Инновационные технологии в транспортном строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Кубовидный щебень в строительстве автодорог
• 2. Переход на новый вид дорожного бетона - фибробазальтовый шлако-щелочной бетон
• 3. Строительство дорог с применением технологии ANT
• 4. Компакт-Асфальт - новые технологии в дорожном строительстве
• 5. Технология Сларри-Сил
• 6. Применение резинобитума
• 7. Геосинтетические материалы
• 7.1 Геокаркас
• 7.2 Георешетка
• 7.3 Геотекстил (дорнит)
• 7.4 Геосетка
• Заключение
• Список используемой литературы
• Введение
• Стремительный рост движения по автомобильным дорогам, резкое увеличение динамических нагрузок и скоростей требует создания новых материалов и технологий, позволяющих улучшить качество и увеличить срок службы дорожного покрытия.
• Дорожные работы представляют собой особую отрасль строительства, которая включает в себя этапы проектирования, технического обслуживания, ремонта, выбора полимерных пропиток, способов укрепления грунта, защиты дорог, а также управление самих работ, поиск подходящего оборудования и техники. Нужно сразу оговориться, что большую роль в проектировании и строительстве дорожного покрытия сыграет грамотный выбор функционального назначения дорожного полотна, это определит методы и материалы, которые будет нужно использовать при дорожно-строительных работах. Так, например, если мы говорим об автодорогах непрерывного сообщения, то будут нужны особо прочные и износостойкие современные строительные составы и материалы, а их выбор в свою очередь будет зависеть от многих показателей и требований к самой автодороге, включая, как особенности климата, так среднюю скорость движения и нагрузки автомобильного потока на данный участок.
• Другим важным аспектом дорожного строительства является выбор качественной современной техники, от которой в свою очередь будет значительно зависеть степени уровень и скорость выполнения всех строительных и ремонтных работ. Не менее важно, что применение новых виброкатков и асфальтомесителей, а также использование современных технологий, влияет в определенной степени на стоимость строительных работ, ведь материалы, которые нужны для строительства автомобильной дороги расходуются экономичней, а время, которое нужно затратить на прохождение всех этапов строительства дороги, может существенно снизится.
• 1. Кубовидный щебень в строительстве автодорог
• При изготовлении бетонных и асфальтобетонных дорожных покрытий, а также строительных конструкций большое значение имеет форма частиц наполнителя. Приближение формы частиц к правильной кубовидной, а также уменьшение доли частиц с ослабленной формой увеличивает прочность и долговечность бетонных и асфальтобетонных конструкций. Особенно большое значение имеет форма мелкого щебня размером 3-5, 5-10, 10-15 мм, применяемого для верхнего упрочняющего слоя дорожного покрытия, определяющего долговечность и качество дорог.
• Исследования, позволили сделать выводы о том, что применение дробилок ДЦ для производства щебня кубовидной формы при приготовлении асфальтобетонных смесей для дорожного строительства позволяет:

· строить автомагистрали I категории и увечить их долговечность в 2-3 раза;

· предотвратить образование колеи в покрытии при высоких температурах;

· снизить расход щебня на 15-20% и связующих (битум, цемент) на 30-40%;

· увеличить коэффициент уплотнения асфальтобетонных смесей до 0.98 с одновременным уменьшением числа проходов катка;

· уменьшить трудозатраты по укладке дорожного покрытия на 40-50%;

· снизить уровень шума и повысить коэффициент сцепления на 30-40% при его использовании в поверхностной обработке асфальтобетонного покрытия;

· увеличить сопротивление сдвигу до 0,840 Мпа.

2. Переход на новый вид дорожного бетона - фибробазальтовый шлако-щелочной бетон

Применение такого бетона позволяет решать две задачи: фибры (волокна из базальта) повышают прочность, а щелочь повышает стойкость к воздействию кислотных сред.

Технология изготовления бетона имеет свои особенности. Получение виброармированной бетонной смеси может быть достигнуто при условии обеспечения равномерной и постепенной подачи фибровой арматуры в бетоносмеситель во время перемешивания в нем компонентов бетонной смеси.

3. Строительство дорог с применением технологии ANT

Основным «сырьём» является грунт. Немаловажной особенностью технологии является её 100% экологическая безопасность, как для рабочего персонала строительных организаций, так и для окружающей среды.

Основным компонентом технологического процесса технологии является стабилизатор грунта «ANT», производимый ЗАО «АНТ» на территории России. Действие препарата направлено на получение максимального коэффициента уплотнение грунта и создание высокопрочного скелета из содержащихся в грунте минеральных соединений. Водный раствор стабилизатора грунта «ANT» (коэффициент растворения 1:1000) совместно с минеральными добавками, вносится в грунт до трамбовки. В процессе последующего сжатия (уплотнение дорожным катком) происходит каталитически-связующий процесс, вызывающий сильное цементирующее действие. В последующем, поверх дорожного полотна производится устройство слоя износа. В качестве слоя износа используется асфальт H=3-5 см, либо поверхностная обработка H= 2-4 см («чёрный щебень»).

