Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

111 страниц

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Документ предназначен для использования работниками проектных институтов, служб пути, путевых машинных станций и дистанций пути при проектировании и осуществлении работ по усилению земляного полотна в комплексе с ремонтами пути.

  Скачать PDF

Оглавление

Введение

1. Общие положения

2. Классификация геосинтетиков

3. Технические требования к геосинтетикам

4. Испытания геосинтетиков

5. Основные положения по проектированию и расчету конструкций из геосинтетиков

5.1 Усиление основной площадки земляного полотна

5.2 Повышение устойчивости откосов земляного полотна

5.3 Теплозащитные покрытия

5.4 Участки переменной жесткости на подходах к мостам

5.5 Водоотводные и дренажные устройства

6. Основные технологические схемы усиления земляного полотна с применением геосинтетиков

6.1 Технологическая схема укладки покрытия в "окно" при глубокой очистке щебня в ходе усиленных ремонтов пути

6.2 Технологическая схема укладки покрытия в "окно" при снятой рельсошпальной решетке в ходе усиленных ремонтов пути

6.3 Технологическая схема устройства участка переменной жесткости с применением георешеток (геосеток) на подходе к мосту с безбалластным мостовым полотном

6.4 Технологическая схема устройства продольного водоотводного композитного лотка

6.5 Технологическая схема устройства подкюветного дренажа из полимерных труб

Приложение 1. Геосинтетики, прошедшие сертификационные испытания

Приложение 2. Основные положения методик испытаний геосинтетиков на прочность и деформативность при статическом напряжении

Приложение 3. Основные положения методик испытаний геосинтетиков на прочность и деформативность при динамической нагрузке

Приложение 4. Основные положения методик испытаний на долговечность (геотекстиль, георешетки)

Приложение 5. Испытание по определению гидравлических характеристик

Приложение 6. Методика определения теплопроводности (плиты)

Список нормативных документов

Показать даты введения Admin

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Руководство по применению полимерных материалов (пенопластов, геотекстилей, георешеток, полимерных дренажных труб) для усиления земляного полотна при ремонтах пути

Москва - 2002г.

Выпущено по заказу Министерства путей сообщения Российской Федерации

Руководство по применению полимерных материалов (пенопластов, геотекстилей, георешеток, полимерных дренажных труб) для усиления земляного полотна при ремонтах пути / МПС России. - М.: ИКЦ "Академкнига", 2002. - 110 с.

Руководство содержит классификацию гсосинтетических материалов для их применения в конструкциях земляного полотна при его усилении в ходе проведения ремонтов пути. Приведены требования к материалам, методики их испытаний, основные положения по проектированию и расчету конструкций из геосинтетических материалов, а также технологические схемы усиления земляного полотна при применении этих материалов.

Предназначено для использования работниками проектных институтов, служб пути, путевых машинных станций и дистанций пути при проектировании и осуществлении работ по усилению земляного полотна в комплексе с ремонтами пути.

Ил. 24. Табл. 12. Библиогр.: 12 назв.

Руководство разработано Путеиспытательной лабораторией МИИТа (канд. техн. наук Е.С. Ашпиз при участии инж. Л.Б. Ерохиной). Основные положения методики испытаний геосинтетиков на долговечность разработаны д-ром техн. наук Ю.В. Суворовой (Институт машиноведения им. А.А. Благонравова АН России).

© Департамент пути и сооружений МПС России, 2002

Таблица 3.1

от типа элемента геосинтетика и места его применения

Прочность при динамической нагрузке

Долговре

менная

прочность

Деформатив-иость при

Сцепле-ние с грунтом

Модуль

дефор

мации

Морозо

стойкость

много

кратно

прилр-

женной

на истирание

сжа

тии

растяже

нии

+

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

-

-

+

+

+

-

+

-

-

-

-

-

+

-

+

-

-

-

+

+

+

-

+

-

-

-

-

-

+

-

+

+

-

-

+

+

+

-

+

-

-

-

-

-

+

-

+

+

-

-

+

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

-

+

+

-

+

-

-

-

-

-

-

-

+

-

-

-

-

-

+

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

правильным выбором материала геосинтетика;

назначением соответствующих параметров конструкции усиления;

регламентным выполнением технологии производства работ.

