GEOMŰANYAGOK FUNKCIÓI AZ ÚTÉPÍTÉSBEN DR. SZEPESHÁZI RÓBERT SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM, GYŐR GEOMŰANYAGOK FUNKCIÓI AZ ÚTÉPÍTÉSBEN

Geoműanyagok Innováció – óriási előnyökkel Világméretű térhódítás Új- és újabb termékek, gyártók Tudományos fejlődés, konferenciák Nemzetközi szabványosítás Érdekes hazai szerkezetek az elmúlt 10 évben Szakismeretek hiánya Nagy volumenű, de anomáliákkal teli alkalmazás

Meredek rézsű georácsos erősítéssel és geomatracos erózióvédelemmel

Magyar-Szlovén Vasútvonal Georáccsal erősített talajtámfal

M5 Bp. utáni szakasz Auchan lehajtó ág Máglyafal georáccsal erősített háttöltéssel és cölöpsorral

M7 autópálya Bszárszó – Ordacsehi Terra-Mesh támfal Pannon-Freyssinet

geodrének

A tervezés - alkalmazás elemei alkalmazási kör termék funkció vizsgálat igénybevétel tulajdonságok

Alkalmazási körök Felszín teherbírásnövelése (járhatóság) Töltésalapozás Töltéstest építése Rézsű erősítése Rézsűk erózióvédelme Támfalak építése Földművek csatlakoztatása szerkezetekhez Víztelenítő szerkezetek Vízszigetelő rendszerek

1. alkalmazási kör terep- vagy földműfelszín teherbírásnövelése

2. alkalmazási kör: töltéslapozás

3. alkalmazási kör: töltéstest építése

4. alkalmazási kör: rézsűvédelem

5. alkalmazási kör: rézsűerősítés

6. alkalmazási kör: erősített talajtámfal

7. alkalmazási kör: szerkezet és földmű csatlakoztatása

8. alkalmazási kör: víztelenítő szerkezetek

9. alkalmazási kör szigetelő rendszerek

Földművek erősítése geoműanyagokkal

Funkciók Erősítés Védelem Elválasztás Erózióvédelem Szűrés Drénezés Szigetelés

1. funkció: erősítés FUNKCI

2. funkció: védelem

3. funkció: elválasztás

4. funkció: erózióvédelem

6. funkció: szűrés

5. funkció: drénezés

7. funkció: szigetelés

Méretezés funkcióra Mechanikai igénybevételek, követelmények húzóerők nyíróerők a talaj-geoműanyag határán átszúródás E2-teherbírás a geoműanyag-szemcsés réteg felett Hidraulikai igénybevételek szükséges síkbeli és síkra merőleges vízvezetőképesség szűrőképességi követelmény Környezeti hatások környezeti vegyi hatások UV-hatás mértéke Tartósság beépítés közben gyors töltésépítés teljes élettartam Módszer számítások (statikai, hidraulikai – hagyományos,FEM) megelőző intézkedések (összehasonlítható tapasztalatok) próbaterhelés (próbabeépítés)

TERMÉK geotextíliák (szőtt, nem szőtt) georácsok (extrudált, szőtt, hegesztett) geoszalagok geocellák (szerelt, épített) geoszőnyeg (hálóból, rácsból, szálból) geopokróc (polimer, természetes anyag is) geofüggöny geoháló geodrén (szalag, lemez) geocső geomembrán geoszintetikus agyagszigetelő geokompozit (hidraulikai, mechanikai)

TERMÉK

TERMÉK

TERMÉK

Tulajdonságok

Geomű- anyagok kúszási jellemzői

Tulajdonságok

Tulajdonságok

Tulajdonságok

Tulajdonságok

Tulajdonságok

Tulajdonságok

Tulajdonságok

Geotextíliák és rokon termékeik. MSZ EN 13249 : 2001 Geotextíliák és rokon termékeik. Az utak és más közlekedési területek (a vasutak és az aszfaltbeépítések kivételével) szerkezetében való alkalmazás előírt jellemzői táblázat: Funkciók, a funkciókhoz tartozó jellemzők és az alkalmazott vizsgálati módszerek

Tervezési funkcióra – méretezés igénybevételre

Tervezési ismeretek, szabványok Koerner: Designing with geosynthetics ÚT 2.-1.222 Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai BS 2002:1995 Strengthened/reinforced soils and other fills ZTVE-StB 94 1997BS 2002:1995 Merkblatt für die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erdbau des Straßenbaus Geoműanyaggyártó cégek Tervezési segédletek

ÚT 2-1.222:2002 Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai Alkalmazási körök, tervezési alapelvek és hivatkozások az MSZ EN szabványokra a földművek felső zónájának geoműanyagokkal való teherbírásnövelésének méretezési elvei, a töltésalapozás során alkalmazható, geoműanyagokkal erősített szerkezetek tervezésének fő szabályai, a rézsűállékonyság geoműanyagokkal való növelésének tervezése, a geoműanyagokkal erősített támszerkezetek tervezési módszerei, a felszín alatti víztelenítés berendezéseiben alkalmazható geoműanyagok fő követelményeit.

