|
Стр. 2
3.2. Требования к физико-механическим показателям
свойств геосинтетических материалов
3.2.1. Применяемые при строительстве и ремонте дорог
геосинтетические материалы должны отвечать требованиям по
следующим физико-механическим свойствам:
- поверхностная плотность;
- толщина;
- прочность при растяжении;
- деформативность;
- однородность;
- сопротивляемость местным повреждениям;
- водопроницаемость (кроме георешеток);
- фильтрующая способность (кроме георешеток, геомембран);
- стойкость к агрессивным воздействиям.
3.2.2. В зависимости от выполняемых ГМ функций, его
структурно-технологических особенностей, стадии контроля качества,
прочность ГМ при растяжении и деформативность могут оцениваться
различными показателями свойств (по п. п. 3.3.3 - 3.3.5).
3.2.3. В отдельных случаях следует в дополнение к
перечисленным регламентировать и другие показатели свойств, в
частности:
- при выполнении ГМ функций армирования грунта - сопротивление
сдвигу на контакте с грунтом (п. 3.3.12);
- при выполнении ГМ функций армирования в условиях длительно
действующих нагрузок - длительная прочность (п. 3.3.4);
- при применении ГМ в слоях покрытий - стойкость к воздействию
температуры, относительная деформация сжатия (3.3.13);
- при применении пространственных георешеток, геооболочек -
прочность швов (п. 3.3.4);
- при применении георешеток, геооболочек - размеры ячеек.
3.2.4. Стойкость к агрессивным воздействиям для ГМ,
выпускаемых из полиэфира, полипропилена, полиамида (исключая
нетканые химически упрочненные материалы), может не оцениваться:
- при ограниченном (до года) сроке службы;
- при введении ограничений по применению в соответствии с п.
2.4 настоящих Рекомендаций, что должно быть отражено в документах
по п. 3.1.2. В этом случае изменение прочности ГМ в процессе
эксплуатации за период Т (лет) в средних грунтовых условиях может
быть ориентировочно оценено путем умножения начального его
значения на поправочный коэффициент, принимаемый по табл. п.4.1
Приложения 4 или рассчитываемый по формуле:
1
k = --------, (3.1)
b
а Т + 1
где а, b - параметры, зависящие от вида сырья ГМ (при
изготовлении ГМ на основе полиэфира и полипропилена а = 0,09, b =
0,5; полиамида а = 0,4, b = 1).
3.2.5. В зависимости от выполняемых ГМ функций и области
применения перечисленные физико-механические свойства могут:
- жестко ограничиваться по минимальным значениям, определять
возможность и эффективность применения (основные свойства для
данной функции - области применения ГМ);
- влиять на эффективность применения (дополнительные свойства
для данной функции - области применения ГМ);
- не оказывать существенного влияния (не регламентироваться
для данной функции - области применения ГМ).
В табл. 3.1 представлено разграничение свойств ГМ в
зависимости от основных функций - областей применения. Свойства,
отнесенные к основным (+) и дополнительным (+/-), должны быть
определены и отражены в документах соответствия ГМ, но по-разному
контролируются (п. п. 3.3, 3.4). Регламентация свойств, отмеченных
знаком (-), не является обязательной.
Таблица 3.1
ОСНОВНЫЕ (+), ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ (+/-) И НЕРЕГЛАМЕНТИРУЕМЫЕ (-)
ПОКАЗАТЕЛИ СВОЙСТВ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
-----------------------------T-------------------------------------------------------------------------¬
¦ Показатель свойств ¦ Функция - область применения ¦
¦ +-----------------------------T-------------------------------T----T------+
¦ ¦ Армирование ¦ Защита ¦Дре-¦Гидро-¦
¦ +-------T-------T-----T-------+-------T-------T-------T-------+ни- ¦изоля-¦
¦ ¦покры- ¦основа-¦отко-¦слабых ¦фильтр ¦эрози- ¦на кон-¦на кон-¦ро- ¦ция ¦
¦ ¦тий ¦ний до-¦сов ¦основа-¦ ¦онная ¦такте с¦такте ¦ва- ¦<10> ¦
¦ ¦<5> ¦рожных ¦<6> ¦ний ¦ ¦откосов¦крупно-¦грунто-¦ние ¦ ¦
¦ ¦ ¦одежд ¦ ¦<6> ¦ ¦<7> ¦фракци-¦вых ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦онными ¦слоев ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦матери-¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦алами ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦ 8 ¦ 9 ¦10 ¦ 11 ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦Поверхностная плотность, <9>¦+/- <1>¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦+/- <4>¦+ ¦+ ¦+ ¦+/- ¦
¦Толщина ¦- ¦- ¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦+/- <4>¦+/- ¦+/- ¦+ ¦+/- ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦Прочность при растяжении: ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦- одноосном; ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦
¦- длительная; ¦- ¦- ¦+ ¦+/- ¦- ¦- ¦- ¦- ¦- ¦- ¦
¦- при продавливании ¦- ¦+/- ¦- ¦+ ¦- ¦- ¦+/- ¦+/- ¦- ¦+/- ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦Деформативность: ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦- удлинение при одноосном ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦
¦растяжении; ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦- модуль деформации при ¦+ ¦+ ¦+ ¦+ ¦- ¦- ¦+/- ¦- ¦- ¦- ¦
