Badania gruntowych podłoży nawierzchni zbrojonych geosyntetykami

• Autorzy: Gradkowski K.

Warianty tytułu

EN

Testing ground subgrade reinforced with geosynthetics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowanie jest relacją z przeprowadzonych własnych badań laboratoryjnych i poligonowych w zakresie identyfikacji własności gruntów wzmacnianych i zbrojonych geosyntetykami (geotekstylia i geofibry), jako modeli gruntowych podłoży nawierzchni dróg tak samochodowych, jak i szynowych w ostatnich kilku latach. Analizy prowadzonych badań i testów w różnych ośrodkach badawczych pozwoliły na uformowanie kierunku własnych badań i testów pomiarowych nad zastosowaniami geosyntetyków w ulepszeniach i wzmacnianiu gruntowych podłoży nawierzchni dróg lądowych. W badaniach przedstawionych w pracy skoncentrowano się na określeniu zakresu ulepszenia i efektu wzmocnienia gruntowego podłoża nawierzchni dróg lądowych poprzez zastosowanie dwóch różnych rodzajów geosyntetyków. Sprawozdawczą i skróconą formę uzyskiwanych wyników sukcesywnie prowadzonych badań zawierają wymienione w bibliografii recenzowane publikacje autora. Pierwsza część pracy obejmuje własne badania laboratoryjne próbek modelowych planarnego zbrojenia gruntowych podłoży nawierzchni drogowych, w której analizowane wyniki pomiarów pozwoliły na określenie ilości i form warstw zbrojenia geotekstylnego. Kolejna część pracy przedstawia badania wykonane na poligonowym modelu podłoża nawierzchni drogowej, które zmierzały do określenia efektu wzmocnienia zbrojeniem jednowarstwowym. Charakterystyki jakościowe fibrogruntów oraz porównania właściwości gruntów i fibrogruntów o różnej zawartości i kształcie geofibrów, a także potencjalnych zastosowań fibrogruntów w podłożach nawierzchni drogowych zawarte są w dalszych częściach pracy obejmujących także własne badania. W pracy nie podano wyników wielu badań wstępnych i sygnalnych, które były wykonywane w fazach rozpoznań. Pełne zastosowania techniczne rozwiązań konstrukcyjnych, opracowanych na podstawie przeprowadzonych testów i badań, wymagają praktycznej ich weryfikacji. Techniczny i praktyczny sposób wzmocnień podłoży nawierzchni dróg lądowych jest przedmiotem opracowania patentowego autora przedstawionym w części wnioskowej pracy.

EN

This paper refers to laboratory and field research conducted by the author on the identification of properties of ground reinforced with geosynthetics (geotextiles and geofibres), as models of ground subgrades of roads and railroads in the past few years. The direction of the research and measurement tests on geotextile application for improvement of surface and ground sub-basis of roads was based on previous analysis of research and testing provided by various research centres. Studies presented in the paper focus on defining the scope of improvements and strengthening of ground sub-basis of roads through the use of two different types of geosynthetics. The abridged method of reaching the results and subsequently conducted measurements that are listed in the bibliography include peer-reviewed publications of the autor. The first part contains the autor’s own laboratory tests of samples of model planar ground reiforcements of road pavement systems. The results of the tests analyzed allowed to determine the amount and form of layers of geotextile reinforcements. The following section presents the research work done on a field model of the road. Quality characteristics and comparative properties of groundfibre layers with different contents and shapes of fibres, as well as potential applications of groundfibres in roads are included in the subsequent parts of the work and also include the autor’s own research. The work does not include the results of preliminary tests and signaling, which were carried out in preliminary phases. It also presents full technical application of the design solutions developed on the basis of the presented tests and the required verifying studies, as well as practical verification of the construction method of road subgrade and subbing base ground reinforcements, patented by the author.

Słowa kluczowe

PL

zbrojenie gruntów; podłoża nawierzchni dróg lądowych

EN

roads subgrade; road base; geosynthetic reinforcement; geotextiles

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 156
• Strony: 3--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 80 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gradkowski K.

