Геопена - Geofoam

Сложенные блоки геопены на строительной площадке

Геопена является пенополистирол (EPS) или экструдированный полистирол (XPS) изготавливаются в виде больших легких блоков. Блоки различаются по размеру, но часто составляют 2 м × 0,75 м × 0,75 м (6,6 футов × 2,5 футов × 2,5 футов). Основная функция геопены - обеспечить легкое заполнение пустот под шоссе, подъездом к мосту, набережная или автостоянка. EPS Geofoam минимизирует осадки на подземных коммуникациях. Geofoam также используется в более широких приложениях, включая легкие. наполнять, зеленая крыша наполнитель, сжимаемые включения, теплоизоляция, и (при правильном формировании) дренаж.^{[нужна цитата ]}

Geofoam разделяет принципы с геокомбами (ранее называвшимися сверхлегкими ячеистыми структурами), которые были определены как «любой производимый материал, созданный экструзия процесс, в результате которого получается конечный продукт, состоящий из множества трубок с открытым концом, которые склеены, склеены, сплавлены или иным образом связаны вместе ».^[1] Геометрия поперечного сечения отдельной трубы обычно имеет простую геометрическую форму (круг, эллипс, шестиугольник, восьмиугольник и т. Д.) И составляет порядка 25 мм (0,98 дюйма) в поперечнике. Общее сечение сборки связанных трубок напоминает соты, отсюда и название. В настоящее время только жесткие полимеры (полипропилен и ПВХ ) были использованы в качестве материала геокомб.

История

Первое использование EPS Geofoam было в Осло, Норвегия в 1972 году. В насыпях вокруг Мост Флом в попытке уменьшить расчеты. До установки геопены на этой территории ежегодно происходило оседание на 20–30 сантиметров, что приводило к серьезным повреждениям проезжей части.^[2]

Благодаря успеху проекта геопены в Осло в 1985 году в Осло, Норвегия, была проведена первая Международная конференция по геопенам, на которой инженеры могли обменяться знаниями, результатами исследований, поделиться новыми приложениями и обсудить истории болезни. С тех пор были проведены еще две конференции в Токио, Япония и Солт-Лейк-Сити, США, в 1996 и 2001 годах соответственно. Последняя конференция прошла в июне 2011 года в Лиллестреме, Норвегия.^[3]

С 1985 по 1987 год Япония использовала более 1 300 000 м³ (46 000 000 куб. Футов) геопены в 2 000 проектах. Тестирование и использование геопены в этих проектах продемонстрировало потенциальные преимущества геопены как легкого наполнителя. Например, Geofoam был размещен под взлетно-посадочными полосами в японских аэропортах, что доказывает, что этот материал может выдерживать сильное и повторяющееся давление.^[2]

Геопена впервые была использована в США в 1989 г. Шоссе 160 между Дуранго и Mancos, Колорадо. Увеличение количества осадков вызвало оползень, разрушивший часть шоссе. Геопена была использована для создания обочины шоссе стабилизация склона чтобы предотвратить подобные проблемы. Использование геопены по сравнению с традиционной реставрацией привело к снижению общей стоимости проекта на 84%.^[4]

Самый крупный проект геопены в США проходил с 1997 по 2001 год. Межгосударственный 15 в Солт-Лейк-Сити, штат Юта.^[5] Geofoam был выбран, чтобы свести к минимуму то количество инженерных сетей, которое необходимо было бы переместить или реконструировать для проекта. В общей сложности 3530 000 куб. Футов (100 000 м³) геопены, что позволило сэкономить около 450 000 долларов США за счет устранения необходимости переезда электрические столбы.^[6] Geofoam также использовался в насыпях и опорах мостов для устойчивости основания.^[4] Впоследствии, из-за успеха использования геопены для проекта реконструкции I-15, Управление транзита Юты использовало насыпь из геопены для своих линий легкорельсового транспорта (то есть TRAX) и пригородных поездов (то есть FrontRunner).^[7]

С 2009 по 2012 год Vaudreuil предприятие по производству пенополимера предоставило более 625 тыс. м³ (22 100 000 куб. Футов) геопены для нового сегмента шоссе 30 в провинции Квебек, в Монреаль площадь, что делает его крупнейшим на сегодняшний день проектом по производству геопены в Северной Америке.

С 2016 года Geofoam широко используется при строительстве новой эстакады 15 и развязки Turcot в Монреале.

