Отчет о научно-исследовательской работе контракт
| Вид материала | Отчет |
| 1 Требования к геосинтетическим материалам применительно к дорожному строительству |
- Реферат отчет о научно-исследовательской работе состоит, 61.67kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2009 год, 851.3kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2011 год, 1208.93kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе контракт, 1267.76kb.
- Отчёт онаучно-исследовательской работе гу нии но ур за 2010 год, 997.69kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе профессорско-преподавательского состава, 617.56kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе; пояснительная записка к опытно-конструкторской, 14.47kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе (итоговый), 2484.06kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе, 2473.27kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе, 392.92kb.
1 Требования к геосинтетическим материалам применительно к дорожному строительству
1.1 Общие требования к наличию технической документации и форме поставки
Геосинтетические материалы, применяемые в дорожном строительстве, должны отвечать требованиям по наличию технической документации:
- технических условий и/или стандартов организаций, согласованных организациями, представляющими отрасль предприятий-потребителей. Технические условия и/или стандарты организаций должны содержать наименования геосинтетических материалов, включающие торговую марку, определять тип, класс и вид, иметь обозначение, аббревиатуры, технические требования по составу сырья, основным контролируемым производителем физико-механическим показателям свойств, форме поставки, упаковке, маркировке, требования по безопасности, правилам приемки, методам контроля и испытаний, транспортированию и хранению, гарантии изготовителя. Рекомендуется сопровождать технические условия и/или стандарты организаций справочным приложением по дополнительным показателям свойств, технологическим особенностям применения, типовыми конструкциями применения в дорожной отрасли;
- документа (паспорта) качества производителя с указанием наименования производителя, его местонахождения, наименования материала, номера и количества партии, основных физико-механических характеристик по результатам испытаний;
- сертификатов соответствия, выданных на основе заключений по результатам испытаний геосинтетических материалов на соответствие заявленному качеству и действующих нормативных документов, выданных аккредитованными в Росавтодоре организациями;
- санитарно-эпидемиологических заключений;
- документов, регламентирующих область применения геосинтетических материалов, разработанных и согласованных организациями, представляющими отрасль предприятий-потребителей, регламенты и рекомендации применения.
По форме поставки геосинтетические материалы должны быть удобны для погрузоразгрузочных, строительно-монтажных и других строительных работ. Геосинтетические материалы рекомендуется поставлять в рулонах, пачках, блоках, секциях, модулях (в зависимости от вида геосинтетического материала). Для оптимизации расхода геосинтетического материала при укладке (нахлесте) на строительной площадке рекомендуется поставка с наиболее оптимальными размерами по ширине и длине рулонов (пачек). Для сложных конструктивных элементов допускается поставка геосинтетического материала проектной длины и ширины.
Упаковка рулонов (пачек) должна обеспечивать их сохранную транспортировку и хранение, защиту от механических повреждений и климатических воздействий.
Геосинтетические материалы не должны иметь разрывов и других нарушений сплошности.
1.2 Требования к сырью для производства геосинтетических материалов исходя из его свойств
Геосинтетические материалы и изделия в настоящее время изготавливаются из широкого спектра натуральных, искусственных и синтетических полимеров. Именно сырье часто определяет свойства и, соответственно, области применения геосинтетических материалов.
Основным исходным сырьем при производстве геосинтетических материалов являются полиэфир, полипропилен, полиэтилен, полиамид, стекло, базальт. В зависимости от места применения в дорожном конструктиве и выполняемой функции геосинтетические материалы могут быть многослойными и сочетать в себе слои из различных полимеров (сырья), в том числе натурального.
Область, эффективность и долговечность применения геосинтетического материала без дополнительной заводской обработки (или добавки в сырье) напрямую зависит от состава основного сырья, используемого для производства геосинтетического материала.
Следует ограничить применение ряда видов геосинтетических материалов в агрессивных средах. В заводских условиях возможно достижение улучшения показателей методом дополнительной обработки материала или введением добавок в исходное сырье. В этом случае требуются дополнительные испытания на устойчивость к показателям.
Приведенные показатели устойчивости геосинтетических материалов носят рекомендательный характер (таблица 1.1). Свойства геосинтетических материалов могут отличаться от исходных свойств используемого сырья.