3.2. Перечень технических требований к геосинтетикам, применяемым при усилении земляного полотна, определяется их назначением, местом укладки и типом конструктивных элементов. В общем случае технические требования к геосинтетикам могут быть разбиты на несколько групп.

I    группа - прочность и деформативность, включает требования;

по краткосрочной статической прочности (сжатие, растяжение, изгиб, продавливание, прокалывание);

по прочности при динамических нагрузках (многократное приложение, истирание);

по долговременной прочности с учетом старения материала и ползучести;

по деформативности (при растяжении, разрыве, сжатии);

по сцеплению с грунтом (коэффициент трения по грунту);

по модулю упругости;

по морозостойкости и прочности при отрицательных температурах.

Перечень требований по прочности в зависимости от типа элемента геосинтетика и места его применения в земляном полотне (основная площадка или вне ее пределов) представлен в табл. 3.1.

II    группа - гидравлические характеристики, включает требования: по водопроницаемости; по проницаемости мелких частиц грунта (эффективный диаметр пор для проницаемости частиц грунта); по водопоглощению; по гидравлической шероховатости.

III    группа - теплофизические характеристики, включает требования по коэффициенту теплопроводности.

Перечень требований по гидравлическим и теплофизическим характеристикам в зависимости от типа элемента геосинтетика представлен в табл. 3.2.

IV    группа - стойкость к вредным воздействиям, включает требования химической стойкости к щелочам и кислотам, биологической стойкости к микроорганизмам и бактериям, стойкости к ультрафиолетовому излучению.

Требования по стойкости к вредным воздействиям применяются ко всем геосинтетикам.

12

Таблица 3.2

Технические требования по гидравлическим и теплофизическому свойствам в зависимости от типа элемента геосинтетика

Конструктивный

Гидравлические свойства

Теплофизические

свойства

элемент геосинтетика

Водопро

ницае

мость

Размер

пор

Водопоглощен ие

Шерохо

ватость

Коэффициент

теплопроводности

Плиты

_

_

+

+

Пленки

+

-

-

-

Пеотекстили

+

.+

-

-

Георешетки

(геосетки)

-

-

-

-

~

Маты

+

+

+

-

-

Трубы

-

-

-

+

-

Сотовые конструкции

+

V группа - геометрические размеры и вес элементов, включает требования к длине, ширине, толщине, диаметрам рулонов, допускам изменения размеров, а также весу элементов. Требования определяются конкретными условиями применения геосинтетика и указываются в проекте.

4. Испытания геосинтетиков

4.1.    Выбранный материал и конструктивный элемент из геосинтетика должны пройти испытание на соответствие своих характеристик предъявляемым к ним техническим требованиям. Частота проведения испытаний зависит от вида конкретного геосинтетика и объема партии поставки и принимается из условия гарантирования требуемого качества материала.

4.2.    Виды испытаний для конкретного материала или элемента определяются техническими требованиями к нему и подразделяются на три группы: I - испытания на прочность и деформативность; II - определение гидравлических характеристик; III - определение теплофизических характеристик.

13

4.3.    Испытания проводят организации, имеющие необходимое оборудование, прошедшее сертификацию, квалифицированных специалистов и назначаемые Департаментом пути и сооружений. Методики испытаний согласуются с Департаментом пути и сооружений.

На основании проведенных испытаний Департамент пути и сооружений выдает разрешение на применение конкретной марки геосинтетика. Срок действия разрешения устанавливается не более трех лет.

Разрешения, выданные Департаментом пути и сооружений на плиты пенополистирола и нетканые геотекстили и действующие на начало 2002 г., приведены в приложении 1.

4.4.    Вид силового воздействия при испытаниях на прочность и деформативность определяется условиями работы элемента в конструкции и типом геосинтетика. При этом могут назначаться испытания по определению:

краткосрочной статической прочности (сжатие, растяжение, изгиб, продавливание, прокалывание);

прочности при динамических нагрузках (многократное приложение, истирание);

долговременной прочности с учетом старения материала и ползучести;

деформативности (при растяжении, разрыве, сжатии);

сцепления с грунтом (коэффициент трения по грунту);

модуля упругости;

морозостойкости и прочности при отрицательных температурах.

4.5.    Перед проведением испытаний определяют фактические размеры и массу образцов, вычисляют плотность материала для каждого образца. Размеры вырезаемых образцов назначают в соответствии с требованиями нормативных документов на виды испытаний.

