A Közlekedési és Vízügyi Minisztérium Útfenntartási és fejlesztési célelıirányzat költségébıl a 2001 évi Mérés-vizsgálati és mőszaki-fejlesztési program keretében Zárójelentés 1. kötet Megrendelı Vállalkozó Széchenyi István Egyetem 3810.3.1./2001 szerzıdés szám 91-511-04 Szirbek Zsuzsa Témafelelıs dr. Szepesházi Róbert dr. Boromissza Tibor szakmai konzulens 2003. július 30. A dokumentáció szakmai hivatkozásként történı felhasználásakor forrásként a fenti adatok mindegyikét meg kell jelölni.
A zárójelentéshez két külön kötetbe szerkesztve 5 melléklet tartozik. 2. kötet: 1 3. melléklet 1. Válogatás a nemzetközi szakirodalomból 2. Tanulmányok a hazai alkalmazásokról, 3. Geomőanyagokat gyártó és forgalmazó cégek kiadványai 3. kötet: 4 5. melléklet 4. A BS 8006:1995 jelő brit talajerısítési szabvány 5. A német útügyi elıírás a geomőanyagok útépítési alkalmazására A jelentést és a mellékleteket egy erre a célra szervezett munkabizottság készítette. Tagok: Benák Ferenc (ügyvezetı igazgató, GEORAM Kft.) dr. Horvát Ferenc (fıiskolai tanár, Széchenyi István Egyetem) dr. Lırincz János (mőszaki igazgató, GRADEX Kft.) dr. Scharle Péter (egyetmei tanár (Széchenyi István Egyetem) dr. Szabó Imre (egyetemi docens, Miskolci Egyetem) Szengofszky Oszkár (ügyvezetı igazgató, GRADEX Kft.) dr. Szepesházi Róbert (fıiskolai docens, Széchenyi István Egyetem) Szilvágyi László (ügyvezetı igazgató, GEOPLAN Kft.) dr. Tóth Ernı (ny. osztályvezetı, ÁKMI) dr. Varga László (ny. egyetemi tanár) Témavezetı: dr. Szepesházi Róbert (fıiskolai docens, Széchenyi István Egyetem) Szakkonzulens: dr. Boromisza Tibor (mőszaki tanácsadó, ÁKMI) ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 1
Tartalomjegyzék 1. Bevezetı...4 1.1 A kutatás célja, elızményei...4 1.2 Tervezett kutatási tevékenységek...5 1.3 A zárójelentés tartalma...6 2. A geomőanyagok funkciói...7 2.1 A funkció értelmezése, jelentısége...7 2.2 A funkciók definíciója...7 3. A geomőanyagok típusai...10 3.1 A legfontosabb típusok...10 3.2 Egyéb típusok...11 4. Alkalmazási kör...14 4.1 A geomőanyagok legfontosabb és leggyakoribb útépítési alkalmazásai...14 4.2 Geomőanyagok általános alkalmazási lehetıségei...19 5. A geomőanyagok alapvetı jellemzıi...24 5.1 Fizikai jellemzık...24 5.2 Mechanikai tulajdonságok...24 5.3 Tartóssági tulajdonságok...25 5.4 Hidraulikai tulajdonságok...25 5.5 A mérnöki alkalmazás követelményei a termékekkel szemben...25 6. A geomőanyagok vizsgálati eljárásai...27 6.1 Helyzetkép...27 6.2 Magyar szabványok (MSZ)...29 6.3 Német szabványok (DIN Standards)...32 6.4 Amerikai szabványok (ASTM Standards on Geosynthetics)...34 ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 2
7. A tervezéssel foglalkozó szakirodalom áttekintése...38 7.1 Az irodalmi források áttekintése...38 7.2 A szakirodalmi kutatások összefoglaló értékelése...40 8. Gyártók, forgalmazók, termékek...41 8.1 Gyártók...41 8.2 Hazai forgalmazók...44 8.3 Termékek...47 9. A geomőanyagok alkalmazásának hazai helyzete...50 9.1 Tanulmányok a geomőanyagok hazai alkalmazásáról...50 9.2 A geomőanyagok tervezése az ÚT 2-1.222:2002 Útügyi Mőszaki Elıírásban...51 10. A geomőanyagok tervezési módszerei...58 10.1 A tervezés alapjai...58 10.2 Tervezés az egyes funkciókra...60 11. Talajerısítések vizsgálata FEM-analízissel...64 11.1 A számítások célja...64 11.2 Töltésalapozás FEM-vizsgálata...65 11.3 Földmőteherbírás vizsgálata...71 11.4 Rézsőerısítés vizsgálata...78 11.5 Erısített talajtámfal FEM-vizsgálata...84 12. A geomőanyagok népszerősítése, az eredmények terjesztése...90 12.1 A geomőanyagok alkalmazásának alapjairól szóló szakcikk...90 12.2 Geomőanyagok alkalmazása Szeminárium a Gradex Kft. rendezésében...98 13. Összefoglalás, javaslatok...101 ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 3
1. Bevezetı 1.1 A kutatás célja, elızményei A Széchenyi István Egyetem 2001 nyarán pályázatot nyújtott be a Közlekedési és Vízügyi Minisztérium Útfenntartási és Fejlesztési Célelıirányzat költségébıl finanszírozandó 2001 évi Mérés-vizsgálati és mőszaki fejlesztési program elnevezéső pályázatra a Geomőanyagok útépítési alkalmazásainak tervezése c. témával. A pályázatot a bírálóbizottság kedvezıen fogadta, s ennek alapján a Széchenyi István Egyetem szerzıdést kötött a pályázat lebonyolítójával, az Állami Közúti Mőszaki és Információs Központtal. A pályázatnak megfelelı munka tartalmát a szerzıdés melléklete tartalmazta, s azt itt a következıkben ismertetjük. A 2002 év végéig tartó munka elsı részérıl, addig elért eredményeirıl 2001 decemberében részjelentésben számoltunk be. A kutatás célja, hogy a külföldi szakirodalom, szabványok, a hazai tapasztalatok feldolgozásával kidolgozzunk a geomőanyagok tervezési rendszerét és a méretezési eljárásait. A munka kiterjed a geotextíliák, -fóliák, -membránok, -rácsok és -matracok alkalmazására. Elsısorban a georácsos talajerısítések tervezése területén kell lényeges elırelépést hoznia, eljárásokat nyújtva a puha altalajon épülı töltésalapozások, a meredek földrézsők, illetve a földtámfalak tervezéséhez, valamint a földmőteherbírás növeléséhez. A terv szerint a kutatásnak elı kell segítenie az európai építési gyakorlathoz való csatlakozást, az euroszabványok alkalmazását, a költségtakarékos földmőépítést, a terület- és a földanyagfelhasználás csökkentését, tájba illı földszerkezetek építését, a kockázatok csökkentését éppen a kritikus földmőépítési feladatoknál, a földmővek, s ezzel a pályaszerkezetek minıségének javítását, a geomőanyagok alkalmazásának szabályozottságát. A geomőanyagok alkalmazása bizonyosan az elmúlt két évtized legjelentısebb geo-technikai innovációinak egyike. A termékkínálat, az alkalmazási kör, a téma szakirodalma és szabványosítása az elmúlt években jelentısen bıvült. A geotextíliák és a geomembránok alkalmazásának a nemzetközi gyakorlata ugyan már az elmúlt 20 évben kialakult, a georácsos talajerısítés viszont a közelmúltban indult nagy fejlıdésnek, s meggyızınek tetszı elırejelzések szerint tíz év múlva ez olyan természetes lesz, mint a beton vasalása. A geotextíliák útépítési alkalmazása már idehaza is elterjedt, de a tervezési rendje még nem egységes. A korszerő georácsos talajerısítést csak 3 éve alkalmazzuk, s ebben, pl. a vasútépítés is elıbbre tart. A szakemberek tájékozottsága hiányos, a tervezés a legtöbbször nem alapul méretezésen. Nem alkalmazzuk minden esetben, amikor indokolt lenne, ugyanakkor elıfordul felesleges, illetve hibás használat is. A Betonút típusú támfalak kudarca sokszor gátolja az alkalmazást. A téma hazai irodalma szegényes, szabályozottsága elmaradott. Ebben elırelépést hozhat egy ÁKMI-kutatás keretében a Vállalkozó által kidolgozott és 2001-ben bevezetésre kerülı mőszaki elıírás, mely az utak geotechnikai tervezésének általános szabályait adva a geomőanyagok alkalmazásának az alapjait is rögzíti. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 4