Таблица 1.1 - Устойчивость сырья, используемого для изготовления геосинтетических материалов, к различным факторам
| показатель | исходное сырье геосинтетических материалов | |||||
| полиэфир | полипро-пилен | полиэтилен | полиамид | стекло | базальт | |
| водостойкость | хор. | хор. | хор. | хор. | хор. | хор. |
| стойкость к кислотно-щелочным средам | снижение прочности при рН≥9 | хор. | хор. | снижение прочности при рН≤5,5 | хор. | хор. |
| биостойкость | хор. | хор. | хор. | хор. | хор. | хор. |
| светостойкость | хор. | низкая | низкая | низка | низкая | хор. |
| термостойкость | хор. | низкая | низкая | низкая | хор. | хор. |
| морозостойкость | хор. | низкая | низкая | низкая | низкая | хор. |
| устойчивость к механическим повреждениям | хор. | низкая | низкая | низкая | низкая | низкая |
В таблице 1.2 приведены механические свойства нитей, используемых при производстве геосинтетических материалов и изделий.
Таблица 1.2 - Механические свойства основных нитей, используемых при производстве геосинтетических материалов
| № | Наименование | Плотность, г/см3 | Удельная разрывная нагрузка, сН/текс | Удлинение при разрыве, % | Модуль жесткости, сН/текс | Прочность в петле, % |
| 1 | Полиамид 6 | 1,14 | 30-50 | 15-25 | 50-900 | 70-90 |
| 2 | Полиамид 6.6 | 1,14 | 30-50 | 15-25 | 50-700 | 80-90 |
| 3 | Полиэтилен | 0,91-0,97 | 10-100 | 15-20 | 20-50 | 40-55 |
| 4 | Полиэтилен высокопрочный | 0,9 | 280-300 | 5-10 | 10000-16000 | 40-65 |
| 5 | Полипропилен | 0,91 | 10-300 | 10-30 | 50-500 | 60-80 |
| 6 | ПВДФ | 1,78 | 15-20 | 20-25 | 200-300 | 60-80 |
| 7 | ПАН | 1,14-1,18 | 23-30 | 10-20 | 950-1400 | 70-80 |
| 8 | Полиэфир | 1,36-1,4 | 30-95 | 8-15 | 400-1200 | 75-90 |
Рекомендуемые виды геосинтетических материалов и сырья из которого они произведены с учетом схемы применения в дорожной конструкции и функции приведены в Приложении А.
1.3 Требования к физическим характеристикам геосинтетических материалов
Применяемые в дорожных конструкциях геосинтетические материалы должны отвечать требованиям по следующим физическим показателям:
- поверхностная плотность или масса 1 м2, измеряют в г/м². Поверхностную плотность геотекстильных материалов определяют в соответствии с ГОСТ Р 50277 [2]; образцов из стекловолокнистой продукции в соответствии с ГОСТ 6943.16 [3]; гидроизоляционных полимерных материалов в соответствии с #M12291 1200003967ГОСТ 2678 [4]#S;
- плотность (объемная масса), измеряется в г/см3. Определение плотности пластмасс производится в соответствии с ГОСТ 15139 [5]. Для ячеистых пластмасс определение кажущейся плотности производится по ГОСТ 409 [6];
- толщина, измеряется в мм. Толщину геотекстильных материалов определяют в соответствии с ГОСТ Р 50276 [7], гидроизоляционных полимерных материалов в соответствии с #M12291 1200003967ГОСТ 2678#S.
- линейные размеры полотна, секции, модуля, элемента геосинтетического материала, ширина и длина измеряется в м, размеры ячеек в мм. (для георешеток, геосеток и геосотовых материалов). Линейные размеры (ширину и длину) образцов геотекстильных полотен определяют в соответствии с ГОСТ 3811 [8], образцов геосинтетического материала из стекловолокнистой продукции в соответствии с ГОСТ 6943.17 [9], гидроизоляционных полимерных материалов в соответствии с #M12291 1200003967ГОСТ 2678#S;
- структурные характеристики. Линейные размеры (ширину и длину) образцов геотекстильных материалов определяют в соответствии с ГОСТ 3811; образцов из стекловолокнистой продукции в соответствии с ГОСТ 6943.17; образцов гидроизоляционных полимерных материалов в соответствии с #M12291 1200003967ГОСТ 2678#S.
Для определения линейных размеров образцов материалов применяют металлические измерительные линейки в соответствии с ГОСТ 427 [10], рулетки измерительные в соответствии с ГОСТ 7502 [11] и толщинометры в соответствии с ГОСТ 11358 [12]. Измерительный инструмент выбирается в каждом конкретном случае в соответствии с требуемой точностью измерений.
