FAKULTA TEXTILNÍ
DIPLOMOVÁ PRÁCE
Liberec 2016 Bc. Jana Reslová
FAKULTA TEXTILNÍ
Studijní program: N3108 Průmyslový management Studijní obor: Produktový management
VLIV PROSTŘEDÍ PŮSOBÍCÍHO NA GEOTEXTILIE S OHLEDEM NA JEJICH
MECHANICKÉ VLASTNOSTI
THE INFLUENCE OF THE ENVIRONMENT ACTING ON GEOTEXTILES WITH RESPECT TO
THEIR MECHANICAL PROPERTIES
Bc. Jana Reslová KHT
Vedoucí diplomové práce: Ing. Jiří Chaloupek, Ph.D.
Rozsah práce:
Počet stran textu....…..50 Počet obrázků...10 Počet tabulek...…..10 Počet grafů...……2 Počet stran příloh. ...…96
(vložit originál)
Prohlašuji, že předložená diplomová (bakalářská) práce je původní a zpracoval/a jsem ji samostatně. Prohlašuji, že citace použitých pramenů je úplná, že jsem v práci neporušil/a autorská práva (ve smyslu zákona č. 121/2000 Sb. O právu autorském a o právech souvisejících s právem autorským).
Souhlasím s umístěním diplomové (bakalářské) práce v Univerzitní knihovně TUL.
Byl/a jsem seznámen/a s tím, že na mou diplomovou (bakalářskou) práci se plně vztahuje zákon č.121/2000 Sb. o právu autorském, zejména § 60 (školní dílo).
Beru na vědomí, že TUL má právo na uzavření licenční smlouvy o užití mé diplomové (bakalářské) práce a prohlašuji, že s o u h l a s í m s případným užitím mé diplomové (bakalářské) práce (prodej, zapůjčení apod.).
Jsem si vědom/a toho, že užít své diplomové (bakalářské) práce či poskytnout licenci k jejímu využití mohu jen se souhlasem TUL, která má právo ode mne požadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, vynaložených univerzitou na vytvoření díla (až do jejich skutečné výše).
V Liberci dne 6.12.2012
...
Podpis
Tímto bych chtěla velice poděkovat svému vedoucímu práce Ing. Jiřímu Chaloupkovi Ph.D., za odborné informace ohledně problematiky netkaných textilií, testování geotextilních materiálů a za připomínky při zpracování mé diplomové práce.
Chtěla bych poděkovat firmě JUTA a.s., se sídlem v Hradci Králové za poskytnuté vzorkové materiály a další studijní literaturu. Z uvedené firmy bych chtěla poděkovat Ing.
Vondrušové Sabině, za ochotu osobního přijetí, prohlídky firmy a provozů firmy a darování vzorků geotextilií vyráběné firmou JUTA a.s., se sídlem v Hradci Králové velmi užitečné rady související s výrobou a poskytnuté podklady.
ANOTACE
Cílem této diplomové práce bylo seznámení se, studování daného odvětví v oblasti geotextilií. Úkol byl proveden ve spolupráci s firmou JUTA a.s., se sídlem v Hradci Králové, která poskytla své výrobky k provedení experimentu.
Jsou zde popsány základní pojmy oboru geotextilií, její historie, technologie a rozdělení. Následují informace o firmě JUTA a.s., se sídlem v Hradci Králové. Dále je proveden experiment s poskytnutými geotextiliemi od firmy JUTA a.s., se sídlem v Hradci Králové. Experiment, který je tvořen z několika částí, následuje zpracování získaných dat, jejich grafické znázornění a vyhodnocení.
K L Í Č O V Á S L O V A :
Geotextilie, netkané textilie, vpichování, ropné látky, vsakování
ANNOTATION
The aim of this thesis was to study the industry in the area of geotextiles. The task was carried out in cooperation with the company JUTA a.s., based in Hradec Králové, who supplied their products to perform the experiment. There are described basic concepts of geotextiles, its history, technology, and distribution. The following are details about the company JUTA a.s., based in Hradec Králové. Furthermore, it is carried out the experiment with the supplied geotextiles by JUTA a.s., based in Hradec Králové. Followed by your own experiment, which is made up of several parts, followed by processing of the acquired data, their graphical representation and evaluation.
K E Y W O R D S :
Geotextiles, non-wovens, the basis, oil leaks, infiltration
Obsah
PŘEHLED POUŽITÝCH SYMBOLŮ...9
ÚVOD...10
1 Teoreticko – rešerší část...10
1.1 Historie...10
1.2 Základní pojmy a technologie...12
1.2.1 Technologie výroby objemných netkaných textilií...12
1.2.2 Mechanická tvorba rouna...13
1.2.3 Aerodynamická tvorba rouna...16
1.2.4 Horkovzdušné pojení...16
1.3 Rozdělení geotextilií dle používání...18
1.4 Filtrační funkce geotextilií...19
1.5 Mechanické funkce geotextilií...19
1.6 Norma ČSN EN 132500...20
1.6.1 Předmět normy...21
1.6.2 Normativní odkazy...21
1.6.3 Termíny, definice a zkratky...21
1.6.4 Všeobecné požadované vlastnosti dle ČSN EN 13250...22
1.6.5 Kontrola výroby u výrobce, značení...24
1.7 JUTA a.s...24
1.7.1 Výroba JUTY a.s. pro hlavní obory...25
1.7.2 Výrobky pro stavebnictví...25
1.7.3 Výrobky pro zemědělství...25
1.7.4 Technické materiály...25
1.7.5 Strojní zařízení...26
1.8 Kvalita výrobků Juty a.s...26
1.8.1 Kvalita, bezpečnost a životní prostředí...26
1.8.2 Manipulace a transport...27
1.8.3 Zkušební zařízení...27
1.8.4 Certifikace...27
1.9 Správa železniční dopravní cesty, státní organizace...28
1.9.1 Historie...28
1.9.2 Základní pojmy...28
2 Základní meteorologická terminologie...31
2.1 Všeobecně...31
2.2 Meteorologické prvky a jevy...34
2.3 V zimním období se setkáváme s následujícími nebezpečnými jevy:...37
2.4 Znečištění ovzduší...39
3 Experimentální část...40
3.1 Technická data testovaných materiálů...41
3.1.1 NETEXHOME G...41
3.1.2 GeoNETEX 10 GRK 2...41
3.1.3 GeoNETEX A PP 200-HTS UVLS...42
3.1.4 GeoNETEX 30 GRK 5...42
3.1.5 GeoNETEX A PP 500 UVLS...43
3.2 Experimentální část...43
3.3 Grafické znázornění testování přetrhu...46
3.3.1 Graf č. 1...46
3.3.2 Graf č. 2...47
3.4 Vyhodnocení...48
4 Závěr...49
5 Seznam použité literatury...51
6 Seznam příloh...52
PŘEHLED POUŽITÝCH SYMBOLŮ
NT netkaná textilie m hmotnost [g]
v rychlost [m/s]
T jemnost [tex]
PP polypropylen PES polyester
® patentová značka
ÚVOD
Geotextilie – za poslední roky prodělaly mnoho změn, dnešní doba vytváří tlak na šetření přírodními zdroji surovin, na snižování energetické náročnosti výroby všeobecně, stavebnictví nevyjímaje. Jednou z možných cest, jak šetřit přírodní materiály, a tím i energii a finanční náklady na výstavbě konstrukcí a staveb v dopravním a vodním stavitelství, ve stavbách pro sport nebo ve skládkách je používání geotextilií v těchto konstrukcích.
1 TEORETICKO – REŠERŠÍ ČÁST
Tato část je zaměřena na historii a vývoj geotextilních materiálů, které se při jejich výrobě používaly, anebo používají. Uvedený základních pojmů v tomto odvětví, základní popisy technologií výroby geotextilií, jejich rozdělení a funkce v nejdůležitějších oborech, kde se geotextilie využívají.
1.1 Historie
V historii netkaných textilií (NT) můžeme rozlišovat čtyři základní období, lišící se především důvody, které k jejich výrobě vedly, a to:
1) Prehistorie – prvním doloženým způsobem výroby textilních plošných útvarů, bylo zpracování plstitelných zvířecích srstí. Takto vyráběné textilní útvary, byly používány jako přikrývky, nebo ke stavbě obydlí, či zateplení jeho zdí. Tyto postupy jsou dodnes využívány některými domorodými národy, ale např. i v průmyslovém odvětví při výrobě plstí.
