ژئوگرید چیست؟
ژئوگرید یکی از محصولات ژئوسینتتیک می‌باشد که برای مسلح سازی و موارد مشابه خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد. ژئوگرید به طور معمول جهت مسلح سازی دیوار حائل، خاک‌های زیر سازه و جاده‌ها استفاده میشود. دانه‌های خاک تحت تنش از یکدیگر جدا می‌شوند. در مقایسه با خاک، ژئوگرید در تنش بسیار مقاومتر می‌باشد. این واقعیت به ژئوگرید اجازه می‌دهد که نیروهای وارده را به سطح وسیعتری از خاک منتقل کند.
ژئوگریدها به طور معمول از مواد پلیمری نظیر پلی استر، پلی اتیلن و یا پلی‌پروپیلن ساخته می‌شوند. برای ساخت شبکه ژئوگرید، الیاف آن‌ها یا به صورت حرارتی و یا به صورت پانچ زنی طی یک الگوی منظم در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. عملکرد اصلی ژئوگرید در مسلح سازی می‌باشد.
طبق تعریف، ژئوگرید یک نوع ژئوسینتتیک است که از روی هم قرار گرفتن دو مجموعه موازی با زوایای مختلف، تشکیل شده و دارای چشمه‌ها با اندازه‌های مناسب است که این چشمه ها امکان قفل شدگی ژئوگرید با خاک، سنگ و یا دیگر مواد ژئوتکنیکی را فراهم می‌کنند.
ژئوگرید یکی از محصولات ژئوسینتتیک می‌باشد که برای مسلح سازی و موارد مشابه خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ژئوگرید دارای ساختار شبکه‌ای با حفره‌های باز و بزرگ می‌باشد که به آن‌ها چشمه می‌گویند. اندازه این چشمه‌ها که فاصله بین نوارهای ژئوگرید محسوب می‌شوند، معمولا بین 10 تا 100 میلیمتر است. کاربرد اصلی ژئوگرید، تسلیح خاک است و در برخی موارد برای جداسازی مصالح نیز به کار می‌رود. در اکثر موارد برای ساخت این محصولات از پلی‌پروپیلن و یا پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) استفاده میشود.
مجموعه حفره‌های ژئوگرید موجب درگیر شدن ذرات خاک یا مصالح سنگی با ژئوگرید شده و در نتیجه، مجموعه ژئوگرید و مصالح اطراف آن از خاصیت قفل شدگی خوبی برخوردار خواهند شد. بدین ترتیب، ژئوگرید به کار گرفته شده در لایه‌های خاکریز، همانند عناصر مقاوم در برابر کشش عمل کرده و در محدوده‌هایی که تنش‌ها و تغییر شکل‌های کششی در خاک به وجود می‌آیند، می‌تواند نیروها و تغییر شکل‌ها را به خوبی در خود مهار نماید.
درصد سطح باز ژئوگرید بیش از 50% است و ضخامت آن‌ها بین 0.5 تا 1.5 میلیمتر در محل نوارها و 2.5 تا 5 میلیمتر در محل اتصال متغیر است. بکارگیری این مصالح می‌تواند آسیب ناشی از زلزله و بارندگی شدید روی خاکریز را به حد زیادی کاهش دهد.
نوارهای ژئوگرید را می‌توان به صورت شکل دادن، چسباندن و یا در هم بافتن به یکدیگر متصل کرد که در نتیجه، به ترتیب محصولاتی با نام ژئوگرید چسبانده شده و ژئوگرید بافته شده تولید خواهند شد.
ژئوگریدها بر اساس راستای مقاومت کششی آن‌ها به دو گروه تقسیم بندی میشود.
- ژئوگرید تک سویه: ژئوگریدی است که از ایجاد کشیدگی طولی در ورق پلیمری تولید میشود و بنابراین، امتداد طولی آن مقاومت کششی بسیار بالاتری نسبت به امتداد عرضی آن خواهد داشت.