4.6.    Количество образцов для испытаний назначается не менее 3 шт. В качестве расчетного значения параметра, полученного в ходе испытаний, принимается

/7р = Яф-СКОп,

где /7р - расчетное значение исследуемого параметра, принимаемое в качестве результата испытаний; /7ф- среднее значение параметра, полученное при испытаниях; СКОп - среднеквадратическое отклонение параметра, полученное при испытаниях.

14

4.7.    Основные положения методик испытаний геосинтетиков на прочность и деформативность при статическом нагружении представлены в приложении 2, при динамической нагрузке в приложении 3, на долговечность в приложении 4.

4.8.    Испытания геосинтетиков на гидравлические характеристики проводятся в соответствии с методическими указаниями, данными в приложении 5, а на определение коэффициента теплопроводности для плит - в приложении 6.

5. Основные положения по проектированию и расчету конструкций из геосинтетиков

5.1. Усиление основной площадки земляного полотна

5.1.1.    Усиление основной площадки земляного полотна проводится, исходя из требований:

ограничения темпа накопления остаточных деформаций в балласте и грунтах основной площадки земляного полотна;

снижения до допустимых величин или полного устранения деформаций морозного пучения в виде пучин и равномерного пучения1.

Ограничение темпа накопления остаточных деформаций достигается разделением грунтов земляного полотна и балластного слоя и обеспечением прочности грунтов рабочей зоны земляного полотна, на которую распространяется воздействие от подвижного состава.

5.1.2.    Разделение грунтов земляного полотна и балласта выполняется путем устройства подбалластного защитного слоя, в качестве которого используются мелкие фракции щебня, песчано-гравийная смесь, крупные и средние пески либо разделительный слой из геосинтетиков.

Разделение грунтов земляного полотна и балласта может не выполняться, если в уровне основной площадки располагаются дренирующие грунты или старый загрязненный слой щебня, в

Таблица 5.1

Требования к геотекстнлю, применяемому в качестве разделительного слоя

Показатель (требование)

Значения для материала

Метод испытания

нетканого

тканого

1. Поверхностная плотность,

>280

>220

ГОСТ 15902.2-7.9

г/м2

2. Разрывная нагрузка на по-

>0,8

>1,8

ГОСТ 15902.3-79

лоску шириной 5 см в направлении минимального разрыва, кН 3. Относительное удлинение

<80

>20

То же

при разрыве, %

4. Прочность при продавлива-

£ 1,2

>1,2

ГОСТ 8847-85

нии шариком, кН 5. Коэффициент фильтрации

IV

*1

>11 (Г4

Приложение 5

при давлении 200 кПа, м/с 6. Действующий диаметр пор.

£80

£90

То же

мкм

7. Геометрические размеры: ширина, м длина в рулоне, м

4,2-4,5 Не менее 50

-

диаметр рулона, см

Не более 38*

Примечания: 1. Материалы, применяемые в качестве разделительного

слоя, не должны поддаваться воздействию кислот, щелочей и бактерий природного

происхождения.

2. Геотекстиль должен выдерживать воздействие прямых солнечных лучей в тече

ние не менее одного месяца без снижения прочности,

* При укладке материала без снятия рельсошпальной решетки.

которых содержание частиц размером менее ОД мм составляет не более 4% пб массе.

Для разделительного слоя из геосинтетиков могут быть использованы геотекстиль (нетканый либо тканый) и покрытие из плит пенополистирола.

Технические требования к геосинтетикам, применяемым в качестве разделительного слоя, представлены в табл. 5.1 и 5.2 [4].

5.1.3. В качестве разделительного слоя предпочтительными являются покрытия из геотекстиля. Покрытие из пенополисти-

16

Таблица 5.2

Требования к плитам пенополистирола, применяемым в качестве разделительного слоя

Показатель

Значение

Метод испытания

1. Плотность, кг/м3

>35

ГОСГ 17177-94

2. Прочность на сжатие при 5%-ной ли-

2 0,45

То же

нейной деформации, МПа

3. Предел прочности при изгибе, МПа

2 0,7

То же

4. Деформативность под многократно

s2

Приложение 3

приложенной динамической нагрузкой; %

5. Водопоглощение по объему за 24 ч, %

*0,5

ГОСТ 17177-94

6. Геометрические размеры плит:

-

длина, м

>4,0

ширина, м

>0,6

толщина, мм

>40

Примечание. Плиты должны, иметь пазы длиной более 20 мм для пере

крытия швов.