Dalším archeologicky doloženým příkladem je využití slaměných rohoží při stavbách v Mezopotámii. Zbytky těchto staveb, včetně výztuží jsou dochovány, a jsou historickým příkladem technického využití lineárních útvarů ve stavebních konstrukcích [1].
2) 19.století – v každé textilní výrobě, počínaje čištěním přírodních vláken, vzniká určité množství technologických odpadů ze vstupujících surovin, které pro vyšší obsah nečistot, malou délku vláken nebo z jiných důvodů, nelze znovu využít k výrobě nití. Snaha zpracovat tyto materiály vedla k rozvoji nových technologií, zejména metoda: vpichování. Z textilních odpadů, tak bylo možno vyrábět textilie s vlastnostmi podobnými vlastnostem plstí.
3) 30. – 50.léta 20.století – k rozvoji netkaných textilií netradičními metodami, vedla zejména snaha pokrýt zvyšující se potřebu plošných textilií efektivnějšími a levnějšími metodami, než je poměrně komplikovaný postup výroby nití s následným pletením nebo tkaním. Byla vypracována řada metod přímé tvorby vlákenných vrstev a jejich zpevňování termicky, mechanicky nebo adhezivy.
4) Současnost – od 60.let je převládajícím motivem výroby netkaných textilií možnost přípravy materiálů zcela nových vlastností, které nelze realizovat jinými technologiemi. Jedná se například o: filtry, zdravotnické materiály, ochranné oděvy, konstrukční materiály pro stavební obor, výzkumné obory, tepelné a izolační výrobky, oděvní a obuvnické textilie a mnoho dalších. Rozvoj je provázen vývojem specializovaných strojních zařízení a výzkumem vlastností potřebných pro jednotlivé aplikace [1].
1.2 Základní pojmy a technologie
Netkané textilie (NT) zahrnují širokou škálu výrobků získaných nejrůznějšími technologiemi odlišujícími se strukturou. Vhledem k tomu, že vznikají stále nové technologie, a s tím spojené nové výrobky a nové struktury, podléhá i definice NT vývoji.
V současné době je NT definována následovně.
Netkaná textilie (NT) je vlákenná vrstva vyrobená z jednosměrně nebo náhodně orientovaných vláken, spojených třením, kohezí nebo adhezí, s výjimkou papíru a výrobků vyrobených tkaním, pletením, všíváním, proplétáním nebo plstěním.
Obecný postup výroby NT:
1) Příprava vlákenných surovin 2) Výrobní technologie
a. Příprava vlákenné vrstvy b. Zpevnění vlákenné vrstvy
c. Ořezávání okrajů, řezání, případně: navíjení 3) Úpravy, vrstvení, povrstvování, apod.
Toto schéma nemusí být vždy dodrženo, v praxi mohou být některé operace vynechány nebo sdruženy [1].
1.2.1 Technologie výroby objemných netkaných textilií
Objemné netkané textilie vznikají vrstvením pavučin v rouna a jejich následným zpevňováním. Zpevnění takové vlákenné vrstvy lze provádět mechanicky (vpichováním, proplétáním, proviřování vodními paprsky - spunlace), chemicky (impregnací, postřikem, pěnou, tiskem) nebo termicky (teplovzdušně, kalandrem) [2].
Pavučina je jednovrstvý nezpevněný pás vláken získaný po sejmutí z rouno- tvořiče mykacího stroje [3].
Rouno je několikavrstvý nezpevněný pás vláken vzniklý podélným vrstvením nebo příčným vrstvením pavučin [3].
Izotropické rouno - rouno vzniklé při aerodynamickém ukládání ojednocených vláken.
Při výrobě objemných netkaných textilií se nejčastěji využívají dva postupy tvorby vlákenných vrstev: mechanická tvorba rouna
aerodynamická tvorba rouna.
1.2.2 Mechanická tvorba rouna
V případě mechanického způsobu tvorby rouna lze vlákennou vrstvu připravit podélným, příčným nebo kolmým kladením pavučiny.
Příprava vlákenné pavučiny
K výrobě vlákenné pavučiny se využívá mykacích zařízení vyvinutých speciálně pro výrobu netkaných textilií, nebo klasických mykacích strojů válcových (vlnařských) a víčkových (bavlnářských). Častěji se používají stroje vlnařské pro svou větší šíři a vyšší výrobní rychlost [1].
Základem vlnařského mykacího stroje je soustava válců opatřených drátkovými nebo pilkovými pracovními povlaky. Drátky resp. hroty pilkových povlaků jsou na válcích ve vzájemném postavení na mykání (tambur – pracovní válec), na snímání (obraceč – pracovní válec) a povytažení (volant - tambur).
Účinek mykacího zařízení je tím vyšší, čím je větší počet pracovních drátků či hrotů na plochu, čím větší je rozdíl obvodových rychlostí tamburu a pracovních válců a čím je těsnější sesazení pracovních povrchů. Účinek závisí i na typu a povrchové úpravě vláken, tvaru pracovních hrotů a řadě dalších okolností. Účinek ve směru zpracování vzrůstá.
Kladení vlákenné pavučiny a) Podélné kladení
Vlákenná pavučina vystupující z mykacího stroje má velmi nízkou plošnou hmotnost cca (5 – 30) g.m-2. Pavučina může být vedena přímo ke zpevňovacímu zařízení, tím se získá velmi lehká netkaná textilie, nebo podélně vrstvena uspořádáním několika strojů za sebou.
Obr. č. 1. Podélné kladení pavučiny, kde (1) je mykací stroj, (2) je pavučina, (3) je odváděcí pás.
a) Příčné kladení
Častěji se používá způsob příčného kladení pavučiny na odváděcí pás, který se pohybuje ve směru kolmém na směr vystupující pavučiny. Tento vertikální příčný kladeč se nachází v poloprovozu netkaných textilií a byl použit pro výrobu vzorků, viz.
obr. č. 2.
K vrstvení pavučiny se používají dva typy kladečů: vertikální kladeč horizontální kladeč
Obr. č. 2. Vertikální kladeč, kde (1) je pavučina, (2) jsou přiváděcí dopravníky, (3) je dvojice výkyvných kladecích pásů, (4) je odváděcí dopravník. Tento obrázek je převzat z [1].
Vertikální kladeč se skládá z přívodního dopravníku pavučiny a dvojice společně výkyvných pásů ukládajících pavučinu do vlákenné vrstvy složené ze šikmých skladů na odvádějícím dopravníku.
a) Kolmé kladení
Výroba vlákenných vrstev kolmým kladením pavučiny byla vyvinuta na katedře netkaných textilií VŠST v Liberci v letech 1988-1992.
Tato technologie umožňuje výrobu vlákenné vrstvy s vyšší odolností vůči stlačení [1].
Tento druh textilie poskytuje mnoho využitelných vlastností, jako jsou např. výplňková a měkčící schopnost, tepelně izolační vlastnost atd.
Zvýšení odolnosti vůči stlačení se u kolmo kladených textilií dosahuje tím, že vlákna jsou ve vrstvě orientována převážně kolmo k rovině textilie. Vlákna jsou pak v průběhu stlačování namáhána spíše na vzpěr než na ohyb, na rozdíl od vrstev s převážně horizontálně uloženými vlákny.
Obr. č. 3. Vibrační kolmý kladeč pavučiny, kde (1) je pavučina, (2) je kladecí pilka, (3) je dopravník horkovzdušné komory, (4) je kolmo kladená vlákenná vrstva, (5) je pěchovací lišta, (6) je drátový rošt, (7) pracovní kotouč, (8) kryt horkovzdušné komory. Tento obrázek je převzat z [1].
Pro výrobu kolmo kladené textilie se používají dva typy kladečů:
vibrační kolmý kladeč rotační kolmý kladeč
U vibračního kolmého kladeče (viz. obr.č.3.) je shora přiváděná pavučina stahována vibrující pilkou k pohybujícímu se dopravníku. Tím se vytvoří sklad pavučiny, který je z hrany pilky sejmut soustavou hladkých jehel, umístěných na vibrující pěchovací liště.
Sejmutý sklad je pěchovací lištou doražen k vlákenné vrstvě tvořící se a postupující mezi dopravníkem a drátovým roštem. Dopravník s vlákennou vrstvou prochází horkovzdušnou pojící komorou, kde je vrstva zpevněna roztavením podílu termoplastických vláken [1].
