แผ่นใยสังเคราะห์ไม่ทอสำหรับกรองในระบบระบายน้ำใต้ฐานทางหลวง

ภาพรวมโครงการ

โครงการขยายทางหลวงนอร์ธริดจ์ ซึ่งทอดยาว 18 กิโลเมตรในพื้นที่เนินเขาซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเกิดฝนตกหนักตามฤดูกาล เผชิญกับความท้าทายที่สำคัญในด้านความมั่นคงของพื้นที่ชั้นล่างและน้ำท่วมขัง ดินชั้นล่างประกอบด้วยทรายละเอียดและดินเหนียวปนทราย-มีแนวโน้มที่จะสูญเสียอนุภาคและการอุดตันของระบบระบายน้ำเมื่อสัมผัสกับน้ำ เพื่อปกป้องโครงสร้างชั้นล่าง ป้องกันการพังทลายของดิน และรับประกันประสิทธิภาพการระบายน้ำในระยะยาว จึงมีการใช้แผ่นใยโพลีโพรพิลีนไม่ทอเป็นโซลูชันการกรองหลักสำหรับโครงการ-โครงข่ายระบายน้ำด้านข้าง

การเลือก Geotextile และข้อกำหนดทางเทคนิค

หลังจากการวิเคราะห์องค์ประกอบของดินและการทดสอบสมรรถนะทางไฮดรอลิก โครงการเลือก 300 กรัม/ตารางเมตร²geotextiles ไม่ทอที่เจาะด้วยเข็มซึ่งมีคุณสมบัติสำคัญดังต่อไปนี้:

-การซึมผ่าน:510⁻³cm/s (รับประกันการซึมน้ำอย่างรวดเร็ว)

-ขนาดช่องเปิดที่มีประสิทธิภาพ (EOS): 0.15-0.25 มม. (รักษาอนุภาคดินละเอียดในขณะที่ปล่อยให้น้ำไหล)

-ความต้านทานแรงดึง:18kN/m (MD/TD) (รับแรงต้านทานการทรุดตัวของพื้นดินและแรงเค้นจากการก่อสร้าง)

•ความทนทานต่อสารเคมี: ทนทานต่อกรดในดิน ด่าง และการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์

สถานการณ์การใช้งานและกระบวนการดำเนินการ

แผ่นใยสังเคราะห์ถูกนำมาใช้เป็นหลักในงานก่อสร้างทางหลวง-ขุดร่องระบายน้ำด้านข้าง (ติดตั้งตามแนวไหล่ทางของชั้นดินรองพื้น) และใต้ชั้นฐานรากหินกรวด โดยปฏิบัติตามขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การเตรียมร่องระบายน้ำ: ขุดร่องระบายน้ำ (กว้าง 50 ซม.)×พื้นที่ (ลึก 60 ซม.) ถูกปรับระดับและบดอัดเพื่อกำจัดหินแหลมคมและเศษวัสดุต่างๆ

2. การปูแผ่นใยสังเคราะห์: แผ่นใยสังเคราะห์แบบไม่ทอถูกปูให้เต็มร่อง โดยให้ซ้อนทับกัน 20 เซนติเมตรตรงรอยต่อเพื่อป้องกันช่องว่าง แผ่นใยสังเคราะห์ยื่นออกไปนอกขอบร่อง 15 เซนติเมตร เพื่อคลุมพื้นผิวดินชั้นล่างที่อยู่ติดกัน

3. การวางตำแหน่งรวม: วางกรวดเกรดหนา 40 ซม. (ขนาดอนุภาค 10-20 มม.) ไว้บน geotextile เพื่อเป็นสื่อในการระบายน้ำ เพื่อให้มั่นใจว่ามีการกระจายตัวสม่ำเสมอโดยไม่ทำลาย geotextile

4. การปิดผนึกและการถมกลับ: แผ่นใยสังเคราะห์ถูกพับทับชั้นกรวดเพื่อสร้างโครงสร้างคล้ายถุง ป้องกันไม่ให้อนุภาคดินเข้าไปในชั้นกรวด จากนั้นจึงถมร่องด้วยดินชั้นล่างที่อัดแน่น

ผลลัพธ์ของโครงการและผลประโยชน์ด้านประสิทธิภาพ

ตั้งแต่ทางหลวง-นับตั้งแต่เปิดใช้งานในปี 2022 ระบบกรองด้วยแผ่นใยสังเคราะห์ได้ให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม:

•การกักเก็บดินอย่างมีประสิทธิภาพ: ไม่พบการอุดตันของชั้นระบายน้ำกรวด การตรวจสอบหลังการติดตั้งแสดงให้เห็นว่าแผ่นใยสังเคราะห์สามารถกักเก็บอนุภาคดินละเอียดได้ถึง 99% ในขณะที่ยังคงปล่อยให้น้ำไหลได้อย่างไม่ติดขัด

•ประสิทธิภาพการระบายน้ำที่ดียิ่งขึ้น: ระบบระบายน้ำด้านข้างช่วยลดปริมาณน้ำในชั้นดินใต้ฐานรากได้ถึง 65% ภายใน 24 ชั่วโมงหลังฝนตกหนัก ช่วยขจัดปัญหาน้ำขังและลดความเสี่ยงที่ชั้นดินใต้ฐานรากจะอ่อนตัวลง

•ความเสถียรของชั้นดินรองพื้นที่ดีขึ้น: แผ่นใยสังเคราะห์ (Geotextile)-ผลการเสริมแรง (ลดการเคลื่อนตัวของดิน) ของแผ่นใยสังเคราะห์ช่วยลดการทรุดตัวของผิวทางลง 80% เมื่อเทียบกับส่วนที่ไม่มีแผ่นใยสังเคราะห์ ทำให้ทางหลวงมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น-ยืดอายุการใช้งานได้ประมาณ 10 ปี

•การประหยัดต้นทุน: ด้วยการหลีกเลี่ยงการบำรุงรักษาระบบระบายน้ำและการซ่อมแซมฐานราก โครงการนี้จึงประหยัดค่าใช้จ่ายได้ประมาณ 420,000 ดอลลาร์สหรัฐในช่วงสองปีแรกของการดำเนินงาน และลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งานในระยะยาวลง 30% เมื่อเทียบกับวิธีการกรองแบบดั้งเดิม (เช่น แผ่นฟางหรือกรวดที่ไม่ผ่านการกรอง)

บทสรุป

กรณีศึกษานี้เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของแผ่นใยสังเคราะห์ไม่ทอ (non-woven geotextiles) ในการกรองและการระบายน้ำใต้พื้นผิวถนน โดยการแยกอนุภาคดินออกจากวัสดุระบายน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ แผ่นใยสังเคราะห์ช่วยให้การระบายน้ำมีประสิทธิภาพอย่างยั่งยืน ปกป้องความสมบูรณ์ของพื้นผิวถนน และให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจและการดำเนินงานอย่างมาก กรณีศึกษานี้เป็นแบบอย่างที่สามารถนำไปใช้ซ้ำได้ในโครงการโครงสร้างพื้นฐานในพื้นที่ที่มีปัญหาเรื่องดินและปริมาณน้ำฝนสูง