-при применении геодрен в конструкциях плоскостного дренажа дорожных одежд расчетная влажность грунта рабочего слоя земляного полотна Wp, определяемая по Приложению 2 ОДН 218.046.01 [1], может быть уменьшена на 0,05 и 0,03 для условий, соответственно, II-III и IV-V дорожно-климатических зон;
-в конструкциях плоскостного дренажа дорожных одежд применение геодрен за счет ускорения отвода воды, продления работы дренажной конструкции в период, когда грунты рабочего слоя земляного полотна и дренирующего слоя в средней его части оттаяли, а у краев находятся в мерзлом состоянии, приводит к сокращению расчетных дней в году, то есть к сокращению суммарного расчетного числа приложений расчетной нагрузки (пункт 3.23 ОДН 218.046.01 [1]); это прямым образом влияет на повышение прочности дорожной одежды, но не может быть в полной степени оценено количественно в настоящее время.
5 Классификация геодрен
5.1 По классификации ГОСТ Р 55028 геодрены относятся к комбинированным геосинтетическим материалам, состоящим, как правило, из дренажного ядра из геосинтетических материалов разных видов, формирующего объемную структуру, и расположенных над и под дренажным ядром слоев фильтра из нетканого геотекстильного материала. Наличие дренажного ядра обеспечивает повышенную водопроницаемость в плоскости геодрены, фильтра – отсутствие (ограничение) кольматации геодрены частицами окружающего грунта.
5.2 В зависимости от области применения, необходимости выполнения дополнительных функций гидроизоляции в дренажных системах могут применяться существенно различающиеся разновидности геодрен. Их объединяет наличие повышенной водопроницаемости хотя бы в одном направлении в плоскости полотна и высокой водопроницаемости фильтра нормально к плоскости полотна хотя бы с одной стороны от дренажного ядра.
5.3 Классификация возможных к применению в дренажных системах геодрен представлена в таблице 1, поясняется в отношении отдельных классификационных критериев рисунками 1, 2.
5.4 Примеры типичных конструкций геодрен представлены на рисунке 2.
Т а б л и ц а 1 – Классификация плоских композиционных геодрен
Классификационный признак | Разновидность геодрены | Характерные особенности разновидностей |
1 | 2 | 3 |
| 1 Функциональный – по характеру водосбора и водоотведения (рисунок 1) | 1.1 Геодрена водопроницаемая во всех направлениях по схеме рисунка 1а (соотношение коэффициентов n и m по рисунку 1а в пределах от 0,5 до 2,0) | Возможность выполнения функций дренирования при преобладании водонепроницаемости в плоскости полотна |
| 1.2 Геодрена водопроницаемая в плоскости полотна и нормальном ей направлении с пониженной водопроницаемостью в одном из направлений в плоскости полотна (соотношение коэффициентов n и m по рисунку 1а вне пределов от 0,5 до 2,0) | Возможность выполнения функций дренирования при преобладании водопроницаемости в одном из направлений в плоскости полотна. | |
| 1.3 Геодрена водопроницаемая в плоскости полотна, а также нормально к этой плоскости, но только с одной стороны (по схеме рисунка 1б) | Возможность сочетания функций дренирования и гидроизоляции при сборе воды с одной плоскости геодрены | |
| 1.4 Геодрена водонепроницаемая в средней части по толщине (по схеме рисунка 1в) | Возможность выполнения функций дренирования и гидроизоляции при сборе воды с двух плоскостей геодрены |
Окончание таблицы 1
1 | 2 | 3 |
| 2 Конструктивный | ||
| 2.1 По жесткости дренажного ядра | 2.1.1 С жестким объемным каркасом | Незначительное влияние внешней нагрузки на водопроницаемость в плоскости полотна |
| 2.1.2 Со сжимаемым объемным каркасом | Водопроницаемость в плоскости полотна может значительно снижаться (более чем на 15-20 %) при приложении внешней нагрузки (вес дорожной одежды, земляного полотна, нагрузка от транспортных средств) | |
| 2.2 По виду геосинтетического материала дренажного ядра (таблица 2) | 2.2.1 С каркасом из георешетки | Частично перекрытое поперечное сечение, определяющее, как правило, более низкую водопроницаемость по отношению к геодренам с каркасом по пункту 2.2.2 настоящей таблицы |
| 2.2.2 С каркасом из пластмасс (профилированных геомембран) | Совмещение, как правило, функций дренирования и гидроизоляции (пункты 1.3, 1.4 данной таблицы), высокая водопроницаемость в плоскости полотна и, как правило, жесткость (пункт 2.1.1 настоящей таблицы) | |
| 2.2.3 С каркасом из геомата | Высокая сжимаемость (пункт 2.1.2 настоящей таблицы) | |