¦одноосном растяжении; ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦- модуль деформации в ¦- ¦+/- <2>¦- ¦+ ¦- ¦- ¦+/- ¦- ¦- ¦- ¦
¦условиях сложного напряжен- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ного состояния ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦Однородность: ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦- по прочности; ¦+/- ¦+ ¦- ¦+/- ¦- ¦- ¦+/- ¦- ¦- ¦- ¦
¦- по деформативности; ¦+ ¦+ ¦- ¦+/- ¦- ¦- ¦+/- ¦- ¦- ¦- ¦
¦- по поверхностной плотности¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦+ ¦+ ¦+ ¦+/- ¦
¦<9> ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦Сопротивляемость местным ¦+ <8> ¦+ ¦+/- ¦+ ¦+/- (+)¦+/- ¦+ ¦+/- ¦+/- ¦+/- ¦
¦повреждениям ¦ ¦ ¦ ¦ ¦<3> ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦Водопроницаемость: ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦- в плоскости полотна; ¦- ¦- ¦- ¦+ ¦- ¦- ¦- ¦+/- ¦+ ¦- ¦
¦- в нормальном плоскости ¦+/- <1>¦- ¦+/- ¦+ ¦+ ¦+/- ¦- ¦+/- ¦+ ¦+/- ¦
¦полотна направлении ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦<8> ¦
+----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+------+
¦Фильтрующая способность ¦- ¦- ¦- ¦+ ¦+ ¦+/- <4>¦- ¦+/- ¦+ ¦- ¦
L----------------------------+-------+-------+-----+-------+-------+-------+-------+-------+----+-------
--------------------------------
<1> Регламентация для нетканых геотекстильных материалов с
точки зрения косвенной оценки "совместимости" с вяжущим.
<2> Для геотекстильных материалов.
<3> Для обратных фильтров на контакте с крупнофракционным
материалом, в том числе, под габионной конструкцией с заполнителем
из такого материала - основной показатель свойств.
<4> Регламентируется для косвенной оценки других факторов -
возможности прорастания семян трав, вымывания грунтовых частиц и
т.д.
<5> Дополнительно - адгезия к битуму, регламентация
температурной стойкости, для геосеток - размер ячеек, для
геотекстильных ГМ - относительная деформация сжатия.
<6> Дополнительно - сопротивление сдвигу по контакту с грунтом.
<7> Для георешеток, габионов - дополнительно размеры ячеек.
<8> Оценивается по отдельно разрабатываемым методикам с учетом
вида ГМ и материала покрытия.
<9> Учитывается во всех случаях для оценки расчетных значений
прочности.
<10> Дополнительно для геотекстильных ГМ - регламентация
температурной стойкости.
3.2.6. В табл. 3.2 представлены требуемые значения отдельных
показателей свойств, снижение которых для выполнения указанных
функций не допускается. Окончательный выбор ГМ для данной области
применения осуществляется с помощью расчетов, приведенных в
соответствующих пунктах Рекомендаций, и с учетом всех
представленных в табл. 3.1 основных и дополнительных показателей.
Таблица 3.2
----T---------------------T------------------------------------------------------¬
¦ N ¦ Область применения, ¦ Показатели свойств ГМ ¦
¦п/п¦ функциональное +---------T-------------T-----------T--------T---------+
¦ ¦ назначение ¦R , Н/см ¦эпсилон , или¦Е , Н/см,¦ К , ¦О , мК ¦
¦ ¦ ¦ р ¦ о ¦ о3R ¦ ф(2) ¦ 90 ¦
¦ ¦ ¦не менее ¦(эпсилон ),¦ не менее ¦м/сут., ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ мах ¦ ¦не менее¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ % ¦ ¦ ¦ ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦1 ¦Активная зона земля- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ного полотна, нижние ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦слои дорожных одежд с¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦А ¦покрытиями ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦А1 ¦усовершенствованными ¦80 (120) ¦(< 30*) ¦600 ¦- ¦- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦А2 ¦армирование, ¦60 (80) ¦60 - 120* ¦70* ¦100 ¦60 - 100 ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦-------- ¦
¦А3 ¦дренирование, ¦60 (80) ¦60 - 80* ¦150 ¦20* ¦40 - 120 ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦А4 ¦защита, ¦80 (100) ¦60 - 80* ¦150 ¦20* ¦- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦ ¦ в т.ч. на контакте с¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Б ¦крупнопористыми ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Б1 ¦материалами ¦60 (90) ¦(< 50*) ¦300 ¦- ¦- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦Б2 ¦переходными и низшими¦60 (80) ¦60 - 80* ¦100 ¦20* ¦40 - 120 ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦Б3 ¦армирование, защита, ¦80 (100) ¦60 - 80* ¦100 ¦20* ¦- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦В ¦ в т.ч. на контакте с¦50 (50) ¦> 60 ¦100 ¦20* ¦- ¦
¦ ¦крупнопористыми мате-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦риалами временная ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦(технологическая) ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦защита ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦В1 ¦ в т.ч. на контакте с¦70 (70) ¦> 60 ¦100 ¦20* ¦- ¦
