ДРЕНАЖНЫЙ ГЕОКОМПОЗИТ

Полезная модель относится к конструктивным строительным элементам, предназначенным в основном для дренажа транспортных сооружений и, в частности, к прослойкам в земляном полотне автомобильных и железных дорог. Она также может найти применение в укреплении грунта при строительстве аэродромов, при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, при строительстве тоннелей, подземных конструкций, а также для защиты изоляции трубопроводов и их балластировке, для создания армирующей прослойки в фильтрующих системах, например, при строительстве торговых комплексов, участков парковки, садов и спортивных полей, а также в конструкциях полигонов для захоронения твердых бытовых отходов.
Дренажный геокомпозит нашел широкое применение как высокоэффективная и экономическая альтернатива традиционным дренажным системам из щебня. Он устойчив к воздействию ультрафиолетовых лучей и выхлопных газов.
Известен дренажный геокомпозит [1], содержащий, с возможностью скручивания в рулон, георешетку с двухуровневой структурой размещения ее элементов, образующих ячейки, и два слоя геоткани, закрепленных на обеих плоскостях георешетки.
Аналог [1] обладает существенными недостатками, а именно: в ходе эксплуатации, под воздействием значительных вертикальных нагрузок, слои геоткани могут прогибаться, смыкаться друг с другом в пределах ячеек георешетки, которые имеют прямоугольную форму. Из-за этого те, в процессе эксплуатации дренажного геокомпозита, заиливаются. Поэтому он снижает свои фильтрующие свойства.
Более лучшими фильтрующими свойствами обладает дренажный геокомпозит [2], принятый за прототип полезной модели. В нем значительно уменьшены последствия упомянутого выше нежелательного прогиба слоев геоткани.
Дренажный геокомпозит по прототипу [2] содержит, с возможностью скручиваться в рулон, георешетку с трехуровневой структурой размещения ее цилиндрических элементов, образующих ячейки, и два слоя геоткани, закрепленных на обеих плоскостях георешетки. Цилиндрические элементы среднего уровня структуры георешетки являются дополнительной опорой, принимающей нагрузку через прогибающийся слой геоткани, что снижает вероятность его соприкосновения с другим слоем геоткани.
В прототипе [2] рекомендуется также выполнять слои геоткани из разных материалов и толщины, а элементы уровней георешетки - из разных материалов, и различного размера поперечного сечения.
Однако недостатком прототипа [2] является сложность конструкции дренажного геокомпозита и сравнительно большая его толщина из-за применения вместо традиционной двухуровневой - трехуровневой структуры размещения элементов своей георешетки, а также из-за рекомендуемой неодинаковости выполнения элементов уровней георешетки и слоев геоткани. Это усложняет также технологию производства дренажного композита и уменьшает его гибкость, что снижает универсальность применения такого устройства для защиты конструкций с криволинейной поверхностью, например, труб, а также снижает способность хранения геокомпозита в компактных рулонах.
Другим недостатком прототипа [2] являются недостаточно эффективные фильтрующие свойства дренажного геокомпозита из-за выполнения цилиндрическими элементов трех уровней структуры георешетки. В результате снижается способность просачивания жидкости, которой необходимо огибать поверхность таких элементов по окружности их поверхности, уменьшая свою скорость течения.
Поэтому задачей полезной модели является упрощение конструкции и технологии изготовления дренажного геокомпозита, а также повышение его гибкости и фильтрационных свойств.
Поставленная задача решается тем, что дренажный геокомпозит, содержащий, с возможностью скручивания в рулон, георешетку с двухуровневой структурой размещения ее элементов, образующих ячейки, и два слоя геоткани, закрепленных на плоскостях георешетки, имеет следующие отличительные признаки: как минимум один из углов ячеек снабжен перегородкой, а элементы уровней структуры георешетки выполнены в форме трехгранных призм.
Снабжение, как минимум, одного угла ячеек перегородкой направлено на создание дополнительной опоры, принимающей нагрузку через прогибающийся слой геоткани, что снизит вероятность его соприкосновения с другим слоем геоткани. Но в отличие от прототипа [2] такая дополнительная опора будет являться не отдельным третьим уровнем, а продолжением одного из двух уровней дренажного геокомпозита, что уменьшает его толщину, повышает гибкость и уменьшает расход материала при изготовлении.
