CC BY
38
УДК 677.11.021
О.О. ГОРАЧ, Н.В. ТУЛУЧЕНКО, В.П. БАЗИК, О.В. КНЯЗЕВ
Херсонський нацюнальний техшчний ушверситет
ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХН1ЧНОГО ТЕКСТИЛЮ З ЛЬОНУ ОЛ1ЙНОГО ДЛЯ УДОСКОНАЛЕННЯ ДОРОЖНЬОГО БУД1ВНИЦТВА
У данй роботi розглянуто технологи виготовлення георешток, як одного з напряму застосування техтчного текстилю у промисловостi з метою удосконалення сучасного дорожнього будiвництва. Проведений детальний анал1з свтових та европейських технологш виробництва георешток, а також матерiалiв, як використовують для х виготовлення. Наведено класифжацт, основнi функци геосинтетичних матерiалiв та iх основт показники. Описано можливкть використання георешток у дорожньому будiвництвi. Подано основнi переваги та недолжи геосинтетичних матерiалiв. Описано основт властивостi геотекстилю. Наведено областi застосування георешток. Встановлено, що в Укра'М повтстю вiдсутне виробництво геотекстилю i-з натуральних волокон, головним чином, через вiдсутнiсть власно'1 сировинно'1 бази. Проведен теоретичнi та експериментальн до^дження, дають змогу зробити висновок, що при вiдповiднiй пiдготовцi i застосуванн сучасних технологш переробки, стебла соломи та волокно льону олшного можна застосовувати для удосконалення дорожнього будiвництва.
Ключовi слова: георештка, геотекстиль, будiвництво, дорожне покриття, льон олшний, волокно, технологiя, техтчний текстиль.
О.А. ГОРАЧ, Н.В. ТУЛУЧЕНКО, В.П. БАЗЫК, О.В. КНЯЗЕВ
Херсонский национальный технический университет
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ТЕКСТИЛЯ ИЗ ЛЬНА МАСЛИЧНОГО ДЛЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
В данной работе рассмотрены технологии изготовления георешеток, как одного из направления применения технического текстиля в промышленности с целью усовершенствования современного дорожного строительства. Проведен детальный анализ мировых и европейских технологий производства георешеток, а также материалов, используемых для их изготовления. Приведена классификация, основные функции геосинтетических материалов и их основные показатели. Описаны возможности использования георешеток в дорожном строительстве. Представлены основные преимущества и недостатки геосинтетических материалов. Описаны основные свойства геотекстиля. Приведены области применения георешеток. Установлено, что в Украине полностью отсутствует производство геотекстиля с натуральных волокон из-за отсутствия собственной сырьевой базы. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования, позволяют сделать вывод, что при соответствующей подготовке и применении современных технологий переработки, стебли соломы и волокно льна масличного можно применять для совершенствования дорожного строительства.
Ключевые слова: георешетка, геотекстиль, строительство, дорожное покрытие, лен масличный, волокно, технология, технический текстиль.
O.O. GORACH, N.V. TULUCHENKO, V.P. BAZUK, O.V. KNIIAZEV
Kherson national technical university
APPLICATION TECHNICAL TEXTILES WITH FLAX OIL FOR THE IMPROVEMENT OF
ROAD CONSTRUCTION
In this paper the technology of geolattices as one of the direct application of technical textiles industry to improve the modern road construction. The detailed analysis of world and European geolattices production technologies and materials used to make them. The classification the basic functions of geosynthetics and their main characteristics. The possibility geolattices use in road construction. The basic advantages and disadvantages of geosynthetics. The basic properties of geotextiles. An geolattices scope. Found that in Ukraine completely absent production of natural fiber geotextiles, mainly due to lack of own raw material base. Theoretical and experimental research allow to conclude that with appropriate preparation and application of modern technologies of stalks and fiber offlax oil can be used for the improvement of road construction.
Keywords: geograting, geotextiles, construction, road surface, flax oil, fiber, technology, technical
textiles.
Постановка проблеми
Розвиток шфраструктури е одним i3 прюритетних напрямшв у всьому свт. Бiльшiсть провщних кра!н вкладають величезнi кошти в яшсш, 6e3ne4Hi i довговiчнi дороги. З огляду на темпи розвитку технологiй, зараз це не просто будiвництво дорiг, а комплекснi проекти.
