Реконструкция городских улиц

Первыми объектами с о применением отечественного экструзионного пенополистирола "Пеноплэкс" стали реконструируемые улицы в историческом центре Санкт-Петербурга.

В 1999 году плиты "Пеноплэкс' применялись для устройства пешеходной зоны на Малой Садовой улице.

По проекту она должна была быть подогреваемой. Перед проектировщиками встал вопрос уменьшения теплопотерь и, как следствие, сокращения эксплуатационных расходов. В конструкции был предусмотрен теплоизоляционный слой из плит "Пеноплэкс".

.Область применения геопенопласта «Стайрофом» СТО 218.3.001-2006

Термоизолирующие прослойки из геопенопласта «Стайрофом» в дорожной конструкции могут применяться как на автодорогах в черте населённых пунктов, так и на автомобильных дорогах общего пользования и подъездных дорог к промышленным предприятиям:

- как альтернатива устройству традиционных морозозащитных слоев для снижения деформаций пучения при промерзании конструкции, в которой в пределах глубины промерзания имеются пучинистые грунты;

- как альтернатива устройству высоких насыпей или устройству термоизоляции из торфа в зоне вечной мерзлоты, обеспечивающая реализацию первого принципа проектирования - сохранения вечномёрзлого грунта в основании (или теле) насыпи с исключением просадок земляного полотна при его оттаивании.

Первое направление использования термоизолирующей прослойки может быть реализовано на дорогах общей сети и ведомственных дорогах в любой дорожно-климатической зоне при наличии сезонного промерзания-оттаивания грунтов с повышенной пучинистостыо.

Второе направление может быть реализовано на дорогах общей сети и ведомственных дорогах только в зоне вечной мерзлоты или в специальных проектных решениях, рассчитанных на особые условия строительства и эксплуатации дороги (временные дороги, промышленные дороги, подъезды к аэропортам, к морским и речным причалам и т. п.).

Эффект от применения теплоизолирующего слоя, используемого для снижения морозного пучения, может быть получен за счет:

- уменьшения объема качественных материалов, используемых в дорожной одежде для обеспечения ее морозоустойчивости;

- возможности использования в верхней части земляного полотна местных пучинистых грунтов (без их замены);

- повышения долговечности конструкции, вследствие исключения периодически возникающих деформаций морозного пучения;

- возможности понижения рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действуют ограничения СНиПа по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли;

- снижения расчётной влажности грунта земляного полотна и соответствующего повышения расчетных значений прочностных характеристик грунта за счет понижения влагонакопления при процессе морозного пучения;

- снижения требуемой толщины дренирующего слоя за счет исключения поступления воды снизу при оттаивании земляного полотна.

Эффект от применения теплоизолирующего слоя для предотвращения оттаивания грунта, используемого в конструкции в мерзлом состоянии в зоне вечной мерзлоты, получается за счет:

- уменьшения объёмов привозных грунтов при сооружении земляного полотна по первому принципу (сохранение мерзлого грунта в основании насыпи);

- обеспечения возможности использования в земляном полотне грунтов с любой степенью увлажнения в виде мерзлокомковатого материала;

- обеспечения возможности уменьшения рабочих отметок насыпей, сооружаемых по первому принципу в зоне вечной мерзлоты с соответствующим уменьшением объемов земляных работ;

- исключения необходимости замены грунта в основании дорожной одежды в выемке;

- повышения надежности и долговечности дорожной конструкции, запроектированной по первому принципу (сохранение мерзлого грунта в основании насыпи);

- сокращения затрат на уплотнение грунтов при сооружении насыпей;

- снижения экологического ущерба при строительстве дорог в северных районах.

. Реальный экономический эффект при применении теплоизоляционного слоя из плит геопенопласта «Стайрофом» выражается в удешевлении конструкции от 8 до 45 %, что связано чаще всего с отсутствием качественных грунтов (особенно в районах вечной мерзлоты) и технологическими сложностями при их добыче и использовании. В связи с чем этот способ строительства с применением плит геопенопласта рекомендуется как преимущественный.