2. ژئوگرید دو سویه: ژئوگریدی است که از ایجاد کشش در هر دو امتداد طولی و عرضی ورق پلیمری تولید میشود و بنابراین در هر دو امتداد طولی و عرضی مقاومت کششی یکسانی را از خود نشان می‌دهد.
در تولید ژئوگرید بیشتر از پلی اتیلن با چگالی بالا و پلی‌پروپیلن استفاده می‌گردد. ساخت ژئوگرید طی 2 تا 3 مرحله انجام میشود. در مرحله اول، ورقه‌های پلیمری با ضخامت چند میلیمتر وارد دستگاه سوراخ‌کاری می‌شوند سوراخ‌هایی به صورت منظم در پلیمر به وجود می‌آیند و در ادامه صفحه سوراخ‌کاری شده را حرارت داده و در جهت حرکت دستگاه در یک یا دو جهت تحت کشش قرار می‌دهند.
کشیدن ورق پلیمری باعث افزایش مقاومت کششی، مدول الاستیسیته و کاهش حساسیت آن نسبت به خزش میشود. وقتی که کشش در یک جهت صورت می‌پذیرد یک شبکه تقویت شده تک محوری با سوراخ‌های بیضی شکل ایجاد میشود اما هنگامی که کشش در دو جهت باشد، یک شبکه تقویت شده دو محوری ایجاد می‌گردد.
در روش دیگر، ژئوگرید از تسمه‌های پلیمری ساخته میشود. تسمه‌ها به صورت متقاطع و به طور شبکه‌ای بر روی یکدیگر قرار داده شده و در نقاط تقاطع به روش‌های توضیح داده شده در بالا به یکدیگر متصل می‌گردند.
ژئوگرید آسفالتی عملکردی مشابه ژئوگریدهای خاکی دارد. به طوری که با انتقال بار از ذرات آسفالت به شبکه‌های ژئوگرید، جابجایی مصالح آسفالتی را محدود کرده و مانع از نشست و ایجاد ترک و یا انتقال ترک‌های زیرین به سطح رویه می‌شوند. به کارگیری ژئوگرید در آسفالت علاوه بر افزایش عمر مفید رویه، سبب کاهش سطح مقطع آسفالت مصرفی شده و بدین ترتیب از هزینه‌ها و زمان مورد نیاز اجرا می‌کاهد.
ژئوگرید آسفالتی در روسازی و در بهسازی راه کاربردهای گسترده‌ای دارد. شبکه ژئوگرید، از انتقال ترک های انعکاسی به سطح آسفالت ممانعت کرده و یا انتقال این ترک‌ها را دو تا سه برابر به تاخیر می اندازد.
همچنین هنگامی که روکش آسفالتی در معرض ترک‌های ناشی از خستگی، ترک‌های انبساطی ناشی از افزایش حرارت و یا ترک‌های انقباضی ناشی از کاهش حرارت قرار بگیرد، مسلح کننده‌ها بطور موثری از وقوع آن‌ها جلوگیری می‌کنند. از مهمترین کاربردهای ژئوگرید آسفالتی می‌توان به جاده‌ها، فرودگاه‌ها، پلها، بهسازی مسیر در مقیاس محدود و دریچه‌های تعمیر و نگهداری سازه‌های زیرزمینی (man hole) اشاره کرد.
کاربردهای کلی ژئوگرید
- زیر و یا بین دانه‌های خاک در جاده‌های روکش نشده (فاقد رویه آسفالتی و یا بتنی)
- زیر و یا بین بالاست در پروژه‌های راه آهن
- به عنوان نما و تثبیت کننده در دیواره‌های خاکی
- به عنوان مسلح کننده و نما در دیوارهای رپ راند
- مسلح کننده خاکریزها و سدهای خاکی
- جلوگیری از پدیده اسلایدینگ و زمین لغزش شیب‌ها
- در دیوارها و کوله‌های گابیونی
- به عنوان سازه گابیونی جهت کنترل فرسایش
- استفاده در جاده‌های روکش شده (رویه دار)
- تقویت خاکریزها
- دیوارهای حائل خاک مسلح
- افزایش ظرفیت باربری خاک
- روکش و پوشش خاک‌ها
