Могилевский В.Д. (НТЦ “Гидрол-Кровля”),
Зельманович Я.И. (НТЦ “Гидрол-Кровля”),
Иванов В.М. (“Русская аудиторская компания”),
Манцевич Н.М. (“Русская аудиторская компания”),
Абрамсон В.М. (“Метрогипротранс”),
Лебедев В.И. (Холдинговая компания “Автодортехпрогресс”)

ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ МЕТРОСТРОЕНИЯ

В настоящее время в России и странах СНГ наблюдается резкое увеличение объемов подземного строительства, в том числе возведение новых и продление существующих линий метрополитенов. В последние годы построены новые участки метрополитенов в Москве, С.-Петербурге, Новосибирске, Киеве, Днепропетровске и др.. Разработка проектов метрополитенов мелкого заложения с возведением перегонных тоннелей закрытым, а станций – открытым способом предусматривается в гг. Омске, Казани, Челябинске и др..В связи с этим задача повышения качества строительства, его дальнейшей индустриализации, снижения себестоимости диктует необходимость совершенствования традиционных высокозатратных технологий строительного производства, в т.ч. изоляции как одной из наиболее ответственных.
Неотъемлемой частью проблемы изоляции тоннелей открытого способа работ, фундаментов зданий и других подземных сооружений, рассчитанных, как правило, на практически неограниченный срок эксплуатации, является защита гидроизоляции от механических повреждений при обратной засыпке котлованов, а также дренаж фильтрационных грунтовых вод. Существующие технологии подразумевают поэтапное (пошаговое) решение многочисленных проблем изоляции строительных конструкций путем последовательного их изолирования от каждого фактора воздействия окружающей среды.
Например, в случае тоннелей метрополитенов открытого способа работ последовательно  устраивают раздельные гидроизоляционные и защитный, а в необходимых случаях теплоизоляционный и дренирующие слои, применяя, как правило, соответствующие специализированные материалы. Иными словами, комплексное решение указанной проблемы до недавних пор отсутствовало, что существенно удорожало строительство и сказывалось на качестве выполняемых работ.
Таким образом, в настоящее время появилась настоятельная потребность в комплексном подходе к решению всех (или, по крайней мере, большинства) проблем изоляции путем создания и использования изоляционных материалов полифункционального назначения.
В качестве одной из возможных моделей такого полифункционального материала нами предлагается семейство рулонных многослойных битуминозных (битумно-полимерных и битумных) основных гидротеплозвукоизоляционных материалов с защитными и, при необходимости, дренирующими функциями. Предлагаемое семейство материалов под названием “Днепротекс” включает (рис. 1):
•	лицевой слой (1) из нетканого геотекстильного иглопробивного или термоскрепленного полотна плотностью 420-750 г/м2 из полиэфриных или полипропиленовых волокон;
•	склеивающий битуминозный (битумный или  SBS-модифицированный битумно-полимерный) слой (2);
•	пропитанный вяжущим опорный слой (3) из нетканого полиэфирного полотна или стеклоткани (основа);
•	гидроизоляционный битуминозный (битумный или  SBS-модифицированный битумно-полимерный) слой (4);
•	разделительный (антиадгезионный) слой (5) из тонкого полиэфирного полотна, стеклохолста или полимерной пленки.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации состав и свойства каждого слоя может варьироваться.
Так, нетканое полотно (1) в зависимости от области использования материала и его состава может быть предназначено для дренажа, активной звукоизоляции и защиты гидроизоляционных слоев от механических повреждений.
При необходимости материал “Днепротекс” может приклеиваться к изолируемому основанию способом наплавления с помощью пламенных горелок.
Использование для целей наружной гидроизоляции подземных сооружений полифункциональных материалов системы “Днепротекс”, геотекстильный слой которых сочетает функции защиты от повреждений, в том числе проколов, при обратной засыпке грунта и дренажа фильтрационных грунтовых вод, обеспечит эффективное, недорогое и индустриальное решение проблемы.
