ژئوتکستایل و زمینه های کاربرد
کد مطلب 43
ژئوتکستایل کاربرد های زیادی در زمینه های مختلف دارد که به آن می پردازیم.
ژئوتکستایل به خاطر ایفای نقش های متنوع، دارای زمینه های کاربردی فراوانی می باشد که در زیر چند کاربرد عمده آن آمده است:
1) نقش جدا سازی در جاده
عامل عمده شکست جاده تزریق مواد لایه های مجاور به درون پی سنگریزه ای و پیامد نزول استحکام در لایه سنگریزه ای می باشد وقتی لایه سنگریزه ای روی لایه Subgrade قرار می گیرد. لایه زیرین آلوده به خاک گشته و به مرور بار ترافیکی و ارتعاش، لایه سنگریزه‌ای پی (Aggregate) را به درون خاک تزریق می کند و موجب حرکت لایه به طرف بالا می گردد. در محل های مرطوب ترافیک موجب پمپ خاک های Subgrade ضعیف به درون سنگریزه گردیده و تمامی این شرایط باعث کاهش ضخامت موثر لایه سنگریزه ای می گردند در نتیجه لایه حمایتی جاده تخریب شده و عمر مفید جاده کاهش می یابد. استفاده از ژئوتکستایل های بافته و نبافته برای بهبود عملکرد بزرگراه ها، جاده های غیر فرشی، محل های پارکینگ، فرودگاه ها، بارانداز ها و مناطق نگهداری اجناس استفاده می گردد.
2) زیرسازی جاده
ژئوتکستایل در این کاربرد با توجه به شرایط محل در یک یا چند نقش اصلی به کار می رود در جداسازی Subgrade و مواد سنگی و دانه‌ای واقع می گردد، در فیلتراسیون، ژئوتکستایل آب، چه جریان تحت فشار در اثر نیرو های دینامی کی و چه جریان ثابت را با فیلتر از خود عبور داده و از ورود خاک نرم به درون لایه سنگی پی (Aggregate) و لایه های زهکش جلوگیری می کند. در نقش مستحکم سازی، موجب استحکام مواد نرم Subgrade (خصوص CBR3) می شود و می زان CBR را تا حد مطلوبی افزایش می دهد و با توزیع فشار منطقه‌ای و موضعی از فرو رفتن مواد سنگی و دانه ای پی به درون Subgrade نرم و مرطوب جلوگیری می کند و نیز نقش زهکشی در جاده را بهبود می بخشد.
3) روکش جاده
منبع اصلی تخریب در فرش جاده تزریق آب ناخواسته به درون ساختار از طریق ترک موجود در سطح فرش است. هنگام ساخت یا تجدید فرش بزرگراه، جاده، باند فرودگاه محل های پارکنیگ الحاق پارچه بین اندود اتصال (tack coat) و لایه جدید آسفالت یک سد رطوبت مؤثری را ایجاد کرده و زیر پی را در مقابل نفوذ آب سطحی حمایت می کند.
در این کاربرد، ژئوتکستایل دارای دو مکانیزم برای بهبود عملکرد روکش می باشد. اول این‌که، به‌عنوان لایه می انی با جذب تنش و فشار، از انتشار ترک خوردگی بازتابی (Reflective) از روکش قدیمی به روکش جدید جلوگیری کرده و یا به تعویق می اندازد و دوم، به عنوان لایه ضد رطوبت از ورود نزولات آسمانی و مایعات سطحی از طریق ترک های آسفالت به درون لایه زیرین و مرطوب سازی Subgrade و متعاقب آن، از گسیختگی و ضعف Subgrade جلوگیری می کند.
روشی که اغلب برای بازسازی (مرمت) جاده ترک خورده و گسیخته به کار می رود، روکش AC می باشد این عمل موقتا ترک ها را می پوشاند و بعد از این‌که روکش جایگزین شد، هر حرکت جانبی یا طولی جاده موجب انتشار ترک های روکش قبلی به روکش جدید می گردد و ترک های بازتابی رخ می دهد. این حرکت موجب ورقه و ریش شدن و بریدگی در طول ترک های بازتابی گشته و راهی برای نفوذ آب های سطحی به لایه پی و Subgrade می گردد.
در زیر روکش جدید AC، ژئوتکستایل می تواند برای دفع فشار های وارده ناشی از حرکت روکش قبلی، استحکام کششی ایجاد کند. ژئوتکستایل به‌عنوان لایه می انی در دفع فشار ناشی از ترک های افقی و عمودی عمل می کند.
آغشته سازی ژئوتکستایل با قیر و آسفالت، یک لایه غیر قابل نفوذ را نسبت به آب های سطحی به وجود می آورد. به‌خاطر سنخیت و قرابت الیاف پلیمری با مواد نفتی، جذب قیر و مواد اتصال Tack coat به لایه ژئوتکستایل به خوبی صورت می گیرد.
