WO2022186721A1 - Геокомпозит геотекстильный для армирования дорожных сооружений - Google Patents

Геокомпозит геотекстильный для армирования дорожных сооружений Download PDF

Info

Publication number
WO2022186721A1
WO2022186721A1 PCT/RU2021/000394 RU2021000394W WO2022186721A1 WO 2022186721 A1 WO2022186721 A1 WO 2022186721A1 RU 2021000394 W RU2021000394 W RU 2021000394W WO 2022186721 A1 WO2022186721 A1 WO 2022186721A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
geocomposite
woven
geotextile
reinforcing
layer
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000394
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Виктория Анатольевна БУНИНА
Original Assignee
Виктория Анатольевна БУНИНА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктория Анатольевна БУНИНА filed Critical Виктория Анатольевна БУНИНА
Publication of WO2022186721A1 publication Critical patent/WO2022186721A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J123/02—Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09J123/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09J123/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J123/02—Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09J123/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C09J123/12—Polypropene
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/283—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads synthetic polymer-based, e.g. polyamide or polyester fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H13/00—Other non-woven fabrics
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C3/00—Foundations for pavings
    • E01C3/04—Foundations produced by soil stabilisation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure

Definitions

  • the invention relates to the field of construction, namely to the construction of subgrade and pavement bases and can be used as a reinforcing multifunctional layer for: reinforcing pavement bases and embankments on soft soils in difficult soil and geological conditions, including peat bases, subsidence and plastic clay soils; planar drainage devices at the base of road cuts and low embankments with unsecured drainage; devices for waterproofing and capillary interruption of the subgrade in areas with the third type of terrain in terms of moisture and dusty, clay base soils without additional drainage layers; ensuring the stability of slopes of increased steepness or when using local soils with low strength characteristics.
  • geotextiles in construction is widely known for its use, in particular, as drainage systems, reinforcing layers, geotubes.
  • a reinforcing geocomposite material comprising a web of needle-punched non-woven material (geotextile) bonded to a polymeric material, while the material contains a base layer of geotextile, on which a woven polymeric material is applied by a needle-punched method, and in this form it has a water-permeable ability (see utility model patent EN 127382 U1,
  • a geoplatform for reinforcing a road embankment, containing geogrid modules fastened together, the cells of which are filled with filler and on top of which an additional layer of filler is located, the geogrid modules are placed on canvases of woven geotextile, while the geotextile canvases are located in the transverse direction relative to the axis of the roadway, and the edges of the canvases wrapped on each side on the surface of an additional layer of filler (see utility model patent RU 122100 U1,
  • Known high-strength composite fabric for earthworks containing the main layer of fabric in the form of woven geotextile, which is the top layer and non-woven material representing the bottom layer.
  • the described nonwoven web uses a needle punching technique to combine with each other with a woven geotextile, placing a plurality of nonwoven reinforcement materials on the described base fabric layer on the top surface.
  • the lower surface of the fabric is covered with a thin layer of polyethylene film (see utility model patent CN 203331508 U,
  • the solution refers to a type of composite subgrade, and contains a main layer of fabric in the form of a woven geotextile, which is the top layer and a non-woven material, which is the bottom layer.
  • the described nonwoven web uses a needle punching technique to combine with each other with a woven geotextile, placing a plurality of nonwoven reinforcement materials on the described base fabric layer on the top surface.
  • gaps are formed to accommodate a plurality of non-woven reinforcing materials, and the lower surface is provided with a thin layer of plastic foil.
  • a drainage geocomposite is known according to the utility model patent RU 98428 W, 10/20/2010, containing a geogrid with a two-level structure for placing its elements forming cells, and two layers of geotextile, used as an alternative to traditional drainage systems made of crushed stone.
  • This geocomposite due to its low strength, it does not provide a reinforcing function under conditions of high traffic loads during the construction of embankments on a weak foundation. As a result, construction in conditions of weak and waterlogged soils requires more material-intensive and labor-intensive ways to strengthen the foundation and ensure the operational reliability of road structures.