V případě rotačního kolmého kladeče je pavučina přiváděna k soustavě pracovních kotoučů, jejichž hroty je formována do vlákenné vrstvy tvořené kolmými sklady. Ty jsou následně snímány z hrotů soustavou drátů umístěných mezi jednotlivými pracovními kotouči.
1.2.3 Aerodynamická tvorba rouna
Vlákenná surovina je rozvolněna rychle se otáčejícím škubacím válcem opatřeným pracovním povlakem [1]. Vlákna jsou z tohoto válce snímána kombinovaným účinkem odstředivé síly a přiváděného vzduchu. Tímto proudem jsou unášena a ukládána na pohybujícím se sítovém dopravníku. Při aerodynamické tvorbě rouna vzniká vlákenná vrstva, v níž jsou jednotlivá vlákna nahodile orientována v rovině textilie. Při výrobě objemnějších vrstev, se vlákna ukládají šikmo a tvoří tak typickou šupinatou strukturu.
Mezi výhody patří zejména izotropní charakter výrobku a menší rozdíly ve vlastnostech v příčném a podélném směru. Mezi nevýhody patří například nízký stupeň ojednocení, zaplétání jednotlivých vláken (vede ke vzniku tzv. mrakovité struktury), nerovnoměrné proudění vzduchu.
1.2.4 Horkovzdušné pojení
Technologie horkovzdušného pojení se používá při zpracování střížových vláken. Základní vlákna se mísí s vlákny pojivými, zpracují se na mykacím nebo pneumatickém rounotvořiči a pojí se vlivem tepla, případně tepla a tlaku [3].
Postup technologie je založený na využití směsi základních a termopojivých vláken (mono nebo bikomponentních). Termopojivá vlákna se aktivují průchodem tepelnou zónou.
Následným ochlazením vzniknou neprokluzující, „pevné“ kontakty mezi vlákny základními (pojivá vlákna se roztaví), nebo základními a bikomponentními (nataví se pouze pojivá složka na povrchu bikomponentních vláken) [4]. V průběhu pojení se vlákno
díky výše tající složce nezbortí a výrobky mají vyšší objemnost. Adhezní spoje se vytvářejí v místech křížení vláken, nazýváme je bodové spoje [1].
Podmínkou horkovzdušného pojení je propustnost zpracovávané vlákenné vrstvy pro vzduch, neboť vlákenná vrstva s pojivem prochází horkovzdušnou pojící komorou s cirkulujícím horkým vzduchem. Horký vzduch, jehož teplota je udržována vhodným ohřevným a regulačním systémem na hodnotě postačující k roztavení pojiva, je pomocí ventilátoru proháněn vlákennou vrstvou. Teplo je tak velmi rychle transportováno k povrchu všech vláken a k ohřevu vrstvy dojde mimořádně rychle [9].
Horkovzdušný ohřev se realizuje v pojících komorách. V zásadě se používají komory s horizontálním sítovým pásem nebo komory s jedním, dvěma nebo více perforovanými bubny. U výstupu z komory, nebo uvnitř komory může být umístěna dvojice horkých či chladných kalandrovacích válců sloužící k zvýšení pojícího efektu vlivem tlaku na taveninu pojiva. Přitom ovšem dochází obvykle ke snížení objemnosti výrobku [1].
Po roztavení se pojivo přeskupuje a formuje tak spoje mezi vlákny v závislosti na:
viskozitě taveniny, která je funkcí teploty, typu a molekulové hmotnosti polymeru,
povrchovém napětí mezi základními vlákny a pojivem,
vzájemném uspořádání vláken ve vrstvě (objemnost, míra předzpevnění, orientace vláken) a s tím spojených kapilárních efektech,
rychlost proudění ohřevného vzduchu a propustnosti vrstvy, tj. mírou mechanického působení vzduchu na vrstvu a tím vyvolanými pohyby vláken [1].
Technologií horkovzdušného pojení lze zpevňovat téměř jakákoli základní vlákna.
Omezení je dáno, zejména stupněm znečištění povrchu vláken u druhotných vlákenných surovin olejovými látkami, které se v průběhu ohřevu odpařují a znečišťují ovzduší a způsobují výrazné snížení adheze pojiva k povrchu vláken.
Obr. č. 4. Horkovzdušná pojící komora s horizontálním sítovým pásem, kde (1) je vlákenná vrstva, (2) je sítový pás, (3) je horký vzduch, (4) je dvojice přítlačných válců. Tento obrázek je převzat z [1].
Horkovzdušná komora v poloprovozu KNT je tvořena nekonečným horizontálním sítovým pásem s regulovatelnou rychlostí posuvu. Skrz pás, na kterém leží vlákenná vrstva, je pomocí ventilátoru proháněn horký vzduch cirkulující v uzavřeném okruhu. Vzduch je ohříván průchodem přes soustavu odporových tyčí a rozváděn po celé šířce dopravníku.
Udržování nastavené teploty je prováděno automatickým zapínáním přívodu elektrického proudu k odporovým tyčím [1].
1.3 Rozdělení geotextilií dle používání
Geotextilie je souborný název pro textilie používané ve stavebnictví. Používání těchto textilií je v nebývalém rozsahu a vyžaduje ke každému použití vhodný druh geotextilie.
Výběr určuje metody jejich testování, hodnocení a předpovědi jejich vlastností. Cílem procesu je vybrat materiál, který by nejlépe vyhovoval účelům stavby.
Ve stavebnictví jsou geotextilie používány pro:
- prevence eroze zeminy, - stavby sypaných hrází,
- stavby komunikací a letištních ploch, - stavby odvodňovacích soustav.
Dále se geotextilie používají v sektoru dopravy a dopravních staveb, např.: železniční doprava. V železniční dopravě geotextilie plní jednu nebo více funkcí, a to: filtrace, oddělování a vyztužování.
Geotextilie procházejí vysokou kontrolou kvality, neboť její případné selhání by mohlo způsobit značné následné škody (např.: protržení hráze, vyjíždění kolejí na ostatní komunikace, selhání drenážní soustavy, apod.).
Geotextilie ve stavbách se používají pro jejich filtrační a mechanické vlastnosti [6].
1.4 Filtrační funkce geotextilií
Filtrační funkce geotextilií
Použití geotextilie ke stavbě sypané hráze, viz. obr.č. 5. Textilie zde pomáhá odvádět prosakující vodu zevnitř hráze směrem k výtoku. Zároveň zabraňuje vymývání jemných částeček zeminy, které zaručují mechanickou pevnost hráze.
Obr. č. 5. Geotextilie použitá pro stavbu sypaných hrází [1].
1.5 Mechanické funkce geotextilií
Mechanické fuknce geotextilií
Geotextlie zpevňují tělesa silničních komunikací a přinášejí značné finanční úspory při jejich stavbě, př.: viz. obr. č. 6. Úkolem geotextilie na obrázku je zabránit zatlačování štěrkové hmoty do zemního podloží a rozkládat síly, které na něj působí. Tím se zabrání vyjíždění kolejí od těžkých silničních souprav (např.: dlouhé kamiony). Finanční úspory je
dosaženo především úsporou množství použité štěrkové hmoty pro stavbu komunikace.
Náklady jsou spojeny zejména s dopravou štěrkové hmoty na staveniště [6].
Obr.č.6.: Geotextilie použitá pro stavbu pozemní komunikace [6].
1.6 Norma ČSN EN 132500
Tato norma umožňuje výrobcům popisovat geotextilie a výrobky podobné geotextilií na základě stanovených hodnot vlastností důležitých pro předpokládané použití, pokud se prováděly zkoušky podle stanovených metod. Zahrnuje také postupy pro posuzování shody požadavků a kontrolu výroby u výrobce.
Tuto normu mohou používat také projektanti, finální uživatelé a další zainteresované strany pro stanovení, které funkce a podmínky používání jsou důležité.
Funkční zkoušky některých vlastností stále probíhají a vyvíjejí se a budou začleněny při revizi normy. Termín „výrobek“ používaný v normě se vztahuje na geotextilií nebo výrobek podobný geotextilii. Tato evropská norma je součástí řady norem zabývajících se požadavky na geotextilie a výrobky podobné geotextilií, které se používají pro určité účely[7].
1.6.1 Předmět normy
Tato evropská norma stanovuje důležité vlastnosti geotextilií a výrobků podobných geotextiliím používaných při stavbě železnic a vhodné zkušební metody pro zjišťování těchto vlastností.
