Як дороги, посилені геосіткою, сприяють зниженню енергоспоживання, пов’язаного з рухом транспорту

Зниження опору коченню транспортних засобів за рахунок стабілізованих геосіткою дорожніх покриттів

Зниження деформації дорожнього покриття та втрат енергії між шинами й дорогою

Коли ми підсилюємо основи доріг геосітками, це допомагає утримувати щебінь на місці й запобігає його бічному зміщенню. Це суттєво впливає на стійкість доріг під час проїзду транспортних засобів. Утворення колій значно зменшується, оскільки шини не повинні так інтенсивно долати незначні нерівності, спричинені нерівною поверхнею. Дослідження поведінки матеріалів показують, що рівніші дороги можуть знизити тиск між шинами та покриттям приблизно на 28 %. Це означає, що під час руху менше енергії втрачається у вигляді тепла. Дослідження вказують, що це призводить до зниження витрат палива транспортними засобами приблизно на 5–7 %, оскільки шини менше деформуються й менше нагріваються в місцях контакту з дорожньою поверхнею. Ще одне перевагою є те, що міцний зв’язок між шарами геосітки запобігає рухові ґрунту під дорогою, що забезпечує збереження привабливого вигляду та справної роботи дорожнього покриття протягом тривалого часу.

Розподіл навантаження та пригнічення утворення колій підвищують динамічну ефективність

Під час монтажу геосіток вони розподіляють навантаження від осей транспортних засобів на більші ділянки ґрунту під покриттям. Це допомагає зменшити гострі точки напруження майже вдвічі, коли дороги інтенсивно використовуються вантажівками. Принцип роботи цих сіток також сприяє утворенню менш глибоких колій на поверхні дороги порівняно зі звичайним асфальтобетонним покриттям, забезпечуючи рівну й стабільну поверхню. Дороги довше зберігають задовільний стан, що дозволяє шинам підтримувати надійний контакт із дорожнім полотном. Це зменшує опір коченню та економить паливо під час руху транспортних засобів. Дослідження показують, що дороги, посилені геосітками, протягом усього терміну експлуатації мають приблизно на 22 % менший опір коченню. Для автотранспортних компаній це означає реальну економію на витратах палива. Крім того, навантаження на елементи підвіски зменшується, оскільки дорога менше «підстрибує».

Подовження терміну служби доріг для мінімізації енерговитрат, пов’язаних з технічним обслуговуванням

Армування геосіткою збільшує термін експлуатації дорожнього покриття, стабілізуючи основу дороги та рівномірно розподіляючи навантаження, що затримує структурне руйнування й значно зменшує частоту енергоємних робіт з відновлення поверхні.

Зменшення кількості робіт з відновлення поверхні скорочує викиди парникових газів автопарком будівельної техніки та енерговитрати, пов’язані з пробками.

Коли роботи з технічного обслуговування відкладаються, це означає, що немає потреби у використанні дизельної техніки — таких як катки й асфальтоукладачі, — які виділяють приблизно 8–12 кілограмів еквіваленту CO₂ на кожну тонну укладеного асфальту. Ще однією серйозною проблемою є перекриття доріг: коли транспортна потока затримується, автомобілі просто стоять на місці, споживаючи паливо в обсязі 1,2–3,1 літра на годину, перебуваючи в пробці. Наприклад, відкладення одного лише проекту з відновлення поверхні автомагістралі протягом п’яти років може скоротити загальні викиди вуглекислого газу більш ніж на 1200 метричних тонн — за рахунок уникнення додаткових кілометрів, які водії проїжджають через об’їзні маршрути, а також скорочення тривалості непотрібної роботи будівельної техніки.

Стабілізація основи знижує ризик руйнування на 40–60 % (AASHTO, 2022)

Геосітки працюють шляхом запобігання бічному розповзанню матеріалів та перешкоджання проникненню води в нижчележачі шари ґрунту, що значно підвищує міцність дорожньої основи. Дороги, побудовані з використанням таких сіток, можуть експлуатуватися при інтенсивному русі протягом приблизно 10–15 років до початку руйнування, порівняно з 6–9 роками для доріг без будь-якого армування. Згідно з даними Американського асоціаційного товариства державних служб шосейних доріг (AASHTO), яке встановлює стандарти для автомагістралей у США, їхні останні керівництва 2022 року підтверджують ці спостереження й вказують, що термін служби доріг із застосуванням геосіток насправді перевищує термін служби неармованих доріг на 40–60 %. Крім того, дороги, які потребують меншого обсягу ремонтних робіт, скорочують необхідність постійної доставки нових матеріалів. Подумайте про це: кожного разу, коли ми уникнули укладання чергового шару покриття, ми зменшуємо обсяги викидів вуглекислого газу, пов’язаних із видобутком кам’яних матеріалів, виробництвом асфальту та транспортуванням усіх цих матеріалів по країні.