  • Known reinforcing geotextile material including a cloth of needle-punched non-woven material (geotextile) bonded to a polymer material, characterized in that it contains the main layer of geotextile, on which a woven polymer material is applied by a needle-punched method, and in such form is water permeable.
  • the disadvantage of this technical solution is that the proposed material does not have reinforcing properties in soil structures under high loads for the following reasons: the connection of a woven polymer material is made by a needle-punched method, in which the threads of the woven structure are pierced with needles and its strength characteristics are significantly lost by 40-70%.
  • Polyester woven polymer material is short-lived and decomposes under conditions of use in swamps and peat soils, which are characterized by an acid reaction of the environment (pH value 3, 0-5.0).
  • a polymer waterproof film is added from the side of the woven layer with fixation by thermal bonding. In this case, the composite is subjected to heating, which can reduce its strength characteristics.
  • film materials for waterproofing requires the use of special protective technological layers to prevent damage by coarse inclusions along the contact boundary. For these reasons, the material cannot be used as a reinforcing layer for reinforcing road embankments built on weak, unstable, acidic bases subject to high loads, without a protective layer of fine sand.
  • This source can be taken as the closest analogue.
  • the technical problem to be solved by this solution is to increase the service life and operational reliability of road structures built on weak, waterlogged bases, as well as to reduce construction time and cost by reducing the consumption of building materials and the installation of pavement on the subgrade until the completion of its stabilization.
  • the multilayer geocomposite is made of three interconnected layers: the upper one, which is a woven geotextile with a filtration coefficient of 20 m/day, made of tape and multifilament polypropylene threads intertwined with each other, and impregnated with hydrophilic a solution based on organosilicone, the bottom layer, which was used as a non-woven needle-punched fabric with a density of 300-500 g/m 2 , and the middle layer, which is a glue adhesive based on a polymer melt, which is dotted on the surfaces of the upper and lower layers facing each other for the possibility of their gluing with the formation of a geocomposite, while the ratio of the thickness of the upper layer to the lower one lies in the range of 1:3-1:4.
  • the technical result is the creation of a geotextile geotextile for reinforcing embankments, which, due to the woven structure of the geofabric, provides high strength for strengthening road bases and embankments, as well as effective redistribution of the load on a weak base when simultaneous performance of draining, waterproofing and capillary interrupting functions.
  • Geotextile geotextile consists of a high-strength woven geotextile impregnated with a hydrophilic solution of permanent action based on organosilicone to increase its culvert capacity and filtration, and non-woven geotextiles, interconnected, for example, by lamination or adhesive composition.
  • the geotextile geocomposite performs the combined function of reinforcement, waterproofing and drainage in the road structure under traffic load.
  • an increase in the elasticity modulus of soil layers and a uniform distribution of static and dynamic transport loads on a weak base are achieved, which leads to the possibility of reducing the requirements for the calculated degree of its consolidation.
  • the reinforcing effect depending on the soil conditions, can be increased by 15-50% when installing a closed-type reinforced soil clip or a geoplatform at the base of the road embankment to limit lateral movement of the soil.
  • the filtration coefficient must be at least 20 m/day in accordance with the requirements of road standards for geosynthetic materials that perform a draining (drainage) function. At lower values of the coefficient, the geomaterial cannot be used as a drainage layer.
  • connection of geotextile layers is carried out by lamination or adhesive bonding, which ensures the preservation of the high strength of the woven structure of the geotextile and provides high resistance to damage by coarse inclusions of structural layers.
  • Multifilament threads provide filtering ability of the geocomposite, ribbon threads are necessary to ensure the strength of the geocomposite.
  • Impregnation based on organosilicone is designed to increase the water permeability of woven geotextiles.
  • the choice of a needle-punched fabric with a density of 300-500g/m 2 is due to the provision of drainage through the thickness - across the material. Tests were carried out, material with different density options.