4) زیرسازی خط آهن
ژئوتکستایل در این کاربرد موجب تثبیت خط آهن می گردد و با توجه به شرایط محل، یک یا چند نقش اصلی را ایفا می کند: حفظ هندسه بستر خط آهن برای عملکرد مؤثر ریل، حیاتی می باشد. ژئوتکستایل در نقش جداسازی، بین مواد پی (Ballast) و زیر پی (Subballast) ریل واقع می گردد. وقتی مواد Subgrade در اثر حرکت قطار و نیروی کوبش آن به درون لایه پی و زیرین پمپاژ می شود، می تواند بستر غیر سطحی را براین خط آهن به وجود آورد و باعث کاهش سرعت و یا حتی خارج شدن قطار از ریل گردد، یک ژئوتکستایل جداساز می تواند این مشکل را رفع نمایید. ژئوتکستایل در نقش مستحکم‌سازی در خطوط جدید و یا خطوط تعمیری، با توزیع فشار وارده به Subgrade، موجب افزایش تحمل آن می گردد. ژئوتکستایل به مهارسازی مواد پی و زیر پی در مقابل حرکات جانبی کمک می کند و از این طریق خواص انسجامی و تحمل فشار را حفظ می کند. ژئوتکستایل هم‌چنین مکانیزمی را برای زهکشی جانبی (حاشیه ها) ایجاد می کند و عملکرد زهکشی را بهبود می بخشد.
5) سد سازی
کاربرد ژئوتکستایل در زمی نه سد سازی برای ضد آب سازی و جلوگیری از نشت آب از بدنه سد شده و از تخریب تدریجی آن جلوگیری می نماید. در این کاربرد، از ژئوتکستایل سنگین (معمولاً 16OZ/yd) به‌عنوان لایه محافظ غشا ژئوممبرین (که نقش لایه غیرقابل نفوذ را نسبت به آن بازی می کند) استفاده می شود. ژئوتکستایل هم‌چنین به‌عنوان زهکشی سطحی دیواره سد و انتقال رطوبت به زهکش‌های پایین سد عمل می کند.
6) کنترل فرسایش
ژئوتکستایل ها جایگزین فیلتر های دانه‌ای و تفکیک شده سنگریزه ای در زیر سنگ چینی‌ها (Rip Rap) یا بلوک های بتن آرمه می گردند و در مواردی از جمله کانال های زهکشی، سواحل، سیستم های حفاظتی و اسکله و سد های خاکی به کار می روند. بدون یک فیلتر ژئوتکستایل، عمل موج و حرکات آب، خاک های Subgrade را در زیر مجموعه سنگریزه ای یا لایه آرمه فرسایش می دهد تحلیل لایه Subgrade مزیت آرمه یا مجموعه قلوه سنگ ها (Rip Rap) را تنزل می بخشد و موجب لزوم تعمی رات اساسی می گردد. انتخاب ژئوتکستایل برای کنترل دائمی فرسایش شبیه زهکشی زیر زمینی می باشد. با این همه کاربردهای کنترل فرسایش معمولا نیاز به ژئوتکستایل هایی با خواص استحکامی بالا هست. کانال های زهکش، سواحل، پل و سیستم های حفاظت از خوردگی سازه ها در اثر آب (آب خوردگی) از مواد کاربردی این نقش از ژئوتکستایل می باشد.
بدون حضور ژئوتکستایل فیلتری، ضربات موج آب، مواد Subgrade را از زیر پوشش سنگی (Rip Rap) یا بتن آرمه فرسایش می دهد. تخریب و فرسایش Subgrade، مزایا و عمکرد حفاظ سنگی یا آرمه را خنثی می سازد و موجب نیاز به تعمیر اساسی و جایگزین پر هزینه می گردد.
7) دیوار های محافظ
دیوار های محافظ به مالکان خود این اجازه را می دهند تا کاربرد زمین خود را به حداکثر برسانند با این وجود ساخت یک دیوار سیمانی ثقلی، اغلب به خاطر سنگینی و گرانی غیر عملی می باشد. ژئوتکستایل ها به‌طور وسیع جهت استحکام بخشیدن به خاکریز ها روی خاک های نرم، سیل بند و دیوار های نگهدارنده به کار می روند ژئوتکستایل ها از نظر بودجه ای، ساخت دیوار های نگهدارنده را عملی می سازند در حقیقت یک ژئوتکستایل به کار رفته جهت دیوار نگهدارنده می تواند تقریبا با کمتر از نیمی از هزینه یک دیوار نگهدارنده سنتی ساخته شود. ژئوتکستایل های بافته مزایای چشم گیری نسبت به روش سنتی مانند نصب آسان، ساخت راحت و توانایی استفاده از مواد خاکبرداری شده محل پروژه را دارا می باشند و هم چنین ژئوتکستایل های پلی پروپیلنی تقریبا نصف ژئوگرید ها هزینه دارند و به طور قابل ملاحظه‌ای نیروی کمتری را برای نصب نیازمند هستند.
