Геоячейки
		Геоматрица
		Интеллектуальная собственность
		О нашумевшем в СМИ судебном процессе

Новое в Прудоне

Фото- новости

Конкурс

Обучение

Независимое мнение

Сегодня от редактора

Пресс-центр ПРУДОН-494

Последняя новость

Обобщение опыта применения объемных пластиковых геоячеек при строительстве дорог в
районах ХМАО и ЯНАО

д.т.н.Казарновский, к.т.н.Лейтланд И.В.,
инж. Аливер Ю.А., Бубновский В.В

      В последние десять лет в дорожном строительстве в различных регионах страны в том числе и в Сибири применяются новые конструкции и технологии с использованием геоячеек [1-4]. В июне-июле 2004 года Союздорнии выполнены полевые обследования участков автомобильных дорог Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов (ЯНАО и ХМАО), построенных с применением геоячеек (*Все обследованные объекты, приведенные в данной статье, построены с применением геоячеек Прудон-494 производства ОАО «494УНР» в соответствии с ТУ, поэтому ниже используется общий термин «геоячейка»). Целью исследований являлось определение эффективности и перспективности применения геоячеек на основе анализа данных полевых обследований дорог и сравнительных лабораторных испытаний образцов геоячеек. В процессе обследования ставились задача оценить техническое состояние дорожных конструкций, а также получить данные по изменению свойств геоячеек за время эксплуатации.

Результаты обследования откосов

      Автодорога Сургут-Нижневартовск. Подход к реке ТромъЕган.
      В 1998 году проведено укрепление откосов автомобильной дороги "Сургут – Нижне- вартовск" на подходе к мосту через р. Тромъеган ПРУДОН-494. Укрепление произведено на всю высоту откоса. Работы выполнялись ОАО «Строительное управление №920». Протяженность откоса равна 1500м, высота откоса от 3 до 15м. Заложение откоса 1:3. Грунт земполотна – мелкий гидронамывной песок. В конструкции укрепления откоса применен «Прудон-494» высотой 10см и ячейкой 20*20см. Геоячейки крепятся к нижнему слою стальными Г-образными анкерами длиной 85см и диаметром 8мм. Заполнение ячеек выполнялось торфопесчаной смесью с посевом семян трав. Результаты обследования. После 6-ти лет эксплуатации состояние откоса хорошее. На поверхности сформировался развитый дерновый покров.
      Эрозионных процессов не выявлено (рис.1). В отдельных местах отсутствует защитный слой грунта над геоячейками.

Рис.1. Общий вид откосов на подходе к мосту через р.Тромъ Еган, укрепленных "ПРУДОН-494" (автомобиль ная дорога Сургут – Нижневартовск, ХМАО)

      Следует отметить, что все откосы, укрепленные геоячейками, находятся в хорошем состоянии, поэтому ограничимся перечислением обследованных объектов и отметим недостатки, которые были выявлены.

      Автодорога Сургут-Нижневартовск. Подход к реке Урьевский Еган,
укрепление откоса выполнено в 1998 году АО «Автодорстрой» (г.Сургут).В отдельных местах в нижней части откоса толщина слоя грунта над геоячейками составила 10см (по проекту не более 5см).

      Автодорога Сургут-Нижневартовск, 65км. Подходы к реке,
укрепление откоса выполнено в 2001году АО «Автодорстрой» (г.Сургут). В отдельных местах отсутствует защитный слой грунта над геоячейками.

      Автодорога опорной базы промысла Тарко Сале – Пионерный (Восточно-Таркосалинское ГКМ, ЯНАО),
укрепление откоса выполнено в 1999 году АО «Таркосаленефтегаз». Следует отметить, что смежные неукрепленные участки откоса подвержены сильным размывам глубиной до 0.8м с захватом части обочины дороги (рис.2).

Рис. 2.Общий вид участка неукрепленного откоса автодороги опорной базы промысла Тарко Сале-Пионерный (Восточно-Таркосалинское ГКМ, ЯНАО)

      Заполярное ГКМ. Расширение водозабора на р. Б. Хе-Яха,
укрепление откоса выполнено в 2001 году ОАО «Заполярспецстрой». Состояние откоса хорошее. На поверхности сформировался развитый дерновый покров.

