Геотекстиль: сферы его применения и ключевые характеристики

Хотя геотекстиль — материал относительно новый, во многих областях без него уже невозможно обойтись. Он применяется в строительстве дорог, тротуаров, взлетно-посадочных полос, при прокладке подземных коммуникаций, устройстве дренажных систем. Геотекстиль незаменим в сельском хозяйстве и садоводстве. Практичный, универсальный материал удешевляет строительство и продлевает срок службы конструкций.

В этой статье расскажем о том, для чего нужен геотекстиль, каковы его основные виды и характеристики.

Что такое геотекстиль и зачем он нужен?

Это плоское и прочное техническое полотно, которое изготавливается из различных материалов и является влагопроницаемым. Сферы его применения многообразны, но всегда связаны с грунтовыми работами, на что указывает часть «гео» в названии данного материала:

• строительство дорог и зданий;
• геотехника (дренажные системы, борьба с эрозией почвы);
• сельское хозяйство.

Существует несколько видов геотекстиля. Материал классифицируется в зависимости от сырья, из которого он сделан, и от способа изготовления. По типу исходного сырья геотекстиль подразделяется на несколько видов. Обычно он производится из полипропилена, полиэфиров, полиамида, полиэтилена низкого давления[1]. Реже это стекловолокно, смесовые нити с добавлением хлопка, шерсти, вискозы. Геотекстиль из полимеров (полиэфир, полипропилен) считается самым прочным, надежным, долговечным и потому применяется там, где востребованы эти качества, — в строительстве, сельском хозяйстве, геотехнике, ландшафтном дизайне.

Полиэфирное волокно представляет собой вторсырье, например переработанные пластиковые бутылки. Оно состоит из коротких нитей, которые сцепляются между собой в слои. Из-за малой длины волокон прочность соединения недостаточна для некоторых сфер применения, хотя вполне приемлема для других.

Короткие нити придают полиэфирному геотекстилю ворсистую структуру. Цвет материала может быть любым — бежевым, коричневым, черным, — но обычно выпускается полотно белого цвета.

Полипропиленовый геотекстиль изготавливается из первичного сырья. Полимерное волокно образует непрерывную нить, и за счет этого материал получается особенно прочным. Даже при намокании он не расслаивается, поскольку слои надежно соединены между собой. Геотекстиль из полипропиленовых волокон имеет плотную структуру без ворсинок.

По способу производства различают тканый и нетканый геотекстиль. В России изготавливается также вязаное полотно. Но из-за пониженной прочности на разрыв этот материал не пользуется популярностью, несмотря на низкую стоимость.

• Тканый геотекстиль производится традиционным способом переплетения нитей утка и основы. Регулируя размеры ячеек, можно получить полотно различной плотности. Материал этого типа имеет высокую прочность на растяжение, поэтому обладает хорошими армирующими свойствами. Основная сфера применения тканого геотекстиля — создание и армирование земляных насыпей различного назначения. Примерами могут служить возведение подпорных стен мостов, армирование основания взлетно-посадочных полос и автомагистралей. Тканый текстиль с низкой плотностью применяется в ландшафтном дизайне. Он позволяет укрепить грунт, сформировать грядки на любом участке, в том числе на склоне. В то же время не рекомендуется использовать тканый геотекстиль для дренажа и фильтрации.
• Нетканый геосинтетический материал изготавливается путем механического или термического скрепления полиэфирных или полипропиленовых волокон. В соответствии с этим он подразделяется на иглопробивной и термоскрепленный.
• Иглопробивной геотекстиль получают из коротких или непрерывных нитей с помощью пресса с иглами. При прокалывании волокна проникают из одного слоя в другой, образуя плотный материал наподобие войлока. Он обладает отличной фильтрующей способностью — пропускает воду и в поперечном, и в продольном направлении. Поэтому основная область применения геотекстиля этого типа — дренажные системы.
• Термоскрепленный (каландрированный) геотекстиль получают путем сплавления волокон при нагреве. Это в значительной степени повышает его прочность и сокращает вероятность разрыва в процессе использования. Фильтрация в данном случае происходит только в поперечном направлении. Поэтому поры в термоскрепленном геотекстиле быстро заполняются грязью и илом. Такой способ изготовления подходит только для полипропиленовых нитей, поскольку температура плавления полиэфира слишком высока и затраты на производство были бы неоправданны.