• Instytut Dróg i Mostów

Bibliografia

• [1] Ajdukiewicz J., Kłosek K.; Kryteria doboru oraz weryfikacja skuteczności stosowania geosyntetyków w podtorzu. Drogi krajowe'01. Materiały konferencyjne, Wrocław listopad 2001, s. 293-390 (www.fibetex.pl/Pub/0031.pdf)
• [2] Alenowicz J.; Dobrze dobrany geosyntetyk ma właściwości adekwatne do funkcji. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne, nr 1-2, 2009, s. 76-80.
• [3] Alenowicz J.; Specyfikacje geosyntetyków stosowanych w podbudowach drogowych. Magazyn Autostrady, 3/2010, s. 80-83.
• [4] Al-Refeai T., Al-Suhaibani A.; Dynamic and static characterization of polypropylene fiber - reinforced dune sand. Geosynthetics International. No. 5, 1998, pp. 443-458.
• [5] Aydogmus T., Klappenich H.; Geokunstoffbewehrte Bochungen und Stutzkonstruktionen. EBGEO Weiterbildungsseminar DIN 1054, Freiburg 2008.
• [6] Barksdale R.D., Brown S.F.; Potential benefits of geosynthetics in flexible pavements. Report NCHRP, Atlanta 1995.
• [7] Bonaparte R., Holz R.D., Giround J.P.; Soil reinforcement using geotextiles and geogrids. ASTM, 1987.
• [8] Chaosheng Tang, Bin Shi, Wei Gao, Fengjun Chen, Yi Cai; Strength and mechanical behaviour of short polypropylene fibre reinforced and cement stabilized clayey soil. Geotextiles and Geomembranes 25, 2007, pp. 194-202.
• [9] Cheqemizadeh A., Nikraz H.; Permability test on reinforced clayey sand. Engineering & Technology, 78, 2011, pp. 130-134.
• [10] Choura M., Khelif N., Manif T., Menaa L.; The effect of waste polypropylene fibre inclusion on the mechanical behaviour of sand generated industry. Journal of Soil Science and Environmental Management, vol. 2, 2011, pp. 384-392.
• [11] Consoli N.C., Casagrande M.D.T., Pritto P.D.M., Thome A.; Plate load test on fiber-reinforced soil. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. ASCE, October 2003, pp. 951-955.
• [12] Crossman M., Sequra D.S., Allsop W.; R&D Technical Report FD 2409, London, May 2003.
• [13] Cuelho E., Perkins S.; Field investigation of geosynthetics used for subgrade stabilization. Final Report. Montana State University & Western Transportation Institute. July 2009.
• [14] Czarnecki L., Kaproń M.; Definiowanie zrównoważonego budownictwa. Materialy budowlane,1 i 2, 2010.
• [15] Diambra A., Ibraim E., Muir Wood D., Russell A.R.; Fibre reinforced sands: Experiments and modelling. Geotextiles and Geomembranes, 28, 2010, pp. 238-250.
• [16] Dobrucki D.; Nośność podłoża gruntowego wzmocnionego geosyntetykami. Drogownictwo, 11, 2010, s. 390-393.
• [17] Duszyńska A.; Wykorzystanie geosyntetyków do projektowania. Materiały seminarium "Zastosowanie geosyntetyków w budownictwie i inżynierii środowiska". Gdansk, wrzesień, 2009.
• [18] Elias J.M.; Building roads on sabkha soils with geosynthetic system. Report GT. Arnhem. The Netherlands, 2004.
• [19] El-Ghaffar A. K.A.M.; Behaviour of subgrade soil reinforced with polypropylene fibers. Geosynthetics International, vol. 16, 2009, pp. 76-84.
• [20] Fauziah Ahmad, Farshid Bateni, Mastura Azmi; Performance evaluation of silty sand reinforced with fibres. Geotextiles and Geomembranes, 28, 2010, pp. 93-99.
• [21] Fattah M.Y., Rahil F.H., Turki M.A.; Determination of the adequate thickness of granular subbase beneath foundations. Engineering and Technical Journal, vol. 29, No. 9, 2011.
