Использование геосинтетики в строительстве уже имеет свою историю, хотя и непродолжительную. За рубежом геосинтетику в виде геотекстилей применяют с конца 1960-х годов. Производство этих материалов в мире развивалось стремительно, и в настоящее время на мировом рынке предлагается большое количество различных видов геотекстиля, геосеток, георешеток и геосот, геонитей, а также геоплит, используемых в качестве термоизоляторов.
Все они различаются по своему назначению, составу исходного сырья, технологии получения, расходу полимера, физико-механическим характеристикам, ширине полотен и т. п.
В частности, геотекстиль (нетканые полотна иглопробивного или клеевого способа производства) изготавливают из синтетических волокон: полиэфир (лавсан), полипропилен, полиамид (капрон); геосетки — из полиэфирных или полипропиленовых нитей повышенной прочности, стеклоровингов; геоплиты — на основе полистирола.
Начало российскому опыту применения геосинтетики было положено в середине 70-х годов сначала закупками этих материалов за рубежом, в частности, в Венгрии и Чехословакии, затем — интенсивными научными исследованиями в отраслевых научно-исследовательских институтах и собственными разработками предприятий-производителей.
В настоящее время в мире выпускается примерно 380 различных видов геосинтетических материалов. Геосинтетики применяются в транспортном, гидротехническом и гражданском строительстве.
Они призваны создавать дополнительные слои:
— армирующий слой — усиливает дорожные конструкции транспортного назначения (откосы, насыпи, стоянки, фундаменты и т. д.), в основании которых используются слои из насыпных материалов;
— защитный слой — замедляет эрозию, предотвращает взаимопроникновения контактирующих слоев, решая тем самым проблему зеркальных трещин, которая свойственна старым дорогам;
— фильтрующий слой — замедляет проникание грунтовых частиц в дренажи;
— дренирующий слой — ускоряет отвод воды;
— гидроизоляционный слой — уменьшает, а в некоторых вариантах и исключает приток воды в рабочие слои.
Часто для противодействия эрозионным явлениям на дорогах, которые проходят вдоль берегов речек, каналов, морей, откосы укрепляют бетоном, асфальтом, делают отсыпку из камня, а также осуществляют дорогие инженерно-биологические работы. На протяжении последних 30 лет в этих целях применяют геосинтетики.
Преимущества геосинтетических матов заключаются в их долговечности (срок службы до 100 лет), прочности на разрыв и удлинение, гибкости, малом весе и небольших затратах на строительство. В целом технологические и эксплуатационные преимущества геосинтетических армирующих элементов по сравнению с традиционными способами строительства дорог, откосов, фундаментов, таковы:
— сразу после выемки естественного грунта существует возможность строить фундамент на защитной прослойке;
— не требуется незамерзающая основа под конструкцией, поскольку армированное грунтовое сооружение не ощущает деформации;
— благодаря повышению несущей способности земляного полотна под путями соединения можно сэкономить грунт или щебень;
— затраты на транспортирование геосинтетичних армируюших элементов существенно меньшие затрат на доставку бетона или дополнительного грунта, щебня, песка.
Применение геосинтетики предусматривается в проектах более 100 тысяч различных сооружений ежегодно во всем мире. Причины этого основаны на двух основных факторах:
— экономический — применение геосинтетических материалов позволяет существенно снизить капиталовложения при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог;
— экологический — использование геосинтетических материалов благоприятно для окружающей среды (уменьшается расход природных материалов, снижаются объемы подготовительных геотехнических работ).
Дополнительно использование геосинтетики позволяет:
— повысить долговечность конструкций земляного полотна и дорожных одежд;
— повысить качество работ;
— уменьшить объемы переделок (дополнительных работ);
— повысить культуру производства.
Актуальность внедрения инновационных технологий в дорожном строительстве и природоохранных мероприятиях сегодня очевидна и бесспорна. Это и континентальный характер климата отдельных регионов с большим перепадом температур, и наличие территорий со сложными геологическими условиями, и само состояние дорог, большинство из которых было построено 40-60 лет назад и рассчитано на более низкие нагрузки и интенсивность движения.
Условия рыночной экономики и экономической самостоятельности заставляют считать деньги и строителей. Например, применение геосеток из стеклоровинга для армирования асфальтобетона дает возможность снижать толщину последнего до 20%.
Сооружение дорожных полотен является одной из самых ранних областей применения геосинтетических материалов. Геотекстили, георешетки и сетки успешно применялись из-за их способности к разделению, фильтрации, дренажей и армированию грунтов при сооружении и реконструкции как мощеных, так и не мощных дорог.
Использование геосинтетических материалов при сооружении дорог предоставляет инженерам различные проектные решения, которые позволяют улучшить характеристики дороги с точки зрения экономики. Геосинтетические материалы могут быть использованы при сооружении и реконструкции мощеных дорог для армирования, разделения, фильтрации и дренажа. Также они используются в качестве конструктивного компонента, обеспечивающего контроль за повреждениями, вызываемыми строительной техникой.
Доказана эффективность применения геотекстиля в качестве разделяющей прослойки при строительстве зданий и сооружений в основаниях сооружений и на временных дорогах. Уменьшение строительных затрат по смете составляет 20% за счет снижения сроков строительства и транспортно-эксплуатационных затратах. На сегодняшний день рынок геоматериалов в нашей стране считается наиболее перспективным и динамично развивающимся из всех рынков строительных материалов.