Asfalttilujitteiden tutkimus Virossa. Sven Sillamäe Tallinn University of Applied Sciences

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Asfalttilujitteiden tutkimus Virossa. Sven Sillamäe Tallinn University of Applied Sciences"

Armas Halonen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Asfalttilujitteiden tutkimus Virossa Sven Sillamäe Tallinn University of Applied Sciences

2 Työn tavoite Virossa on paljon teitä, minkä kantavuudet ovat hyviä, mutta päällysteet vaurioituneet: routahalkeamat, verkkohalkeamat, poikittais- ja pituushalkeamat, urat. Vaurioitumisen korjaaminen on tärkeätä niin tien käytäjille (ajomukavuus ja turvallisuus) että teiden säilymisen takia. Rust et. al, 1997

3 Acikgöz ja Rauf, 2010

4 Kun tienrakeneen kantavuus ja muut parametrit on riittäviä (tämän hetken ja tulevaisuuden likennettä vastaavia), korjataan päällysteen kunto uudella päällystekerroksella. Vain uuden kerroksen lisääminen ei poista ongelmien syytä ja halkeamat ilmestyy jonkun ajan mennessä uudestaan. Halkeamien uudestaan ilmeytyminen riippuu ongelmasta.

5 Miksi ilmestyy uudestaan? 1. Lämpötilan vaihtelusta aiheutuva paisuminen ja kutistuminen; 2. Liikennekuormitus; 3. Materiaalien väsymyskestävyys.

6 4. Routa

7 Miten ongelmien uudelleen esiintymistä ehkäistä? Eliminate the problem. Yleisesti hyvin kallis ja liikennettä häiritsevä ratkaisu, minkä takia etsitään halvempia nopeampia vaihtoehtoja -> asfalttilujitteet. Asfalttilujitteilla tehdään vanhan ja uuden päällystekerroksen väliin välikerros (SAMI eli STR) ja/tai lujitekerros (R). Päällysteen säilymiseen auttaa myös este (B). EN 15381:2008: Stress relief (STR); Interlayer barrier (B); Reinforcement (R).

8 STR eli SAMI STR eli SAMI on periatteessa bitumivälikerros hienorakeinen asfaltti, (lasikuitu)sirotepintaus, bitumilla kyllästetty geotekstiili tai jotain muuta elastista materiaalia. Käyttäessä geotekstiiliä (ing. paving fabric) tai geokomposiittiä SAMI välikerrokseen, pitää käyttää materiaalia, minkä asphalt retention on vähintään 1,0 l/m2.

9 Interlayer barrier (B) Interlayer barrier (B) eli vedenpitävä kerros tulee yleensä SAMI kerroksen mukana. Se myös estää bituamia vanhentavan hapen pääsyn alimmaiseen asfalttikerrokseen. Virossa (myöskin Suomessa?) käytettävä asfaltikerros on itse lähellä vedenkestävä (huokostila alle 4%).

10 Vahvistaminen (R) Lujuteverkko pitää (poikittaisen) päällystehalkeaman koossa, mistä granular interlock pysyy ehjänä. Tästä syystä lujiteverkot pidentävät myös täysin uuden päällystekerroksen elinikää. Ilmaston ja/tai liikennekuormituksen syystä voi tulla päällysteeseen halkeamia, mutta lujiteverkko ei salli niiden laajenemisen ja päällysteen elinikä pitenee eli päällystelaatta pysyy koossa. Vesi ei pääse halkeaman lävitse, jos sen leveys on alle 0,3 mm.

11 Teoreettisesti olisi ideaalinen, jos kaikkia funktioita (STR, B ja R) täyttäsi sama materiaali siinä pitäisi olla riittävästi vetolujuutta ja vähäistä venyvyyttä (rajaarvot??); bitumin sitoutuminen vähintään 1 l/m2 (sen täyttää yleensä ca 140 g/m2 geotekstiili).

12 Tutkimustyön esimerkki Me nähdään, että myydään hyvin eri materiaaleja ja käytännöstä tiedetään, että tällainen ideaalinen materiaali ei ole paras joka kohteeseen: hinta, todellinen tarve, asennus Tästä kysymys minkälainen materiaali on paras mikä kohteeseen? Kaikki materiaalit ei sovi jokaiseen kohteeseen; Että joka tapauksessa käytettäisiin juuri oikeata materiaalia.

13 Millaista materiaalia missä käyttää ja miksi? Tähänasti ollaan Virossa seurattu kolmea koepätkää, katseltu monia päällystetöitä ja porattu näytteitä 10 vuotta vanhasta päällysteestä: Vuosina 2004 ja 2005 tehtiin päällystetyöt Tallinn-Narva tien monissa paikoissa, käytettiin geotekstiiliä (paving fabric), polyester (50 kn/m)-ja lasikuituverkkoja (100kN/m). Ongelmiksi oli poikittais- ja verkkohalkeamat; Vuonna 2009 tehtiin koepätkä Imavere Viljandi Karksi-Nuia tielle, käytettiin lasikiudulla SAMI pintausta. Ongelmiksi oli poikittais- ja pituushalkeamat, verkkohalkeamat; Vuonna 2010 tehtiin koepätkä Tallinn-Tartu tielle, missä käytettiin teräs-( kanaverkko ), polyester (50 kn/m)- ja lasikiutukomposiittejä (100 kn/m). Ongelmiksi oli routahalkeamat; Vuonna 2013 tehtiin koepätkä Pärnu Rakvere Sõmeru tielle, missä käytettiin teräs- ( kanaverkko ) ja lasikiutuverkkoja (100 ja 200 kn/m). Ongelmiksi oli routa-ja poikittaishalkeamat. Sen liskäsi on luettu paljon kirjallisuutta tutimuksista, mitä voisi hyödyntää pohjonmaisissa olosuhteissa.

14 Tulokset (2015) Kirjallisuudessa sanotaan, että 2,5 cm (1 in) asfalttikerros estää heijastumishalkeaman uudestiesiintymisen 1 vuoden verran. Eli 10 cm asfalttia kestää ca 4 vuotta. Asfalttilujitteet voivat lisätä siihen parista yli kymmenen vuotta (riippuu monista tekiöistä) vuoden koepätkässä (rakennettiin 2013 lokakuussa) tuli ensimmäiset heijastumishalkeamat esiin paikassa, missä käytettiin pelkästään 4 cm asfalttia 2016 talvella eli ca 2 vuoden kuluttua. Paikoissa, missä käytettiin 10 cm asfalttia ja 10 cm + lujiteverkkoja, ei ole halkeamia vielä esiintynyt koepätkässä oli ennen rakentamista teräsverkkopätkässä kunnon routahalkeamat. Pätkän alkupuolessa, missä ei käytetty lujiteverkkoa, nähdään halkeamia. Kaikki lujitetut paikat on kunnossa.

16 Tallinn-Tartu ja Tallinn-Narva koepätkien perusteella nähtiin, että ainakaan raskaan liikenteen alla paving fabric ja polyesteriverkot ei ole kuinkaan tehokkaita heijastumis- eikä routahelkeamia vastaan. Tallinn-Narva pätkästä nähtiin, että lasikuituverkko on toiminut erittäin hyvin heijastumishalkeamia vastaan, mutta tartunta on ongelmaksi ja siitä on aiheutunut deformaatiota. SAMI koepätkästä nähtiin, että se estää hyvin verkkohalkeamia ja pieniä pituussuuntaisia halkeamia, mutta ei poikittaishalkeamia.

17 Periatteessa kirjallisuudessa nähdään samoja juttuja, kun on havaittu tässä tutkimuksessa: Pohjoismaisissa olosuhteissa raskaalla liikenteellä teissä käytettävät asfalttilujitteet pitäisi olla verkot, missä voi olla kevyt tekstiili, mikä helpotta vain asennusta. Asfalttikerrosten välillä pitää olla kunnon yhteys. Verkot pitää olla jäykkiä ja vetolujuus vähintään 100 kn/m; Routanousut estää vain jäykät ja lujat verkot (esim teräs, lasikiutu, ehkä myös PVA) vetolujuudella vähintään 100 kn/m; Paljon käytetään lasikuituverkkoja, koska ne ovat hyvin jäykät. Mutta ne ovat myös hauraita ja niiden tarttuvuus bitumin kanssa on huono. Voisiko ratkaisu olla PVA verkkojen käyttö? Miedolla ilmastolla maissa käytettävät asfalttilujitteet (paving fabric, PET) eivät ole meidän olosuhteissa kovin tehokkaita, mutta se riippuu ongelmasta, esim verkkohalekamia vastaan toimii SAMI kerrokset ja polüesterverkot hyvin. Viimeiset on myös tehokkaita väsymyysvarmuuden vuoksi. Tarkempia ohjeita vielä kehitellään tällä vuodella monotoiraan monia teitä Virossa + seuraavana vuonna laboratoriotestit.

19 Paras lujiteverkko? The laboratory results showed that the performance of the asphaltic concrete reinforced with geogrid of PVA was significantly better than the polyester geogrid Yksi parhaimmista valikoista olisi PVA verkko (100+ kn/m)?

20 Tensar ja TenCate

21 Asennus Lujiteverkkojen asennus on erittäin kriittinen: asfalttilujitteet ei ole tehokkaita tai ei toimi lainkaan jos bitumia on käytetty liian vähen eli tartuntaa ei ole. Bitumia ei saa olla myös liikaa; alustan on oltava tasainen asfaltti; lujitteen päälle on laitettava vähintään 5 cm asfalttia yhdellä kerroksella (tiivistetty paksuus).

22 Älä tee näin

28 Kiitos!

Samankaltaiset tiedostot

Geosynteettialaiset tutkimukset Virossa

Geosynteettialaiset tutkimukset Virossa Sven Sillamäe Tallinn University of Applied Sciences E-mail: sven@tktk.ee www.tktk.ee/en/ Tallinnan Tekniillisen Korkeakoulun lehtori: Geosynteetit; Tienrakenteen