Předpokládané použití těchto geotextilií nebo výrobků podobných geotextilií je plnění jedné nebo více z těchto funkci: filtrace, oddělování nebo vyztužování. Funkce oddělování, se vždy používá ve spojení s filtrací nebo vyztužováním, a proto se oddělování nikde nestanovuje samostatně. Tato norma platí pro použití mezi plání a spodní vrstvou pražců, není použitelná pro geomembrány. Norma umožňuje hodnotit, zda výrobek vyhovuje požadavkům této evropské normy a postupy kontroly výroby u výrobce. Norma stanovuje požadavky, které musí splňovat výrobci a distributoři, pokud jde o uvedení vlastností výrobků [7].
1.6.2 Normativní odkazy
Do této evropské normy jsou také začleněny ustanovení z jiných publikací. Tyto normativní odkazy jsou uvedeny na vhodných místech textu a seznam těchto publikací je uveden přímo v ČSN EN 13250.
Např.:
ČSN EN 12224 Geotextilie a výrobky podobné geotextilií – Zjišťování odolnosti proti povětrnostním vlivům (Geotextiles and geotextile-related products – Determination of the resistence to weathering[7].
1.6.3 Termíny, definice a zkratky
Pro účely evropské normy se používají termíny a definice z ISO 10318. Termín „výrobek“
používaný v této normě se vztahuje na geotextilii nebo výrobek podobný geotextilií. Dále platí specifikace = jakýkoliv dokument, který popisuje konstrukci, funkci a zvláštní podmínky používání výrobku.
Pro účely této evropské normy platí tyto zkratky podle EN ISO 1043-1:
PA – polyamid PE – polyethylen
PET – polyester (polyethylenreftalát) PP – polypropylen.
[7].
1.6.4 Všeobecné požadované vlastnosti dle ČSN EN 13250
Hlavními funkcemi geotextilií a výrobků podobných geotextilií používaných při stavbě železnic jsou filtrace, oddělování a vyztužování. Pokud je do stavby začleněn odvodňovací nebo protierozní systém, musí být rovněž splněny požadavky odpovídajících norem.
Vlastnosti důležité pro dané podmínky používání a používané pro zkušební metody jsou uvedeny v tabulce č.1. Seznam vlastností v tabulce č.1 zahrnuje vlastnosti požadované pro harmonizaci (H), vlastnosti vztahující se na všechny podmínky používání (A) a vlastnosti vztahující se na zvláštní podmínky používání (S). Údaj „—„ znamená, že vlastnost se nevtahuje na danou funkci.
Tam, kde se musí pro tutéž vlastnost uvádět údaje pro více než jednu funkci, se musí dodržovat toto pořadí: H má přednost před A, A má přednost před S a S má přednost před
„—„.
Protože se funkce oddělování vždy používají ve spojení s jinou funkcí, nesmí se funkce oddělování nikdy specifikovat samostatně.
Výrobce geotextilie nebo výrobku podobného geotextilií musí poskytovat údaje založené na výsledcích zkoušek stanovených v této normě[7].
Tabulka č. 1 – Geotextilie a výrobky podobné geotextiliím používané při stavbě železnic Funkce, vlastnosti související s funkcí a zkušební metody, které se používají
Funkce
Vlastnost Zkušební metoda Filtrace Oddělování Vyztužování
(1)Pevnost v tahu b EN ISO 10319 H H H
(2)Protažení při max. zatížení EN ISO 10319 A A H
(3) Pevnost v tahu u švů a spojů EN ISO 10321 S S S
(4)Statické protržení (zkouška CBR) a,b EN ISO 12236 S H H
(5) Odolnost proti dynam.protržení (zkouška pádem kužele) a
EN 918 H A H
(6) Oděr EN ISO 13427 S S S
(7) Třecí vlastnosti prEN ISO 12957-1 : 19
97 a prEN ISO 12957- 2:1997
S S A
(8) Tečení v tahu EN ISO 13431 -- -- S
(9) Poškození během ukládání ENV ISO 10277-1 A A A
(10) Charakteristická velikost otvorů EN ISO 12956 H A --
(11) Propustnost vody kolmo k rovině EN ISO 11058 H A A
(12) Odolnost Podle přílohy B normy H H H
(12.1) Odolnost proti povětrnostním vlivům EN 12224 A A A
(12.2) Odolnost proti chemickému stárnutí ENV ISO 12960, ENV ISO 13438, ENV 12447
S S S
(12.3) Odolnost proti narušení působením mikroorganismů
EN 12225 S S S
Důležité:
H: požadované pro harmonizaci
A: vztahující se na všechny podmínky používání S: vztahující se na zvláštní podmínky používání
„—„ udává, že vlastnost se nevztahuje na danou funkci
a – mělo by se zvážit, že tato zkouška nemusí být vhodná pro některé typy výrobků, např. geomřížky
b – pokud jsou v této tabulce mechanické vlastnosti (pevnost v tahu a statické protržení) označeny kódem „H“ , musí výrobce poskytnout údaje pro obě vlastnosti. Použití pouze jedné, buď pevnosti v tahu nebo statického protržení, je dostatečné ve specifikaci.
Specifikace stanoví, které funkce a podmínky používání jsou důležité (viz. tabulka č.1).
Výrobce výrobku poskytne nezbytné údaje podle požadavků a zkušebních metod popsaných v normě ČSN EN 13250. Seznam vlastností v tabulce č. 1 zahrnuje vlastnosti požadované mandátem (H), vlastnosti vztahující se na všechny podmínky používání (A) a vlastnosti vztahující se na zvláštní podmínky používání (S).
Údaje o pevnosti v tahu švů a spojů jsou nezbytné pro všechny funkce, pokud se výrobek mechanicky spojuje, a pokud se přes švy a spoje přenáší namáhání.
Údaje o statickém protržení jsou nutné pro funkci filtrace, pokud to požaduje specifikace.
Jestliže jsou podmínky zatěžování na staveništi takové, že existuje riziko statického protržení filtru, musí se poskytnout údaje o statickém protržení nebo, jako alternativa, o pevnosti v tahu.
Údaje o třecích vlastnostech jsou nutné pro funkce oddělování a filtrace, pokud se výrobek používá v situaci, kdy dochází k rozdílnému pohybu výrobku a materiálu, který je s ním v bezprostředním styku, a kde tento pohyb může ohrozit stabilitu díla.
Údaje o tečení v tahu se používají pro poskytnutí představy o pevnosti proti trvalému zatěžování, pokud výrobek plní vyztužovací funkci [7].
Údaje o odírání jsou nutné pro všechny funkce, kdy je výrobek ve styku s loživem [7].
1.6.5 Kontrola výroby u výrobce, značení
Před uvedením typu výrobky na trh se vytvoří plán kontroly výroby u výrobce, který se uvede v příručce. Do příručky se zaznamenávají jakékoliv zásadní změny surovin a přísad, výrobních postupů nebo plánu kontrol, které ovlivňují vlastnosti nebo použití výrobků.
Příručka obsahuje postupy kontroly výroby u výrobce důležité pro dané vlastnosti, jak je potvrzují počáteční typové zkoušky.
Postupy kontroly výroby u výrobce se stávají z trvalého interního systému kontroly výroby tak, aby se zajistilo, že takové výrobky vyhovují této normě a naměřené hodnoty odpovídají daným hodnotám.
Výrobce musí jasně a nesmazatelně označit geotextilií nebo výrobek podobný geotextilií informacemi stanovenými v EN ISO 10320 [7].
1.7 JUTA a.s.
Na diplomové práci jsem spolupracovala s firmou JUTA a.s., se sídlem v Hradci Králové, kterou jsem oslovila a firma byla velmi vstřícná ke spolupráci. Firmu jsem navštívila a prohlédla si veškerý provoz, zázemí, laboratoř po testování geotextilií, zda splňují veškeré požadované vlastnosti, dle Normy ČSN EN 13250 a stanovených kritérií.
Historie Juty a.s.
Historie firmy sahá do druhé poloviny 19. století, kdy společnost vyráběla především výrobky z přírodních materiálů: juta, len, konopí. Během 70. let minulého století začala firmy vyrábět další výrobky z polypropylenu a polyetylenu. Společnost byla privatizována v r. 1992. V současnosti je to akciová společnost a vlastníkem společnosti je pan Ing.
