Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Геотекстиль


Нетканых, искусственных и композицион. материалов/Геотекстиль/Геосетки для армирования асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог: требования, выбор, результаты использования

Геосетки для армирования асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог: требования, выбор, результаты использования

10 декабря 2001
Технический текстиль №2, 2001

Бондарева Эльвира Дмитриевна
Ладыженский Игорь Сергеевич


Асфальтобетонные покрытия, обладающие хорошей сопротивляемостью кратковременным нагрузкам, имеют недостаточную трещиностойкость при воздействии многократно прилагаемых нагрузок, в частности, от транспорта на автомобильных дорогах и аэродромах. Наибольшее количество трещин в асфальтобетонных покрытиях возникает при устройстве слоев покрытия на жестком или полужестком основании (с классом прочности более В 5,0)  и при усилении  слоями асфальтобетона дорожных одежд с цементобетонными покрытиями. Возникающие в этих случаях в процессе эксплуатации усталостные и отраженные трещины, интенсивно развиваясь, приводят к преждевременному разрушению асфальтобетонного покрытия.

Повысить упругие свойства асфальтобетонных покрытий можно путем  армирования  геосетками. Для целей армирования асфальтобетонных покрытий предпочтительней геосетки, обладающие высокими прочностными и низкими деформативными характеристиками, химической и биологической устойчивостью, хорошей совместимостью (адгезией) с битумом и термостойкостью в диапазоне рабочих температур укладки асфальтобетонной смеси (120...160°С).

Требования к геосеткам, рекомендуемым для армирования асфальтобетонных покрытий, сведены в табл. 1.

Геосетка должна обладать низкой ползучестью при длительном приложении нагрузки. Это требование предопределяет выбор материала для ее изготовления. По склонности к ползучести (от большей к меньшей) полимеры можно расположить в следующем порядке: 1) полиэтилен - 2) полипропилен - 3) полиэстер (полиэфир) - 4) поливинилалкоголь.

Введены понятия:  длительная прочность Рдл и допускаемая проектная нагрузка Рдоп, которые определяются по формулам:

Рдл = Рр 1;

Рдоп  = Рр / (А1А2А3γ),

где  Рр -  кратковременная прочность на растяжение при разрыве, кН/м;

А1 - коэффициент, учитывающий снижение прочности при длительном приложении нагрузки за счет ползучести, назначаемый в зависимости от используемого для изготовления геосетки полимера и срока службы конструкции;

А2  - коэффициент снижения прочности за счет погрешностей при изготовлении геосетки;

А3 - коэффициент снижения прочности за счет повреждений при транспортировке и укладке геосетки;

А4  - коэффициент влияния окружающей среды (светоустойчивость, химическая и биологическая стойкость);

γ - коэффициент запаса прочности.

Значения коэффициентов А1...А4 должны устанавливаться фирмами-изготовителями и указываться в паспортных данных на материал. Значение коэффициента запаса γ принимается в зависимости от капитальности сооружения по нормативным документам.

Как видно по динамике снижения начальной (кратковременной) прочности в зависимости от срока службы дорожной конструкции для полимера полиэстера (рис. 1),  при изготовлении геосетки из полиэстера при допускаемых проектных нагрузках, как правило, не менее чем  вдвое меньших кратковременной разрывной нагрузки, снижения прочности во времени за счет ползучести практически не происходит.

Очень важным показателем является термостойкость геосеток, оцениваемая коэффициентом термостойкости

Кt = Ррt/ Рр,

где Ррt - прочность на разрыв геосетки при температуре t.

Приведенные на рис. 2 кривые зависимости коэффициента Кt от температуры  свидетельствуют о том, что Кt > 1 при t < 20°С для всех трех полимеров (полиэтилена, полипропилена и полиэстера).

При достаточно высоких положительных температурах полимеры ведут себя по-разному.

