RU217557U1

RU217557U1 - Multilayer geosynthetic coating of roll type for reinforcement and waterproofing of soil structures

Info

Publication number: RU217557U1
Application number: RU2022134466U
Authority: RU
Inventors: Радмир Владимирович Солодкий; Никита Романович Петров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "УльтраСтаб"
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-04-05

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к геосинтетическим покрытиям, предназначенным для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений, таких как полигоны технико-бытовых отходов, хвостохранилища, дамбы, дороги и аэродромы, склоны и откосы, выемки, береговые линии и русла водоемов и т.п. Многослойное геосинтетическое покрытие рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений, содержащее полиэтиленовую пленку толщиной 70-500 мкм при размещении ее между слоями нетканого геополотна и тканого геополотна с соединением их между собой посредством термоскрепления при температуре 130-210°С, при этом нетканое геополотно имеет плотность от 100 до 800 г/м², а тканое геополотно - от 70 до 500 г/м², что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность покрытия. 1 ил.The utility model relates to the field of construction, namely, geosynthetic coatings intended for reinforcing and waterproofing soil structures, such as landfills for industrial waste, tailings, dams, roads and airfields, slopes and slopes, excavations, coastlines and water courses, etc. .P. Multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures, containing a polyethylene film with a thickness of 70-500 microns when placed between layers of a non-woven geo-textile and a woven geo-textile with their connection to each other by means of thermal bonding at a temperature of 130-210 ° C, while the non-woven geo-textile has density from 100 to 800 g/m ² , and woven geotextile - from 70 to 500 g/m ² , which ensures high operational reliability of the coating. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к геосинтетическим покрытиям, предназначенным для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений, таких как полигоны технико-бытовых отходов, хвостохранилища, дамбы, дороги и аэродромы, склоны и откосы, выемки, береговые линии и русла водоемов и т.п., а также там, где требуется высокие и стабильные показатели прочности, долговечности и безопасности эксплуатации возводимых сооружений, таких как фундаменты, перекрытия и покрытия заглубленных сооружений, различные трубопроводы и кабели электрической сети и т.п.The utility model relates to the field of construction, namely, geosynthetic coatings intended for reinforcing and waterproofing soil structures, such as landfills for industrial waste, tailings, dams, roads and airfields, slopes and slopes, excavations, coastlines and water courses, etc. .p., as well as where high and stable indicators of strength, durability and safety of operation of structures under construction are required, such as foundations, ceilings and coatings of buried structures, various pipelines and cables of the electrical network, etc.

В техническом решении по патенту RU №2542148, публ. 20.07.2014, предлагается многослойное геосинтетическое покрытие с армирующими и гидроизолирующими свойствами, которое в соответствии с вариантами его конструктивного исполнения содержит геосетку или геотекстиль, водонепроницаемый слой на основе полимерных гибких листов толщиной 3-5 (мм).In the technical solution according to the patent RU No. 2542148, publ. 07/20/2014, a multilayer geosynthetic coating with reinforcing and waterproofing properties is proposed, which, in accordance with its design options, contains a geogrid or geotextile, a waterproof layer based on flexible polymer sheets 3-5 (mm) thick.

