Дренажный, разделительно-армирующий, фильтующий геотекстиль Typar® производства фирмы DuPont (США) — нетканый материал, изготовленный из бесконечного полипропиленового волокна. Способность не заиливаться, высокая стойкость к раздиру и прокалыванию, химическая стойкость выделяют его из ряда других материалов, применяемых для этих целей.

Геотекстиль Тураr® DuPont, как материал для укрепления оснований под мощёные покрытия и эффективного дренажа

В настоящее время в мировой практике строительства применяется большое число так называемых геосинтетиков, основную долю которых составляют геотекстили — тканые и нетканые материалы на основе синтетических полимерных волокон, среди которых особое место занимают материалы под маркой Typar® производства фирмы DuPont® (Люксембург).

Typar® (Тайпар) представляет собой нетканый материал, изготовленный по уникальной технологии «спан-бонд» из термоскрепленных бесконечных волокон 100% полипропилена, что обеспечивает стойкость к влаге и химическим соединениям, в частности к щелочам, кислотам, неподверженность гниению, воздействию грибков и плесени, грызунов и насекомых, прорастанию корней. Структура Typar® обеспечивает хорошие прочностные и фильтрующие свойства.

Благодаря оптимальному сочетанию своих характеристик геотекстиль Typar®, кроме традиционных применений в дорожных, дренажных и противоэрозионных конструкциях, широко используется при строительстве кровель, фундаментов, дренажей, землеустройстве и т. д. При этом используются основные функции геотекстилей: разделение, армирование, фильтрация, дренаж, а также их сочетание.

Разделение и армирование

При строительстве дорог (от пешеходных до железных) и стоянок обычно используют щебень. Но со временем на дороге на слабом основании (глина, торф или переувлажненные грунты) образуются колеи либо щебень вообще «тонет». Геотекстиль Typar помогает в решении этих проблем, препятствуя перемешиванию щебенчатой засыпки с основанием и сохраняя первоначальную толщину засыпки, что в сочетании со значительным модулем упругости самого геотекстиля Typar® (Тайпар) позволяет:

• значительно увеличить несущую способность такой конструкции;
• обеспечить повышенную степень уплотнения на этапе строительства, предотвращая вдавливание щебня в мягкую подоснову;
• cнизить разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза. Задержанные мельчайшие частицы (тонкодисперсные включения) действуют, как губка, впитывая воду и расширяясь при замораживании.
• предупредить колееобразование

Результатом применения геотекстиля Typar® (Тайпар) в качестве разделительного слоя являются:

1. Снижение издержек на укладку (уменьшение использования щебня для достижения такой же несущей способности).
2. Снижение времени строительства за счет более быстрой и качественной утрамбовки.
3. Снижение стоимости технического обслуживания и увеличении срока работоспособности конструктива.

Фильтрация и дренаж

Для осушения или снижения уровня грунтовых вод, в частности на заболоченных почвах, обычно применяют различные дренажные системы. Традиционный способ — это канава, по которой вода выводится за пределы участка либо в специальные места ее сбора. Такой способ — самый дешевый, но не очень эстетичный, к тому же быстро обваливающиеся края и намытый водой песок быстро снижают, а затем полностью прекращают ток воды. Чтобы края не обваливались, а участок не выглядел, как «поле боя», канаву рекомендуется заполнить щебнем или керамзитом. Такая система более эффективна, но со временем проницаемость засыпки значительно снижается за счет заиливания мелкими частицами. Геотекстиль Typar®, если им выложить полностью канаву и внахлест уложить на засыпку, фильтрует тонкодисперсный поток, и площадь фильтрации дрены, а также ее водопроницаемость сохраняются в течении гораздо большего времени. Для выполнения дренажей также часто используют дренажные перфорированные трубы, в последнее время их часто используют уже с геотекстилем, обернутым вокруг трубы, что предотвращает засорение самой трубы и отверстий в ней. Typar® для этих целей идеально подходит благодаря высоким фильтрующим способностям материала и тому, что он не заиливается. При применении данной технологии возможен отказ от использования дренажной трубы, только щебень крупных фракций и Typar® (Тайпар), это так называемая технология мягкого дренажа.