рола, как более дорогое, устраивается при необходимости одновременного ограничения деформаций морозного пучения.

5.1.4.    Ширина .покрытия из геотекстиля под один путь принимается не менее 4,2 м. В пределах стрелочных переводов покрытие уширяется, так, чтобы его концы выступали не менее чем на 0,8 м за торцы брусьев.

Ширина покрытия из пенополистирола под один путь принимается не менее 4,0 м. В пределах стрелочных переводов покрытие уширяется так, чтобы его концы выступали не менее чем на 0,65 м за торцы брусьев.

5.1.5.    Разделительный слой из геосинтетиков укладывается на глубину не менее 40 см от подошвы шпал с обеспечением поперечного уклона 0,04 в полевую сторону на обычном пути и 0,02 в сторону водоотвода в пределах стрелочных переводов.

Срезка обочин земляного полотна ниже покрытия для отвода с него воды обязательна. Непосредственно на покрытия допускается располагать очищенный щебень.

5.1.6.    Укладка разделительного слоя из геосинтетиков производится при усиленном капитальном, усиленном среднем и

17

капитальном ремонтах пути. При этом возможны две технологические схемы, одна с укладкой на спланированное основание при снятой рельсошпальной решетке, и вторая при работе щебнеочистительных машин без снятия решетки.

В обоих случаях основание, на которое укладывается разделительный слой из геосинтетика, должно быть спланировано и не иметь отдельных выступающих щебенок.

5.1.7.    Срок службы разделительного слоя из геосинтетиков должен быть не менее 30 лет.

5.1.8.    Места усиления основной площадки земляного полотна при недостаточной прочности грунтов рабочей зоны определяются фактическим состоянием пути при наличии "выплеска", превышении величины измеренной упругой осадки нормы [5] (недостаточный модуль подшпального основания) либо расчетным путем, если нарушено условие предельного равновесия, определяемое по нормам [6,7].

Показатель

Ctg(p + (p--

где сТ/, — нормальное суммарное вертикальное напряжение от поездной нагрузки, веса верхнего строения и веса грунта в рабочей зоне земляного полотна на глубине h (в метрах) под подошвой шпал, кПа; Ркр - критическая для данного грунта нагрузка, кПа; с - удельное сцепление грунта, кПа; <р - угол внутреннего трения грунта, рад; у - удельный вес грунта, кН/м3.

5.1.9.    Усиление основной площадки в случае необеспечения прочности грунтов рабочей зоны может быть выполнено с помощью замены слабого грунта на защитный слой из дренирующих материалов либо укладкой армирующих прослоек из геосинтетиков.

В качестве материала для армирующих прослоек используются георешётки и геосетки, имеющие в обоих направлениях одинаковую прочность (двухосные). Технические требования к материалу прослоек представлены в табл. 5.3.

5.1.10.    Армирующая прослойка из геосинтетиков укладывается на глубине не менее 0,3 м от подошвы шпал. Ширина армирующей прослойки из геосинтетика под один путь принимается не менее 4,0 м. В пределах стрелочных переводов прослойка уширяется так, чтобы ее концы выступали не менее чем на 0,65 м за торцы брусьев.

18

Таблица 5.3

Значение

Требования к геосеткам и георешеткам, применяемым в качестве армирующих прослоек

Показатель

1.    Поверхностная плотность, г/м2    >200

2.    Разрывное усиление в продольном и поперечном    >20

направлении, кН

3.    Относительное удлинение при разрыве, %    <15

.4. Прочность в узлах от прочности материала, %    >90

5. Геометрические размеры:

ширина, м    >4,0

длина в рулоне, м    >20

диаметр рулона, см    Не    более    38*

размер ячейки, мм    >20    х 20**

Примечания: 1. Материалы, применяемые в качестве армирующих прослоек, не должны поддаваться воздействию кислот, щелочей и бактерий природного происхождения.

2. Материалы должны выдерживать воздействие прямых солнечных лучей без снижения прочности в течение не менее одного месяца.

* При укладке материала без снятия рельсошпальной решетки.

** Определяется гранулометрическим составом балласта или дренирующего грунта, окружающего геосинтетик.

5.1.13. Срок службы армирующей прослойки из геосинтетика для усиления основной площадки земляного полотна должен быть не менее 50 лет.

