Применение геотекстильных фильтров является эффективным в дренажах, между крупно- и мелкозернистыми слоями дорожной одежды, между грунтом обратной засыпки и габионами, в системах контроля эрозии грунтов.
6.20.2 Наиболее эффективными геосинтетиками для фильтрации являются нетканые термически скрепленные и изготовленные по механической (иглопробивные) и комбинированной технологиям. Выбор геосинтетика зависит от условий применения и обуславливается: толщиной, ориентацией волокон, поверхностной плотностью и относительной плотностью материала.
6.20.3 Конструирование геотекстильных фильтров в дорожной конструкции
Схемы заложения геотекстильных фильтров в дорожной конструкции приведены на рисунке 12.
 а) фильтр в дренаже под обочиной | |
 б) фильтр в «французском дренаже» |  в) фильтр вокруг перфорированной трубы |
Рисунок 12 – Схемы заложения геотекстильных фильтров | |
6.20.4 Расчеты геотекстильных фильтров в дорожной конструкции
При расчете геотекстильного фильтра применяют пять критериев:
1) критерий удержания грунта – пористость фильтра должна быть достаточно малой, чтобы задерживать грунтовые частички согласно 6.20.4.1;
2) критерий водопроницаемости фильтра – геотекстиль должен быть достаточно водопроницаемым, чтобы обеспечить максимально свободное протекание воды согласно 6.20.4.2;
3) критерий незабивания фильтра – геотекстиль должен оставаться высоко пористым в течение срока службы с низкой вероятностью забивания согласно 6.20.4.3;
4) критерий прочности – геотекстиль должен быть достаточно прочным чтобы противостоять повреждениям во время укладки в конструкцию, под строительной и эксплуатационной нагрузками согласно 6.20.4.4;
5) критерий стойкости – геотекстиль должен быть стойким к факторам химического, биологического и ультрафиолетового влияния в течение запроектированного срока службы согласно 6.20.4.5.
6.20.4.1 Расчеты по критерию удержания грунта
Для некритических условий (спокойный поток с невысоким гидравлическим градиентом), размер отверстий геотекстильного фильтра определяют по условию (21):
(21)где О90 – необходимый размер отверстий геотекстильного фильтра, мм, согласно ГОСТ Р 53238;
d85 – размер фракции, мм, мельче которой в грунте содержится 85 % частичек по массе сухого грунта (если гранулометрический состав грунта прерывистый, то параметр d85 определяют за мелкозернистой части гранулометрической кривой).
Для критических условий (суффозия, напорный режим) необходимо применять условия согласно таблице 12.
Таблица 12 – Критерии выбора параметра О90 для разных грунтов и условий потока
| Тип потока | Глинистые грунты d85 < 0,06 и d10 < 0,002, мм | Пески d40 < 0,06, мм | Крупнозернистые грунты d40 > 0,06, мм |
Стационарный поток1) |  0,200 |  |  |
| Динамический поток2) | В903) |   | |
Окончание таблицы 12 | |||
Примечания 1 Стационарный поток имеет место в обычных осушительных, перехватывающих и сточных дренах. 2 Динамический поток возникает в дорожной конструкции при динамической или циклической нагрузке, вследствие чего создается высокий локальный гидравлический градиент. 3 Необходимы лабораторные испытания согласно [1]. | |||
6.20.4.2 Расчеты по критерию водопроницаемости геотекстиля
Минимально допустимую водопроницаемость геотекстиля устанавливают по условию (22):
(22) где kГТ – водопроницаемость геотекстиля, м/сут, в соответствии с ГОСТ Р 53238;
kф – коэффициент фильтрации грунта, который защищают геотекстильным фильтром.
Номинальную водопроницаемость геотекстиля определяют по условию (23):
(23)где kГТ.ном – номинальная водопроницаемость геотекстиля, м/сут;
KЗ – коэффициент уменьшения водопроницаемости вследствие загрязнения и забивания фильтра частичками грунта;
KП – коэффициент уменьшения пористости геотекстиля вследствие ползучести;
KПр – коэффициент влияния окружающих зернистых материалов вследствие их проникновение в структуру геотекстиля;
KХ – коэффициент влияния химического забивания фильтра;
KБ – коэффициент влияния биологического забивания фильтра.