“Днепротекс” обладает высокой трещиностойкостью при необратимых и сезонных колебаниях массива грунта, стойкостью к прорастанию корней растений, длительным сроком эксплуатации и высокой эластичностью гидроизоляционной и защитной частей материала, быстротой и легкостью применения вследствие совмещения операций по устройству и защите гидроизоляции. Тем самым, исключается необходимость в устройстве специальных защитных и дренирующего слоев.
В таблице 1 приведены показатели свойств “Днепротекса” в сопоставлении с разработанными НИЦ “Тоннели и метрополитены” ОАО ЦНИИС нормативными требованиями к материалам для гидроизоляции тоннелей. Как следует из табл.1, “Днепротекс ПЭ” полностью отвечает предъявляемым требованиям, а по целому ряду важнейших показателей (прочности, деформативности, водонепроницаемости, водопоглощению, теплостойкости) – существенно их превышает.
Наряду со строительством заглубленных линий метрополитенов в Москве впервые в отечественной практике планом Правительства Москвы предусмотрено сооружение открытых эстакадных (“легких”) линий метрополитена на щебеночном основании. Первая очередь эстакадной линии протяженностью  6 км в Северное Бутово должна войти в строй в 2003 г.. Указанная линия (как и другие последующие) возводится в условиях сложившейся городской застройки. Движение поездов вызывает колебания конструкций, которые через почву могут передаваться в прилегающие здания. Возбуждающиеся при этом в элементах зданий и находящихся в них предметах колебания могут приводить к возникновению слышимого вторичного воздушного шума. В зависимости от интенсивности и длительности воздействия этот шум может вызвать сильное отрицательное влияние на людей в зоне его действия.
Следовательно, проблема заключается в устройстве, помимо эффективной гидроизоляции железобетонных несущих конструкций (балластного “корыта”), дренажа попадающих на верхнее строение пути осадков, максимальном возможном снижении уровня излучаемого корпусного (структурного) шума, а также защите гидро- и звукоизолирующих слоев от механических повреждений щебнем. 
В настоящее время в мировой практике предлагается несколько вариантов решения рассматриваемой проблемы.
Фирма “Phoenix” (“Феникс”, Германия) поставляет эластомерные изоляционные маты, производимые из натурального и/или искусственного каучука; толщина матов, используемых в метростроении, составляет 27-40 мкм. Маты укладывают свободно, без приклейки. Цена изоляционных матов фирмы “Феникс” составляет не менее 30 долл. США за 1 кв.м.
Фирма “Getzner” (“Гетцнер”, Австрия) производит подбалластные маты, которые обеспечивают высокоэффективную изоляцию от структурного шума, перераспределение нагрузок на основание, гашение вибраций несущих элементов рельсового пути и обладают долговременными упругими свойствами, устойчивостью к кратковременной экстремальной перегрузке. Цена матов “Гетцнер” – от 50 до 200 долл. США за 1 кв.м.
Для гидро- и виброизоляции железнодорожных мостов фирма “Siplast” (“Сипласт”, Франция) выпускает гидроизоляционную систему “Brabant” (“Брабант”), представляющую сосбой геомембрану, состоящую из наплавляемого эластомерно-битумного SBS-модифицированного рулонного материала на полиэфирной основе (массой 200 г/м2); защита гидроизоляции от механических повреждений обеспечивается сдублированным геотекстильным нетканым полотном плотностью более 750 г/м2 из полипропиленовых волокон. Слои изоляционного покрытия соединяют между собой и в местах нахлестки способом наплавения. Цена материала “Брабант” – 30 долл. США за 1 кв.м.
Использование в качестве подбалластного мата рулонного отечественного материала серии “Днепротекс” позволяет комплексно решить указанные задачи. В этом случае (рис.1) склеивающий (2) и гидроизоляционный (4) слои материала представляют собой инвертированные высоконаполненные коллоидные растворы “SBS-битум”, в которых матрицей (дисперсионной средой) является полимер, а диспергированным веществом – битум. Такие смеси обладают высокой эластичностью (свыше 1500%), водонепроницаемостью и морозостойкостью (до –450С), необходимых для надежной эксплуатации открытых сооружений. Нетканое геотекстильное полотно (1) развесом не менее 700 г/м2 и толщиной 4-5 мм обладает великолепными звукоизолирующими свойствами; кроме того, благодаря высокой прочности (не менее 100 кгс/5 см) полотно эффективно защищает гидроизоляцию от механических повреждений. По этому же слою осуществляется дренаж осадков. 