В частности, прочность геосетки из полиэтилена снижается на 90% при температуре 100°С, из полипропилена - на 60 % при t = 100...140°С, а из полиэстера только на 30-35 % в диапазоне температур 140...160°С.

Таким образом, при изготовлении геосеток предпочтение должно быть отдано полимерам, обладающим наименьшей склонностью к ползучести (А1< 1,9 при сроке службы 120 лет) и высокой термостойкостью (Кt > 0,6). Таким требованиям  отвечают геосетка  Хателит С, изготовленная из полиэстера, и геосетка Хателит C М, изготовленная из поливинилалкоголя, выпускаемые фирмой Huesker Synthetic (Германия).

Указанные геосетки выпускаются с размером ячеек 40х40 мм с подложкой из нетканого материала из полипропилена;  назначение последней - увеличение адгезии геосетки к нижнему слою асфальтобетона.

Геосетки этих марок имеют следующие расчетные характеристики: прочность на разрыв Рр = 50  кН/м, относительное удлинение при разрыве ε =12 % для геосетки из  полиэстера и ε = 6 % для геосетки из поливинилалкоголя; температура плавления - 255°С.

Следует отметить, что применение геосеток из стекловолокна и базальта в асфальтобетонных покрытиях, испытывающих многократное приложение нагрузок, нецелесообразно, поскольку они выдерживают значительно меньшее количество приложений нагрузки, по сравнению с геосетками из полиэстера и поливинилалкоголя.

В конструкциях с асфальтобетонными покрытиями на жестком и полужестком основаниях геосетку целесообразно укладывать в сочетании со сплошными неткаными геотекстилями.

При этом геотекстиль выполняет функцию демпфирующей прослойки, сглаживающей  усилия, которые возникают  в зоне трещины или шва при температурных перемещениях несущих слоев оснований, имеющих значительно больший коэффициент линейного расширения, чем асфальтобетон, а геосетка  предотвращает превращение микротрещин в раскрытые трещины.

К нетканой прослойке предъявляются следующие требования: плотность прослойки должна быть не менее 140...160 г/м2,  толщина - не более 2 мм, прочность на разрыв - не менее 5...7 кН/м, относительное удлинение при разрыве - 50...60 %; одна из сторон нетканой прослойки должна быть гладкой.

Нетканая прослойка укладывается только над швами или трещинами в основании на ширину 30...40 см на слой подгрунтовки с расходом битума не менее 1,0 л/м2 покрытия. Поверх прослойки укладывается слой асфальтобетона толщиной 4...6 см, а затем на слой подгрунтовки из битума укладывается геосетка. Толщина вышележащих слоев асфальтобетона должна быть не менее 10...12 см. 

Армирование асфальтобетонных покрытий геосинтетиками требует дополнительных инвестиций. Однако, поскольку,  по имеющемуся в странах Европы опыту, суммарное количество приложений нагрузки в армированной конструкции увеличивается в 2-4 раза по сравнению с неармированной конструкцией, межремонтные сроки службы дорожных одежд значительно увеличиваются, обеспечивая экономию на эксплуатационных затратах.

Пятилетний опыт применения геосетки Хателит для армирования асфальтобетонных покрытий на улицах Санкт-Петербурга (например, на Английской набережной, Невском проспекте, Обводном канале) (рис. 3) также убедительно свидетельствует об увеличении срока службы армированных асфальтобетонных покрытий между средними ремонтами.

ПРИМЕЧАНИЯ

Фирма Huesker Synthetic более 50 лет занимается разработкой и производством геосинтетических материалов (геотканей, георешеток и геокомпозитов), а также техническим и инженерным сопровождением проектов с применением этих материалов. Фирма разработала специальные георешетки Хателит из высокомодульного полиэфира для армирования асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов. Успешный опыт применения указанных георешеток насчитывает в России более пяти лет. Материалы фирмы Huesker Synthetic находят широкое применение в строительстве насыпей на слабых грунтах, насыпей на свайных ростверках, крутых откосов и подпорных стенок.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