Технические характеристики дорожного полотна:

· разрешенная нагрузка на ось автотранспорта составляет >10т (возможно увеличение нагрузки за счёт увеличения толщины полотна);

· прочность на сжатие > 4 Мпа;

· модуль упругости > 300 Мпа;

· водонасыщение < 5%.

Преимущества технологии «АNТ» относительно общепринятых технологий дорожного строительства:

· стоимость 1 м? ниже более чем на 30%;

· сроки строительства сокращаются в несколько раз;

· технические характеристики минимум в два раза выше;

· отсутствует возможность скопления влаги, что предотвращает полотно от «разрыва»;

в зимнее время:

· возможно увеличение технических характеристик дорожного полотна по пожеланию Заказчика.

автодорога щебень бетон асфальт

4. Компакт-Асфальт - новые технологии в дорожном строительстве

Изучая проблему пластических деформаций и колейности на грузонапряженных магистралях, обратим внимание на весьма рациональный способ решения этой проблемы путем повышения степени уплотнения и уменьшения толщины верхнего слоя асфальтобетонного покрытия, более подверженного пластическим деформациям - новая технология устройства двухслойного асфальтобетонного покрытия «Компакт-асфальт».

Фирма Kirchner занималась внедрением этой технологии с середины 90-х годов и в настоящее время «Компакт-асфальт» успешно реализуется на дорогах Германии, Голландии и Польши.

Каждый год мы наблюдаем, как возрастает плотность транспортных потоков. При этом, в значительной степени увеличивается доля тяжелого транспорта, что приводит к увеличению осевых нагрузок. Этот фактор незамедлительно сказывается на состоянии дорожного покрытия.

С увеличением транспортных нагрузок в значительной степени увеличились и деформации асфальтобетонного покрытия, такие как образование колейности по полосам движения и «гребенки» в зонах торможения перед перекрестками.

Различные повреждения и деформации чаще всего появляются в верхних слоях асфальтобетонного покрытия с высокой степенью содержания наполнителя и вяжущего.

Особое значение с точки зрения восприятия динамических нагрузок от движения транспорта имеют верхний и нижний слой покрытия. А в зоне контакта верхнего и нижнего слоя сдвиговые деформации достигают максимальных значений. Избежать этих проблем можно только путем увеличения степени уплотнения и уменьшения толщины верхнего слоя с высоким содержанием вяжущего.

Для этого необходима реализация следующих факторов:

· улучшение температурных условий уплотнения тонких верхних слоев, что обеспечит долговечность покрытия;

· обеспечение надежного сцепления между верхним и нижним слоями покрытия, что уменьшит усилия сдвига от транспортных нагрузок.

Реализовать эту возможность на практике помогла новая технология «Компакт-асфальт».

Сущность технологии заключается в возможности одновременного устройства двух слоев асфальтобетонного покрытия из разных типов смесей одним асфальтоукладочным комплексом за один проход по принципу «горячее по горячему».

Рис. 4.1. Применение технологии

Благодаря этому методу, удалось уменьшить толщину верхнего слоя до 2 - 2,5 см и при этом, достичь его максимальной плотности за счет увеличения времени на уплотнения, используя теплоемкость нижнего слоя. Именно технология «Компакт-асфальт» позволяет вести укладку тонкого верхнего слоя без ущерба для всей конструкции, при одновременном устройстве нижнего крупнозернистого слоя покрытия, обладающего большей устойчивостью к деформациям.

Выбор способа устройства асфальтобетонного покрытия по технологии «Компакт-асфальт» обеспечивает требуемые характеристики дорожного полотна, такие как:

· высокая степень уплотнения;

· высокий коэффициент сцепления колеса;

· ровность покрытия;

· устойчивость к пластическим деформациям и «колееобразованию»;

· максимальное сцепление слоев за счет частичного расклинивания нижнего слоя верхним, что практически не допускает сдвиговых деформаций между слоями.

И, как результат, в совокупности увеличение качества и долговечности асфальтобетонного покрытия.

5. Технология Сларри-Сил

Сларри Сил и Микросюрфейсинг (современное название - Системы Сларри) представляют собой холодные литые эмульсионно-минеральные смеси. Данные смеси применяются для устройства тонких слоев износа дорожных одежд и являются одним из видов поверхностной обработки. Системы Сларри относятся к превентивным методам содержания дорожных одежд. Системы Сларри позволяют предупредить и приостановить уже начавшиеся процессы старения, восстановить эксплуатационные характеристики покрытия.