¦ ¦крупнопористыми ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦материалами ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦2 ¦Обочины ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦А ¦армирование и защита,¦60 (80) ¦(< 70*) ¦250 ¦- ¦- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦Б ¦дренирование и защита¦50 (70) ¦< 70* ¦100* ¦40 ¦40 - 120 ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦3 ¦Слабые основания ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦насыпей ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦А ¦армирование и защита ¦120 (160)¦(< 50*) ¦250 ¦20* ¦> 20* ¦
¦ ¦(обеспечение устойчи-¦---------¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦ ¦вости основания и от-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦косов), дренирование ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦и защита ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Б ¦(ускорение консолида-¦70 (110) ¦70 - 120 ¦70* ¦100 ¦40 - 120 ¦
¦ ¦ции основания), ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦-------- ¦
¦В ¦временная (технологи-¦60 (60) ¦70 - 120 ¦70* ¦40* ¦40 - 120*¦
¦ ¦ческая) защита ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦4 ¦Откосы ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦А ¦армирование (обеспе- ¦200 (240)¦(< 50*) ¦600 ¦- ¦- ¦
¦ ¦чение общей устойчи- ¦---------¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦ ¦вости), ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Б ¦защита ¦35 (60) ¦> 30* ¦- ¦20* ¦60 - 140 ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦5 ¦Земляное полотно из ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦грунтов повышенной ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦влажности ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦А ¦дренирование, ¦50 (80) ¦60 - 120* ¦70* ¦100 ¦60 - 120 ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦
¦Б ¦защита ¦50 (80) ¦70* ¦100* ¦20 ¦40 - 100 ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦6 ¦Траншейный дренаж, ¦50 (90) ¦> 30* ¦- ¦50 ¦60 - 100 ¦
¦ ¦защита и дренирование¦ ¦ ¦ ¦-- ¦ ¦
+---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+---------+
¦7 ¦Временные дороги на ¦60 (110) ¦70 - 120* ¦100 ¦40 ¦40 - 120*¦
¦ ¦слабых основаниях, ¦ ¦ ¦--- ¦ ¦ ¦
¦ ¦армирование и защита ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L---+---------------------+---------+-------------+-----------+--------+----------
Примечания:
1. В таблице приведены показатели свойств геосинтетических
материалов (ГМ) на момент их производства (обозначения - по
разделу термины, определения, условные обозначения). Значение R
р
для полиэфирных и полипропиленовых, в скобках - для полиамидных
ГМ.
2. Показатели, отмеченные знаком "*", представляют собой
наиболее приемлемые значения и строго не нормируются. Знак (-)
обозначает, что показатель не нормируется.
3. Пункты 4 - 7 Рекомендаций содержат дополнительные
требования к ГМ.
4. При необходимости выполнения ГМ нескольких из перечисленных
в графе 2 функций следует руководствоваться максимальными
значениями показателей.
5. Значения показателей по графам 3 - 5 даны для испытаний ГМ
по методике одноосного растяжения (см. п. 3.3.3). Их отклонение в
меньшую сторону у анизотропных ГМ допускается только для случая
применения последних при армировании откосов и в направлении,
нормальном действию растягивающих напряжений.
6. Подчеркнуты показатели, определяющие, главным образом,
эффективность применения.
При выборе ГМ следует также учитывать вид отсыпаемых
непосредственно на ГМ материалов (грунтов), условия выполнения
строительных работ. Показатели, характеризующие сопротивляемость
местным повреждениям ГМ (п. 3.3.6 - Р , Д - см. условные
к к
обозначения), должны отвечать следующим минимальным требованиям в
зависимости от вида материала, отсыпаемого непосредственно на них:
- при отсыпке дисперсных немерзлых грунтов, если возможно
наличие в них отдельных включений из крупнофракционных материалов
(в количестве до 5%), - Р <= 15%;
к
- при отсыпке песчано-гравийных смесей - Р <= 10%;
к
- при отсыпке щебеночных и других крупнопористых материалов -
Р <= 8%, Д <= 23;
к к
- при отсыпке крупнообломочных материалов с включениями
размером > 70 мм - Р <= 5%, Д <= 20 мм.
к к
3.3. Методы контроля и определения показателей
свойств геосинтетических материалов
3.3.1. Показатели свойств рулонных геосинтетических материалов
определяются на основе лабораторных испытаний образцов, отобранных
в соответствии с ГОСТ Р 50275, для геосеток из стекло- или
базальтового волокна - в соответствии с ГОСТ 6943.
3.3.2. Поверхностную плотность рулонных ГМ определяют по ГОСТ
Р 50277, толщину - по ГОСТ Р 50276, для геосеток из стекло- или
базальтового волокна - по ГОСТ 6943.16. Данные производителя
должны характеризовать однородность показателя поверхностной
плотности (допуски по значениям, гарантируемые производителем). С
учетом этих допусков должны назначаться расчетные значения
основных показателей свойств.