Typar® создает естественный почвенный фильтр. Вода, проходя из почвы в дренаж через Typar®, вымывает мелкие частицы, после вымывания мелких частиц соединительная структура крупных частиц прилегает к геотекстилю и образуется естественный фильтр, который последовательно уменьшает вымывание, вплоть до его полного прекращения. Пропускающая способность такой системы определяется водопроницаемостью грунта.

Типичный график напряжение-деформация в соответствии с тестом EN IS010319 (испытания на разрыв).

График напряжение-деформация SF свидетельствует о его высоком начальном модуле и большом удлинении при разрыве.

Совмещение высокого начального модуля упругости и удлинения (сочетание свойств тканых (силовых) геосинтетиков и иглопробивного геотекстиля) дает возможность материалу поглощать больше энергии по сравнению с другими геотекстилями. Это обеспечивает ему повышенную устойчивость к повреждению во время укладки и выполняет армирующую функцию.

Широкое использование Typar® получил и при устройстве дорожек и площадок из тротуарной плитки. Мягкая (без бетонной стяжки) укладка тротуарной плитки значительно ниже по цене (разница в стоимости бетона и арматуры и работ доходит до 70%), Typar® предотвращает вымывание песка, перемешивание его со щебнем или грунтовым основанием, увеличивает жесткость конструкции и значительно снижает вероятность просадок. Вы получаете превосходный результат, возможность легкого ремонта и перепланировки при значительно меньших материальных, трудовых и временных затратах.

Основные свойства Typar®

• Специфическая структура материала препятствует внедрению частиц грунта в поры и их засорению (Материал не заиливается).
• Преднапряженность материала обеспечивает сопротивление раздиру, проколу и износу, а также значительное удлинение до разрыва (около 60%), что практически исключает повреждение при укладке.
• Высокий модуль упругости позволяет воспринимать нагрузку и распределять ее, следовательно, выполняется армирующая функция при относительно малых деформациях.
• Малоразмерные рулоны Typar® PRO удобны в перевозке, хранении и укладке.
• Легко режется, в отличие от «толстых» материалов.
• Typar® не впитывает воду: при использовании в сырых условиях вес рулонов остается неизменным.
• Гарантией качества служит широко известная марка производителя DuPont®
• Typar® SF производства DuPont® De Nemours Nonwovens (Люксембург) нашел применение на таких объектах, как Московский Кремль, комплекс зданий Большого театра, храм Христа Спасителя, Манежная площадь, военные городки, капитальный ремонт Октябрьской и Московской, Западно-, и Восточно-Сибирских железных дорог, МКАД, Третье Транспортное кольцо, и большом количестве других значимых объектов.

Примеры типичного применения геотекстиля Typar®

Инверсионные покрытия кровель

Плиты из экструдированного пенополистирола обеспечивают теплоизоляцию над гидроизоляционной мембраной. Слой гравия обеспечивает дополнительную изоляцию, снижает риск возгорания, защищает теплоизоляционный материал от ультрафиолетового излучения и является пригрузочным слоем для легкого экструдированного пенополистирола в случае скопления влаги.

«Сжатие» плит под действием низких температур позволяет мелким частицам гравия проникать в зазоры между плитами. Расширение при нагревании будет вызывать смещение плит и повреждение конструкции кровли. Фильтрующая ткань Typar® предотвращает попадание мелких частиц гравия между плитами, позволяя последним свободно расширяться и сжиматься.Может использоваться менее качественный гравий по более низкой цене. При использовании бетонных плит вместо гравия Typar® будет препятствовать попаданию песка и пыли в зазоры между плитами изоляции.

Защита гидроизоляционной мембраны. 