Як вщомо, на сьогоднiшнiй день дороги в свт будують за рiзними технологiями з використанням рГзно! сировини. Для дорожнього будiвництва незамшними е геограти (георешiтки), що одержують у результатi скрiплення м1ж собою полiмерних стрiчок шириною вГд 50 до 200 мм. З'еднання здшснюють високомiцними термоультразвуковими швами у шаховому порядку, в результата чого отримують вирiб гнучко! комГрчасто! конструкцй' [1].
Аналгз останнгх досл1джень i публгкацш Проведений аналiз лiтературних джерел з використання георешiток для удосконалення дорожнього будiвництва, як одного з напряму використання технiчного текстилю в провГдних кра!нах свiту, дозволяе зробити висновок, що на сьогодшшнш день застосування геотекстилю, а саме георешiток для будiвництва автомобiльних дорiг е актуальним завданням сьогодення.
Формулювання мети дослгдження Метою дано! статтi е аналiз iснуючих свiтових технологiй виробництва георешггок для удосконалення дорожнього будiвництва, на основi використання волокна льону олшного, та аналiз перспективи застосування створеного натурального геоматерiалу.
Викладення основного матергалу дослiдження Георешiтки - плоска полiмернi синтетичнi матерiали як1 мають вГдкриту структуру i за зовнiшнiм виглядом нагадують решiтки. Основною сировиною для виробництва георешггок е полiестер (РЕТ), полiпропiлен (РР) i полiетилен високо! щшьносп (HDPE), так само зустрiчаються георешiтки виробленi з ново! сировини - полiвiнiлалкоголя (PVA).
За способом виробництва георешики подшяються на ткаш (гнучк1), термiчно скрiпленi i екструдоваш (жорстк1). Екструдоваш георешики в свою чергу подГляються на одновюш i двовюш
Ткаш георешгтки виготовляють за ткацькою технолопею, використовуючи високомщш синтетичш нитки. Для захисту вщ ультрафюлетового випромГнювання так1 матерГали покриваються захисним шаром з полГвшшхлориду (PVC) [2-4].
Вщмшною особливютю георешггок з полГвшшалкоголя е !х здатшсть до подовження, яке знаходиться в межах 3-5%. В £врош тГльки два виробники використовують таку сировину для виготовлення георешггок, одним з яких е компашя Bonar (Словаччина), яка випускае георешики для армування грунлв Armatex®M i композитт грати для армування асфальобетонних шарГв Armatex®RSM.
ТермГчно скршлеш жорстк1 георешгтки виготовляють з окремих плоских елеменпв, як1 перетинаються тд прямим кутом i термГчно з'еднанш в мюцях перетину. На рис. 1 зображено рГзш види георешггок.
ЙИИНИ
Рис. 1. Види георешггок
Еструдоваш жорстк1 георешики виготовляють методом екструзп (розплавлення) плоского полотна з полшропшену або полГетилену, в якому робляться отвори i тсля нагрГвання полотно розтягуеться в одному або двох напрямах. При розтягуванш полотна в двох напрямах, виготовляють жорстш екструдоваш двовюш георешики типу Tenax®LBO, а при розтягуванш полотна в одному напряму одержують жорстш одновюш георешики типу Tenax®TT виробництва компани Tenax (1талГя). ВГдмшнютю м1ж одновюними i двовюними георешитами е споаб одержання ними навантажень. Двовюш георешгтки сприймають подовжуючи зусилля в двох напрямах, а одновюш - тшьки в одному, що обумовлюе !х основне застосування, як армуючого елементу (анкеру) при спорудженш армогрунтових шдшрних стш i стш з використанням облицювальних блоков. На рис. 2 зображена георешита, виготовлена з полГефГрних ниток.
Рис. 2. Георешггка Armatex®G
Armatex®G - ткана, гнучка георешггка, виготовлена з високомщних полiефiрних (полiестерових PET) ниток i3 покриттям з полiвiнiлхлориду (ПВХ), виробництва компанп Bonar (Словаччина). Георешiтки вiдносяться до геосинтетичних матерiалiв, як1 виконують армуючу (змщнюючу) функцш i використовуються для армування сипучих грунтiв i шарiв, сформованих з фракцшних матерiалiв (щсбшь. ппцано-гравшна су Mim). Застосовуються в дорожньому та ландшафтному буд1вництв1.
