Нетканый геотекстиль: как его выбирают?

В настоящее время нетканые геотекстили заняли прочное положение в дорожном, гражданском, гидротехническом строительстве и ландшафтном дизайне. Они, как правило, выполняют функции разделения, защиты, фильтрации и, в отдельных случаях, армирования грунтов. Их применение позволяет организовать подход построечной техники по переувлажненным грунтам в период строительства, исключить перемешивание связного грунта основания и несвязного гранулированного материла дорожных конструкций, обеспечить долговременную работу конструкции без потери свойств, гранулированного материала за счет проникновения в него пылеватых частиц, переносимых грунтовой или атмосферной водой. Их использование также позволяет предотвратить вымывание грунта на подтопляемых откосах и многое другое. Основными требованиями к геотекстилю являются определенные прочностные, деформативные, фильтрующие характеристики и их сохранение в период постройки и эксплуатации сооружения. Широкий спектр нетканых материалов формирует и наличие различных требований к их свойствам.

На территории нашей страны представлены нетканые геотекстильные материалы российских и импортных производителей. Основная часть их изготавливается иглопробивным способом из штапельных или, реже фильерных непрерывных волокон полипропилена или полиэфира первичной или вторичной переработки полимера. Некоторые производители подвергают иглопробивные геотекстили последующей термообработке с целью улучшения их прочностных характеристик. Отдельной группой стоят геотекстили, полученные по технологии спанбонд с термическим скреплением фильерных непрерывных нитей, поставляемые из-за рубежа и не имеющие пока аналогов по способу изготовления у российских производителей. Такое многообразие способов изготовления приводит к существованию на рынке нетканых материалов геотекстилей с совершенно различными свойствами, причем при одинаковой поверхностной плотности. 

В таблице приведены характеристики отечественного иглопробивного геотекстиля без и с термоупрочнением и Typar (Тайпар) SF 40.  

Наименование показателейГеотекстиль иглопробивной

Геотекстиль иглопробивной с дополнительной

термообработкой

Typar (Тайпар) SF 40
Поверхностная плотность, гр/м²200200136
Толщина, мм, при удельном давлении 2 кПа3,02,00,45
Разрывная нагрузка, кН/м4,07,59,0
Удлинение при разрыве, %, не более1007052

Деформация, %, при нагрузке, равной 25 % от разрывной 

40 - 5015 - 305
Диаметр пор, мкм, не менее110100120
Условный модуль деформации, кН/м2,5 - 2,012,5 - 6,2580
Сырьеполипропиленполипропиленполипропилен

Из приведенных данных следует, что при большей поверхностной плотности иглопробивной геотекстиль с термоупрочнением и без него значительно уступает геотекстилю, изготовленному по технологии спанбонд с термическим скреплением фильерных непрерывных нитей. Чем же вызвана такая разница? Если рассматривать кривые приведенные на Рис.1, то отчетливо видно, что геотекстиль Typar (Тайпар) SF имеет сильно выпуклую кривую зависимости «усилие-деформация», что определяет его высокий начальный модуль упругости. 


 
Следовательно, при деформациях характерных для дорожных конструкций (порядка 5%), усилие, мобилизируемое в нем, на порядок выше, чем у иглопробивных геотекстилей. Это приводит к тому, что, например, колееобразование при применение Typar (Тайпар) SF значительно ниже, чем при применении иглопробивных геотекстилей (Рис.2). А если учесть, что потери гранулированного материала при образовании колеи, будь то песок или щебень, пропорциональны глубине колеи, то возникает прямой экономический эффект. Высокий начальный модуль упругости является причиной появления армирующего эффекта у геотекстиля Typar (Тайпар) SF, что играет немаловажную роль при устройстве дорожных одежд на слабых грунтах. Кроме того, проведенные независимым институтом SINTEF (Трондхейм, Норвегия) исследования показали, что стойкость геотекстиля к повреждаемости в процессе укладки и эксплуатации имеет низкую корреляцию с толщиной, поверхностной плотностью, прочностью на разрыв и прочностью на прокол (коэффициенты корреляции 0,02...0,3). При этом высокий коэффициент (0,7) относится к площади под кривой деформации, отражающей работу на разрушение материала, т.е. геотекстиль Typar (Тайпар) SF в разы менее подвержен повреждениям при укладке и эксплуатации, чем его более «тяжелые» иглопробивные собратья.
Так почему же до сих пор, подбирая геотекстиль по прочности при всем многообразии существующих технологий его изготовления, ориентируются, прежде всего, на его поверхностную плотность? Эта традиция берет истоки с тех пор, когда существовала одна технология - иглопробив штапельного волокна из смесовых нитей и отходов текстильного производства. В то время  сравнительная оценка прочности по поверхностной плотности нетканого геотекстиля имела смысл. Но с момента появления первых нетканых геотекстилей прошло уже более 60ти лет. На сегодняшний день технологии его изготовления сильно изменились и выбор геотекстиля по плотности является анахронизмом. Такой подход зачастую ведет к неправильному выбору марки геотекстиля, завышенным расходам на его приобретение или, наоборот, к уменьшению срока службы конструкции. Представим себе ситуацию, когда подрядчик подыскивает нетканый геотекстиль плотностью 200 гр/м². Такое сплошь и рядом встречается, если в проектной документации напрямую не указаны наименование или физико-механические характеристики геотекстиля, а лишь его плотность. Один купит иглопробивной из штапельного волокна. И ничего, что продукт, который он купил, без особых усилий тянется в два-три раза и превращается в папиросную бумагу. Основное условие выполнено. Другой, зная преимущества геотекстиля Typar (Тайпар) SF, тоже выберет плотность около 200 гр/м². Это будет уже SF 56 или SF 65, который укладывают под щебень под тяжелые динамические нагрузки или на очень слабых грунтах. А вот нужен ли ему такой прочный геотекстиль? Богатый опыт общения показывает, что закупками занимаются сотрудники отделов снабжения, в очень редких случаях представляющие конкретное предназначение материала, а видящие перед глазами лишь цифру 200 гр/м². 
Ну и как тут понять, нужно ему 200 грамм сахара или 200 грамм соли? Основную роль в выборе должен играть проектировщик. Сейчас, когда вышла ОДМ «Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог», стало проще выбирать тип «нетканки». Но следует отметить, что в «Рекомендациях...», имеющих, кстати, рекомендательный характер, изложены требования к нетканым геотекстилям, изготовленным именно иглопробивным способом, и именно с этих позиций к ним и нужно относиться. Поэтому серьезный проектировщик, и, что не менее важно, сотрудник экспертизы, знающий особенности работы конструкции, выберет геотекстиль с учетом его реальных характеристик, а не тыкая пальцем в табличные рекомендации.