При этом геосинтетические материалы выполняют следующие функции:

– разделение слоев земляного полотна или дорожной одежды с целью исключения их перемешивания;

– фильтрация, направленная на осушение и отвод поверхностных и грунтовых вод от конструктивных элементов земляного полотна и дорожных одежд;

– дренаж и антикольматационные фильтры;

– защита поверхностей грунтовых сооружений на автомобильных дорогах от эрозии;

– армирование земляного полотна и слоев дорожной одежды. В случае слабого основания применение геосинтетических материалов позволяет произвести уплотнение или предотвратить разрушение грунтовой конструкции от транспорта или уплотняющих средств;

– обеспечение экологической безопасности.

Для нашей страны большое значение имеет сокращение благодаря использованию геосинтетики значительных объемов природных материалов, таких как песок, щебень, гравий, что позволяет за счет снижения транспортных и иных расходов существенно удешевить строительство автомобильных дорог.

Армирование земляного полотна и грунтов слабых оснований для обеспечения устойчивости земляных сооружений на них используется для:

– обеспечения устойчивости откосов повышенной крутизны в зонах строительства со стесненными условиями;

– устройства армогрунтовых подпорных сооружений;

– армирования земляного полотна на слабом основании.

Устойчивость откосов насыпи может быть рассчитана многими методами. Из них наиболее приемлемые: выявление поверхности скольжения; решение задачи пластической деформации методом конечных элементов и методом конечных разностей.

Определение поверхности скольжения – общепринятый метод, используемый обычно и при анализе устойчивости насыпей на слабых, в том числе армированных основаниях, что иллюстрирует рис. 1. Арматура обеспечивает дополнительные удерживающие силы, повышающие общую устойчивость насыпи. Расчет предусматривает определение поверхности скольжения для определения растягивающего усилия, которое должна воспринять арматура, чтобы обеспечить требуемую устойчивость насыпи.

На основе расчетов определяется требуемая кратковременная прочность армоэлемента и длительная в случае его использования в качестве постоянного, со сроком службы, равным сроку службы сооружения. Кроме того, устанавливается необходимая длина геосинтетической арматуры в пределах дуги поверхности скольжения и за ее пределами.

Выбор и параметры грунтового модуля при армировании насыпи на слабом основании определяются несущей способностью грунтов основания, характеристиками самого материала, грунта, применяемого для засыпки (устройства насыпи), его мощностью и физико­механическими свойствами, интенсивностью транспортной нагрузки (рис. 2). Конструкции временных дорог без капитального типа покрытия предполагают отсутствие колеи или ограничение ее величины. Увеличение несущей способности грунтов слабого основания должно обеспечиваться прочностью применяемого геосинтетического материала. Схема расчета временных, притрассовых дорог может существенно отличаться от расчета автомобильных дорог высоких категорий на слабом основании, так как в этом случае часто можно ограничиться расчетом проездов одиночных автомобилей.

При конструировании временных дорог следует отдельно рассматривать грунтовый модуль в качестве расчетного элемента дорожной конструкции. Он может определяться как собственно земляное полотно для временных дорог и в качестве временной дорожной одежды (рис. 3). Толщина этого слоя с учетом наличия геосинтетического материала определяется, исходя из недопущения потери устойчивости всей конструкции с учетом приложения нагрузки от технологических или транспортных средств, а также недопущения или ограничения величины колеи.

Грунтовый модуль подбирается таким образом, чтобы устойчивость насыпи на слабом основании была обеспечена как на стадии строительства, так и в течение всего срока эксплуатации сооружения. Осадка при этом не исключается, хотя за счет грунтового модуля она будет проходить более равномерно, уменьшаясь по величине. В существующей литературе, посвященной применению геосинтетичесих материалов в дорожном строительстве, часто упоминается об уменьшении неравномерности осадок, но не приводится схема расчета, позволяющая оценить эффект от использования армирующего материала в этом случае.

Ниже на примере грунтового модуля, выпускаемого нашей организацией, приводится схема расчета осадок земляного полотна на слабом основании при армировании грунтовым модулем.

Полную версию статьи читайте в номере.