Конструктивные решения с использованием термоизолирующих прослоек должны быть обоснованы соответствующими теплотехническими расчетами.

Преимущества геопенопласта «Стайрофом» при строительстве автомобильных дорог в сравнении с традиционной дорожной конструкцией:

- уменьшается толщина морозозащитного слоя;

- уменьшается высота насыпи до требований по условиям снегонезаносимости;

- уменьшается высота насыпи до требований по возвышению над уровнем грунтовых вод, верховодки или длительно стоящих поверхностных вод;

- уменьшается глубина выемки;

- используется грунт повышенной влажности;

- сокращается объём вывозимого грунта, а также сокращается объём привозного песка, и уменьшается объем временных складов;

- на выемках не требуется устраивать дополнительные мероприятия, т.е. устройство откосов, полок, обочин, закюветных полок или кювет-траншей, а также дренажей;

- исключаются ограждающие конструкции за счет снижения высоты насыпи;

- сокращаются затраты на рекультивацию и экологию;

- снижается ширина землеотвода как временного, так и постоянного;

- уменьшаются затраты на пересечениях автомобильных и железных дорог;

- не производится замена опор ЛЭП на более высокие опоры при пересечении с дорогой;

- уменьшаются затраты при устройстве автостоянок, остановочных площадок и т.д.;

- увеличивается период строительных работ;

- сокращается объем машиночасов;

- сокращается срок строительства.

При эксплуатации автомобильных дорог, построенных с геопенопластом «Стайрофом», получаем ряд преимуществ:

- улучшается уборка снега и травы на обочинах автодороги из-за отсутствия ограждения;

- увеличивается срок службы дорожной одежды между капитальными ремонтами;

- увеличивается плотность грунта до нормативных требований;

- увеличивается модуль упругости дорожной одежды;

- снижается нагрузка на грунты;

- выполняется капилляропрерывание влаги;

- снимается ограничение на движение большегрузного транспорта в весенне-осенний период;

- улучшается экологическая обстановка на автодорогах, так как не происходит разрушений дорожного покрытия; это способствует обеспечению требуемой скорости движения автотранспорта, а также уменьшению пылеобразования и сокращению количества дорожно-транспортных происшествий (ДТП);

- уменьшается или исключается образование «колеи».

Толщина геопенопласта на дорогах разных дорожно-климатических зон;

№ п/п

Населенный пункт

Толщина дорожной одежды 0,5 м R од( o ) = 0,733 м2 *

Толщина дорожной одежды 1,0 м R од( o ) = 0,979 м2 **

Наименьшее возвышение покрытия при Ш типе местности, без пенопласта, см ***

Дорожно-климати­ческие зоны и подзоны

Требуемое значение терми­ческого сопротив­ления Rод( max), м2 ОК/Вт ****

Глубина промер­зания, см

При допу­щении пучения до 4 см толщина, мм

Для недопу­щения пучения (0 см ) толщина, мм

При допу­щении пучения до 4 см толщина, мм

Для недопу­щения пучения (0 см) толщина, мм

32 Москва

II 4

2,200

35 Новосибирск

III 1

3,050

62 Комсомольск-на-Амуре

II 1

2,900

65 Грозный

IV

1,050

4 Астрахань

V

1,650

№ п/п	Населенный пункт	Абсолютная средняя температура поверхности покрытия, °С	Темпе- ратура грунта в зоне нулевых годовых амплитуд,°С	Продолжи­тельность периода прота­ивания, час	При допущении пучения до 4 см толщина, мм **	Наименьшее возвышение покрытия при III типе местности без пенопласта, см***	Дорожно-климати­ческие зоны и подзоны	Требуемое значение терми- ческого сопротив­ления R од(мах) , м2·К/Вт	Глубина оттаива­ния ВМГ, см*
	Якутск	+13,2	-2				I 2	4,300
	Магадан	+8,4	-2				I 3	2,600
	Анадырь	+7,2	-5				I 1	1,900

Рекомендации по выбору геосинтетических материалов (СП)

1 В состав технической документации на геосинтетический материал входят стандарты (национальные, международные, стандарты организации на изготовление геосинтетического материала) и документы, регламентирующие область применения геосинтетических материалов.