Економія матеріалів та втіленої енергії завдяки тоншим покриттям, армованим геосіткою

Зменшення товщини асфальту та баласту без погіршення експлуатаційних характеристик

Коли дороги підсилюють геосітками, інженери можуть зменшити товщину шарів асфальту та щебеню без утрати якості дорожнього покриття. Дослідження, виконані за допомогою програмного забезпечення PLAXIS 3D, а потім перевірені в реальних умовах, показують, що розташування геосіток безпосередньо в зернистому основному шарі дозволяє зменшити товщину асфальтового шару на 15–30 %, хоча цей показник варіюється залежно від типу ґрунту, на якому ведеться будівництво. Цей ефект досягається завдяки тому, що геосітка краще розподіляє навантаження по поверхні дороги й обмежує бічне зміщення матеріалів, що призводить до значного зменшення кількості ям у майбутньому. З точки зору сталого розвитку дослідники встановили, що такі тонші конструкції доріг мають такий самий термін служби, як і звичайні дороги, але дозволяють значно економити природні ресурси, оскільки для будівельних проектів потрібно менше нових матеріалів.

До 30 % менше використання щебеню та нижчий рівень «вбудованого» вуглецю (FHWA, 2023)

Коли геосітки механічно фіксуються в шарах ґрунту та щебеню, інженери можуть зменшити товщину основного шару покриття. Це означає, що загалом можна заощадити близько 30 % щебеневих матеріалів. Згідно з даними досліджень життєвого циклу, таке зменшення витрат матеріалів призводить до зниження вуглецевого сліду на 6–24 %. Цей висновок підтверджують фахівці Федерального управління автодоріг у своєму останньому звіті за 2023 рік, присвяченому сталим геосинтетичним матеріалам. У ньому зазначається, що скорочується необхідність у кар’єрних роботах, транспортуванні важких матеріалів та енергії, потрібної для ущільнення всіх шарів. Це цілком логічно, якщо про це замислитися.

Підтвердження на практиці: виміряне зниження енергоспоживання та витрат палива на дорогах із геосітками

Дані справжніх польових випробувань підтверджують те, що багато хто підозрював щодо енергоефективності дорожніх покриттів із застосуванням георешіток. Під час аналізу оснащених контрольних ділянок спостерігається зниження витрат пального важкими вантажними автомобілями приблизно на 5–7 % порівняно зі звичайними ділянками дорожнього покриття. Це відбувається через стабільну поверхню, створену завдяки армуванню георешіткою, що зменшує опір кочення. Економія пального напряму перетворюється на зниження викидів та експлуатаційних витрат, особливо помітне в інтенсивних логістичних операціях, які охоплюють тисячі миль щотижня. Міста, що проводили моніторинг головних доріг у помірних кліматичних зонах, виявили, що дороги з георешітковим армуванням зберігають задовільний стан поверхні на три–п’ять років довше, ніж звичайні покриття. Це означає, що бригадам доводиться рідше повертатися для дорогого ремонту верхнього шару покриття. Цікаво, що результати реальних випробувань досить добре узгоджуються з передбаченнями лабораторних досліджень. Спосіб розподілу навантаження по шарах георешітки дійсно зменшує енергетичні втрати, що виникають у зоні контакту шин з поверхнею дорожнього покриття. Кілька міст, які перейшли на цю технологію, зафіксували значне зниження загального вуглецевого сліду технічного обслуговування доріг, що свідчить про практичність та масштабованість такого роду енергозбереження для будь-яких спільнот.

ЧаП

Що таке георешітка?

Георешітка — це геосинтетичний матеріал, який використовується для армування ґрунтів та подібних матеріалів. Її часто застосовують для стабілізації дорожніх основ шляхом розподілу навантаження та запобігання бічному зміщенню матеріалів.

Яким чином георешітки зменшують котріння опір?

Георешітки стабілізують основи доріг, зменшують деформацію покриття та забезпечують більш рівномірний розподіл навантаження, що призводить до рівніших дорожніх поверхонь і менших втрат енергії у зоні контакту шин з дорожнім покриттям, а отже — до зменшення котріння опору.

Чи сприяють георешітки економії палива для транспортних засобів?

Так, дороги, армовані георешітками, зменшують котріння опір і поліпшують контакт шин з дорожньою поверхнею, що призводить до зниження споживання палива транспортними засобами приблизно на 5–7 %.

Яким чином георешітки впливають на витрати на технічне обслуговування доріг?

Армування георешітками продовжує термін служби доріг, зменшує частоту проведення робіт з оновлення покриття та призводить до зниження витрат на технічне обслуговування за рахунок мінімізації потреби в нових матеріалах та експлуатації обладнання, що також може сприяти зменшенню викидів вуглекислого газу.