Суть превентивного содержания дорог состоит в том, что при проведении поверхностной обработки типа Сларри Сил в период, когда дорожное покрытие все еще находится в хорошем состоянии (каждые 3 - 5 лет), содержание обходится значительно дешевле, чем капитальный ремонт дороги через 7 - 10 лет, когда дорога приходит в непригодное для движения транспорта состояние. При правильном превентивном содержания капитальный ремонт может не потребоваться никогда!

Системы Сларри Сил имеют две основные функции:

1. В процессе работы покрытие подвергается механическому воздействию шин, что приводит к его механическому износу, снижению коэффициента трения и даже образованию колейности. Особенно пагубно для дорожного покрытия воздействие шипованных покрышек. Слой износа Сларри Сил восстанавливает эксплуатационные характеристики изнашивающегося покрытия

2. Слой Сларри Сил защищает основные слои дорожной одежды от негативного воздействия климатических факторов, проникновения влаги и преждевременного старения.

Системы Сларри Сил обладают многочисленными достоинствами и являются незаменимым инструментом в арсенале дорожников, занимающихся содержанием автодорог.

Следует особо отметить положительное влияние систем Сларри Сил на безопасность движения. Даже в том случае, когда покрытие еще не имеет видимых дефектов, со временем оно полируется шинами автомобилей. В результате этого снижается коэффициент сцепления. Системы Сларри позволяют не только восстановить, но и значительно улучшить этот показатель как у старых так и у новых покрытий.

Области применения Систем Сларри:

· городские улицы;

· автострады;

· загородные дороги местного значения;

· рулежные дорожки аэропортов;

· взлетно-посадочные полосы аэропортов;

· обочины;

· парковки;

· технические проезды;

· мостовые переходы.

Устройство слоев износа Сларри производится специальной машиной, которая называется укладчик, или пейвер, сларри сил. Укладчик является передвижной, самоходной либо прицепной, машиной, на которой производится как приготовление эмульсионно-минеральной смеси, так и укладка ее. Машина имеет несколько бункеров для материалов (каменный материал, битумная эмульсия, вода, цемент и другие добавки), смеситель, в котором осуществляется смешивание всех компонентов, а также короб распределитель, который укладывает смесь слоем требуемой толщины.

До начала дорожных работ в лаборатории производится тщательный подбор формул битумных эмульсий и составов смесей, которые будут определяться дорожными и климатическими условиями, а также материалами, из которых будет изготовляться смесь. Лаборатория, наряду с традиционным набором приборов, должна быть оборудована специальными приборами, позволяющими работать по специальным методикам подбора смесей для Систем Сларри, а также иметь специально обученный персонал.

6. Применение резинобитума

Существует несколько причин образования трещин в дорожном полотне. Напряжение сжатия дорожного полотна может превысить предел прочности вяжущих составляющих материала дороги, он трескается. Чтобы этого не происходило, материал дорожного покрытия должен быть эластичным, и легко растягиваться. Бывает, что трещины начинают образовываться в нижних слоях материала. Дальнейшая эксплуатация такого участка дороги приводит к тому, что в местах появления внутренних трещин нагрузка распределяется уже не равномерно, происходит продавливание, и в результате образуется открытый разлом дороги. Также трещины могут образовывать в результате воздействий условий окружающей среды, например, резкие перепады температуры, особенно в демисезонное время. Также, трещины могут образовываться при длительной эксплуатации полотна, поскольку основание дороги со временем размягчается и теряет свои первоначальные сдерживающие свойства.

Известен тот факт, что чем большей вязкостью обладает дорожное полотно, тем дольше оно будет оставаться без трещин. Но при этом необходимо, чтобы эти свойства вязкости материала оставались постоянными при любых изменениях окружающей среды. Вяжущее вещество не должно застывать зимой, и не должно оттаивать летом, тогда его использование сможет увеличить срок эксплуатации полотна. Использование полимерных материалов лучшее решение этой проблемы. Однако есть и свои ограничения, прежде всего связанные со стоимостью полимерных составляющих.

Но, как говориться, если есть проблема, значит, найдется и решение, особенно в наш век бурного развития технологий. Оптимальным по цене и качеству является использование резинобитума, то есть материала измельченной резины.

В основе производства резинобитума лежит процедура смешивания гранул резины и битума, в среднем доля резины в этом составе колеблется около четверти от общей массы материала. Главным аргументом в пользу этого материала становиться его стоимость. К тому же область применения резинобитума постоянно расширяется, технологический процесс производства модифицируется, в зависимости от количества резиновой крошки в составе материала, от времени или же температуры смешивания битума и резины. Все эти изменения в технологии изготовления в значительной мере влияют на конечный результат.

Ещё одним нюансом для модификации резинобитума является применение специализированного оборудования при смешивании. Производится чёткий температурный контроль процесса, а также изменение времени вступления в ту или иную стадию реакции смешиваемых ингредиентов. Существенной характеристикой являются и размеры крошек резины, размер частицы может варьироваться от 8 до 2 мм.

