بلاگ

ژئوسنتتیک

ژئوسنتتیک ها در طول 40 سال گذشته در طیف گسترده ای از کاربردها در جاده های جنگلی استفاده شده اند. برخی از اولین کاربردها شامل تقویت د. این تلاش‌های اولیه معمولاً تجربی بودند.

کاربرد ژئوسنتتیک در طول زمان با عملکرد بهتر تعریف شد و استفاده برای زهکشی، فیلتراسیون، جداسازی یا تقویت مشخص شد. استفاده از جاده ها معمولاً در زیر زهکشی ها برای تمیز نگه داشتن مواد فیلتر دانه ای، جداسازی بر روی خاک های زیرین نرم برای جلوگیری از آلوده شدن سنگدانه ها، به عنوان لایه های تقویت کننده در یک دیوار حائل زمینی که به صورت مکانیکی تثبیت شده یا پرکننده تقویت شده، و به عنوان لایه های میانی در یک روسازی بود.

امروزه استفاده از ژئوسنتتیک پیچیده تر و بهتر تعریف شده است: مواد برای هر عملکرد دارای خواص مقاومت و دوام خاصی هستند که برای استفاده آنها مناسب است. ترکیبات جدید مواد منجر به ژئوکامپوزیت های زهکشی، فیلترهای چند لایه، ژئوگرید با ژئوتکستایل، ژئوفوم و ژئوسل ها شده است.

کاربردهای بسیاری در کنترل فرسایش و همچنین سایر کاربردهای خلاقانه نیز توسعه یافته است. امروزه توجه بیشتری به کنترل کیفیت و آزمایش خواص برای مشخص کردن بهتر مواد می شود. اگرچه استفاده از ژئوسنتتیک در بسیاری از بخش‌های مهندسی عمران و ساخت و ساز بزرگراه‌ها مقبولیت گسترده‌ای پیدا کرده است، اما هنوز در جاده‌های جنگلی محدود است.

این مقاله تکامل استفاده از ژئوسنتتیک ها را در جاده های جنگلی مستند می کند، کاربردهای خلاقانه و مقرون به صرفه فعلی ژئوسنتتیک ها را برجسته می کند و ژئوسنتتیک ها را در ساخت جاده های کم حجم ترویج می کند.

تاریخچه استفاده از ژئوسنتتیک در جاده ها
در مالزی، ژئوسنتتیک ها در ساخت و سازهایی که طبق دستورالعمل های ملی طبقه بندی نشده اند، مانند جاده های دسترسی، پارکینگ ها و مسیرهای جنگلی استفاده می شود.

آنها برای جاده های موقت و مناطق پرتردد استفاده می شوند.

استفاده از ژئوسنتتیک توسط مهندسان سال هاست که وجود داشته است.

بیش از 2000 سال پیش، جاده سازان از بامبو، کاه، بوته های کوچک، تنه درختان و سنگ برای تثبیت جاده ها استفاده می کردند. مفهوم ژئوسنتتیک در سال‌های اخیر در حال توسعه بوده است، اما اجازه دهید تاریخچه استفاده از ژئوسنتتیک در جاده‌ها را مورد بحث قرار دهیم.

تاریخ غنی
اولین منسوجاتی که در جاده سازی مورد استفاده قرار گرفتند را می توان در دهه 1920 در ایالات متحده جستجو کرد. در دهه 1960، ژئوتکستایل های بافته شده برای کنترل فرسایش مورد استفاده قرار گرفتند، در حالی که در دهه 1970، ژئوتکستایل های بافته شده و نبافته در دیوارهای حائل، زیر زهکشی ها و کاربردهای خاک تقویت شده مورد استفاده قرار گرفتند.

در طول 40 سال گذشته، ژئوسنتتیک ها در طیف گسترده ای از کاربردها در جاده های جنگلی برای ساخت زهکشی، دیوارهای ساده و تثبیت زیربنا استفاده شده است. همچنین در طیف گسترده ای از کاربردها در جاده های خدمات جنگلی USDA استفاده شده است.