- предельная температура применения. Температура, при которой допустимо применение геосинтетического материала, определяется, как правило, свойствами исходного полимера. Предельная температура применения геосинтетических материалов устанавливается в технических условиях
и/или стандартах предприятий на конкретные виды с обязательным указанием группы горючести. Испытания геосинтетических материалов на воспламеняемость проводят в соответствии с ГОСТ 30402 [13]. Физические свойства полимеров, используемых для производства геосинтетических материалов, приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Физические свойства полимеров, используемых для производства геосинтетических материалов
| | Высокомодульный полиэтилен | Полипропилен | Полиэфир | Полиамид | Поливинилхлорид |
| Плотность, г/см3 | 0,95 | 0,91 | 1,36-1,38 | 1,12-1,14 | 1,3-1,5 |
| Температура плавления, 0С | +130 | от +160 до +170 | +260 | от +215 до +250 | - |
| Температура стеклования, 0С | от -100 до -70 | от -20 до -12 | от +70 до +80 | от +40 до +60 | от -25 до -100 |
1.4 Требования к механическим характеристикам геосинтетических материалов, применяемых в дорожной отрасли
Под механическими свойствами геосинтетических материалов понимают такие свойства, которые определяют их отношение к действию приложенных к ним сил, под действием которых они деформируются. Механические свойства являются важными и основополагающими при выборе материала особенно в тех случаях, где геосинтетические материалы выполняют первостепенную несущую функцию. Выбор того или иного материала в зависимости от назначения часто базируется на механических характеристиках, таких как прочность, удлинение, модуль упругости.
1.4.1 Требования к прочности при растяжении и удлинению при максимальной нагрузке геосинтетических материалов
Прочность и удлинение при растяжении геосинтетических материалов определяется видом геосинтетического материала, структурными особенностями, свойствами исходного сырья и технологией изготовления. Для всех видов геосинтетических материалов прочность и удлинение также зависят от степени приближения действующей нагрузки к предельному значению, температуры, кислотно-щелочной среды и других факторов. Предъявляемые требования и испытания проводятся на показатели:
- прочность при растяжении – нагрузка на единицу ширины, кН/м;
- относительное удлинение при максимальной нагрузке εmax, %;
- начальный модуль жесткости при растяжении f, кН/м (при необходимости);
- секущий модуль при растяжении – отношение усилия, при определенном удлинении, и начальной точкой диаграммы растяжении, кН/м;
- работа разрыва – площадь под кривой нагрузка-удлинение, вычисленная с помощью автоматического устройства или вручную,
;
- коэффициент изотропности, т.е. соотношение прочности в продольном и поперечном направлениях,
.
Определение механических характеристик при растяжении образцов геосинтетических материалов производится в соответствии с «Методикой испытания геосинтетических материалов на растяжение» [14]. Методика применима к широкому кругу геосинтетических материалов, включая геополотна, георешетки, геосетки, геомембраны и другие материалы, используемые в дорожном строительстве.
Регламентирование требований к прочности при растяжении и удлинению при максимальной нагрузке геосинтетических материалов приведены в таблицах 1.4. В таблице 1.5 приведены значения прочности при растяжении и удлинению при максимальной нагрузке геосинтетических материалов.
Таблица 1.4 – Регламентирование требований к прочности при растяжении и удлинению при максимальной нагрузке геосинтетических материалов
| Функция / Назначение | Дорожные одежды и обочины | Земляное полотно и подпорные стенки | Дренажные конструкции | |||
| f | εmax | f | εmax | f | εmax | |
| армирование | О | О | О | О | - | - |
| разделение | О | О | О | Д | О | Д |
| фильтрация | О | Д | О | Д | О | Д |
| дренирование | О | Д | О | Д | О | Д |
| борьба с эрозией | - | - | О | О | - | - |
| гидроизоляция | - | - | О | Д | - | - |
| теплоизоляция | - | - | Д | Н | - | - |
| защита | - | - | - | - | О | О |
Обозначения: О – обязательные (обязательно для всех условий эксплуатации); Д – дополнительные (дополнительные требования заказчика в соответствии с условиями эксплуатации); Н – не регламентируемые (для особых условий эксплуатации)
Таблица 1.5 - Значения прочности при растяжении и удлинения при максимальной нагрузке геосинтетических материалов
| Вид геосинтетического материала | Прочность при растяжении, кН/м | Относительное удлинение при максимальной нагрузке, % | |
| Геотекстиль | |||
| Тканые | из мононитей | 20-80 | 20-35 |
| из комплексных нитей | 40-1200 | 4-30 | |
| из пленочных нитей | 8-90 | 15-25 | |
| Вязаные | поперечновязаные | 2-10 | 100-600 |
| продольновязаные | 20-1200 | 4-30 | |
| Нетканые | теромоскрепленные | 3-25 | 20-80 |
| иглопробивные | 7-90 | 30-120 | |
| вязальнопрошивные | 30-1000 | 10-30 | |
| Геопластмассы | |||
| Экструдированные | 10-200 | 10-30 | |
| Скрепленные | 30-200 | 10-30 | |
| Геокомпозиты | |||
| Глиноматы | 10-20 | 15-30 | |
| Геомембраны битумные | 20-60 | 30-60 | |
| Геомембраны композиционные | 30-60 | 15-30 | |
| Геополосы | 20-200 | 3-15 | |
1.4.2 Требования к прочности геосинтетических материалов при продавливании
Требования к прочности при продавливании геосинтетических материалов определяются видом геосинтетического материала, структурными особенностями, свойствами исходного сырья и технологией изготовления. Это особенно важные требования при применении геосинтетических материалов для выполнения функций армирования, разделения и гидроизоляции.
