Wat zijn de belangrijkste toepassingen van Geogrid?

Een geogrid is een soort geosynthetisch materiaal dat veel wordt gebruikt in de civiele techniek en ontwikkeling voor functies zoals bodemversterking, vloerstabilisatie en lastverdeling. Kunststof geogrids worden doorgaans vervaardigd van zeer sterke polymeren zoals polyester, hogedichtheidspolyethyleen (HDPE) of glasvezel. Kunststof geogrids kenmerken zich door hun open, gaasachtige structuur, waardoor gronddeeltjes zich met het rooster kunnen verenigen. Deze wisselwerking verbetert de mechanische eigenschappen van de grond aanzienlijk, wat de energie en stabiliteit ervan verbetert.

Vanwege hun uitzonderlijke stevigheid en efficiëntie worden geogrids veelvuldig gebruikt in wegen, onderhoudsmuren, hellingbescherming en erosiebestrijdingssystemen. Ze bieden een voordelige en duurzame oplossing voor standaard wapeningsmaterialen zoals metaal of beton, waardoor ze een populaire oplossing zijn in huidige infrastructuurprojecten.

1. Wat is Geogrid?

1.1 Structuur en samenstelling van Geogrid

Geogrids zijn hoogwaardige geosynthetische materialen die zijn ontworpen met een rasterachtig raamwerk met grote openingen. Deze openingen zorgen ervoor dat bodemdeeltjes, aggregaten of andere vulstoffen door de geogridstructuur heen kunnen en zich erin kunnen vastzetten. Deze in elkaar grijpende beweging creëert een veilig composietsysteem, wat de sterkte, belastingverdeling en balans van de bodem-geogridmatrix aanzienlijk verbetert.

1.1.1 Geogrid kernstructuurelementen – Ribben (longitudinaal en transversaal)

De ribben zijn de belangrijkste dragende elementen van het geogrid en lopen in één of twee richtingen, afhankelijk van of het geogrid uniaxiaal of biaxiaal is. Longitudinale ribben vangen trekkrachten op in de lengterichting, terwijl dwarsribben zorgen voor evenwicht in de breedte. Samen zorgen ze ervoor dat het kunststof geogridgaas spanning kan weerstaan en de massa effectief kan verdelen in de beoogde toepassingen.

1.1.2 Geogrid-verbindingen (knooppunten)

Knooppunten zijn de verbindingspunten waar de longitudinale en transversale ribben elkaar kruisen. Deze knooppunten zijn ontworpen om een hoge schuifweerstand te bieden en de structuur en structurele integriteit van het geogrid te behouden onder de gebruikte belasting. Sterke knooppunten zorgen ervoor dat krachten correct worden overgedragen tussen de ribben, waardoor constructief falen bij verstorende grondversterkingsprojecten wordt voorkomen.

1.1.3 Geogrid-openingen

Openingen zijn de openingen tussen de ribben, precies groot genoeg om grond of een combinatie daarvan in het geogrid te laten doordringen en vast te zetten. Deze mechanische verbinding verhoogt de wrijving tussen het geogrid en de omliggende materialen, verbetert de hechting en voorkomt zijdelingse verplaatsing van de grond. De geometrie van de openingen is op maat gemaakt voor unieke toepassingen, zoals wegstabilisatie, hellingbescherming of het behouden van muurwapening.

2. Soorten geogrids

Geogrids kunnen volledig worden gecategoriseerd op basis van hun productieproces, de samenstelling van het doek en het structureel ontwerp. Elk type biedt unieke eigenschappen die geschikt zijn voor verschillende technische toepassingen.

2.1 Geogridclassificatie op basis van het productieproces

2.1.1 Geëxtrudeerd Geogrid

Geproduceerd door extrusie en uitrekking van polymeerplaten (HDPE of PP), waardoor een relatief georiënteerde moleculaire vorm ontstaat voor treksterkte van topkwaliteit.

2.1.2 Uniaxiaal Geogrid

Ze zijn ontworpen met een uitzonderlijke kracht in één overheersende richting, waardoor ze perfect zijn voor het beschermen van muren, steile hellingen en taluds waar unidirectionele wapening essentieel is.

2.1.3 Biaxiaal Geogrid

Ontworpen voor gelijke energie in zowel de longitudinale als de transversale richting. Wordt doorgaans gebruikt voor de stabilisatie van de fundering van wegen, parkeerterreinen en funderingsversterking waar een multidirectionele lastverdeling nodig is.

2.1.4 Geweven of gebreid geogrid

Wordt vervaardigd door het weven van zeer sterke polyester- of glasvezeldraden in een rasterpatroon en vervolgens bekleed met een beschermend polymeer (bijvoorbeeld PVC of asfalt).

Biedt een uitstekende flexibiliteit en vermoeiingsweerstand, waardoor ze geschikt zijn voor verhardingsversterking, stabilisatie van spoorballast en asfalt-overlaytoepassingen.