5*2. Повышение устойчивости откосов земляного полотна

5.2.1. Геосинтетики применяются в армогрунтовых конструкциях для усиления или стабилизации земляного полотна при недостаточной устойчивости откосов насыпей и выемок.

Оценка устойчивости откосов в соответствии с СТН Ц-01-95 [1] производится на основании сравнения коэффициента устойчивости Ks с допускаемым значением:

где у»- коэффициент надежности по назначению сооружения (коэффициент* ответственности сооружения); уп принимается равным для линий: скоростных и особо грузонапряженных - 1,25;

I и И категорий - 1,20;

III    категории - 1,15;

IV    категории - 1,10;

Yfc- коэффициент сочетания нагрузок; Y fc принимается равным для сочетания нагрузок:

основного - 1,00; особого (сейсмика) - 0,90; строительного периода - 0,95;

Yc- коэффициент условий работ; Yc принимается равным для методов расчета:

удовлетворяющих условиям равновесия - 1,00; упрощенных - 0,95.

В качестве основной для определения коэффициента устойчивости рекомендуется методика проф. Г.М. Шахунянца [7]. Коэффициент

где н - число отсеков, на которые разбивается блок возможного смещения; //-коэффициент внутреннего трения грунта для основания /-го отсека;/= tg<p/

20

Введение

В последнее время при ремонте и усилении земляного полотна и его обустройстве все более широкое применение находят различные синтетические (полимерные) материалы. Достоинством этих материалов является способность эффективно улучшать в заданном направлении свойства грунтов земляного полотна, создавая условия для его надежной и стабильной работы. Усиление земляного полотна с использованием синтетических материалов достаточно легко вписывается в современные технологии проведения ремонтов пути.

Применение отдельных синтетических материалов в конструкциях земляного полотна (геотекстиль и пенополистирол) закреплено в нормативных документах СТН Ц-01-95 [1], Технических условиях на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути [2], требования по их проектированию, расчету и технологиям устройства регламентируются техническими указаниями. Другие синтетические материалы, такие как георешетки и сотовые конструкции, используются в настоящее время только в опытном порядке и на их применение отсутствуют нормативные требования.

Настоящее Руководство разработано с целью обобщения опыта применения различных синтетических материалов для усиления земляного полотна при выполнении ремонтов пути, как уже широко внедряемых на отечественных железных дорогах, так и прошедших только опытную проверку, но имеющих положительные результаты при использовании на автодорогах в нашей стране или за рубежом. Классификация синтетических материалов для их применения в конструкциях земляного полотна, требования к синтетическим материалам, методики их испытаний, основные положения по проектированию и расчету конструкций из синтетических материалов, технологические схемы усиления земляного полотна при применении этих материалов будут полезны для работников проектных институтов, служб пути, путевых машинных станций и дистанций пути при проектировании и осуществлении работ по усилению земляного полотна в комплексе с ремонтами пути.

3

(здесь ф, - угол'внутреннего трения грунта для основания /-го отсека); /,/V,- -сила трения по поверхности смещения, действующая в /-м отсеке; с, - удельное сцепление грунта для основания /-го отсека; /, - длина поверхности смещения в /-м.отсеке; с,7, - сила сцепления по поверхности смещения, действующая в /-м отсеке; Nj и 7,_уд,    соответственно нормальная и    тангенциальные


составляющие силы веса Q,- для /-го отсека;

- 7;.сд И При а,- ( ) 7) — /'/ -уд-


ctj - угол наклона к горизонту поверхности смещения в /-м отсеке; при ос, (+) 7)

При этом поверхность смещения может приниматься как по круглоцилиндрической, так и по любой заданной поверхности.


5.2.2. Воздействие от подвижного состава и веса верхнего строения пути в расчет вводится заменой реальной нагрузки на нагрузку от фиктивных столбов грунта, высотой

где ри и рвс- нагрузки соответственно от подвижного состава и веса верхнего строения пути; у - удельный вес грунта, примыкающего к основной площадке.

5.2.3: В качестве армогрунтовых конструкций для обеспечения необходимой устойчивости откосов применяются армогрунтовые поддерживающие сооружения, которые имеют крутизну внешнего откоса больше угла естественного откоса (армированные контрбанкеты) либо могут ограничиваться вертикальной стенкой (армогрунтовые стены). Как правило, крутизна откоса армированного контрбанкета может составлять 45-70°.

