Geossintéticos é um termo geral para materiais sintéticos utilizados em aplicações de engenharia civil. São produtos químicos derivados do carvão, petróleo, gás natural ou calcário, que são posteriormente transformados em fibras ou folhas de materiais sintéticos e, finalmente, em vários produtos geossintéticos.
Tipos de geossintéticos incluem principalmente geotêxteis, geomembranasmateriais especiais e geocompósitos, geonets, redes de fibra de vidro, almofadas, etc. Atualmente, os geossintéticos desempenham um papel vital na engenharia e na construção, constituindo uma alternativa rentável aos métodos tradicionais.
Neste artigo, a QIVOC apresentará os tipos de geossintéticos utilizados na construção de estradas, as suas utilizações, benefícios, estudos de caso, problemas comuns e soluções. Esperamos que este artigo o ajude a compreender melhor os geossintéticos utilizados na construção de estradas.
Tipos de geossintéticos utilizados na construção de estradas
Geotêxteis
O geotêxtil pertence a um tipo de material permeável. Do ponto de vista do processo de fabrico, este pode ser dividido em dois tipos, geotêxtil tecido e geotêxtil não tecido. A principal diferença entre estes dois tipos de geotêxteis é o facto de serem ou não tecidos com recurso a máquinas, não existindo grande diferença em termos de funções e aplicações específicas. Em geral, os geotêxteis desempenham principalmente uma função de filtragem na engenharia rodoviária. São geralmente utilizados na construção de estradas para ajudar a diluir a camada superficial e evitar fissuras reflectoras.
Exemplo de caso
Na construção de estradas, o geotêxtil de filamentos é frequentemente utilizado na pavimentação de estradas.
Para melhorar a suavidade da superfície da estrada, evitar fissuras de reflexão e desempenhar o papel de uma camada impermeável, o geotêxtil de filamentos é colocado entre a camada de base e a camada de superfície e embebido em asfalto para formar uma camada intermédia de geotêxtil de filamentos e asfalto, que impede que a camada de base reflicta fissuras na camada de superfície e desempenha o papel de camada impermeável.
Foi adicionado um geotêxtil especial para auto-estradas entre a camada de asfalto e o antigo pavimento de cimento-sílica para evitar fissuras de reflexão.
Foi utilizada uma camada de selagem de cascalho sincronizado reforçado com geotêxtil de filamentos para cobrir as fissuras e evitar fugas.
Uma vez que o geotêxtil filamentoso é utilizado como material de tratamento tanto para o pavimento do leito da estrada como para o pavimento original, retarda as fissuras na camada de selagem de gravilha, estabiliza a estrutura do pavimento e separa-a da camada de selagem de gravilha.
É impermeável e resistente às fissuras, o que prolonga a vida do pavimento. Não altera o rácio de mistura nem a espessura de pavimentação dos vedantes de gravilha tradicionais.
Geotêxtil utilizado em projectos de construção de estradas rurais
Geomembranas
As geomembranas são praticamente impermeáveis e podem ser divididas em asfalto e polímeros do ponto de vista da composição da matéria-prima. Para atingir uma deformação específica, normas de resistência e a existência ou não de reforço. As geomembranas são bons materiais geossintéticos para filtração, drenagem, impermeabilização e retenção do solo.
Exemplo de caso
Na construção de uma autoestrada, o projeto utilizou a geomembrana como material impermeável na construção do leito da estrada. Durante o processo de construção, a equipa do projeto seguiu rigorosamente os requisitos técnicos e as normas de colocação da geomembrana para garantir a eficácia e a durabilidade da geomembrana. Após anos de utilização, a base ligeira da autoestrada está em boas condições, sem erosão hídrica e danos evidentes, o que prova plenamente as vantagens e o valor de aplicação da geomembrana na construção do leito da estrada.
Além disso, em outros projectos rodoviários, como pontes, túneis e outras estruturas, o tratamento de impermeabilização também é amplamente utilizado na geomembrana.