Полученный результат можно оценить несколькими путями:

· вид структуры полимерных цепей, частиц или групп битумной матрицы;

· стабильность к динамичным изменениям температуры. Тут необходимо выяснить энергетическое состояние полимерной структуры и её устойчивость к энтропии;

· сохранение стабильных характеристик в процессе эксплуатации материала, крепость сцепки составляющих веществ;

· способность длительное время сохранять требуемые технические параметры и характеристики, заданные местность укладки материала.

В основе технологического процесса лежит реакция взаимодействия битума и частиц резины. В результате этой реакции частицы резины разбухают, покрываясь неким подобием гелия, таким образом, получается резинобитумная матрица с едиными характеристиками и параметрами всей консистенции.

В принципе весь технологический процесс изготовления этого материала дорожного покрытия можно разделить на три этапа: резина, смешивание битума и резины; битум. В принципе та же самая картина происходит и в процессе изготовления полимеров. Состав битума сильно зависит от процесса его очистки, и в результате влияет на степень совместимости битума и резины. Сам ключ процесса - разбухание резины - происходит под действием ароматических масел, и масел с кольцевой структурой. Так что сам процесс очистки битума серьезно определяет результат процесса получения резинобитумного материала, его рабочую химическую формулу.

Если говорить о свойствах любых полимерных модификаций, не только резинобитума, то все они, прежде всего, зависят от морфологии. Другими словами - определяются в большей мере совместимостью смешиваемых ингредиентов. Для сравнения совместимости используется система оценки SHRP PG. Если система полностью совместима, то в её технических характеристиках будет широкий температурный диапазон при заданном качестве материала дорожного полотна. Тут важны сами химические характеристики смешиваемых составляющих. Если говорить о битуме, то нужно, прежде всего, обращать внимание на количество функционирующих веществ.

Эффект от использования резинобитумного покрытия дороги проявляется в большей степени при низких температурах. Тогда, модуль упругости материала гораздо ниже, соответственно вяжущая консистенция гораздо более эластична. Вяжущее вещество при высоких температурах становится намного жестче.

Такие свойства материала позволяют превосходно сопротивляться изменяющимся условиям окружающей среды. Но не нужно забывать о технологии укладки материала дорожного полотна. Лишь полное соблюдение технологии всего процесса проектирования и укладки материала способно сделать дорогу качественной на долгое время.

7. Геосинтетические материалы

7.1 Геокаркас

При строительстве различного рода сооружений в стесненных условиях возникает необходимость укрепления крутых склонов подпорными стенками. Подпорные стенки применяют для удержания находящегося за ними грунта. Возведение таких сооружений является ответственным, трудоемким и дорогостоящим мероприятием.

Использование Геокаркаса в этой области строительства обеспечивает надежность сооружаемой конструкции, уменьшая трудоемкость выполняемых работ, а также позволяет значительно снизить стоимость и сроки строительства.

Пластиковый геокаркас, заполненный инертными материалами и используемый в качестве покрытия на автодорогах, позволяет уменьшить толщину дорожной одежды на 30-50% по сравнению с традиционной конструкцией, а такжеьторгн76 предотвращает образование колей в весенне-осенний период.

Рис. 7.1. Конструкция Геокаркаса

1. Конструкция Геокаркаса представляет собой сплошной ковер из пластиковых георешеток, закрепленных на уплотненном основании и между собой посредством Г-образных анкеров, с заполнителем из щебня, грунта, бетона.

2. В конструкции используют решетки высотой от 7.5 до 20 см.

3. Крепление геокаркаса на поверхностях склонов выполняют при помощи Г-образных анкеров 12-16 мм и длиной 0,6-1,2м, изготовленных из стали или высокопрочных пластиковых материалов. Анкеры устанавливаются по контуру каждой георешетки для обеспечения ее правильного растяжения в виде прямоугольника.

4. Между георешетками и поверхностью грунтового откоса (в случаях заполнения каркаса щебнем) укладывают разделительную и дренирующую прослойку из нетканого геотекстиля плотностью 200-400 г/м.

5. В качестве заполнителя ячеек геокаркаса применяют грунт, щебень и бетон морозостойкостью не ниже М200.

Сотовая конструкция (геокаркаса) применяется:

· при армировании грунтов в транспортном, гидротехническом и других областях строительства;

· в качестве противоэрозионной защиты откосов повышенной крутизны при строительстве автомобильных и железнодорожных магистралей, путепроводов, туннелей;

· для укрепления и озеленения прибрежной зоны водоемов и каналов, укрепление русел малых водотоков;

· при проведении ландшафтных работ, озеленении газонов, парков, спортплощадок и т.п.

Преимущества технологии применения материала.