Для вертикальной стенки используются различные материалы (железобетонные конструкции, бетонные блоки, металлические элементы, габионы и т.д.), при этом сама стенка может быть облицовочной либо несущей.

5.2.4. Проектирование и расчет армогрунтовых конструкций для насыпей проводится в соответствии с требованиями Технических указаний по усилению и стабилизации насыпей на прочном основании армогрунтовыми поддерживающими соору-

21

1. Общие положения

1.1.    Синтетические материалы на основе полимеров, применяемые в конструкциях земляного полотна и его обустройств, называются геосинтетическими материалами (геосинтетиками). Геосинтетики используются при усилении земляного полотна и его обустройств с целью повышения их надежности.

Геосинтетики должны обеспечивать исправную работу конструкций усиления земляного полотна в течение всего срока их эксплуатации, что достигается:

правильным выбором материала геосинтетика;

назначением соответствующих параметров конструкции усиления;

регламентным выполнением технологии производства работ.

1.2.    Конструкции для усиления земляного полотна с применением геосинтетиков должны проектироваться на основе материалов инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканий.

При проектировании должен обеспечиваться заданный в соответствии с нормативными требованиями уровень надежности земляного полотна по прочности, устойчивости и деформа-тивности в течение всего срока службы конструкции усиления.

Проектирование должно включать необходимые расчеты, обосновывающие конструктивные решения, а также техникоэкономическую оценку их применения.

1.3.    При проектировании конструкций усиления земляного полотна с применением геосинтетических материалов должны выполняться нормы СТН Ц-01-95 [1], а также требования Инструкции по содержанию земляного полотна железнодорожного пути ЦП-544 [3] и других ведомственных нормативных документов (технических указаний и условий), относящихся к усилению земляного полотна.

1.4.    Выбранный материал и конструктивный элемент из геосинтетика должны пройти испытание на соответствие своих характеристик предъявляемым к ним техническим требованиям, которые определяются назначением геосинтетика, местом укладки и типом конструктивных элементов.

4

1.5.    Расчетные характеристики геосинтетиков должны приниматься с учетом их снижения за расчетный срок службы, в том числе старения материала, возможного его повреждения в период укладки и эксплуатации, а также климатических и биологических воздействий.

1.6.    Нагрузки на конструкции с применением геосинтетиков должны назначаться с учетом коэффициентов возможной перегрузки и сочетания нагрузок. При этом нагрузки от подвижного состава и веса верхнего строения пути следует принимать с учетом перспективных условий эксплуатации железной дороги.

1.7.    При проектировании и расчетах конструкций с применением геосинтетиков должны учитываться категория дороги и класс железнодорожного пути.

1.8.    Проектируемые конструкции с применением геосинтетиков должны быть технологичными и ориентироваться на их выполнение при ремонтах пути, обеспечивая высокую степень использования машин и механизмов и необходимые сроки проведения.

2. Классификация геосинтетиков

2.1.    Геосинтетики представляют собой широкий спектр различных полимерных материалов,-применение которых в конструкциях земляного полотна при его усилении может быть разделено по следующим основным признакам (табл. 2.1):

цель применения;

место расположения в земляном полотне;

тип конструктивного элемента;

состав материала геосинтетика.

2.2.    Определение цели применения геосинтетиков для усиления земляного полотна является одним из основных условий, на основании которых делается выбор конкретного материала.

При этом под армированием грунтов земляного полотна принято понимать укрепление грунтов земляного полотна арматурой из геосинтетиков, которые воспринимают растягивающие нормальные и касательные напряжения, благодаря чему повышаются прочность грунтов и устойчивость земляного полотна, уменьшаются деформации.