Geossintéticos compósitos
Os geossintéticos compósitos são produtos que são uma mistura de dois ou mais geossintéticos. Reúne as características de diferentes materiais sintetizados e tem uma vasta aplicabilidade. Dividem-se em material de drenagem compósito e geomembrana composta. Este último inclui principalmente geomembranas e geotêxteis. A geomembrana composta tem muitas vantagens, especialmente o composto de tecido geossintético tecido, a geomembrana tem uma boa função de reforço, impedindo que a membrana seja danificada por interferências externas, como transporte ou construção de engenharia. Os compósitos de tecido não tecido também são amplamente utilizados, pois reforçam, protegem, ventilam e drenam a membrana e aumentam o coeficiente de atrito na superfície da membrana.
Exemplo de caso
Geomembrana composta tem um bom efeito de aplicação na construção de estradas. Pode efetivamente impedir que as águas subterrâneas penetrem na superfície da estrada e manter a estrada seca e estável; pode também isolar a água e impedir que a água corroa e danifique o solo do leito da estrada; tem resistência à corrosão e resistência às intempéries, o que pode prolongar a vida útil da estrada. Portanto, é uma escolha muito benéfica para a ampla utilização de geomembranas compostas na construção de estradas.
Geossintéticos especiais
Em geral, os geossintéticos especiais subdividem-se em sacos de geomembranas, geonets, geogrelhas, redes de fibra de vidro, geomats e assim por diante.
A geogrelha, que é principalmente constituída por materiais poliméricos-poliméricos através do correspondente tratamento de estiramento direcional, formando depois uma elevada resistência, com material de malha plana de malha aberta. Geogrelha transversal, uniformidade de resistência longitudinal, com boa durabilidade, ductilidade, flexibilidade, resistência ao solo, resistência ao molde, resistência à fadiga muito forte e interbloqueio de enchimento.
Os sacos de geomembranas, que pertencem a um material semelhante a um saco, podem ser utilizados com o modelo para substituição, principalmente no projeto de proteção contra a erosão é mais comum.
Malha de fibra de vidro para material de malha plana à base de fibra de vidro, estabilidade a altas temperaturas, pode prevenir e controlar as fissuras no pavimento.
GeonetO material geossintético, composto principalmente por tiras de material sintético, é um tipo de material geossintético plano e de malha. Tem um bom intertravamento com o material de enchimento do leito da estrada, o que pode aumentar a resistência do leito da estrada e evitar a perda de solo da superfície do declive e é utilizado principalmente em projectos de proteção de leitos de estradas e aterros.
Exemplo de caso
Num projeto de construção de uma autoestrada no troço da A1. Neste troço, o aterro de ambos os taludes íngremes foi reforçado com geogrelhas de polietileno de alta densidade de tração unidirecional. A altura de enchimento do leito da estrada é de 23 m. De acordo com o relatório de investigação geológica, a qualidade do solo é de solo mole siltoso com uma espessura de 5-6 m. O leito da estrada é uma fundação de solo mole. Este projeto de leito de estrada pertence a um aterro de enchimento elevado e de declive acentuado numa fundação de solo mole. Para melhorar efetivamente a capacidade de suporte do leito da estrada em solo mole e reduzir o seu assentamento pós-obra, o leito da estrada é reforçado com geogrelha. A geogrelha é colocada nas espessuras de enchimento de 8m, 16m e 20m.
O efeito da implementação deste projeto mostra que a geogrelha tem as vantagens de uma elevada resistência, forte capacidade de suporte, grande durabilidade, construção conveniente, longa vida útil, etc., que podem ser eficazmente aplicadas no mesmo tipo de projeto.
3 Casos de engenharia de geogrelhas utilizadas na construção de ferrovias
Utilização de geossintéticos na construção de estradas
Reforçado
Reforço de aterros
Para melhorar a estabilidade das obras de aterro em secções rodoviárias especiais, evitar o assentamento do aterro e poupar terreno, os geossintéticos podem ser escolhidos para reforçar o aterro e fortalecer o tratamento.
Durante a construção, são normalmente utilizadas geogrelhas, geotêxteis, geonets, etc.
Após o reforço do aterro, a direção do atrito formado entre a superfície horizontal reforçada e o material de enchimento é paralela à direção do deslocamento relativo do material de enchimento, de modo que a resistência ao cisalhamento do aterro é reforçada.
Na operação de reforço de aterros, os geossintéticos aplicados devem ter um bom poder de retenção e resistência à tração.