Экономический эффект составляет 10-20 % за счет:

· уменьшения толщины несущей подушки при одинаковых нагрузках;

· увеличение несущей способности грунта при одинаковых затратах;

· использование местных строительных материалов;

· транспортируется в сложенном состоянии и занимает малый объем;

· перфорированные геокаркаса повышает фильтрационные свойства материалов и снижают градиент гидравлического напора на стенки конструкции.

Долговечность и несущая способность покрытий автомобильных дорог в значительной степени зависит от качества подготовки и прочности грунтового основания.

Геокаркас, уложенный в песчаном подстилающем слое основания, позволяет увеличить его несущую способность, с эффективным распространение нагрузки по всей площади.

Рис. 7.2.1. Схема распределения нагрузки

7.2 Георешетка

Георешетки предотвращают сдвиг насыпного грунта, используемого при строительстве железнодорожного полотна. Таким образом, георешетки обеспечивают гарантийное, длительное, без дополнительного обслуживания функционирования дороги даже в местах с интенсивным движением.

Местные и внутрихозяйственные автодороги имеют как правило покрытия переходного типа. Эксплуатация таких дорог значительно усложняется в период распутицы.

Рис. 7.2.2. Применение георешеток

Область применения Георешетки

Георешетки широко используются в гражданском строительстве во всем мире. Производятся на основе высокопрочного полиэтилена и полипропилена. Принцип действия - сцепление зернистого материала с ячейками решетки. Это заклинивание позволяет решетке оказывать сопротивление горизонтальному сдвигу насыпи, тем самым мобилизовать несущую способность мягкого грунта. Георешетки применяются в качестве армирующего материала на рыхлых неоднородных грунтах для автомобильных и железных дорог, в местах стоянок, на посадочных площадках, а также для армирования устоев моста, склонов и земляных дамб.

Механизм распределения нагрузки:

Применение георешетки является способом армирования грунта и ведет к образованию на его поверхности плиты толщиной соответствующей высоте георешетки: 100 мм, 150 мм, 200мм. Механизм передачи нагрузок вызванных движением автотранспорта на лежащие под основой плиты слои почвы происходит следующим образом:

· напряжение, передаваемое от колес транспорта, ведет к повышению вертикального напряжения в грунте, который заполняет ячейку георешетки, в результате чего повышается давление на шероховатые стенки ячейки;

· эластичная лента георешетки принимает на себя часть этих сил, а оставшаяся нагрузка передается на соседние ячейки;

· ячейки, связанные между собой в пространственной структуре георешетки со временем распределяют нагрузку на большие поверхности грунта, в результате снижается величина вертикального напряжения. Это имеет огромное значение для слабого грунта, который после укрепления может быть использован для строительства;

· взаимное блокирование ячеек практически не позволяет ячейкам сдвигаться и ограничивает неравномерное оседание георешетки.

Фиксация подушки различных видов дорожного покрытия:

Георешетка с наполнением из щебня обеспечивает горизонтальную устойчивость подушки дорожного покрытия (фиксация щебня под покрытием от горизонтального расползания). Применение георешетки дает возможность использовать щебень различных пород. При проектировании конструкций дорожных покрытий должны быть исполнены условия относительно требуемой грузоподъемности почвы. Укрепление почвы происходит путем замены земляного покрытия. Вместо почвы с низкой грузоподъемностью используется почва с более высокой грузоподъемностью. В результате возрастает стоимость строительства. Одним из способов укрепления почвы является использование георешетки и ее заполнение земляным материалом. Толщина такой конструкции может быть на 50% меньше, чем толщина стандартной замены, что позволяет избежать дорогостоящей замены грунта.



Рис. 7.2.3. Схема размещения георешетки

Следует отметить, что геокаркас применяется не только при строительстве новых автомобильных дорог, но и при реконструкции существующих. При этом он используется для укрепления подстилающего песчаного слоя, расположенного на слабом основании. Вывод очевиден: автомобильные дороги, построенные на основании, укрепленном геокаркасом, практически не требуют ремонта в течение, как минимум, пяти лет.

Иногда при строительстве дорожного полотна возникает необходимость укладки разделительной прослойки из геотекстиля. Это случается тогда, когда необходимо уложить геокаркас непосредственно на земляное полотно из мелкозернистого или связного грунта. Обычно мы рекомендуем применять нетканый геотекстиль для разделения грунта и зернистого наполнителя (в качестве наполнителя можно использовать верхние слои почвы, смесь различных гранулированных заполнителей, кварцевый песок, бетон и т.п.). Это разделение необходимо для предотвращения перемешивания заполнителя с грунтом земляного полотна, что уменьшает толщину заполнителя и сохраняет его прочность относительно горизонтальных сдвигов.