1.2 Tervezett kutatási tevékenységek A pályázatban a következıket terveztük: A) A geomőanyagok nemzetközi szakirodalmának, az európai és a fejlettebb országok nemzeti szabványainak áttekintése és feldolgozása, különös tekintettel a tervezés idehaza is alkalmazható módszereire. B) A geomőanyagok eddigi hazai alkalmazási tapasztalatainak összegyőjtése, feldolgozása, értékelése. A folyamatban lévı munkák megfigyelése, a geomőanyagok hatékonyságának ellenırzése, a tervezési hiányosságok feltárása. C) A geomőanyagok típusainak, meghatározó tulajdonságainak és ezek vizsgálatainak feltérképezése a gyártók katalógusai és a nemzetközi szabványok alapján. A termékspecifikációval kapcsolatos hazai teendık tisztázása. Az alkalmassági engedélyek és a megfelelıségi vizsgálatok helyzetértékelése. D) A geomőanyagok alkalmazási köreinek, -feltételeinek és -funkcióinak egyértelmősítése. Az alkalmazási kritériumok rendszerének kidolgozása. E) A geomőanyagok nemzetközi tervezési és méretezési eljárásainak felmérése, elemzése, esetleges továbbfejlesztése. A korszerő geotechnikai számítógépes programok ilyen célú alkalmazási lehetıségeinek vizsgálata. F) A geomőanyagok tervezési módszereinek kidolgozása figyelembe véve a hazai adottságokat és a kapcsolódó elıírásokat. Egy leendı tervezési útmutató tervezetének összeállítása. G) Az elért eredmények közreadása szakcikkekben, elıadásokban, szemináriumon és összegzı tanulmányban. A munka kezdetén tartott egyeztetéseken ezt a tématervet a következıkkel pontosítottuk: a) Definíciók, jelölések Alapvetı fontosságúnak tartottuk a fogalmak tisztázását, egyértelmő hazai definíciók megadását az egész terület számára, mert a közremőködık szerint még ebben is sok hiány van. Ebben igazodni kell a nemzetközi szabványokhoz. b) Megközelítési módok Többféle megközelítésbıl kell tárgyalni a geomőanyagokat, éspedig a termék, a funkció és az alkalmazási kör szempontjából. A következı csoportokat kell vizsgálni: termékek: geotextíliák, georácsok, geohálók, geoszınyegek, geocellák, geokompozitok, geofóliák, geomembránok, geodrének, geoszálak, stb. funkció: elválasztás, szőrés, drénezés, erısítés, védelem, szigetelés alkalmazási kör: kivitelezés segítése, altalajdrénezés, töltésalapozás, rézsőerısítés, földanyagok elválasztása, rézső erózióvédelme, földmő teherbírásnövelése, víztelenítés, támfalépítés. A munka elsıdleges célja az, hogy a három megközelítést egybefogjuk, tisztázva mely alkalmazási körben, mely funkció fontos és azt melyik termék teljesíti. Ez egy ajánlás jellegő, egyszerősített, táblázatos "betervezési" eljárás kidolgozását jelenti. A második szinten mindezeket számszerősíteni kell, tehát mérnöki méretezési módszereket kell adni. Modellezve a geomőanyag és a talaj kölcsönhatását az egyes alkalmazási körökben számítani kell az igénybevételeket (pl. húzóerı), illetve az igényeket (pl. vízvezetıképesség), s ennek alapján kell a beépítési körülményeket és az élettartamot is mérlegelve, valamint a megfelelı biztonságot szavatolva a gyártó által megadott paraméterekkel bíró terméket kiválasztani. c) Szabványok figyelembe vétele A javasolandó tervezési eljárásoknak összhangban kell lenniük az geotechnikai euroszabvánnyal, az Eurocode 7-tel, illetve annak a Nemzeti Alkalmazási Dokumentummal kiegészített MSZ ENV fejezető honosított változatával, ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 5
a geomőanyagokra vonatkozó euroszabványokkal, illetve azok honosított MSZ EN felzető változataival, a geomőanyagok tervezésével foglalkozó meghatározó európai, mindenek elıtt a német és az angol szabványokkal, az Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai címő, a szintén a SZE által kidolgozott, 2002-ben érvénybe lépett Útügyi Mőszaki Elıírással. d) Termékek hazai alkalmazása Tisztázni kell, hogy miként fogadható el egy termék, amelyrıl a gyártó igazol bizonyos tulajdonságokat, miként lehet egy terméknek általános hazai alkalmazási engedélyt adni (milyen honosítási eljárás kell, mit szabad külföldrıl elfogadni, mit kell vizsgálattal ellenırizni), egy konkrét alkalmazásnál mik legyenek a termék átvételének szabályai, miként kell igazolni a minıséget, milyen egyszerő vizsgálatok szükségesek ezekhez. 1.3 A zárójelentés tartalma A két éves kutatás eredményeit három kötetben adjuk közre, melybıl a második kettı az elsı mellékletének tekinthetı, de önállóan is használhatók. A jelen 1. kötet, mely a kutatásról szóló zárójelentésnek tekintendı, munkánk ismertetését, az elért eredményeket, a munka során szerzett információkat, tapasztalatokat és javaslatokat foglalja össze: nagyobb részét, a munka esszenciájaként, a geomőanyagok funkcióiról, típusairól, alkalmazási köreirıl, illetve alapvetı jellemzıirıl és ezek vizsgálatáról szóló fejezetekben már úgy fogalmaztuk meg, hogy azok a majdani mőszaki elıírás, útmutató részeit képezhessék, a zárójelentés más fejezetei a kutatási munka tapasztalatait ismerteti, így az irodalomkutatás összegzését, a geomőanyagokkal kapcsolatos hazai helyzet értékelését, melyeket részletezve a 2. kötet mellékletei tartalmaznak, kivonatoltuk az ÚT 2-2.1.222 számú, Az utak geotechnikai tervezésének általános szabályai c. Útügyi Mőszaki Elıírásnak a geomőanyagokkal foglalkozó részeit, a jelentésben van egyfajta információs bázis a gyártókról, a forgalmazókról, a termékekrıl és a vizsgálatokról, összefoglaltuk a geomőanyagok tervezésének alapjait, utalva a jelentés azon további részeire, (2-6. fejezet és 2-3. kötete megfelelı részei, fıleg az 5. melléklet), melyek egy leendı elıírás részei lehetnek, részletesen bemutattuk azoknak a véges elemes számításainknak az eredményeit, amelyekkel a geomőanyagos talajerısítés négy alapfeladatát modelleztük, bemutatjuk végül a témakör népszerősítése és a kutatás eredményeinek terjesztése céljából írt cikket, és beszámolunk a részben ugyanezen célból szervezett rendezvényrıl is. A második kötet három mellékletet tartalmaz: a legfrisebb nemzetközi szakirodalom áttekintése, kiemelten Koerner Designing with geosynthetics c. alapmővének részletes ismertetése, a hazai geomőanyagos munkák tapasztalatait bemutató tanulmányok felkért közremőködıktıl, a geomőanyagokat gyártó és forgalmazó cégek kiadványainak áttekintése. A harmadik kötet mellékletként két, a hazai tervezési elıírás alapjaként hasznosítható külföldi elıírás gyakorlatilag szöveghő fordítása: a BS8006:2002 brit szabvány, melyet a szakirodalom mindenütt tervezési útmutatónak tekint, a német útügyi elıírás, mely a mi elıírásunk alapja lehet, leginkább ezt követik a jelentés azon fejezetei, melyek majd az elıírás részeivé válhatnak. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 6