Приложения

Краткое описание приложений можно найти по адресу:^[8]

Стабилизация склона

Оползень

Основная статья: Устойчивость склона

Стабилизация откоса - это использование геопены для уменьшения массы и сила гравитации в области, которая может быть повреждена, например, оползень. Geofoam до 50 раз легче, чем другие традиционные наполнители с аналогичной прочностью на сжатие. Это позволяет использовать геопену максимально доступную полоса отвода на набережной. Легкий вес и простота установки Geofoam сокращают время строительства и трудозатраты.

Geofoam используется легкий Земляные работы построить мостовой переход на слабом грунте возле Монреаль

Набережные

Основная статья: Набережная (транспорт)

Насыпи с геопеной позволяют значительно уменьшить необходимые боковые откосы по сравнению с обычными насыпями. Уменьшение бокового уклона насыпи позволяет увеличить полезную площадь с обеих сторон. Эти насыпи также могут быть построены на почвах, подверженных дифференциальным урегулирование без влияния. Затраты на техническое обслуживание насыпей из геопеной значительно ниже по сравнению с насыпями с использованием естественного грунта.

Уменьшение копания

Геопена используется в качестве заполнителя внутри автомобильного моста возле Монреаль

Некоторая слабая и мягкая почва не может выдержать вес желаемой конструкции; эстакада на фото рядом. Если бы он был построен из традиционной земляной засыпки, он был бы слишком тяжелым, деформировал бы слабый грунт под ним и повредил бы мост. Чтобы сократить расходы, не углубляясь в коренные породы, для внутренней засыпки моста используется Geofoam.

Поддерживающие конструкции

Пенополистирол используется в подпорной стенке

Основная статья: Подпорная стена

Использование геопены для подпорных конструкций обеспечивает снижение бокового давления, а также предотвращает оседание и улучшает гидроизоляцию. Легкий вес Geofoam уменьшит поперечную силу на подпорная стена или же опора. Под геопеной важно установить дренажную систему, чтобы не допустить проблем с налипанием. гидростатическое давление или же плавучесть.

Защита инженерных сетей

Защита инженерных сетей возможна с помощью геопены для снижения вертикальных нагрузок на трубы и другие чувствительные инженерные сети. Уменьшение веса надстройки за счет использования геопены вместо обычного грунта предотвращает возможные проблемы с коммунальными службами, такие как обрушения.

Изоляция дорожного покрытия

Изоляция дорожного покрытия - это использование геопены под дорожным покрытием, при котором толщину покрытия можно контролировать с помощью морозное пучение условия. Использование геопены в качестве изоляционного элемента земляного полотна уменьшит эту разницу в толщине. Geofoam на 98% состоит из воздуха по объему, что делает его эффективным теплоизоляционным материалом. Правильная установка геопены особенно важна, так как зазоры между блоками геопены будут работать против изолирующих эффектов геопены.

Преимущества

Преимущества использования геопены:

• Низкий плотность /высоко сила: Geofoam составляет от 1% до 2% плотности почвы при равной прочности.^[2]
• Предсказуемое поведение: Geofoam позволяет инженерам быть более конкретными в критериях проектирования. Это сильно отличается от других легких наполнителей, таких как грунт, состав которых может быть очень разным.
• Инертный: Geofoam не разрушается, поэтому он не распространяется на окружающие почвы. Это означает, что геопена не будет загрязнять окружающую почву. Geofoam также можно выкопать и использовать повторно.
• Ограниченные трудозатраты на строительство: Geofoam можно установить вручную с помощью простых ручных инструментов. Это исключает инвестиционные и эксплуатационные расходы на тяжелую технику.
• Сокращает время строительства: Geofoam устанавливается быстро и может быть установлен в любую погоду, днем ​​или ночью, что сокращает время монтажа.

Недостатки

К недостаткам использования геопены можно отнести:

• Опасность возгорания: необработанная геопена представляет собой опасность возгорания.
• Уязвимость к нефтяным растворителям: если геопена вступает в контакт с нефтяной растворитель, он немедленно превратится в вещество типа клея, что сделает его неспособным выдержать никакую нагрузку.
• Плавучесть: силы, развиваемые из-за плавучесть может вызвать опасную подъемную силу. Автомобили были разбиты о потолок после того, как паводковые воды подняли полистирол под полом автостоянки в Crayford 9 октября 2016 г.^[9]
• Восприимчивость к повреждению насекомыми: Geofoam можно обработать, чтобы противостоять заражению насекомыми. Когда геопена используется для изоляции зданий, в которых присутствует древесина, повреждение геопены можно ограничить с помощью обработки от насекомых. С другой стороны, в традиционном легком насыпи для дорожного строительства не было зарегистрировано никаких известных доказательств повреждения насекомыми.^[10]

