Kaip išlaikyti lygią trinkelių dangą?

Trinkelių ir blokelių dangos naudojamos įvairios paskirties statiniuose - tai automobilių keliai, įvažiavimai, stovėjimo aikštelės, pėščiųjų/dviračių takai ir t.t. Deja, labai dažnai trinkelių dangos tokios paskirties plotuose būna neilgaamžės, greitai išsiklaipo, tampa nestabiliomis, suyra. To priežastis - neteisingas konstruktyvas. Matydami šią problemą,  Didžiosios Britanijos „Tensar" įmonės specialistai pateikė sprendimą, kaip įrengti pigesnį, tobulesnį, ilgaamžiškesnį pagrindą trinkelėms, kad jos ilgai išliktų lygios.

Kodėl prasėda aikštelių pagrindas

Ne visi dangų projektuotojai supranta, kad žmonių ir mašinų apkrovos labiau veikia ne viršutinius dangos sluoksnius, o yra jų perduodamos apatiniams grunto sluoksniams. Taigi, itin svarbu užtikrinti tinkamą grunto sluoksnių laikomąją galią ne tik išskirstytoms apkrovoms nuo viršutinių sluoksnių, bet ir automobilių ar kitokio transporto bei žmonių sukeliamiems koncentruotiems poveikiams, kurie ir yra pagrindinė prasmegimo, išspaudimo, diferencialinių nuosėdžių, provėžų ir kitos žalos trinkelėms priežastis. Įprastu būdu įrengiant pagrindą trinkelėms, nepaisant gerai sutankintų skaldos ar žvyro sluoksnių, jie neužtikrina pagrindo tolygumo ir apkrovų paskirstymo į apatiniuosius sluoksnius dėl nežinia kur atsirasiančio vandens ar kitokio poveikio.

Visų dangų klojimo principai daugmaž panašūs. Ant esamo grunto arba sankasos įrengiami šalčiui atsparaus grunto, skaldos ir žvyro sluoksniai, tiesiama asfalto ar betono danga arba klojamos trinkelės.

Atlikti bandymai parodė, kad nestabilizuotame pagrinde jau po 4000 sunkiosios technikos pravažiavimų atsiranda 10 cm gylio provėžos, o tokioms atsiradus tik laiko klausimas, kada esama danga dėl atmosferos ir eismo poveikio taps nebetinkama naudoti.

Pirmiausiai (t.y. maždaug prieš 3 dešimtmečius) atsirado dviašiai ar vienašiai armuojantys polimeriniai geotinklai. Tačiau ilgainiui išaiškėjo didžiausi tokio tipo geotinklų trūkumai:

• Apkrovų paskirstymas tik dviem kryptimis neleidžia stabilizuoti pagrindo grunto. Mažas dviašio tinklo radialinis standumas parodo, kad apkrovos nėra tinkamai perduodamos gruntui, kitaip tariant - jos nėra plačiai išskirstomos į didelį plotą, o tai nesumažina poveikio gruntui efekto.
• Mažas gijos aukštis neužtikrina geotinklo ir užpildo medžiagos sukibimo, o tuo pačiu ir bendro poveikio jį stabilizuojant.
• Klijuotinė arba pinta jungtis turi ne tokias geras stiprumines ir apkrovų perdavimo tarp gijų (jungties efektyvumo rodiklis) savybes, lyginant su ekstruzine.

Dėl minėtų savybių tradicinis armavimas dviašiu geotinklu nėra pranašiausias metodas. Jis nestabilizuoja grunto, o veikia tik kaip paprasta įtempta membrana. Toks geotinklo veikimas yra ne tik lengviau pažeidžiamas dėl prastesnio sukibimo (4 ir 5 pav.) su gruntu ar inkaravimo (naudojant dviašius geotinklus jis tinklo kraštuose yra būtinas) defektų, tačiau ir investicijos nėra taip našiai panaudojamos, kaip pasirinkus modernesnius produktus.

4 ir 5 pav. Armuojant paprastu geotinklu, kuris veikia kaip paprasta įtempta membrana, defektų atsiradimas yra itin dažnas.

Aikštelių armavimas triašiais geotinklais

Bendrovė „Tensar" 2007 metais pradėjo gaminti pažangesnius triašius geotinklus. Nuo kitų jie skiriasi struktūra: kaip minėta, senieji veikia kaip įtempiama membrana, o Tensar TriAx turi šešiakampę struktūrą iš stiprių jungčių ir standžių gijų, formuojančių trikampes akutes, o tai padeda kompensuoti tiek vertikalias, tiek horizontalias apkrovas.

Pagrindinis triašių geotinklų privalumas prieš senus dviašius geotinklus yra unikalios šešiakampės struktūros užtikrinami susikabinimo, surakinimo ir stabilizavimo efektai.

Susikabinimas - tai grunto dalelių ir geotinklo reakcijos nuo tam tikros apkrovos mechanizmas. (Užpildo pylimo ir tankinimo virš geotinklo metu, jo dalelės dalinai įsispraudžia į geotinklo akutes ir ribojamos gijų išlieka stabilios).