2 Геосинтетические материалы в общем случае должны отвечать требованиям по следующим физико-механическим свойствам:

- поверхностная плотность;

- геометрические параметры (толщина и ширина полотна, размеры ячеек для георешеток и геосеток);

- прочность при растяжении;

- прочность при длительном статическом нагружении;

- деформативность;

- сопротивление местным повреждениям;

-водопроницаемость и фильтрующая способность (для геотекстиля и геокомпозитов на его основе);

- показатели климатического старения (долговечности) в составе дорожных конструкций.

3 В зависимости от функционального назначения и области применения показатели физико-механических свойств геосинтетических материалов, используемых при проектировании (расчет и конструирование) дорожных конструкций могут быть разделены на группы (таблица 1):

- основные (1), обязательно учитываемые для данной области применения геосинтетика, численные значения которых ограничивают по экстремальным допустимым (минимальным или максимальным) значениям;

- дополнительные (2), имеющие значение для данной области применения геосинтетика с учетом особенностей проектируемого объекта;

- справочные (3), которые не оказывают существенного влияния и не регламентируются для данной области применения геосинтетического материала.

4 Требуемые проектом численные значения показателей свойств геосинтетических материалов определяют расчетом по сертифицированным методикам и программам для ЭВМ или определяют натурным экспериментом.

При отсутствии расчетных или определенных экспериментом значений показатели свойств геосинтетичесих материалов допускается определять с учетом особенностей проектируемого объекта по данным таблицы 2.

5 При выборе геосинтетического материала следует учитывать вид материала (грунта), отсыпаемого непосредственно на геосинтетический материал, и условия выполнения строительных работ (см. таблица 1, показатели 5, 6,7).

Таблица 1 - Показатели свойств геосинтетических материалов в зависимости от области их применения в дорожной конструкции

Показатели свойств геосинтетических материалов	Области применения геосинтетических материалов
Армирование дорожных конструкций	Разделение на контакте грунтовых слоев	Защита гидро­изоляции п	Эрозионная защита оверхности	Дрениро- в ание	Гидро­изоляция	Тепло­изоляция
1 Поверхностная плотность
2 Геометрические параметры
3 Прочность и деформативность при растяжении: - прочность при растяжении
- деформация при растяжении
4 Прочность при длительном статическом нагружении (показатели ползучести)
5 Прочность при статическом продавливании
6 Прочность при динамическом продавливании
7 Сопротивление местным повреждениям (при циклической нагрузке)
8 Водопроницаемость (коэффициент фильтрации) в направлении перпендикулярно плоскости полотна						-	-
9 Фильтрующая способность (эффективный размер пор)
10 Показатели климатического старения (долговечности)
1 - основной показатель свойств; 2 - дополнительный показатель; 3 - справочный показатель 1 Области применения геосинтетических материалов в дорожной конструкции определяются их функциональным назначением, а именно: - армирование - усиление дорожных конструкций и материалов в целях улучшения их механических характеристик; - разделение - предотвращение взаимного проникновения частиц материалов смежных слоев дорожных конструкций; - дренирование - сбор и перенос осадков, грунтовой воды и других жидкостей в плоскости материала; - гидроизоляция - предотвращение или ограничение перемещения жидкостей; - защита - предохранение поверхности объекта от возможных повреждений; - защита от эрозии поверхности - предотвращение или ограничение перемещения грунта или других частиц по поверхности объекта; - фильтрация - пропускание жидкости в структуру материала или сквозь нее с одновременным сдерживанием грунтовых и подобных им частиц; - теплоизоляция - ограничение теплового потока между объектом и средой. 2 Геосинтетическими материалами армируют следующие дорожные конструкции: дорожные одежды (покрытия, основания, дополнительные слои), обочины, земляное полотно (рабочий слой, тело насыпи, основание насыпи, основание выемки, откосы) и подпорные стенки. 3 Геометрическими параметрами (показателями свойств) являются размеры полотна и его толщина (высота), для геосеток и георешеток -дополнительно размер ячеек. 4 Прочность при статическом и динамическом продавливании (показатели 5-6) определяется только для геотекстилей, геомембран и геокомпозитов на их основе. 5 Показатели свойств 5, 6, 7 настоящей таблицы определяются только при контакте геосинтетического материала с крупнозернистым или крупнообломочным материалом. 6 Показатели свойств 8, 9 настоящей таблицы определяются только для нетканых геотекстилей и геокомпозитов на их основе. Для нетканых геотекстилей, применяемых в дренажных конструкциях, рекомендуется дополнительно определять кольматацию материала. За срок службы дорожной конструкции снижение коэффициента фильтрации геотекстиля должно быть не более 60%. 7 Долговечность геосинтетического материала определяется при разработке стандартов организации, смене вида сырья, изменении технологии изготовления. 8 При армировании асфальтобетонных покрытий геосинтетическими материалами основные показатели свойств дополняют коэффициентом адгезии геосинтетического материала к асфальтобетону. 9 Показатель 4 настоящей таблицы определяют для дорожных конструкций с высокой статической нагрузкой (высокие насыпи, подпорные стенки и др.), а также на слабых основаниях земляного полотна и других объектах, где возможны большие деформации. При армировании дорожных одежд показатель 4 настоящей таблицы следует относить к 3- ей группе 10. По требованию заказчика допускается контролировать показатели свойств, не включенные в настоящую таблицу, по методам, изложенным в национальных или международных стандартах, адаптированных к условиям РФ.