Как показывает практика ведущих мировых компаний, которые занимаются проектированием и строительством конструкций дорожных покрытий - применение геокаркаса значительно повышает надежность дорожных оснований, снижает объем использования естественных зернистых материалов, дает возможность разрабатывать новые проектные решения, компенсирует недостатки грунтов и используемых дорожно-строительных материалов, повысив их механические свойства.

Укрепление откосов и фиксация склонов повышенной крутизны:

Георешетка также выполняет функцию сохранности откосов и склонов, укрепления насыпных откосов, укрепления откосов земляных плотин, обустройства речных причалов, пристаней, набережных рек, укрепления береговых линий, укрепления устоев мостов, укрепления поверхностей откосов, насыпей, выемок и водоотводных сооружений. Наполнение ее проницаемыми материалами, приводит к тому, что увеличивается устойчивость склонов к поверхностной эрозии, уменьшаются сдвигающие силы направленные вдоль склона в контактной зоне с заполнителем.

Типовая конструкция укрепления откоса включает в себя георешетку, разделительную прослойку из геотекстиля, монтажные и несущие анкеры, заполнитель ячеек (растительный грунт, щебень и т.д.), дополнительные элементы (упоры - устанавливаются в местах вероятных размывов откоса, дренажные желоба - для отвода поверхностных вод). Разделительную прослойку из нетканого геотекстиля устраивают только на подтапливаемой части откоса. Нетканый геотекстиль является своего рода арматурой для корневой системы растений. Рулоны геотекстиля обычно раскатываются от бровки откоса к его подошве. Засыпка верхней кромки геотекстиля в выкопанной заранее траншее на бровке предотвращает проникание поверхностных вод под конструкцию укрепления откоса. Между смежными секциями геотекстиля следует обеспечить нахлест и поддерживать его путем установки в шве штырей или скоб вниз по откосу. Крепление георешеток на откосе осуществляют с помощью Г - образных анкеров, и если понадобиться - полимерных тросов.

Следует отметить, что данный способ фиксации склонов обеспечивает надежное и немедленное закрепление грунта на откосе до образования устойчивого дернового покрова, а также препятствует выносу частичек грунта ветром и водой.

Рис. 7.2.4. Фиксация грунта георешеткой

7.3 Геотекстил (дорнит)

Область применения:

Представляет собой нетканый материал из бесконечных полипропиленовых волокон. В мировой практике строительства, в настоящее время стали, применятся нетканые материалы, в основе которых положены синтетические полимерные волокна.

Рис. 7.3.1. Геотекстиль (дорнит)

Состав: полиэфирное волокно - 100% (по желанию заказчика состав сырья может быть изменён).

Материал не подвержен гниению, воздействию грибков и плесени, грызунов и насекомых, прорастанию корней. Используется в качестве прокладочного слоя при строительстве автодорог (препятствуя смешению слоев дорожного покрытия между собой (грунта с щебнем, щебня с песком), тем самым дает существенную экономию песка и гравия), нефтегазопроводов, укладке пленки для прудов на грунт, для устройства дренажа, укрепления склонов, Рабочий температурный диапазон: - 60 С + 150 С. Структура материала обеспечивает хорошие прочностные и фильтрующие свойства.

Поставляется различной плотности от 100 гр./м.кв. до 1500 гр./м.кв.

Ширина полота до 5,35 м. Цвета белый или бурый.

Геотекстильное полотно (Дорнит) - решение любых строительных задач, является экологически безопасным нетканым материалом, изготовленным из бесконечных полипропиленовых волокон иглопробивным методом, что обеспечивает его высокую химстойкость, устойчивость к термоокислительному старению. Материал не подвержен гниению, воздействию грибков и плесени, грызунов и насекомых, прорастанию корней. Рабочий температурный диапазон: - 60 С + 100 С. Структура материала обеспечивает хорошие прочностные и фильтрующие свойства.

Благодаря оптимальному сочетанию своих характеристик, геотекстиль "Дорнит", кроме традиционных применений в дорожных, дренажных и противоэрозионных конструкциях, широко используется при строительстве кровель, фундаментов, дренажей, землеустройстве и т.д. Всвязи с этим выполняются основные функции геотекстиля - разделение, армирование, фильтрация, дренаж, а также их сочетание. Геотекстиль великолепно выполняет эти функции благодаря сочетаниях своих свойств.

Сферы применения:

дорожное строительство, строительство туннелей, строительство мусорных свалок, гидротехнические сооружения, строительство железных дорог, строительство трубопроводов, производство гидродренажных систем, армирование откосов и многие другие.

В процессе укладки материала не возникает особых трудностей, это связано со следующими особенностями: рулоны материала не большие, благодаря чему уменьшаются транспортные и складские расходы, также как и затраты труда; материал не впитывает воду, при использовании в сырых условиях вес рулонов остается неизменным; не прорастает корнями, защита от грызунов, устойчивость к природным кислотам и щелочам и т.д. При укладке необходимо делать нахлест (10-12 см).