Surakinimo efektas yra dėl grunto ir geotinklo sukibimo įvykstantis užpildo dalelių suvaržymas.

Stabilizavimas yra apibūdinamas kaip teigiama geotinklo ir užpildo bendro darbo pasekmė, prieš tai buvusių nesuvaržytų dalelių judėjimas tampa sunkiai įmanomas net ir apkrovus jas tam tikro dydžio apkrova. Tai yra triašio geotinklo mechaninio poveikio grunto dalelėms rezultatas, kai standi geotinklo struktūra surakina jas.

Visi šie efektai kartu su unikalia šešių krypčių geotinklo gijų orientacija užtikrina triašio geotinklo savybę priimti ir tuo pat metu paskirstyti apkrovas visomis kryptimis, taip neperkraunant grunto tik tam tikrose zonose (8 pav.).

8 pav. Geotinklo TriAx  panaudojimas leidžia pagrindui tenkančias apkrovas paskirstyti tolygiai visomis kryptimis

9 pav. Standi šešiakampė „Tensar" geotinklo struktūra deformuojasi nedaug ir leidžia apkrovas perduoti į didesnį plotą.

„Tensar" geotinklai naudojami įvairiose pasaulio šalyse, įvairiame klimate ir grunte. Dažnai ši technologija naudojama sprendžiant  ypač sudėtingų konstrukcijų problemas.

Triašiu standžiuoju geotinklu stabilizuotas kelias po to, kai juo pravažiuojama 4000 kartų, deformuojasi penkis kartus mažiau nei dviašės konstrukcijos geotinklai ir stabilizuojasi gana ilgam laikui (apie 3 cm deformacija po 12 000 pravažiavimų). Palyginti nedidelė investicija į stabilizuojančio tinklo panaudojimą, tris kartus pailgina kelio, aikštelės ar šaligatvio eksploatacijos laiką. Diagramoje pateikiami „Tensar" atliktų bandymų ant dangų, turinčių skirtingus pagrindus,  rezultatai.

Ryšys tarp deformacijų gylio ir pravažiavimų skaičiaus skirtingai įrengtuose pagrinduose.

Apibendrinant triašio geotinklo naudą, lyginant su visiškai nestabilizuotu gruntu arba armuotu standartiniu, seno tipo dviašiu geotinklu, matyti, kad:

• Šešiakampės struktūros geotinklas su unikaliai orientuotomis gijomis turi savybę dalį apkrovų perimti pats, o kitą lygiomis dalimis paskirstyti į didelį plotą įvairiomis kryptimis. Dėl šios savybės grunte nesusidaro perkrautų zonų, todėl, net ir esant didelėms sunkiasvorio eismo ir stabdymo apkrovoms, pagrindo deformavimosi tikimybė sumažėja iki minimumo.
• Unikali gijos forma užtikrina geresnį užpildo grunto sąveiką su geotinklu, o jungties vientisumas leidžia geotinklo sluoksniui „pasidalinti" apkrovomis lygiai per visą jo plotą.
• Panaudojant vieną stabilizuojančio triašio geotinklo sluoksnį, pagrindo ilgaamžiškumas gali pailgėti iki 14 kartų, taip pat žymiai gerėja jo stipruminiai rodikliai: laikomoji galia, deformatyvumas, savybių tolygumas įvairiomis kryptimis, mažėja provėžų atsiradimo tikimybė.
• Triašis geotinklas su skaldos ar žvyro sluoksniu leidžia šių sluoksnių bendrą storį sumažinti 10 ir daugiau centimetrų, pagrindo savybes išlaikant tokias pačias arba netgi jas pagerinant.

Paskutiniam teiginiui pagrįsti pateikiame „Tensar" pagrindo stabilizavimo skaičiavimo programos „TensarPave" išvesties duomenis. Palyginimui buvo suskaičiuotas KPT SDK 07 IV trinkelių dangos konstrukcijos kelio sluoksnis, kuriame ant 45 MPa stiprumo grunto supilamas 310 mm aukščio žvyro sluoksnis, o jo viršuje pasiekiamas 120 MPa stipris (deformacijų modulis).

12 pav. Nestabilizuoto pagrindo skaičiavimo išvesties duomenys

13 pav. Stabilizuoto pagrindo skaičiavimo išvesties duomenys

Kaip matyti iš rezultatų, KPT SDK 07 nurodytu 310 mm storio žvyro sluoksniu reikalingas pagrindo stipris yra pasiekiamas. Tačiau panaudojus jau vieną tinklo sluoksnį, reikalingas užpildo storis sumažėja nuo 310 mm iki 195 mm. Matyti akivaizdžiai mažesnis naujo užpildo poreikis, mažėja kasimo ir naujo grunto vežimo darbų, sutaupoma darbo laiko, o geotinklu stabilizuotas pagrindas iki 14 kartų prailgina konstrukcijos gyvavimo laiką.

UAB „MOSAS" parengia sprendimus net ir sudėtingiausioms sąlygoms. Tam naudojame didelę savo ir kitų šalių panašių projektų patirtį ir kompiuterinio paketo „TensarPave" skaičiavimus.

UAB „Mosas" informacija