Hlavatý – generální ředitel a předseda představenstva. Ředitelství společnosti je ve Východních Čechách ve Dvoře Králové nad Labem. Společnost má 15 závodů z toho je 12 závodů výrobních ( 5x Dvůr Králové nad Labem, Úpice, Adamov, Jaroměř, Bernartice, Višňová, Turnov, Olomouc [8].
1.7.1 Výroba JUTY a.s. pro hlavní obory
Výroba Juty a.s.
- stavebnictví, - zemědělství,
- technické materiály.
1.7.2 Výrobky pro stavebnictví
Výrobky pro stavebnictví:
- difúzní membrány (JUDATACH, JUTADREN) - difúzní membrány zátěrové (JUTATOP) - podstřešní fólie (JUTAFOL D, JUTACON) - parozábrany (JUTAFOL N)
- hydroizolační fólie a geomembrány (JUNIFOL) - netkané geotextilie (geoNETEX)
- tkané geotextilie (Geojutex)
- netkané textilie (NETEXHOME – použití pro dům a zahradu) - umělý trávník (JUTAGRASS).
1.7.3 Výrobky pro zemědělství
Výrobky pro zemědělství:
- agrotextilie
- plotovina na ochranu stromků - motouzy
- rašlové pytle
- síťovina na balení slámy - stínící rašlové úplety.
1.7.4 Technické materiály
Technické materiály:
- velkoobjemové vaky - tkané pytle
- tkaniny
- obalové síťoviny - filtry, filtrační příze [8].
1.7.5 Strojní zařízení
Strojní zařízení:
- extruzní linky na výrobu PEHD a PELLD fólií - stroje pro výrobu netkaných textilií
- spřádací, skací, stáčecí, snovací stroje - šicí a všívací stroje
- zátěrová linka.
1.8 Kvalita výrobků Juty a.s.
Geotextilie jsou vyráběny z vysoce kvalitního polypropylenu (PP) a polyesteru (PES) technologií netkaného textilu. Nejsou napadány plísněmi a bakteriemi. Jsou prováděny pravidelné testy a zkoušky dle platný norem a předpisů.
1.8.1 Kvalita, bezpečnost a životní prostředí
Všechny závody společnosti Juty a.s., jsou certifikovány dle ISO 9001, ISO 14001, OHSAS 18001.
Geotextilie vyrábí firma JUTA, a.s. v souladu se systémem řízení jakosti ISO 9001, kvalitativní vlastnosti jsou systematicky ověřovány vlastní technickou zkušebnou.
V laboratoři jsou měřeny a vyhodnocovány všechny základní parametry, tzn.: plošná hmotnost, tloušťka, CBR test, odolnost proti průrazu, pevnost v tahu a tažnost, hydraulické vlastnosti.
Veškeré druhy geotextilií jsou testovány státní zkušebnou TZÚ Brno, geotextilie jsou certifikovány v řadě evropských zemí, nezávislé akreditované zkušebny vykonávají nezávislý dozor nad kvalitou výrobků [8].
1.8.2 Manipulace a transport
Transport je vhodné provádět vhodnými čistými dopravními prostředky, nakládce a vykládce výrobků je třeba věnovat zvýšenou pozornost, při skladování nesmí být geotextilie vystavena přímému slunečnímu záření a neměla by být porušena ochranná fólie pro 100% funkčnost výrobků [8].
1.8.3 Zkušební zařízení
Přehled zkušebního zařízení:
- tlakové a tahové zkušební stroje - zařízení pro zjišťování vodotěsnosti - zařízení pro zkoušení MFI
- QUV testry
- Zařízení pro zjišťování propustnosti GTX - Zařízení termické analýzy – DSC
- Spektrofotometr - Tloušťkoměry.
Kvalita výrobků je ověřována dle pravidelného testování zaměřeného na individuální řadu výrobků podle plánu zkoušek – převážně stavebních výrobků. Výrobky pro styk s potravinami jsou testovány pro shodu se zdravotní nezávadností v externích laboratořích.
1.8.4 Certifikace
Certifikace výrobků:
Stavební výrobky – dle přílohy směrnice rady 89/106/EEC se výrobky společnosti JUTA a.s. dělí do tří kategorií:
- Systém 2+ (geotextilie, geomembrány, stavební fólie) - Systém 3 (postřešní fólie a membrány)
- Systém 4 (syntetický trávník) [8].
1.9 Správa železniční dopravní cesty, státní organizace
1.9.1 Historie
Historie železnice v ČR
Železniční doprava na území České republiky má své počátky v první třetině 19.století. Tuto síť pak převzala po rozpadu Rakouska-Uherska již při svém vzniku Československá republika. Dominantním vlastníkem, stavitelem a provozovatelem železničních drah na našem územní v průběhu historie byl nejčastěji stát, i když železnice zažila i období, kdy tomu tak nebylo.
V současné době je vlastníkem většiny železničních tratí České republiky stát, zastoupený státní organizací Správa železniční dopravní cesty. České dráhy, akciová společnost jsou největším národním dopravcem.
Za dobu své existence přepravila naše železnice stamiliardy cestujících a stamiliardy tun zboží, a v současné době jí za objem přepravy patří 4. místo v Evropě.
Správa železniční dopravní cesty, se stala garantem provozuschopnosti, modernizace a rozvoje železničních drah v České republice.
1.9.2 Základní pojmy
1.9.2.1 Železniční svršek
Železniční svršek (= kolejový, traťový svršek) je jedna ze dvou základních součástí železniční nebo jiné kolejové tratě. Tvoří jízdní dráhu, která vozidlo nese a vede. Základní součásti traťového svršku jsou kolejnice, výhybky, upevňovadla, pražce (tyto části dohromady tvoří koleje) a kolejové lože. Leží na pláni tělesa kolejového spodku. Svršek, který nemá kolejové lože, se nazývá pevnou jízdní drahou. Obdobná stavební část se vyskytuje i u jiných kolejových drah, např.: tramvajové, pozemní lanové.
Dorovnání povrchu do úrovně hlav kolejnic, případně související vozovky se nazývá kryt kolejového svršku. Používá se zejména u tramvajových tratí vedených po pozemní komunikaci jako tramvajový pás. Zejména, je-li po kolejovém svršku povolena jízda silničních vozidel. Také se používá v místech přejezdů nebo přechodů přes železniční nebo tramvajovou dráhu, a dále také v místech pro nástup požární techniky a pro zrychlení pěší evakuace (u tunelů). Kryt kolejového svršku může tvořit živice, asfalt, kamenná nebo mozaiková dlažba, krycí panely, štěrk. Na přejezdech se někdy používají pryžové materiály. Na tramvajových tratích se také používají velkoplošné panely, které plní zároveň úlohu kolejového lože i krytu kolejového svršku.
Obr.č. 7.: Železniční svršek
1.9.2.2 Železniční spodek
Železniční spodek (= kolejový, traťový spodek) je součást železniční nebo jiné kolejové trati. Jeho úkolem je nesení železničního svršku. Základní složkou železničního spodku je zemní těleso, obvykle doplněné konstrukční vrstvou ze štěrkopísku. Pro zvýšení stability se do náspu nebo mezi zemní těleso a konstrukční vrstvu přidává geotextilie nebo jiný geosyntetický materiál. Konstrukční vrstva může být zpevněna cementovou nebo vápennou stabilizací. Do železničního spodku patří násep, zářez, ale i propustky, opěrné zdi a zárubní zdi a odvodnění. Patří sem také mosty a tunely. Hranicí mezi železničním spodkem a železničním svrškem je pláň tělesa železničního spodku.
1.9.2.3 Kolejové lože
Kolejové lože základní součástí železničního svršku trati. Materiálem je z pravidla štěrk a frakci 32/63. Může být použito přírodní drcené kamenivo, pro nové tratě se používá pouze toto, recyklované kamenivo nebo umělé kamenivo (např.: granulovaná vysokopecní struska). Tloušťka kolejového lože pod ložnou (spodní) plochou betonového pražce je minimálně 350 mm a dřevěného pražce 300 mm.
Obr.č.8. Kolejové lože
Kromě kolejového spodku a svršku, jsou součástí trati také trolejová vedení, měnírny, staniční a provozní budovy, elektrická zařízení, signalizace apod.
Při realizacích staveb kolejového spodku, se v současné době hojně využívají geotextilie. V místech kde vlakové soupravy stojí, se geotextilie používá i v kolejovém svršku, a to zejména pro zachycení úkapů ropných látek z vlakových souprav [11].