Рис. 7.3.2. Применение дорнита в дорожном строительстве

Геотекстиль выполняет функцию разделения слоев и позволяет перераспределить напряжение в основании насыпи, увеличить несущую способность основания, устойчивость откосов, улучшить условия уплотнения земляного полотна. Также в данном применении материала выполняется функция армирования при проектировании насыпей из грунта повышенной влажности. Слой из геотекстиля раскатывают в продольном направлении по всей ширине земляного полотна. Полотна соединяют между собой склеиванием или сшиванием. Грунт отсыпают на полотно геотекстиля выше торфа на 0.5 м. Перемешивания грунта с торфом не происходит, осадка торфа идет равномерно. Замена песчаных дрен дренами из геотекстиля позволяет снизить расход песка, повысить темпы строительства, снизить трудоемкость работ.

Рассмотрим какова же выгода от использования геотекстиля в качестве разделительного слоя? Широко известно, что влажные грунты слабее, чем сухие, а мелкозернистые слабее, чем грубозернистые. В данном случае геотекстиль позволяет: предотвратить уменьшение несущей способности, предотвращая смешивание мелких частиц грунта с насыпанным основанием (щебень, гравий и песок) дороги; увеличить несущую способность, предотвращая вдавливание щебня в мягкую подоснову, и таким образом обеспечивая повышенную степень уплотнения; снизить разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза. Геотекстиль (Дорнит) - изотропный материал, его свойства одинаковы во всех направлениях. Это находит отражение в параметрах напряжение-деформация, характерных при его применении в качестве разделительного слоя. Он изготавливается с очень высоким уровнем однородности при непрерывном текущем рентгеновском контроле. Все продукты, не отвечающие стандартам, отбраковываются и отправляются в переработку.

Рис. 7.3.3. Воздействие дорнита

Рис. 7.3.4. Эксплуатируемые кровли

Плиты из экструдированного пенополистирола (Пеноплэкс) обеспечивают теплоизоляцию над гидроизоляционной геомембраной. Нижний слой геотекстиля предотвращает попадание мелких частиц гравия между плитами, позволяя последним свободно расширяться и сжиматься. Гидропласт в данном случае выполняет функцию отвода влаги, просачивающейся из почвенного слоя, в водосточную систему. Слой гравия обеспечивает дополнительную изоляцию, снижает риск возгорания, защищает теплоизоляционный материал от ультрафиолетового излучения и является пригрузочным слоем для легкого экструдированного пенополистирола в случае скопления влаги. Верхний слой геотекстиля предотвращает вымывание почвенного слоя, тем самым выполняется еще одно важное свойство геотекстиля - фильтрация.

Рассмотрим теперь какова же выгода от использования геотекстиля в качестве фильтрующего элемента? Геотекстиль (Дорнит) может предотвращать вымывание более мелких частиц грунта в дренажный заполнитель, таким образом, поддерживая однородность свойств дренажа. В результате этого мы имеем следующие преимущества: снижение совокупных издержек, так как допускается использование крупнозернистых, более дешевых, материалов; уменьшение издержек на укладку благодаря экономии времени; увеличение времени функционирования дренажной системы; предотвращение эрозии грунтов на склонах. Почему же стоит остановить свой выбор на геотекстиле (Дорнит)? Он создает естественный почвенный фильтр. Вода, проходя из почвы в дренаж через геотекстиль, вымывает мелкие частицы. После вымывания мелких частиц соединительная структура крупных частиц прилегает к геотекстилю, и образуется естественный фильтр, который последовательно уменьшает вымывание, вплоть до его полного прекращения. Пропускающая способность этой системы определяется водопроницаемостью грунта. Благодаря большому количеству пор и широкому распределению пор по размерам геотекстиль практически не подвержен засорению. Тесты показывают, что геотекстиль сохраняет свои свойства на протяжении долгого времени. Предсжатая структура материала обеспечивает сохранение стабильных свойств при увеличении нагрузок.

Дренаж:

Геотекстиль (Дорнит) предотвращает заиливание дренажных труб и обеспечивает их эффективную работу. В мелкозернистых почвах высокий уровень воды может подниматься за счет капиллярного эффекта, проникая в стены зданий и вызывая, таким образом, увлажнение конструкций и повреждение облицовки. Слой крупного гравия обеспечит прерывание капиллярного тока. Геотекстиль предотвращает засорение слоя капиллярного прерывания мелкими частицами почвы.

Рис. 7.3.5. Применение в дренажных системах

7.4 Геосетка

В настоящее время одной из самых перспективных технологий, упрощающих строительство дорог в сложных условиях и продлевающих сроки их службы, за счет увеличения прочности - является технология усиления асфальтобетонных покрытий и слабых оснований геосинтетическими материалами, а именно геосетками.