Рис. 3. Георешггка Armatex®M
На рис. 3 зображено георешiтку Armatex®M. Дана георешiтка виготовлена з тканини, гнучка, виготовлена з високомщних полiвiнiлалкогольних (PVA) ниток з покриттям iз полiвiнiлхлориду (ПВХ), виробництва компанп Bonar (Словаччина). Найголовнiшою перевагою ще! георешiтки е унiкальнiсть сировини, з яко! вона виготовлена. Завдяки цьому, матерiал набагато краще протистопъ агресивному середовищу (зокрема лужному) i мае значно менше граничне подовження (5-6%) у порiвняннi з полiестеровими георешiтками. Стiйкiстъ до лужного середовища дозволяе використовувати георешiтку для армування шарiв, укрiплених цеглою. Мiнiмалъне подовження також дозволяе використовувати георешику в конструкцiях iз мiнiмалъним зволоженням, наприклад для будiвництва злiтно-посадочних смуг, асродро\пв або зал1зничних кол!Й.
Рис. 4. Георешiгка Armatex® RSR
На рис. 4 зображена георешiтка Armatex® RSR (Арматекс РСР), яка виготовлена iз тканого композитного матерiалу. Використовуетъся для армування асфальтобетонного покриття, автомобiлъних дорп та покриття аеродромiв, виробництва компанп Bonar (Словаччина). Матерiал являе собою з'еднання георешiтки з високомiцних полiефiрних (полiестерових PET) ниток i дуже тонкого (17 г/м2) нетканого геотекстильного полотна з полiпропiлену, який розплавляетъся тд температурою асфалътобетонно! сумiшi.
Рис. 5. Георешггка Armatex® RSM
На рис. 5 зображена георешггка Armatex® RSM (Арматекс РСМ). Armatex® RSM (Арматекс РСМ) - тканий композигний матерiал для армування асфальтобетонного покритгя, авгомобiльних дорiг га покриття аеродромiв, виробництва компани Bonar (Словаччина). Матерiал являе собою з'еднання георешiтки з високомiцних полiвiнiлалкогольних (PVA) ниток i дуже тонкого (17 г/м2) нетканого геотекстильного полотна з полiпропiлену, який розплавляеться пiд температурою асфальтобетонно! сумiшi. Унiкальнiстю даного матерiалу е сировина, з яко! вш виготовляеться, завдяки чому матерiал мае мшмальне подовження в 4%, що е актуальним при армуваннi асфальтобетонного покриття.
Рис. 6. Георешггка TENAX LBO
На рис. 6 зображено георешгтку TENAX LBO. TENAX LBO - двовюш, жорстк1, екструдованi георешики з полiпропiлену (РР) виробництва компани TENAX (Iталiя). Георешiтка розроблена для стабшзацп i змiцнення rрунтiв. Вона мае малу несучу здатнiсть i також може використовуватись для армування зернистих (щебеневих) шарiв основи. Завдяки екструзшнш технологи виробництва i двовюному орiентуваннi, георешiтка мае значну жорсткють i мiцнiсть, як в поздовжньому так i в поперечному напрямах. Завдяки геометричним характеристикам гратчасто! структури забезпечуеться максимальне зчеплення з грунтом або армуючим зернистим матер ¡алом.
Рис. 7. Георешггка TENAX ТТ
На рис. 7 зображено георешгтку TENAX ТТ. TENAX ТТ - одновюш, жорстш, екструдоваш георешiтки виробництва компани TENAX (1татя). Георешiтки мають двовимiрну структуру, виготовленi з полiетилену високо! щiльностi (HDPE), за допомогою процесу орiентування молекул в одному напрямку. Дана технологiя дозволяе отримати геосинтетичний матерiал високо! техшчно! якостi, що дозволяе використовувати його в шновацшних техшчних рiшеннях. Георешiтки TENAX TT за рахунок сировини з яко! вони виготовлеш е хiмiчно шертними i мають пiдвищену стiйкiсть до розтягування. Використовуються для армування грунпв, створення армогрунтових пiдпiрних стiн i пiдпiрних конструкцiй з використанням фасадних облицювальних блоков T-block.
