит, используемых в качестве термоизоляторов.

Все они различаются по своему назначению, составу исходного сырья, технологии получения, расходу полимера, физико-механическим характеристикам, ширине полотен и т.п.

В частности, геотекстиль (нетканые полотна иглопробивного или клеевого способа производства) изготавливают из синтетических волокон: полиэфир (лавсан), полипропилен, полиамид (капрон); геосетки - из полиэфирных или полипропиленовых нитей повышенной прочности, стеклоровингов; геоплиты - на основе полистирола.

Начало российскому опыту применения геосинтетики было положено в середине 70-х годов сначала закупками этих материалов за рубежом, в частности, в Венгрии и Чехословакии, затем - интенсивными научными исследованиями в отраслевых научно-исследовательских институтах и собственными разработками предприятий-производителей.

В настоящее время в мире выпускается примерно 380 различных видов геосинтетических материалов. Геосинтетики применяются в транспортном, гидротехническом и гражданском строительстве.

Они призваны создавать дополнительные слои:
— армирующий слой - усиливает дорожные конструкции транспортного назначения (откосы, насыпи, стоянки, фундаменты и т.д.), в основании которых используются слои из насыпных материалов;
— защитный слой - замедляет эрозию, предотвращает взаимопроникновения контактирующих слоев, решая тем самым проблему зеркальных трещин, которая свойственна старым дорогам;
— фильтрующий слой - замедляет проникание грунтовых частиц в дренажи;
— дренирующий слой - ускоряет отвод воды;
— гидроизоляционный слой - уменьшает, а в некоторых вариантах и исключает приток воды в рабочие слои.

Часто для противодействия эрозионным явлениям на дорогах, которые проходят вдоль берегов речек, каналов, морей, откосы укрепляют бетоном, асфальтом, делают отсыпку из камня, а также осуществляют дорогие инженерно-биологические работы. На протяжении последних 30 лет в этих целях применяют геосинтетики.

Преимущества геосинтетических матов заключаются в их долговечности (срок службы до 100 лет), прочности на разрыв и удлинение, гибкости, малом весе и небольших затратах на строительство. В целом технологические и эксплуатационные преимущества геосинтетических армирующих элементов по сравнению с традиционными способами строительства дорог, откосов, фундаментов, таковы:

— сразу после выемки естественного грунта существует возможность строить фундамент на защитной прослойке;
— не требуется незамерзающая основа под конструкцией, поскольку армированное грунтовое сооружение не ощущает деформации;
— благодаря повышению несущей способности земляного полотна под путями соединения можно сэкономить грунт или щебень;
— затраты на транспортирование геосинтетичних армируюших элементов существенно меньшие затрат на доставку бетона или дополнительного грунта, щебня, песка.

Применение геосинтетики предусматривается в проектах более 100 тысяч различных сооружений ежегодно во всем мире. Причины этого основаны на двух основных факторах:
— экономический - применение геосинтетических материалов позволяет существенно снизить капиталовложения при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог;
— экологический - использование геосинтетических материалов благоприятно для окружающей среды (уменьшается расход природных материалов, снижаются объемы подготовительных геотехнических работ).

Дополнительно использование геосинтетики позволяет:
— повысить долговечность конструкций земляного полотна и дорожных одежд;
— повысить качество работ;
— уменьшить объемы переделок (дополнительных работ);
— повысить культуру производства.

Актуальность внедрения инновационных технологий в дорожном строительстве и природоохранных мероприятиях сегодня очевидна и бесспорна. Это и континентальный характер климата отдельных регионов с большим перепадом температур, и наличие территорий со сложными геологическими условиями, и само состояние дорог, большинство из которых было построено 40-60 лет назад и рассчитано на более низкие нагрузки и интенсивность движения.

Условия рыночной экономики и экономической самостоятельности заставляют считать деньги и строителей. Например, применение геосеток из стеклоровинга для армирования асфальтобетона дает возможность снижать толщину последнего до 20%.