Армирование асфальтобетонных покрытий геосетками позволяет увеличить межремонтные сроки эксплуатации автомобильных дорог в 2-3 раза. В регионах, где геосетки из стекловолокна применяются активно, затраты на содержание дорог, за счёт снижения объёмов ямочных ремонтов, уменьшаются до 40 %.

Преимущества использования:

1.Значительно увеличивается срок службы асфальтобетонных дорожных покрытий.

2. Существенно уменьшается образование трещин.

3. Уменьшается колейность на участках с высокой интенсивностью движения.

4. Обеспечивается оптимальное соединение георешетки с асфальтобетоном.

5. Белый цвет продукта служит индикатором равномерности пропитки материала битумной эмульсией.

5. Температура плавления материала 220С.

6. Низкая повреждаемость материала в процессе укладки.

7. Материал прост в укладке и не требует дополнительной фиксации с помощью анкерных креплений.

8. Рабочая диаграмма битумной смеси идентична рабочей диаграмме полиэфира.

9. Схожесть характеристик геокомпозиционного материала и битумной смеси способствует их структурному воздействию.

Область применения Геосетки:

1. Армирование участков дорог без выравнивающего слоя. Геосетка укладывается на старый слой асфальтобетонного покрытия на ровных участках дороги, но с повышенной трещинностью. Эффект консервация старых трещин достигается за счет того, что сетка принимает на себя горизонтальные напряжения, и, тем самым, препятствует проникновению трещин из старого покрытия в новое.

2. Усиление существующей конструкции дорожной одежды.

Над участками дороги с колейностью и выбоинами укладывается выравнивающий слой асфальтобетона. Затем, на выравнивающий слой, укладывается геосетка. Эффект устранения или значительного уменьшения колейности и выбоин достигается за счет того, что сетка перераспределяет вертикальные локальные нагрузки на большую площадь поверхности.

3. Армирование шва асфальтобетонного покрытия. Геосетка перекрывает шов асфальтобетонного покрытия.

4. Предупреждение трещин при уширении дороги. При уширении участков дороги в местах сопряжения старого и нового участков часто возникают продольные трещины. Укладка сетки на эти участки способствует предупреждению трещинообразования.

5. Сопряжение дорожных одежд различных типов. При сопряжении с дорожными одеждами из цементобетона необходим выравнивающий слой над цементобетонным покрытием.

6. Ямочный ремонт. При осуществлении ямочного ремонта поврежденные участки дороги фрезеруются с перекрытием по периметру зоны повреждения не менее, чем на 50 см. Затем укладывается сетка и асфальтобетон.

7. Восстановление участка дороги после ремонта подземных коммуникаций. Трещины и выбоины часто возникают на участках дорог, проходящих над инженерными коммуникациями. Армирование сеткой устраняет или существенно замедляет разрушение этих участков дорог.

Разравнивание выполняют бульдозером, уплотнение - гладковальцевым катком массой 10-12 т без включения вибратора, планировку - автогрейдером. Количество проходов катка устанавливают пробным уплотнением, ориентировочно 6-10 по одному следу. Движение автотранспорта непосредственно по геосинтетическим материалам не допускается. Масса катка регулируется в зависимости от состояния грунта.

Заключение

В настоящее время в нашей стране по-прежнему не решены проблемы поиска более совершенных и экономически выгодных технологий дорожного строительства, а также, разумеется, что не менее актуально - ремонта и восстановления покрытия автомобильных дорог всех типов. Речь идет о том, что те технологии дорожного строительства и ремонта, которые применяются сегодня, просто не обеспечивают требуемого срока службы автодорог и обусловливают появление трещин и дефектов покрытия уже в первый же год активной эксплуатации.

Если говорить о ситуации в сфере дорожного строительства за рубежом, то здесь очевиден технологический прогресс, который выражается не только в разработке, но и в активном применении на практике современных и эффективных методов дорожного строительства и ремонта.

Строительство дорог требует повышенных мер по предотвращению износа и укреплению дорожного полотна. Климатические, геологические трудности, значительные нагрузки могут очень быстро нанести повреждения поверхности, и внедрение в строительство дорог новых технологий укрепления полотна - наиболее верный путь развития отрасли.

Список используемой литературы

1. Автомобильные дороги: строительство и эксплуатация. / Садило М.В., Садило P.M. Учебное пособие: Феникс, 2011.

2. Новые материалы в дорожном строительстве. / В. А. Веренько. Издательство: УП "Технопринт" 2004. - 170 с.

3. Новые технологии и машины при строительстве, содержании и ремонте автомобильных дорог. / Антипенко Г.Л. Под ред. А.Н. Максименко. -- Мн.: Дизайн ПРО, 2002. -- 224 е.: ил.

Размещено на Allbest.ru

...