В мировой практике строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог для создания дополнительных слоев (прослоек) различного назначения широко используются геосинтетические материалы. Их привлекательность, прежде всего, определяется:

• технологической формой поставки, высоким качеством материала заводского изготовления, т.е. возможностью создания дополнительных слоев (прослоек) гарантированного качества при минимальных трудозатратах на месте производства работ и минимальных транспортных расходах;
• выполнением в комплексе или раздельно несколько функций-армирования, дренирования, защиты и гидроизоляции;
• разнообразием самих геосинтетических материалов, различающихся по структуре, технологии производства, составу сырья, а значит по показателям свойств.

В отечественной практике дорожного строительства геосинтетические материалы также получили широкое распространение. В дорожной отрасли с каждым днем увеличивается доля проектов с применением тканых и нетканых геотекстилей, георешеток, геосеток, что позволяет сократить сроки строительства, уменьшить материалоемкость проектных решений за счет замены природных минеральных материалов, снизить транспортные затраты и трудоемкость работ, повысить надежность и качество дорожного строительства.

Нетканые и тканые геотекстили, георешетки, геосетки, геокомпозиты, геооболочки применяются при выполнении земляных работ, устройстве и ремонте дорожных одежд, дренажей, сооружений, поверхностного водоотвода, для обеспечения устойчивости откосов, стабилизации эрозионных процессов.

Эффективность и целесообразность применения геосинтетических материалов определяются их свойствами, которые зависят от состава сырья, технологии производства и структуры. Наиболее распространенное сырье изготовления - полиамид, полиэфир, полипропилен и полиэтилен низкого давления.

Наиболее распространенная группа материалов из состава геосинтетических - геотекстильные, прежде всего, тканые и нетканые, а также прочие - трикотажные (вязаные), плетеные, нитепрошивные, биотекстили из несинтетического сырья.

Тканые геотекстильные материалы (тканый геотекстиль) имеют регулярную структуру, повышенную прочность, высокий модуль упругости, но не обладают достаточной водопроницаемостью в плоскости полотна. Тканый геотекстиль целесообразно применять в случаях, когда прослойки должны выполнять функции армирования, защиты, разделения слоев, но не дренирования. Различают одноосные тканые геотекстили (усиленные в одном, обычно продольном, направлении) и двухосные, имеющие близкие значения механических характеристик в продольном и поперечном направлениях. Свойства нетканых геотекстильных материалов, представляющих собой хаотичное переплетение коротких или длинных волокон, зависят от способа упрочнения (соединения волокон).

Нетканые геотекстильные материалы (нетканый геотекстиль) упрочняют механическим, термическим или химическим способами.

Механические упрочненные (иглопробивные) нетканые геотекстили отличаются достаточной прочностью, высокой деформативностью, защитными свойствами, водопроницаемостью в плоскости полотна и направлении, ей нормальном. Их основные функции - дренирование и защита, в отдельных случаях при возникновении больших деформаций - армирование (например, при укладке в основание тонкой насыпи временной дороги). Термически упрочненные нетканые геотекстили имеют небольшую деформативность, применимы для выполнения функций защиты, в отдельных случаях армирования, но не дренирования. При химическом упрочнении (склеивании) свойства получаемых полотен определяются видом связующего. Такие материалы могут быть подвержены быстрому старению в условиях эксплуатации, в связи с чем срок их службы должен быть технически обоснован. При комбинированном упрочнении сочетают обычно механический и термический способ упрочнения, что дает возможность улучшить механические характеристики при некотором ухудшении водно-физических свойств по отношению к механически упрочненным нетканым материалам.

Армирование слабого основания, разделение слоев конструктива автомобильной дороги геотекстилем (Геотекстиль ГЕОСПАН, ГЕОСПАН ТС, ДОРНИТ)