2.1.5 Gebonden Geogrid

Gemaakt door polymere ribben aan elkaar te rijgen of te lassen, waardoor een onbuigzame rasterstructuur ontstaat.

Meestal gebruikt in korte constructies, erosiebeheersmatten en lichtgewicht grondstabilisatie waarbij geen hoge treksterkte vereist is.

2.1.6 Triaxiaal Geogrid

Heeft een zeshoekig of driehoekig openingsontwerp en biedt een multidirectionele draagkracht.

Bijzonder hoge kwaliteit bij drukbezochte trottoirs, start- en landingsbanen van luchthavens en zware industriële vloeren, waarbij een gelijkmatige spanningsverdeling essentieel is.

2.2 Geogridclassificatie met behulp van materiaalsamenstelling

-Polyester PET Geogrid:Bekend om zijn hoge trekkracht en opmerkelijke weerstand tegen chemische afbraak, waardoor het ideaal is voor langdurige grondversteviging.

-Geogrid van hogedichtheidspolyethyleen (HDPE):Biedt een robuuste weerstand tegen ultraviolette (UV) straling en corrosie, waardoor het geschikt is voor toepassingen buitenshuis en in ondergrondse ruimtes.

-Polypropyleen PP Geogrid:Een lichtgewicht en buigzaam materiaal, dat regelmatig wordt gebruikt bij evenementen waarbij eenvoudige installatie een prioriteit is.

-Glasvezel Geogrid:Vertoont zeer overmatige trekenergie en wordt voornamelijk gebruikt voor het versterken van asfaltverhardingen vanwege de warmtebestendigheid en lage rekeigenschappen.

Elk materiaal wordt hoofdzakelijk gekozen op basis van factoren zoals het type bodem, de belasting, de blootstelling aan het milieu en de levensduur van de missie. Zo wordt gezorgd voor de beste algehele prestaties in verschillende technische scenario's.

3. Voordelen van Geogrid

3.1 Geogrid - Hoge sterkte en lichtgewicht

Geogrids zijn ontworpen om een enorme treksterkte te leveren en tegelijkertijd licht te blijven. Onder bepaalde werkomstandigheden kan hun treksterkte zelfs die van metalen wapening overtreffen. Ondanks deze sterkte zijn polyethyleen geogrids gemakkelijk te hanteren, te vervoeren en te gebruiken dankzij hun lage gewicht, waardoor ze bijzonder efficiënt zijn voor grootschalige projecten.

3.2 Geogrid - Economische en materiaalbesparing

Door de stabiliteit en lastverdeling van de grond te verbeteren, kunnen geogrids de behoefte aan dure korrel- of combinatievulmaterialen aanzienlijk beperken. Deze optimalisatie verlaagt niet alleen het gebruik van doek, maar ook de transportkosten, wat resulteert in een aanzienlijke besparing op de totale projectkosten.

3.3 Geogrid - Duurzaam en corrosiebestendig

Geogrid is gemaakt van hoogwaardige polymeren die een enorme weerstand bieden tegen chemische corrosie, ultraviolette (UV) degradatie en organische mechanismen zoals schimmel of bacteriële aantasting. Dit garandeert een lange levensduur van de drager, zelfs onder zware omstandigheden, waardoor ze geschikt zijn voor permanente infrastructuurtoepassingen.

3.4 Geogrid - Handige constructie

Dankzij hun lichte gewicht en optimale flexibiliteit kunnen polypropyleen geogrids moeiteloos worden uitgerold en op locatie worden geplaatst, met uitzondering van zwaar hijsmaterieel. Hun aanpasbaarheid aan verschillende terreinen en snelle installatieprocedure helpen de arbeidstijd te verkorten en de ontwikkelingsefficiëntie te verhogen.

3.5 Geogrid - Groen en koolstofarm

Vergeleken met conventionele beton- of asfaltversterkingsmethoden vereisen geogrid-gebaseerde oplossingen minder ruwe materialen en veel minder sterkte voor productie en installatie. Dit vertaalt zich in een lagere uitstoot van broeikasgassen, waardoor grondstabilisatienetwerken een duurzamere en milieuvriendelijkere optie zijn voor moderne bouwprojecten.

4. Multi-scenario toepassing en technische waarde van Geogrid

4.1 Geogrid voor wegen en landingsbanen van luchthavens

•Zachte basisbehandeling:Door het aanleggen van twee- of driewegroosters op silt, eersteklas zand of klei met een hoge vloeistofdichtheid kan het draagvermogen met 30%-60% worden vergroot en wordt het fenomeen "springbodem" vermeden.

•Sporenbestrijding:Door glasvezel- of composietroosters onder de asfaltvloerlaag toe te voegen, kan de vervorming van de band met 40%-70% worden verminderd en de conserveringsduur met een factor 2-3 worden verlengd.