| 2.3 По виду геосинтетического материала на контакте с дренажным ядром | 2.3.1 С фильтром из нетканого иглопробивного материала | Высокая водопроницаемость в нормальном плоскости полотна направлении при высокой деформативности при растяжении (возможность деформирования – прогиба, между элементами каркаса) |
| 2.3.2 С фильтром из нетканого иглопробивного дополнительно термоупрочненного или термоукрепленного материала | Высокая водопроницаемость в нормальном плоскости полотна направлении при более низкой деформативности по сравнению с пунктом 2.3.1 настоящей таблицы | |
| 2.3.3 С геомембраной по контакту с одной из плоскостей дренажного ядра | Водонепроницаемость со стороны расположения геодрены (пункт 1.3 настоящей таблицы) | |
| 2.4 По типу соединения дренажного ядра с фильтром (геомембраной) по контакту с ним | 2.4.1 С механическим скреплением | |
| 2.4.2 С термическим скреплением | ||
| 2.4.3 Со скреплением точечной сваркой |
1 – фильтр из нетканого геосинтетического материала; 2 – дренажное ядро; 3 – геомембрана или водонепроницаемое основание дренажного ядра; 4 – дренажное ядро, водонепроницаемое в вертикальном направлении в верхней части; Кф1 – коэффициент фильтрации в направлении, перпендикулярном плоскости полотна геодрены; Кф2, Кф3 – коэффициенты фильтрации в плоскости полотна, соответственно, по длине и по ширине (определяются по зависимости (А.5); m, n – коэффициенты со значением больше единицы
Рисунок 1 – Основные принципиальные схемы геодрен по характеру водосбора и водоотведения (поперечное сечение): стандартная геодрена, водопроницаемая во всех направлениях (а); геодрена, водонепроницаемая в нормальном к одной из плоскостей полотна направлении (б); геодрена с водонепроницаемым в средней части дренажным ядром (в)
1 – фильтр из нетканого геотекстильного материала; 2 – дренажное ядро (георешетка); 3 – дренажное ядро (геомат); 4 – дренажное ядро (профилированная геомембрана)
Рисунок 2 – Примеры типовых конструкций геодрен: с каркасом из георешетки (а); геомата (б); профилированной геомембраны (в)
Т а б л и ц а 2 – Основные виды геосинтетических материалов дренажного ядра
Тип дренажного ядра | Обычно применяемый полимер | Типичный поперечный разрез дренажного ядра |
| Профилированная мембрана односторонняя | ПЭ |  |
| Профилированная мембрана двухсторонняя | ПЭ |  |
| Геомат | ПП, ПA |  |
| Георешетка | ПП, ПЭ |  |
| П р и м е ч а н и е – ПП – полипропилен; ПА – полиамид; ПЭ – полиэтилен. | ||
6 Рекомендации по форме поставки, показателям свойств геодрен и методам их определения
6.1 К композиционным геодренам предъявляются требования:
-по форме поставки, исходя из технологичности их применения;
-по показателям водно-физических свойств, определяющим эффективность применения;
-по показателям физико-механических свойств, влияющих на эффективность применения, определяющих возможность применения геодрен, исходя из технологических нагрузок и эксплуатационных нагрузок и воздействий;
-по показателям, характеризующим стойкость геодрен к различного рода агрессивным воздействиям и определяющим срок службы геодрен.
6.2 Рекомендации по форме поставки, параметрам и методам контроля физико-механических свойств геодрен приведены в таблице 3.
Т а б л и ц а 3 – Рекомендации по форме поставки и параметрам свойств геодрен
Параметр свойств | Регламентация параметров свойств | Метод контроля параметра |
1 | 2 | 3 |
| 1 Параметры, характеризующие технологичность применения | ||
| 1.1 Вес рулона, не более, кг | 400 | Взвешивание любым способом с точностью до 0,5 кг |
| 1.2 Длина геодрены в рулоне, не менее, м | 15 | Измерение длины любым способом с точностью до 0,1 м |
| 1.3 Ширина геодрены, не менее, м | 1,2 | Измерение длины любым способом с точностью до 0,01 м |
| 2 Основные параметры водно-физических свойств, определяющие эффективность применения геодрен | ||
| 2.1 Водопропускная способность в плоскости геодрены (при гидравличес-ком градиенте 1,0) qрг, не менее, л/м∙с:-под давлением 20 кПа (при примене-нии в плоскостных дренажах дорож-ной одежды и откосных дренажах);-под давлением 40 кПа (при примене-нии в нижней части земляного полотна) | 0,5 0,4 | приложение А к настоящему документу |
| 2.2 Толщина геодрены под давлением 2 кПа, не менее мм | 4 | ГОСТ Р 50276 |
| 2.3 Коэффициент фильтрации фильтра геодрены в нормальном к плоскости полотна направлении, не менее, м/сутки:-под давлением 2 кПа;-под давлением 20 кПа (при примене-нии в плоскостных дренажах дорож-ной одежды и откосных дренажах);-под давлением 40 кПа (при примене-нии в нижней части земляного полотна) | 20 15 10 | ГОСТ Р 52608 |
