ГЕОРЕШЕТКА ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована, например, при возведении дорог, для укрепления откосов.
Известна геотехническая решетка, собранная в пакет, содержащая в пакете гибкие полосы, которые выполнены из полиолефина или смеси полиолефинов и поверхность которых структурирована сеточным диагональным рифлением в виде ромбов, причем гибкие полосы соединены между собой при помощи нескольких рядов точечных швов ультразвуковой сварки с возможностью образования георешетки при раскладывании пакета.
Как минимум, два противоположных угла ромбов сеточного диагонального рифления соединены между собой дополнительным элементом рифления, расположенным параллельно длинным краям полос [Патент EA 201000537 (EA 017786), кл. B29D 28/00; E01C 3/04, опубл. 2011-06-30].
Недостатком известной георешетки является сложность ее конструкции ввиду наличия необходимости выполнения на полиолефинных полосах комбинаций различных конструктивных элементов. В результате этого, необходимо так же проводить сложные расчеты, чтобы определить необходимую прочность производимой решетки.
Сложность конструкции георешетки приводит к увеличению трудоемкости изготовления.
Наиболее близким техническим решением является георешетка противоэрозионная, содержащая гибкие ленты, соединенные между собой сваркой в шахматном порядке с образованием ячеек, стенки которых выполнены с рельефным рисунком и перфорацией [Патент РФ. №40751, кл. E01C 5/00, E01C 5/20, опубл. 27.09.2004].
Ленты соединены двумя параллельными швами ультразвуковой сваркой и выполнены из полиэтилена низкого давления перфорированными с коэффициентом проницаемости не более 0,25.
Перфорация выполнена на всей поверхности ленты.
Недостатком известной георешетки является низкая прочность лент в области сварных швов за счет выполнения перфорации на всей поверхности ленты. Кроме того, по той же причине ленты обладают низкой жесткостью.
Недостатком известной георешетки так же является сложность ее конструкции ввиду наличия необходимости выполнения на полимерных полосах комбинаций различных конструктивных элементов. В результате этого, необходимо так же проводить сложные расчеты, чтобы определить необходимую прочность производимой решетки.
Задачей, решаемой полезной моделью, является создание решетки упрощенной конструкции, позволяющей эффективно удерживать мелкофракционный заполнитель в ячейках георешетки с одновременным повышением жесткости конструкции.
Указанная задача решается тем, что в георешетке противоэрозионной, содержащей гибкие ленты, соединенные между собой двумя параллельными швами ультразвуковой сваркой в шахматном порядке с образованием ячеек, стенки которых выполнены с рельефным рисунком и перфорацией, рельефный рисунок представляет собой впадины глубиной не менее 0.3 мм, выполненные в форме простого многоугольника и образующими между собой выступы, угол при вершине которых составляет 70-75°, а перфорация выполнена с отступом от кромки лент не менее 1/3 ширины ленты и от шва не менее 1/3 длины ячейки.
Целесообразно перфорацию выполнить отверстиями в виде простого многоугольника.
Кроме того, целесообразно впадины рельефного рисунка выполнить в виде квадрата со стороной не менее 4 мм, а перфорацию - отверстиями квадратной формы со стороной квадрата не менее 12 мм и расстоянием между отверстиями не менее 25 мм.
На фиг. 1 представлен общий вид георешетки.
На фиг. 2 - вид соединения лент между собой.
На фиг. 3 - вид рифления лент.
На фиг. 4 - вид перфорации стенки ячейки
На фиг. 5 - вид рифления ленты.
На фиг. 6 - вид А фиг. 5 (штамп для изготовления рифления).
На фиг. 7 - вид сечения Б-Б фиг. 6 (сечение Б-Б штампа для изготовления рифления).
Георешетка противоэрозионная представляет собой неразборную ячеистую конструкцию, предназначенную для укрепления различного типа откосов, насыпей, конструкций дорожного полотна.
Георешетка применяется в районах при температуре окружающего воздуха от минус 40°C до плюс 60°C.
Георешетка представляет собой конструкцию из лент 1, сваренных между собой в шахматном порядке. Каждый сварной шов 2 является двойным (два сварных шва на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга). Такая конструкция обеспечивает формирование ячеистой структуры (ячейки 3 предназначены для заполнения сыпучим материалом).
Для улучшения сцепления с грунтом на стенки ячеек 3 выполнены с рельефным рисунком и перфорацией.
Рельефный рисунок (фиг. 3, 5, 6) представляет собой впадины 4 глубиной не менее 0.3 мм, выполненные в форме простого многоугольника и образующими между собой выступы 5, угол при вершине которых составляет 70-75° (фиг. 7). При движении грунта важно его скольжение относительно поверхности. Если поверхность имеет угол, близкий к углу внутреннего трения мелкофракционного заполнителя (около 40°), то в «закрепление» движения грунта вносится максимальный вклад сил трения. В рассматриваемом случае угол равен 70÷75°/2=35÷37,5°. При увеличении угла при вершине рифления технологическая операция штампования становится более трудоемкой, так как необходимо прикладывание большого усилия прижатия. При уменьшении угла при вершине возможны деформации выступов рифления при изгибах лент 1 георешетки.
Данное значение угла при вершине выступа рифления позволяет наиболее эффективно удерживать мелкофракционный заполнитель георешетки при сохранении технологичности ее изготовления.
Кроме того, выполнения рифления глубиной не менее 0.3 мм так же позволяет удерживать мелкодисперсный материал более эффективно.
1
Перфорация (фиг. 4) выполнена с отступом от кромки лент 1 не менее 1/3 ширины ленты 1 (H) и от шва не менее 1/3 длины ячейки 1 в виде простого многоугольника.