Под разделением грунтов и материалов земляного полотна понимается создание разделительной мембраны между разно-

5

Таблица 2. J

Классификация геосинтетиков для усиления земляного полотна

Цель применения

Место расположения в земляном полотне

К оистру КТИ В11 ы й элемент

Состав материала геосинтетика

1. Армирование

1. Основная пло-

1. Плиты

1. Полимер:

2. Разделение

щадкаи рабочая

2. Пленки

полиэтилен

3. Теплоизоляция

зона

3. Геотекстили:

(ПЭ)

4. Фильтрация

2. Тело насыпи вне

нетканые

полипропилен

5. Гидроизоляция

рабочей зоны

тканые

(ПП)

6. Виброзащита

3. Откосы земля

4. Георешетки

полиэфир

7. Противоэро-

ного полотна и

5. Геосетки

(ПЭФ)

зионная защи

бермы

6. Маты

полиамид (ПА)

та

4.    Основания

5.    Водоотводные сооружения

6.    Отдельно расположенные защитные и укрепительные сооружения

7.    Трубы

8.    Сотовые конструкции

2.    Пенопласт: пенополистирол (ПС)

пенополиуретан

(ППУ)

пенополивинил-хлорид (ПХВ)

3.    Композиты

родными слоями грунта, грунта и балласта или грунта и конструктивных элементов (например, плит укрепления), препятствующей проникновению более мелких частиц грунта из одного слоя в другой с более крупными частицами.

Теплоизоляция грунтов земляного полотна производится, когда требуется защита грунтов земляного полотна от промерзания или оттаивания, в результате чего предотвращаются вредное воздействие от морозного пучения либо осадки грунта и потеря прочности его при оттаивании.

Функции фильтрации и отвода воды от грунтов земляного полотна геосинтетиками используются при необходимости осушения грунтов земляного полотна с отводом воды как в поперечном, так и продольном направлениях.

Гидроизоляция грунтов земляного полотна или конструкций, находящихся в земляном полотне, с применением геосинтетиков позволяет защитить грунты или конструкции от попадания в них воды.

При виброзащите конструкций пути и окружающей среды с помощью геосинтетиков достигается уменьшение вибраций,

6

вызванных движением подвижного состава, в конструкциях верхнего строения пути, грунтах земляного полотна и окружающей среде.

Противоэрозионная защита грунтов земляного полотна - это защита поверхностей грунтов земляного полотна от водной и ветровой эрозии.

2.3. Классификация геосинтетиков по месту их расположения в земляном полотне необходима с точки зрения определения условий работы этих материалов, в зависимости от которых предъявляются требования к параметрам материалов.

Применение материалов на основной площадке и в верхней рабочей зоне земляного полотна характеризуется повышенным вибродинамическим воздействием от подвижного состава и наибольшими сезонными изменениями температурно-влажностного режима.

В теле насыпи ниже рабочей зоны применение геосинтетиков характеризуется практически постоянным напряженно-деформируемым состоянием в основном с максимальными сжимающими напряжениями,, сложностью замены элементов, что определяет срок службы такой же, как срок службы земляного полотна.

В откосных частях земляного полотна, а также в контрбанкетах и бермах условия работы геосинтетиков характеризуются возникновением максимальных растягивающих нормальных и касательных напряжений, влиянием изменения сезонных колебаний температурно-влажностного режима.

Особенностями условий применения геосинтетиков в основаниях земляного полотна являются, как правило, повышенная деформативность грунтов в первоначальный момент и длительный.срок службы материала под постоянной нагрузкой, равный сроку службы земляного полотна.

Работа геосинтетиков в водоотводных сооружениях земляного полотна характеризуется отсутствием значительных силовых воздействий в период эксплуатации (прочностные свойства определяются усилиями, возникающими в период монтажа), повышенной влажностью в период эксплуатации и возможными изменениями температурного режима с замерзанием и оттаиванием влаги.

В защитных и укрепительных сооружениях, расположенных отдельно, условия работы геосинтетиков различны как по сило-

7

вым нагрузкам, которые зависят от вида сооружения, так и по

температурно-влажностному режиму.

2.4. По типу конструктивных элементов, в виде которых выпускаются геосинтетики, они могут быть разделены:

на плиты, представляющие собой жесткие плоские элементы прямоугольной формы, толщиной 3-15 см и изготовленные по экструзионной, прессовой или беспрессовой технологии;

пленочные водонепроницаемые рулонные материалы толщиной менее 1 мм;

геотекстили - текстильные водопроницаемые материалы из волокон, изготовленные: 1) нетканным способом из бесконечных волокон путем их наложения (филаментные материалы) или из коротких тканых волокон длиной 3-5 см (штапельные материалы) с механическим закреплением (иглопробивные), склеиванием или термическим подплавлением (спанбонды); 2) тканным способом из волоконных систем (нитей), имеющих взаимно перпендикулярное направление, отличающихся видом волокна, а также видом его. плетения;