2. A geomőanyagok funkciói 2.1 A funkció értelmezése, jelentısége A nemzetközi szakirodalomban régóta szokás a geomőanyagok funkcióinak elkülönített értelmezése. A funkció szón itt azt értjük, hogy valamely geomőanyag milyen elkülönítve értelmezhetı fizikai, mechanikai vagy hidraulikai feladatot lát el valamely mérnöki szerkezetben. E feladatok egy része a geomőanyagtól függetlenül is létezik, más elemmel, anyaggal is megoldható. Más funkciók viszont gyakorlatilag a geomőanyaggal jelentek meg a mérnöki munkában, más anyaggal nem, vagy nem így oldhatók meg. A funkció nem azonos az alkalmazási körrel, mert a legtöbb mérnöki alkalmazás esetén a geomőanyagok egyszerre több funkciót is teljesítenek. Ilyenkor fontos, hogy e funkciókat azonosítsuk, elkülönítve megállapítsuk. A szakszerő mérnöki tervezésnek ugyanis mint általában minden szerkezet esetében is az a lényege, hogy az egyes funkciók által támasztott követelményeket ( a terhelést ) megállapítsuk, s az ezek teljesítésére képes ( megfelelı teherbírású ) geomőanyagot kiválasszuk. A mérnöki tervezés ma már ebbe az irányba tart, ennek megvannak az elméleti alapjai. Ez a tervezıtıl nagyobb és új tartalmú szaktudást kíván meg, mintha a termék (geomőanyag-típus) vagy az alkalmazási kör (konkrét szerkezet) felıl közelítenénk a kérdéshez. Ezt azért is fontos hangsúlyozni, mert a geomőanyagok, ill. gyártóik a földmővek tervezésének világába talán szokatlan módon törtek be. Általában és teljesen érthetı módon ık a termékeiket kínálták konkrét mérnöki szerkezetekhez, termékeik skáláját bıvítették, azok elınyeit hangsúlyozták, és azt kutatták, mely szerkezetekben lehet alkalmazni ıket, milyen új alkalmazási lehetıségek vannak. Ezekhez adtak tervezési segédleteket, egyszerő tervezési szabályokat, amit a tervezık is szívesen fogadnak, mert munkájukat megkönnyítik. Ugyanakkor bizony nem ritkán fordul elı, hogy a tervezık a termékeket a különféle szerkezetekbe a gyártók ajánlatára, de nem pontosan tisztázott céllal, funkcióval tervezik be. Az is lényeges e tekintetben, hogy a bıvülı termékskála és alkalmazási kör miatt a szakterület a mérnök számára már-már áttekinthetetlenné válik. Ha pedig nem képes a szokásos mérnöki elvek, módszerek szerint tervezni a geomőanyagokat, akkor nem is merészkedik erre. Az is elıfordulhat, hogy ha már voltak is ilyen próbálkozásai, a sok lehetıség a megszokott tervezési módszerek híján elbizonytalanítja, felhagy az alkalmazással, fıleg, ha esetleg nem mindegyik próbálkozása zárult kifogástalan sikerrel, ami egy innováció esetében egyébként természetes is. Mindezek alapján talán rögzíthetı, hogy a geomőanyagok alkalmazásának az a helyes útja, amit a legjobb szakértık ajánlanak is: a funkció felıl kell megközelíteni a feladatokat. Ezt a szemléletet képviseli ez a jelentés is. Így a funkció a mérnöki tervezés szempontjából alapvetı fogalom, illetve azzá kell válnia, ezért is fordítunk rá külön gondot, kezdjük ezzel a fejezetet, és fogjuk a késıbbiekben is kiemelten vizsgálni ilyen szempontból a szakirodalmat. Külön említést érdemel az is, hogy a ma rendelkezésre álló geomőanyagok egyes típusai általában többféle funkció ellátására is képesek, bár általában nem azonos mértékben, illetve valamely típuson belül változtatható tulajdonságuktól függ az egyes funkciókra való alkalmasságuk. Vannak azután olyan geomőanyag típusok, melyek lényegében csak egyetlen funkciót tudnak ellátni, kifejezetten arra készülnek. Készítenek továbbá több geomőanyag összeépítésével olyan geomőanyagszerkezeteket (geokompozitokat), melyekben a szerkezet egyes alkotói különbözı egyedi funkciókat teljesítenek, együtt viszont többféle funkciót képesek optimálisan ellátni. 2.2 A funkciók definíciója Gyakorlatilag valamennyi szabvány, szakirodalom megegyezik a következı funkciók elkülönített értelmezésében, megnevezésében (l. 2.1. táblázat). ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 7
Szigetelés (Barrier, Dichten) Folyadékok vagy gázok talajbeli mozgásának megakadályozása a geomőanyag tartós vízzárósága által. Drénezés (Drainage, Dränen) A talajban mozgó víz összegyőjtése és szállítása a geomőanyag tartós síkbeli vízszállítóképessége által. Szőrés (Filter, Filtern) A víz valamely talajrétegbıl való átszivárgásának megengedése oly módon, hogy közben a talajszemcsék ellenırizetlen mozgását a geomőanyag meggátolja a síkra merıleges tartós vízszállító-és szemcsevisszatartási képessége által. (Felületi) erózióvédelem (Surface erosion control, Erosionsschutz) A talajrészecskéknek a csapadék lefolyása és/vagy a szél által okozott felületi eróziójának megakadályozása a geomőanyag nyitott és texturált felülete és tartóssága által. Elválasztás (Separation, Trennen) Két különbözı geotechnikai anyag (talajok, stabilizációk) keveredésének megakadályozása a geomőanyag megfelelı erıssége (robusztussága) révén. Védelem (Protection, Schützen) A lokális feszültségek csökkentése valamely felület vagy réteg károsodásának megakadályozása vagy csökkentése végett megfelelı tartóssága és robusztussága révén. Erısítés (Reinforcement, Bewehren) Valamely geotechnikai szerkezetben fellépı feszültségekkel és alakváltozásokkal szembeni ellenállás létrehozása vagy növelése a geomőanyag tartós húzási ellenállásának, valamint a talaj és a geomőanyag közötti mechanikai kapcsolatnak a felhasználásával. E funkciókat csoportosíthatjuk a következıképpen: a) hidraulikai funkció: szigetelés, drénezés b) hidraulikai és mechanikai funkció szőrés, erózióvédelem, elválasztás c) mechanikai funkció védelem, erısítés Szokás, még több más funkciót is a geotechnika területén (is) elkülönítetten értelmezni, de ez még nem általános. Oldalhatárolás (Confinement, ) A talajok oldalirányú mozgásának megakadályozása geomőanyag elemekkel. Tárolás (Containment, Lagern) Talajok vagy más anyagok tárolása a geomőanyaggal a beépítéskor meghatározott alakkal és méretekkel, megakadályozva a tárolt anyag elvesztését, elmozdulását, illetve alakváltozását. Töltéssúly csökkentése Töltéstest építése könnyő geohabokból az altalaj összenyomódásának csökkentésére. Fagyvédelem (frost protection, Frostschutz) Hıszigetelı geohabok beépítése a földmővek átfagyó felsı zónájába a fagy- és olvadási károk elhárítására. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 8