• [22] Gajewska B. i inni; Zastosowanie geosyntetyków w budowlach ziemnych. Raport Instytutu Badawczego Dróg i Mostów, Warszawa 2003.
• [23] Gradkowski K.; Nośność podłoży nawierzchni dróg samochodowych wzmacnianych geosyntetykami. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
• [24] Gradkowski K.; Właściwości geotechniczne fibrogruntu jako materialu ulepszonych podloży nawierzchni. Inżynieria Morska i Geotechnika, 2/2011, s. 121-130.
• [25 ] Gradkowski K.; Badania nad strukturarni planarnego zbrojenia geotekstyliami gruntowych podłoży dróg. Magazyn Autostrady, 5/2011, s. 52-59.
• [26] Gray D.H., Ohashi H.; Mechanics of fiber reinforcement in sand. Journal of Geotechnical Engineering - ASCE 109(3), 1983, pp. 335-353.
• [27] Gupta R.D., Jved Alam, Mohd. Ahmadullah Farooqi; Effect on CBR and other geotechnical properties of fly ash mixed with lime and non-woven geofibres. Journal of The Institution of India, vol. 96, April 2007, pp. 221-227.
• [28] Hang M.X, Javadi A.A., Min X.; Triaxial tests of sand reinforced with 3D inclusions. Geotextiles and Geomembranes, 24 (2006), pp. 201-209.
• [29] Herold A., Tomaskowics N.; Geosythetics under dynamic loads EBGEO - Subkomitee Dynamics. Eurogeo 3 marzec 2004
• [30] Horvath J.S., Regins J., Colasanti P.E.; New hybrid subgrade model for soil structure interaction analysis; foundation and geosynthetics applications. ASCE Geo-Institute, Geo-Frontiers, March 2011.
• [31] Hufenus R., Rueegger R., Banjac R., Mayor P., Springman S.M., Bronnimann R.; Full-scale field tests on geosynthetic reinforced unpaved roads on soft subgrade. Geotextiles and Geomembranes, 24 (2006), pp. 21-37.
• [32] Jianjun Leng; Characteristics and behaviour of geogrid reinforced aggregate under cyclic load. Dissertation (Ph.D.). North Carolina State University, 2007.
• [33] Kamalzare M., Ziaie-Moayed R.; Influence of geosynthetic reinforcement on the shear strength characteristics of two-layer sub graden. Acta Geotechnica Slovenica, 1, 2011, pp 39-49.
• [34] Kłosek K., Ajdukiewicz J.; Analiza teoretyczna współpracy nasypu kolejowego i słabonośnego podłoża wzmocnionego geosyntetykami w swietle badan terenowych. Raport. Gliwice 2003
• [35] Kłosek K.; Trwałość konstrukcyjna autostrad na terenach górniczych. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne. Wrzesień-październik 2007, s. 34-38.
• [36] McCrown A.; The behaviour of geosynthetic reinforced soil systems in various geotechnical application. University of Strathclyde, 2005.
• [37] Madhavi Latha G., Amit Somwanshi; Bearing capacity of square footings on geosynthetic reinforced sand. Geotextiles and Geomembranes, 27, 2009, pp. 281-294.
• [38] Mandhavi Latha, Vidya S. Murthy; Effects of reinforcement form on the behavior of geosynthetic reinforced sand. Geotextiles and Geomembranes 25, 2007, pp. 23-32.
• [39] Madhavi Latha, Vidya S. Murthy; Investigations on Sand Reinforced with Different Geosynthetics. Geotechnical Testing Journal, vol. 29, No. 6, November 2006, pp. 474-480.
• [40] Mahipal Singh Chauhan, Satyendra Mitkal, Bijayananda Mohanty; Performance evaluation of silty sand subgrade reinforced with fly ash and fibre. Geotextiles and Geomembranes 26, 2008, pp. 429435.