  • materials with a density of 150 g/m 2 , 250 g/m 2 , 300 g/m 2 , 450 g/m 2 , 500 g/m 2 were taken. Tests have shown that at a density of less than 300 g/m 2 the required filtration is not provided (the material, in fact, does not fulfill its filtering function). Material in the range of 300-500 g/m 2 met the normative requirements of filtration, and more than 500 g/m 2 - gives excess thickness and material consumption.
  • the choice of the ratio of the thickness of the upper layer to the lower lies in the range of 1:2-1:4 is associated with the use of needle-punched geotextile with a density of 300-500 g/m 2 , the thickness of which exceeds the thickness of the woven material by 2-4 times.
  • An indication of the ratio of thicknesses emphasizes the structure of the material, since at the same density, needle-punched geotextiles can have different thicknesses. Reducing the thickness at equal density leads to a decrease in the filtration coefficient - the fibers of the material are placed too close to each other; with an increase in thickness, the culvert capacity increases, but at the same time the resistance to cyclic loads decreases - such materials, as a rule, are not used in road construction.
  • Geotextile geocomposite when connected by lamination has a ratio of components of the polymer melt: wt.%: high-flow polypropylene 60-70 low-pressure polyethylene 15-20
  • the woven geotextile is impregnated with a permanent hydrophilic solution based on organosilicone, for example, 1BQ d600.
  • organosilicone for example, 1BQ d600.
  • UV stabilizer for example, Tosaf 65 UV6639PP or Lightform 120601SB are used.
  • UV stabilizers for copolymers are used to protect the surface from damaging light exposure. Being under the sun's 25 rays, polyethylene, polypropylene, PVC fade, turn yellow, paint. Cracks appear on the product, in which moisture and dust can penetrate. They are added to the original mixture or applied to the surface of the product. They include: sterically hindered organic compounds that have a complex branched structure, slow down the movement of radicals, as well as antioxidants that prevent the destruction of the material under the action of released oxygen.
  • the use of light stabilizers allows you to absorb light, dissipating heat, slow down the decomposition process and react with already formed products. The service life of a high-quality UV stabilizer is up to 10 seasons.
  • the proposed geotextile composite has high-strength reinforcing properties and versatility, since, depending on the conditions of use, it can be produced with drainage and waterproofing properties.
  • the composite material has a high rate of resistance to damage by large-fraction inclusions under the action of the loads of construction equipment and the weight of the subgrade. Table 1.
  • the claimed multilayer geocomposite with the above characteristics has, in comparison with the existing state of the art, high reinforcing strength when strengthening road bases and embankments, as well as effective redistribution of the load on a weak base while simultaneously performing draining, waterproofing and capillary-breaking function.
  • the invention is applicable in the field of construction and can be used as a reinforcing multifunctional layer for: reinforcing bases of pavements and embankments on soft soils in difficult soil and geological conditions, including peat bases, subsidence and plastic clay soils; planar drainage devices at the base of road cuts and low embankments with unsecured drainage; devices for waterproofing and capillary interruption of the subgrade in areas with the third type of terrain in terms of moisture and dusty, clay base soils without additional drainage layers; ensuring the stability of slopes of increased steepness or when using local soils with low strength characteristics.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству земляного полотна и оснований дорожных одежд и может быть использовано в качестве армирующей многофункциональной прослойки. Многослойный геокомпозит выполнен из трех слоев: верхнего, представляющего собой тканое геополотно с коэффициентом фильтрации 20 м/сут, выполненного из переплетенных между собой ленточных и мультифиламентных полипропиленовых нитей, и пропитанного гидрофильным раствором на основе органосиликона, нижнего слоя, в качестве которого использовано нетканое иглопробивное полотно плотностью 300-500 г/м2, и среднего слоя, представляющий собой клеевой адгезив на основе полимерного расплава, который точечно нанесен на обращенные друг к другу поверхности верхнего и нижнего слоев для возможности их склеивания с образованием геокомпозита, при этом соотношение толщины верхнего слоя к нижнему лежит в интервале 1:2-1:4. Техническим результатом является создание геокомпозита геотекстильного для армирования насыпей, обеспечивающего за счет тканой структуры геоткани высокую прочность укрепления дорожных оснований и насыпей, а также эффективное перераспределение нагрузки на слабое основание при одновременном выполнение дренирующей, гидроизоляционной и капилляропрерывающей функции.