Сооружение дорожных полотен является одной из самых ранних областей применения геосинтетических материалов. Геотекстили, георешетки и сетки успешно применялись из-за их способности к разделению, фильтрации, дренажей и армированию грунтов при сооружении и реконструкции как мощеных, так и не мощных дорог.

Использование геосинтетических материалов при сооружении дорог предоставляет инженерам различные проектные решения, которые позволяют улучшить характеристики дороги с точки зрения экономики. Геосинтетические материалы могут быть использованы при сооружении и реконструкции мощеных дорог для армирования, разделения, фильтрации и дренажа. Также они используются в качестве конструктивного компонента, обеспечивающего контроль за повреждениями, вызываемыми строительной техникой.

Доказана эффективность применения геотекстиля в качестве разделяющей прослойки при строительстве зданий и сооружений в основаниях сооружений и на временных дорогах. Уменьшение строительных затрат по смете составляет 20% за счет снижения сроков строительства и транспортно-эксплуатационных затратах. На сегодняшний день рынок геоматериалов в нашей стране считается наиболее перспективным и динамично развивающимся из всех рынков строительных материалов.

Строительство и реконструкция дорог является важной отраслью современной индустрии. Поскольку транспортные магистрали призваны быть долговечными и функционировать в полном объеме, при их сооружении должны использоваться наиболее эффективные технологии и материалы. Важную роль в этой области сегодня играют геосинтетические материалы . Они предназначены для армирования дорожной конструкции, в результате чего эксплуатационные характеристики полотна многократно возрастают. Например, огромную популярность в последнее время получила геосетка ( http://www.td-geo.ru/materials/geosetka).

Применение в строительстве

Данный материал имеет сетчатую структуру и отличается чрезвычайной прочностью. В зависимости от сферы применения различают сетки для асфальтобетона и для грунта. Геосинтетики второго типа используются для укрепления откосов железнодорожного полотна и береговой линии искусственных водоемов, строительства временных подъездных путей, усиления неустойчивых грунтов перед укладкой дорожных одежд, предупреждения оползней и т. д. Кроме автомобильных дорог, геосетку применяют также при строительстве взлетно-посадочных полос и гидросооружений. Свойства геосетки в немалой степени зависят также от материала, из которого они были изготовлены.

В настоящее время производители поставляют на рынок сетки из полиэтилена, полипропилена, полиэфира, стекловолокна, полиамида, полиэстера и, возможно, из других полимерных и синтетических материалов. Кроме того, геосетки бывают одноосные (ориентированные в одном направлении) и двуосные (ориентированные одновременно в два направления).

Каждый из перечисленных вариантов имеет свои преимущества и практически лишен недостатков. Геосинтетическая основа армирующего материала обуславливает его физико-механические свойства. Например, геосетка не подвержена коррозии, способна переносить любые перепады температур в диапазоне от –40оС до +60 оС. Она не гниет от сырости, не трескается и не представляет интереса для грызунов.

Технические особенности использования

Армирующие полотна , укладываемые в асфальтобетон, обрабатывают специальным составом, значительно повышающим адгезию. Это делает конструкцию монолитной и более долговечной. В зависимости от модификации размер ячейки сетки варьируется от 5 до 50 мм. Полимерная арматура предотвращает появление трещин, выбоин, расслоений и прочих дефектов конструкции. Благодаря этому качественные показатели дорог улучшаются и значительно увеличивается промежуток времени между проведением ремонтно-восстановительных работ.

На сегодняшний день внедрение новых технологий в дорог крайне необходимо. Огромные потоки крупнотоннажного транспорта, передвигающегося ежедневно по федеральным трассам, дают ясно понять, каким колоссальным нагрузкам подвергается дорожное полотно. К счастью, геосинтетики позволяют не только продлить его жизнь, но и сократить финансовые вложения в ремонтно-строительные проекты. Итак, экономическая выгода от использования геосетки очевидна.

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.

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 столетия на 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

• водоемов,
• прудов,
• водохранилищ,
• завес,

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.

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