Ukázka použití geoxtetilií při železničních stavbách:
Obr.č.9.:
Obr.č. 10.:
2 Základní meteorologická terminologie
2.1 Všeobecně
Počasí, je stav atmosféry charakterizovaný souhrnem hodnot všech meteorologických prvků s atmosférickými jevy v určitém místě a čase.
Podnebí (klima) je dlouhodobý charakteristický režim počasí, podmíněný energetickou bilancí, cirkulací atmosféry, charakterem povrchu a lidskými zásahy. Tedy je to dlouhodobě průměrný stav atmosféry v určitém místě.
Předpověď počasí vyjadřuje budoucí stav počasí, nebo-li povětrnostních podmínek. Je vypracována na základě aplikací meteorologických poznatků, jako jsou přízemní pozorování a měření na meteorologických stanicích, aerologická sondážní měření ve vyšších vrstvách atmosféry, družicová a radarová měření, výstupy z regionálních a globálních numerických předpovědních modelů, koncepčních modelů, statistických údajů, apod. S pomocí moderních telekomunikačních technologií, které umožňují rychlý přenos dat, výpočetní techniky a na základě naměřených dat, spočtených předpovědních výstupů, vlastní zkušenosti meteorologie, příp. i jeho intuice, meteorolog – synoptik vytváří představu o budoucím vývoji počasí.
Speciální předpovědi, jsou předpovědi zaměřené podle požadavků konkrétních uživatelů, např. předpovědi pro zimní údržbu silnic a dálnic, leteckou dopravu, státní orgány a instituce, energetiku, plynárenství, zemědělství, mobilní operátory apod. [13].
Úspěšnost předpovědi počasí klesá s délkou předpovědního období. Dosti přesnou předpověď lze poskytnout zhruba na 5 dní dopředu (v závislosti na meteorologické
dní členěné po dnech, s vyhlídkou na další 3 dny, které už po dnech členěny nejsou.
Předpověď na více než 10 dní může říci jen předpokládaný charakter počasí, nikoli jak bude v konkrétní dny. Na aktuální den a noc a následující tři dny jsou vydávány i regionální předpovědi pro jednotlivé kraje v ČR, která mohou více postihnout regionální odlišnosti počasí, než je možno uvést v předpovědi pro celou ČR.
Výstraha ČHMÚ je výstražnou informací ČHMÚ na nebezpečné meteorologické a hydrologické (povodňové) jevy, která se vydává v rámci tzv. Systému integrované výstražné služby (SIVS). Pro každý nebezpečný jev jsou stanovena kritéria, na základě předpokladu jejich splnění je vydávána výstraha. Navíc je pro každý jev určen stupeň nebezpečí, který představuje. Podrobné informace o jevech, na které se vydávají výstrahy, kritéria pro jejich vydávání i možná ochrana před jejich působením jsou uvedeny přímo u Systému integrované výstražné služby.
Nebezpečné jevy jsou všechny hydrometeorologické jevy, které mohou mít za následek materiální škody, újmy na zdraví nebo i životě. Patří sem: silné (vydatné, dlouhotrvající, přívalové) srážky vedoucí k povodním, krupobití, silný nárazový vítr, vysoké teploty, déletrvající sucha, nebezpečí požárů, silné mrazy, ledovka, náledí, silná námraza, vysoká sněhová pokrývka, sněhové jazyky a závěje, rychlé tání sněhu, silné mlhy, mrznoucí mlhy, ale i smogové situace a lavinové nebezpečí.
Informační zprávy hlásné a předpovědní povodňové služby (HPPS) jsou součástí ochrany před povodněmi v ČR a jsou vydávány zpravidla v období povodní. Poskytují detailní popit meteorologické a hydrologické situace, dosažené stupně povodňové aktivity a předpoklad jejich vývoje.
Meteorologické informační zprávy jsou zprávy, které detailně informují o aktuálním výskytu a předpovědi nebezpečných nebo jinak význačných či neobvyklých jevů, na které se buď nevydává výstraha SIVS, nebo o nebezpečných jevech informují s větším předstihem (předvarování) nebo dále upřesňují jejich výskyt a vývoj [13].
Dělení poloh dle nadmořské výšky vychází z převládajících nadmořských výšek v ČR.
Pokud není možno specifikovat předpovídané meteorologické jevy dle konkrétní nadmořské výšky, používá se následující členění:
- Nižší polohy do 400 m n.m.
- Střední polohy od 400 m n.m.
- Vyšší polohy od 600 do 800 m n.m.
- Horské polohy od 800 m n.m.
Synoptická situace znamená popis či předpokládaný vývoj frontálních a termobarických útvarů a vzduchových hmot nad určitou velkou geografickou oblastí.
Atmosférická fronta je úzká přechodová zóna mezi vzduchovými hmotami různých vlastností (zejm. teploty a vlhkosti).
Teplá fronta je fronta, která se pohybuje na stranu studeného vzduchu, po jejím přechodu se většinou oteplí. Před teplou frontou vzniká charakteristický oblačný systém, začínající vysokou oblačností (stovky km před frontou), pokračující střední a dále nízkou oblačností blíže před frontu, kde se vyskytuje pásmo trvalých srážek široké až 400 km.
Studená fronta je fronta, která se pohybuje na stranu teplého vzduchu, většinou přináší ochlazení. Typicky se na ní vyskytují kupovitá oblaka typu cumulonimbus, je doprovázena dešti v přeháňkách, v letním období i s bouřkami.
Okluzní fronta je fronta, která vzniká tím, že studená fronta dožene teplou frontu, vzniká tedy spojením studené a teplé fronty při okludování cyklony. Kombinuje vlastnosti teplé a studené fronty.
Zvlněná studená fronta je za určitých podmínek na pomalu se pohybující studené frontě se určitý její úsek mění na frontu teplou. Na vrcholu frontální vlny se může vytvořit tlaková níže spojená s velkou oblačností a srážkami, někdy i velmi vydatnými.
Tlaková výše (anticyklona) je oblast se zvýšeným nebo vysokým tlakem vzduchu, která se na synoptické mapě projevuje alespoň jednou uzavřenou izobarou, přičemž tlak uvnitř je vyšší, než v okolí. V letním období přináší teplé až horké slunečné počasí, v zimním období mrazivé slunečné počasí nebo inverzní charakter počasí s výskytem mlh a nízké oblačnosti, často i mrholením.
Tlaková níže (cyklona) je oblast se sníženým nebo nízkým tlakem vzduchu, která se na synoptické mapě projevuje alespoň jednou uzavřenou izobarou, přičemž tlak uvnitř je nižší, než v okolí. Přináší počasí s velkou oblačností a srážkami [13].
Oblačnost, množství oblačnosti se vyjadřuje stupněm pokrytí oblohy v osminách. Dle těch těchto kritérií rozlišujeme:
Slovní vyjádření Pokrytí oblohy oblačnosti v osminách Co to znamená?
Jasno 0 – obloha bez oblačnosti obloha bez mraků
Skoro jasno 1až2 osminy pokrytí oblohy většina oblohy bez mraků
Polojasno 3až4 osminy pokrytí oblohy polovina oblohy zakryta
Oblačno 5až6 osminy pokrytí oblohy většina oblohy zakryta
Skoro zataženo 7 osmin pokrytí oblohy téměř celá obloha zakrytá
Zataženo 8 osmin pokrytí oblohy obloha úplně zakrytá mraky
Kromě těchto výše uvedených názvů se v praxi používají i výrazy jako proměnlivá oblačnost, velká oblačnost, protrhávání oblačnosti, přibývání oblačnosti, ubývání oblačnosti apod. Na podzim a v zimě se setkáváme s výrazem nízká inverzní oblačnost (stratus), což jsou oblaka podmíněná výškovou inverzí teploty vzduchu.
2.2 Meteorologické prvky a jevy
Jevy atmosférické je označení pro jevy v atmosféře nebo na zemském povrchu, které jsou pozorovány na meteorologických stanicích a v jejich okolí.
Plošná četnost meteorologických jevů značí, na jaké části či procentu území se jev očekává:
- Bez specifikace (např.: se sněžením, občas déšť, …) – jev se očekává na více než 70% plochy území (tj. skoro všude nebo všude).
- Na většině území – jev se očekává na více než 50% plochy území (tj. na více než polovině území).
