Rodzaje geokompozytów

Geokompozyty to zaawansowane materiały geosyntetyczne otrzymywane poprzez połączenie dwóch lub więcej różnych geosyntetyków lub geosyntetyków z innymi materiałami polimerowymi, mineralnymi lub metalowymi. Łącze właściwości wszystkich materiałów składowych, co umożliwia im pełnienie wielu funkcji jednocześnie – od zbrojenia i wzmacniania gruntu, poprzez drenaż i filtrację, aż po uszczelnianie i ochronę przed erozją. 

Geokompozyty jednocześnie pełnią kilka funkcji (zbrojenie, separacja, filtracja, drenaż, uszczelnienie, ochrona przed erozją). Ich konstrukcja i skład dobiera się pod kątem konkretnego zadania — każdy geokompozyt ma zdefiniowaną funkcję dominującą i funkcje pomocnicze.

Klasyfikacja rodzajowa

• Geokompozyty wzmacniające (geosiatka + geowłóknina / geotkanina) — zbrojenie + filtracja/separacja.

  • Zbrojenie gruntu geosyntetykami

• Geokompozyty asfaltowe (włókno szklane/siatka + geowłóknina) — przeciwdziałanie pęknięciom odbitym i wzmacnianie nakładkowe.

  • Geokompozyt do wzmacniania nawierzchni asfaltowych

• Geokompozyty drenażowe (rdzeń drenażowy + geowłóknina) — szybki odprowadzenie wody + filtracja.

  • Geokompozyt drenażowy

• Geodreny (taśmy drenażowe) — drenaż pionowy przyspieszający konsolidację.

• Geokompozyty drenażowo‑uszczelniające (geomembrana + drenaż + geowłóknina) — jednoczesne uszczelnienie i odprowadzenie cieczy.

• Geokompozyty przeciwerozyjne (3D mata + siatka) — ochrona powierzchni i wspomaganie ukorzenienia.

• GCL — geosyntetyczne maty bentonitowe (geowłóknina + bentonit + geowłóknina) — uszczelnienia samouszczelniające.

• Geokompozyty z włókna szklanego — wysokowytrzymałe siatki powlekane do nawierzchni i podłoży krytycznych.

Klasyfikacja funkcjonalna

Ze względu na konstrukcję i funkcje można je podzielić na cztery grupy:

• Geokompozyty wzmacniające grunty składają się z geowłókniny odpowiadającej za parametry hydrotechniczne oraz elementu wzmacniającego, np. geosiatki, geotkaniny lub włókien szklanych. Stosowane są do wzmacniania słabego podłoża nasypów, wałów, nawierzchni drogowych i kolejowych oraz do drenażu.
• Geokompozyty wzmacniające nawierzchnie bitumiczne umieszczane są między warstwami asfaltowymi nawierzchni. Ich połączenia są oparte o siatkę lub włókna szklane. Poprawiają przyczepność nawierzchni do podłoża, a także jej wytrzymałość na obciążenia.
• Geokompozyty drenażowe i drenażowo-uszczelniające składają się z rdzenia zespolonego z geowłókniną filtracyjną. W przypadku geokompozytów drenażowo-uszczelniających rdzeń dodatkowo pokryty jest geomembraną. Stosowane są do odprowadzania wody z gruntu, a także do jego uszczelniania.
• Geokompozyty przeciwerozyjne składają się z przestrzennej maty przeciwerozyjnej oraz wzmacniającej geosiatki. Stosowane są do ochrony gruntu przed erozją wodną.

Typowe składniki i ich kluczowe parametry techniczne

• Geosiatka: Rk (nominalne) oraz Rd (projektowe po redukcjach), wydłużenie przy zerwaniu (%), moduł osiowy; typowe Rk: 25–>1000 kN/m (dobór projektowy).

• Geowłóknina / geotkanina: masa g/m² (100–1200), wytrzymałość na rozciąganie kN/m, współczynnik filtracji, AOS (mm).

• Rdzeń drenażowy (geonet/3D core): przepływ osiowy l/(m·s) przy zadanym obciążeniu, wytrzymałość ścianek, grubość rdzenia.

• Geomembrana: materiał (HDPE, LLDPE, PVC, EPDM), grubość (0,5–3,0 mm), wytrzymałość na rozciąganie MPa, wydłużenie %, spawalność.

• Bentonit (GCL): masa bentonitu kg/m² (zwykle 4–8 kg/m²), przewodność filtracyjna po rozprężeniu, szczelność.

• Powłoki ochronne (SBR, bitumiczne): termiczna i chemiczna odporność przy montażu, kompatybilność z masą asfaltową.

• Kompozyty z włókna szklanego: Rk typowo 50–300 kN/m dla asfaltu; wydłużenie <3%.

Wybór geokompozytu do funkcji — praktyczne wskazówki

• Określ funkcję dominującą (drenaż / zbrojenie / uszczelnienie / ochrona).