Термообработанный геотекстиль очень прочен, но, как уже говорилось, пропускает воду только в одном — поперечном — направлении. Благодаря высоким армирующим свойствам этот вид материала применяется в строительстве и землеустройстве (для укрепления почвы).

Преимущества геотекстиля

Востребованность геотекстиля в строительстве, ландшафтном дизайне, сельском хозяйстве и других сферах объясняется его преимуществами:

• Доступная стоимость. Она достигается за счет относительно недорогого сырья и простой технологии производства. Средняя цена геотекстиля зависит от его поверхностной плотности. Самый тонкий материал, имеющий плотность 100 г/м², при оптовой покупке обойдется примерно в 13 рублей за 1 м². При плотности 600 г/м² полотно будет стоить в пределах 65 рублей за 1 м². Помимо того, что материал стоит дешево само по себе, благодаря его применению уменьшается расход строительных материалов, а значит, снижается стоимость монтажа.
• Экологичность. Полиэфирный и полипропиленовый геотекстиль не выделяет вредных веществ в процессе эксплуатации. Его производство также безопасно для окружающей среды.
• Долговечность. Геотекстиль, особенно полипропиленовый, устойчив к воздействию кислот, щелочей и других агрессивных веществ, содержащихся в почве и воде. Синтетические волокна не подвержены гниению. Им не страшны ни влага, ни мороз, ни жара, ни солнечные лучи. Единственное, что ограничивает срок службы материала, — это постепенное заполнение пор мелкодисперсными частицами грунта. Из-за этого фильтрующая способность полотна со временем снижается. То, как быстро это произойдет, зависит от технических характеристик геотекстиля. Высококачественный материал прослужит не меньше 30 лет.
• Прочность. Геотекстиль устойчив к растяжению как в поперечном, так и в продольном направлении. Наиболее прочно полотно из полипропиленовой мононити. Это свойство позволяет использовать геотекстиль для усиления различных конструкций, в том числе автомагистралей с высокой нагрузкой, фундаментов зданий, складских площадок и подобных.
• Универсальность. Благодаря прочности, эластичности, водопроницаемости, устойчивости к агрессивным средам геотекстиль находит применение во многих областях. Высокие показатели физико-механических характеристик геотекстиля делают его идеальным материалом для применения в качестве разделительного слоя в строительных работах, а также при укреплении откосов и склонов. Прочностные характеристики на разрыв, прокол и свойства, связанные с удлинением геотекстиля, могут быть весьма высоки. Их достаточно для обеспечения не только разделения слоев грунта, но и сохранности самого материала.
• Простота монтажа. Укладка геотекстиля не требует специальных навыков. Материал продается в рулонах, удобных для транспортировки. Полотно имеет небольшой вес, его легко можно разрезать обычными ножницами.

Геоткань для решения задач…

Садового ландшафта

С помощью геотекстиля обустраивают практичные, долговечные, аккуратные садовые дорожки и площадки. До появления этого универсального материала применяли стандартную технологию: в подготовленное углубление насыпали песок и гравий, после чего укладывали декоративное покрытие (тротуарную плитку, брусчатку). Дорожки, построенные таким способом, плохо выдерживают нагрузки: под воздействием тяжести насыпной материал проседает, смешивается с грунтом, в результате образуются ямы. Сквозь покрытие прорастают сорняки, это приводит к появлению бугров и трещин. На болотистых почвах к перечисленным факторам добавляется разрушительное действие влаги.

Садовый геотекстиль помогает решить все эти проблемы одновременно:

• Синтетическое полотно, проложенное между грунтом и песчано-гравийной подушкой, разделяет слои, не позволяя им смешиваться.
• Эксплуатационные нагрузки распределяются по поверхности равномерно, поэтому дорожка не проседает.
• Геоткань способствует быстрому отведению влаги и замедляет эрозию почвы, даже если участок находится в болотистой низине.
• Сквозь плотное полотно не прорастают сорняки.