Выполнение элементов уровней структуры георешетки в форме трехгранных призм позволит уменьшить гидравлическое сопротивление дренажного геокомпозита, так как путь прохождения влаги через поверхности таких элементов будет короче, чем у элементов структуры георешетки цилиндрической формы, как в прототипе [2].
Рекомендуемые размеры дренажного геокомпозита в рулоне: ширина - 2 метра, длина - 30 метров и толщина - 5,5…7,5 мм.
Возможные варианты выполнения элементов георешетки:
- перегородка охватывает основания призм элементов уровней структуры георешетки с образованием закругленных углов ее ячеек;
- ребра упомянутых призм также закруглены;
- тело перегородки имеет, расположенную на элементе одного из уровней структуры георешетки, винтовую поверхность, переходящую в плоскость, примыкающую к элементу другого уровня структуры георешетки.
Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями.
На фиг.1 показан раскручиваемый из рулона дренажный геокомпозит. На фиг.2 - общий вид его георешетки. На фиг.3 - вид на торец дренажного геокомпозита. На фиг.4 - пример его применения.
Дренажный геокомпозит в рулоне (фиг.1) имеет ширину - 2 метра, длина - 30 метров и толщину - 5,5…7,5 мм. Он содержит в своей конструкции георешетку 1 с двухуровневой структурой размещения ее элементов 2 и 3, образующих ячейки 4, и два слоя геоткани 5, закрепленные на плоскости георешетки 1.
Как минимум один из углов ячеек 4 (фиг.2) снабжен перегородкой 6, а элементы 2 и 3 уровней структуры георешетки 1 выполнены в форме трехгранной призмы 7. Ребра такой призмы 7 могут быть скруглены. Перегородка 6 охватывает основания призм 7 элементов 2 и 3 уровней структуры георешетки 1 с образованием закругленных углов ее ячеек 4.
С целью повышения скорости водооттока через элементы георешетки 1, тело перегородки 6 может иметь расположенную на элементе 2 одного уровня георешетки 1 винтовую поверхность, переходящую в плоскость, примыкающую к элементу 3 другого уровня структуры георешетки 1.
В качестве примера, в нижеприведенной таблице представлены основные показатели параметров и свойств дренажного геокомпозита по полезной модели.
№ пп
Показатель
Толщина (мм) без нагрузки и условный (диагональный) размер ячеек 4 (мм))
5,5(10Х10)
7,5(10Х10)
1
Толщина при нагрузке 2 кПа, мм
5±0,35
7±0,49
2
Поверхностная плотность, г/м<sup>2</sup>
250±25
250±25
3
Разрывная нагрузка для каркаса, кН/м, не менее
5
5,5
4
Разрывная нагрузка для фильтра, кН/м
23±1
23±1
5
Относительное удлинение при разрыве, не менее
120
120
6
Коэффициент фильтрации в плоскости геодрены при нагрузке 2 кПа, м/сутки, не менее
450
450
7
Коэффициент фильтрации нормально к плоскости геодрены при нагрузке 2 кПа, м/сутки, не менее
25
25
На фиг.4 показан пример применения дренажного геокомпозита по полезной модели в конструктиве полигона захоронения твердых бытовых отходов.
В этом случае два дренажных геокомпозита 8 вместе с геомембраной 9 создают герметичную упаковку, в которой расположены твердые бытовые отходы 10. Прочность установки такого конструктива их захоронения придает армированная конструкция укрепляющих боковых стенок на основе щебня в геосетках 11. При этом нижний дренажный геокомпозит 8 обеспечивает отвод влаги через нижнюю трубу 12 из замкнутого пространства твердых бытовых отходов 10, вентиляция которых осуществляется через верхние трубы 13. верхний дренажный геокомпозит 8 обеспечивает внешний отвод атмосферных осадков через горизонтальные трубы 14.
Благодаря применению конструкции дренажных геокомпозитов 8 по полезной модели обеспечивается улучшенный отвод влаги и воды из строительных конструкций.
Источники информации:
1. Патент US 5877096, МПК Е02В 11/00; E02D 29/02; Е02В 11/00, приоритет 1997.05.05, публикация 1999.03.02
2. Свидетельство RU 61725 U, МПК Е01С 9/00, Е01С 5/22, приоритет 2006.03.26, публикация 2007.03.10 /прототип/.