اگرچه این اختراعات اولیه تجربی بودند، با گذشت زمان، برنامه‌های نصب ژئوتکستایل دامنه وسیع‌تری را شامل می‌شد، از جمله:

در پرکننده های تقویت شده: در کاربردهای کنترل فرسایش و به عنوان لایه های میانی در روسازی.
برای تقویت اولیه خاک: مانند تقویت لایه ها در یک MSE (زمین تثبیت شده مکانیکی) تقویت دیوار حائل، جداسازی یا زهکشی.
برای جداسازی روی خاک های زیر لایه نرم: برای جلوگیری از آلودگی سنگدانه ها.
در زهکشی زیرسطحی: برای حذف آب و تمیز نگه داشتن مواد فیلتر دانه ای.
این تلاش‌های اولیه معمولاً تجربی بودند تا زمانی که آزمایش‌های بیشتر دامنه ژئوسنتتیک‌ها را گسترش داد.

کاربردهای تاریخی ژئوسنتتیک در جاده های جنگلی
در دهه 1970 و اواسط دهه 80، نوآوری های مهندسی بزرگی در خدمات جنگلداری USDA ثبت شد. در این دوره بود که مهندسان کاربردهای بسیاری از مواد ژئوسنتتیک را توسعه دادند. آنها تئوری های تقویت خاک و مکانیک خاک را برای کاربردها در تقویت، جداسازی بستر و زهکشی به کار بردند.

در سال 1980، استفاده از ژئوسنتتیک ها، یا همان طور که در آن زمان «پارچه های ژئوتکنیکی» نامیده می شد، در سراسر صنعت راه سازی محبوبیت بیشتری پیدا کرد. با این حال، معیارهای طراحی نامشخص و سابقه عملکرد محدود محدودیت‌های اصلی بودند. شما می توانید بسیاری از پیشرفت ها و کاربردهای اولیه را کاوش کنید، از جمله پیشرفت های دیوار تاریخی که در اسناد زیر مستند شده است:

ارزیابی روش های آزمایش و ضوابط استفاده از پارچه های ژئوتکنیکی در کاربردهای بزرگراهی توسط بل
گزارش موقت FHWA 1980
تاریخچه دیوارهای تقویت شده در خدمات جنگلی USDA توسط Steward (1992).

زیردرن ژئوکامپوزیت “فیلتر-بال”.
در سال 1973، فرصتی برای خدمات جنگل به وجود آمد تا مفهوم زهکشی زیرسطحی “فیلتر باله” پیش ساخته اولیه را که در مقاله ای در مجله ASCE Irrigation and Drainage Division توسط Healy and Long (1972) مورد بحث قرار گرفته بود، مرور کند.

این کانسپت یک زیردرن فیلتر پیش ساخته به طول 1.5 متر (5 فوت) بود که توسط Eljen Development اجرا شد. برای اهداف زهکشی جاده و جایگزین زهکشی ترانشه عمودی شنی معمولی استفاده شد.

این زهکش ژئوکامپوزیت نمونه اولیه شامل یک ماده پارچه ابریشمی نایلونی یا پارچه پروانه ای پلی استر است که اطراف آن را پوشانده است، مواد هسته پرده نی پلاستیکی وینیل. نتیجه این طراحی یک زهکش ژئوکامپوزیت مدرن با استفاده از یک ژئوتکستایل بافته شده یا نبافته است که در اطراف یک ماده غیرقابل نفوذ مانند وافل پیچیده شده است.

در آن زمان این یک آزمایش بود اما امروزه، زهکش ژئوکامپوزیت به دلیل سهولت استفاده، نصب ژئوتکستایل و هزینه کم، به طور کامل جایگزین زهکش شنی معمولی شده است.