Плоские георешетки (геосетки) отличаются высокими механическими характеристиками и применяются для создания армирующих прослоек. Полимерными геосетками армируют основания дорожных одежд из крупнофракционных материалов, откосы насыпей, геосетками (стеклосетками) из стекло- или базальтового волокна - верхние слои дорожных одежд из разного вида асфальтобетонов. Геосетки обычно имеют ячейки с линейными размерами 5-40 мм. Наличие и размер ячеек, толщина элементов определяют механические характеристики материалов и степень их связи с материалами контактирующих слоев. Геосетки (стеклосетки) из стекла - или базальтового волокна имеют более высокие механические характеристики, чем геосетки из полимеров, но они и менее прочны при напряжениях, выше критических, то есть проявляют свойства хрупкости и ломкости в отличие от более эластичных полимерных, особенно при низких температурах. Наличие и размеры ячеек обеспечивают определенную механическую связь георешеток за счёт сил трения с дорожно-строительными материалами слоев дорожной одежды, проникающими в порозную структуру сетки. Специальная обработка стеклосеток, выполняемая путём пропитки соответствующими химическими полимерными составами, обеспечивает устойчивость их к возможным агрессивным воздействиям в процессе строительства и эксплуатации (водная среда, воздействие положительных и отрицательных температур), а также обеспечивают адгезионную связь с битумом асфальтобетонного покрытия. Различают одноосные и двухосные геосетки (аналогично тканым).

Пространственные георешетки имеют сотовую структуру при размере ячеек в плане 200-400 мм и высоте 50-200 мм. Георешетки поставляются в блоках в сложенном виде, в разложенном виде размеры в плане обычно 2,5х6-15 м. Георешетки применяются для укрепления откосов в сочетании с различным заполнением ячеек, армирования нижних слоев дорожных одежд, насыпей. Стенки ячеек могут иметь тиснение для лучшей сцепляемости с грунтом, а также перфорацию в виде сквозных отверстий по отдельным стенкам для пропуска полимерных тросов с последующим созданием анкерного удерживающего крепления на поверхности откоса и для пропуска воды. Обычно георешётки применяют в сочетании с ткаными и неткаными геотекстилями, выполняющими роль подложки для георешёток.

Геокомпозиты в виде геодрен - многослойные рулонные или блочные материалы, обладающие высокой водопропускной способностью в плоскости полотна. Геокомпозиты используются как дренирующий слой при создании плоскостного дренажа в дорожной конструкции, перехватывающего дренажа в обводненных выемках и др. Основная разновидность - два слоя фильтра из нетканого геотекстильного материала с жестким каркасом между ними из полимерной геосетки или менее жестким из высокопористого нетканого материала толщиной обычно 10-30 мм. Имеются разновидности геокомпозитов с заменой слоя (слоев) фильтра на геомембрану (перехватывающий дренаж) с устройством фильтра только по одной плоскости материала.

Устройство дренажа автомобильных и железных дорог геокомпозитом Q-DRAIN

Геокомпозиты из нетканого геотекстильного полотна и объединенной с ним геосетки из стекло - или базальтового волокна применяются для армирования покрытий (армогеокомпозиты). Наличие нетканого полотна обеспечивает лучшие условия по контакту с материалами окружающих слоев и лучшее выполнение функций по исключению (снижению) процесса проявления "отраженных" трещин, наличие геосетки обеспечивает армирование вышележащего слоя асфальтобетонного покрытия.

Геоматы - объемные из нерегулярно сплавленных волокон или объединенные в отдельных местах два слоя нетканых геотекстильных материалов с образованием открытых с одной стороны емкостей для заполнителя. Заполнение геоматов выполняется, как правило, на месте производства работ. Основное назначение - укрепление откосов.

Укрепление откоса армогрунтовой насыпи автодороги геоматом К-МАТ

Геооболочки габионов - плоские геосетки, поставляемые в виде многослойных блоков, собираемых на месте производства работ в объемные элементы с линейными размерами, как правило, 2х3?6 м, толщиной 0,4-1,0 м, разделенные на секции с линейными размерами 0,5-1,0 м. Геооболочки габионов заполняются на месте производства работ минеральным заполнителем и служат для повышения общей и местной устойчивости откосов. Имеются различные разновидности, в частности, обеспечивающие заделку габиона в тело насыпи.

Геомембраны - гидроизоляционные материалы на основе пленочных(изготовленных из полиэтилена) или обрабатываемых вяжущим, как правило на месте производства работ, нетканых геосинтетических материалов. Последние отличаются большей надежностью вследствие, прежде всего, повышенной стойкости к возможным местным повреждениям в процессе строительства и эксплуатации. Кроме того, геомембраны на основе нетканых геотекстилей материалов имеют более широкую область применения - помимо создания гидроизолирующих прослоек для снижения притока воды в рабочий слой земляного полотна применимы также для укрепления сооружений поверхностного водоотвода (канавы, кюветы, обочины). Разновидность геомембран - нетканые геотекстильные материалы, выпускаемые с заполнителем в виде порошка бентонитовой глины, образующей при увлажнении водонепроницаемый слой.