Результаты обследования дорожной одежды

      Автодорога опорной базы промысла Тарко Сале–Пионерный (Восточно-Таркосалинское ГКМ, ЯНАО).
Автодорога 4-ой категории с упрощенным покрытием построена в 1999 году АО «Таркосаленефтегаз». Протяженность обследуемого участка автодороги равна 3км. Покрытие автодороги представлено геоячейками высотой 20см и ячейкой 20*20см. Ячейки заполнены мелким песком, верхний защитный слой толщиной 5см выполнен из щебня. Результаты обследования. Поверхность автодороги ровная, шероховатая (рис.3). Колееобразование не наблюдается, что свидетельствует о высокой несущей способности покрытия. Имеется один участок длиной 100м и шириной 2м, на котором наблюдается обнажение верхней части ребер геоячеек высотой до 1.5см и их смятие, за счет доуплотнения заполнителя и уноса защитного слоя (рис.3). Этот дефект не влияет на эксплуатационные качества автодороги и устраняется путем восстановления толщины защитного слоя над геоячейками. Имеет место также сильная пылимость автодороги при прохождении автомашин.

a)	б)
Рис.3.Общий вид (а)дорожного покрытия автодороги опорной базы промысла Тарко Сале – Пионерный, армированного ПРУДОН-494 и участок автодороги с обнажением и смятием верхней части ребер геоячеек (б) (Восточно-Таркосалинское ГКМ, ЯНАО)

      Федеральная автодорога Урай-Советский (ХМАО).
Геоячейки высотой 15см и ячейкой 20*20см применены для армирования песчаного основания автодороги, на которое затем монтировались железобетонные плиты покрытия. Участок автодороги был сдан в эксплуатацию в 2001 году. По данным эксплуатирующей организации (Дорожный департамент ХМАО, ДРСУ-6) ровность покрытия была обеспечена на всем протяжении (1км). Разность высотных отметок смежных плит по данным нивелирной съемки не превышает 10-15мм.

      Подъезды промзоны филиала «Северная база комплектации» (п.Коротчаево, ЯНАО).
В 2002 году ООО «Межрегионкомплект» построены автодорожные подъезды промзоны филиала «Северная база комплектации» (п.Коротчаево, ЯНАО). «Прудон-494» высотой 20см и ячейкой 20*20см применена в упрощенном покрытии подъездов к складским зонам базы. Ячейки заполнены местным мелким песком. Защитный слой выполнен также из песка толщиной 5-8см. Результаты обследования. Состояние покрытия подъездов в целом удовлетворительное. Местные деформации поверхности и колеи не наблюдаются.

Результаты лабораторных испытаний образцов геоячеек

      Методика испытания основана на растяжении испытуемого образца до его разрушения с постоянной скоростью деформирования равной 50мм/мин. Испытания проводили на испытательной машине TIRAtest2300, оборудованной климатической камерой. Перед испытанием на растяжение образцы предварительно выдерживались в климатической камере до достижения по всему объему образца заданной температуры (+20⁰С; 0⁰С; -20⁰С; -60⁰С). Результаты испытаний ленты обрабатывали в соответствии с ГОСТ 11262-80 (Пластмассы. Метод испытания на растяжение) с построением диаграмм нагрузка-деформация, по которым определяли следующие параметры:

F_pm – максимальная нагрузка ленты, Н;
e_pm – относительное удлинение ленты при максимальной нагрузке Fpm, %;
F_pp - нагрузка, при которой происходит разрыв образца, Н;
e_pp - относительное удлинение образца при разрыве, %;
s_pm = F_pm / A₀ – максимальная прочность ленты при растяжении, МПа;
s_pp=F_pm/A₀ - прочность при разрыве, МПа (A₀ = d * b – площадь поперечного сечения образца, мм²). Испытания образцов швов проводятся аналогично испытанию образцов лент, при этом фиксируют разрывную нагрузку шва F*_pp.

Результаты испытаний при температуре +20⁰С

      Испытанию были подвергнуты образцы геоячеек, отобранные с дорожных объектов, со сроком эксплуатации от 1 года до 6 лет (серии 2-8) и образцы геоячеек, не бывшие в эксплуатации (серия1, табл.1). В каждой серии испытывались образцы ленты и соединительного шва из одной партии материала. Анализ диаграмм нагрузка-деформация показал, что характер кривых зависимости удлинения образца геоячеек от приложенной нагрузки, независимо от типа образца и его срока службы практически не меняется – при растяжении образца происходит рост нагрузки до максимума (Fpm), некоторое уменьшение нагрузки, площадка текучести и некоторое возрастание нагрузки перед разрушением образца (Fpр). Типичный график зависимости удлинения образца геоячеек от приложенной нагрузки приведен на рис.4. Как следует из полученных данных, значения исследуемых параметров достаточно стабильны (за исключением отдельных выбросов). Разброс экспериментальных точек внутри каждой серии и на образцах разных серий при

Рис.4.Типовая диаграмма нагрузка-деформация для ленты при температуре +200С;