Рис. 8. Георешггка TENAX 3D Grid
На рис. 8 георешггка TENAX 3D Grid. Даний вид георешггок - двовгст, жорстш, екструдоваш георешггки з пол1проп1лену виробництва компанп TENAX (1тал1я). Матер1ал виготовлений за технолопею попереднього натягу, що дозволяе скоротити витрати сировини на l! виробництво без зменшення мщносп, а збшьшення товщини ребер дозволяе досягти максимально армуючого ефекту 1з зернистими кам'яними матер1алами. Георешита розроблена для армування зернистих кам'яних шар1в, а також змщнення грунпв, яш мають невелику несучу здатнють. Застосовуються в дорожньому буд1вництв1.
Рис. 9. Скляна георешiтка
На рис. 9 подано скляну георешпку. Скляна георешита - двовюна, ниткопрошивна решита (скляна решита/сита) виготовляеться з високомодульного скловолокна, додатково просоченого пол1в1н1лхлоридом (PVC) або биумною емульаею, виробництва компанп Махша-ТСТ (Бшоруая). Ввдмшною особливютю даного р1зновиду георешпок е мшмальне ввдносне подовження на р1вн1 не бшьше 4%, що максимально наближене до умов роботи асфальтобетонних шар1в.
Оскшьки одновгст екструдоваш жорстк1 георешики використовуються для спорудження шдшрних стш та шших утримуючих конструкцш в якосп основно! сировини цих матер1ал1в е пол1етилен високо! щшьносп (HDPE). Це пов'язано з х1м1чного i бюлопчного стшшстю цього матер1алу, що забезпечуе довговiчну роботу споруди. Армогрунтовi пiдпiрнi стши утримують споруди, термiн експлуатаци яких, становить вщ 60 до 120 рошв. На рис. 10 зображено армування ввдкоав та пiдпiрних стш з використанням георешiток.
Рис. 10. Армування вщкоив. Армогрунтовi iii.iiiipiii стши
На сьогодшшнш день iснують також композита георешiтки, як1 виробляються шляхом з'еднання само! георешiтки i нетканого геотекстильного полотна. У таких матерiалах основним силовим елементом е георешита, а геотекстиль виконуе другорядну функцш. Наприклад, може виконувати функцiю ф^трувального шару, як в жорстких георешитах Tenax®GT або забезпечувати прилипання (адгезш) армуючо! георешiтки до основи, як в гнучких георешiтках Armatex®RSR або Armatex®RSM,
що дуже важливо при використанш для армування асфальтобетонних шарiв автомобiльних дорiг, парковок i стоянок. На рис. 11 зображено композитнi георешiтки.
Рис. 11. Композитш георешiтки
Композитнi георешiтки вщносяться до геосинтетичних матерiалiв, як1 при будiвництвi виконують армуючу (змiцнюючу) функцш. Георешiтки використовуються в основному для армування незв'язних грунпв i сипучих будiвельних матерiалiв.
При армуваннi, за рахунок сил зчеплення м1ж зернистим матерiалом i осередками геоматерiала, георешита сприймае розтягуючу напругу i перерозподме 1х на велику площу, за рахунок чого зменшуеться тиск на тдставу i пiдвищуеться його несуча здатшсть. У стандартних умовах стшш i нестiйкi грунти, а також зернистi будiвельнi матерiали можуть виконувати тiльки стискаючi навантаження i не здатш сприймати розтягуючi або зсувш напруги. Для сприйняття саме таких напружень використовуються георешiтки. На рис. 12 армування основи дорожнього полотна георешгтками [5].