2.1. táblázat. A geomőanyagok funkciói Funkció geomőanyag nélkül Viselkedés geomőanyaggal Definíció Ajánlott geomőanyag Magyarázat Szigetelés Folyadék- (gáz)mozgás megállítása Geomembrán Geoszintetikus agyagszigetelı A hulladékon átszivárogva szennyezetté váló víz nem szivárog be a talajba, ill. a talajvízbe, így az tiszta marad. Drénezés Folyadék szállítása Geotextília Geoháló Geodrén Geokompozit Geocsı A geomőanyag síkjában elvezeti a vizet, így az nem győlik össze, nem okoz nyomást, elnedvesedést. Szőrés Folyadék átengedése, talajszemcsék megállítása Geotextília A szivárgó kavicstestét és a dréncsövet a víz által bemosott finom szemcsék nem tömítik el, így a drénezés tartós lesz. Erózióvédelem Elválasztás Esı okozta talajmozgás meggátolása, növényzet erısítése Különbözı talajok keveredésének meggátolása Geotextília Geopokróc Geoszınyeg Geoháló Geocella Geokompozit Geotextília A geomőanyag a növényzet megerısödéséig megvédi a földmő felületét attól, hogy a lefolyó vizek elragadják a szemcséket. A geotextília meggátolja a durva- és a finomszemcsés talajok keveredését, ezzel az utóbbi megırzi kedvezı tulajdonságait. Védelem Talajjal érintkezı szerkezet mechanikai védelme Geotextília A geotextília meggátolja, hogy a szemcsés anyag sérülést okozzon a csatlakozó szerkezet (például membrán) felületén. Erısítés Húzófeszültség kölcsönzése a talajnak Geotextília Georács Geokompozit Geocellák A georács húzószilárdságot kölcsönöz a talajnak, így pl. a nyírószilárdság által megengedettnél meredekebb rézső sem csúszik meg. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 9
3. A geomőanyagok típusai Elöljáróban adjuk meg a geomőanyagok definícióját. Geomőanyag: polimer (szintetikus vagy természetes) anyag, melyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak geotechnikai, hidraulikai, közlekedési és környezetvédelmi mérnöki szerkezetekben. (geosynthetic) E fogalom alá nagyon sokféle terméket sorolnak, egyesek indokoltsága sokszor vitatható is, nyilván marketing-célok is szerepet játszanak ebben. A következıkben az International Society for Geosynthetics (ISG) definícióit tekintettük alapnak, de azt kiegészítettük, pontosítottuk. Ugyanakkor jeleznünk kell, hogy nehéz vitathatatlan fogalomrendszert alkotni, mert egy ilyen szinte robbanásszerően fejlıdı területen értelemszerően állandó a változás. Még a legismertebb szakirodalmak terminológiája sem azonos, és például az ISG fogalomrendszere e munkánk készítése alatt is változott. A fogalmak az angolszász szakirodalomban sem teljesen egységesek, néha hasonló termékeket más névvel illetnek, vagy ugyanazon a néven hoznak ki megjelenésében hasonló, de mechanikai tulajdonságaiban, funkcionális szerepét illetıen más termékeket. Még nehezebb a dolgunk, ha az angol szavak magyar megfelelıjét keressük, mert a magyar terminológia csak most van alakulóban. Nehézséget okoz, hogy bizonyára marketing célokból az angolszász terminológia mindegyik terméknévben szerepelteti a geo elıtagot, ami nehezíti a további szóösszetételt, elhagyása viszont aligha volna helyes. Az ajánlott fogalomrendszer tehát még kívánnivalókat hagyhat maga után, de az induláshoz és az eligazodáshoz alapul szolgálhat. A definíciók mellett szerepeltetjük az angol fogalmakat is, hogy a jelenlegi helyzetben még segítsük a megértést. Ugyancsak a könnyebb tájékozódást segítik a 3.1.-3.3. ábrákon látható fényképek. 3.1 A legfontosabb típusok Geotextília: sík, áteresztı, polimer (szintetikus vagy természetes) nemszıtt, hurkolt vagy szıtt textília, melyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak sokféle funkcióval mérnöki szerkezetekben (geotextile, Geotextilie) Nemszıtt geotextília: irányított vagy véletlenszerően rendezıdött, mechanikusan és/vagy hıkezeléssel és/vagy vegyileg megkötött rostszálakból, mőszálakból vagy más elemekbıl gyártott lemez, szövet vagy vatta. (nonwoven geotextile, Vliesstoff) Szıtt geotextília: fonalak, rostszálak, mőszálak, szalagok vagy más elemek két vagy több kötegének, rendszerint derékszögő főzésével elıállított, az elıbbieknél általában jóval nagyobb húzószilárdságú geotextília (woven geotextile, Gewebe) Hurkolt geotextília: egy vagy több gyapotfonál, rostszál, mőszál vagy más elem hurkolásával készült geotextília. (knitted geotextile, Maschenware) Georács: síkbeli polimer anyagú, egy- vagy kétirányú húzóerı felvételére képes elemek szerves (nyújtott, extrudálással, kötéssel vagy szövéssel létrehozott) összekapcsolásával készülı, szabályos nyitott hálószerő szerkezet, melynek nyílásai nagyobbak, mint az alkotói, s amelyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak erıviselı elemekként mérnöki szerkezetekben (geogrid, Geotextilie) Extrudált georács: extrudálással készült, majd kilyukasztott polimer lemez egy- vagy kétirányú nyújtásával elıállított, a nyújtás irányában polimerizálódott és merev kapcsolattal bíró georács (extruded geogrid, gestreckter Geogitter) Hegesztett georács: pászmák vagy elemek két vagy több kötegébıl hegesztett kötéssel gyártott rendszerint derékszögő georács. (bonded geogrid, gelegter Geogitter) Szıtt georács: fonalak vagy elemek, rendszerint derékszögő összeszövésébıl gyártott georács (wowen geogrid, gewebter Geogitter) Hurkolt georács: fonalak vagy elemek, rendszerint derékszögő összehurkolásával gyártott georács (knitted geogrid,.) ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 10