3.3.3. Показатели механических свойств рулонных ГМ (исключая
геосетки) - прочность при растяжении R и деформативность
р
(относительное удлинение эпсилон и условный модуль деформации Е )
р
- определяют по ГОСТ 15902.3 путем одноосного растяжения образцов
размерами 50 х 200 мм (100 мм - деформируемая часть) со следующими
изменениями:
- в процессе испытаний фиксируют величину относительного
удлинения при нагрузке 0,3R (эпсилон ), но не менее 25 Н/см
р 0,3R
р
(эпсилон ) или при другой специально оговариваемой нагрузке Р;
25
- определяют условный модуль деформации Е по формуле:
р
0,3R
р
Е = ------------ (3.2)
0,3R эпсилон
р 0,3R
р
или
25
Е = ---------;
25 эпсилон
25
- в процессе испытаний фиксируют величину относительного
удлинения (эпсилон ) при максимальной нагрузке Р = R (до начала
max р
ее падения);
- определяют модуль деформации при максимальной нагрузке Е
R
р
по формуле:
R
р
Е = ----------; (3.3)
R эпсилон
р max
- в процессе испытаний определяют однородность ГМ по прочности
А (отношение прочности в продольном направлении к прочности в
R
поперечном направлении), деформативности А (отношение
эпсилон
деформации при разрыве эпсилон в продольном направлении к
о
деформации при разрыве в поперечном направлении), жесткости А ;
Е
(отношение значений Е в продольном и поперечном направлении).
р
Значения эпсилон выражают в относительных единицах, значения
R , Е , Р выражают в Н/см (кН/м).
р р
Для полимерных геосеток, тканых и прочих геотекстильных ГМ
возможны изменения в отношении методики ГОСТ 15902.3 в части
размеров образцов, режима нагружения, определяемых параметров,
если это отражено в Технических условиях, согласованных с
организацией, представляющей отрасль - потребитель продукции.
Для геосеток из стекло- или базальтового волокна показатели
механических свойств определяют по ГОСТ 6943.10 с учетом
изменений, вносимых в Технические условия по согласованию с
организацией, представляющей отрасль - потребитель продукции.
Определяемые в этом случае показатели механических свойств
геосеток могут рассматриваться в качестве основы для определения
расчетных только после их корректировки (с учетом проводимых
периодически испытаний в соответствии с п. 3.3.5).
3.3.4. Поскольку условия деформирования образцов в приведенных
выше испытаниях не соответствуют в ряде случаев условиям
деформирования ГМ в дорожной конструкции, полученные результаты
применимы, прежде всего, для сопоставления ГМ различных видов,
предварительного их выбора и примерной оценки области применения.
Такие испытания также применимы для оценки характеристик ГМ, если
последние не воспринимают значительных усилий в дорожной
конструкции (фильтры дренажных устройств, обратные фильтры,
защитные прослойки для повышения местной устойчивости откосов). В
других же случаях они должны быть дополнены испытаниями,
отражающими особенности работы прослоек из ГМ в реальных условиях,
а именно:
- при усилении верхней части дорожных конструкций, обочин,
армировании слабых оснований насыпей - методом сферического
растяжения по Приложению 2А (возможно применение других
аналогичных методов, предусматривающих испытание ГМ в условиях
сложного напряженного состояния) с определением модуля деформации
Е ;
рсф
- в тех же случаях - методом продавливания с определением
прочности (усилия) при продавливании (Приложение 2Б);
- при армировании откосов с целью повышения их общей
устойчивости - методом длительного растяжения по Приложению 2В.
3.3.5. Для объективного сопоставления ГМ с зарубежными
аналогами рекомендуется дополнительно определять механические
характеристики по методике, отличающейся от применяемой по п.
3.3.3 размером образцов и режимом нагружения (Приложение 1,
примечание 4).
3.3.6. В случае возможности возникновения в отдельных точках
ГМ значительных локальных усилий (укладка ГМ на контакте с
крупнофракционными материалами, например, под слой гравийного или
щебеночного основания дорожной одежды) должна быть оценена
сопротивляемость ГМ местным повреждениям в соответствии с
Приложением 2Г. Рекомендуется для сопоставления ГМ с зарубежными
аналогами также оценивать сопротивляемость местным повреждениям
нагружением падающим конусом.
3.3.7. Водопроницаемость ГМ, выполняющих функции дренирующих
прослоек, оценивают по значениям коэффициентов фильтрации в
плоскости полотна и нормальном ей направлении. В первом случае
испытания проводят, пропуская воду порциями 30 куб. см вдоль блока
из 2 - 4 образцов ГМ, обжатых давлением 2 кПа, 20 кПа и 200 кПа, с
фиксацией времени истечения. Во втором - испытания проводят по
методике, принятой для песка, заменяя его на блок из 20 - 30
образцов ГМ. Коэффициенты фильтрации К определяют по формуле:
ф
864 х Q
К = --------------------, (3.4)
ф t х I х F х ДЕЛЬТА t
где:
Q - расход воды, куб. м;
t - время истечения, с;
I - градиент фильтрации;
F - площадь сечения образцов, кв. см;
ДЕЛЬТА t - температурная поправка (аналогично испытаниям
грунтов).