ژئوتکستایل، جایگزین فیلتر های خاکی متداول برای زهکشی تقریبا تمام ساختار ها از جمله سیستم های کنترل آب زیرزمینی، فرش جاده ها، زیرساخت های ساختمان، سد ها و دیوار ها می باشند. در مقایسه با فیلتر های خاکی سنتی، ژئوتکستایل ها علاوه بر ایجاد یک زهکش پیوسته و مناسب، خاکبرداری و تاثیرات زیست محیطی را کاهش داده و موجب کاهش عمده هزینه ها می گردد.
ژئوتکستایل های بی بافت سبک وزن تا وزن متوسط مناسب کاربرد فیلتر زهکش بوده و اجازه می دهند که آب زیرزمینی از هسته های زهکشی بگذرند و در عین حال از بسته شدن و گیر کردن سیستم زهکشی، با خاک مجاور جلوگیری می کند. ژئوتکستایل های نیمه سنگین بی بافت وقتی در تماس نزدیک با یک ژئونت یا سنگ زهکش قرار می گیرد می تواند ضایعات و خاک را فیلتر نماید و در عین حال به آب و مایعات شیمیایی اجازه عبور دهد.
9) کنترل نگهداری ضایعات
کنترل ضایعات و طرح های پاکیزه سازی زمین نیاز به ژئوتکستایل هایی با خواص فیزیکی پایدار و کیفیت تولید مناسب دارد در کاربردهای زیست محیطی، ژئوتکستایل باید خواص مهم و حیاتی را در حالی که در معرض محیط های شدیدا شیمیایی هستند، حفظ نماید. کاربرد ژئوتکستایل در فیلتراسیون مایعات و سیستم‌های جمع‌آوری گاز و نیز محافظت از لایه ژئوممبرین، پوشش‌های ضایعات می باشد. ژئوتکستایل‌ها برای ضایعات شهری و محل دفن زباله ها و ضایعاتی مضر و خطرناک، تالاب های تصفیه پساب، هم‌چنین مخازن نگهداری و کنترل ضایعات و دیگر سیستم های نگهداری سطحی توصیه شده‌اند.
10) سیستم جمع آوری مایعات و گاز
ژئوتکستایل های نبافته و بافته شده برای مایعات محلول و سیستم های جمع آوری گاز استفاده می شوند این محصولات کارایی سیستم را برای دفن زباله ها و هم برای طرح پاکیزه سازی آب زیر زمینی افزایش می دهند. انتخاب ژئوتکستایل های فیلتری برای پاکیزه سازی محیط و کنترل ضایعات همانند انتخاب برای سیستم های زهکشی زیرزمینی است. لایه های نبافته سنگین وزن عموما جهت این امر مناسب می باشند.
11) حفاظت ژئوممبرین
ژئوتکستایل ها به‌طور مؤثر به‌عنوان بالشتک حفاظتی از لایه های کنترل ضایعات در مقابل سوراخ شدگی و صدمات دیگر حفاظت می کند. لایه های ژئوممبرین، سازه های پوشش دار و بی پوشش نبافته بسیار محکم برای تقویت سیستم های لایه‌ای و حفاظت از لایه های ژئوممبرین در مقابل فشارهای شدید ناشی از اختلافات سطح به کار می روند. بدون لایه‌های محافظ، لبه های تیز مواد زیرزمینی و مواد زائد موجب آسیب دیدگی ممبرین شده و نهایتا از کیفیت و کارایی لایه ها می کاهد. لایه های نبافته و لایه های ترکیبی به‌عنوان حفاظ در مقابل صدمات مکانیکی به کار می روند. لایه های نبافته سنگین وزن با وزن حدود 600 ژئوممبرین ها را محافظت می کند.
12) ثبات و تحکیم خط های آهن
با استفاده از ژئوتکستایل های نبافته روی لایه زیرین نرم و مرطوب طول عمر جاده و خط آهن افزایش می یابد این عمل با جلوگیری از ورود مخلوظ یگ و سنگ و شن و ماسه به درون لایه زیرین ایجاد می شود. بی‌بافت های سنگین وزن برای ثبات خط آهن مناسب می باشند.
استفاده از ژئوتکستایل و زیر بستر خط آهن این اطمینان را می دهد که خاکریز خط آهن، بار هایی را که برای آن پیش‌بینی شده را تحمل کند.
ورود کاربران
خوش آمدید! لطفا وارد حساب خود شوید