В соответствии с данным техническим решением формирование геосинтетического покрытия на подготовленное основание или откосов канала осуществляют при послойной укладке армирующего слоя из геосетки, изготовленной из отходов полиэтилена или нетканого геотекстиля с укладкой поверх армирующего слоя гибких листов, изготовленных из отходов полиэтилена, при этом поверхность гибкого листа, соприкасающаяся с геосеткой или геотекстилем, подвергается расплавлению, далее гибкие листы соединяют встык с образованием сварного шва. Сварку армирующего слоя и гибких листов производят ультразвуковым сварочным аппаратом К-100 (www.piaterka.ru/images/oborud-vesv/cas/CAS_ruk/CK-100.pdf), При реализации данного технического решения возможен вариант формирования геосинтетического покрытия на подготовленном основании путем расположения гибких листов, изготовленных из отходов полиэтилена между армирующего слоями из нетканого геоматериала. Многослойное геосинтетическое покрытие сохраняет устойчивое положение за счет собственного веса, силы тяжести воды, сцепления армирующего слоя с подготовленным основанием. Использование покрытия на пучинистых и просадочных грунтах, а также в условиях наличия карста значительно уменьшает потери воды из канала.In accordance with this technical solution, the formation of a geosynthetic coating on a prepared base or channel slopes is carried out by layer-by-layer laying of a reinforcing layer from a geogrid made from polyethylene waste or non-woven geotextile with laying flexible sheets made from polyethylene waste over the reinforcing layer, while the surface of the flexible sheet, in contact with the geogrid or geotextile, is subjected to melting, then the flexible sheets are joined end-to-end to form a weld. Welding of the reinforcing layer and flexible sheets is carried out with an ultrasonic welding machine K-100 (www.piaterka.ru/images/oborud-vesv/cas/CAS_ruk/CK-100.pdf). When implementing this technical solution, it is possible to form a geosynthetic coating on a prepared base by placing flexible sheets made from polyethylene waste between reinforcing layers of non-woven geomaterial. The multilayer geosynthetic coating maintains a stable position due to its own weight, water gravity, adhesion of the reinforcing layer to the prepared base. The use of coating on heaving and subsidence soils, as well as in the presence of karst, significantly reduces water loss from the canal.

Основным недостатком данного типа многослойного геосинтетического покрытия используемого для гидроизоляции грунтовых поверхностей землеустроительных сооружений, таких как дамбы, склоны и откосы, выемки, береговые линии и русла водоемов, фундаменты, трубопроводы и кабели электрической сети и т.п. является процесс формирования многослойности покрытия из отдельных геоматериалов, в том числе, рулонного типа (тканый и нетканый геотекстиль) и геоматериалов в виде гидроизолирующих листов на основе полимеров, что не является удобным при эксплуатации. Данные обстоятельства не соответствуют современным эксплуатационно-техническим требованиям к геосинтетическим материалам по обеспечению их технологичности, удобноукладываемости, стабильности линейных размеров, низкой массоемкости, что в целом увеличивает затраты на доставку, монтаж покрытия и снижает эксплуатационную надежность.The main disadvantage of this type of multilayer geosynthetic coating used for waterproofing soil surfaces of land management structures, such as dams, slopes and slopes, excavations, coastlines and water courses, foundations, pipelines and cables of the electrical network, etc. is the process of forming a multi-layer coating from individual geomaterials, including roll-type (woven and non-woven geotextiles) and geomaterials in the form of waterproofing sheets based on polymers, which is not convenient for operation. These circumstances do not meet modern operational and technical requirements for geosynthetic materials to ensure their manufacturability, ease of installation, stability of linear dimensions, low mass intensity, which generally increases the cost of delivery, installation of the coating and reduces operational reliability.

Для повышения скорости возведения геосинтетических покрытий для армирования и гидроизоляции грунтовых поверхностей землеустроительных сооружений, снижения затрат на доставку и монтаж покрытия, для повышения надежности и длительности работы покрытия используют многослойные геосинтетические покрытия рулонного типа.To increase the speed of erection of geosynthetic coatings for reinforcing and waterproofing soil surfaces of land management structures, to reduce the cost of delivery and installation of the coating, to increase the reliability and durability of the coating, multilayer geosynthetic coatings of roll type are used.

Известны различные многослойные геосинтетические покрытия рулонного типа, в том числе, гидроизолирующие (см. патенты RU №№74144 ПМ, публ. 20.06.2008 г., 122393 ПМ, публ. 27.11.2012 г., 2320822, публ. 27.03.2008 г., 2549867, публ. 27.04.2015 г., 127382, публ. 13.08.2012 г., патенты CN №203331508, публ. 11.11.2013 г., №203449688, публ. 26.04.2014 г.).Various multilayer geosynthetic coatings of a rolled type are known, including waterproofing ones (see patents RU No. 74144 PM, publ. 06/20/2008, 122393 PM, publ. ., 2549867, published April 27, 2015, 127382, published August 13, 2012, CN patents No. 203331508, published November 11, 2013, No. 203449688, published April 26, 2014).

