Количественная оценка влияния геосеток на фундаментные слои асфальтового покрытия

Feb 15, 2024

Геосетка, вставленная между слоями асфальтового покрытия во время строительства, может повысить прочность и долговечность готовой дороги. Чтобы помочь инженерам решить, использовать ли георешетки в проектах дорожного строительства, исследователи подсчитали, насколько прочный и долговечный материал георешетки может придать асфальтовому покрытию, и интегрировали полученные результаты в программное обеспечение для проектирования MnDOT.

Мягкие грунты могут представлять собой множество проблем для проектировщиков и строителей дорог. Когда дороги строятся без достаточно прочного основания земляного полотна, транспортные нагрузки и другие факторы стресса могут привести к растрескиванию асфальта или гибких покрытий и преждевременному разрушению. Однако создание этой прочной основы может означать более глубокие раскопки и замену мягкой почвы заполнителями, что увеличивает время и стоимость проекта.

«Агрегат дорогой и в дефиците. Этот проект показал, как георешетки можно использовать для снижения потребности в заполнителях при дорожном строительстве, чтобы сэкономить время и деньги, одновременно увеличивая долгосрочные характеристики дорожных покрытий», — сказал Вернон Шефер, профессор факультета гражданского строительства, строительства и окружающей среды Университета штата Айова. Инженерия.

На протяжении десятилетий георешетки предлагали решение в Миннесоте. При размещении между слоями дорожного покрытия во время строительства этот синтетический материал стабилизирует заполнительное основание и создает эффект снегоступа на мягких грунтах, распределяя нагрузку на большую площадь. Использование георешеток усиливает конструкцию и продлевает срок службы асфальтовых покрытий.

В 2015 году MnDOT выпустило руководство по структурным возможностям георешеток, в котором указано, что слой георешетки обеспечивает ту же силу армирования, что и 2 дюйма совокупного основного материала, обычно используемого в штате. С тех пор достижения в области технологий позволяют предположить, что материал может оказаться прочнее и способен вытеснить больше заполнителя, чем считалось ранее.

Посредством полевых и лабораторных испытаний исследование было направлено на оценку краткосрочных и долгосрочных преимуществ использования геосеток в асфальтовых покрытиях, а также на определение того, где в слоях дорожного покрытия следует размещать георешетки для достижения максимального эффекта. Дополнительной целью была разработка модуля для MnPAVE, гибкой компьютерной программы MnDOT для проектирования дорожных покрытий, которая позволила бы инженерам по всему штату легко включать георешетки в дорожные покрытия, спроектированные в соответствии со спецификациями MnDOT. Благодаря более точному пониманию того, на что способны георешетки, где и когда они приносят наибольшую выгоду, инженеры местных транспортных агентств будут лучше подготовлены к разработке эффективного решения дорожного покрытия с учетом индивидуальных обстоятельств и бюджета своих проектов.

Исследователи начали с обзора опубликованной литературы, документирующей возможности геосеток по армированию.

Затем, сотрудничая с инженерно-геологической фирмой, исследователи провели серию лабораторных испытаний, чтобы выяснить, как георешетки влияют на характеристики дорожного покрытия в контролируемой среде. Используя четыре типа запатентованного материала георешетки — двухосную для легких и тяжелых условий эксплуатации (с квадратным рисунком) и трехосную для легких и тяжелых условий эксплуатации (с треугольным рисунком), — в испытаниях моделировались нагрузки на транспортное средство с использованием специального современного оборудования. .

Затем команды совместно оценили одни и те же материалы георешетки в реалистичных условиях. Построив 10 участков дороги, исследователи использовали тяжелую технику, чтобы подвергнуть каждый участок различным стресс-тестам, одновременно собирая данные и оценивая производительность.

Наконец, исследовательская группа обрисовала, как MnDOT может использовать полученные результаты в своем программном обеспечении для проектирования MnPAVE.

Исследование показало, что, поскольку на поведение георешетки в готовом покрытии влияет ряд переменных, для некоторых проектов может потребоваться меньше заполнителя, в зависимости от местных условий и других факторов. Поскольку асфальтовые покрытия представляют собой многослойное покрытие, успех конечного результата в конечном итоге зависит от толщины и качества каждого слоя компонентов. Глубина земляного полотна, количество и размер заполнителя, тип георешетки, ее положение в конструкции и асфальтовая смесь на поверхности – все это способствует успешному готовому дорожному покрытию.