Характеристики

Геопена

Физические свойства EPS Geofoam
ТИП - ASTM D6817	EPS12	EPS15	EPS19	EPS22	EPS29
Плотность, мин. кг / м^3	11.2	14.4	18.4	21.6	28.8
Прочность на сжатие, мин., КПа при 1%	15	25	40	50	75
Прочность на сжатие мин., КПа при 5%	35	55	90	115	170
Прочность на сжатие мин., КПа при 10%	40	70	110	135	200
Прочность на изгиб, мин., КПа	69	172	207	276	345
Кислородный индекс, мин., Об.%	24.0	24.0	24.0	24.0	24.0

Физические свойства XPS Geofoam
ТИП - ASTM D6817	XPS20	XPS21	XPS26	XPS29	XPS36	XPS48
Плотность, мин. кг / м^3	19.2	20.8	25.6	28.8	35.2	48.0
Прочность на сжатие, мин., КПа при 1%	20	35	75	105	160	280
Прочность на сжатие мин., КПа при 5%	85	110	185	235	335	535
Прочность на сжатие мин., КПа при 10%	104	104	173	276	414	690
Прочность на изгиб, мин., КПа	276	276	345	414	517	689
Кислородный индекс, мин., Об.%	24.0	24.0	24.0	24.0	24.0	24.0

^[11][12]

Смотрите также

• Геосинтетика
• Гражданское строительство

Рекомендации

1. Ховат, Дж. С. (май 1995 г.). Материалы Международного геотехнического симпозиума по пенополистиролу для подземных работ. Нью-Йорк: Манхэттенский колледж.
2. Эльраги, Ахмед Фуад. Отдельные инженерные свойства и области применения пенополистирола - введение Группа Софтория. 2006. Интернет. 18 ноября 2010 г.
3. Норвежское управление дорог общего пользования и Tekna. 4-я Международная конференция по геопеноблокам в строительстве В архиве 2011-07-26 на Wayback Machine Tekna. Управление общественных дорог Норвегии. Интернет. 18 ноября 2010 г.
4. Исследовательский центр Geofoam Сиракузский университет Сиракузы, 2000. Интернет. 18 ноября 2010 г.
5. Бартлетт, Стивен; Лоутон, Эверт; Фарнсворт, Клифтон; Ньюман, Мари. «Проектирование и оценка насыпей из пенополистирола с геопеной для проекта реконструкции I-15, Солт-Лейк-Сити, Юта». Отсутствует или пусто | url = (помощь)
6. Мейер, Терри. Легкие нагрузки: Geofoam сокращает графики строительства за счет уменьшения веса насыпи и времени осадки HubDot. HubDot, 1 апреля 2010 г. Интернет. 18 ноября 2010 г.
7. Бартлетт, Стивен. «Использование пенополистирола EPS в транспортных системах» (PDF). www.civil.utah.edu. Консорциум EPS Geofoam.
8. Старк, Тимоти; Бартлетт, Стивен; Арельяно, Дэвид. «Применение пенополистирола (EPS) и технические данные» (PDF).
9. Уорли, Уилл Уорли (9 октября 2016 г.). «Крейфордское наводнение: автомобили, врезавшиеся в потолок после наводнения, подняли полистироловый пол на автостоянке». Независимый. Получено 11 октября 2016.
10. Уроки, извлеченные из сбоев, связанных с применением геопены в дорожных насыпях, Отчет об исследовании Манхэттенского колледжа № CE / GE-99-1, подготовленный Джоном С. Хорватом, доктором философии, P.E. Профессор гражданского строительства 4.5 Случай T4: Повреждение геопеной из-за заражения насекомыми
11. Универсальные спецификации для заполнителей из геопеной Корпорация GeoTech Systems. Корпорация GeoTech Systems, 1 января 2005 г. Интернет. 18 ноября 2010 г.
12. Block Geofoam - Соответствие спецификациям проекта^{[постоянная мертвая ссылка ]} Espmolders.org. Ассоциация формовщиков EPS. Интернет. 11 ноября 2010 г.

дальнейшее чтение

• Хорват, Джон С. (1995). Geofoam Geosynthetic: монография (Распечатать) | формат = требует | url = (помощь). Скарсдейл, Нью-Йорк: Horvath Engineering.
• Хорват, Дж. (1994). «Пенополистирол (EPS) Geofoam: Введение в поведение материала». Геотекстиль и геомембраны. 13 (4): 263–280. Дои:10.1016/0266-1144(94)90048-5.
• Геопена для транспорта Achfoam.com. ACH Foam Technologies. Интернет. 18 ноября 2010 г.
• Старк, Бартлетт и Арельяно, Применение и технические данные EPS Geofoam EPS Industry Alliance

внешняя ссылка