3.3.8. Фильтрующую способность ГМ определяют в соответствии с
Приложением 2Д.
3.3.9. Для геокомпозитов, геооболочек, пространственных
георешеток оценку показателей физико-механических свойств
выполняют, как правило, на основе перечисленных методик, испытывая
отдельные слои (элементы) этих материалов. Специфика испытаний
таких материалов должна быть отражена в Технических условиях по п.
3.1.2.
3.3.10. Показатели свойств по п. п. 3.3.2, 3.3.3 (в части
значений эпсилон , R , А , А ) являются обязательными для
о р R эпсилон
определения независимо от функций областей применения ГМ. Они
должны постоянно контролироваться предприятиями-производителями и
в ходе экспертного контроля. Это относится также к геометрическим
характеристикам ГМ (ширина, длина в рулоне, размеры ячеек).
Показатели по п. 3.3.3 (в части значений Е , А ), п. п. 3.3.4 -
р Е
3.3.8 определяют в случаях, когда они являются основными или
дополнительными для выполняемой функции и области применения
(табл. 3.1). Определение показателей по п. п. 3.3.4, 3.3.5, 3.3.6,
3.3.8 выполняют на стадии постановки продукции на производство,
впоследствии - при изменении технологии производства, состава
сырья и при экспертном контроле. Определение показателей по п. п.
3.3.3 (в части значения Е , А ), 3.3.7 выполняют на стадии
р Е
постановки продукции на производство, впоследствии - при изменении
технологии производства, состава сырья, но не реже одного раза в
год, при экспертном контроле.
3.3.11. Стойкость ГМ к агрессивным воздействиям определяет
срок их службы и оценивается специальными испытаниями, проводимыми
предприятиями-поставщиками или разработчиками ГМ, в отдельных
случаях - при экспертной оценке. Испытания заключаются в
воздействии на образцы ГМ водной среды, растворов химически
активных веществ реально возможных концентраций (рН 2 - 11),
биологических и температурных факторов с оценкой изменения
механических характеристик образцов. Испытания проводятся на
основе ГОСТ 9.022-74, ГОСТ 9.060-75, ГОСТ 12012-72 или на основе
методик других документов, учитывающих особенности ГМ и условия их
эксплуатации. Стойкость ГМ к агрессивным воздействиям может не
оцениваться в случаях, оговоренных в п. 3.2.4.
3.3.12. Сопротивление сдвигу ГМ на контакте с окружающим
грунтом определяют в соответствии с Приложением 2Е во всех
случаях, когда в результате внешних воздействий возможен сдвиг ГМ
и контактирующего с ним грунта относительно друг друга, например,
при армировании откосов. Этот показатель не относится к числу
определяемых производителем и оценивается по результатам
специальных экспертных испытаний, в отдельных случаях -
назначением с учетом п. 7.2 настоящих Рекомендаций.
3.3.13. Относительную величину сжатия - изменение толщины ГМ в
% к первоначальной под действием сжимающих нагрузок - оценивают по
результатам специальных экспертных испытаний при использовании
геотекстильных материалов как дополнительных прослоек в слоях
покрытия или нетканых геотекстильных материалов, геодрен как
дренирующих прослоек.
4. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
4.1. Общие конструктивные решения
4.1.1. Дополнительные слои (прослойки) из геосинтетических
материалов (ГМ) при выполнении земляных работ используют в
качестве:
- защитных и армирующих прослоек для обеспечения местной и
общей устойчивости откосов (раздел 7);
- защитных, армирующих и дренирующих прослоек при сооружении
насыпей на слабых основаниях (п. п. 4.1.2 - 4.1.6);
- защитно-армирующих прослоек при уширении насыпей (п. 4.1.7);
- капилляропрерывающих дренирующих или гидроизолирующих
прослоек для предотвращения увлажнения рабочего слоя земляного
полотна грунтовыми или поверхностными водами (п. 4.1.8);
- дренирующих и защитно-армирующих прослоек при возведении
земляного полотна из грунтов повышенной влажности (п. 4.1.9).
В зависимости от выполняемых функций предъявляются общие
требования к показателям свойств ГМ по п. п. 3.2, 3.3 и
дополнительные требования по п. п. 4.1.2 - 4.1.9.
4.1.2. Геосинтетические материалы применяют при строительстве
насыпей на слабом основании, сложенном органическими, минеральными
или органо-минеральными грунтами, в качестве:
- преимущественно защитных прослоек, укладываемых на
подготовленную поверхность слабого основания, при обеспеченной
устойчивости всей дорожной конструкции (отсутствии
формоизменяемости в процессе эксплуатации и строительства);
- армирующих прослоек для обеспечения устойчивости насыпей на
слабых основаниях. Эти прослойки одновременно служат в качестве
защитных;
- защитно-армирующих прослоек при строительстве временных
дорог на слабых основаниях;
- вертикальных дренирующих элементов для ускорения
консолидации грунтов слабого основания.
Основные конструктивные решения представлены на рис. 4.1, 4.2
(здесь и далее рисунки не приводятся).