Geoszalag: polimer anyagú szalag, melyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak erısítési céllal mérnöki szerkezetekben (geostrip, Geoband). Geoháló: síkbeli, polimer anyagú, extrudálással vagy csomózással összekapcsolt alkotóelemekbıl gyártott, szabályos, tömör hálószerő, a georácsoknál sokkal kisebb szilárdságú szerkezet, melynek nyílásai nagyobbak az alkotóinál, s amelyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak hidraulikai célból mérnöki szerkezetekben (geonet, Geonetz) Geopokróc: áteresztı, biológiailag lebomló (szintetikus vagy természetes) textíliaszerő anyagból készült szerkezet, melyet a talaj felületére fektetnek ideiglenes (általában a növényzet megerısödéséig tartó) erózióvédelem céljából. (geoblanket, Geomatte*) Geoszınyeg: háromdimenziós, áteresztı, polimer anyagú, kötött szálakból készült szerkezet a fő és kis növények gyökereinek erısítésére és a növények erózióvédelmi korlátainak kiterjesztésére tartós erózióvédelem céljából (geomat, Geomatte*) Geocella: áteresztı polimer (szintetikus vagy természetes) anyagú georács vagy geomembrán sávokból váltakozó rögzítéssel készített háromdimenziós méhsejtszerő szerkezet, melyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak erózióvédelmi vagy erıviselı elemekként mérnöki szerkezetekben. (geocell, Geozelle) Geocsı: polimer anyagból extrudálással készített, bordázott vagy sima, zárt vagy perforált külsı felülető csı melyet hidraulikai szerkezetekben használnak. (geopipes, Georöhr) Geomembrán: viszonylag nagy vízzáróságú, polimer (szintetikus vagy természetes) anyagú síklemez, melyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak hidraulikai célból mérnöki szerkezetekben (geomembrán, Geofolie) Bitumenes geomembrán: viszonylag nagy vízzáróságú, természetes bitumenbıl készült síklemez (bituminous geomembrane, bituminöse Geofolie) Elasztomer geomembrán,: viszonylag nagy vízzáróságú, elasztomer polimerbıl készült síklemez (elastomeric geomembrane, elastische Geofolie) Plasztomer geomembrán,: viszonylag nagy vízzáróságú, plasztomer polimerbıl készült síklemez (plastomeric geomembrane, plastische Geofolie) Geokompozit: gyártott vagy szerelt, legalább egy, általában több geomőanyagot tartalmazó összetett szerkezet, a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak mérnöki szerkezetekben (geocomposite, Geokomposit) Geoszintetikus-agyag szigetelı: geomőanyagból és kis áteresztıképességő földanyagból (agyag vagy bentonit) gyártott lemezszerő szerkezet, melyet talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak mérnöki szerkezetekben (geocomposite clay liner) Geokompozit drénszalag vagy -lemez: elıregyártott, felszín alatti víztelenítı szerkezet, mely geoháló vagy geotávtartó (geospacer) által megtámasztott geotextília szőrıburkolatból áll. (geocomposite drain) Erısítı geokompozit: különbözı geomőanyagokból, összeszerelt szerkezet a talaj erısítésére (geocomposite reinforcement) 3.2 Egyéb típusok Geofüggöny: vékony polimer szálakból elıállított hálószerő síkbeli termék, melyet elsısorban szikla- és földfalak védelmére használnak. (geomesh, ) Geopáncél: áteresztı geomőanyag, melyet szabályos rendben elhelyezett burkolóelemekkel együtt fektetnek a talaj felületére az erózió megakadályozására. (geoarmour, ) Geohab: habképzı anyaggal félig folyós állapotban kialakított, könnyősúlyú, magas hézagtartalmú polimer anyag, melyet talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak mérnöki szerkezetekben (geofoam, ) ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 11
3.1. ábra. A geomőanyagok jellegzetes típusai (a) nemszıtt (hıkezelt) geotextília nemszıtt (tőzött) geotextília többrétegő (nemszıtt) geotextília többrétegő (nemszıtt) geotextília (szalagokból) szıtt geotextília (fonálból) szıtt geotextília (fonálból) hurkolt geotextília többrétegő (nemszıttszıtt) geotextília nemszıtt, (lyukasztott) geotextília erısített, főmagos nemszıtt geotextília erısített, szıtt geotextília többrétegő, hurkoltnemszıtt geotextília lyukasztott lemezbıl kétirányban extrudált georács irányban extrudált lyukasztott lemezbıl egy- georács egy fázisban, kétirányban extrudált, georács extrudált, többrétegő kétirányú georács vékony szalagokból hegesztett georács széles szalagokból hegesztett georács pászmákból hegesztett georács fonálból szıtt georács hurkolt georács hurkolt georács geoszalag geoháló ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 12
3.2. ábra. Geomőanyagok jellegzetes típusai (b) geopokróc georácsból készített geoszınyeg geoszálból préselt geoszınyeg geocella geocella geocella georácsból szerelt geocella geomembránból készített geocella perforált geocsı HDPE geomembrán geoszintetikus agyagszigetelı geokompozit szalagdrén geokompozit drénháló geokompozit drénháló geokompozit drénszınyeg geokompozit drénlemez Geoszálak: polimer szálak, melyeket a talajjal összekeverve, annak erısítésére használnak. (,.) Geosablon: háromdimenziós vízáteresztı geomőanyag szerkezet, talajjal vagy leülepedı hulladékkal töltve, melyek a felfújt szerkezet formáját veszik fel. (geoform, Geoform) Geocontainer: a talajok tárolására, elıírt formájú földtest kialakítására (zsaluszerően) használható polimer anyagú zsákok, medencék (geocontainer, ) Georúd: polimer anyagú rúd, melyet talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyaghoz kapcsolva alkalmaznak mérnöki szerkezetekben (geobar, stabförmiges Element) Geotávtartó: háromdimenziós polimer anyagú más elemek távolságát szabályozó szerkezet, melyet a talaj/kızet és/vagy más geotechnikai anyagokhoz kapcsolva használnak mérnöki szerkezetekben (geospacer, ) Geoegyebek: az elızıekben értelmezett geomőanyagok közé nem sorolható egyéb termékek (geoothers, ) ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 13
4. Alkalmazási kör A geomőanyagok alkalmazási körein olyan geotechnikai, hidraulikai, közlekedési és környezetvédelmi, vagy más mérnöki szerkezetekben való megjelenésüket értjük, melyekben egy- vagy több olyan funkciót teljesítenek, amely a szerkezet alkalmassága szempontjából elengedhetetlen vagy legalább is elınyös. A 2.1.1 fejezetben kifejtettük, hogy a geomőanyagok alkalmazását inkább a funkciók oldaláról helyes megközelíteni. Az a megközelítés, hogy bizonyos szerkezetekbe rutinszerően tervezzünk be geomőanyagokat, nem helyes. A következıkben felsorolt alkalmazási lehetıségek ekként elsısorban úgy értékelendık, mint olyan szerkezetek, földmőépítési feladatok, ahol célszerő gondolni a geomőanyagok alkalmazására, illetve ahol már van hasznosítható tapasztalat az alkalmazásra. Elıbb részletesebben megfogalmazva, a célszerő geomőanyag fajtáját is említve és a funkciókat is rögzítve az útépítés területén egy meghatározott munkafázishoz, illetve földszerkezethez kapcsolódó alkalmazási köröket ismertetjük. (Ezek azok, melyek tervezésére elıírást, segédletet célszerő kidolgozni.) Másodsorban alkalmazási lehetıségek széles, nem csak az útépítésben szóba jövı körét ismertetjük szakirodalomi győjtésünk alapján felsorolásszerően, a geomőanyag típusa és a fı funkciója szerint csoportosítva. 