В техническом решении по патенту RU 127382 предложено многослойное геосинтетическое покрытие рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых поверхностей, содержащее нетканое геополотно (геотекстиль), на который иглопробивным способом наносится тканое геополотно. Для придания геосинтетическому покрытию гидроизоляционных свойств со стороны тканого геополотна методом термоскрепления наносится слой полимерной водонепроницаемой пленки. Данное техническое решение выбрано в качестве ближайшего аналога заявляемой полезной модели.In the technical solution according to patent RU 127382, a multilayer geosynthetic coating of a rolled type for reinforcing and waterproofing soil surfaces is proposed, containing a non-woven geo-textile (geo-textile), on which a woven geo-textile is applied by a needle-punched method. To impart waterproofing properties to the geosynthetic coating, a layer of waterproof polymer film is applied from the side of the woven geotextile by thermal bonding. This technical solution is chosen as the closest analogue of the claimed utility model.

Однако армирующие свойства известного геосинтетического покрытия не эффективны в грунтовых конструкциях под высокими нагрузками:However, the reinforcing properties of the known geosynthetic coating are not effective in soil structures under high loads:

при соединении нетканого геополотна с тканым геополотном иглопробивным способом нарушаются прочностные показатели тканой структуры вследствие пробивания нитей иглами, что при недостаточной прочности тканого материала под нагрузкой от веса грунтовой насыпи, сооружаемой на слабом основании, и под действием дорожно-строительной техники приводит к деформированию покрытия с потерей армирующего воздействия.when connecting a non-woven geo-web with a woven geo-web using a needle-punched method, the strength characteristics of the woven structure are violated due to the punching of the threads with needles, which, if the strength of the woven material is insufficient under load from the weight of an earth embankment constructed on a weak foundation, and under the action of road construction equipment, leads to deformation of the coating with loss reinforcing effect.

В данном техническом решении для придания покрытию гидроизолирующих свойств к армирующему геокомпозиту со стороны тканого геополотна добавляется полимерная водонепроницаемая пленка с фиксацией методом термоскрепления. Однако применение пленочных материалов для гидроизоляции требует использование специальных защитных технологических слоев для исключения повреждений крупнофракционными грунтовыми включениями используемой пленки по границе контакта с грунтопочвенным основанием, при этом также не исключается и расслоение используемых геоматериалов при эксплуатации покрытия. Указанные недостатки значительно снижают эксплуатационную надежность данного многослойного геосинтетического покрытия рулонного типа по армированию и гидроизоляции грунтовых поверхностей.In this technical solution, in order to impart waterproofing properties to the reinforcing geocomposite on the side of the woven geotextile, a polymeric waterproof film with fixation by thermal bonding is added. However, the use of film materials for waterproofing requires the use of special protective technological layers to prevent damage by large fractional soil inclusions of the film used along the contact boundary with the subsoil base, while the delamination of the geomaterials used during the operation of the coating is also not ruled out. These shortcomings significantly reduce the operational reliability of this multilayer geosynthetic roll-type coating for reinforcement and waterproofing of soil surfaces.

Технический результат полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности многослойного геосинтетического покрытия рулонного типа при армировании и гидроизоляции грунтовых сооружений.The technical result of the utility model is to increase the operational reliability of a roll-type multilayer geosynthetic coating for reinforcement and waterproofing of soil structures.

Для решения поставленного технического результата предложено многослойное геосинтетическое покрытие рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений, содержащее соединенные между собой слои из нетканого геополотна, тканого геополотна и водонепроницаемой полиэтиленовой пленки, согласно полезной модели используют полиэтиленовую пленку толщиной 70-500 мкм при размещении ее между слоями нетканого геополотна и тканого геополотна с соединением их между собой термоскреплением при температуре 130-210°С, при этом нетканое геополотно имеет плотность от 100 до 800 г/м², а тканое геополотно имеет плотность от 70 до 500 г/м².To solve the set technical result, a multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures is proposed, containing interconnected layers of non-woven geo-fabric, woven geo-fabric and waterproof polyethylene film, according to the utility model, a polyethylene film with a thickness of 70-500 microns is used when placed between the layers non-woven geo-textile and woven geo-textile with their connection to each other by thermal bonding at a temperature of 130-210°C, while the non-woven geo-textile has a density of 100 to 800 g/m ² , and the woven geo-textile has a density of 70 to 500 g/m ² .