Para garantir uma drenagem suave do aterro, de modo a que os geossintéticos não fiquem sujeitos a corrosão química, na operação de enchimento do aterro, é necessário colocar uma camada de areia com uma espessura de cerca de 40 cm na superfície original para aumentar a permeabilidade à água e, em seguida, colocar os geossintéticos.
No processo de reforço de aterros, preste atenção ao espaçamento de cada camada de geossintéticos, não só para facilitar o trabalho de construção, mas também para cumprir as normas de proteção de taludes, pelo menos uma camada de enchimento para a espessura mínima de compactação, e menos de 60cm.
Reforço do aterro
Devido às diferentes rigidezes da estrutura que atravessa o projeto da autoestrada e do aterro da estrutura, é fácil causar o fenómeno de assentamento irregular por etapas.
Para evitar a ocorrência de "saltos de pontes", recomenda-se a utilização de geossintéticos para reforçar o aterro.
Os geossintéticos reforçam o aterro em projectos de auto-estradas, utilizando materiais de assentamento, ancoragem entre estruturas e força incorporada de aterro, estruturas de contacto e aterro, controlando eficazmente o assentamento irregular da autoestrada.
Filtragem e drenagem
A estabilidade e a resistência do pavimento das estradas estão principalmente relacionadas com a água.
No processo de construção e manutenção do pavimento do leito da estrada, é necessária uma drenagem eficaz da estrada, que é também um meio importante para garantir a estabilidade das estradas e da engenharia do leito da estrada.
Na construção de engenharia rodoviária, os geossintéticos e outras estruturas de drenagem cooperam para formar um sistema de drenagem e, em seguida, descarregam suavemente as águas superficiais, as águas subterrâneas e a água na estrutura.
A utilização de geotêxteis no sistema de drenagem também demonstra as características de trabalho de construção rápido, colocação simples e baixo custo.
Os geossintéticos podem ser utilizados isoladamente ou misturados com outros materiais para proporcionar um certo grau de filtragem e drenagem e podem ser utilizados em condutas, proteção de taludes de estruturas de apoio e projectos de drenagem pós-muros.
Geralmente, para obter um bom efeito de filtragem, os tecidos não tecidos ou os geotêxteis tecidos.
No que diz respeito à drenagem, estão disponíveis geotêxtil não tecido, ou tubo permeável macio reforçado com tecido de filtro, fibra sintética e anel de aço, e placa de drenagem de plástico.
Visão geral: Tecido Geotêxtil para Sistema de Drenagem de Arena de Cavalos
Proteção do leito da estrada
Em primeiro lugar, o leito da estrada é composto principalmente de rocha e solo, e a maioria deles está exposta à natureza, e as propriedades mecânicas são fáceis de mudar quando são submetidas a força externa por um longo tempo.
Por conseguinte, as vantagens e desvantagens dos meios de proteção do leito da estrada estão diretamente relacionadas com a estabilidade e a resistência do leito da estrada.
A proteção do leito da estrada divide-se principalmente em dois tipos: erosão e declive.
A plasticidade e a resistência dos geossintéticos são boas, e a utilização de uma excelente tecnologia para os transformar em formas específicas é muito adequada para aplicação em projectos de proteção de auto-estradas.
Em segundo lugar, fazer um bom trabalho de proteção do talude, o leito da estrada da superfície exterior do projeto do talude desempenha um papel protetor na prevenção da lavagem da água da chuva, mas também enfraquece a temperatura e a humidade da mudança súbita para o projeto causada pela desvantagem da superfície exterior da rocha fraca e do solo pelas forças externas para enfraquecer o papel das forças externas, tais como a meteorização, o processo de decapagem e, em seguida, tornar o leito da estrada mais estável.
Na proteção do declive do solo, opta-se geralmente por fixar o pano de sementeira de relva, a relva de rede de tração, a sementeira fixa em grelha e outros meios. Para os projectos de proteção de taludes rochosos, opta-se geralmente por Geogrelha ou Geonet.
Em terceiro lugar, a proteção contra a erosão pode controlar a ação do fluxo de água no leito da estrada produzido pela batida, pela erosão, pela lavagem e por outros impactos, o que pode evitar que a queda repentina do nível da água leve à perda de materiais finos no leito da estrada. A proteção de projectos de leito de estrada ao longo do rio pode escolher um saco de molde geotécnico.