4.1.3. Устройство преимущественно защитных (разделительных и
технологических) прослоек исключает (уменьшает)
взаимопроникновение материала насыпи и грунта основания, улучшает
условия отсыпки и уплотнения насыпи, что облегчает технологию
производства работ, сокращает потери материала насыпи. Для
создания защитных прослоек применяют, как правило, нетканые
иглопробивные, иглопробивные дополнительно термоупрочненные или
термоупрочненные материалы, отвечающие требованиям п. п. 3.2, 3.3.
В зависимости от характера разделяемых грунтовых сред следует
учитывать значения поверхностной плотности ГМ:
- при разделении глинистых грунтов (в том числе повышенной
влажности или переувлажненных) с нижними слоями насыпей из
крупнообломочных грунтов рекомендуются нетканые материалы с
плотностью 350 - 400 г/кв. м (в зависимости от вида
крупнообломочного грунта, генезиса пород его образующих) или
термоупрочненные с плотностью 250 - 300 г/кв. м;
- при разделении грунтов нижних слоев отсыпаемых насыпей и
торфяных грунтов на болотах первого и второго типов, в зависимости
от типа болота и мощности торфа рекомендуются нетканые материалы с
плотностью не менее 250 г/кв. м или нетканые термоупрочненные с
плотностью не менее 160 г/кв. м.
При создании защитных прослоек из нетканых иглопробивных ГМ
толщиной более 3,5 мм (толщина под нагрузкой от веса насыпи не
менее 2 мм), плотностью 350 г/кв. м и выше, отвечающих требованиям
по водопроницаемости, дополнительно улучшаются условия
консолидации грунтов основания насыпи. Создание защитных и
одновременно дренирующих прослоек из таких ГМ рекомендуется при
невысоких значениях коэффициента фильтрации песка нижней части
насыпи (0,5 - 1 м/сут.). Расчетную степень консолидации основания,
по достижении которой допустимо устройство покрытия, в этом случае
можно снизить до 0,95 от требуемой нормами для дорог не выше III
категории.
Защитные прослойки на подготовленном слабом основании
устраивают по всей его ширине с запасом не менее 0,5 м в каждую
сторону по рис. 4.1 "а". В этом случае возможна как поперечная,
так и продольная относительно оси насыпи укладка отдельных
прослоек с перекрытием соседних полотен на 0,5 м. При продольной
укладке величина перекрытия "b" должна быть скорректирована с
учетом прогнозируемой осадки насыпи "s" (b = 0,15 + 0,2s),
рассчитанной в соответствии с действующими нормативными
документами (для предварительных расчетов величина осадки насыпей
высотой 2 - 3 м, возводимых на болотах глубиной до 8 м, может быть
принята по табл. 4.1).
Таблица 4.1
------------------T----------------------------------------------¬
¦Глубина болота, м¦ Материал основания ¦
¦ +----------------------T-----------------------+
¦ ¦Плотные торфы, (коэф- ¦ Высокопористые торфы ¦
¦ ¦фициент пористости до ¦(коэффициент пористости¦
¦ ¦15) ¦ более 15) ¦
+-----------------+----------------------+-----------------------+
¦2 ¦0,5 ¦0,9 ¦
¦4 ¦1,0 ¦1,5 ¦
¦6 ¦1,5 ¦2,0 ¦
¦8 ¦2,0 ¦2,5 ¦
L-----------------+----------------------+------------------------
Защитные прослойки в насыпях на слабых основаниях могут быть
устроены и по рис. 4.1 "в", "г" с заключением нижней части насыпи
в "обойму" для защиты откосных частей насыпи и достижения
дополнительно армирующего эффекта (повышение жесткости нижней
части насыпи, равномерности осадки). В этом случае выполняют
поперечную относительно оси насыпи укладку полотен ГМ, предъявляя
к ГМ дополнительные требования в части показателей механических
свойств (п. п. 3.2, 3.3); рекомендуется применение нетканых
иглопробивных дополнительно термоупрочненных ГМ или
термоупрочненных ГМ.
Конструкции по рис. 4.1 "а", "в", "г" применяют на дорогах II
- V категорий на болотах I, II типов, а для дорог - I категории с
асфальтобетонным покрытием на болотах I типа. Минимальную высоту
насыпи назначают из условий снегозаносимости, возвышения низа
дорожной одежды над уровнем поверхностных вод и исключения упругих
колебаний от проходящего транспорта.
Нетканые ГМ целесообразно применять в качестве защитных
прослоек при возведении нижней части насыпи из местных грунтов, в
частности, в следующих случаях:
- на дорогах III - V категорий на болотах I, II типов. Местный
грунт связный с К <= 1,2 (К - коэффициент переувлажнения,
w w
отношение фактической влажности к оптимальной). ГМ укладывают на
поверхность местного грунта (см. рис. 4.1 "б");
- на дорогах IV - V категорий на болотах I, II типов. Местный
грунт связный с К > 1,2 или торф сильноразложившийся влажностью
w
до 400 - 500%. Местный грунт заключают в замкнутую "обойму" (см.
рис. 4.1 "в").