Typar® может быть использован для внутреннего армирования битумных эмульсий, распыляемых на месте укладки. Typar®

Другие возможные системы. 

Typar® служит разделителем двух химически несовместимых гидроизоляционных мембран (например, препятствует миграции пластификатора из ПВХ). Благодаря высокому начальному модулю, Typar® препятствует проникновению мелких частиц гравия в зазоры между плитами теплоизоляционного материала. Typar® предотвращает вымывание плодородных почв в дренажный слой. Typar® препятствует проникновению корней (марка TyparSF 56 или более тяжёлая). Typar®

Прерывание капиллярного тока грунтовых вод

В странах с сухим климатом интенсивное испарение с поверхности вызывает капиллярный подъем соленых грунтовых вод, и их проникновение в плодородные слои почвы, что оказывает негативное влияние на растительность.

Первое время после установки капилляропрерывающий слой из гранулированного материала будет препятствовать капиллярному подъему соленой воды. однако вымывание плодородного слоя грунта осадками вскоре приведет к засорению гранулированного материала, и капиллярный подъем соленой воды возобновится.

Фильтрующая мембрана из материала Typar® препятствует вымыванию грунта.

Эффективное разделение слоев материалом Typar® позволяет уменьшить толщину слоя гранулированного материала.

Установка прослойки материала Typar® с гидроизоляционным покрытием (например, INTERMEM-BRANER) ниже слоя гранулированного материала удерживает воду, подаваемую для орошения, и (или) позволяет проводить орошение через капилляропрерывающий слой, минимизируя потери влаги на испарение и усиливая рост корней вглубь.

Подобная конструкция может быть использована и в обычных условиях, причем слой гранулированного материала работает как дренажный или ирригационный слой.

Создание ландшафта/обработка тощих подпочвенных слоев грунта

«Украшение» или культивация растений в регионах с сухим климатом требует нанесения дорогих плодородных почв поверх существующих тощих почв. Ирригационные воды вымывают верхние слои почвы в тощие слои, таким образом, ограничивая здоровый рост растительности. По мере врастания корней в неплодородную почву растения погибают.

Typar® предотвращает вымывание или загрязнение плодородных почв и распространение корней в неплодородные слои

Ограничение роста корней

Typar® стимулирует рост корней вглубь путем ограничения их роста в стороны.

• Typar® предотвращает прорастание корней в дренажные трубы.
• Typar® предотвращает прорастание существующих корней в насыпные цветочные клумбы.
• Typar® препятствует смешению гравийного дорожного основания и гумуса.

Ограничение роста сорняков

• Typar® препятствует росту сорных растений, в то же время, позволяя водам (гербицидам, удобрениям, инсектицидам) поступать к корням растений.
• Typar® химически инертен.
• Typar® легко принимает нужную форму.

«Зеленые» кровли

Верхний слой материала Typar® предотвращает выбывание слоя гумуса в дренажный слой. Нижний слой материала Typar® защищает гидроизоляционную мембрану от повреждений и ограничивает рост корней.

Растительность на насыпных набережных

• Typar® предотвращает вымывание гумуса.
• Typar® препятствует разрастанию корней в тощий грунт

Избыточная дождевая вода может использоваться для орошения растений. Если почвы по месту слишком пористые, Typar® с покрытием может использоваться для предотвращения быстрого поглощения воды Тротуары, уложенные бетонными плитами или мощенные камнем Typar® предотвращает вымывание песка, уложенного под плиты или камни. Typar® уменьшает осадку плит

Дренажные системы с материалом Typar® проще и быстрее в установке.       Typar® предотвращает заиливание дренажных труб и обеспечивает их эффективную работу.

