Research of frost resistance of samples of geosynthetic materials used in highway construction

Abstract


Geosynthetic materials have been used in highway construction for more than 30 years. Geomaterials belong to a separate class of polymer construction materials, which help to ensure stability and durability of erected objects. The main advantages of using geosynthetics are: reduction of labor and material costs, increased load capacity and longer service life. Application of modern geosynthetic materials is possible in the temperature range from –40 °C to +60 °C, but it should be taken into account that at negative temperatures their extensibility and strength decreases. When materials work in negative temperatures, frost resistance should be taken into account. In this article, the resistance of geosynthetic materials to repeated freezing and thawing was investigated. The tests were carried out in the laboratory of the Department of “Construction Operations and Geotechnics” of Perm National Research Polytechnic University. Four different materials were selected for testing: geotextile nonwoven needle-punched and thermo-calendered (dornit) – 350; geogrid (geogrid) polypropylene SD 100%; geotextile woven fabric TH-20 100% polypropylene; woven geotextile TH 50. The selected test specimens had a width of 200±1 mm, fixation of the material took place in the clamps of the MT-136 testing machine, providing a distance between them of 100 mm. The tested samples were immersed in a container with water with horizontal placement, the water level above the samples corresponded to 15 mm, the temperature of the freezing chamber corresponded to minus (18°±2) °C and were subjected to 30 cycles of "freezing – thawing". According to the obtained test results, the frost resistance index was: nonwoven geotextile – 112.5 %; geogrid – 111.8 %, woven geotextile TH 20 – 174.4 %; woven geotextile TH 20 – 81 %.

