Geokunststoffe | Oktober 2014 Von Paul O'Malley
Einleitung
Der neu eröffnete Terminus Wake Park befindet sich in der LakePoint Sporting Community und im Town Center Complex in Emerson, Georgia, direkt an der Interstate 75, etwa 30 Meilen nordwestlich von Atlanta. Dieser Park ist eines der neuesten Beispiele für einen wachsenden Trend im Extremsport - Kabel-Wakeboarden -, bei dem Wakeboard-Fahrer nicht von einem Boot, sondern von einem beweglichen Kabelsystem gezogen werden, das an Türmen rund um einen See aufgehängt ist.
Wakeboard-Parks sind zwar ein relativ neues Konzept, sie stehen jedoch vor einer bekannten Herausforderung im Tiefbau: Sie kontrollieren die Erosion der Seeufer speziell durch Wellenangriffe, die sowohl vom Wind als auch von den Wakeboard-Fahrern verursacht werden. Der Terminus Wake Park hat sich entschieden, diese Herausforderung mit einem Geosynthetik- / Kunstrasen-Deckwerk zu bewältigen. Diese Technologie verwendet technischen Kunstrasen mit einer integrierten heißgeschweißten Polyethylen-Geomembran, die dann mit einem hochfesten, zementhaltigen Material gefüllt wird.
Hintergrund des Projekts
Der Terminus Wake Park umfasst drei kleine Seen und umliegende Küsten mit einer Fläche von etwa 20 Hektar.
Der erste See, etwa 1 Hektar groß, ist ein „Anfänger“ -Teich, der Neulingen das Wakeboarden näher bringen soll. Der zweite See ist ungefähr 5 Morgen groß und wurde entwickelt, um die Fähigkeiten eines Wakeboarders durch mehr Erfahrung und Exposition gegenüber Sprüngen, Schienen und anderen Stunts zu entwickeln. Der dritte See, ungefähr 7 Morgen, ist für fortgeschrittene Teilnehmer und wird als Ort für nationale und internationale Wakeboard-Wettbewerbe dienen.
Der Wakeboard-Park befindet sich in der LakePoint Sporting Community, einem Zielort für sportliche Aktivitäten wie Baseball, Fußball, Lacrosse, Volleyball, Softball und andere, die sich über mehr als 1,300 Hektar erstrecken.
Der LakePoint-Komplex wird voraussichtlich Tausende von Sportlern und deren Familien in verschiedenen Sportarten beherbergen. Neben Training und Wettkämpfen können die Athleten und ihre Familien die Gastfreundschaft in angrenzenden Hotels, Restaurants und Unterhaltungsmöglichkeiten genießen, darunter natürlich der Terminus Wake Park.
Die Art des Entwurfs für die drei Teiche des Wake Parks bot mehrere Herausforderungen. Die Kontrolle der Erosion an den Ufern und die Verhinderung von Trübungen durch den roten Ton in Georgia waren die obersten Prioritäten, aber andere Themen erforderten Aufmerksamkeit. Zum Beispiel können Wakeboard-Fahrer das Wasser betreten und verlassen, um bequem und sicher über die Ufer zu navigieren. Aufgrund der hochkarätigen Lage des Parks innerhalb der LakePoint-Einrichtung war auch die Ästhetik wichtig. Schließlich musste die Wartung des Schutzsystems minimiert werden. Schließlich bedeutet ein See, der stillgelegt wird, während die Ufer instand gehalten werden, dass niemand in der Lage ist, schlechte Nachrichten für Terminus und seine Kunden zu wecken.
Lösung, Bewertung, Auswahl
Das Erosionspotential an den Ufern der drei Wakeboarding-Teiche war erheblich. Die Realität, dass Wakeboarder das ganze Jahr über 8 bis 12 Stunden am Tag ununterbrochen im Wasser kreisen, sowie das Potenzial für windgetriebene Wellen führten dazu, dass Wellenangriffe an den Ufern fast täglich auftraten.