В табл. 2 сопоставлены свойства “Днепротекса ПЭ” как подбалластного мата с требованиям, предъявляемыми “СоюзДорНИИ” к материалам для гидроизоляции мостовых и эстакадных сооружений, а также со свойствами   отечественных материалов аналогичного назначения. Как следует из таблицы, Днепротекс превосходит выпускаемые в России материалы и полностью отвечает предъявляемым требованиям.
Днепротекс ПЭ при стендовых динамических испытаниях выдержал 2 млн. циклов нагружения, моделирующих воздействие подвижного состава, в соответствии с методикой Департамента пути и сооружений МПС.
Таким образом, предлагаемая подбалластная система “Днепротекс” обеспечивает:
•	надежную и долговечную гидроизоляцию железобетонной проезжей части благодаря многослойности изоляционного мата и его высоким физико-механическим свойствам;
•	звукоизоляцию от первичного, направленного вниз воздушного шума благодаря наличию геотекстильного высокопористого слоя значительной толщины, а также сочетания в покрытии материалов с различными модулями упругости;
•	уменьшение отражения вторичного воздушного шума от пролетных строений;
•	дополнительные потери звуковой энергии вследствие активного сопротивления эластомерно-битумных слоев, обладающих гибким деформирующимся каркасом,  вынужденным колебаниям под действием падающих звуковых волн;             
•	дренаж попадающей на проезжую часть влаги благодаря высоким дренирующим свойствам геотекстиля, располагающегося на водонепроницаемом основании;
•	повышение стабильности положения рельсового пути и снижение давления на щебень балластного корыта;
•	ограничение возникающих при движении подвижного состава статических и динамических нагрузок в балластном слое, придание им большей равномерности; амортизирующий эффект в подбалластных матах достигается за счет их многослойности и работе в условиях всестороннего сжатия, а также благодаря наличию многослойного армирования и эластичных битумно-эластомерных слоев;
•	высокую технологичность и индустриальность изоляции, состоящей из взаимодополняющих друг друга совместимых рулонных материалов заводского изготовления;
•	высокую заводскую готовность изоляции.
“Днепротекс” рекомендован Научно-исследовательским центром “Тоннели и метрополитены” ОАО “ЦНИИС” для гидроизоляции тоннелей метрополитенов открытого способа работ, железобетонных пролетных строений эстакадных линий метрополитена, и Департаментом пути и сооружений МПС – для гидроизоляции балластного корыта железобетонных пролетных строений железнодорожных мостов.
Наряду с гидроизоляцией линий метроплитенов система “Днепротекс” может применяться для комплексной гидроизоляции эксплуатируемых кровель различного назначения (для размещения парковок, садов, газонов, оранжерей, теплиц и других объектов благоустройства), в том числе устраиваемых на перекрытии тоннелей открытого способа работ, заглубленных подземных сооружений, стилобатах зданий и т.п., на пролетных строениях автомобильных и железнодорожных мостов, при устройстве гидрозвукотеплоизоляции междуэтажных перекрытий жилых и промышленных зданий, в том числе “плавающих” полов.
Стоимость модификаций материала “Днепротекс” различного назначения, отличающихся составом и свойствами, составляет ориентировочно от 8 до 22 долл. США.
Таким образом, “Днепротекс” является отечественным полифункциональным изоляционным рулонным материалом, применимым во многих областях строительства взамен дорогостоящих импортных материалов аналогичного назначения.
Авторы выражают благодарность сотрудникам следующих организаций, принявших самое непосредственное участие в выполнении данной работы: НИЦ “ТМ” ОАО “ЦНИИС”, МИИТ, ВНИИЖТ, Метрогипротранс, Мосметрострой, ДСМ, ЗАО “Полимеркровля”, Департамент пути и сооружений МПС, СоюзДорНИИ.
Доклад, отражающий содержание настоящей статьи, был представлен на Международной научно-технической конференции “Тоннельное строительство России и стран СНГ в начале века: опыт и перспективы” (г.Москва, 28-31 октября 2002 г.).