Controlo de fissuras no pavimento
Os geossintéticos podem inibir a expansão contínua de fissuras devido à contração da camada de base semi-rígida, reduzir a formação de sulcos nos pavimentos de asfalto e evitar fissuras de reflexão nas camadas de pavimento de asfalto colocadas em pavimentos antigos.
Para gerir melhor o problema de fissuração do pavimento, são geralmente seleccionados geotêxteis e redes de fibra de vidro.
Na seleção dos geossintéticos, devem ser cumpridos os seguintes critérios.
Em primeiro lugar, a resistência ao calor.
Os geossintéticos colocados no nível semirrígido das raízes da grama e na camada superficial do asfalto no meio, a resistência ao calor deve ser consistente com os padrões de pavimentação da camada superficial do asfalto, para atender a alta temperatura de 170 ℃ ou mais.
Em segundo lugar, anti-rachaduras.
Seleção de geossintéticos para dissipação de película. Para o pavimento semirrígido ao nível da base, existe o problema das fissuras, os materiais de pavimentação no veículo que circula sob a ação da força de carga, talvez nas fissuras no "arco", que produz uma certa quantidade de tensão de tração, para lutar contra a tensão de tração, os geossintéticos devem cumprir a norma de tração forte.
Em terceiro lugar, a norma de rutura do topo.
Os geossintéticos nas fissuras correm o risco de serem quebrados no topo, especialmente o agregado misto semirrígido ao nível das raízes da relva, afetado pelo nível da tecnologia de construção, fácil de formar pequenos orifícios nas condições normais de força, pequenos orifícios na colocação do material é fácil de ser quebrado, de modo que a resistência do pavimento enfraqueceu, os geossintéticos têm boa extensibilidade.
Benefícios da utilização de materiais geossintéticos na construção de estradas
A relação custo-eficácia é uma vantagem significativa da utilização de geossintéticos na construção de estradas.
Os geossintéticos proporcionam uma solução mais económica em comparação com os métodos de construção tradicionais. Ao reduzir a necessidade de materiais e mão de obra dispendiosos, os geossintéticos ajudam a diminuir o custo global dos projectos de construção de estradas. Além disso, os geossintéticos têm uma vida útil mais longa do que os materiais convencionais, o que resulta numa redução dos custos de manutenção e reparação ao longo da vida útil da estrada.
Os geossintéticos também contribuem para melhorar o desempenho das estradas, reforçando a integridade estrutural das camadas do pavimento. Os geotêxteis e as geogrelhas actuam como separadores entre as diferentes camadas da construção do pavimento, impedindo a contaminação do material de base pelos solos da sub-base. Esta função de separação ajuda a manter a estabilidade e a uniformidade da estrutura da estrada, conduzindo a uma melhor distribuição da carga e a um aumento da vida útil do pavimento.
Além disso, os geossintéticos melhoram a estabilidade do solo em projectos de construção de estradas. Ao melhorarem as propriedades mecânicas do solo, os geotêxteis e as geogrelhas ajudam a evitar a erosão e o assentamento do solo, reduzindo o risco de falhas nas estradas devido a condições instáveis do subsolo. Os geossintéticos também ajudam no reforço do solo, aumentando a capacidade de suporte do subleito e proporcionando uma base mais robusta para a superfície da estrada. Isto conduz a um melhor desempenho da estrada, a custos de manutenção reduzidos e a uma maior segurança para os utentes da estrada.
Geosintéticos utilizados em estradas Construção Estudos de caso e exemplos
O nível de base semi-rígida é atualmente a principal forma estrutural do projeto de pavimento de autoestrada, tem as vantagens de uma elevada resistência, boa estabilidade à água, rigidez e deformação, mas ao mesmo tempo é muito difícil de ultrapassar no processo de construção - fissuras.
Após a fissuração da base da relva, a parte inferior do pavimento asfáltico sofre uma maior concentração de tensões, o pavimento asfáltico tem maior probabilidade de refletir as fissuras, como a chuva, a oxidação, a poeira e outros factores ambientais, o que fará com que as fissuras se espalhem rapidamente para a área circundante, a extensão é uma das principais razões para a destruição precoce do pavimento.