Рис. 12. Армування основи дорожнього полотна георешггками
На основi проведеного аналiзу iснуючих технологш виробництва, а також матерiалiв, на основi яких виготовляють георешiтки, можна зробити висновок, що на сьогодшшнш день георешiтки застосовують з метою:
- тдвищення несучо! здатностi i армування всiх типiв слабких основ;
- армування наситв автомобiльних дорщ
- армування злiтно-посадочних смуг та дор1жок аеродромiв;
- армування ввдкоав автомобiльних дорiг;
- будiвництво тимчасових тд'1'зних i лiсових дорiг;
- армування баластно! призми залiзниць та трамвайних колiй;
- армування зернистих шарiв дорожнього покриття автомобiльних дорщ майданчишв бiля логiстичних комплексiв, стоянок б™ торгово-розважальних центрiв;
- армування асфальтобетонних шарiв автомобiльних дорiг i злiтно-посадочних смуг аеродромiв;
- будiвництво армогрунтових пiдпiрних стiн i стш з використанням облицювальних блоков;
- армування конуав мостiв i шляхопроводiв;
- реконструкцil зсувiв; Переваги використання георешiток:
- полiпшення мехашчних властивостей грунт;
- можливють використання при будiвництвi невiдповiдних за характеристиками грунт;
- дозволяють розширювати iснуючi дорожш i залiзничнi насипи, для зб№шення !х пропускно! здатностi, з мшмальними витратами на землянi роботи i без значного збiльшення ширини насипу в планi;
- зменшення товщини зернистих матерiалiв;
- скорочення термшв будiвництва;
- пiдвищення стiйкостi i надiйностi конструкцiй;
- можливiсть виконання робгг в складних iнженерно-геологiчних умовах.
На сьогоднiшнiй день в Укра!ш ринок виробник1в георешiток представлений десятками компанш. В табл. 1 представлен вiтчизнянi та закордоннi компани, яш працюють в Украш i займаються виготовленням та реалiзацieю георешiток.
Таблиця 1
Характеристика георешiток вггчизняного та заруб1жного _виробництва для дорожнього будiвництва_
№ п/п Найменування щдприемства Сировина для виготовлення Характеристика продукцil
м с^4 т о с и 03 Ширина, м довжина, м
1 2 3 4 5 6
1. ТОВ «Tegola» Пол1естер 3,9 100
2. ТОВ «Вайра» Пол1етилен 0,05 - 0,2 2,45 - 2,6 5,75 -12,45
3. ТОВ «Стандарт Парк» Пластик 100 210 210
4. ТОВ «ТК Протект» Пол1мер 5 15 10
5. ТОВ «Маккаферрi Укра1на» Полiестеровi арматурнi пучки, укладеш в пол1етиленову оболонку 5 2,46 60,6
6. ТОВ «Геозахист» Пол1етилен, пол1пропшен 0,05 - 0,2 2,45 - 2,60 5,75 -12,45
Виходячи з обсягу виробництва, а також к1льк1стю компанш, яш займаються виробництвом i реал1зацп ще! групи товарiв, можна зробити висновок, що свiтовий досвiд використання новгтшх технологiй поширюеться в Укрш'ш з року в рiк. Так наприклад, у сел1 Вовк1вське Лиманського району на Одещиш з'явилася сучасна мщна дорога, побудована iз застосуванням георешiток, що дозволило зробити основу дороги б№ш мiцною та довговiчною. Особливо це актуально при прокладанш дороги на сипучих грунтах. Модул1 георешiтки укладаються один бiля одного. Осередки заповнюються щебнем або тском з пошаровим ущiльненням, пiсля чого закочуються асфальтом. Висока швидк1сть i простота монтажних робiт спецiальними анкерами дозволяють максимально скоротити термши дорожнього будiвництва.
Альтернативою синтетичним складовим можуть стати натуральнi геоматерiали на основi стебел соломи льону ол1йного. Адже вже на початку виробничого циклу зрозумшо, що цiна на синтетичш георешiтки буде значно бiльшою, шж на вiтчизняну продукцш з луб'яно! культури, а негативний вплив на довшлля переважатиме позитивний ефект ввд встановлення на об'ектах. Створення такого альтернативного матерiалу сприятиме досягненню економiчноl стабiльностi держави та дозволить розширити товарний асортимент на пiдприемствах з шдвищенням рентабельностi !х роботи.
З експериментальних вибiрок стебел льону сорту «Айсберг» на ПП МФТВ «Екотекс» (м. Микола!в) нами сформовано серш зразк1в георешiтки «Бiомат» (рис. 13) з рiзними фiзичними показниками.