4.1 A geomőanyagok legfontosabb és leggyakoribb útépítési alkalmazásai A következıkben felsorolt alkalmazási esetek értelmezését a 4.1. és 4.2. ábra, valamint a 4.1. táblázat segíti. Töltésalapozás Gyenge teherbírású altalajra magas töltés alá egy vagy több geotextília és/vagy georács réteget, esetleg geokompozitot, arra szemcsés anyagot fektetnek, nagyobb erısítési igény esetén georácsokból szerelt és szemcsés anyaggal kitöltött geocellát építenek, hogy elkerüljék a töltés állékonyságvesztését, csökkentsék a töltéskorona süllyedéskülönbségeit, gyorsítsák a konszolidációt mindenek elıtt az erısítési, aztán az elválasztási és a szőrési, kis részben a drénezési funkció révén. Kiegészítıleg az altalajba a konszolidáció gyorsítására geodréneket mélyíthetnek le, ami az építés közbeni állékonyságot is növeli. Különösen kritikus esetben a töltés alá még kavicscölöpöket is készíthetnek, s ekkor a georácsok a cölöpök közötti áthidalást is szolgálják. Töltéstest építése Töltések egymástól különbözı anyagú részeit, vagy a töltéstest bizonyos zónáit geotextíliával vagy geomembránnal, illetve geokompozitokkal határolják le, hogy megvédjék ıket a szomszédos zónákkal való elkeveredéstıl vagy megakadályozzák az elnedvesedést, s az ezzel járó állapotromlást, elsısorban az elválasztási vagy a szigetelési, másodsorban a szőrési és drénezési funkció révén. Földmővek teherbírásának növelése Gyenge teherbírású altalajra vagy mesterségesen kialakított földfelületre az építendı töltés, a felvonulási utak, a tartós földutak alá vagy burkolt utak szemcsés pályaszerkezeti rétegei alá egy esetleg több geotextília és/vagy georács réteget fektetnek a terület járhatóságának biztosítására, a kötıanyag nélküli szerkezet nyomvályúsodásának csökkentésére, a szilárd pályaszerkezet alatti deformációk csökkentésére, fontossági sorrendben az erısítési, az elválasztási, a szőrési és a drénezési funkció révén. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 14
Rézsővédelem A földrézsők felszínére általában humusztakaróval és főmagokkal együtt geotextíliát, geohálót geopokrócot, geoszınyeget, geocellát, geokompozitot, esetleg geomembránt, illetve geofüggönyt fektetnek, hogy ideiglenesen (a növényzet megerısödéséig) vagy tartósan (a növények védelmét is biztosítva) megvédjék a földrézső felületén levı szemcséket attól, hogy a lehulló és lefolyó víz magával ragadja ıket elsısorban az erózióvédelmi funkció révén. Ide lehet sorolni (de szokás külön is kezelni) a sziklarézsők azon védelmét is, amellyel a kipergı szikladarabok elmozdulását megakadályozzák vagy (csak) szabályozzák a sziklafelületre rögzített georácsokkal, geohálókkal vagy geofüggönnyel. Rézsők erısítése A töltésanyag nyírószilárdsága által megengedettnél meredekebb hajlású, de 70 -nál nem meredekebb rézsővel határolt földtestbe több rétegben georácsot vagy szıtt geotextíliát építenek be új meredek földmő rézsőállékonyságának biztosítására, meglévı töltésrézsők szélesítésére, megcsúszott rézsők helyreállítására fıként az erısítési és kötött töltésanyag esetén a drénezési funkció révén. A meredekebb rézső felszínét célszerő az erózió ellen geomőanyagokkal védeni. Erısített földtámfal A földanyag nyírószilárdsága által megengedettnél és 70 -nál meredekebb síkkal határolt földtestbe több rétegben georácsot, geotextíliát vagy geoszalagot építenek be, és azokat a homlokfalat lezáró, geomőanyagból vagy betonból, vasbetonból készülı elemekhez kapcsolják a töltésanyag saját állékonyságának biztosítására, a töltésanyaggal megtámasztott földtömeg állékonyságának biztosítására az erısítési funkció által. Földmővek csatlakoztatása szerkezetekhez A földmővekhez csatlakozó szerkezetek (falak, támfalak, hídfık, cölöpök, geomembránok) és a töltésanyag közé geotextíliát, esetleg geokompozitot építenek be a csatlakozó szerkezetek védelmére, a vízelvezetés céljából, védelmi és erısítési, illetve drénezési és szőrési funkcióra. Víztelenítı szerkezetek A földmővekhez létesülı szivárgókba geocsövet, a víztelenítendı talaj és a szivárgótest, valamint szükség esetén a szivárgótest és geocsı közé geotextíliákat építenek be, a vízmozgás okozta szemcsemozgások megakadályozása céljából, a vízmozgás lehetıvé tételére elsısorban a szőrési, másodsorban az elválasztási funkció teljesítésére. A kavicsszivárgó helyett olyan geokompozitot is alkalmazhatnak, mely a kavicstestet geohálóval vagy drénlemezzel helyettesíti, s ezeket határolja a geotextília, s kapcsolódik hozzájuk a geocsı. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 15
4.1. táblázat A geomőanyagok és funkcióik jelentısége az egyes útépítési alkalmazási körökben alkalmazási kör töltésalapozás töltéstest építése teherbírásnövelés rézsővédelem rézsőerısítés f szigetelés ** * * * * u drénezés ** * * * * * * *** n szőrés * * * * * * *** k erózióvédelem * * *** ** * c elválasztás *** ** *** * * * * i védelem * * * * ** * ó erısítés *** * *** * *** *** t víztelenítés erısített talajtámfal földmőcsatlakoztatás geotextília nemszıtt ** * * * * * ** *** szıtt, hurkolt ** * ** *** ** * * * georács extrudált egyirányú *** * *** *** kétirányú *** *** ** hegesztett, egyirányú ** * ** ** szıtt, hurkolt kétirányú ** ** ** e geoháló * *** *** *** r geomembrán ** * * * * m geofüggöny ** * é geopokróc *** * k geoszınyeg * *** * geocella geokompozit szalagból gyárilag készítet ** *** * rácsból helyszínen szerelt *** geocsı * ** *** geoszintetikus agyagszig. * * * lemez- vagy szalagdrén *** * ** *** georács+geotextília *** *** * ** ** *** alapvetı ** fontos * másodlagos ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 16
Töltésalapozás magas töltés homokos kavics georács vagy geocella és geotextília geodrén kompresszibilis, kis nyírószilárdságú altalaj Töltéstest építése szemcsés talaj humusztakaró geotextília vagy geomembrán kötött talaj szemcsés talaj Teherbírásnövelés jó teherbírású szemcsés talaj georács és geotextília gyenge teherbírású (E 2 -modulusú) altalaj vagy földmőtest Rézsővédelem erózióérzékeny talaj humusz geotextília vagy geoháló vagy geopokróc vagy geoszınyeg vagy geocella vagy geokompozit esetleg geomembrán illetve geofüggöny 4.1. ábra. A geomőanyagok alkalmazása töltések építésekor (a) ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 17