Толщину верхней части насыпи назначают в этих случаях
расчетом, исходя из исключения упругих колебаний от проходящего
транспорта, но не менее 1,0 м для дорог с асфальтобетонным и 1,2 м
с цементобетонным покрытиями. Толщину нижней части насыпи
назначают из условия возвышения низа дорожной одежды над уровнем
поверхностных вод или поверхности слабого основания с учетом
осадки насыпи.
4.1.4. Армирующие прослойки для обеспечения устойчивости
насыпей на слабых основаниях применяют в случае, если по
выполненной в соответствии с действующими нормативными документами
оценке устойчивость на стадии строительства или после завершения
консолидации не обеспечена. Армирующие прослойки компенсируют
дефицит удерживающих сил, а эффективность их применения зависит от
механических свойств, прежде всего, расчетных значений длительной
прочности, определяемых с учетом срока службы прослоек из ГМ,
который равен или периоду консолидации, если в конечном
(консолидированном) состоянии устойчивость обеспечена, или сроку
службы дорожной конструкции.
Для создания армирующих прослоек рекомендуется применять
высокопрочные ГМ - тканые геотекстильные или георешетки
(геосетки), как правило, на основе полиэфира. При использовании
георешеток (геосеток) целесообразно создавать под ними защитные
прослойки из нетканых ГМ по п. 4.1.3 и песчаный выравнивающий слой
толщиной от 10 см. Общие конструктивные решения приведены на рис.
4.1 "а", "в", "г". Для обеспечения равнопрочности устраиваемой
армирующей прослойки в поперечном направлении относительно оси
насыпи полотна укладывают в поперечном направлении с перекрытием
соседних полотен на 0,5 м или меньшим, если предусмотрено их
соединение.
Для повышения устойчивости насыпи на слабом основании с учетом
вовлечения сил трения на контакте "армоэлемент - грунт насыпи и
грунт основания" необходимо выполнение следующих условий:
- геосинтетический материал укладывается на выравнивающий слой
из песка;
- угол внутреннего трения песка для нижнего слоя насыпи и
выравнивающего слоя должен быть не менее 30-;
- коэффициент трения ГМ по песку должен составлять не менее
0,85 - 0,9 от коэффициента трения песка.
Назначение конструктивных решений с использованием армирующих
прослоек выполняют в соответствии с расчетом по п. п. 4.2.1 -
4.2.4. Армирование оснований объемными георешетками выполняют на
основе индивидуальных решений с выполнением специальных расчетов и
технико-экономических обоснований.
4.1.5. Применение защитно-армирующих прослоек из ГМ по п.
4.1.3 в основании насыпи при строительстве временных дорог или
дорог низких категорий на слабых грунтах осуществляют для снижения
неравномерности осадки, а также с целью уменьшения толщины
насыпного слоя низких насыпей. При этом снижается колейность от
движения транспорта в случае низких насыпей и создаются
благоприятные условия уплотнения нижних слоев насыпей высотой
более 2 м. При сооружении временных автомобильных дорог,
подъездов, площадок, построечных дорог с низшими типами покрытий
использование геотекстильных материалов в качестве армирующей и
одновременно защитной (разделительной) прослойки на границе между
насыпным и подстилающим грунтом позволяет улучшить условия
движения транспортных и уплотняющих средств. Защитные
(разделительные) прослойки из геотекстильных материалов
рекомендуется применять также в тех случаях, когда нижняя часть
насыпи возводится из торфа или глинистого грунта повышенной
влажности. При этом разделительные прослойки размещают на границе
контакта грунтов различного состава, что обеспечивает повышение
несущей способности земляного полотна. При устройстве временных
автомобильных дорог, подъездов, обеспечении проезда на период
строительства в сложных грунтово-гидрологических условиях
используются конструкции по рис. 4.2. При этом :
- насыпь по рис. 4.2 "а", "в", "г" устраивают на болотах I, II
типов глубиной до 4 м, сложенных плотным торфом, на минеральных
грунтах повышенной влажности, если толщина по условию проезда
превышает осадку насыпи за период эксплуатации не менее, чем на
0,2 м (на подтопляемых участках - не менее высоты до уровня
поверхностных вод);
- насыпь по рис. 4.2 "б" сооружают на глубоких болотах I и II
типов, сложенных торфами малой и средней влажности, когда условие
превышения толщины насыпи над осадкой за период эксплуатации не
соблюдается. Нижняя часть насыпи может быть отсыпана из местного
торфа с его уплотнением;
- насыпь по рис. 4.2 "д" устраивают на болотах II, III типов,
заполненных сильносжимаемым слаборазложившимся торфом, а также на
болотах сплавинного типа.
Минимальную толщину насыпи назначают по расчету (п. 4.2.6) или
ориентировочно по табл. 4.2.