Значение коэффициентов влияния приведено в таблице 13.
Таблица 13 – Коэффициенты снижения водопроницаемости геотекстиля
| Область применения | Коэффициенты снижения водопроницаемости | ||||
KЗ1) | KП | KПр | KХ2) | KБ3) | |
| Фильтры для дренажей | 2,010 | 1,01,5 | 1,01,2 | 1,21,5 | 2,04,0 |
| Фильтры для противоэрозионной защиты | 2,010 | 1,01,5 | 1,01,2 | 1,01,2 | 2,04,0 |
| Гравитационный дренаж4) | 2,04,0 | 2,03,0 | 1,01,2 | 1,21,5 | 1,21,5 |
| Напорный дренаж4) | 2,03,0 | 2,03,0 | 1,01,2 | 1,11,3 | 1,11,3 |
1) Если глыбы или бетонные блоки укладывают непосредственно на полотно геотекстиля, то в расчеты принимают первое значение предложенного диапазона. 2) Значения принимают большими, особенно для высокоосновных грунтовых вод. 3) Значение принимают большими для заиленных и/или при содержании микроорганизмов свыше 5000 мг/л. 4) Характеристики гравитационного и напорного дренажей выбирают на основании опыта. | |||||
Для грунтов с коэффициентом фильтрации меньше чем 10-7 м/с выбор геотекстильного фильтра выполняют по результатам лабораторных испытаний на продолжительную фильтрующую способность согласно ГОСТ Р 53238.
6.20.4.3 Для минимизации риска забивания фильтра преимущество отдают геотекстилю с максимальным значением параметра О90, который удовлетворяет критерию удержания.
6.20.4.4 Если во время укладки в конструкцию возможно продолжительное (свыше одного дня) ультрафиолетовое облучение геотекстильного полотна, то преимущество отдают Уф - стабилизированным геотекстилям.
Если есть вероятность вредного химического или биологического влияния на геотекстиль (например, при близком размещении автомобильной дороги к полигонам погребения отходов и т.п.), то необходимо проводить лабораторные испытания стойкости выбранного геотекстилю к фактическим условиям окружающей среды конструкции.
6.20.5 Ограничения по использованию геотекстильных фильтров в дорожной конструкции
Сложности при применении фильтрующих геотекстильных прослоек могут возникать в случае использования:
-одномерных мелкозернистых несвязных грунтов, например, лесс, каменных высевок и мелкозернистых отсевов;
-несвязных грунтов прерывчатого гранулометрического состава в условиях высокого гидравлического градиента;
-дисперсионных (несвязных) глин, которые со временем превращаются в агрегаты;
-высокоосновных грунтовых вод, которые могут приводить к откладыванию и накоплению кальциевых, натриевых или магниевых осадков на геотекстиле;
-твердых суспензионных частичек в мутных речных водах или в результате землечерпания, которые могут скапливаться на поверхности или в середине фильтрующей прослойки;
-твердых суспензионных частичек вместе с высоким содержимым микроорганизмов (сточных вод в местах погребения бытовых и сельскохозяйственных отходов), которые могут объединяться и скапливаться на поверхности или в середине фильтрующей прослойки.
7 Конструкции дренажных сооружений
7.1 Для предотвращения воздействия грунтовых вод на земляное полотно и дорожную одежду предусматривают достаточное возвышение поверхности покрытия над их уровнем, устраивая в теле земляного полотна прослойки для прерывания перемещения капиллярной, пленочной и парообразной влаги, а также дренажи для понижения уровня этих вод. Дорожную одежду и верхнюю часть земляного полотна осушают с помощью дренажной конструкции, представляющей собой устроенный в основании проезжей части дренирующий слой с обеспеченным отводом из него воды.