Traditionell werden Erosionsanwendungen mit Wellenangriffen mit einer Art harter Panzerung behandelt, wie z. B. Steinschlag, Betonauskleidung oder Gelenkbetonblöcke (ACB). Jede dieser Methoden hat ihre relativen Stärken und Schwächen, und jede wurde zum Schutz der Teichbänke am Terminus in Betracht gezogen. Während jeder funktionieren konnte, gab es einige unerwünschte oder inakzeptable Vorbehalte - Wartung, Ästhetik, finanzielle oder eine Kombination davon.
Die den Projektbeteiligten vorgestellte Kunstrasenoption schien jedoch alle positiven Eigenschaften der traditionellen Methoden ohne Einschränkungen zu bieten. Diese Technologie ist ein integriertes, geomembrangestütztes, faserverstärktes Betonauskleidungssystem. Es enthält technischen Kunstrasen, der in eine Polyethylen-Geomembran integriert ist, um das Eindringen von Wasser in den Untergrund zu verhindern und die Reibung der Untergrundgrenzfläche zu erhöhen.
Sobald der Rasen angebracht ist, wird er mit einer trockenen zementhaltigen Mischung gefüllt, die eine Dünnbetontechnologie mit 5,000 PSI, einen Staubunterdrücker und einen Farbzusatz enthält, der an die vorhandenen Bodenbedingungen angepasst werden kann. Wenn die Füllung vorhanden ist, wird sie hydratisiert und
beginnt sofort zu härten. Die integrierte Geomembran aus Polyethylen hält Wasser vom Untergrund fern. Die Binderfüllung mit 5,000 PSI dient sowohl als Ballast als auch als Aufprall- und Scheuerschutz für das System.
Der technische Kunstrasen ist auch zweckgebunden - ein ästhetischer Wert mit realistisch aussehendem Rasengras sowie ein funktionaler Wert mit kontinuierlicher Faserverstärkung und Substratverankerung für die zementhaltige Füllung. Das Team von Terminus wählte einen Rasen aus 100% grüner Faser.
Bei der Einführung in dieses neue System bewertete das Terminus-Team es. In Übereinstimmung mit dem Ansatz der traditionelleren Lösungen für harte Panzerungen wurde in der ersten Analyse die Eignung des Systems zur Kontrolle der Erosion der Ufer durch Wellenangriffe bewertet.
Hydrauliktests wurden am Hydraulic Laboratory / Engineering Research Center der Colorado State University (CSU) in Fort Collins, Colorado, durchgeführt. Diese Tests wurden durchgeführt: Hydrauliktests im stationären Zustand, einschließlich Übersteigen im stationären Zustand, hydraulischer Sprung, starke Schmutzbelastung (Aufprall und Abrieb) ) und vorsätzlichen Schaden. Zusätzlich wurden Wellenüberdosetests für den Schutz der Deich-Landwärtsseitensteigung und erneut absichtliche Schäden, jedoch in einem Wellenüberdeckungszustand, durchgeführt. In allen Tests wurden die Vollrinne und die Wellenoberkante bis zu ihrer maximalen Kapazität betrieben, und die Leistungsschwelle des Systems wurde nicht erreicht. Insbesondere wurde zu keinem Zeitpunkt während oder nach Abschluss eines der Tests eine Erosion oder Instabilität des Systems beobachtet.
Von besonderem Interesse für das Terminus-Team war die Leistung des Systems bei stationären hydraulischen Sprung- und Wellenüberprüfungen. Die CSU berechnete die Ergebnisse der Energiedissipation des Systems im hydraulischen Sprungtest bei 120 PS. Abbildung 1 zeigt die Beziehung zwischen der Verlustleistung des Systems als Funktion der spezifischen Energie am Eingang zum Hydrauliksprung. Da es keine Instabilität und keine Erosion des Untergrunds gab, sind dieser Wert und diese Kurve keine maximalen Grenzen der Energiedissipation für das System; Sie repräsentieren einfach die maximale Kapazität der Testeinrichtung. Darüber hinaus wurde das System 13 Stunden lang im CSU-Wellenüberdeckungssimulator getestet, bis zu einem maximalen Überdeckungsfluss von 4 Fuß 3 pro Sekunde und Fuß bei einem kumulierten Gesamtvolumen von 165,600 Fuß 3 pro Fuß. Angesichts der Tatsache, dass dieses maximierte Testvolumen einem generischen 500-jährigen Hurrikanereignis in New Orleans, La., Entspricht, stellte das Team fest, dass das System in der Lage ist, die Banken vollständig vor Wellenangriffen zu schützen.