Предъявляемые требования и испытания проводятся на показатели:
- усилие при продавливании, кН;
- перемещение при продавливании, мм.
Испытание на продавливание имитирует процесс проникновения грунта в материал при его эксплуатации, в результате чего в материале возникает сложное напряженное состояние. Определение механических характеристик при продавливании образцов геосинтетических материалов производится в соответствии с «Методикой испытания геосинтетических материалов на продавливание» [14]. Прочность при продавливании штампом используется при выборе материала для разделения слоев грунта, армирования грунтов, гидроизоляции и др. Данная методика применяется для оценки геосинтетических материалов, если это требуется по условиям их эксплуатации. В зависимости от полученных данных при испытании на продавливание геотекстильные материалы разделяют по классам, определяющим область их использования, которые приведены в таблице 1.6 [14]. Регламентирование требований к прочности геосинтетических материалов при продавливании приведены в таблице 1.7.
Таблица 1.6 – Классы геосинетических материалов в зависимости от прочности при продавливании
| Класс | Усилие при продавливании, кН | Применение |
| 1 | 0,5 – 1,0 | в качестве разделительного и/или фильтрационного слоя |
| 2 | 1,0 – 1,5 | в качестве разделительного слоя мелкозернистого глинистого и песчаного грунтов |
| 3 | 1,5 – 2,5 | разделительный слой между мелкозернистым грунтом и грунтом с содержанием обломочных включений до 40% |
| 4 | более 2,5 | Разделительный и армирующий слои в обломочных грунтах и щебне |
Таблица 1.7 - Регламентирование требований к прочности геосинтетических материалов при продавливании
| Функция / Назначение | Дорожные одежды и обочины | Земляное полотно и подпорные стенки | Дренажные конструкции |
| армирование | О | О | - |
| разделение | О | О | О |
| фильтрация | О | О | О |
| дренирование | О | О | О |
| борьба с эрозией | - | Д | - |
| гидроизоляция | - | О | - |
| теплоизоляция | - | О | - |
| защита | - | - | О |
Обозначения: О – обязательные (обязательно для всех условий эксплуатации); Д – дополнительные (дополнительные требования заказчика в соответствии с условиями эксплуатации); Н – не регламентируемые (для особых условий эксплуатации)
1.4.3 Требования к показателям ползучести геосинтетических материалов
Ползучесть геосинтетических материалов зависит от типа полимера, различных добавок и их процентного соотношения, покрытия материала, структуры и технологии изготовления. Для всех видов геосинтетических материалов ползучесть также зависит от активирующего действия нагрузки, температуры, кислотно-щелочной среды и других факторов.
Предъявляемые требования и испытания проводятся на показатели:
- зависимость относительного удлинения образца от времени под действием постоянного растягивающего усилия;
- длительная прочность при ползучести при растяжении – нагрузка, приводящая к разрыву образца;
- время, прошедшее с момента приложения растягивающей нагрузки, до момента разрыва образца.
Определение механических характеристик при ползучести образцов геосинтетических материалов производится в соответствии с «Методикой испытания геосинтетических материалов на ползучесть при растяжении и разрыве при ползучести» [14]. Методика испытания основана на определении ползучести геосинтетических материалов в условиях деформирования нагрузкой, меньшей разрывной и предусматривает длительное растяжение образца постоянной растягивающей нагрузкой и определение длительной прочности при ползучести при растяжении. Методика предусматривает определение данных по характеру изменения деформации образца во времени, которые могут быть использованы для прогнозирования поведения геосинтетических материалов в течение длительного времени. Регламентирование требований к показателям ползучести геосинтетических материалов приведены в таблице 1.8.