Традиционное решение: Обратный гранулированный фильтр Риск дренажного заиливания Сложная и неровная укладка в условиях влажности с риском засорения фильтра Решение с использованием Typar®: Простота в укладке Предотвращает засорение дренажного слоя. Каменный зернистый заполнитель без мелких и пылевидных фракций

В мелкоземистых почвах высокий уровень воды может подниматься за счет капиллярного эффекта, проникая в стены зданий и вызывая, таким образом, увлажнение конструкций и повреждение облицовки. Слой крупного гравия обеспечит прерывание капиллярного тока. Typar® предотвращает засорение слоя капиллярного прерывания мелкими частицами почвы.

Typar® предотвращает засорение гравия засыпкой и окружающими почвами, таким образом, создавая условия для эффективной биологической трансформации посредством хорошей аэрации гравия.

Керамзит используется в качестве изоляционного слоя и обеспечивает надежное основание для железобетонного пола. Typar® предотвращает засорение керамзита мягкими почвами и не допускает проникновение свежего бетона в слой керамзита Керамзит используется в качестве несущей прослойки для ограничения усадки дорог в слабых основаниях почв. Керамзит также служит морозоустойчивой подосновой и обеспечивает эффективный дренаж. Typar®, действуя как фильтрующая мембрана, предотвращает засорение керамзита подпочвенными грунтами и заполнителем. Typar® будет также работать как армирующая мембрана, и минимизировать относительную осадку конструкции.

Typar® позволяет обеспечить укладывание материала в основание трубопровода без загрязнения. При этом достигается лучшее уплотнение грунта. Typar® минимизирует относительную осадку конструкции.

Typar® предотвращает засорение дренажных труб мелкими частицами окружающих грунтов. Typar® увеличивает эффективность дренажа путем обеспечения большей поверхности дренажа.

Typar® предотвращает потери песка в илистом грунте озерных берегов. Прост в укладке, В северных странах Typar® и песок могут быть уложены на замерзшую поверхность озера. При таянии льда они опускаются на дно водоема. Typar® предотвращает рост сорняков.

Typar®, уложенный между выстилающим покрытием дна искусственного водоема и лежащими в его основании грунтами, или между выстилающим покрытием и защитным слоем, обеспечивает эффективную защиту от механических повреждений. Геотекстиль Typar® нашел свое применение и в России. Он был использован при строительстве Храма Христа Спасителя, ТРК «Манежная Площадь», инженерного блока комплекса зданий большого театра, при реконструкции Октябрьской железной дороги, на различных строительных объектах Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода и Краснодара. Таким образом, использование качественных геотекстилей Typar® обеспечивают «твердую почву» при решении самых сложных строительных задач. Инструкция по укладке дренажной системы Траншеи

	• Основание и боковые стенки траншеи должны быть максимально освобождены от неровностей (выемки, корни и т. д.).
	• Уложить Typar® параллельно траншее и закрепить края геотекстиля. • Избегать попадания геотекстиля в грязь. Это вызовет осаждение большого количества мелких частиц на поверхности Typar® и тем самым создаст непроницаемую пленку.
	• Акуратно заполнить дренажным щебнем траншею до верха, избегая прорывов геотекстиля. • Для заполнения траншеи не использовать слишком крупные камни. Гравий с максимальным размером до 2 см необходим для обеспечения хорошего контакта геотекстиля с грунтом.
	• Уплотнить щебень и закрыть его Typar® до забутовки траншеи. • Нахлест краев Typar® должен быть не менее 30 см (по типу шиферной плитки).

Дополнительно

Повреждаемость при укладке в сравнении с другими материалами

 Геотекстиль не будет выполнять своих функций, если он разрушается во время или сразу после укладки. Анализ показывает, что критическим периодом для обеспечения работоспособности геотекстиля является процесс укладки, а не последующего функционирования.

Спецификации и классификации

Спецификации и классификации применяются для выбора продукта, соответствующего требованиям по применению. Минимальные механические свойства должны обеспечивать устойчивость материала при укладке.

Ряд фундаментальных различий между геотекстилями может быть определен при измерении механических свойств.