Nachdem die Frage nach der technischen Eignung zu seiner Zufriedenheit beantwortet worden war, befasste sich das Terminus-Team als nächstes mit Zugänglichkeit und Sicherheit, insbesondere dem Gehen auf der Oberfläche beim Betreten und Verlassen der Wakeboard-Teiche. Es wurden zwei Bedenken geäußert: (1) Wäre die Kunstrasenoberfläche für einen sicheren Zugang zu rutschig, zumal die fertigen Hänge auf 4: 1 bis 6: 1 geschätzt wurden? (2) Wäre die zementhaltige Füllung für nackte Füße zu hart oder zu abrasiv oder beides?
Um diese Bedenken zu bewerten, wurde am Terminus-Standort ein 20 Fuß × 30 Fuß großer Testabschnitt installiert. Die Installation wurde direkt an einem Ufer des Sees 3 platziert. Der Wasserstand wurde dann erhöht, um die realen Bedingungen so genau wie möglich zu simulieren (Bild 3). Die Probleme der Zugänglichkeit und Sicherheit wurden gelöst - die synthetische Oberfläche war weder zu rutschig noch zu abrasiv.
Darüber hinaus bot das Beispieldiagramm dem Terminus-Team die Möglichkeit, die Ästhetik des Systems zu bewerten, ein oben genanntes Auswahlkriterium. Das Ergebnis: Das Kunstrasensystem übertraf nicht nur die Ästhetik der anderen traditionellen Hartpanzerungslösungen, sondern würde auch den herausragenden Standort innerhalb des LakePoint-Komplexes am effektivsten bedienen.
Gestaltung und Konstruktion
Nachdem das endgültige Bankschutzmaterial ausgewählt worden war, konnte das Design aktualisiert und die Installation in den Bauplan eingefügt werden.
Mit drei Teichen wurde eine schrittweise Herangehensweise an den Bauplan vereinbart. Der See 2, der mittelschwere See, der sich auf der südlichsten Seite des Terminus-Geländes befand, war der erste. Sobald der See entwässert war und der Untergrund trocknen durfte, wurden die Ufer auf die endgültige Höhe eingestuft.
In der Mitte der Seen 2 und 3 befanden sich kleine Inseln. Die Installation des Rasensystems umfasste die äußeren Ufer dieser beiden Teiche sowie jeweils die Inselufer (siehe Foto 2).
Sobald die Banken die endgültige Besoldungsgruppe erreicht hatten, wurde die Glättung und Fertigstellung des Untergrunds abgeschlossen. Die Rollengröße des für dieses Projekt verwendeten Materials betrug 12 Fuß × 300 Fuß. Am Boden der Ufer war das System in einem 1 Fuß × 1 Fuß großen Ankerabschlussgraben verankert. Die Position des unteren Grabens lag unterhalb der minimalen Auslegungswassertiefe, um zu verhindern, dass die Erosion des nicht ausgekleideten Seebodens unter der Panzerungsschicht aus Kunstrasen zu Kopfverletzungen führt. An der Spitze der Ufer war das System in einem 6-Zoll-System verankert. × 6in. Ankergraben.
Sowohl der untere als auch der obere Ankergraben wurden mit Mörtel gefüllt. Nähte zwischen benachbarten 12-Fuß-Rollenbreiten wurden von 4 bis 6 Zoll überlappt. und mit Heißschweißgeräten und Heißluftgebläsen versiegelt. Sowohl das technische Kunstrasenmaterial als auch die Beschichtung auf der Rückseite des Systems bestehen aus Polyethylen, wodurch es relativ einfach ist, eine effektive, wasserbeständige, wärmegebundene Schweißnaht zwischen den Materialien zu erzielen.