Таблица 1.8 - Регламентирование требований к показателям ползучести геосинтетических материалов
| Функция / Назначение | Дорожные одежды и обочины | Земляное полотно и подпорные стенки | Дренажные конструкции |
| армирование | Д | Д | - |
| разделение | Н | Н | Н |
| фильтрация | Н | Н | Н |
| дренирование | Н | Н | Н |
| борьба с эрозией | - | Н | - |
| гидроизоляция | - | Н | - |
| теплоизоляция | - | Н | - |
| защита | - | - | Н |
Обозначения: О – обязательные (обязательно для всех условий эксплуатации); Д – дополнительные (дополнительные требования заказчика в соответствии с условиями эксплуатации); Н – не регламентируемые (для особых условий эксплуатации)
При оценке ползучести геосинтетических материалов образец испытывается на ползучесть при разных уровнях задаваемой нагрузки. Продолжительность испытания не менее 10000 час (1,14 год) (рисунок 1.1). По результатам испытаний строят изохронную кривую «нагрузка – относительное удлинение» для различных величин растягивающей нагрузки при заданном времени t (рисунок 1.2). За предельный уровень нагрузки, не оказывающей существенного влияния на ползучесть, принимают уровень, после которого начинается резкое увеличение скорости ползучести материала.
Рисунок 1.1 – Ползучесть геосинтетического материала при разных уровнях задаваемой нагрузки
Рисунок 1.2 – Изохронная кривая «удлинение - время»
при заданном времени t
1.4.4 Требования к прочности соединения внутренних элементов структуры геосинтетических материалов
Требования к прочности соединения внутренних элементов структуры геосинтетических материалов особенно важны для геосотовых материалов и других видов материалов, где узел является одним из важных элементов структуры при работе геосинтетического материала в дорожных конструкциях.
Предъявляемые требования и испытания проводятся на показатели:
- прочность соединения на отрыв, кН/м;
- прочность соединения на сдвиг, кН/м.
Определение прочности соединения внутренних элементов структуры геосотовых материалов производится в соответствии с «Методикой определения прочности соединения внутренних элементов структуры геосинтетических материалов» [14]. Применение данной методики необходимо, если разрушение внутренних элементов структуры может привести к потере свойств и выполняемых геосинтетическим материалом функций.
Прочность соединения на отрыв и сдвиг должна быть не менее 5% от прочности нитей, полос или других элементов в продольном и поперечном направлениях. Данный показатель является не регламентируемым.
1.4.5 Требования к прочности ниточных и сварных швов при растяжении геосинтетических материалов
При использовании геосинтетических материалов могут возникнуть случае, когда необходимо соединять разные части полотен при помощи стачивания их краев или каким-либо термическим способом. Важной характеристикой в данном случае будет прочность этого соединения. Предъявляемые требования и испытания проводятся на показатели:
- прочность шва при растяжении, кН/м;
- эффективность прочности соединения, %;
- стойкость швов к воздействию воды или агрессивных сред, %.
Определение прочности швов геосинтетических материалов производится в соответствии с «Методикой определения прочности ниточных и сварных швов геосинтетических материалов при растяжении» [14]. Применение данной методики необходимо, если разрушение шва может привести к разрушению всей конструкции.
Эффективность соединения или шва должна быть не менее 80% от прочности при растяжении материала в продольном и поперечном направлениях.
Стойкость швов к воздействию воды или агрессивных сред должна быть не менее 50% от прочности шва при растяжении материала. Данный показатель является не регламентируемым.
1.4.6 Требования к прочности при раздирании геосинтетических материалов
При эксплуатации геосинтетические материалы подвергаются различным местным повреждениям, таким как надрезы, надрывы и т.д., вызванными проведением строительных работ при укладке, отсыпке и уплотнения грунта.
Предъявляемые требования и испытания проводятся на показатели:
- прочность при раздирании, Н;
- сопротивление раздиранию, Н/м.
Определение механических характеристик при раздирании образцов геосинтетических материалов производится в соответствии с «Методикой определения прочности геосинтетических материалов при раздирании» [14]. Применение данной методики необходимо для определения способности геосинтетических материалов сопротивляться местным повреждениям.
Прочность при раздирании неармированных геомембран определяют в соответствии ГОСТ 2678#S. Данный показатель является не регламентируемым.