				1                                                     3
				2

                                                4

			Рис.1

Таблица 1

ПОКАЗАТЕЛИ
физико-механических свойств “ДНЕПРТЕКСА ПЭ” 
в сравнении с требованиями к материалам для гидроизоляции тоннелей

Наименование показателя	Требования НИЦ “ТМ” ОАО “ЦНИИС”	Фактические 
показатели
“Днепротекса ПЭ”	
Разрывная сила при растяжении, Н 	не менее 600	1250	
Относительное   удлинение   
при разрыве	не менее 30	60	
Температура   хрупкости вяжущего, °С 	не выше минус 35	минус 35	
Гибкость         на        брусе       
с закруглением радиусом 10,0 мм, °С 	не выше минус 20	минус 20	
Теплостойкость, °С в течение 2 часов 	не ниже +85	+100	
Водонепроницаемость при 
гидростатическом давлении, МПа	не менее 0,3	0,8	
Водопоглощение,% по массе, 
в течение: 
-	24 час, 
-	48 час, 
-	72 час 	<1,0	
0,37
 0,78
 0,97	

Таблица 2
ПОКАЗАТЕЛИ
физико-механических свойств “ДНЕПРОТЕКСА ПЭ” 
и отечественных материалов в сравнении с требованиями 
к материалам для гидроизоляции мостов

Наименование материала, марка, ТУ	Характеристики материалов	
	Толщина материала, мм	Армирующая основа	Прочность при разрыве, 
Н/5 см	Деформативность,
 %	Температура хрупкости, 
0С	Теплостойкость,
0С	Испытание на продавливание	
Требования 
СоюзДорНИИ	≥ 4,5	полиэстр	≥ 600	≥ 20	≤ 25*	≥ 85	+	
Изопласт  
•	ЭКП-5,5 
•	ЭМП-5 
ТУ 5774-005-05766480-95 	
5,5
5,0	полиэстр	
600
600	
30
30	
-25
-25
	
120
90	-	
Изоэласт 
ТУ 5774-007-05766480-96 	5,0	полиэстр	600	32	-40	90	-	
Мостопласт 
ТУ 5774-025-01393697-99 	5,3	полиэстр	735	40	-32
	130	+	
Рубитексмост 
ТУ 5774-003-00289973-95 	5,0	полиэстр	735	40	-32	85	-	
Бимостэл 
•	БМ - 95 
•	БМ - 120 
ТУ 5774-047-00288739-99 	
5,0	полиэстр	
600
900
	20	
-25
-32	
95
120	
-
+	
Дальмостопласт 
•	ДМ - 2
•	ДМ - 3
ТУ 5774-001-00287898-98 	
4,5
5,0	полиэстр	
600
900	30	
-25
-32	
90
120
	
-
+	
Атаклонмост 
•	Б 25 
•	Б 32 
ТУ 5774-002-00287906-99 		полиэстр	600	20		
85
85	
-
-	
Техноэластмост 
•	  Б 
•	  С 
ТУ 5774-004-00287852-00 	
4,5
5,0	полиэстр	
600 
1000	20	-35	
100
110	
-
+	
Люберитмост 
ТУ 5774-003-18060333-00 	4,5	полиэстр	600	20	-35	85	-	
Днепротекс ПЭ
ТУ 5774-006-00287869-2002	10,0**/
5,0**	полиэстр	1100	50	-35	100	+	

*   Для П климатической зоны
** Общая толщина материала “Днепротекс”
*** Толщина гидроизоляционной части материала “Днепротекс”