Рис. 13. Зразок розробленого бюмату
Запропонована технолопчна схема виробництва iнновацiйного матерiалу наведена на рис. 14. Шсля розмотування рулошв технологiчний процес отримання однотипно! луб'яно! стрiчки на поточнiй лiнi! ПЛЛ-2 включав отримання неперервного шару льносоломи з поздовжнiм положенням стебел. Параметри розробленого нетканого матерiалу регулювались за допомогою змши лiнiйно! швидкостi подачi сировини шароформуючого механiзму, що може складати ввд 1,5 до 6 м/хв. Ширина настилу стебел при цьому становить 1162 мм. У результата обробки на запропонованому обладнанш (рис. 14) зразки готовi луб'яш стрiчки скрiплювались на нiмецькiй прошивнш машинi.
Розмотувальник рулонiв РЛР-1500
ник руло
Потокова лМя ПЛЛ-2
Рашельна в'язальна машина компанй' «Karl Mayer»
Рис. 14. Технолопчна схема виробництва георешггки «Бюмат»
У сучасних умовах покращення стану навколишнього природного середовища можна досягти переважно за рахунок створення конкурентоспроможно! натурально! продукцi!. Випуск iнновацiйного матерiалу можливий за умови ввдповщноста показникам якостi державних нормативних документав. Таким чином визначимо при якш лiнiйнiй швидкостi подачi сировини фiзико-механiчнi параметри продукцi! «Бюмат» ввдповщають нормованим вимогам. Для цього проведений однофакторний експеримент на п'яти кодованих рiвнях. Пропуск льносоломи (фактор) регулюеться швидк1стю руху транспортеру вiд 1,5 до 6 м/хв. Рiвнi й штервал варшвання фактору i результата дослщження процесу створення лляно! с^чки на ПЛЛ-2 наведено в табл. 2, а рототабельну матрицю планування експерименту - в табл. 3.
Таблиця 2
Р1вм1 й мтервали вариовання факч ор1в_
Фактори PiBHi варшвання 1нтервали
-1,414 -1 0 +1 +1,414
Пропуск льносоломи, п, кг/год, Xj 141 145 155 165 169 10
Швидшсть транспортерно! стр1чки, м/хв 0,5 2,9 4,3 5,7 6 1,4
Загальна кiлькiсть дослiдiв iз застосуванням рототабельного планування дорiвнюе:
N = 22+2^к + п0, (1)
де ^-кшькють факторiв;
п0-к1льк1сть повторних дослщв в нульовiй точцi.
N =13.
Математична модель об'екта мае такий загальний вигляд:
у = (2)
де y-критерiй оптимiзацi!;
х1 -фактор експерименту.
Таблиця 3
Матриця планування експерименту при формуванм с^чки зi стебел соломи на ПЛЛ-2_
№ з/п Мат зиця Робоча матриця
хх п, кг/год V, м/хв У1 У2 Уз У4 У5
1 + + 169,14 4,99 6,08 6,41 635 7,68 122
2 - + 140,86 4,99 5,49 5,93 628 8,28 121,5
3 + - 169,14 1,45 6,07 6,39 622 7,68 106
4 - - 140,86 1,45 5,48 5,90 619 8,27 106
5 -1,414 0 135,00 3,75 5,78 6,00 656 8,82 114
6 1,414 0 175,00 3,75 6,62 6,67 660 7,98 115
7 0 -1,414 155,00 0,50 5,35 6,01 605 7,56 106
8 0 1,414 155,00 5,50 5,37 6,00 610 7,60 125
9 0 0 155,00 3,75 5,36 6,02 606 7,56 112
10 0 0 155,00 3,75 5,29 5,95 602 7,49 112
11 0 0 155,00 3,75 5,41 5,91 605 7,54 108
12 0 0 155,00 3,75 5,45 6,08 599 7,6 109
13 0 0 155,00 3,75 5,27 6,03 602 7,63 111
За результатами регресшного аналiзу було одержано статистичт моделi рiвняння (3-7) залежносп поверхнево! щiльностi, товщини при рiзному навантаженнi, гранично! мiцностi, видовження при граничнiй мiцностi, модуля жорсткосп ввд пропуску льоносоломи.
у1 = 3729,24 - 40,39х1 - 6,96х2 + 0,13x2 + 0,03х1 х2 + 0,67х22 (3)
у2 = 60,63 - 0,66х1 - 0,005х2 + 0,002x2 + 0,00009х1 х2 + 0,002x2 (4)
у3 = 52,83 - 0,63х1 - 0,005х2 + 0,002x2 + 0,00001^ х2 + 0,001x2 (5)
у4 = 23,20 - 0,23х1 - 0,01х2 + 0,0008x2 + 0,0001хх х2 + 0,001x2 (6)
у5 = 348,20 - 3,09х1 - 5,42х2 + 0,009x2 + 0,006х1 х2 + 1,38x2 (7)
Графiчне воображения поверхонь вiдгуку досл1джуваного масиву наведено на рис. 15.