Rézsőerısítés célszerően jó szemcsés anyag georács vagy szıtt geotextília Erısített talajtámfal célszerően jó szemcsés anyag homlokzat georács vagy szıtt geotextília Csatlakoztatás földmőhöz durva szemcsés talaj szerkezet vagy geomembrán geotextília Víztelenítı szerkezetek burkolat árok szemcsés szivárgótest kötött talaj geotextília geocsı 4.2. ábra. A geomőanyagok útépítési alkalmazásai lehetıségei (b) ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 18
4.2 Geomőanyagok általános alkalmazási lehetıségei 4.2.1 Geotextília általános alkalmazási területei Elválasztás különbözı anyagok elkülönítésére az altalaj és a zúzottkı alap között burkolat nélküli utakon és repülıtereken az altalaj és a zúzottkı alap között burkolt utakon és repülıtereken az altalaj és az ágyazat között vasúti pályákon a depóniák és a zúzottkı alap között a geomembránok és homokos drénrétegek között az altalaj és a töltésképzı talaj között felszíni terhelés esetén az altalaj és a töltésképzı talaj között útpályák esetén az altalaj és a töltésképzı talaj között föld és kıgátak esetében az altalaj és a bezárt talajrétegek között az altalaj és a merev támszerkezetek fala között az altalaj és a hajlékony támszerkezetek fala között az altalaj és a támcölöpök között a rézsők és a mentett oldali megtámasztó padka között gyalogutak burkolata alatt járdák alatt parkolók alatt sportpályák alatt esztétikai burkolatok táblái alatt drénrétegek között rosszul graduált szőrırétegben földgátak különbözı zónái között régi és új aszfaltrétegek között Erısítés gyenge talajok vagy más anyagok esetében puha talaj felett burkolatlan úton puha talaj felett repülıtéren puha talaj felett vasúti pályán puha talaj felett terepfeltöltés esetén puha talaj felett sportpályák esetében karsztos területek felett nem stabil feltöltések zárórétegeként vasúti ágyazat oldalirányú megtámasztására talajok becsomagolására bezárt szerkezetek esetében erısített támfalakban töltések erısítésére meredek rézsők kialakításához föld és kıgátak erısítésére rézsők ideiglenes stabilizálására földrézsők kúszásának megállítására vagy lassítására repedezett hajlékony burkolatok erısítésére kızetrepedések áthidalására geomatracok kıanyagának tartására tagolt betontömbök alá ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 19
burkolatlan tárolóterületek és beállványozott területek alá homlokelemek behorgonyzására mechanikailag stabilizált falak esetén homlokzati betontömbök behorgonyzására kisebb támszerkezetek esetében geomembránok altalaj által okozott átszakadásának megakadályozására geomembránoknak a föléjük kerülı depónia okozta átszakadás megakadályozására stabilabb oldalrézsők kialakítására a nagyobb súrlódási ellenállás kihasználásával puha talajok összefogására töltések esetén membránnal bezárt talajok esetében speciális talajok helyszíni tömörítéséhez és konszolidálásához egyenetlen feltöltések áthidalására a terület felszíni lezárásakor síkalapok alatti altalaj erısítésére Szőrés (felületre merıleges szivárgás) a szemcsés talajszőrık helyén a zúzottkı alap alatt burkolat nélküli utakon és repülıtereken a zúzottkı alap alatt burkolt utakon és repülıtereken vasúti ágyazat alatt folyókás szivárgók kıanyagának körülhatárolására folyóka nélküli szivárgók kıanyagának körülhatárolására perforált szivárgócsövek burkolására padozatok alatti perforált szivárgócsövek és kıanyag körülhatárolására szivárgást okozó depóniák alatt hidraulikus feltöltések szőrésére hordalékfogó kerítésként hordalékfogó függönyként hófogóként homok, habarcs vagy beton hajlékony sablonjaként erózióvédelmi szerkezetekben hajlékony sablonként kárososodott cölöpök helyreállítására hajlékony sablonként földalatti üregek helyreállításához hajlékony sablonként hídpillérek alámosott alapjának helyreállításához drénezı furatok anyagának védelmére szivárgók drének anyagának védelmére támszerkezetek hézagai és a háttöltések között gabionok és a háttöltés közé függıleges drénfuratok kitöltıanyaga köré szalagdrének kitöltıanyaga köré geohálók mentén a talajbehatolás megakadályozására geokompozitokban a talajbehatolás megakadályozására homokoszlopok köré a homokdrénekben kútak porózus csúcsa köré piezométerek porózus csúcsa köré kıszórás alatti szőrıként betontömbök alá szőrıként ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 20
Drénezés (síkbeli szivárgás) földgátak szivárgófurataként földgátak galériás szivárgójaként vízszintes vízmozgás megszakító szivárgójaként felszíni feltöltés alatti szivárgópaplanként támszerkezet mögötti szivárgóként vasúti ágyazat alatti szivárgóként geomembrán alatti vízelevezetı szivárgóként geomembrán alatti gázelvezetı szivárgóként sportpályák alatti szivárgóként tetıkert szivárgójaként földtöltések pórusvízének elvezetésére homokdrének helyettesítésére kapilláris megszakítóként fagyérzékeny területeken sómigráció kapilláris megszakítójaként savas területeken szabaddá vált talaj és kızetfelszíneken áramló víz felfogására 4.2.2 Georácsok általános alkalmazási körei Erısítés céljára a következı szerkezetekben érdemes alkalmazni burkolat nélküli utak kıanyaga alatt vasúti ágyazat alatt terepfeltöltések alatt vagy ideiglenes szerkezetek alatt töltések és földgátak erısítésére rézsőcsúszások helyreállítására gabionfalakban erózióvédelmi gabionokban gabion hídfıkben puha talajon épülı töltések alatti geomatracokban tızegeken, szerves talajokon épülı geomatracokban támfalak homlokelemeinek lemezhorgonyaként támfalak homlok- és horgonyelemeként burkolatok aszfaltrétegének erısítéseként cement és beton erısítéseként sokféle alkalmazási területen szétrepedt kızettömbök erısítéseként szétrepedt betontömbök erısítéseként geotextíliák közötti elemként geomembránok közötti elemként geotextíliák és geomembránok közötti elemként depóniák erısítéseként az emelkedés megengedésére depóniák erısítéseként az oldalirányú mozgás megengedésére csurgalékvizeket összegyőjtı kövek felületi erısítésére depóniák termıtalajtakarójának erısítésére háromdimneziós geocellákban depóniák alatti teherbírás növelésére háromdimneziós geocellákban töltések alatti puha talajok teherbírásának növelésére. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 21
