Dzięki sieci dróg gminnych i powiatowych pojazdy uprzywilejowane, samochody ciężarowe i osobowe mogą dojechać do najmniejszych miejscowości. Takie drogi muszą wytrzymywać duże natężenie ruchu przez lata, aby skutecznie ewakuować, ratować życie, lecz przede wszystkim – umożliwiać codzienne przemieszczanie się mieszkańców. Nieodłącznym elementem procesu projektowania dróg jest aspekt ekonomiczny, szczególnie jeśli inwestor korzysta ze środków publicznych. Warto zatem przyjrzeć się dostępnym technologiom, które znacznie wydłużą trwałość nawierzchni dróg, optymalizując koszty ich budowy.
Unikatowość georusztów dwukierunkowych o integralnych węzłach
Bardzo wysoka sztywność georusztów PolGrid jest uzyskiwana dzięki sposobowi produkcji, czyli wytłaczaniu monolitycznej taśmy polipropylenu, nakłuwaniu jej i rozciąganiu w dwóch kierunkach. Właśnie sztywność węzłów oraz przestrzenna struktura (żebra o wysokości > 2mm) przekładają się bezpośrednio na sposób działania, który polega na zjawisku interlockingu, czyli klinowania ziaren kruszywa w oczkach georusztu. Poprzez utwierdzenie boczne ziaren kruszywa wzrasta kąt tarcia wewnętrznego warstwy (rys 1.), co zwiększa nośność warstwy, nawet na bardzo słabym podłożu gruntowym kategorii G4. Georuszty pełnią też rolę separacyjną, kiedy umieszczone między warstwą kruszywa a słabonośnym podłożem gruntowym oddzielają materiały o różnym uziarnieniu. PolGrid uniemożliwia mieszanie się cząsteczek obu ośrodków i pogarszanie nośności oraz właściwości użytkowych warstw konstrukcyjnych, co wydłuża trwałość nawierzchni drogowej.
Oszczędności materiałowe i skrócenie czasu trwania budowy
W aspekcie ekonomicznym, georuszty wykazują największy potencjał zmniejszenia grubości warstwy kruszywa bez wpływu na nośność (rys. 2). W przypadku drogi o szerokości 6 m i długości 1 km, gdzie do konstrukcji warstwy ulepszonego podłoża, w celu zwiększenia nośności, wykorzystujemy kruszywo łamane o uziarnieniu 0-63 mm w cenie 60 PLN/t, dzięki georusztom oszczędzamy na kruszywie ok 118 000 PLN. Dodatkowo, proporcjonalnie zmniejszają się koszty transportu, robót ziemnych, pracy ludzi itp.
z georusztem
bez georusztu
Rys. 1. Klinowanie ziaren kruszywa w oczkach georusztu PolGrid [1]
Niższe koszty utrzymania i wydłużenie żywotności dróg
Przeprowadzono wiele badań na temat wpływu geosyntetyków na nawierzchnie. W 2018 r. [4] sprawdzono wpływ dwukierunkowych georusztów o sztywnych integralnych węzłach na zmniejszenie trwałych odkształceń na nawierzchni asfaltowej. W laboratorium powstały dwa stoiska badawcze o wymiarach 2x2x1 m, wyposażone w warstwy konstrukcyjne: podłoże o grubości 65 cm, podbudowa o grubości 25 cm, asfaltobeton o grubości 10 cm. W jednym stanowisku między podbudową a asfaltobetonem umieszczono sztywny georuszt dwukierunkowy. Następnie, cyklicznie obciążano stoiska obciążeniami odwzorowującymi obciążenia typowe dla skrzyżowań, punktów poboru opłat czy dróg niskiej prędkości, gdyż właśnie tam najczęściej powstają koleiny. Całkowite obciążenie na oś wynosiło 200 kN przy 30 000 cyklach obciążeniowych. Wyniki badań potwierdziły, że georuszty miały zasadniczy wpływ na rozkład naprężeń wewnątrz stanowiska, ponieważ pozwoliły uniknąć odkształcenia warstwy podbudowy. Głębokość koleiny w warstwie betonoasfaltu wynosiła 7,3 cm bez georusztu i 5,2 cm na stanowisku z georusztem. Również czas pojawienia się koleiny był ponad trzykrotnie dłuższy, odpowiednio 1000 cykli i 3000 cykli, co udowodniło, że georuszt trzykrotnie wydłużył trwałość nawierzchni asfaltowej.
Wymierne korzyści na lata
Powyższe przykłady pokazują, że zastosowanie georusztów PolGrid w budownictwie drogowym pozwala na generowanie oszczędności zarówno w krótkiej, jaki i dłuższej perspektywie. Zmniejszając zużycie materiałów budowlanych od początku projektu, tniemy koszty ich zakupu i transportu. Nie bez znaczenia jest również aspekt środowiskowy. Ograniczając zużycie, wydobywamy mniej surowców naturalnych i zużywamy znacznie mniej paliwa. Po oddaniu do eksploatacji, ograniczamy natomiast nakłady finansowe na utrzymanie i remont dróg.
Literatura:
- Materiały własne Pietrucha.
- CROW, Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp, Publicatie 157, 2002 & Publicatie 189, 2005 (Holandia).
- Alenowicz J., Projektowanie nawierzchni drogowych z warstwą kruszywa wzmocnioną geosyntetykiem, Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 5/2015, 760–767.
- M. Ahmed, Geogrid reinforcement in flexible paved roads in Proceedings of the 12th International Transportation Specialty Conference, pp. 104–113, Fredericton, Canada, 2018.