Аналiз поверхонь вщгуку, наведених на рис. 15, сввдчить, що найбiльш висока щшьшсть матерiалу спостерiгаeться при низьк1й подачi стебел соломи. Для того, щоб матерiал вiдповiдав наявним вимогам до геоматерiалiв необхiдно подавати сировину при пропуску льоносоломи 155 кг/год та швидкосп руху транспортера 1,5 м/хв.
Для пiдтверджения результатiв математичних дослвджень проведений лабораторний анал1з властивостей георешггки у аналiтично-дослiднiй випробувальнiй лаборатори "Текстиль-ТЕСТ" (м. Ки1в). У табл. 4 наведеш значення найкращих п'яти зразшв з щiльнiстю 378 - 581 г/м2 та товщиною 4,25-6,04 мм.
Таблиця 4
Результати випробування зразмв георешiтки з льону олiйного "Бшмат"_
Показник Зразок Середне значення Граничш показники та нормативш документа
№1 №2 №3 №4 №5
Поверхнева щшьшсть, г/м2 581 448 399 397 378 440 ,60 135-2000 (ГБН В.2.3-37641918-544:2014) або 135-415 (ASTM D 3776)
Товщина при 0,2 кПа, мм 7,15 8,50 7,80 8,20 8,39 8,0 1 0,25-7,5 (ГБН В.2.3-37641918-544:2014)
Товщина при 5 кПа, мм 6,04 5,48 4,25 5,05 5,63 5,2 9
Гранична мщшсть, кН/м 5,88 3,53 4,12 3,14 3,14 3,9 6 2-3 (ASTM D 4595)
Видовження при граничнш мщносп, % 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,0 0 >20 (ASTM D 4595)
Модуль жорсткосп при розрив^ Н/мм2 117,6 70,6 82,3 62,7 62,7 79, 18 0,45-4,5
a)
160 150 140 " 5
X
В)
8.88.68.48.28.0-
7.5-
7.6-
140
I '—r-
160
170 1
3
z у
6)
Рис. 15. Вплив пaрaметрiв обробки Ha ПЛЛ-2: Ha a) поверхневa щiльнicть; б) товщим при 0,2 кП;1; в) 'Hmiiiiiiia при 5 кП;1; г) грaничнa мiцнicть; г) видовження при грaничнiй мiцноcтi.
Порiвнюючи середнiй резyльтaт пaрaметрiв зразк1в та yмовнi границ y вiдповiдностi до чинниx нормaтивниx докyментiв зрозyмiло, що отримaнi зразки зi стебел соломи льону олшного вiдповiдaють
сучасним вимогам до геоматерiалiв, зокрема ГБН В.2.3-37641918-544:2014 [8]. Це означае, що створену георешiтку можна пропонувати до застосування у дорожньому будiвництвi.
Висновки
Останнiм часом виробництво геотекстильних матерiалiв - це сегмент ринку текстильно! продукцп, що розвиваеться швидкими темпами i для якого характерш iнвестицiйна привабливiсть та швидка окупнiсть витрат. Геотекстильнi матерiали набули велико! популярносп завдяки розширенню ïx асортименту та напрямiв застосування, появi нових прогресивних способiв i технологш виробництва, використанню нових видiв сировини. Основнi сфери застосування георешiток: дорожне та залiзничне будiвництво, ландшафтний дизайн, альське господарство, гiдротеxнiчнi споруди, прокладання тунелiв i трубопроводiв, захист шдземних частин житлових та промислових будiвель, вiдновлення земель пiсля бойових дш.
Георешiтки зазвичай виготовляють iз xiмiчниx волокон (вiскозниx, полiефiрниx, полiамiдниx, полiпропiленовиx та iн.). Частка натуральних волокон (лляних, джутових, кокосових, бавовняних, вовняних), що використовуються пiд час виготовлення цих матерiалiв, становить лише 5 % вщ сировини для основного асортименту геотекстилю.