1.4.7 Требования к ударной прочности геосинтетических материалов
Предъявляемые требования по ударной прочности важны для определения стойкости к сопротивлению местным повреждениям, возникающим в процессе производства работ по укладке материала, отсыпке и уплотнению грунтов и т.д.
Предъявляемые требования и испытания проводятся на показатели:
- средний диаметр отверстия, мм.
Определение ударной прочности образцов геосинтетических материалов производится в соответствии с «Методикой определения ударной прочности геосинтетических материалов» [14]. Применение данной методики необходимо для определения способности геосинтетических материалов сопротивляться местным повреждениям при падении на них предметов, способных вызвать разрушение структуры материала. Регламентирование требований к показателям ударной прочности геосинтетических материалов приведены в таблице 1.9.
Таблица 1.9 - Регламентирование требований к ударной прочности геосинтетических материалов
| Функция / Назначение | Дорожные одежды и обочины | Земляное полотно и подпорные стенки | Дренажные конструкции |
| армирование | Д | О | - |
| разделение | Д | Д | Д |
| фильтрация | Д | О | О |
| дренирование | Д | О | О |
| борьба с эрозией | - | Д | - |
| гидроизоляция | - | О | - |
| теплоизоляция | - | Д | - |
| защита | - | - | Д |
Обозначения: О – обязательные (обязательно для всех условий эксплуатации); Д – дополнительные (дополнительные требования заказчика в соответствии с условиями эксплуатации); Н – не регламентируемые (для особых условий эксплуатации)
1.5 Требования к гидравлическим свойствам геосинтетических материалов
Водопроницаемость геосинтетических материалов имеет большое значение при использовании их в качестве разделительных прослоек, фильтров, дренажных и водоотводных элементов. Гидравлические требования являются для ряда материалов основополагающими при проведении расчетов с применением геосинтетических материалов.
1.5.1 Требования к геосинтетическим материалам по определению характеристик открытых пор
Требования к характеристике открытого размера пор геосинтетических материалов являются одними из основных показателей при применении материала для фильтрации, разделения и дренирования.
Открытый размер пор геотекстильных материалов определяется в соответствии с ГОСТ Р 53238 [16]. Требования к размеру открытых пор геосинтетических материалов в зависимости от применяемого грунта и вида геотекстильного материала приведены в таблицах 1.10 и 1.11 соответственно.
Таблица 1.10 – Требования к размеру открытых пор геосинтетических материалов в зависимости от применяемого грунта [16]
-
О90, мкм
Суглинки
от 60 до 200
Песок пылеватый
от 60 до 110
Песок мелкозернистый
от 60 до 130
Песок средней крупности
от 80 до 300
Крупнозернистый песок, щебень фр. до 5
от 120 до 600
1.5.2 Требования к водопроницаемости и фильтрующей способности геосинтетических материалов
Водопроницаемость геосинтетических материалов характеризует их способность пропускать воду при перепаде давлений. Водопроницаемость геотекстильных материалов оценивают по ГОСТ Р 52608 [18]. Способность к пропуску воды в различных направлениях по результатам испытаний оценивается с помощью коэффициента фильтрации
, м/сут. Требования к водопроницаемости и фильтрующей способности геосинтетических материалов приведены в таблице 1.12.Таблица 1.11 – Значения размеров открытых пор в зависимости от вида применяемых геотекстильных материалов [17 – Geosynthetics engineering]
-
Вид геосинтетического материала
О90, мкм
Геополотна тканые
из мононитей
от 70 до 4000
из комплексных нитей
от 50 до 900
из пленочных нитей
от 100 до 300
Геополотна вязаные
продольновязаные
от 200 до 2000
поперечновязаные
от 400 до 1500
Геополотна нетканые
теромоскрепленные
от 20 до 350
иглопробивные
от 30 до 200
вязальнопрошивные
от 70 до 500
Таблица 1.12 - Регламентирование требований к водопроницаемости и фильтрующей способности геосинтетических материалов
| Функция / Назначение | Дорожные одежды и обочины | Земляное полотно и подпорные стенки | Дренажные конструкции |
| армирование | Н | Д | - |
| разделение | О | О | Д |
| фильтрация | О | О | О |
| дренирование | О | О | О |
| борьба с эрозией | - | Д | - |
| гидроизоляция | - | Н | - |
| теплоизоляция | - | Н | - |
| защита | - | - | Д |
Обозначения: О – обязательные (обязательно для всех условий эксплуатации); Д – дополнительные (дополнительные требования заказчика в соответствии с условиями эксплуатации); Н – не регламентируемые (для особых условий эксплуатации)
1.5.3 Требования к водоупорности геосинтетических материалов
В качестве показателя водонепроницаемости применяют способность материала не пропускать воду при определенном давлении в течение установленного времени. Сопротивление геосинтетических материалов прониканию через них воды характеризуется водоупорностью или водонепроницаемостью. Водонепроницаемость применяют для оценки свойств геомембран и других гидроизоляционных материалов. Водонепроницаемость геотекстильных полотен определяют в соответствии с ГОСТ Р 51553 [19], для гидроизоляционных полимерных материалов определяют в соответствии с #M12291 1200003967ГОСТ 2678.