•Structurele verdunning:Door de indeling met "equivalente dikte" wordt de 40 cm hoge, gelaagde, overwoekerde steenbasis geoptimaliseerd voor 25 cm geslagen steen + 1-2 lagen hoogwaardig polyester rooster, waardoor 15% - 25% op de kosten wordt bespaard.

4.2 Geogrid voor keerwanden en hellingen

•Steunmuur:HDPE- of PET-roosters worden gebruikt als wapening, gelaagd met gegradeerde overstortstenen, en de muurhoogte kan meer dan 30 meter bedragen. Vergeleken met betonnen keerwanden bespaart het meer dan 50% op metselwerk.

•Hellingversterking:Bij een helling met een mengsel van 45°-70° rotsbodem wordt een mengsel van "vakwerkbalken + tweerichtingsroosters van metaalkunststof + vegetatiematten" gebruikt om het element van aardverschuivingsbeveiliging met 1,4 keer te vergroten en een snelle hellingvergroening te verkrijgen.

4.3 Geogrid voor spoorwegmuziekbed

•Ballegeasfalteerd nummer:Door het aanleggen van PP-gelaste roosters met een treksterkte van 30-40 kN/m aan de achterzijde van de ballast kan de cumulatieve overeenkomst, veroorzaakt door de dynamische massa's, met 30%-50% worden verlaagd en kan de jaarlijkse renovatiefrequentie worden beperkt van vier keer naar 1-2 keer.

•Overgangsdeel ballastloos spoor:Pas het stijfheidsverschil aan met een rastergeotextielcomposietlaag om het fenomeen van "brugspringen" te elimineren en de soepelheid van hogesnelheidstreinen die met 350 km/u rijden te garanderen.

•Zware verplichting spoorweg:Voor secties met aslasten van meer dan 30 ton kan door het gebruik van roosters en een rubberen kussenlaag de verpulveringsbelasting van de ballast met 60% worden verminderd en de levensduur van de drager van de liedmatras worden verlengd tot 15 jaar.

4.4 Geogrid voor milieubescherming en waterbehoud

•Stortplaats:Bedek een 200 kN/m hoge sterkte PET-geogrid op een 1,5 mm HDPE-laag die gemakkelijk doorsijpelt om het inkrimpen en barsten van een overmaat van 50 meter te voorkomen; Tegelijkertijd versnelt het als brandstofgeleidende laag de reeks biogas.

•Bescherming van rivierfinanciële instellingen:Door gebruik te maken van "gabion+bidirectionele roosterfilterlaag" als alternatief voor regulier metselwerk, wordt de snelheid van het herstel van waterschade vier keer verlengd, waardoor een differentiële overeenkomst van 10 cm van de helling van de financiële instelling mogelijk is, behalve scheuren.

•Golfpreventie op zeewering:Door polyesterroosters te combineren met betonnen blokken die in elkaar grijpen, blijft de trekenergieretentie na 20 jaar in een spatwatergebied met een getijdenverschil van vier meter nog steeds >80%.

4.5 Geogrid voor landbouw en landschap

•Terrasvormige velden op hellingen:Een polypropyleen rooster van 20 kN/m wordt op de helling van 25°-35° van bergachtige theetuinen gelegd om bodemerosie met 70% te verminderen. Machines kunnen op de berg werken en de opbrengst met 15% per mu verhogen.

•Driedimensionale vergroening:Een 30 mm hoge convexe drainagerooster wordt aan de voet van de daktuin geplaatst, waardoor het gewicht met 120 kg per vierkante meter wordt verlaagd en het lekkageprobleem dat bij gebruikelijke methoden door overbelasting ontstaat, wordt opgelost.

•Tijdelijk weiland:Installeer uitschuifbare glasvezelmatten in modderige wetlands om tijdelijke wegen te creëren voor machines die 20 ton voer vervoeren. Na verwijdering zal de vegetatie binnen twee maanden op natuurlijke wijze herstellen.

Conclusie

Dit artikel introduceert systematisch de definitie, structuur, soorten, voordelen en softwaretoepassingen van HDPE-geogrids, waarbij de belangrijkste functies ervan in geavanceerde civiele techniek worden benadrukt. Als hoogwaardig geosynthetisch materiaal zorgt geogrid voor bodemversterking en lastverdeling via een speciale gridstructuur. Het wordt veelvuldig gebruikt in sectoren zoals wegen, keermuren, spoorwegen en milieutechniek, met zowel financiële als milieuvoordelen.

BPM Geosyntheticsis een Chinese producent van geogridmaterialen. Door technologische innovatie en grootschalige productie heeft BPM geosynthetics de productiekosten van geogrids aanzienlijk verlaagd en de meest economische opties voor infrastructuurprojecten gepresenteerd. In de toekomst, met de ontwikkeling van de wetenschap en de toegenomen marktconcurrentie, zullen de prijsvoordelen van geogrids verder worden benadrukt, waardoor hun bredere bruikbaarheid in de wereldwijde technische sector wordt bevorderd en duurzame ontwikkelingsdoelen krachtig worden ondersteund.