Появилось много новой и разнообразной продукции, изготовленной по специальным технологиям, в том числе и из различного сырья со значительной степенью соответствия предъявляемым требованиям для применения. Разработаны специальные нормы, регламентирующие условия использования геосинтетических материалов и требования к ним. В этом аспекте зарубежная практика значительно опередила российскую. Факторами, определяющими, будет ли геосинтетический материал выполнять требуемые от него функции, являются следующие его свойства: механические, гидравлические, эксплуатационные показатели в условиях той или иной грунтовой среды, куда он будет помещен. Это, прежде всего, такие показатели, как номинальная прочность, деформативность, фильтрационная способность, ползучесть, долговечность, фрикционные показатели. Именно они обеспечивают придание новых качеств дорожной конструкции, изменение соответствующих технологических регламентов ее устройства. Рассматривая в настоящем обзоре современные мировой уровень и опыт применения геосинтетики и геопластики в дорожной отрасли, целесообразно в первую очередь сделать небольшой исторический экскурс в части развития отечественного опыта. Принятая Минтрансстроем СССР в 70-80-х годах программа совершенствования геотекстильных материалов и расширения рациональной области их применения при проектировании и строительстве автомобильных и железных дорог, аэропортов, портов и причалов послужила благоприятным фактором не только для создания и расширения базы по изготовлению таких материалов, но и существенному повышению качества дорожного и транспортного строительства. Первые опытные работы были выполнены Союздорнии на автомобильной дороге Москва - Рига. Исследования, проведённые на опытном участке одной из «мокрых» выемок, послужили отправной точкой по разработке области применения нетканого материала тогда ещё существующей фирмы «Рон-Пуленк» для обеспечения стабильности переувлажнённых выемок. Исследования велись в двух направлениях: геотехническом и водно-теплового режима. Последующие наблюдения позволили разработать первые требования к дорожным конструкциям, в которых необходимо или целесообразно использовать геосинтетические материалы в качестве дополнительного фильтра, армоэлементов и разделительной прослойки. На первом этапе эти требования касались только нетканых иглопробивных материалов отечественного и зарубежного производства, но, тем не менее, определили в первом приближении направленность применения геосинтетических материалов в дорожной отрасли. Для последующих целенаправленных научных исследований под эгидой Союздорнии было сформировано специальное направление в дорожной геотехнике (дорожная геосинтетика), которое определило объём исследований и дальнейшие пути практического использования геосинтетических материалов. Был установлен основной принцип рационального применения рассматриваемых материалов: расчёт дорожной конструкции с определением «узких мест» работы её элементов и далее переход к конкретным требованиям для геосинтетических материалов, которые и должны воспринимать дефицит усилий, изменить условия дренирования, обеспечить в целом требуемую надёжность и долговечность дорожных сооружений. Именно это позволило в первоначальном объёме определить комплекс требований к геосинтетическим материалам при их совместной работе с конструктивными элементами насыпей, выемок и их естественных оснований. Поскольку речь идёт о совместной работе, прежде всего, с грунтовыми сооружениями, то одновременно устанавливался комплекс требований к грунтам с искусственной и естественной структурой. В рассматриваемый период были разработаны методики, которые позволили выполнить комплекс необходимых исследований и определить, с одной стороны, показатели физико-механических свойств геотекстильных материалов, а с другой - соответствующих систем: грунт (или другой дорожно-строительный материал) + геосинтетический элемент. Три показателя исследовались в достаточно широком аспекте: фильтрационная и водоотводящая способность, номинальная (предельная) прочность и соответствующая ей деформативность. В 1977 г. был создан в содружестве с группой отечественных институтов первый нетканый геотекстильный материал Дорнит и осуществлено его массовое производство. Получены опытные партии из расплава полимера. Результаты исследований отражены в первых документах и конструктивно-технологических решениях для нефтепромысловых дорог Западной Сибири, что в значительной степени способствовало увеличению темпов и качества их строительства. Несмотря на возможность применения в семидесятые годы геосинтетического материала только