| 2.4 Характеристика пор фильтра геодрены О90, мК | 60-180 | ГОСТ Р 53238 |
| 3 Параметры физико-механических свойств, влияющие на эффективность применения и определяющие возможность применения | ||
| 3.1 Поверхностная плотность фильтра геодрены, не ниже, г/см2 | 150 | ГОСТ Р 50277 |
| 3.2 Прочность при растяжении фильтра геодрены, не менее, кН/м | 4 | ГОСТ Р 55030 |
Окончание таблицы 3
1 | 2 | 3 |
| 3.3 Относительное удлинение при максимальной нагрузке при растяжении фильтра геодрены, не более, % | 50 | ГОСТ Р 55030 |
| 3.4 Прочность при растяжении ядра (каркаса) геодрены, не менее, кН/м | 5 | ГОСТ Р 55030 |
| 3.5 Прочность при растяжении геодрены, не менее, кН/м | 10 | ГОСТ Р 55030 |
| 4 Параметры, характеризующие стойкость элементов геодрен к агрессивным воздействиям | ||
| 4.1 Химическая стойкость, не менее , % | 90 | ГОСТ Р 55035 |
| 4.2 Стойкость к ультрафиолетовому излучению, не менее, % | 80 | ГОСТ Р 55031 |
| 4.3 Морозостойкость (30 циклов), не менее, % | 80 | ГОСТ Р 55032 |
| 4.4 Биостойкость, не выше | ПГ113 | ГОСТ 9.049 |
| 4.5 Гибкость при отрицательных температурах | без повреждений | ГОСТ Р 55033 |
П р и м е ч а н и я: 1 Поверхностная плотность по пункту 3.1 в случае применения термоскрепленного нетканого геотекстиля может быть уменьшена. 2 Параметры по пункту 4 относятся ко всем элементам геодрен (фильтр, ядро). | ||
6.3 Требования к значению основного параметра, определяющего эффективность применения геодрен – водопропускной способности qpг по пункту 2.1 таблицы 1, устанавливаются на основе расчетов по подразделу 7.2 настоящего документа с учетом конкретных условий применения, эксплуатационных факторов, влияющих на нее: приток воды в дренаж, действующее на геодрену давление, уклон геодрены в сторону сброса воды (гидравлический градиент).
6.4 Требования к значению параметра характеристика пор фильтра О90 по пункту 2.4 таблицы 1, ограничивающего кольматацию геодрен в процессе эксплуатации, уточняются в зависимости от гранулометрического состава окружающего геодрену грунта с учетом зависимостей (1), (2):
O90/d90<1, (1)
O90/d50<D, (2)
Где D – коэффициент, принимаемый для несвязных грунтов равным 10 (для однородных мелких песков D=2,5), для связных грунтов, а также при наличии значительных динамических воздействий D=1;
d50, d90 – диаметр частиц грунта, меньше которого содержание частиц по весу составляет 50 % и 90 %, соответственно.
7 Особенности методики проектирования при применении геодрен
7.1 Конструктивные решения
7.1.1 Конструктивные решения дренажных систем с применением геодрен в качестве основного их элемента, обеспечивающего отвод воды, при необходимости – также гидроизоляцию, назначают в соответствии с положениями действующих документов технического регулирования, в частности, СП 34.13330.2012, ОДН 218.046-01 [1] в зависимости от инженерно-геологических и гидрологических условий.
7.1.2 Конструктивные решения предусматривают применение геодрен в следующих основных областях:
-устройство плоскостного дренажа дорожной одежды при строительстве (пункт 7.1.4 настоящего документа);
-устройство плоскостного дренажа при реконструкции автомобильных дорог с уширением дорожных конструкций (пункт 7.1.5 настоящего документа);
-устройство дренажа при ремонте ослабленных, пучиноопасных участков автомобильных дорог (пункт 7.1.6 настоящего документа);
-устройство дренажных и капилляропрерывающих прослоек в нижней части земляного полотна при преобладающем влиянии на увлажнение грунтов рабочего слоя земляного полотна поверхностных или грунтовых вод в его основании (пункт 7.1.7 настоящего документа);
-устройство откосных дренажей (пункт 7.1.8 настоящего документа).
7.1.3 Общие положения по конструктивным решениям с применением геодрен:
-поперечный уклон геодрены следует принимать не менее 30 ‰;
-минимальная толщина песчаного дренирующего слоя над геодреной назначается расчетом, но не менее 20 см с учетом того, что этот слой выполняет также технологические (защитные в отношении геодрены) функции; для устройства этого слоя может быть применен песок с коэффициентом фильтрации 0,5 м/сутки и выше;
-вода из геодрены сбрасывается в продольную трубчатую дрену, трубчатую воронку, продольный траншейный дренаж или на откос земляного полотна; в любом случае геодрены должны размещаться не менее чем на 0,3 м выше уровня поверхностных вод;
-длина выпуска полотна на откос или в продольный дренаж принимается равной 30-50 см.