Согласно полезной модели, между полиэтиленовой пленкой и слоем тканого геополотна размещено нетканое геополотно на основе «Спанбонд» при плотности 15-25 г/м².According to the utility model, a nonwoven geotextile based on "Spunbond" at a density of 15-25 g/m ² is placed between the polyethylene film and the layer of woven geotextile.

Согласно полезной модели, используют нетканое геополотно и тканое геополотно на основе полипропиленовых и/или полиэфирных волокон.According to the utility model, a nonwoven geotextile and a woven geotextile based on polypropylene and/or polyester fibers are used.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений с совокупностью признаков, соответствующих заявляемому техническому решению и обеспечивающему описанный выше технический результат, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям полезной модели «новизна», «промышленная применимость». При промышленной реализации полезной модели используют традиционно известные технологические процессы и геоматериалы для производства многослойных геосинтетических покрытий рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых сооруженийWhen analyzing the prior art, no technical solutions were identified with a set of features corresponding to the claimed technical solution and providing the technical result described above, which indicates the compliance of the claimed technical solution with the criteria of the utility model "novelty", "industrial applicability". In the industrial implementation of the utility model, traditionally known technological processes and geomaterials are used to produce multilayer geosynthetic roll-type coatings for reinforcing and waterproofing soil structures.

При реализации полезной модели на основе подбора используемых геоматериалов, их термоскрепления обеспечивается создание единого по объему многослойного геосинтетического покрытия рулонного типа с эффективной армирующей прочностью при укреплении дорожных оснований и насыпей, при эффективном перераспределении нагрузок на основание грунтонесущей поверхности, при эффективной изоляционной устойчивости водонепроницаемой пленки к воздействию фракционных включений, нагрузок строительной техники, что в целом повышает эксплуатационную надежность покрытия при армировании и гидроизоляции грунтовых сооружений.When implementing a utility model based on the selection of geomaterials used, their thermal bonding, it is ensured that a single-volume multilayer geosynthetic coating of a roll type is created with effective reinforcing strength when strengthening road bases and embankments, with effective redistribution of loads on the base of the soil-bearing surface, with effective insulating resistance of a waterproof film to impact fractional inclusions, loads of construction equipment, which generally increases the operational reliability of the coating when reinforcing and waterproofing soil structures.

Полезная модель поясняется графическими материалами, где на рисунке показан фрагмент многослойного геосинтетического покрытия рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений.The utility model is illustrated by graphic materials, where the figure shows a fragment of a multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures.

Многослойное геосинтетическое покрытие рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений содержит поярусно расположенные соединенные между собой слои геоматериалов:A multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures contains layers of geomaterials interconnected in tiers:

поверхностный слой 1 на основе нетканого геополотна, воспринимающего силовые природно-климатические нагрузки (ветер, дождь, снег), а также нагрузки при наличии обратной отсыпки грунтов. Используют нетканое геополотно на основе полипропиленовых или /и полиэфирных волокон, при плотности геополотна 100-800 г/м². Предпочтительно, при реализации полезной модели используют товарную продукцию компании ООО «Ультрастаб» с поверхностной плотностью 100-800 г/м². Выбор нетканого геополотна с заданной поверхностной плотностью зависит от природно-климатических условий, в том числе, физико-механических характеристик грунтов, рельефа грунтовых поверхностей, климата в районах дислокации землеустроительных сооружений;surface layer 1 based on a non-woven geotextile, which perceives force natural and climatic loads (wind, rain, snow), as well as loads in the presence of backfilling of soils. A non-woven geotextile based on polypropylene and/or polyester fibers is used, with a geotextile density of 100-800 g/m ² . Preferably, when implementing the utility model, commercial products of the company Ultrastab LLC with a surface density of 100-800 g/m ² are used. The choice of a non-woven geotextile with a given surface density depends on the natural and climatic conditions, including the physical and mechanical characteristics of soils, the relief of soil surfaces, the climate in the areas where land management structures are located;