В качестве показателя водонепроницаемости применяют способность материала не пропускать воду при определенном давлении в течение установленного времени. Данный показатель является не регламентируемым.
1.6 Требования к долговечности геосинтетических материалов при действии различных эксплуатационных факторов
1.6.1 Требования к механическим повреждениям геосинтетических материалов при циклической нагрузке
Оценка геосинтетических материалов к механическим повреждениям при циклической нагрузке производится в соответствии с «Методикой оценки механических повреждений геосинтетических материалов при циклической нагрузке» [14]. Оценку производят по индексу повреждения геосинтетических материалов при циклической нагрузке (сохранение прочности) в %.
1.6.2 Устойчивость к действию светопогоды
Геосинтетические материалы должны быть устойчивы к действию светопогоды, объединяющей различные факторы, такие как температура, влажность, атмосферные осадки, солнечная радиации и др. Определение устойчивости образцов геосинтетических материалов к климатическим факторам является определяющим при использовании их в дорожном строительстве. Устойчивость геосинтетических материалов к воздействию светопогоды определяют в естественных (натурные испытания) или лабораторных (ускоренные испытания) условиях. Определение устойчивости к действию светопогоды производится в соответствии с «Методикой испытания геосинтетических материалов на устойчивость к действию светопогоды» [13]. Методика основана на проведении климатических испытаний геосинтетических материалов на свето- и погодоустойчивость с использованием ксенонового излучателя и узла орошения дождевального типа. Воздействие на образец производится в часах зависимости от вида материала. Устойчивость к воздействию факторов светопогоды определяют по изменению механических характеристик (сохранение прочности), %. Регламентирование требований к действию светопогоды на геосинтетические материалы приведены в таблице 1.13.
Таблица 1.13 - Регламентирование требований к действию светопогоды на геосинтетические материалы
| Функция / Назначение | Дорожные одежды и обочины | Земляное полотно и подпорные стенки | Дренажные конструкции |
| армирование | Н | Д | - |
| разделение | Н | Д | Д |
| фильтрация | Д | Д | Д |
| дренирование | Д | Д | Д |
| борьба с эрозией | - | О | - |
| гидроизоляция | - | Д | - |
| теплоизоляция | - | Д | - |
| защита | - | - | Д |
Обозначения: О – обязательные (обязательно для всех условий эксплуатации); Д – дополнительные (дополнительные требования заказчика в соответствии с условиями эксплуатации); Н – не регламентируемые (для особых условий эксплуатации)
Сохранение прочности после испытания на воздействие светопогоды определяет время, в течение которого материал может подвергаться воздействию света при его укладке (Таблица 1.14) [20].
Таблица 1.14 – Требования к продолжительности укладки геосинтетических материалов [20]
| Функция | Показатель устойчивости к действию светопогоды, % | Максимальное время воздействия света на материал во время установки |
| Армирование или другое применение, где долговременная прочность является значительным параметром | более 80 | 1-4 месяца1) |
| 60-80 | 2 недели | |
| менее 60 | в день укладки | |
| Другие функции | более 60 | 1-4 месяца |
| 20-60 | 2 недели | |
| менее 20 | в день укладки |
1) в зависимости от времени года и дорожно-климатической зоны
1.6.2 Стойкость к агрессивным средам
Геосинтетические материалы, применяемые в дорожном строительстве, должны быть устойчивыми к агрессивным средам (кислотно-щелочным, уровню рН) в зависимости от конструктивного места применения и используемых строительных материалов.
Данные о стойкости геосинтетических материалов к действию агрессивных сред дают возможность определить долговечность материала в случае контакта с данной средой. Определение стойкости образцов геосинтетических материалов к агрессивным средам производится в соответствии с «Методикой определение стойкости геосинтетических материалов к агрессивным средам» [14]. Методика основана на определении стойкости к кислотным и щелочным воздействиям при полном погружении образцов в жидкость. Среда создается в зависимости от вида материала. Стойкость к воздействию агрессивных сред определяют по изменению механических характеристик (сохранение прочности, %).