Таб.2 - Рекомендуемые значения показателей свойств геосинтетических материалов в зависимости от области их применения в дорожной конструкции

Показатели свойств геосинтетического материала	Методы испытания	Армирование дорожных конструкций	Разделе­ние на контакте грунтовых слоев	Защита гидро­изоляции	Эрозион­ная за­щита по-верхност и	Дрени­рование	Гидро­изоляция
Дороги категорий I- II	Дороги категори й Ш - IV	Дороги категорииV, дороги временные
3 Прочность и деформативность при растяжении: - прочность при растяжении (максимальная нагрузка) Рм, кН/м, не менее	Примечание3 ИСО 10319
- деформация при максимальной нагрузке Рм ,%, не более
4 Прочность при длительном статическом нагружении % (от максимальной нагрузки) , не менее	Примечание3 ИСО 13431
7 Сопротивление местным повреждениям (снижение прочности при укладке),%, не более,	Примечание3 ИСО 10722
8 Водопроницаемость (коэффициент фильтрации) в направлении перпендикулярном плоскости полотна, м/сутки, не менее	ГОСТ Р 52608-06; ИСО 12958
9 Фильтрующая способность (эффективный размер пор), мкм	Примечание3 ИСО 12956	40-120	70-200	120-200
10 Климатическое старение (долговечность)	ГОСТ Р 51372-99; ИСО 13434	Не менее срока службы дорожной конструкции

1 При выборе геосинтетического материала следует учитывать изменение показателей при комплексном воздействии агрессивных факторов внешней среды.

2 Показатели свойств геосинтетических материалов определяются по методикам национальных стандартов или международных стандартов, адаптированных к условиям Российской Федерации.

3 Для армирующих геосинтетических материалов дополнительно рекомендуется определять прочность при 5% - ом удлинении.

4 Прочность при растяжении на контакте со щебнем рекомендуется принимать не менее 10 кН/м.

5 При армировании дорожных конструкций допускается применять объемные георешетки прочностью ленты не менее 17 кН/м и деформацией при максимальной нагрузке не более 30%.

6 Показатели 8-9 настоящей таблицы определяются только для нетканых геотекстилей и геокомпозитов на их основе.

7 Долговечность геосинтетического материала определяется при стандартизации материала, смене вида сырья, изменении технологии изготовления

8 Прочность при длительном статическом нагружении определяется при длительности эксперимента не менее 1500 час, при которой достигается стабилизация ползучести геосинтетического материала