• [41] Masami Fukuoka, Shigeru Tani & Tsuneo Yamashita; Stability of retaining wall reinforced by continuous fibers during earthquakes. Proceedings of the 4th International Conference on Geotextiles, Geomembranes and Related Products. The Hague, Netherlands 1990.
• [42] Moghadas Tafreshi S.N., Dawson A.R.; Comparison of bearing capacity of a strip footing on sand with geocell and with planar forms of geotextile. Geotextiles and Geomembranes, 28, 2010, pp. 72-84.
• [43] Moghadas Tafreshi S.N., Dawson A.R.; Behaviour of footings on reinforced sand subjected to repeated loading - Comparing use of 3D and planar geotextile. Geotextiles and Geomembranes, 28, 2010, pp. 434-447.
• [44] Montanelli F., Zhao A., Rimoldi P.; Geosynthetic reinforced pavement system: testing and design. Tenax report, Italy 2004.
• [45] Naeini S.A., Mizakhanlari M.; The effect of geotextile and grading on bering ratio of granular soils. EJGE, vol. 13, 2008.
• [46] Nataraj M.S., McManis K.L.; Strength and deformation properties of soils reinforced with fibrillated fibers. Geosynthetics International, 1997, vol. 4, No. 1, pp. 65-79.
• [47] Noorzad R., Mimoradi S.H.; Laboratory evaluation of the behavior of geotextile reinforced clay. Geotextiles and Geomembranes, 28, 2010, pp. 386-392.
• [48] Pawłowski M.; Zależność wskaźnika zagęszczenia od wskaźnika odkształcenia z próbnych obciążeń modeli podtorza z piasku średniego. Przegląd Komunikacyjny, 9-10, 2011, s. 92-97.
• [49] Palmira E.M.; Soil-geosynthetic interaction: Modeling and analysis. Geotextiles and Geomembranes, 27, 2009, pp. 368-390.
• [50] Perkins S.; Mechanistic empirical modeling and design model development of geosynthetic reinforced flexible pavement. Final Report. Montana State University, October 2001.
• [51] Pospisil K., Zednik P.; Geosynthetics Limitations for Bearing Capacity Increase, Report, Department of Infrastructure, CDV - Transport Research Centre, Brno, Czech Republic, 2003.
• [52] PN EN ISO 14688-1,2 Badania geotechniczne. Oznaczenia i klasyfikowanie gruntów. Część 1. Oznaczenia i opis. Część 2. Zasady klasyfikowania.
• [53] PN EN 13286-2:2004 Mieszanki niezwiązane i związane spoiwem hydraulicznym. Część 2. Metody oznaczania laboratoryjnej gęstości i wilgotności. Metoda Proctora.
• [54] PN EN 13286-47:2004 Mieszanki niezwiązane i związane spoiwem hydraulicznym. Część 47. Metoda badania wskaźnika CBR, wskaźnika nośności natychmiastowej i spęcznienia liniowego.
• [55] PN EN 14889-2: Włókna do betonu. Część 2. Włókna polimerowe. Definicje, wymagania i zgodność.
• [56] Rafalski L.; Podbudowy drogowe. Instytut Badawczy Dróg i Mostów. Studia i Materiały, 59, Warszawa 2007.
• [57] Rafalski L.; Podłoże nawierzchni drogowej. Inżynieria Morska i Geotechnika, 3/2009, s.190-193.
• [58] Racana N., Gorves R., Grediac M.; Mechanical behaviour of soil enforced by geocells. Blaise Pascal University, Publications 2002, p. 6.
• [59] Rupal Mehta; Polypropylene fibres reinforce soil at green verges or overflow car parks. Materials World Magazine, 01 Mar. 2006.
• [60] Santoni R.L., Tingle J.S., Webster S.L.; Engineering proporties of sand-fiber mixtures for road construction. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 127, 2001, pp. 258-268.
• [61] Santoni R.L., Webster S.L.; Airfields and roads Construction using fiber stabilization of sands. Journal of Transportation Engineering, vol. 127, 2001, pp. 96-104.