Кроме того, применение геотекстиля уменьшает расход насыпного материала.

Обустройства искусственного водоема

При создании пруда или бассейна на приусадебном участке геоткань выполняет защитную функцию. Основной элемент конструкции искусственного водоема — гидроизоляционная мембрана, которую укладывают в чашу, перед тем как заполнить ее водой. Острые камни и корни деревьев могут повредить влагоудерживающий материал. Чтобы этого не произошло, между грунтом и мембраной настилают слой геоткани. Для усиления защитных свойств рекомендуется уложить его и поверх гидроизоляции.

Геотекстиль для пруда должен иметь высокую плотность — не менее 250 г/м².

Прокладывания дренажной канализации

Система дренажной канализации служит для отведения влаги на участках с высоким уровнем грунтовых вод. Чтобы предотвратить вымывание и эрозию почвы, прокладывают перфорированные трубы. Канализация служит дольше и эффективнее, если при ее обустройстве использовать геотекстиль. Прочное водопроницаемое полотно препятствует засорению отверстий в трубах и стабилизирует насыпной материал.

Дренажный геотекстиль должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать давление подушки и грунта. В то же время нужно, чтобы он обеспечивал хорошую фильтрацию. Слишком плотное полотно, хотя оно и очень прочное, имеет мелкие поры, которые быстро заполняются микрочастицами грунта. В результате дренажная функция системы снижается. Поэтому оптимальная плотность геотекстиля для дренажной канализации — 100–200 г/м².

Дренажную систему с использованием геотекстиля обустраивают в несколько этапов:

• Выкапывают траншею.
• Выравнивают дно слоем песка.
• Настилают геоткань (края должны выступать за пределы траншеи как минимум на метр).
• Выполняют подушку из гравия (20–30 см).
• Прокладывают трубопровод.
• Насыпают сверху слой гравия.
• Оборачивают трубы свободными краями геоткани.
• Заполняют траншею землей.

Разделения и защиты

Широкое применение геотекстиля в строительстве дорог обусловлено его особой структурой, которая позволяет разделять слои насыпного материала. В совокупности с другими свойствами это помогает создать ровное, надежное и прочное дорожное полотно.

Геотекстиль, проложенный между слоями грунта, песка и щебня, не дает им смешиваться. Это предотвращает появление трещин в асфальте. Благодаря жесткому основанию из геоткани нагрузка от движения транспорта распределяется равномерно и покрытие не проседает. А фильтрующие свойства геоткани способствуют отведению воды и препятствуют размыванию дорожного полотна.

Плотность дорожного геотекстиля выбирают с учетом эксплуатационной нагрузки. Если дорога предназначена только для движения легковых машин — достаточно 250 г/м². Для дорог, рассчитанных на грузовой автотранспорт, плотность должна быть выше — от 300 г/м². При строительстве федеральных трасс используется более плотный геотекстиль. Для взлетно-посадочных полос применяется материал максимально высокой плотности.

Особые требования к геоткани предъявляются в гидротехническом строительстве — при возведении дамб, плотин, молов, волнорезов. Выдержать постоянное воздействие морских волн способен только высокопрочный термоскрепленный полипропиленовый геотекстиль.

Гидроизоляции кровель

Геотекстиль применяют при обустройстве кровель для защиты гидроизоляции от повреждений. Материал укладывают по обеим сторонам мембраны. При создании так называемых «зеленых» кровель (когда на крыше высаживают газон) геотекстиль выполняет те же функции, что и в ландшафтном дизайне. В этом случае полотно настилают под слой грунта.

Геотекстиль — высокотехнологичный, практичный и недорогой материал, который имеет множество вариантов применения. Он не только продлевает срок службы конструкций, но и сокращает расходы на строительство. Наиболее долговечен и устойчив к агрессивным средам полипропиленовый геотекстиль из мононити. Плотность материала подбирают с учетом условий эксплуатации.