Увеличение несущей способности подрельсового основания использованием геоматериалов

2 Увеличение несущей способности подрельсового основания

использованием геоматериалов

2.1 Геоматериалы в конструкциях железнодорожного пути

Строительство железных дорог в России началось в середине XIX века по техническим нормам, давно устаревшим к настоящему времени /6/. В процессе эксплуатации под воздействием климатических и технологических факторов произошло накопление дефектов как основной площадки, так и земляного полотна в целом. А это серьезным образом препятствует увеличению скоростей движения поездов, их веса и осевых нагрузок. На сегодняшний день, по данным технического паспорта, полотно с дефектами и деформациями составляет более 7% общей длины железных дорог, т. е. примерно 6500 км.

Высокие насыпи – один из наиболее сложных и подверженных изменениям объектов земляного полотна. При длительной эксплуатации у них существенно нарушаются первоначальные размеры и ухудшаются свойства грунтов, из которых они сложены. Они становятся предрасположенными к деформациям, приводящим к потере общей и локальной устойчивости. Частично решить эти проблемы можно используя простой и экономный способ армирования георешетками.

На сегодняшний день существует  широкий спектр решений при возведении различных инженерных сооружений с применением геосинтетических материалов.

Преимущества геосинтетических продуктов.

1)  Обладают теми же эксплуатационными качествами, что и традиционные материалы, но позволяют получить более компактные размеры грунтовых сооружений.

2)  В результате применения геосинтетики создаются более устойчивые структуры, имеющие меньшую стоимость, по сравнению с традиционными методами армирования.

3)  Армирование геосинтетическими продуктами позволяет строить грунтовые структуры при углах более крутых, чем угол естественного откоса грунта.

4)  Простая установка при строительстве даже на сложных местностях, кроме того, синтетические материалы являются альтернативными решениями в различных сферах применения.

5)  Использование геосинтетических материалов увеличивает срок эксплуатации конструкции.

6)  Более быстрая установка по сравнению с традиционными методами.

7)  Устойчивость к движениям грунта.

На строительном рынке представлен широкий ассортимент армирующих геоматериалов. Крупнейшим отечественным производителем полимерных армирующих материалов и их композитов является компания «СТЕКЛОНиТ», выпускающая геосетки ПС-ПОЛИСЕТ для армирования балластного слоя. Геосетки ПС-ПОЛИСЕТ представляют полимерную сетчатую структуру, изготовленную из двух систем полимерных нитей, провязанных между собой. При их использовании происходит эффект заклинивания гранул балласта в ячейках геосетки, высокая прочность которой на растяжение в продольном и поперечном направлениях предотвращает горизонтальные перемещения балласта. Создается своеобразная плита, воспринимающая нагрузку от подвижного состава и максимально перераспределяющая на нижележащие слои.

Компания «ТЕНСАР» - ведущий мировой производитель георешеток и разработчик инженерных решений по их применению. Тенсар вот уже более 20 лет является мировым лидером по производству георешеток и поставке инженерных решений для армирования и стабилизации грунтов на объектах транспортного и промышленного строительства.  Ассортимент ее продукции – двухосные георешетки из полипропилена (рисунок 2.1), одноосные из полиэтилена высокой плотности, геокомпозиты и геотекстили – выпускается на протяжении длительного времени. Расчетный срок эксплуатации материалов составляет 120 лет.

Рисунок 2.1 - Двуосно-ориентированная интегральная георешётка Тенсар с равнопрочными узлами и рёбрами.

Основные размеры георешёток представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Основные размеры георешеток Тенсар, мм

Тип решетки	AL	AT	WLR	WTR	tJ	tLR	tTR
SS20	39	39	2,2	2,4	4,1	1,1	0,8
SS30	39	39	2,3	2,8	5,0	2,2	1,3
SS40	33	33	2,2	2,5	5,8	2,2	1,4
SS2	28	40	3,0	3,0	3,8	1,2	0,9
SSLA20	65	65	4,0	4,0	4,4	0,8	0,8
SSLA30	65	65	4,0	4,0	7,0	1,7	1,5

Технические данные георешеток Тенсар представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Техническая характеристика георешеток  Тенсар

Тип решетки	Минимальное содержание сажи, проценты	Удельный вес, кг/м²	Длина рулона, м	Ширина рулона, м	Материал
SS20	2	0,22	75	4,0 + 3,8	полипропилен
SS30	2	0,33	50	4,0 + 3,8	полипропилен
SS40	2	0,53	30	4,0 + 3,8	полипропилен
SS2	2	0,29	50	4,0	полипропилен
SSLA20	2	0,22	50	3,8	полипропилен
SSLA30	2	0,33	50	4,0	полипропилен

Основные функции георешеток заключаются в механическом улучшении характеристик грунтов или других заполнителей и разделении – физической взаимоизоляции различных грунтовых материалов, препятствующих их взаимопроникновению (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Георешетка в подбалласном слое

Принцип работы георешетки заключается в заклинивании и фиксации щебня или другого природного заполнителя, осуществляя при этом механическую стабилизацию (рисунок 2.3).