Геотекстилем принято называть прочные синтетические материалы из полимерных волокон, порой имеющие диаметрально противоположное назначение – с одной стороны –в качестве подстилающего водонепроницаемого слоя при гидроизоляции, с другой, для фильтрации и дренажа. А также для укрепления насыпей, фундаментов, при строительстве дорог и планировании ландшафтов, как укрывной материал в сельском хозяйстве и при выполнении земляных работ.
Геотекстиль характеризуется высокой фильтрующей способностью и устойчивостью к разрыву, не теряет свойств при температурах от -60ºC до +100ºC, устойчив к воздействию влаги и вибрации; инертен к биохимическим процессам (не подвержены гниению, грибку, плесени). Подавляет прорастание сорных трав. Не горит, обладает высокой логистической и монтажной технологичностью; не подвержен коррозии, стабилен при воздействии осадков, солнечного света, кислот и щелочей.
Технические и эксплуатационные характеристики геотекстиля определяются составом сырья и методом производства.
Полипропиленовые волокна термоскрепленного нетканого геотекстиля сцепляются под воздействием термической обработки. Термоскрепленное нетканое полотно устойчиво к воздействию У/Ф, кислот и щелочей, характеризуется упругостью и механической прочностью. Термоскрепленный геотекстиль эффективно фиксирует строительные слои, в которых применяется - в ландшафте, дорожном полотне, в гидротехнических сооружениях.
Дорожный геотекстиль представляет собой коррозионно-устойчивое нетканое полотно из волокон полипропилена, скрепленных термическим или механическим способом, обладает оптимальными физико-механическими характеристиками, позволяющими применять его для формирования разделительного и армирующего слоя. Геотекстиль выравнивает нагрузки, укрепляет грунты, не допускает проваливание насыпей, препятствует размыванию, просадке и деформации покрытия, особенно в местах, где грунты характеризуются высокой пластичностью и низкой несущей способностью.
Геотекстиль облегчает обустройство пешеходных зон и тротуаров из брусчатки или плитки, препятствуя прорастанию сорняков, в разы продлевая срок эксплуатации.
Геотекстиль в дорожном строительстве служит разделительным слоем между подушкой из щебня и песком, выполняя и дренажную функцию. Он препятствует вымыванию песка и его перемешиванию с другими слоями, укрепляя и щебеночный слой под воздействием атмосферных осадков и нагрузками, подавляет рост сорняков.
Тип геотекстиля подбирают под определенный комплекс задач. Так, для укрепления дорожного покрытия используют термоскрепленный геотекстиль, а для эффективного водоотведения - иглопробивной.
При обустройстве дорожных покрытий чаще всего применяют геотекстиль средней (300 - 500 г/м2) плотности. Конкретные показатели выбираются в зависимости от условий эксплуатации (интенсивность потока, вид дорожного покрытия и т.п.). Иглопробивное геополотно имеет высокую эластичность, устойчиво к высоким динамическим нагрузкам.
Исследование свойств геотекстиля
Приёмо-сдаточные: для каждой партии материала (внешний вид, геометрические размеры, упаковка, маркировка).
Периодические: 1 раз в год (прочность в условиях статического и динамического продавливания; водопроницаемость, устойчивость к циклическим нагрузкам; характеристику открытых пор О90 (определяется фракция сыпучего материала - песка, которая просеивается сквозь геоматериал), коэффициент фильтрации). Раз в 3 года уточняется устойчивость к воздействию ультрафиолета, агрессивных сред, стабильность при циклических режимах замораживания/ оттаивания. Раз в пять лет - стабильность при укладке (механическая стабильность), устойчивость к воздействию микробов.
Типовые: при изменении сырья и/или технологии производства - для оценки целесообразности изменений.
Методы и пределы прочности всех видов нетканых материалов/ полотен и изделий из них регулируют положения ГОСТ Р 53226-2008 (Полотна нетканые. Методы определения прочности). Кроме этого применяются требования следующих документов:
При установлении разрывной нагрузки и удлинения при разрыве применяют разрывные машины МИМ с регулируемой скоростью перемещения зажима, причем скорость его опускания устанавливают такой, чтобы растягивание элементарной пробы до разрыва длилось:
- (30 ± 5) с - для нетканых полотен с удлинением менее 100%;
- (60 ± 15) с - для нетканых полотен с удлинением не менее 100%.
Среднеарифметическое значение (в ньютонах) разрывной нагрузки вычисляют с точностью до сотых, округляя до десятых. Разрывную нагрузку Ар (кН/м) вычисляют по показаниям разрывной машины по формуле:
Прочность нетканого полотна (образцы – 5 дисков Ø60 мм) при нажатии шариком изучают на испытательной машине МИМ со специальным приспособлением вместо верхнего и нижнего зажимов:
Приспособление состоит из двух соединенных рам. Верхнюю раму разрывной машины закрепляют в верхний зажим. Шарик в исходном положении должен касаться пробы только в одной точке. Диск пробы закрепляют в нижнем зажиме, на который сверху опускается верхний зажим с шариком до разрыва диска из нетканого полотна. Показания прочности при продавливании фиксируют на шкале разрывной машины в ньютонах.
Стойкость при расслаивании определяют посредством разрывной машины маятникового типа, подвергая растягиванию с постоянной скоростью передвижения нижнего зажима.
Между зажимами машины устанавливают расстояние 100 мм, скорость движения нижнего зажима - 100 мм/мин. Собачки маятника подвязывают так, чтобы маятник колебался, а показания измерителя силы разрывной машины фиксировали увеличение или уменьшение нагрузки в процессе испытания. На каждой элементарной пробе по длине размечают четыре участка, на третьем участке наносят 10 точек на расстоянии 10 мм, первый и второй участок подвергают расслаиванию вручную:
Показатели нагрузки при расслаивании снимают со шкалы разрывной машины по всем десяти точкам поочередного расслаивания третьего участка. Прочность при расслаивании PО (на 1 см ширины пробы сН/см (гс/см)) вычисляют по формуле:
Определение прочности при раздирании осуществляют на элементарных пробах в виде полосок 70 х 200 мм: 5 - по длине, 5 - по ширине. Каждый испытуемый отрезок полотна размечают на сектора, которые прорезают продольно по средней линии до третьего участка:
Полученные куски полотна складывают по ширине по середине, чтобы образовалось две отдельных "лямки", один из них перекручивают и закрепляют в верхний, а второй - в нижний зажим - без перекручивания. В разрывную машину МИМ закрепляют участок 4, и получившиеся от складывания "лямки" - скрученную - вверху, не скрученную - внизу. Далее зажимы расходятся, "лямки" в основании надрезов разрываются. Движение верхней и нижней частей зажимов останавливают, не доходя до конца участков 3. За раздирающую нагрузку принимают значение на измерителе силы по окончании процесса. Далее рассчитывают среднеарифметическое значение для всей серии.
Определение прочности закрепления волокон производят на разрывной машине, оборудованной приспособлением для фиксирования пучка волокон, с постоянной скоростью (110 мм/мин) движения нижнего зажима. 20 элементарных проб 50×50мм вырезают из точечной пробы.
Проба с планкой зажимается тисками. Верхний зажим плотно удерживает пучки волокон:
Прочностью закрепления пучка волокон является то значение на измерителе силы разрывной машины, когда волокна полностью выскальзывают из структуры полотна. Прочность закрепления одиночного волокна (Р0, сН) рассчитывают по формуле.
Для вычисления результата считают среднеарифметическое всех испытаний с точностью до второго знака, округляя до первого знака.