4.2.3 Geohálók általános alkalmazási körei Síkjukban való vízelvezetésre a következı szerkezetekben támfalak mögötti szivárgóban szivárgó vizek elfogására sziklarézsőkben sportpályák alatti szivárgóban fagyérzékeny területeken szivárgóban épületalapok alatti szivárgóban tetık szivárgójaként depóniák oldalrézsőjében a csurgalékvizeket elvezetı szivárgóban depóniák feletti szigetelıréteg szivárgójában depóniák takarórétegének szivárgójában terepfeltöltés alatti drénszivárgójában 4.2.4 Geomembránok általános alkalmazási körei Szigetelésre, víz- vagy más folyadékok mozgásának meggátolására a következı esetekben célszerő alkalmazni: ivóvíz szigetelésére tározott víz szigetelésére szennyvíz szigetelésére radioaktív szennyvíz szigetelésére földalatti tartályok másodlagos falazatának szigetelésére mesterséges tavak szigeteléseként sóoldatok szigetelésére vízszállító csatornák szigetelésére szennyvízcsatornák szigetelésére elsıdleges, másodlagos és/vagy harmadlagos szilárd hulladéklerakók szigetelésére szilárd hulladéklerakók takarására veszélyes hulladékok áramlásának szabályozására épülı résfalakban szerkezetes földgátakban a szivárgás szabályozására szükségtározók szigetelésére alagutak vízhatlan szigetelésére föld és kıgátak homlokzárására jászolgátakban a szivárgás szabályozására úszó tartályokban a szivárgás szabályozására úszó tartályok fedésére a szennyezés megelızésére szagos gázok szigetelésére feltöltésekben páramozgások szabályozására épületek alatt duzzadó talajok szabályozására fagyérzékeny talajok szabályozására tölcsérszerő süllyedésre érzékeny területek védelme az áramló vizektıl érzékeny területek védelme a vízbeszivárgással szemben szigetelı csövek építése gátként támszerkezetek homlokfalának kialakítása ideiglenes jászolgátként vízmozgások irányítása ideiglenes terhelés tartószerkezeteként a felszíni összenyomhatóság és aláüregelıdések egyenletességének segítése ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 22
aszfalt alatti vízzáró rétegként föld alatti tartályokból elszivárgó folyadékok összegyőjtésére hajlékony sablon, ahol az anyageltávozás nem engedhetı meg 4.2.5 Geoszintetikus agyagszigetelık általános alkalmazási körei Szigetelésre, víz- vagy más folyadékok mozgásának meggátolására a következı esetekben célszerő alkalmazni: geomembrán alatt feltöltések elsıdleges szigetelırétegeként geomembrán alatt feltöltések másodlagos szigetelırétegeként geomembrán alatt a feltöltés takarásában geomembrán felett durva szemcsés anyag átszúródásával szembeni védelemként tömörített agyagszigetelés részeként egy elsıdleges kompozit szigetelésben tömörített agyagszigetelés részeként egy másodlagos kompozit szigetelésben felszín alatti tárolók másodlagos szigeteléseként önálló felszínzáró szigetelésként geomembrán alatt felszínzárásként kompozit szigetelésben geomembrán alatt tó kompozit szigetelésében csatornák önálló szigeteléseként 4.2.6 Geocsövek általános alkalmazási körei Vízelvezetésre a következı szerkezetekben: utak és vasutak oldalszivárgójában alagutak szivárgójában támfalak hátszivárgójában rézsőkben áramló víz megszakító szivárgójában altalajban áramló víz megszakító szivárgójában víztelenítési projektekben gravitációs vízvezetı rendszerekben nyomóvezetékekben szennyvízvezetékekben különbözı típusú szivárgási területek csövezésénél vegyi anyagok szállítócsöveként csurgalékvizek elsıdleges elvezetı rendszerében csıemelık, depóniák oldalfalában csıaknák csurgalékvizének elvezetésére depónia takarórétegében felszíni vízelvezetı rendszerként alagcsövezésnél. ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 23
5. A geomőanyagok alapvetı jellemzıi A geomőanyagokkal szemben általánosságban a következı követelmények fogalmazandók meg, melyeket azután a geomőanyag konkrét típusától, funkciójától és alkalmazási körülményeitıl függıen kell megállapítani és teljesülésüket ellenırizni. Ezekre egyben különbözı vizsgálati eljárások is meg vannak adva. A fontosabb s idehaza még nem egyértelmő fogalmaknál megadjuk az angol neveket is. 5.1 Fizikai jellemzık Anyag, szerkezet: a polimer fajtája (általában poliészter (PET), prolipropilén (PP), polietilén (PE), nagysőrőségő polietilén (HDPE), kissőrőségő polietilén (LDPE), polivinilclorid (PVC), poliamid (PA)), az UV-stabilizálás módja, mely általában szénadagolást jelent, az alkotók jellege, kapcsolata: szál, szalag, fonal, lemez, rács, szövés, kapcsolat, toldás. Méretek: szerkezeti vastagság, a teljes (esetleg több elemő) szerkezet (szövet, rács) legkisebb mérete, alkotóelemek vastagsága, az egyes alkotórészek legkisebb mérete, nyitottság, az elemek és a teljes felület aránya a geomőanyag síkjában, rácsméret, tekercsszélesség, a leszállított anyag szélességi mérete, mely a kapcsolás típusától függı mértékben nagyobb a beépített szélességnél, elemhossz, a gyártási, illetve szállítási hossz, melyet darabolással a helyszínen vágnak a beépítési hosszra. Tömegjellemzık: területi sőrőség, az egységnyi felülető (általában 1 m 2 ) anyag tömege (specific gravity), térfogatsőrőség, a térfogategységre esı anyag tömege. 5.2 Mechanikai tulajdonságok Viselkedés húzóigénybevételre: húzási merevség (modulus) az egységnyi nyúlást okozó húzóerı, vagy másként az egységnyi nyúlással mobilizálódó húzási ellenállás (stiffness, modulus), vagy bizonyos fajlagos nyúlásokat okozó erık a termék 1 folyóméterére vonatkoztatott értékével megadva (tensile strength), szakítószilárdság a húzási ellenállás maximuma, mely az elem szakadásával, anyagi folytonosságának megszőnésével jár (maximum tensile strength), szakadónyúlás, az a fajlagos alakváltozás, melynél a szakadás bekövetkezik (elongation at failure), toldási ellenállás, a toldások ellenállóképessége általában a folytonos anyag ellenállásának arányával számszerősítve (seam strength). Viselkedés nyomóigénybevételre: kompresszibilitás, a síkra merıleges nyomás hatására bekövetkezı fajlagos összenyomódás (compressibility). A geomőanyag és a talaj közötti mechanikai kapcsolat: súrlódási viselkedés, a talaj és a geomőanyag közötti nyírási ellenállás, melyet a talaj belsı súrlódási szögéhez és kohéziójához viszonyítva értelmeznek, s az arányukat kifejezı együtthatókkal jellemeznek, s kísérleti vagy tapasztalati alapon állapítják meg (friction behaviour), kihúzódási (horgonyzási) ellenállás, mely a kihúzáshoz szükséges, a geomőanyag és a talaj közötti súrlódási ellenállásból számítható erı, melyet ennek elméleti értékét módosító tényezıvel lehet jellemezni, vagy az erı kísérleti úton közvetlenül mérhetı (pull out behaviour). ÁKMI-2001/03 Kutatási zárójelentés 24