Para evitar que as fissuras na base da relva reflictam a camada superficial, mas também para evitar o duplo papel da infiltração das águas superficiais, muitas reconstruções de engenharia, a manutenção da utilização de geotêxteis para a gestão das fissuras e a utilização de geogrelhas para a gestão do leito da estrada com solo mole.
No projeto de pavimentação de estradas, geotêxtil é utilizado principalmente na cobertura da superfície da estrada, para evitar as fissuras de reflexão da superfície da estrada, atrasar as fissuras de reflexão e realizar.
Na engenharia rodoviária, geogrelha é utilizado principalmente para lidar com fundações de solos moles, acelerar a consolidação da fundação e melhorar a capacidade de suporte da fundação.
Devido ao facto de os geossintéticos [geotêxtil e geogrelha] possuírem excelentes características de resistência à tração, produção em massa na fábrica, qualidade estável e características de construção fáceis de afundar, têm sido amplamente utilizados em vários domínios da engenharia civil.
FAQ
A estrutura do pavimento para evitar a fissuração por reflexão do geotêxtil deve ter que características?
1. Boa resistência à temperatura: mistura de asfalto temperatura de pavimentação quente até 150 ℃ ou assim, a temperatura do asfalto é maior, a exigência de geotêxtil nesta temperatura de construção não só não pode derreter ou amolecer, mas pode manter o trabalho normal. Os requisitos podem suportar temperaturas acima de 170 ℃.
2. boa adsorção de asfalto: a construção geral é primeiro pulverizada uniformemente através da camada de asfalto e depois pavimentada com geotêxtil, o geotêxtil deve ser capaz de absorver asfalto e saturar, o requisito de geotêxtil tem uma boa capacidade de adsorção.
3. boa flexibilidade: a flexibilidade inclui a tenacidade e a dureza superficial de dois significados. A tenacidade reflecte a capacidade do geotêxtil para absorver a energia de impacto, que pode ser aproximada pela resistência à tração do material e pelo produto da medida de alongamento; geralmente, a resistência à rutura superior do teste CBR indica a sua dureza superficial.
4. boa uniformidade: geotêxtil para os vários materiais anisotrópicos, para garantir uma resistência uniforme, a relação de resistência bidirecional não deve ser superior a 1,2. geralmente deve ser usado geotêxtil não tecido e não usar a preparação de geotêxtil.
5. resistência ao envelhecimento: o geotêxtil deve manter as condições normais de trabalho durante a vida útil do pavimento rodoviário.
6. Requisitos de espessura: para evitar a adição de geotêxtil causada pela camada de superfície de asfalto de efeitos negativos adversos (danos de remoção da camada de asfalto), deve ser estritamente limitada à espessura do geotêxtil, geralmente não superior a 2,0 mm.
7. permeabilidade à água: o geotêxtil também requer uma boa permeabilidade à água, que pode ser medida pelo coeficiente de permeabilidade vertical.
Quais são os métodos de colocação e os requisitos das geomembranas durante a construção?
Método de colocação de geomembranas
1. Colocação de paredes com geomembranas
Este método é adequado para as ocasiões em que é necessário efetuar um tratamento de controlo de infiltrações na parede. A operação específica consiste em usar cola para fixar a geomembrana na parede e, em seguida, soldar e selar o tratamento.
2. Colocação suspensa
Desta forma, a geomembrana não é colocada diretamente no solo, mas suspensa no cabo de aço ou na malha de aço de reforço. Este método de colocação é adequado para situações em que é necessário proteger as raízes.
3. Colocação direta
Esta é a forma mais comum de colocação de geomembranas. A operação específica consiste em colocar a geomembrana na fundação ou no declive, e prestar atenção à geomembrana para reservar uma certa espessura para a soldadura.
Requisitos de colocação de geomembranas
1. Antes de colocar a geomembrana, a superfície do solo deve ser limpa e tornada limpa e plana. 2.
2. ao colocar a geomembrana, evitar pisar ou puxar a geomembrana, de modo a não causar danos na geomembrana. 3. ao soldar a geomembrana, evitar pisar ou puxar a geomembrana.
3. ao soldar, utilizar equipamento de soldadura profissional para garantir a qualidade da soldadura.