Description

ГЕОКОМПОЗИТ ГЕОТЕКСТИЛЬНЫЙ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ ДОРОЖНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Область техники
Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству земляного полотна и оснований дорожных одежд и может быть использовано в качестве армирующей многофункциональной прослойки для: армирования оснований дорожных одежд и насыпей на слабых грунтах в сложных грунтово-геологических условиях, включая торфяные основания, просадочные и пластичные глинистые грунты; устройства плоскостного дренажа в основании дорожных выемок и низких насыпей при необеспеченном водоотводе; устройства гидроизоляции и капилляропрерывания земляного полотна на участках с третьим типом местности по увлажнению и пылеватых, глинистых грунтах основания без устройства дополнительных дренажных слоёв; обеспечения устойчивости откосов повышенной крутизны или при использовании местных грунтов с низкими прочностными характеристиками. Предшествующий уровень техники
В настоящее время широко известно применение геотекстиля в строительстве для использования его, в частности, в качестве дренажных систем, армирующих прослоек, геотуб.
Известен армирующий геокомпозитный материал, включающий полотно иглопробивного нетканого материала (геотекстиля), скрепленного с полимерным материалом, при этом материал содержит основной слой геотекстиля, на который иглопробивным способом наносится тканый полимерный материал, и в таком виде обладает водопроницаемой способностью (см. патент на полезную модель RU 127382 U1,
Известна геоплатформа для армирования дорожной насыпи, содержащая скрепленные между собой модули георешеток, ячейки которых заполнены наполнителем и поверх которых расположен дополнительный слой наполнителя, модули георешеток размещены на полотнах тканого геотекстиля, при этом полотна геотекстиля расположены в поперечном направлении относительно оси дорожного полотна, а края полотен завернуты с каждой из сторон на поверхность дополнительного слоя наполнителя (см. патент на полезную модель RU 122100 U1,
Известна высокопрочная композитная ткань для земляных работ, содержащая основной слой ткани в виде плетеного геотекстиля, представляющий собой верхний слой и нетканый материал, представляющий собой нижний слой. В описанном нетканом полотне используется метод иглопробивки для объединения друг с другом с плетеным геотекстилем, с размещением множества нетканых армирующих материалов на описанном основном слое ткани на верхней поверхности. Нижняя поверхность ткани покрывается тонким слоем полиэтиленовой пленки (см. патент на полезную модель CN 203331508 U,
Похожее решение известно из патента на полезную модель CN 203449688 U, 26.02.2014). Решение относится к разновидности композитного земляного полотна, и содержит основной слой ткани в виде плетеного геотекстиля, представляющий собой верхний слой и нетканый материал, представляющий собой нижний слой. В описанном нетканом полотне используется метод иглопробивки для объединения друг с другом с плетеным геотекстилем, с размещением множества нетканых армирующих материалов на описанном основном слое ткани на верхней поверхности. На описанном основном слое ткани верхней поверхности образованы промежутки для размещения множества нетканых армирующих материалов, а нижняя поверхность снабжена тонким слоем пластиковой фольги.
Известен дренажный геокомпозит по патенту на полезную модель RU 98428 Ш, 20.10.2010, содержащий георешетку с двухуровневой структурой размещения ее элементов, образующих ячейки, и два слоя геоткани, используемый как альтернатива традиционным дренажным системам из щебня. Этот геокомпозит по причине низкой прочности не обеспечивает армирующую функцию в условиях высоких транспортных нагрузок при возведении насыпей на слабом основании. В результате строительство в условиях слабых и переувлажненных грунтов требует более материалоёмких и трудозатратных способов укрепления основания и обеспечения эксплуатационной надёжности дорожных конструкций.