- Místy – jev se očekává na 30 až 69% plochy území (tj. zhruba na polovině území).
- Ojediněle – jev se očekává na 5 až 29% plochy území (tj. na méně než třetině území).
- Bez jevů – jev se neočekává nebo nejvýše na 4% plochy území.
Bouřka je souhrnné označení pro meteorologické jevy, které se vyskytují při vývoji konvektivních oblaků typu cumulonimbus (bouřkový oblak) nebo jejich soustav. Dělíme je na bouřky frontální (vyskytují se na atmosférických frontách) a nefrontální (např. bouřky z tepla). V letním období jde o nejčastější nebezpečný meteorologický jev, je spojen
s nárazovým větrem, přívalovými srážkami, elektrickými výboji, méně často kroupami nebo tornádem (viditelný, silně rotující „chobot“ vybíhající ze spodní základny cumulonimbu) [13].
Mlha je soustava velmi malých vodních kapiček, popř. drobných ledových krystalků, rozptýlených ve vzduchu, která snižuje vodorovnou dohlednost třeba jen v jednom směru pod 1 km. Relativní vlhkost vzduchu v mlze je vysoká, až 100%.
Mrznoucí mlha je mlha tvořená přechlazenými vodními kapičkami při teplotách pod bodem mrazu (tedy kapičkami, které zůstávají v kapalném stavu i při teplotě pod bodem mrazu). Typickým projevem mrznoucí mlhy je tvoření námrazkových jevů, někdy velmi intenzivních.
Vítr má dvě hlavní charakteristiky, a to směr a rychlost. Směr větru udává převládající směr, odkud vane vítr (severozápadní, jižní, …). Rychlost větru se udává v m/s, popř.
v km/h (1 m/s = 3,6 km/h) nebo slovně (klidno, slabý, mírný, čerstvý, silný, velmi silný).
Náraz větru je krátkodobé zvýšení rychlosti větru. Za kritérium pro náraz větru se uznává převýšení průměru o 5 m/s po dobu alespoň 1s, avšak nejvýše 20s. Nejnižší stanovená hranice nárazu větru je 12 m/s.
Tlak vzduchu a tlaková tendence, standardně se používá tlak vzduchu přepočtený na hladinu moře v hektopascalech (hPa). V závislosti na velikosti změny tlaku vzduchu během času rozlišujeme několik kategorií tlakových tendencí:
- Setrvalý stav: tlak vzduchu se v průběhu předpovědního období téměř nebude měnit.
- Slabý pokles/vzestup: tlak vzduchu se v průběhu předpovědního období bude měnit max. o 1 hPa/3 hodiny.
- Mírný pokles/vzestup: tlak vzduchu se v průběhu předpovědního období bude měnit v rozmezí od 1 do 3 hPa/3 hodiny.
- Silný pokles/vzestup: tlak vzduchu se v průběhu předpovědního období bude měnit o více než 3 hPa/3 hodiny.
Atmosférické srážky jsou soustava vodních částic vzniklé kondenzací či sublimací vodní páry v ovzduší ve stavu kapalném ( déšť, mrznoucí déšť, mrholení, mrznoucí mrholení) nebo tuhém ( sněžení, sněhové krupky, sněhová zrna, krupky, zmrzlý déšť, kroupy a ledové jehličky) padající nebo vznášející se v atmosféře nebo zdvižené větrem z povrchu
země nebo usazené na předmětech na zemi či ve volné atmosféře (rosa, jíní, námraza a ledovka) [13].
Dle doby trvání padajících srážek rozlišujeme:
- Trvalé: charakterizované delší dobou výskytu s víceméně stálou intenzitou velkoplošných srážek (sníh, déšť, apod.).
- Občasné: jedná se o opakovaný výskyt srážek, přičemž přestávky mezi jednotlivými srážkovými jevy jsou relativně dlouhé (řádově hodiny). Tento výraz se používá jak u velkoplošných, tak i u konvektivních (přeháňky) srážek.
- Přeháňky: období vypadávání srážek je poměrně krátké (řádově minuty, v některých případech i desítky minut). Intenzita srážek a množství oblačnosti poměrně rychle kolísá a mezi jednotlivými přeháňkami dochází i nezřídka k vyjasnění.
- Četné: tento výraz se používá zejména u přeháněk, které se opakují v poměrně krátkých intervalech (řádově desítek minut).
- Bez specifikace (např.: …postupně zataženo s deštěm …) časově neurčená doba trvání a obvykle se používá při přechodu fronty.
Déšť jsou vodní srážky vypadávající z oblaků ve tvaru kapek větším než 0,5 mm nebo i menším, pokud jsou velmi rozptýlené. Vypadávají zpravidla z vrstevnaté oblačnosti.
Přeháňky jsou srážky s náhlým začátkem a koncem, rychlým kolísáním intenzity a obvykle krátkým trváním, vypadávající z kupovité (konvektivní) oblačnosti. Často při nich dochází k rychlému střídání velké oblačnosti s krátkým vyjasněním. Mohou z nich vypadávat i sněhové krupky.
Mrholení jsou husté kapalné srážky složené z drobných kapiček o průměru menším než 0,5 mm vypadávající z nízké oblačnosti typu stratus nebo z mlhy.
Sněžení jsou srážky složené ze sněhových vloček nebo z ledových krystalků. Vypadávají obvykle z vrstevnaté oblačnosti.
Sněhové přeháňky jsou sněhové srážky vypadávající z kupovité (konvektivní) oblačnosti.
Intenzita srážek je množství atmosférických spadlých za jednotku času, vyjadřuje se obvykle výškou vrstvy vody v mm za hodinu nebo výškou sněhu v cm za hodinu [13].
Dle těchto kritérií rozlišujeme:
Intenzita Déšť(mm/hod) Sněžení (cm/hod)
Velmi slabá neměřitelné množ. Jednotlivé vločky nepokrývají celý povrch
Slabá od 0,1 do 2,5 do 0,5cm - neovlivňuje dohled
Mírná od 2,6 do 8 od 0,6 do 4 – dohled mírně zhoršený
Silná od 8 do 40 Více než 4 – dohled zhoršený na 500m
Velmi silná více než 40 dohled zhoršený pod 500m
2.3 V zimním období se setkáváme s následujícími nebezpečnými jevy:
Ledovka – souvislá homogenní průhledná ledová vrstva s hladkým povrchem, která vzniká při mrznoucím mrholení nebo mrznoucím dešti, buď zmrznutím přechlazených vodních kapek (jsou v kapalném stavu i při teplotě pod bodem mrazu) při dopadu na zemský povrch nebo na předměty, jejichž teplota je záporná nebo těsně kolem nuly nebo zmrznutím nepřechlazených vodních kapek okamžitě po dopadu na zemský povrch nebo na předměty, jejichž teplota je výrazně záporná. Ledovka se tvoří na povrchu země, chodnících, vozovkách, na větvích i kmenech stromů, na drátech, stožárech, apod.
Náledí – ledová vrstva pokrývající zemi, která vzniká a) jestliže nepřechlazené dešťové kapky nebo kapky mrholení později na zemi zmrznou; b) jestliže voda z úplně nebo částečně roztátého sněhu na zemi opět zmrzne; c) jestliže při provozu vozidel na silnicích a cestách sníh zledovatí. Formy náledí b) a c) bývají označovány termínem zmrazky.
Námraza – usazenina, která se tvoří rychlým zmrznutím přechlazených kapiček mlhy nebo oblaků, které se usazují na předmětech při teplotách v rozmezí od -1° do -10°C.
Podobně se při teplotách nižších než -8°C tvoří jinovatka, jež je tvořena křehkou ledovou usazeninou ve tvaru jemných jehel nebo šupin, kterou lze snadno odstranit poklepem.
Jíní (lidově „šedivák, šedý mráz“) – druh usazených tuhých srážek, který vzniká za jasných nocí kondenzací vodní páry z okolního vzduchu a jejím mrznutím na porostu a jiných předmětech (analogicky jako rosa, avšak při záporných teplotách), při dostatečně prochlazeném povrchu se může vytvořit i na vozovce [13].
Mrznoucí déšť (mrholení) – déšť (mrholení), jehož kapky okamžitě mrznou při dopadu na zemský povrch nebo na předměty. Při mrznoucím dešti dochází buď k namrzání přechlazených vodních kapek při dopadu na zemský povrch nebo na předměty, jejichž teplota je záporná nebo slabě na 0°C, nebo k namrzání nepřechlazených vodních kapek, které okamžitě při dopadu na zemský povrch nebo na předměty, jejich teplota je výrazně záporná zmrznou. Výsledkem je tvorba ledovky.