4. ao colocar a geomembrana, prestar atenção à redução do número de costuras, e tratar bem as costuras para garantir o efeito de controlo da infiltração.
5. Ao colocar a geomembrana, certifique-se de que há pesos suficientes à sua volta para evitar que a geomembrana seja levada pelo vento ou deslocada.
6. Antes de colocar a geomembrana, certifique-se de que está em conformidade com as especificações e verifique se existem defeitos, tais como roturas ou fissuras na geomembrana.
Quais são as etapas específicas da operação no tratamento de reforço do enchimento do leito da plataforma?
1. Limpeza e medição do terreno: Em primeiro lugar, limpar a vegetação e os detritos na área da parte de trás da plataforma, efetuar o nivelamento do local e, em seguida, efetuar medições e amostragens precisas de acordo com os requisitos do projeto e marcar o âmbito e o nível do reforço.
2. Colocação dos geossintéticos: de acordo com os desenhos do projeto, colocar as geogrelhas ou os geotêxteis, camada a camada, a partir do fundo, no solo limpo da parte de trás da plataforma, certificando-se de que o material é liso e sem rugas e de que os bordos estão firmemente ancorados.
Certifique-se de que o material é liso, sem dobras, e que os bordos estão bem fixados.
3. Enchimento em camadas e laminagem: nos geossintéticos pavimentados, pavimentar o material de enchimento com uma granulometria especificada em camadas, com a espessura de cada camada controlada dentro de um determinado intervalo (por exemplo, não mais de 30 cm), e utilizar rolos vibratórios ou rolos pesados para compactar o material de enchimento em cada camada, de modo a atingir o grau de compactação especificado.
4. Disposição e fixação das faixas de reforço: Se o projeto incluir bandas de reforço (como bandas de plástico e malha de aço), colocá-las a níveis específicos de acordo com o espaçamento projetado, dispô-las de forma escalonada com geossintéticos e fixá-las na parte de trás da plataforma e no solo de enchimento com pregos de ancoragem ou bandas de amarração.
5. Inspeção da qualidade: Cada camada de enchimento deve ser inspeccionada quanto à compactação, nivelamento e elevação, para garantir que a qualidade do enchimento cumpre os requisitos normalizados.
Inspeção da qualidade
6. Instalação do sistema de drenagem: No processo de enchimento, instalação ou reserva de instalações de drenagem do leito da estrada, como uma vala cega, um tubo de drenagem, etc., para garantir a estabilidade do leito da estrada e evitar danos causados pela água.
7. Reforço e enchimento camada a camada: Repetir os passos de ② a ⑤ acima, camada por camada de reforço e enchimento ascendente até atingir a altura de projeto.
8. Proteção dos taludes e ecologização: Após o enchimento do leito da estrada até ao topo, proceder ao tratamento de proteção dos taludes, como a pulverização de redes suspensas, a proteção dos taludes em alvenaria, etc., e proceder à ecologização de acordo com a necessidade de embelezar o ambiente e reforçar a proteção ecológica.
Quais são os critérios de resistência ao calor e à tração a considerar na escolha da malha de fibra de vidro?
As propriedades dos tecidos de fibra de vidro incluem principalmente a força, o alongamento, a resistência ao calor, a resistência química e a resistência à água. As principais considerações sobre os requisitos de desempenho dos tecidos de fibra de vidro são as seguintes:
Resistência: a resistência à tração transversal e longitudinal não deve ser inferior a 240N/5cm e 200N/5cm, respetivamente.
Alongamento: o alongamento transversal e longitudinal não deve ser superior a 5% e 4%, respetivamente.
Resistência ao calor: deve ser capaz de permanecer intacto a duas temperaturas diferentes de 121 ℃ e 260 ℃.
Resistência química: não deve sofrer erosão e o seu valor de PH deve situar-se no intervalo de 6-10.
Impermeável: Pode ser tratada com impermeabilização de acordo com os requisitos dos utilizadores.
Conclusão
Os geossintéticos desempenham um papel insubstituível na construção de estradas. Substituem o método tradicional de construção de estradas com vantagens inigualáveis, uma vasta gama de aplicações e um custo muito baixo. No futuro, os geossintéticos terão uma aplicação mais alargada na construção de estradas.
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