“دیوار پارچه ای” تقویت شده با ژئوتکستایل
اولین مستند ساخت دیوار تقویت شده با ژئوتکستایل در ایالات متحده در سال 1974 در جنگل ملی Siskiyou در اورگان بود. این دیوار با استفاده از ژئوتکستایل نبافته سوزنی و کیسه های شن برای روکش برای تأیید آزمایش های مدل آزمایشگاهی ساخته شده است.

در سال 1975، دومین دیوار تقویت‌شده با ژئوتکستایل در جاده‌ای جنگلی در جنگل ملی المپیک در نزدیکی شلتون، واشنگتن دی سی ساخته شد و تحت نظارت قرار گرفت. دو ژئوتکستایل مختلف برای مقایسه ویژگی‌های مقاومت و ازدیاد طول آنها استفاده شد. برای اطمینان از حفاظت از خط ساحلی یا محافظت در برابر نور خورشید، روی دیوار با امولسیون آسفالت پاشیده شد.

اجرای این دیوارها دلگرم کننده بود که منجر به ساخت چندین دیوار دیگر با ژئوسنتتیک در سال های 1979 و 1994 شد. بسیاری از این انتشارات در سراسر اینترنت هستند.

جداسازی زیر پایه
در اواسط دهه 1970، ژئوتکستایل ها در جاده های جنگلی کم حجم با روشی به نام «محدودیت زیربنایی» ساخته شدند. این فرآیند مستلزم قرار دادن لایه ای از مواد ژئوسنتتیک (برای جداسازی) بین یک مسیر کمی پاک شده در خاک بومی و سپس قرار دادن سنگدانه در مسیر جاده از طریق جنگل است. در آن زمان هدف از این روش محدود کردن بود

حرکت خاک زیرین به نوبه خود ظرفیت باربری آن را افزایش می دهد. این روش هنوز هم امروزه برای تعیین ضخامت طرح سنگدانه با لایه ای از ژئوتکستایل استفاده می شود.

امروزه مواد ژئوسنتتیک متعددی کشف شده‌اند که همه عملکردهای خاصی را بر اساس خواص منحصر به فرد خود انجام می‌دهند. نمونه هایی از مواد ژئوسنتتیک ممکن است شامل ژئوتکستایل، ژئوگرید، ژئوفوم، ژئونت، ژئوکامپوزیت و ژئوسل باشد. آنها همچنین شامل حصارهای پلاستیکی، غشاها و آسترهای غیر قابل نفوذ و لوله های پلاستیکی هستند.

ژئوسنتتیک ها با استفاده از ترکیبات جدیدی از مواد برای توسعه فیلترهای چند لایه، ژئوفوم، فیلترهای چند لایه، ژئوکامپوزیت ها و برخی کاربردهای کنترل فرسایش، به خوبی تعریف شده اند. اکنون تلاش‌هایی برای کنترل کیفیت و آزمایش اموال برای بهبود بهتر مواد انجام می‌شود.

برخی از کاربردهای خلاقانه ژئوسنتتیک عبارتند از:

دیوارهای سبک وزن با استفاده از ژئوفوم برای پر کردن
سازه های نگهدارنده نسبتا کم هزینه
تکیه گاه های پل خاک تقویت شده با ژئوسنتتیک (GRS).
زهکشی زیرسطحی عمیق
حفاظت از خط ساحلی
تقویت روسازی با مصالح با مقاومت کششی بالا
تعمیرات شانه جاده با استفاده از چندین لایه تقویت کننده در یک آرایش “وصله عمیق”.
توری و انواع محصولات کنترل فرسایش

به طور خلاصه
مهندسی عمران و ساخت‌وسازهای بزرگراهی از مزایای اصلی مصالح نصب ژئوتکستایل هستند، اما جاده‌های کم حجم در مناطق روستایی هنوز برای استفاده از این منابع با مشکل مواجه هستند. خبر خوب این است که استفاده های خلاقانه از برنامه های سنتی را می توان برای جاده های کم حجم به کار برد.