В Укра!ш повнiстю вiдсутне виробництво георешiток iз натуральних волокон, головним чином, через ввдсутшсть власно! сировинноï бази. Однак, слiд зазначити, що в нашш кра!ш е велик! потенцiйнi можливосл для виробництва георешiток !з дешево! целюлозовмюно! сировини - льону олшного [6-7].
Проввдними вичизняними та закордонними науковцями В.В. Живетiним, Л.Н. Пнзбургом (Роая), Л.А. Чурсшою, Г.А. Т!хосовою (Укра!на), Л. Мурф!, X. Бершгом, X. Вiеландом (Нiмеччина), Р. Козловським (Польща), П.Л. Каполетто (1талгя) доведено, що волокно льону олшного придатне для виготовлення нетканих матер!ал!в р!зного цшьового призначення, у тому числ й оргашчного геотекстилю.
Таким чином, розроблення вичизняних технологш поглиблено! переробки стебел льону олшного, визначення рацюнальних технолопчних параметр!в та режим!в !х обробки з метою одержання лляних волокон !з необх1дними як1сними показниками, придатних для виготовлення оргашчного геотекстилю р!зних тишв, е актуальним науково-техшчним завданням.
Для його виршення з експериментальних виб!рок стебел льону на ПП МФТВ "Екотекс" (м. Микола!в) створен! зразки бюмату. Оцшка як1сних показнишв розробленого матер!алу проведена на баз! аналогично-дослщно! випробувально! лабораторп "Текстиль-ТЕСТ" (м. Ки!в) шдтверджуе математичш розрахунки та сввдчить про можливють застосування шновацшного матер!алу у дорожньому буд!вницта при умов! дотримання технолопчних параметр!в виробництва на потоковш лшп ПЛЛ-2. Таким чином виробництво та використання такого матер!алу полшшить еколопчний стан навколишнього середовища промислових райошв, попередить виникнення впрово! та водно! ерози вщкоав автошлях1в, як! е основною причиною руйнацп автопокриття, та покращить стан вичизняного дорожнього полотна.
Список використано'1 лiтератури
1. Споруди транспорту. Матер!али геосинтетичш в дорожньому буд!вницта: ВБН В.2.3-218-544:2008. - К.: Укравтодор, 2008. - 126 с.
2. Koerner R.M. Designing with Geosynthetics. - New Jersey. 5th, 2005. 796 р.
3. Савенко В.Я., Петрович В.В., Касьшв В.1., Усиченко О.Ю. Синтетичш матер!али - перспектива використання в дорожшх конструкциях / Автомоб. дороги i дор. буд-во, - 1999. - Вип. 57. - с. 143-153.
4. Кострицький В.В., Колом!ець А.Я., Артеменко Л.Ф., Гамеляк 1.П. Дослвдження експлуатацшних характеристик геограт призначених для армування асфальтобетонного покриття. Вюник КНУДТ. - 2007. - Вип. 6. - с. 46 - 50.
5. Гамеляк 1.П., Кострицький В.В., Артеменко Л.Ф., Проблеми використання геосинтетичних матер!ал!в у дорожньому буд!внищга та шляхи !х виршення. Вюник КНУДТ. - 2009. - Вип. 6. -с. 17 - 27.
6. Бобирь С.В. Перспективи розширення асортименту геотекстилю укра!нського виробництва / С.В. Бобирь: матер!али всеукра!нсько! науково-практично! конференцп [«Яшсть та безпечшсть товар!в»], (Луцьк, 26 квОтня 2014 р.). - Луцьк: ЛНТУ, 2014. - С. 90-91.
7. Кузьмша Т.О. Розробка технологи одержання лляного волокна, придатного для виготовлення геотекстилю / Т.О. Кузьмша, С.В. Бобирь, Т.1. Тернова: матер!али м!жнародно! науково-практично! конференцп [«Розвиток нацюнально! економши: теоргя i практика»], (1вано-Франшвськ - Терношль, 3-4 квгтня 2015 р.). - Терношль: Крок, 2015. - С. 53-55.
8. Автомобшьш дороги. Застосування геосинтетичних матер!ал!в у дорожшх конструкциях. Основш вимоги: ГБН В.2.3-37641918-544:2014. - К.: Укравтодор, 2014. - 143 с.