одного типа, а именно нетканого, в Союздорнии на его основе были разработаны конструкции и соответствующие технологии для условий Западной Сибири, включая районы распространения вечномёрзлых грунтов. Такие конструкции по своей структуре и учёту механизма взаимодействия грунта и геосинтетического материала предопределили многие современные решения, которые базируются на более прочных и менее деформативных современных материалах. Речь идёт о конструкциях «грунт в обойме», в том числе и использование мёрзлого комковатого грунта, различных типов разделительных элементов, которые в определённых условиях использовались для снижения неравномерности осадки слабого основания при сезонном оттаивании деятельного слоя под нагрузкой от веса насыпи и воздействий тяжёлого построечного и эксплуатационного транспорта. Типовыми решениями стали конструкции сборного железобетонного покрытия с разделительным и антикольматирующим элементом из нетканого геосинтетического материала, а также временных дорог с прослойкой из геосинтетического материала в основании. Выполненные полевые и экспериментальные исследования позволили обобщить полученные результаты и внести их в соответствующие разделы нормативных документов: СНиП 2.05.02-85, СНиП 3.06.03-85, ВСН 26-90, ВСН 84-89. Возможность регулирования напряжённо-деформированного состояния геотехнических сооружений в сложных инженерно-геологических условиях с помощью геосинтетических материалов была реализована при разработке ряда специальных документов для дорожной отрасли (рекомендаций по выбору проектных решений нефтепромысловых дорог в районах Ямбурга и Уренгоя, технических условий по Ямалу, рекомендаций по технологии сооружения земляного полотна из грунтов повышенной влажности для условий Нечерноземной зоны России и других). В 90-е годы значительный импульс в плане возобновления и проведении исследований на современном уровне дала первая Международная конференция Объединённой Европы по дорожной геосинтетике в г. Маастрихте, где сотрудники Союздорнии выступали с освещением опыта применения геосинтетики при проектировании и реконструкции МКАД. Результаты представленных исследований были отмечены почётными дипломами и наградами. Все последующие международные и российские конференции, проводимые с 1998 г. уже регулярно, объединили отечественных производителей и потребителей, проектировщиков и исследователей для целенаправленных совместных действий в части рационального применения геосинтетических материалов в дорожной отрасли. Подобное объединение не исключало рабочие контакты с ведущими зарубежными фирмами и использование их продукции, научного и технического потенциала наряду с отечественными материалами. Был выполнен научный и инженерный анализ продукции таких ведущих фирм в области геосинтетических материалов, как «Хьюскер», «Дюпон», «Полифельт», «Тензар», Tenax, «Геотерра», «Фазер-Техник», Prestorus, Geoweb. Особое внимание при этом уделено работе научно-технических центров при фирмах-производителях. В частности, на совместных семинарах изучался опыт научно-технического и инженерного сопровождения проектирования и строительства сложных объектов, где использованы геосинтетический материал, расчётный аппарат, программные продукты. Основной объём собственных исследований был направлен, прежде всего, на формирование пакета первичных документов (ТУ) для отечественных производителей. Были исследованы, в частности, нетканые геотекстильные материалы более 50 отечественных фабрик. В результате разработаны требования, сформированы и согласованы ТУ, выполнены сертификационные исследования нетканых материалов, включая большой объём лабораторных испытаний. Накопленный материал позволяет уже сейчас разработать общие требования и рекомендации именно к нетканым материалам отечественного производства, которые в настоящее время наиболее широко используются в дорожной отрасли. Исследовались также материалы ряда зарубежных фирм. По результатам исследований установлены рациональные области применения геосинтетических материалов различных типов в элементах дорожных конструкций. Следует отметить, что диапазон выполненных работ включал в себя исследования изменчивости прочностных и деформационных свойств, фильтрационной способности этих материалов, способности выдерживать локальные нагрузки в зависимости от физических показателей и особенностей технологии изготовления. Первичный пакет созданных совместно с производителями документов, по мнению автора обзора, можно принять за основу для дальнейшего развития и формирования отечественной нормативной базы, хотя этот процесс в значительной степени затянулся. |