Известен армирующий геотекстильный материал по патенту RU 127382 U1, 27.04.2013, включающий полотно иглопробивного нетканого материала (геотекстиля), скрепленного с полимерным материалом, отличающийся тем, что он содержит основной слой геотекстиля, на который иглопробивным способом наносится тканый полимерный материал, и в таком виде обладает водопроницаемой способностью. Недостатком данного технического решения является то, что предлагаемый материал не обладает армирующими свойствами в грунтовых конструкциях под высокими нагрузками по следующим причинам: соединение тканого полимерного материала производится иглопробивным способом, при котором иглами пробиваются нити тканой структуры и существенно на 40-70% теряются его прочностные показатели; при недостаточной прочности тканого материала и низкой стойкости к механическим повреждениям под большой нагрузкой от веса грунтовой насыпи, сооружаемой на слабом основании, и под действием тяжеловесной дорожно-строительной техники материал будет деформироваться с потерей прочности, необходимой для создания армирующего эффекта. Кроме того, тканый полимерный материал из полиэфира недолговечен и разлагается в условиях применения на болотах и торфяных грунтах, которые характеризуются кислой реакцией среды (величина pH 3, 0-5,0). Для придания гидроизолирующих свойств к армирующему геокомпозиту добавляется со стороны тканого слоя полимерная водонепроницаемая пленка с фиксацией методом термоскрепления. При этом композит подвергается нагреву, что может снижать его прочностные характеристики. Применение пленочных материалов для гидроизоляции требует использование специальных защитных технологических слоев для исключения повреждений крупнофракционными включениями по границе контакта. По указанным причинам материал не может быть использован в качестве армирующей прослойки для укрепления дорожных насыпей, сооружаемых на слабых нестабильных основаниях с кислой средой, подверженных высоким нагрузкам, без защитной прослойки из мелкого песка.
Данный источник можно принять в качестве наиболее близкого аналога.
Раскрытие изобретения
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее решение, является увеличение сроков службы и эксплуатационной надёжности дорожных конструкций, сооружаемых на слабых переувлажнённых основаниях, а также сокращение сроков и стоимости строительства за счет снижения расхода строительных материалов и устройства дорожной одежды на земляном полотне до завершения его стабилизации.
Поставленная проблема решается за счет того, что многослойный геокомпозит, согласно изобретению, выполнен из трех соединенных между собой слоев: верхнего, представляющего собой тканое геополотно с коэффициентом фильтрации 20 м/сут, выполненного из переплетенных между собой ленточных и мультифиламентных полипропиленовых нитей, и пропитанного гидрофильным раствором на основе органосиликона, нижнего слоя, в качестве которого использовано нетканое иглопробивное полотно плотностью 300-500г/м2, и среднего слоя, представляющий собой клеевой адгезив на основе полимерного расплава, который точечно нанесен на обращенные друг к другу поверхности верхнего и нижнего слоев для возможности их склеивания с образованием геокомпозита, при этом соотношение толщины верхнего слоя к нижнему лежит в интервале 1:3- 1:4.
В качестве полимерного расплава, образующего равномерную плёнку плотностью 20-40 г/м2, использован полипропилен высокотекучий, полиэтилен, карбонат кальция и УФ-стабилизатор.
Техническим результатом является создание геокомпозита геотекстильного для армирования насыпей, обеспечивающего за счет тканой структуры геоткани высокую прочность укрепления дорожных оснований и насыпей, а также эффективное перераспределение нагрузки на слабое основание при одновременном выполнение дренирующей, гидроизоляционной и капилляропрерывающей функции.
Лучший пример осуществления изобретения
Ниже будет представлен предпочтительный вариант осуществления изобретения, который, как это понятно специалисту, не ограничивает иные возможные варианты выполнения, вытекающий из существа данного изобретения, Геокомпозит геотекстильный состоит из высокопрочного тканого геотекстиля, пропитанного гидрофильным раствором постоянного действия на основе органосиликона для увеличения его водопропускной способности и фильтрации, и нетканого геотекстиля, соединённые между собой, например, методом ламинации или клеевым составом.
Геокомпозит геотекстильный выполняет комбинированную функцию армирования, гидроизоляции и дренажа в дорожной конструкции под транспортной нагрузкой. При армировании геокомпозитом достигается увеличение модуля упругости грунтовых слоёв и равномерное распределение статических и динамических транспортных нагрузок на слабое основание, что приводит к возможности снижения требований к расчетной степени его консолидации. Армирующий эффект в зависимости от грунтовых условий может быть увеличен на 15-50% при устройстве армогрунтовой обоймы замкнутого типа или геоплатформы в основании дорожной насыпи для ограничения бокового перемещения грунта. За счет дренирующих свойств геокомпозита достигается прерывание перемещения влаги из нижних переувлажненных горизонтов в верхние, что улучшает влажностный режим земляного полотна в зоне промерзания и уменьшает морозное пучение конструкции. Дренирующая и водопропускная функция геокомпозита повышается в 2 раза за счет использования тканого геотекстиля и пропитки его гидрофильным раствором.