• Dla drenażu wybieraj geonet/geokompozyt z deklarowaną przepływnością osiową i odpowiednią geowłókniną filtracyjną (AOS ≥ 2× średnica ziaren gruntowych).

• Dla zbrojenia gruntów i nasypów dobierz Rk nominalne i przelicz Rd z uwzględnieniem czynników A1–A5 i γM; sprawdź pełzanie (creep) i warunki chemiczne gruntu (pH).

• Dla nawierzchni asfaltowych wybieraj siatki o niskim wydłużeniu (<3%), powlekane SBR/bitumicznie, z udokumentowaną odpornością temperaturową montażu.

• Dla uszczelnień i składowisk preferuj geomembrany z ochronną geowłókniną oraz/lub GCL tam, gdzie wymagane jest samouszczelnienie.

• Uwzględniaj wymagania wykonawcze: minimalne zakłady, metody łączenia (spawanie geomembran, mechaniczne łączenia geosiatek), ochronę przed UV i uszkodzeniami podczas zasypu.

Przykłady zastosowań praktycznych

• Drenaż fundamentów/piwnic: geokompozyt drenażowy z przepływem osiowym ≥ 0,5 l/(m·s), geowłóknina filtracyjna 300–500 g/m², AOS dobrane do gruntu.

• Nasyp na słabym podłożu: geotkanina PET o Rk nominalnym 200–500 kN/m + geokompozyt drenażowy przy podstawie; zakłady 1,0–2,0 m.

• Overlay na drodze naprawianej: geokompozyt włókno szklane FG 100–300 kN/m powlekany SBR; zakład podłużny 10–20 cm, nakładka asfaltowa zgodnie z projektem (min. grubość krytyczna).

• Skarpa z zazielenieniem: geomata 3D 10–20 mm + biomata kokosowa 400–900 g/m² + geowłóknina separacyjna; kotwienie co 0,5–1,0 m.

• Uszczelnienie stawu rekreacyjnego: geomembrana HDPE 1,0–1,5 mm + geowłóknina ochronna 600–1200 g/m²; przy GCL dodatkowy pas przekładki z geomembraną.

Wykonanie i kontrola jakości — kluczowe punkty nadzoru

• Dostawy: sprawdź karty techniczne producenta (Rk, Rd, wydłużenie, pełzanie, odporność UV, pH), numery partii i daty produkcji.

• Składowanie: chronić przed UV, wilgocią i źródłami ciepła; rolki przechowywać na paletach w osłoniętym miejscu.

• Montaż: przestrzegaj instrukcji producenta dot. zakładów, orientacji siatki, sposobu kotwienia i minimalnego zasypu; unikaj chodzenia po niezasypanym geokompozycje.

• Zakłady i łączenia: dokumentuj szerokość zakładów, metodę łączenia i wykonaj kontrolę wzrokową i pomiary. Dla geomembran przeprowadzaj testy spoin (np. metoda pull‑off, testy nieniszczące zgodnie z kartą).

• Zasyp i zagęszczenie: dobierz frakcję wypełnienia (dla geokrat: 4–32 mm; dla geosyntetycznego zbrojenia: czyste kruszywo o kącie tarcia ≥32°) i kontroluj zagęszczenie warstw.

• Badania po wykonaniu: pomiary równości, kontrola drożności drenażu, dokumentacja fotograficzna, protokoły odbioru.

Problemy wykonawcze i sposoby ich uniknięcia

• Fałdy i marszczenia podczas rozkładania — usuń, dopasuj i zabezpiecz zakładami; nie układaj na nierównym podłożu bez przygotowania.

• Zanieczyszczenie filtrów (zabrudzenie geowłókniny) — przechowywać w czystych warunkach; przy montażu unikać zasypywania materiałami pylastymi bez separacji.

• Uszkodzenia mechaniczne podczas zasypu — używać osłon lub delikatnego zasypu, kontrolować ciężar maszyn bezpośrednio na niezasypanych panelach.

• Niewłaściwe kalkulacje zakładów i długości zakotwień — stosować się do projektowych długości zakotwień; przy braku danych stosować wartości konsultowane z producentem i inżynierem.

Geosyntetyki to szeroka i zróżnicowana grupa materiałów polimerowych wykorzystywanych w inżynierii lądowej, geotechnice i ochronie środowiska. Stosowane są tam, gdzie trzeba kontrolować zachowanie gruntów i wód gruntowych, rozkładać obciążenia, zapobiegać mieszaniu warstw lub zapewnić szczelność. Dzięki zróżnicowanym konstrukcjom (warstwy włókniste, siatkowe, membranowe, komórkowe oraz kompozyty) i dostępnym parametrom eksploatacyjnym znajdują zastosowanie w inwestycjach drogowych, kolejowych, hydrotechnicznych, rekultywacyjnych, a także w budownictwie kubaturowym i terenach zielonych.