Таблица 4.2
-----------------T-----------------------------------------------¬
¦ Среднемесячная ¦ Минимальная толщина насыпей h , см, при ¦
¦ интенсивность ¦ н ¦
¦движения в одном¦ грунтах основания ¦
¦ направлении, +----------T-----------T-----------T------------+
¦ авт./сут. ¦Осушенный ¦Маловлажный¦ Глинистый ¦Заторфован- ¦
¦ ¦ торф ¦ торф ¦ грунт ¦ный или гли-¦
¦ ¦(W < 300%)¦(W = 300 - ¦(W < 0,9W )¦нистый грунт¦
¦ ¦ ¦ 600%) ¦ т ¦(W > 0,9W ) ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ т ¦
+----------------+----------+-----------+-----------+------------+
¦Одиночные ¦40 - 60 ¦50 - 70 ¦25 - 40 ¦40 - 60 ¦
¦автомобили ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦До 50 ¦50 - 80 ¦60 - 90 ¦40 - 60 ¦50 - 80 ¦
¦Свыше 50 ¦60 - 90 ¦70 - 100 ¦50 - 80 ¦60 - 90 ¦
¦Сверхтяжелые на-¦60 - 80 ¦60 - 90 ¦40 - 60 ¦60 - 90 ¦
¦грузки (разовый ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦проезд) ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L----------------+----------+-----------+-----------+-------------
Примечание. Общая продолжительность периодов эксплуатации
дороги с названной интенсивностью до одного года; меньшие значения
толщин принимают для насыпей из песчано-гравийных смесей
оптимального состава, большие - для насыпей из мелких непылеватых
песков.
Возможное снижение величины осадки насыпи на слабом основании
за счет уменьшения ее неравномерности определяют в соответствии с
п. 4.2.3.
4.1.6. Вертикальные дренирующие элементы из ГМ применяют для
ускорения консолидации грунтов слабого основания при обеспеченной
устойчивости основания под нагрузкой от веса насыпи. Дренирующие
элементы представляют собой ленты из нетканого иглопробивного
геотекстильного материала или ленты более сложной многослойной
структуры. Геотекстильные нетканые иглопробивные материалы,
предназначенные для устройства простейших дренирующих элементов,
должны отвечать следующим требованиям:
- поверхностная плотность не менее 500 г/кв. м;
- отклонение поверхностной плотности от среднего значения по
площади полотна не более 20%;
- ширина полотна и ширина вырезанной из него дрены должны
соответствовать конструкции установки для погружения дрен и
проектной длине дрен;
- толщина полотна - не менее 5 мм, толщина при обжатии
нагрузкой 0,05 МПа - не менее 3 мм;
- прочность при растяжении - не менее 30 Н/см;
- относительная деформация при разрыве - 30 - 150%;
- коэффициент фильтрации в плоскости полотна при обжатии
нагрузкой 0,05 МПа - не менее 30 м/сут.
Вертикальные ленточные дрены из ГМ должны, как правило,
достигать прочных слоев грунта под слабыми водонасыщенными
грунтами - биогенными (торф, сапропель, заторфованные грунты) или
минеральными (илы, глинистые грунты, мелкие пески). В плане дрены
располагают по квадратной или ромбической (с углом 60-) сетке.
Общее конструктивное решение представлено на рис. 4.3.
Вертикальные ленточные дрены из ГМ целесообразно устраивать:
- при мощности слабого слоя более 3 м на водоупоре и более 5 м
на водопроницаемом основании;
- при степени влажности слабых грунтов 0,8 - 1, коэффициенте
-5
фильтрации не ниже 10 м/сут.;
- при соблюдении требований по критическому значению напора
Н (п. 4.2.4).
к
4.1.7. Защитно-армирующие прослойки из ГМ применяют при
выполнении работ по уширению земляного полотна в сложных условиях:
слабые основания, стесненные условия строительства. В зависимости
от ставящихся целей применяют геотекстильные материалы или
георешетки (пространственные и геосетки). Общие конструктивные
решения представлены на рис. 4.4. Выбор ГМ, конструктивных решений
выполняют на основе расчетов, аналогичных представленным в п. п.
4.2, 7.2. Проектирование выполняют на основе индивидуальных
решений.
4.1.8. Прослойки из ГМ применяют для ограничения или
предотвращения увлажнения грунтов рабочего слоя земляного полотна.
Ограничение или предотвращение увлажнения грунтов достигают за
счет:
- использования дренирующих прослоек и фильтров из ГМ в
конструкциях водоотводных сооружений по п. 5.1.2, раздела 6
настоящих Рекомендаций;
- использования гидроизолирующих прослоек из ГМ в конструкциях
дорожных одежд по п. 5.1.3 или укрепления обочин по п. 5.1.6
настоящих Правил;
- использования специальных мероприятий по регулированию
водно-теплового режима земляного полотна с устройством
гидроизоляционных или капилляропрерывающих прослоек из ГМ.
Специальные мероприятия по регулированию водно-теплового
режима земляного полотна могут предусматривать:
- полную гидроизоляцию рабочего слоя земляного полотна с
сохранением близких к оптимальным значений влажности грунта за
счет заключения его в обойму из обработанного вяжущим нетканого
геотекстильного материала;
- предотвращение дополнительного увлажнения грунтов рабочего
слоя земляного полотна в результате притока грунтовых или
длительно стоящих поверхностных вод за счет устройства в нижней
части земляного полотна прослойки из обработанного вяжущим
нетканого геотекстильного ГМ;
- создание капилляропрерывающего слоя из минеральных
материалов с защитной прослойкой из нетканого геотекстильного ГМ
|