Методы тестирования механических свойств

На графике представлены кривые напряжение -деформация для различных материалов, используемых в качестве геотекстилей (при эквивалентной плотности).

Тканые материалы.

Отличаются высоким начальным модулем, но малой деформацией, т. е. высокой прочностью при малом удлинении.

Иглопробивные нетканые материалы

Характеризуются низким начальным модулем, но высокой деформацией на разрыв. Эти материалы сразу деформируются при приложении нагрузки.

Другие термоупрочненные нетканые материалы

Обладают относительно высоким начальным модулем, подобно тканым материалам, но низкой деформацией при разрыве.

Typar®

Сочетает обе характеристики, имея высокий начальный модуль и высокое удлинение при разрыве.

Абсорбция энергии. Работа до максимального усилия

Работа до максимального усилия — это энергия, необходимая для разрыва материала. Работа определяется как площадь под кривой напряжение-деформация.

В настоящее время новая концепция спецификации геотекстилей, основанная на способности к <абсорбции энергии>, внедряется в Европе.

Способность к «абсорбции энергии» является комбинацией прочности и деформируемости материала и определяется площадью под кривой напряжение — деформация.

Спецификации геотекстилей

Пример 1:

Плотность должна быть не менее xxx г/м? Плотность является описательным параметром, не дающим информации о функционировании материала. С давних времен плотность используется для спецификации геотекстилей. Однако плотность является описательным параметром и не дает информации о функционировании материала.

Представленный график показывает измеренные прочностные характеристики двух нетканых геотекстилей, произведенных по различным технологиям, при одинаковой плотности. Как видно из графика, прочности материалов несовместимы при одинаковых плотностях. Например, Typar® имеет прочность на разрыв 10 кН/м при плотности 150 г/см², в то время как материал <В> достигает такой прочности лишь при плотности 300 г/м². Подобные различия могут ожидаться для любых механических характеристик материала, включая повреждаемость при укладке.

Пример 2:

Продукт должен быть «XYZ» или эквивалентный!

Пример 3:

Иногда геотекстили специфицируются по торговой марке, с добавлением для возможности замены понятие <эквивалентный> продукт.

Каков смысл понятия <эквивалентный>?

Термин <эквивалентный> тем более не может быть применим к спецификации, поскольку для различных материалов поведение их сильно различается в зависимости от выбора параметра эквивалентности (пример кривая напряжение-деформация и способность к абсорбции энергии).

Во многих странах (пример 3) применяется более научный подход к спецификации геотекстилей для определенных проектов.

В зависимости от условий применения специфицируются минимально допустимые требования к механическим и гидравлическим параметрам. При этом параметры меняются в зависимости от условий эксплуатации.

Ряд стран (например Германия, Франция, скандинавские страны и многие другие) разработал классификационные системы, в основном зависящие от структурных характеристик, таких как тип подосновы, интенсивность движения и/или толщина слоя засыпки.

Во Франции, например, классификация, в основном, базируется на прочностных свойствах. Чем выше прочность материала, тем к более высокому классу может быть отнесен геотекстиль. Во Франции используется 24-классная система, описывающая материалы с прочностью от 4 до 400 кН/м.

С целью определения функционирования различных геотекстилей в реальных условиях были проведены испытания для оценки повреждаемости указанных материалов с последующим сопоставлением результатов испытаний с параметрами, используемыми в различных системах классификации.

Были испытаны следующие материалы:

• 5 видов тканых геотекстилей
• 2 иглопробивных геотекстиля на основе бесконечного волокна
• 2 термоупрочненных материала с низкой степенью деформации
• 5 коммерческих марок Typar®

Подготовка слабой подосновы (глина — CBR 2%)

Была разработана новая методология тестирования, позволяющая контролировать условия укладки материала и избегать дополнительных повреждений материала при извлечении. Была использована специально подготовленная слабая подоснова из глины с CBR (несущая способность грунта) приблизительно 2%.