Коэффициент фильтрации должен быть не менее 20 м/сут согласно требованиям дорожных стандартов к геосинтетическим материалам, выполняющим дренирующую (водоотводящую) функцию. При меньших значениях коэффициента, геоматериал не может быть использован как дренирующая прослойка.
В геокомпозите применяется высокопрочный тканый геотекстиль с техническими характеристиками: прочность при растяжении продольная и поперечная, не менее 50 кН/м; относительное удлинение, не более 15 %; устойчивость к агрессивным грунтовым средам рН=3-11, не менее 90 %.
Соединение слоёв геотекстиля производится методом ламинации или клеевым соединением, что обеспечивает сохранение высокой прочности тканой структуры геотекстиля и обеспечивает высокую устойчивость к повреждениям крупнофракционными включениями конструктивных слоев.
Мультифиламентные нити обеспечивают фильтрующую способность геокомпозита, ленточные нити необходимы для обеспечения прочности геокомпозита. Пропитка на основе органосиликона предназначена для увеличения водопропускной способности тканого геотекстиля. Выбор иглопробивного полотна плотностью 300-500г/м2 обусловлена обеспечением водоотведением по толщине - поперек материала. Были проведены испытания, материала с различными вариантами плотности.
В частности, были взяты материалы с плотностью 150 г/м2, 250 г/м2, 300 г/м2, 450 г/м2, 500 г/м2. Испытания показали, что при плотности менее 300 г/м2 не обеспечивается требуемая фильтрация (материал, по сути, не выполняет свою фильтрующую функцию). Материал в диапазоне 300-500 г/м2 удовлетворял нормативным требованиям фильтрации, а более 500г/м2 - даёт избыточную толщину и материалоёмкость.
Таким образом опытным путем было установлен оптимальный интервал плотности.
Выбор соотношения толщины верхнего слоя к нижнему лежит в интервале 1:2- 1:4 связан с применением иглопробивного геотекстиля с плотностью 300-500 г/м2, толщина которого превышает толщину тканого материала в 2-4 раза. Указание на соотношение толщин подчеркивает структуру материала, так как при одной и той же плотности иглопробивные геотекстили могут иметь различную толщину. Снижение толщины при равной плотности приводит к снижению коэффициента фильтрации - волокна материала размещаются слишком близко друг к другу; при увеличении толщины повышается водопропускная способность, но при этом снижается устойчивость к циклическим нагрузкам - такие материалы, как правило, не применяются в дорожном строительстве.
5 Геокомпозит геотекстильный при соединении методом ламинации имеет соотношение компонентов полимерного расплава: мас.%: полипропилен высокотекучий 60-70 полиэтилен низкого давления 15-20
10 к а УФ-стабилизатор 2-5
55 р Тканое геополотно пропитывается гидрофильным раствором бостоянного действия на основе органосиликона, например, 1BQ d600. Это наиболее известные органические замасливатели для 15 нидрофильной отделки для временной гидрофильности нетканых по материалов и Silastol РНР 32 и РНР 26 для гидрофильности постоянного действия. Эти продукты могут использоваться, при изготовлении как нетканых спанлейд-материалов, так и штапельных волокон.
20 а л В качестве УФ-стабилизатора применяют, например, Tosaf 65 UV6639PP или Лайтформ 120601СБ. УФ-стабилизаторы для цолимеров применяются для защиты поверхности от разрушающего светового воздействия. Находясь под солнечными 25 лучами, полиэтилен, полипропилен, ПВХ выцветают, желтеют, раскрашиваются. На изделии появляются трещины, в которые с п е зо ц проникают влага и пыль. Они добавляются в исходную смесь или наносятся на поверхность изделия. В их состав входят: пространственно-затруднённые органические соединения, которые обладают сложной разветвлённой структурой, замедляют движение радикалов, а также антиокислители, которые препятствуют разрушению материала под действием выделяемого кислорода. Применение светостабилизаторов позволяет поглощать свет, рассеивая тепло, замедляют процессы разложения и вступают в реакцию с уже образовавшимися продуктами. Срок службы качественного УФ-стабилизатора — до 10 сезонов.