водонепроницаемый слой 2 на основе полиэтиленовой пленки, обеспечивающей гидроизоляцию грунтонесущих поверхностей оснований и насыпей. При реализации полезной модели, предпочтительно, используют пленку из полиэтилена высокого давления (ПВД) при толщине пленки от 70 до 500 мкм. Заданные параметры по толщине пленки оптимальны. Толщина полиэтиленовой пленки определяется выбором геоматериала на основе нетканого и тканого геополотна по плотности для обеспечения термоскрепления геоматериалов при температуре 130-210°С. Заданный температурный режим формирует стабильный расплав полиэтилена при размягчении физико-механической структуры волокон геополотен с надежным взаимодействием их между собой;waterproof layer 2 based on polyethylene film, which provides waterproofing of soil-bearing surfaces of foundations and embankments. When implementing the utility model, it is preferable to use a high pressure polyethylene (LDPE) film with a film thickness of 70 to 500 µm. The specified parameters for the film thickness are optimal. The thickness of the polyethylene film is determined by the choice of geomaterial based on non-woven and woven geotextiles in terms of density to ensure thermal bonding of geomaterials at a temperature of 130-210°C. The specified temperature regime forms a stable polyethylene melt during the softening of the physical and mechanical structure of the geotextile fibers with their reliable interaction with each other;

нижний армирующий слой 3 на основе тканого геополотна, обеспечивающего армирующую прочность грунтонесущих поверхностей оснований и насыпей и эффективное перераспределение силовых нагрузок на основание грунтонесущей поверхности. Предпочтительно, используют геотекстиль тканый Ультрастаб - геополотно тканое различного переплетения, получаемое ткацким способом из высокомодульных ленточных полипропиленовых нитей. Данный геоматериал используют при армировании основания насыпи, разделении слоев конструкции дорожной одежды, армировании различного рода земляных сооружений, насыпей на слабых основаниях, при разделении различных конструктивных слоев. Предпочтительно, при реализации полезной модели используют продукцию Ультрастаб с поверхностной плотностью 125-500 г/м². Данный геоматериал способствует укреплению дорожных оснований и насыпей, эффективному перераспределению нагрузок на основание грунонесущей поверхности, изоляционной устойчивости полиэтиленовой пленки к воздействию фракционных включений, действий нагрузок строительной техники;the lower reinforcing layer 3 based on a woven geotextile providing reinforcing strength of soil-bearing surfaces of bases and embankments and effective redistribution of force loads on the base of the soil-bearing surface. Preferably, woven geotextile Ultrastab is used - a woven geotextile of various weaves, obtained by weaving from high-modulus tape polypropylene yarns. This geomaterial is used for reinforcing the base of the embankment, separating the layers of the pavement structure, reinforcing various kinds of earthworks, embankments on weak foundations, and separating various structural layers. Preferably, when implementing the utility model, Ultrastab products with a surface density of 125-500 g/m ² are used. This geomaterial contributes to the strengthening of road bases and embankments, the effective redistribution of loads on the base of the earth-bearing surface, the insulating resistance of the polyethylene film to the effects of fractional inclusions, the actions of construction equipment loads;

между слоем 2 на основе полиэтиленовой пленки и слоем 3 тканого геополотна размещен слой 4 на основе нетканого геополотна типа Спанбонд при плотности 15-25 г/м². Геоматериал обеспечивает стабилизацию термоскрепления слоев геоматериалов между собой, что способствует повышению прочности многослойного покрытия к внешним силовым нагрузкам, материал долговечен в использовании.between layer 2 based on a polyethylene film and layer 3 of a woven geotextile there is a layer 4 based on a nonwoven geotextile of the Spunbond type at a density of 15-25 g/m ² . The geomaterial provides stabilization of the thermal bonding of the layers of geomaterials to each other, which helps to increase the strength of the multilayer coating to external force loads, the material is durable in use.