одном сроке эксплуатации связан с влиянием на конечный результат множества факторов: составом сырья для разных партий геоячеек, механическими повреждениями при отборе образцов, вариациями грунтовых и погодно-климатических условий и др. В связи с этим необходимо накапливать экспериментальный материал для последующей статистической обработки. Вместе с тем имеющиеся данные позволяют наметить тенденцию в поведении геоячеек в ходе эксплуатации: первые три года имеет место некоторый рост с последующим снижением численных значений параметров F*_pp , F_pm , s_pm , e_pm . Затем наблюдается стабилизация численных значений этих параметров. Таким образом, лабораторные испытания геоячеек подтвердили устойчивость материала к воздействию климатического и временного фактора в условиях ЯНАО и ХМАО (при времени работы в конструкции до 6 лет). Следует отметить, что прочность шва, определяемая как F*_pp / F_pm, зависит как от прочностных свойств исходного сырья, так и от способа сварки и качества сварного соединения. В связи с этим целесообразно нормировать в Тех нических условиях как относительную, так и абсолютную величину разрывного усилия шва. Результаты испытаний при отрицательной температуре Общий характер изменения прочностных и деформационных свойств геоячеек с понижением температуры от +20 до -60⁰С показан на примере

Таблица 1

Результаты испытания образцов ПРУДОН-494 при температуре +20⁰С

№ серии	Место отбора образцов	Срок службы, лет	Результаты испытаний
			лента			шов
			epm, %	Fpm, кН	spm, кН	F*pp, кН	% от Fpm
1	Со склада ОАО "494 УНР"	0	21.6 25.1	2.82 3.07	22.5 25.6	1.34 1.30	47.6 42.4
2	Откос а/д Сургут-Нижневартовск р. Урьевский Еган	6	18.5	2.26	22.6	1.02	45.3
3	Дор. одежда а/д ТаркоСале- Пионерный	5	15.8	2.32	22.6	0.97	41.7
4	Откос а/д ТаркоСале- Пионерный	5	23.7	2.18	17.5	1.06	48.6
5	Откос а/д Сургут-Нижневартовск р. Тромьеган	6	16.1	2.04	20.8	0.81	39.7
6	Откос а/д Сургут-Нижневартовск ту, 65 км	3	19.7	2.27	22.6	0.35	15.3
7	Откос а/д Сургут-Нижневартовск р. Тромьеган	3	20.1	2.93	24.4	1.19	41.0
8	г.Сургут. Откос а/д Заячий остров	1	26.5	3.40	28.3	1.62	47.6

трансформации диаграмм нагрузка-деформация (рис.4) и состоит в следующем: -при положительных температурах наблюдается рост нагрузки до F_pm, затем некоторое ее снижение, площадка текучести и некоторое возрастание нагрузки до разрушения образца при Fpр; -при 0 ⁰С и при -20 ⁰С общий характер диаграмм не меняется, материал не теряет пластичных свойств, при этом максимальная прочность при растяжении возрастает, а площадка текучести ленты сокращается; -при -60⁰С площадка текучести практически отсутствует и разрушение образца происходит практически сразу после достижения величины F_pm. Численные значения исследуемых параметров, сведены в табл.2. Как видно из табл.2, максимальная нагрузка F_pm и прочность ленты s_pm геоячеек возрастает с понижением температуры. Прочность шва F*_pp также имеет тенденцию к повышению с понижением температуры, но в значительно меньшей степени. Для геоячеек относительное удлинение

Рис. 5. Диаграммы нагрузка-деформация образцов геоячеек при различной температуре

образца при максимальной нагрузке e_pm слабо зависит от температуры в рассматриваемом диапазоне и изменяется в пределах от 15% до 30% и, напротив, удлинение образцов при разрыве e_pp с понижением температуры резко уменьшается от 49,2% при +20⁰С до 15,5% при –60⁰С. Сильная зависимость параметров геоячеек от отрицательной температуры прямо связана с составом смеси полиэтилена и может регулироваться подбором состава исходного сырья и толщины ленты. При выборе геоячеек следует учитывать соответствие этих параметров местным климатическим условиям.

Таблица 2

Результаты испытаний ПРУДОН-494 при изменении температуры

№ серии	Наименование материала	Температура образца, 0C	Результаты испытаний
			лента				шов
			Fpm, Н	spm, МПа	epm, %	epp, %	F*pp, Н
1 2 3 4	Прудон-494 Тип АР-1	+20 0 -20 -60	2793 3613 4214 5976	22,5 28,9 33,7 47,8	21,6 20,0 26,8 15,5	49,2 30,2 30,6 15,5	1335 1247 1942 1554