В данной заявке, в качестве примеров, приведены только торговые наименования применения возможных гидрофильных растворов на основе органосиликона, а также УФ-стабилизаторов без конкретного раскрытия их составов, которые не является предметом защиты, и с которыми проводились натурные испытания заявленного покрытия.
Сравнительный анализ основных показателей геокомпозитов представлен в Таблице 1.
Использование геокомпозита по настоящему решению позволит:
- увеличить срок службы дорожных объектов за счет увеличения прочностных и эксплуатационных характеристик и долговечности геокомпозита в результате использования геотекстиля тканого высокой прочности из полипропиленовых нитей; - сократить сроки строительства насыпей на слабых нестабильных основаниях в 1, 5-3,0 раза за счёт снижения величины общей осадки насыпи и устранения неравномерных деформаций, связанных с неоднородными грунтами;
- увеличить водопропускную способность дренажных систем в 1,5-2, 5 раза, подверженных воздействию нагрузок от веса дорожно-строительных конструкций и транспорта;
- увеличить несущую способность дорожной конструкции и модуль упругости в 1,3-2, 0 раза за счёт армирования конструктивных слоёв;
- сократить стоимость строительства за счет снижения толщины конструктивных слоёв из инертных материалов до 25% и общий расход строительных материалов;
- обеспечить надежность и безопасность эксплуатации земляного полотна на участках с высоким уровнем грунтовых вод и сезонным подтоплением за счет гидроизоляции, капилляропрерывания и дренирования избыточной воды из переувлажнённого земляного полотна.
Предлагаемый геотекстильный композит обладает высокопрочными армирующими свойствами и универсальностью, так как в зависимости от условий применения может выпускаться с дренирующими и гидроизолирующими свойствами.
Композитный материал обладает высокими показателя устойчивости к повреждениям крупнофракционными включениями под действием нагрузок строительной техники и веса земляного полотна. Таблица 1.
Figure imgf000014_0001
Как следует из приведенной Таблицы 1, а также проведенных испытаний, заявленный многослойный геокомпозит, с приведенными характеристиками обладает по сравнению с существующим уровнем техники высокой армирующей прочностью при укреплении дорожных оснований и насыпей, а также эффективным перераспределением нагрузки на слабое основание при одновременном выполнение дренирующей, гидроизоляционной и капилляропрерывающей функции. Промышленная применимость
Изобретение применимо в области строительства и может быть использовано в качестве армирующей многофункциональной прослойки для: армирования оснований дорожных одежд и насыпей на слабых грунтах в сложных грунтово-геологических условиях, включая торфяные основания, просадочные и пластичные глинистые грунты; устройства плоскостного дренажа в основании дорожных выемок и низких насыпей при необеспеченном водоотводе; устройства гидроизоляции и капилляропрерывания земляного полотна на участках с третьим типом местности по увлажнению и пылеватых, глинистых грунтах основания без устройства дополнительных дренажных слоёв; обеспечения устойчивости откосов повышенной крутизны или при использовании местных грунтов с низкими прочностными характеристиками.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Многослойный геокомпозит, для армирования насыпей, характеризующийся тем, что он выполнен из трех слоев: верхнего, представляющего собой тканое геополотно с коэффициентом фильтрации 20 м/сут, выполненного из переплетенных между собой ленточных и мультифиламентных полипропиленовых нитей, и пропитанного гидрофильным раствором на основе органосиликона, нижнего слоя, в качестве которого использовано нетканое иглопробивное полотно плотностью 300-500г/м2, и среднего слоя, представляющий собой клеевой адгезив на основе полимерного расплава, который точечно нанесен на обращенные друг к другу поверхности верхнего и нижнего слоев для возможности их склеивания с образованием геокомпозита, при этом соотношение толщины верхнего слоя к нижнему лежит в интервале 1:2- 1:4.
Геокомпозит по п.1, характеризующийся тем, в качестве полимерного расплава, образующего равномерную плёнку плотностью 20-40 г/м2, использован состав, содержащий полипропилен высокотекучий, полиэтилен, карбонат кальция и УФ-стабилизатор.
PCT/RU2021/000394 2021-03-01 2021-09-14 Геокомпозит геотекстильный для армирования дорожных сооружений WO2022186721A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105176 2021-03-01
RU2021105176 2021-03-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022186721A1 true WO2022186721A1 (ru) 2022-09-09