Уплотнение подосновыОбразцы геотекстиля (2×2 м)

Верхний cлой (шлак 40–60 мм). Высота ссыпания: 50 см

В качестве верхнего слоя засыпки использовался шлак размерами от 40 до 60 мм.

Уплотнение 25 см покрытия (7т + вибрация)

Система была уплотнена 7-ми тонным виброкатком в четыре прохода. Условия специально были подобраны достаточно жесткие для достижения гарантированного повреждения всех исследуемых материлов, что позволяло проводить последующие сравнение и оценку извлеченных образцов.

Выемка образцов — Удаление заполнителя наклонным листом

Выемка образцов.

В испытаниях подоснова укладывалась на стальную пластину, что гарантировало (при одинаковой скорости поднятия пластины) обеспечение минимальных повреждений геотекстилей при удалении слоя верхней засыпки.

Все геотекстили укладывались и извлекались в идентичных условиях.

Визуальная оценка повреждений — Woven (100g)

Визуальная оценка повреждений — Terram 700 

Визуальная оценка повреждений — Typar SF49-A

Визуальная оценка повреждений — Terram 1000 

Оценка повреждений — (Диаметр+Кол-во дырок) Woven

После извлечения образцы анализировали в лаборатории. Определялось количество и диаметр дырок, что позволило расчитать площадь повреждений на каждом образце.

Оценка повреждений — (Диаметр+Кол-во дырок) Fibertex F2B

После определения поврежденной поверхности также определялись остаточные прочностные свойства материалов.

Как видно из приведенных данных, наблюдается хорошая корреляция между площадью повреждения и остаточной прочностью.

В наибольшей степени повреждению подверглись легкие тканые и термоупрочненные нетканые ПП/ПЭ материалы.

Typar® показал хорошую устойчивость к повреждению при укладке.

Корреляция: Данные тестов vs повреждение

Плотность

Незначительная корреляция была обнаружена между плотностью и степенью повреждения материала. Однако это не позволяет использовать параметр плотности в качестве спецификационного. Как уже отмечалось, плотность является описательным параметром, не позволяющим делать выводы о функциональных свойствах материала.

Предел прочности

Корреляция между прочностью, остаточной прочностью и степенью повреждения отсутствует абсолютно.

CBR

Аналогично предыдущему отсутствует корреляция между CBR и степенью повреждения.

Асорбция энергии

Обнаружена прекрасная корреляция между остаточной прочностью, степенью повреждения и абсорбцией энергии.

В условиях проведенного теста спецификационный предел определяется в 3 кН/м.

Новая французская классификация.

В ряде стран (Швейцария, Испания, Норвегия) классификации на основе абсорбции энергии уже действуют. Другие страны (Германия, Франция) работают над новыми классификационными системами, в которых абсорбция энергии с высокой степенью вероятности будет являться определяющим спецификационным параметром.

Новые преложения по французской классификации полностью построены на концепции абсорбции энергии. Спецификация содержит 7 классов материалов. Для каждого класса определена минимальная требуемая прочность, сопоставленная с деформационными свойствами материала, что обеспечивает достижение равных уровней абсорбции энергии.

Пример: Условия эксплуатации требуют геотекстиль класса В.

Для геотекстилей с удлинением более 50% минимально требуемая прочность составляет 8 кН/м. Для продуктов с 25% удлинением прочность уже не менее 16 кН/м2.

Принцип абсорбции энергии позволяет проектировщику выбрать продукт с надлежащей функциональностью, а также определить <эквивалентные> геотекстили.

Эквивалентная функциональность/повреждаемость = эквивалентной абсорбции энергии.

Типичные кривые напряжение-деформация по тесту EN ISO 10319.

Как видно из приведенного рисунка, комбинация высокого начального модуля и высокой деформируемости (характерная для продуктов ряда Typar®) обеспечивает высокие значения абсорбции энергии и, следовательно, высокую устойчивость к повреждению.