Стойкость к кислотным воздействиям (сохранение прочности) при pH<4, например, при использовании в кислых грунтах, должна быть не менее 50% от прочности при растяжении исходного материала. Стойкость к щелочным воздействиям (сохранение прочности) при pH>9, например, при использовании в известковых почвах, при контакте с цементом и бетонами, должна быть не менее 50% от прочности при растяжении исходного материала.
1.6.3 Стойкость к микроорганизмам
В зависимости от дорожно-климатической зоны, применяемых грунтов и материалов геосинтетические материалы должны быть устойчивы к воздействию микроорганизмов. Ухудшение свойств геосинтетических материалов различными микроорганизмами вызывает биологический износ данных материалов, который приводит к частичной или полной потере основных физико-механических показателей. Определение стойкости образцов геосинтетических материалов к воздействию микроорганизмов производится в соответствии с «Методикой определение стойкости геосинтетических материалов к микроорганизмам» [14]. Методика основана на обработке образцов геосинтетических материалов набором микроорганизмов, которые выбираются в зависимости от климатической зоны РФ, с целью определения ухудшения их свойств (сохранение прочности, %).
Стойкость к микроорганизмам должна быть не выше 2 балла в соответствии с ГОСТ 9.048-89.
1.6.4 Определение характеристик материалов под действием пониженных или повышенных температур
При технологических и эксплуатационных воздействиях геосинтетические материалы могут подвергаться действию температур, не соответствующих норме. Способность сохранять исходные свойства под действием повышенных температур характеризует долговечность геосинтетических материалов. Для определения влияния температуры на свойства геосинтетических материалов образцы испытываются на растяжение. Влияние температуры на свойства определяется как процентное отношение сохранения свойств материала. Требования к морозостойкости/температуростойкости геосинтетических материалов приведены в таблице 1.15.
1.6.5 Термостойкость
Термостойкость геосинтетических материалов, прежде всего, зависит от вида сырья и крайне важна в таких конструктивных элементах, как слои асфальтобетона. Определение термостойкости заключается в оценке сохранения прочности при растяжении геосинтетических материалов под действием повышенных или пониженных температур.
При реальных условиях эксплуатации геосинтетические материалы подвергаются воздействию температур в диапазоне от минус 40 0С до 50 0С. Данный диапазон является рекомендуемым для проведения испытаний. Для проведения испытаний геосинтетических материалов, применяемых в слоях дорожных покрытий, диапазон от минус 40 0С до 160 0С.
1.6.6 Морозостойкость
Под морозостойкостью геосинтетических материалов понимают их способность в увлажненном состоянии выдерживать многократные циклы «замораживание – оттаивание» без ухудшения прочности. Основной причиной разрушения материала при низких температурах является расширение воды, заполняющей его поры. Определение морозостойкости геосинтетических материалов к воздействию перепада температур производится в соответствии с «Методикой испытаний геосинтетических материалов на устойчивость к многократному замораживанию и оттаиванию (морозостойкость)» [13]. В результате испытаний определяется величина сохранения прочности, %.
Стойкость к многократному замораживанию и оттаиванию после 25 циклов должна быть не менее 90%.
Таблица 1.15 - Регламентирование требований к морозостойкости/температуростойкости геосинтетических материалов
| Функция / Назначение | Дорожные одежды и обочины | Земляное полотно и подпорные стенки | Дренажные конструкции |
| армирование | О | О | - |
| разделение | Д | Д | Д |
| фильтрация | Д | Д | Д |
| дренирование | Д | Д | Д |
| борьба с эрозией | - | О | - |
| гидроизоляция | - | Н | - |
| теплоизоляция | - | Д | - |
| защита | - | - | Д |
Обозначения: О – обязательные (обязательно для всех условий эксплуатации); Д – дополнительные (дополнительные требования заказчика в соответствии с условиями эксплуатации); Н – не регламентируемые (для особых условий эксплуатации)
- Гибкость при низких температурах
При пониженных температурах существенно снижается устойчивость геосинтетических материалов к изгибу. Важной характеристикой является определение гибкости материала при изгибании образцом испытательного бруса при заданной температуре в соответствии с #M12291 1200003967ГОСТ 2678. Испытания проводятся при радиусе испытательного бруса в 5 мм и следующих температурах: минус 10 0С, минус 20 0С, минус 30 0С, минус 40 0С. В качестве показателя гибкости используют отсутствие трещин на лицевой стороне материала при заданной температуре.