На фиг. 3-7 показан вариант выполнения рельефного рисунка стенок ячеек 3 в виде квадрата со стороной не менее 4 мм, и перфорации -отверстиями 6 квадратной формы со стороной квадрата не менее 12 мм и расстоянием между отверстиями 6 не менее 25 мм.
Ленты выполнены из полиэтилена низкого давления.
При установке георешетки на подготовленное основание она растягивается до придания ячейкам 3 практически квадратной формы и фиксируется анкерами, стержнями, монтажными скобами или другими фиксирующими приспособлениями. В ячейки 3 засыпают заполнитель. Рифление лент 1 обеспечивает надежное сцепление материала заполнителя с георешеткой.
Кроме того, дренажные свойства таких укрепления откосов и дорожных покрытий также значительно улучшаются за счет выполнения перфорации в виде простого многоугольника вместе с описанной выше конструкцией рифлений в гибких полосах решетки в виде простого многоугольника. Квадратная форма перфорации необходима для ламинарного (слоистого) течения воды при дренаже, что позволяет предохранять мелкодисперсный заполнитель от вымывания при течении воды через стенки ячеек.
Кроме того, это позволяет увеличить площадь сцепления поверхности гибких лент георешетки с другими элементами строительных материалов
Под нагрузкой заполненные решетки работают как упругие гибкие плиты на грунтовом или ином основании, выполняя функции армирующего средства по укрепление строительных конструкций. Такое использование решетки предпочтительно для укрепления дорожного основания, для придания ему высокой несущей способности.
Георешетки могут выпускаться несколькими типоразмерами по высоте (h): 100, 150, 200 мм, а также несколькими типоразмерами по длине (A): 1500, 2000, 2400, 3000 мм (последние цифры - ориентировочные).
Механические свойства материала георешетки представлены в таблице.
№ п/п
Показатель
Значение
1
Максимальная нагрузка при растяжении стенки георешетки (без перфорации и рельефного рисунка), кН/м, не менее
26
2
Относительное удлинение при максимальной нагрузке при растяжении (согласно п. 1 настоящей таблицы), %, не более
20
3
Относительное удлинение при разрыве стенки георешетки, %, не менее
120
4
Максимальная нагрузка при растяжении шва (одного из двух, входящего в сдвоенный шов), по отношению к максимальной нагрузке при
70
растяжении стенки георешетки, %, не менее
5
Величина остаточной нагрузки при растяжении стенки (согласно п. 1 настоящей таблицы) после циклического замораживания и оттаивания, %, не менее
90
6
Величина остаточной нагрузки при растяжении стенки (согласно п. 1 настоящей таблицы) после выдерживания в растворах агрессивных сред, %, не менее
90
7
Гибкость стенки георешетки на радиус 45 мм при температуре минус 40°C
Отсутствие повреждений
Для оптимального выбора конфигурации перфорации и рифления были проведены испытания.
Определение нагрузки удлинений при растяжении были проведены по ГОСТ 11262 со следующими дополнениями:
- испытаниям подвергли не менее шести образцов со швом и не менее шести - без шва;
- образцы не имели вздутий, надрывов и других дефектов. На поверхности образцов не было загрязнений, следов краски, масляных пятен и наличия каких-либо липких веществ;
- образцы имели различные конфигурации выполнения перфорации и рифления.
Определение величины потери максимальной нагрузки при растяжении по отношению к первоначальной после выдерживания циклического замораживания и оттаивания проводят в следующей последовательности. Количество циклов - 50.
Провели выдержку образцов в течении 24 часов:
- первую группу образцов подвергают циклическому замораживанию при температуре минус 40°C и последующему полному оттаиванию при плюс 23°C;
- вторую группу образцов выдерживают без доступа света при температуре 23±2°.
После проведения циклического замораживания и оттаивания образцы испытали на растяжение согласно ГОСТ 11262.
Для первой группы образцов рассчитали процентное отношение величины максимальной нагрузки при растяжении образцов по отношению к максимальной нагрузке при растяжении образцов второй группы. Расчет вели по средним значениям максимальной нагрузки.
Отсутствие повреждений, дефектов и разрушения образцов при определении гибкости при отрицательной температуре (минус 40°C) проводили в следующей последовательности:
- поместили испытательный брус (имеющий в сечении не менее полукруга с радиусом 45 мм) и образец стенки георешетки (длиной не менее 400 мм) в морозильную камеру. Выдерживали при температуре минус 40°C до полного промораживания;
- после вынимания из камеры образец изгибали по радиусу бруса не менее 30 раз в течении не более чем двух минут;
- проводили осмотр образца в месте сгибания на отсутствие повреждений, дефектов и разрушения.
Испытания показали, что предложенное выполнение рифления и перфорации в форме простого многоугольника, выполнение рифления с впадинами глубиной не менее 7 мм, образующими между собой выступы, угол при вершине которых составляет 70-75°, и выполнение перфорации с отступом от кромки лент не менее 1/3 ширины ленты и от шва не менее 1/3 длины ячейки наиболее оптимальными по сравнению с другими, например, выполнения перфорации и рифления в форме круга и т.д.
Использование описанного выше устройства повысит долговечность укрепляемых поверхностей за счет повышенной жесткости ячеек и прочности швов соединения гибких полос, а так же за счет рассеивания распределения нагрузок на их рифления и отверстия.
В конечном итоге описание выше технические результаты будут способствовать упрощению конструкции геотехнической решетки, повышению технологичности ее изготовления и надежности для укрепления различных строительных сооружений. При этом сохраняется прочность, жесткость и устойчивость георешетки.