• [62] Sawicki A.; Modeling of geosynthetic reinforcement in soil retaining walls. Geosynthetics International, vol. 5, No. 3, 1998, pp. 327-345.
• [63] Sikora Z., Ziegler M.; Geosynthetics in Geomechanics. Large triaxial compresion tests. Materiały seminarium , "Zastosowanie geosyntetyków w budownictwie i inżynierii środowiska". Gdańsk, wrzesień 2009.
• [64] Silva Dos Santos A.P., Consoli N.C., Baudet B.A.; The mechanics of fibre-reinforced sand. Geotechniqe, vol. 60, 2010, pp. 791-799.
• [65] Sivakumar Babu G.L., Vasudevan A.K., Sumanta Haldar; Numerical simulation of fiber-reinforced sand behaviour. Geotextiles and Geomembranes, 26, 2008, pp. 181-188.
• [66] Shukla S.K.; Applications of geosynthetics for soil reinforcement. Discussion. Ground Improvement, No. 4, 2004, pp. 179-182.
• [67] Shukla S.K. et al.; Improved expressions for field values of compaction test parameters. Geotechnique, 59, 2009, No. 10, pp. 851-853.
• [68] Sobolewski J.; Wymiarowanie zbrojeń geosyntetycznych w konstrukcjach z gruntu zbrojonego zgodnie z przepisami eurokodu 7. Drogi i Mosty, 2/2010, s. 73-86.
• [69] Stigler-Szydło E.; Posadowienie budowli infrastruktury transportu lądowego. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2005.
• [70] Sung-Sik Park; Effect of fiber reinforcement and distribution on uconfined compressive strength of fiber-reinforced cemented sand. Geotextiles and Geomembranes, 27, 2009, pp. 162-166.
• [71] Surowiecki A.; Interaction between reinforced soil components. Studia Geotechnica et Mechanica, vol. XX, No. 1-2, 1998, pp. 43-61.
• [72] Szcześniak W.; Wybrane zagadnienia kolejowe. Wzajemne oddziaływanie w układzie pojazd-tor kolejowy-podtorze-podłoże gruntowe. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Budownictwo, z. 129, OWPW, Warszawa 1995, s. 1-220.
• [73] Tafreshi M.S.N., Dawson A.R.; Comparison of bearing capacity of strip footing on sand with geocell and with planar forms of geotextile reinforcement. Geotextiles and Geomembranes, 28, 2010, pp. 72-84.
• [74] Temel Yetimoglu, Muge Inanir, Orhan Esat Inanir; A study on bering capacity of randomoly distributed fiber-reinforced sand fills overlying soft clay. Geotextiles and Geomembranes, 23, 2005, pp. 174-183.
• [75] Ud-din S., Marri A., Wanatowski D.; Effect of high confining pressure on the behaviour of fiber reinforced sand. Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS, vol. 42, No. 4, 20115 pp. 69-76.
• [76] Warunki techniczne utrzymania podtorza kolejowego Id-3, PKP PLK SA, 2009.
• [77] Wysokiński L., Kotlicki W.; Projektowanie konstrukcji oporowych, stromych skarp i nasypów z gruntu zbrojonego geosyntetykami. ITB, Instrukcje, Wytyczne, Poradniki, 429/2008.
• [78] Venkatappa Rao G. et all; Strength characteristics of sand reinforced with coir fibres and coir geotextiles. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, http://www.ejge.com
• [79] Viswanadham B.V.S., Phanikumar B.R., Rahul V. Mukherjee; Swelling behaviour of a geofiber-reinforced expansive soil. Geotextiles and Geomembranes, 27, 2009, pp. 73-76.
• [80] Zamberg J.G., Gupta R.; Geosynthetics in pavements: North American contributions. 9th International Conference on Geosynthetics, Brazil 2010, pp. 380-398.