Die Installation wurde sequenziert, sodass der gesamte Rasen, der jeden Tag installiert wurde, am selben Tag auch mit dem zementartigen Material gefüllt wurde. Die entsprechenden Ankergräben wurden mit Mörtel gefüllt, um mögliche Probleme aufgrund von Wetteränderungen oder plötzlichen Stürmen zu minimieren. Die durchschnittlichen Installationsraten variierten je nach Wetter und Arbeitsaufwand, lagen jedoch normalerweise im Bereich von 10,000 bis 20,000 Quadratfuß pro Tag (siehe Installationsfotos 1, 4–7).
Nachdem die Besatzung die Arbeiten am See 2 abgeschlossen hatte, wechselte sie zum See 1, dem Übungssee für Anfänger. Die Konfiguration dieses Sees war anders als die beiden anderen. Anstatt oval mit einer Insel in der Mitte zu sein, war dieser See lang und dünn mit ungefähren Abmessungen von 90 Fuß × 350 Fuß.
Während die Kabelbewegung der beiden anderen Seen eine kontinuierliche Drehung im Uhrzeigersinn beinhaltete, ermöglichte dieser See eine Bewegung von Süd nach Nord oder von Nord nach Süd, jedoch nicht beide gleichzeitig. Die Uferbehandlung für alle drei Seen war weitgehend gleich, obwohl die Tiefe des Sees 1 aufgrund der weniger aggressiven Aktivitäten, die für diesen See geplant waren, etwas flacher war als die der Seen 2 und 3.
Die gesamte Materialinstallation betrug ungefähr 200,000 Fuß2 - See 1, 20,000 Fuß2; See 2 und Insel, 60,000 Fuß2; See 3 und Insel, 70,000 ft2; und 50,000 ft2 für die beiden künstlichen Landengen zwischen den Seen 1 und 3 sowie zwischen den Seen 2 und 3. Das Ergebnis war ein attraktives, langlebiges und praktisch wartungsfreies Panzersystem, das den Barfußverkehr bequem unterstützt.
Schlussfolgerungen
Während kabelgebundene Wakeboarding-Parks ein relativ neues Phänomen sein können, ist der Schutz der Banken vor Wellenangriffen seit langem eine Herausforderung für das Tiefbauwesen. In der Vergangenheit wurden bei der Auswahl einer Lösung zur Behandlung dieser allgemeinen Anwendungsherausforderung Kompromisse zwischen Leistung, Wirtschaftlichkeit, Ästhetik und Wartung eingegangen. Der Terminus Wake Park zeigt ein Projekt in einer neuen Ära, in der diese Kompromisse nicht mehr erforderlich sind.
Paul O'Malley ist Vice President of Sales bei Watershed GeoSynthetik.
FOTO 1 Installation des Kunstrasensystems - vorbereiteter Untergrund (Vordergrund), Kunstrasen mit integrierter Polyethylen-Geomembran (Hintergrund).
FOTO 2 Terminus Wake Park vor der Vorbereitung und Entwässerung des Untergrunds mit Blick nach Osten. See 2 ist auf der rechten Seite, See 3 ist auf der linken Seite und See 1 liegt direkt hinter See 3.
FOTO 3 Kunstrasentestabschnitt, Terminus Wake Park.
FOTO 4 Füllen Sie den Ankergraben mit Mörtel.
FOTO 5 Pflege des Bindemittels Füllung in den Rasen.
ABBILDUNG 1 Verlustleistung in Abhängigkeit von der spezifischen Energie am Eingang der Sprungfeder für HydroTurf (Hydrauliklabor/Engineering Research Center, Colorado State University).
FOTO 6 Abgeschlossenes Projekt - nach Osten, Landenge, Ufer und Eingang zwischen den Seen 2 und 3
FOTO 7 Terminus Wake Park - erhöhte Aussicht nach Norden.
Projekt-Highlights
TERMINUS-WAKE-PARK
Emerson, Georgia
Deckwerkstechnologie
HydroTurf®
Füllen
HydroBinder®
(beide von Watershed GeoSynthetik LLC) Testen
Colorado State University
AUSZEICHNUNGEN
HydroTurf erhielt eine lobende Erwähnung beim Innovation Award-Wettbewerb 2014 der Industrial Fabrics Foundation, der auf der Specialty Fabrics Expo 14. Oktober in Minneapolis präsentiert wurde.
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