Full Text

3

About the authors

V. I Bryzgalov

Perm National Research Polytechnic University

V. I Bryzgalov

Perm National Research Polytechnic University

M. O Karpushko

Perm National Research Polytechnic University

A. M Burgonutdinov

Perm National Research Polytechnic University

D. G Zolotozubov

Perm National Research Polytechnic University

D. A Tatiannikov

Perm National Research Polytechnic University

References

  1. Straits research: сайт [Электронный ресурс]. – URL: https://straitsresearch.com/report/geosynthetics-market (дата обращения: 31.03.2024).
  2. Электронное издание компании СИБУР «СИБУР Клиентам»: сайт [Электронный ресурс]. – URL: https://magazine.sibur.ru/publication/trends/geosinteticheskie-materialy-dlya-avtodorog-dostizheniya-i-zadachi/?sphrase_id=1780210 (дата обращения: 31.03.2024).
  3. Челышева, Т.В. Исследование устойчивости геосинтетических материалов к многократному замораживанию и оттаиванию / Т.В. Челышева // Современные технологии: актуальные вопросы, достижения и инновации. – 2019. – С. 76–79.
  4. Золотозубов, Д.Г. Исследование влияния прокола на сопротивление разрыву геосинтетических материалов / Д.Г. Золотозубов, О.А. Золотозубова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и Ар-хитектура. – 2014. – № 1. – С. 80–90.
  5. Hyeong-Joo, Kim. Introduction to a novel geotextile tube connection construction method: A case study of test site and field application / K. Hyeong-Joo, W. Myoung-Soo, S. Shamsher // Geotextiles and Geomembranes. – 2024. – Vol. 52. – P. 1–9. DOI: 0.1016/j.geotexmem.2024.03.005
  6. Татьянников, Д.А. Применение переменного шага армирования геосинтетических материалов в фундаментных подушках из связных грунтов / Д.А. Татьянников // Construction and Geotechnics. – 2022. – Т. 13, № 4. – С. 126–135. doi: 10.15593/2224-9826/2022.4.10
  7. Ponomarev, A.B. Analysis of the performance of sand cushions reinforced with horizontal geosynthetic elements / A.B. Ponomarev, D.A. Tat’yannikov // Soil Mechanics and Founda-tion Engineering. – 2020. – Vol. 56, no. 6. – P. 371–377. doi: 10.1007/s11204-020-09617-8
  8. Бургонутдинов, А.М. Исследование работы подпорных конструкций с обратной засыпкой из армированного грунта, а также с использованием обратной засыпки из фиброармированной золы уноса / А.М. Бургонутдинов, К.Р. Истомина, В.И. Клевеко //
  9. нспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2019. – № 3. – С. 15–22. doi: 10.15593/24111678/2019.03.02
  10. ономарев, А.Б. Анализ изменения прочностных характеристик геосинтетических материалов в процессе эксплуатации / А.Б. Пономарев, В.И. Клевеко, Д.А. Татьянников // Научный вестник Воронежского Государственного Архитектурно-Строительного Университета. Строительство и Архитектура. – 2014. – № 3(35). – С. 11–16.
  11. Моделирование сезонного промерзания земляного полотна автомобильной дороги / А.М. Бургонутдинов, К.Р. Кашапова, В.И. Клевеко, О.В. Моисеева // Материалы конференции «Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе». – 2015. – Т. 1. – С. 346–350.
  12. Binquet, J. Bearing capacity tests on reinforced earth slabs / J. Binquet, K.L. Lee // Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE 101 (GT12). – 1975. – P. 1241–1255.
  13. Analytical modeling of geogrid reinforced soil foundation / R. Sharma, Q. Chen, M. Abu-Farsakh, S. Yoon // Geotextiles and Geomembranes. – 2009. – Vol. 27. – P. 63–72.
  14. Aju, D.E. Constrained vertex optimization and simulation of the unconfined compressive strength of geotextile reinforced soil for flexible pavement foundation construction / D.E. Aju, K.C. Onyelowe, G.U. Alaneme // Cleaner Engineering and Technology. – 2021. – Vol. 5. – P. 1–21. doi: 10.1016/j.clet.2021.100287
  15. Золотозубов, Д.Г. Методы определения характеристик сопротивления механическим взаимодействиям геосинтетических материалов / Д.Г. Золотозубов, О.А. Золотозубова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и Архитектура. – 2013. – № 1. – С. 98–103.
  16. Готман, Н.З. Проектирование противокарстовой защиты автомобильных дорог с использованием геосинтетических материалов и системы сигнализации / Н.З. Готман, Ю.И. Пантелеев // Construction and Geotechnics. – 2022. – Т. 13, № 3. – С. 5–14. doi: 10.15593/2224-9826/2022.3.01
  17. Лаврентьев, Е.П. Основные тенденции развития технического текстиля в России / Е.П. Лаврентьев // Российский рынок технического текстиля и нетканых материалов. – 2016. – С. 12–25.
  18. Ярмолинский, В.А. Оценка опыта применения геосинтетических материалов в дорожном строительстве Дальнего Востока / В.А. Ярмолинский, И.С. Украинский // Транспортное строительство. – 2012. – № 6. – С. 22–23.
  19. Козлов, И.Н. Применение нетканых геосинтетических материалов в конструкциях дорожной одежды автомобильных дорог / И.Н. Козлов, М.В. Таничев // Инженерные и социальные системы – 2020. – С. 79–83.
  20. Прокопец, А.С. Способы строительства автомобильных дорог на торфяных грунтах / А.С. Прокопец, И.Л. Бартоломей // Экология и научно-технический прогресс. Урба-нистика. – 2016. – С. 48–53.
  21. Reinforcement of ice crossings with geosynthetic materials / M.O. Karpushko, I.L. Bartolomei, A.A. Trapeznikov, E.N. Karpushko, A.V. Zhidelev // Materials Science Forum. – 2020. – Vol. 992. – P. 118–123.

Statistics

Views

Abstract - 7

PDF (Russian) - 2

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2025 Bryzgalov V.I., Bryzgalov V.I., Karpushko M.O., Burgonutdinov A.M., Zolotozubov D.G., Tatiannikov D.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies