Geosynteettialaiset tutkimukset Virossa

Transkriptio

1 Geosynteettialaiset tutkimukset Virossa Sven Sillamäe Tallinn University of Applied Sciences

2 Tallinnan Tekniillisen Korkeakoulun lehtori: Geosynteetit; Tienrakenteen suunnittelu; Teiden kesä- ja talvihoito; Teräsputkisillat ja teiden kuivatus; Tienrakennuslaboratorion manager.

3

4 Tutkimusprojektit Viron Tiehallinto: Kalkkikivimurskeen käyttäytyminen ja kestävyys; Komposiittistabilisoitu kantava kerros (käynnissä); Päällystelujutteet (käynnissä); Bitumin ominaisuudet (käynnissä); Metsähallinto: Metsäteiden rakenteet ja niiden pysyvyys; Metsätieohjeiston kirjoittaminen; Environmental Investment Central: Kalkkikivimurskeen jätteet

5 Tienrakenteen lujittaminen EN EN 13251

6 Miten arvioida lujutteiden hyötyä, miksi ja milloin niitä pitäisi käyttää? Valmistajat sanovat hyödyksi 30 50% Mittaukset perystyy levykuormitukseen ja sieltä kaavioihin, mutta miten soveltuu kansallisen suunnittelun kanssa? Minkälainen lujitteen on oltava? Lujitteiden ominaisuuksed? Onko ne verrattavissa? Jos ei pystytä (tai ei haluta) käyttämään suunnitelussa arvioitua lujitetta? Kaikki valmistajat sanoo, että heidän lujite on ainutlaatuinen ja kaavat soveltuu vain heidän tuoteisiin.

7 Virolainen tienrakenteen suunnittelu perustuu venäläiseen menetelmään, missä ei ole mahdollista käyttää lujutteita; Laskentamenetelmää on kehitetty ja se on hyväksytty; Hyvin yleistä on ilmiö, missä sanotaan, että johonkin tiehen täytyy käyttää tiettyä lujitetta ja hyvin vaikea on saada hyväksyntä johonkin muulle, mutta ei osata vastata: miksi juuri se lujite? pohjamaan kantavuus? saavutettava kantavuus? Tiedetään, että lujitteesta on hyötyä, mutta ei sitä, kuinka paljon Tällaista tutkimusta yritämme tehdä (hitaasti, kun puuttuu rahoitus ja laitteisto, myös aika)

8 Esimerkki Virossa käytetään hyvin paljon hitsattuja (eng. welded) geoverkkoja, koska hinta ja ominaisuudet paperilla on hyvät ja suunnittelun tulokset hienoja. paljon on kysymyksiä, kelpaako ne tämän takia: Kyllä kelpaa, koska todellisuudessa sitä ei tapahdu (jos rakentamisen aikana sitä ei ole rikottu)

9 Koerner, Robert M. Designing with geosynthetics, fifth edition. 2005: A secondary tendency is to evaluate the in-isolation junction strenght by pulling a longitudional rib away from its transverse rib s junction. It is important to state in-isolation since there is no normal stress on the junction; thus the test will not represent performance conditions. A performance junction strenght test must be done with the entire geogrid structure contained within soil embedment. It is important to note that these tests (junction (node) strenght) have the junction in an unconfied status. Thus, it is an index type of test.

10 Muuga satama, m2 lujiteverkkoa

11 Cuelho, E. Perkins, S. Field Investigation of Geosynthetics Used for Subgrade Stabilisation. The State of Montana Department of Transportation, 2009.

12

13 Koerner, Robert M. Designing with geosynthetics, fifth edition. 2005: A secondary tendency is to evaluate the in-isolation junction strenght by pulling a longitudional rib away from its transverse rib s junction. It is important to state in-isolation since there is no normal stress on the junction; thus the test will not represent performance conditions. A performance junction strenght test must be done with the entire geogrid structure contained within soil embedment. It is important to note that these tests (junction (node) strenght) have the junction in an unconfied status. Thus, it is an index type of test.

14 Lujiteverkkojen toimivuusmittaukset Pohjamaan kantavuus kevyeellä Loadmanilla oli 140 MPa (kalkkikivimurskeen jäte); Tie- ja Katurakenteiden Elinkaaren Pidentäminen Lujitteiden Avulla. LUPAV2, 2006:

15 Paineanturimittaukset näyttivät, että lujiteverkko parensi tilannetta noin 11%

16 Tallinnan raitiotieprojekti Tavoitekantavuus Ev2 = 80 MPa betonilaatan alla; Maksimi kerospaksuus pohjamaasta 50 cm. Projektissa oli: 25 cm kalkkikivimurske 32/64 mm; 15 kn/m geotekstiili 25 cm hiekka; Pienemmät mitatut Ev2 pohjamaalla 9 13 MPa. Olisi pitänyt olla vähintään 35 MPa.

17

18 Olisi ollut riittävä Ev2 = 80 MPa: 25 cm kalkkikivimurske 32/64 mm; Geoverkko NAUE 40/40 Q1; 25 cm hiekka; NGS II geotekstiili. Helpomman rakentamisen huviksi: 50 cm kalkkikivimurske 32/64 mm; Geoverkko NAUE 30/30 Q1; NGS II geotekstiili. Mitattu Ev2 rakentamisen jälkeen 128 MPa.

19 Piled foundation Small wooden piles was used rounded, 27mm diameter and 500mm long (basic working mechanism is friction); Were placed centrally to the loading plate, 150mm to each other; Covered with geogrid Tensar TriAx 160. Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012

20 Results - deformation Deformation on top of the structure with only geosynthetics 5200 cycles; Deformation on top of the structure with piles used 6065 cycles Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012

21 80 Deformation at loading point Settelment, mm Piled foundation Only geosynthetic Cycles Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012

22 Stress condition Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012

23 Stress condition Stress gauge situated under the load plate : with only geosynthetics raised from 140 to 200kPa; with piled foundation raised from 90 to 120kPa. 250 Under the load plate kpa Piles Geosynthetic Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012 Cycles

24 Stress condition (2) Stress gauge from 10cm at the edge of the plate: with only geosynthetics raised from 90 to 120kPa; with piled foundation stood at 40kPa cm from load plate edge kpa Piles Geosynthetic Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012 Cycles

25 Stress condition (3) It could be clearly seen how effectively piles and geogrid acted: stress cells were placed directly next to pile 170kPa and 55kPa; the same distance but in the middle of two piles 120kPa and 40kPa. Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012

26 200 Stress cells next to and middle of piles 150 kpa cm, middle Under plate, next to 10cm, next to Under plate, middle -100 Cycles Sven Sillamäe. Baltic Piling Days 2012

27 Päällystelujitteiden testipätkä Routanousu, poikkihalkeamat, pituussuuntaiset halkeamat

28 Testipätkään laitettiin (rakennettiin lokakuu 2013): 50 kn/m teräsverkko ( kanaverkko ); 100 kn/m lasikiutuverkko geotekstiilillä; 120/200 kn/m lasikiutuverkko ilman tekstiiliä.

29 Viisvuotinen seurantasopimus Tiehallinnolta: Mitataan routanousua, pohjaveden syvyyttä; Mitataan kantavuutta; Seuretaan halkeamia (jos niitä tulee); Seurataan muita rakennuspaikkoja, missä käytetään päällystelujitteita sopimuksen aikana; Seurataan asfaltin kuntoa (liittyy bitumitutkimukseen); Sopimuksen päätöksenä pitää tulla manuaali päällystelujitteista.

30