Family

ID=83154323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000394 WO2022186721A1 (ru) 2021-03-01 2021-09-14 Геокомпозит геотекстильный для армирования дорожных сооружений

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022186721A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU59074U1 (ru) * 2006-07-07 2006-12-10 Общество с ограниченной ответственностью производственно-торговая фирма "Втор-Ком" Полотно гидроизоляционное
RU127382U1 (ru) * 2012-08-13 2013-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Промкомпозит" Армирующий геокомпозитный материал
CN203449688U (zh) * 2013-07-27 2014-02-26 江阴市璜塘水利工程有限公司 复合土工布
RU172516U1 (ru) * 2016-02-18 2017-07-11 Акционерное общество "Втор-Ком" Полотно гидроизоляционное трехслойное
RU2743826C2 (ru) * 2015-06-16 2021-02-26 Атарфиль, С.Л. Самонесущая синтетическая полимерная водонепроницаемая мембрана со свойствами самовосстановления

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU59074U1 (ru) * 2006-07-07 2006-12-10 Общество с ограниченной ответственностью производственно-торговая фирма "Втор-Ком" Полотно гидроизоляционное
RU127382U1 (ru) * 2012-08-13 2013-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Промкомпозит" Армирующий геокомпозитный материал
CN203449688U (zh) * 2013-07-27 2014-02-26 江阴市璜塘水利工程有限公司 复合土工布
RU2743826C2 (ru) * 2015-06-16 2021-02-26 Атарфиль, С.Л. Самонесущая синтетическая полимерная водонепроницаемая мембрана со свойствами самовосстановления
RU172516U1 (ru) * 2016-02-18 2017-07-11 Акционерное общество "Втор-Ком" Полотно гидроизоляционное трехслойное

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3556943A1 (en) Synthetic ground cover system for erosion control
EA031977B1 (ru) Системы дорожного покрытия с геоячейкой и георешеткой
US9587364B2 (en) Synthetic ground cover system with impermeable backing and binding infill for erosion control
US20090050025A1 (en) Use of Encapsulated Water Soluble Material as a Construction Material
US20020044842A1 (en) Void-maintaining geosynthetic laminates and drainage systems
US3925993A (en) Process for the prevention of frost heaves in fine-grained soils
Leão et al. Natural fibres for geotextiles
Puppala et al. Geosynthetics in geo-infrastructure applications
RU205993U1 (ru) Геокомпозит геотекстильный для армирования дорожных сооружений
AU2018216633A1 (en) Method of constructing a foundation
TW201114981A (en) Underground structure having an overlaid structure of resin-made layers
WO2022186721A1 (ru) Геокомпозит геотекстильный для армирования дорожных сооружений
Lawrence High performance textiles for geotechnical engineering: geotextiles and related materials
KR101083032B1 (ko) 블록포장구조물
RU205501U1 (ru) Геотекстиль тканый полипропиленовый для устройства дренажных систем
RU2322543C1 (ru) Геокомпозитная прослойка для земляного полотна автомобильной дороги
WO2022186720A1 (ru) Геотекстиль тканный полипропиленовый для устройства дренажных систем
DE202010007345U1 (de) Verbundbaustoff zum Sichern von Böschungen
Bustillo Revuelta et al. Geosynthetics
CA2939913C (en) Synthetic ground cover system for erosion control
CN213625040U (zh) 一种用于道路的格栅复合土工布
Ahlawat et al. A Review Paper On Geosynthetics In Road Construction
Guyer et al. An Introduction to Geotextile Applications in Infrastructure
Martinek Geotextiles used by the German Federal Railway—experiences and specifications
KR20170121847A (ko) 우수 침투체

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21929336

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21929336

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205N DATED 24/10/2023)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21929336

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1