Sněhové jazyky (závěje) – akumulace sněhu na závětrných stranách terénních nebo jiných překážek vytvořená zvířeným sněhem, při intenzivním, resp. Dlouhotrvajícím sněžení a větru. Rozlišení obou pojmů závisí na plošném rozsahu a výši navátého sněhu. Jako hraniční kritérium se bere cca 25 cm výšky a 2 m šířky.
Teplota vzduchu
Standardně se předpovídá teplota vzduchu ve 2m nad povrchem země ve stupních Celsia (°C). Pod pojmy nejnižší noční (minimální), respektive nejvyšší denní (maximální) teplota se chápe obvykle 3 až 4 stupňové rozpětí předpokládaných nejnižších nočních teplot v období od 19.00 do 7.00 hodin, respektive nejvyšších denních teplot od 7.00 do 19.00 hodin. Šířka teplotního rozpětí v předpovědi zhruba odpovídá teplotním rozdílům v příslušném regionu i míře nejistoty předpovědi. Při obvyklém denním chodu teploty vzduchu je nejnižších teplot dosahováno ráno kolem východu slunce, nejvyšších odpoledne mezi 13.00 až 16.00 hodinou odpolední.
Přízemní minimální teplota je nejnižší teplota vzduchu měřená ve výšce 5 cm nad zemí v určitý časový interval, zpravidla noc a ráno. Přízemní mrazíky se vyskytnou, jestliže přízemní teplota vzduchu během noci a rána poklesne pod bod mrazu. Do předpovědi se uvádí jen ve vegetačním období, jestliže současně ve 2 m nad zemí se očekává teplota nad bodem mrazu.
Teplota v 1000m na horách je nejvyšší denní teplota (od 7.00 do 19.00 hodin pro den předpovědi) pro horské oblasti ležící v nadmořské výšce 1000m n.m. (nikoliv v 1000m ve volné atmosféře). Tato teplota je více než ostatní teplotní údaje orientační, a proto se často uvádí slovem „kolem“ [13].
Inverzní situace je synoptická situace, při níž teplota vzduchu s rostoucí nadmořskou výškou vzrůstá. Má tedy opačný průběh než obvyklý, kdy teplota s rostoucí nadmořskou výškou klesá. Inverzní vrstva v atmosféře zabraňuje promíchávání vzduchu a vede tedy k hromadění vodní páry (tvorba mlh a nízké inverzní oblačnosti – stratu) i znečištění vzduchu pod vrstvou inverze.
2.4 Znečištění ovzduší
Rozptylové podmínky jsou meteorologické podmínky pro rozptyl znečišťujících látek v ovzduší. Závisí zejména na proudění vzduchu, a to v horizontálním i vertikálním směru.
Jsou definovány tři druhy:
- Dobré: ve výšce do 1000 až 1500 m nad terénem se nevyskytuje zádržná vrstva (inverze, izotermie), která by omezovala rozptyl škodlivin. V případě výškové zádržné vrstvy závisí i na rychlosti větru pod spodní hranicí zádržné vrstvy.
- Mírně nepříznivé: vyskytuje se zádržná vrstva, která v závislosti na rychlosti větru omezuje možnost rozptylu škodlivin, ale nesplňuje parametry nepříznivých ani dobrých rozptylových podmínek.
- Nepříznivé: stav, kdy rozptyl příměsí v atmosféře je téměř znemožněn, a který v oblasti se zdroji znečištění dává předpoklad k déletrvajícímu významnému překročení imisních limitů. Tento stav rozptylových podmínek nastává, když je mohutná zádržná vrstva ve výšce do 1000m nad terénem v kombinaci se slabým nebo žádným prouděním.
Ventilační index je parametr indikující rozptylové podmínky. Vypočítává se jakou součin výšky mezní vrstvy a průměrné rychlosti větru v mezní vrstvě. Rozptylové podmínky podmiňují promíchávání a řečení znečišťujících látek v ovzduší a ovlivňují úroveň jejich koncentrací, ale nelze je zaměňovat se samotnou kvalitou ovzduší a jeho znečištěním.
Nepříznivé rozptylové podmínky neznamenají nutně vysoké koncentrace škodlivin (např.:
jsou-li v letním období nízké emise znečišťujících látek). Naopak vysoké koncentrace nastávají zpravidla za nepříznivých rozptylových podmínek a při spolupůsobení dalších faktorů, jako je například nízká teplota vzduchu [13].
Smogová situace se vyhlašuje při překročení informativní prahové hodnoty příslušné znečišťující látky v ovzduší (suspendovaných částic PM10, přízemního ozónu, oxidu siřičitého nebo oxidu dusičitého), jsou-li splněny všechny požadované podmínky pro vyhlášení.
Regulace se vyhlašuje při překročení regulační prahové hodnoty příslušné znečišťující látky v ovzduší (suspendovaných částic PM10, oxidu siřičitého nebo oxidu dusičitého), jsou-li splněny všechny požadované podmínky pro vyhlášení. Pro stanovené zdroje znečištění znamená povinnost regulovat množství emisí.
Varování se vyhlašuje při překročení varovné prahové hodnoty přízemního ozónu, jsou splněny požadované podmínky pro vyhlášení.
V případě vyhlášení uvedených signálů by měly škody a další zařízení postupovat podle metodiky zpracované zřizovatelem, občané podle doporučení lékaře, místních správních úřadů nebo zdravotního ústavu [13].
3 EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST
Cílem experimentální části je provedení testování různých geotextilií vyráběných firmou Juta a.s., se sídlem v Hradci Králové a jejich použití při železničních stavbách ve společnosti Správa železniční dopravní cesty s.o., Správa dopravní cesty Liberec, kde jsem pracovala. Při výběru diplomové práce byl kladen požadavek na propojení studia a našeho zaměstnání.
Zvolila jsem proto, geotextilie a železniční stavby. Oslovila jsem firmu JUTA a.s., se sídlem v Hradci Králové, kam mě pozvali na návštěvu a mohla jsem si prohlédnout výrobu a výrobní proces, výrobní haly, skladování a expedici, jejich laboratoř a testování geotextilií. Pro můj experiment mi firma JUTA a.s., se sídlem v Hradci králové poskytla pět druhů geotextilií, jejich výrobní listy a parametry, které jsou uvedeny dále v experimentální části. Cílem experimentu je zjistit, zda geotextilie vystaveny reálným klimatickým podmínkám v porovnání s testováním geotextilií z výroby vykazují odlišnosti v mechanických vlastnostech a jejich kvalitě použití.
3.1 Technická data testovaných materiálů
V této části jsou tabulkově uvedeny technická data testovaných geotextilií vyráběných firmou Juta a.s., které byly získány k provedení experimentu.
3.1.1 NETEXHOME G
Vlastnosti Metoda Jednotky Nominál. hodnota
Pevnost EN ISO 10319 [kN/M] 4,5 / 4,4
Tažnost EN ISO 10319 [%] 35/45
Odolnost v protažení padajícím kuželem
EN ISO 13433 [mm] 38
Odolnost vůči proražení EN ISO 12236 [N] 770
Účinnost ochrany EN 13719 [%] Lokální deformace při
přítlaku.
Charakteristická velikost otvorů
EN ISO 12956 [mm] 0,09
Propustnost vody kolmo k rovině
EN ISO 11058 [m/s] 0,075
Propustnost vody v rovině EN ISO 12958 [m2/s] Spád
Životnost Příloha B
Plošná hmotnost EN ISO 9864 [g/m2] 100
Tloušťka EN ISO 9863-1 [mm] npd
3.1.2 GeoNETEX 10 GRK 2
Vlastnosti Metoda Jednotky Nominál. hodnota
Pevnost EN ISO 10319 [kN/M] 7/7,5
Tažnost EN ISO 10319 [%] 45/55
Odolnost v protažení padajícím kuželem
EN ISO 13433 [mm] 35
Odolnost vůči proražení EN ISO 12236 [N] 1270
Účinnost ochrany EN 13719 [%] Lokální deformace při
přítlaku.
Charakteristická velikost otvorů
EN ISO 12956 [mm] 0,09
Propustnost vody kolmo k rovině
EN ISO 11058 [m/s] 0,08