В таблице 1 приведены физико-механические характеристики на основе результатов лабораторных испытаний многослойного геосинтетического покрытия рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений по примерам 1-3 при использовании нижеприведенных материалов:Table 1 shows the physical and mechanical characteristics based on the results of laboratory tests of a multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures according to examples 1-3 using the following materials:

Пример 1: геосинтетическое покрытие, состоящее из слоя тканого геополотна плотностью 150 г/м² из высокомодульных полипропиленовых нитей, полиэтиленовой пленки 500 мкм и нетканого геополотна плотностью 200 г/м²;Example 1: geosynthetic coating, consisting of a layer of woven geotextile with a density of 150 g/m ² from high modulus polypropylene yarns, a polyethylene film of 500 μm and a nonwoven geotextile with a density of 200 g/m ² ;

Пример 2: геосинтетическое покрытие, состоящее из слоя тканого геополотна плотностью 280 г/м² из высокомодульных полипропиленовых нитей, полиэтиленовой пленки 200 мкм и нетканого геополотна плотностью 400 г/м²;Example 2: geosynthetic coating, consisting of a layer of woven geotextile with a density of 280 g/m ² from high-modulus polypropylene yarns, a polyethylene film of 200 μm and a non-woven geotextile with a density of 400 g/m ² ;

Пример 3: геосинтетическое покрытие, состоящее из слоя тканого геополотна плотностью 500 г/м² из высокомодульных полипропиленовых нитей, нетканого полотна типа «Спанбонд» плотностью 17 г/м², полиэтиленовой пленки 100 мкм и нетканого геополотна плотностью 800 г/м².Example 3: geosynthetic coating, consisting of a layer of woven geotextile with a density of 500 g/m ² from high modulus polypropylene yarns, a non-woven fabric of the "Spunbond" type with a density of 17 g/m ² , a polyethylene film of 100 μm and a non-woven geotextile with a density of 800 g/m ² .

Термоскрепление осуществляют в процессе каландрирования полотен при нагреве валов до температуры 180°С.Thermal bonding is carried out in the process of calendering cloths when the rollers are heated to a temperature of 180°C.

Таким образом, реализуемое по полезной модели геосинтетическое покрытие рулонного типа для армирования и гидроизоляции грунтовых сооружений за счет рационально подобранных доступных геоматериалов по плотности, выбранного режима их термоскрепления эффективно по эксплуатационной надежности в отношении основных технологических показателей к данному типу изделий, в том числе, в части: прочности при растяжении, при продавливании, устойчивости к расслоению, гидроизоляции.Thus, the roll-type geosynthetic coating implemented according to the utility model for reinforcing and waterproofing soil structures due to rationally selected available geomaterials in terms of density, the chosen mode of their thermal bonding is effective in terms of operational reliability in relation to the main technological indicators for this type of product, including, in part : tensile strength, bursting strength, delamination resistance, waterproofing.

Claims

1. A multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures, containing interconnected layers of non-woven geo-textile, woven geo-textile and waterproof polyethylene film, characterized in that a polyethylene film with a thickness of 70-500 microns is used when placed between layers of non-woven geo-textile and woven geotextile with their interconnection by thermal bonding at a temperature of 130-210°C, while the nonwoven geotextile has a density of 100 to 800 g/m ² , and the woven geotextile has a density of 70 to 500 g/m ² .

2. A multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures according to claim 1, characterized in that a non-woven geotextile based on "Spunbond" at a density of 15-25 g/m ² is additionally placed between the polyethylene film and the layer of woven geotextile.

3. A multilayer geosynthetic coating of a roll type for reinforcing and waterproofing soil structures according to claim 1, characterized in that non-woven geotextiles and woven geotextiles based on polypropylene fibers are used.