Koerner tervezési alapelve a geoműanyagtól elvárt funkciók azonosítása az egyes funkciókból eredő igénybevételek, követelmények meghatározása, a fő funkció megállapítása és olyan termék kiválasztása, mely ennek követelményeit teljesíti, a kiválasztott termék alkalmasságának ellenőrzése a többi funkció szempontjából, az időjárásállóság és az esetleges egyéb degradációs hatásokkal szembeni ellenállás ellenőrzése.

Példa: töltésalapozás geoműanyagokkal (?) Kapilláris réteg (töltésanyag) megóvása Járhatóság biztosítása Töltésállékonyság biztosítása

A Alkalmazási kör Tervező kapilláris megszakító réteg megóvása a kötött talajú terepfelszínen Funkció Tervező elválasztás szűrés Igénybevételek, követelmények Tervező (tapasztalat, megelőzés) átszúródás beépítéskor rákerülő durvaszemcsés talaj + építési forgalom szűrési követelmények teljes élettartam alatt alatta levő finomszemcsés talaj degradáció elkerülése környezeti feltételek (talajvíz, talaj vegyi jellemzői) Termék Szállító nem szőtt szőtt geotextíliák Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással) területi sűrűség, statikus átszúródási ellenállás (GRK) jellemző szűrőnyílás, merőleges áteresztőképesség polimerfajta Minőségellenőrzés Vállalkozó, Mérnök károsodás vizsgálata próbabeépítés utáni kibontással polimerfajta + területi sűrűség gyártó által építésközi ellenőrzésre területi sűrűség + károsodás mérés, ill. szemlélés szúrópróbaszerű ellenőrzésként A

Nem szőtt geotextíliák kiválasztása az építés közbeni átszúródás elkerülésére a Geotextília Robusztussági Kategória (GRK) alapján

Méretezés szűrésre Mechanikai szűrési hatékonyság 0,2d90 ≤ O90,w ≤ d90 O90,w a geotextília jellemző szűrőnyílása d90 a talaj 90 % súlyszázalékhoz tartozó szemcsemérete általában elégséges követelmény 0,06 mm ≤ O90,w ≤ 0,2 mm Hidraulikai szűrési hatékonyság km ≥ η . kt km geotextília síkra merőleges áteresztőképessége kt a talaj áteresztőképessége  ajánlott értéke 1,0-10 elvárandó még, hogy km ≥ 10-4 m/s

B Alkalmazási kör Tervező javaslata – Vállalkozó ajánlata járhatóság biztosítása a gyenge teherbírású terepen Funkció Vállalkozó erősítés elválasztás, szűrés (lásd A) Igénybevételek, követelmények Vállalkozó E2 teherbírás javításának mértéke építés közben altalaj teherbírása + szemcsés réteg vastagsága Termék Szállító tapasztalat alapján georács + geotextília (lásd A) szőtt geotextíliák Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással) szakítószilárdság, szakadó nyúlás merevség (húzóerő 2…5 % nyúlásnál) szerkezet (szál- és csomópont) Minőségellenőrzés Vállalkozó (Mérnök) teherbírásnövekedés próbabeépítés utáni méréssel polimerfajta + szakítószilárdság gyártó által építésközi ellenőrzésre járhatóság szemrevételezéssel építésközi ellenőrzésre E2 teherbírás tárcsás méréssel szúrópróbaszerű ellenőrzésként B

C Alkalmazási kör Tervező töltésalapozás gyenge teherbírású altalajon Funkció Tervező erősítés elválasztás, szűrés (lásd A) Igénybevételek, követelmények Tervező húzóerő a szétcsúszás elkerülésére építés közben (és később) felszín nyírószilárdsága + töltésgeometria húzóerő az alaptörés elkerülésére építés közben (és később) altalaj nyírószilárdsága + töltésgeometria geoműanyag-talaj közötti erőátadás felszín és töltésanyag nyírószilárdsága + töltésgeometria (öregedés, degradáció elkerülése) környezeti feltételek (talajvíz, talaj vegyi jellemzői) Termék Szállító georács szőtt geotextíliák Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással) szakítószilárdság geoműanyag-talaj súrlódási kapcsolat (kúszási, degradációs jellemzők) Minőségellenőrzés Vállalkozó, Mérnök beépítési károsodás + talajkapcsolat próbabeépítés során méréssel polimerfajta + szakítószilárdság gyártó által építésközi ellenőrzésre szakítószilárdság szúrópróbaszerű ellenőrzésként C

Szétcsúszás vizsgálata

Alaptörés vizsgálata

A vasalt talajtámfal modellezése PLAXIS FEM-programmal