георешетки (геосетки) - сетчатые структуры, изготовленные из волокон или пластмассы и имеющие диаметр ячеек свыше 10 мм; по способам изготовления различаются тканые и вязаные геосетки, а также полученные перфорированием из листов пластмасс;

маты - гибкие плоские элементы, толщиной от нескольких сантиметров до десятков сантиметров;

трубы - изготовленные из пластмасс, имеющие прямые торцы, либо раструбные, перфорированные отверстиями, либо сплошные, толстостенные, либо гофрированные; отличаются по способу соединения в трубопровод (сваркой, склеиванием либо с помощью муфт);

сотовые конструкции - объемные конструкции, изготавливаемые из соединяемых листов пластмассы, раскладывающихся в виде сот, объемные ячейки которых заполняются грунтом или каменным материалом.

Возможности применения конструктивных элементов геосинтетиков в зависимости от их назначения при усилении земляного полотна показаны в табл. 2.2.

2.5. По химическому составу геосинтетики имеют широкий спектр применения. При выборе материала основное внимание обращается на необходимую его долговечность при работе в земляном полотне с учетом конкретных условий по темпера-

8

Таблица 2.2

Применение конструктивных элементов геосинтетиков при усилении земляного полотна в зависимости от их назначения

Назначение материала

Плиты

Пленки

Геотск-

стили

Гео

решетки

Маты

Тру-

бы

Сотовые

констру

кции

Армирование

грунтов

-

-

+

+

-

-

+

Разделение грунтов и материалов

+

+

+

-

-

-

-

Теплоизоляция

грунтов

+

-

+

-

-

Фильтрация и отвод воды от грунтов

+

+

+

Гидроизоляция

грунтов

-

+

-

-

+

-

-

Виброзащита конструкций пути и окружающей среды

+

+

+

Противоэрозион-ная защита грунтов

+

+

+

+

турно-влажностному режиму, агрессивности среды, ультрафиолетового излучения. В качестве основных полимеров для изготовления геосинтетиков применяются полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полиэфир (ПЭФ), полиамид (ПА).

В плитах и матах используются также вспененные полимеры (пенопласты), основными из которых являются пенополистирол (ПС), пенополиуретан (ППУ), пенополивинилхлорид (ПХВ).

Композиты, использующиеся в геосинтетиках, представляют собой комбинацию нескольких видов полимеров или конструктивно состоят из элементов, выполненных из различных материалов.

3. Технические требования к геосинтетикам

3.1. Геосинтетики должны обеспечивать исправную работу конструкций усиления земляного полотна в течение всего срока их эксплуатации, что достигается:

9

Технические требования по прочности в зависимости

Конструктивный элемент геосинтетика

Прочность при статических испытаниях на

Место применения

сжа

тие

изгиб

растяже

ние

ирода в-ливание

Плиты

Основная площадка

+

+

-

-

Вне основной площадки

+

+

-

-

Пленки

Основная площадка

-

+

+

Вне основной площадки

-

+

+

Геотекстили

Основная площадка

-

+

+

Вне основной площадки

-

+

+

Георешетки

(геосетки)

Основная площадка

+

Вне основной площадки

+

Маты

Основная площадка

+

-

Вне основной площадки

+

-

Трубы

Основная площадка

+

Вне основной площадки

-

+

-

Сотовые конструкции

Основная

площадка

+

+

Вне основной площадки

+

+

10

1

Усиление основной площадки по условию ограничения пучения рассмотрено в указаниях [4].

15

2

5.1111. Количество прослоек в конструкции усиления основной площадки земляного полотна и их прочность принимаются по расчету в зависимости от характеристик грунтов земляного полотна и требований по упругой осадке (модулю подшпального основания). Как правило, количество прослоек принимается не более двух. Расстояние между прослойками назначается 0,3—0,4 м.

5.1.12.,Армирующая прослойка укладывается на дренирующие грунты земляного полотна или старый загрязненный щебеночный балласт. При расположении в уровне укладки прослойки слабых глинистых грунтов или загрязненных асбоотходов под нее укладывается выравнивающий слой песка толщиной не менее 0,1 м либо слой нетканого материала.

Размер ячейки георешетки (геосетки) принимается при укладке сверху щебеночного балласта 50-65 мм, мелкого щебня 30-35. мм, песчано-гравийной смеси и песчаной подушки 20мм.

19