Taustaselvitys rakentamisen maa-ainesjätteiden ja eräiden muiden jätteiden hyödyntämistä koskevaa asetusvalmistelua varten (MASA- ja MARA-asetukset)

Transkriptio

1 Taustaselvitys rakentamisen maa-ainesjätteiden ja eräiden muiden jätteiden hyödyntämistä koskevaa asetusvalmistelua varten (MASA- ja MARA-asetukset) luonnos viimeistellään lausuntokierroksen jälkeen Sisällysluettelo 1 Tavoitteet ja rajaukset Materiaalit / jätteet Soveltuvuus asetukseen MASA-materiaalit Pilaantumaton maa-ainesjäte Haitallisia aineita sisältävä maa-aines Rakennusjätettä sisältävä maa-aines Stabiloitu maa-aines ja sideaineet Maalle nostettava sedimentti Hiekoitus- ja raidesepeli MARA-materiaalit Kivihiilen, puun ja turpeenpolon lento- ja pohjatuhka sekä kuonat ja leijupetihiekka Rakennus- ja purkuperäinen sekä laitosmaisesti käsitelty betonimurske Rakennus- ja purkuperäinen tiilimurske Käsitelty jätteenpolton kuona Valimohiekat (tuore-, furaani sekä alphaset-hiekka) Asfalttirouhe & -murske Rengasrouhe & -granulaatti Kalkit Hyödyntämiskohteet Rakentamisen yleisiä ohjauskeinoja Rakentamishankkeen suunnitelmallisuus ja vaatimukset Tiet ja kadut... Virhe. Kirjanmerkkiä ei ole määritetty Liikenneväylien toimivuusvaatimukset Liikenneväylien pengerrakenteiden vaatimukset Liikenneväylien päällysrakenteiden vaatimukset Tuhkatie Kentät ja ulkoliikuntapaikat Vallit ja penkereet Täytöt Stabiloidut rakenteet Välivarastointi Rakentamiskohteiden elinkaari ja dokumentointi Rakentamiskohteiden vesitase

2 4.1 Vesitase ja imeyntä Rakenteiden laskennallinen imeyntä Tierakenne Kenttärakenne Valli Stabiloitu maa-aines Raja-arvojen määritysperusteet Lähtökohdat Laskentamenettely Lähtötiedot Liukeneminen jätteestä Haitta-aineiden kulkeutuminen vajovesikerroksessa Haitta-aineiden kulkeutuminen pohjavesikerroksessa Viitearvojen määrittäminen Laadunhallinta Jätejaekohtaiset laadunhallintavaatimukset MARA-materiaaleille Käsitelty jätteenpolton kuona ( ) Asfalttimurske ja rouhe ( ) Rengasrouhe ja granulaatti Kivihiilen, puun ja turpeenpolton lento- ja pohjatuhkat ja kuonat ja leijupetihiekka ( , , , , ) Valimohiekat (luokkiin , m ja kuuluvista jätteistä vain valimohiekat) Rakennus- ja purkuperäiset betonimurske ( , , ja ) ja tiilimurske ( , ) Kirjallisuus LIITTEET: Liite 1 Joidenkin rakennusosien materiaalien teknisiä vaatimukset (InfraRYL) Liite 2 Raja-arvojen määrityksessä käytetyt laskentayhtälöt ja -parametrit 2

3 1 Tavoitteet ja rajaukset Valmisteilla olevien valtioneuvoston asetusten, ns. MASA- ja MARA-asetukset, tavoitteena on edistää rakentamisen ylijäämämaa-ainesten (MASA) sekä eräiden jätemateriaalien (MARA) tarkoituksenmukaista hyödyntämistä maarakentamisessa ja korvata näillä materiaaleilla neitseellisten luonnonvarojen käyttöä. Asetukset tulevat perustumaan rekisteröintimenettelyyn ja sitä koskeviin edellytyksiin, joiden täyttyessä asetuksen soveltamisalaan kuuluvien jätteiden hyödyntäminen rakentamisessa ei edellyttäisi ympäristölupaa. MARA-asetusta (VNa 519/2006) on päivitetty edellisen kerran vuonna 2009 (VNa 403/2009). MASA-asetus on uusi asetus. Tämän selvityksen tavoitteena oli tuottaa tarvittavaa tausta-aineistoa ja perusteluja MASAasetuksen laatimiseksi ja MARA-asetuksen uudistamiseksi. Selvityksen ensimmäisessä vaiheessa laadittiin ehdotukset MASA-asetuksen soveltamisalaan kuuluvista jätteistä ja maarakentamiskohteista. Selvityksen ensimmäinen vaihe toteutettiin sidosryhmäyhteistyönä hankkeelle nimetyn työryhmän ohjaamana. Työryhmään osallistui asiantuntijoita seuraavista organisaatioista: Ramboll Finland Oy, Helsingin kaupungin rakennusvirasto, Infra ry, Liikennevirasto, Keski-Suomen ELY-keskus, VTT, Rudus ja Lemminkäinen infra. Taustaselvityksen ensimmäisen vaiheen jälkeen, asetusten valmistelun edetessä, todettiin tarkoituksenmukaiseksi käsitellä myös MARA-asetusta koskevat muutostarpeet tässä selvityksessä. Lähtökohta MASA- ja MARA-asetuksiin ehdotettavien materiaalien valinnalle oli tunnistaa sellaiset rakentamis- ja purkutoiminnassa sekä teollisuudessa syntyvät ylijäämäainekset, jotka soveltuvat maarakentamiseen, mutta joiden jäteluonne heikentää niiden hyödynnettävyyttä luonnon maa- ja kiviaineksiin tai tuotteistettuihin rakennusmateriaaleihin verrattuna. Ehdotus asetusten soveltamisalaan kuuluvista jätemateriaaleista on esitetty taulukossa 2.1. Materiaalit on kuvattu tarkemmin luvussa 2. Jätemateriaalien tunnistamisen lisäksi tavoitteena oli määritellä sellaiset asetuksiin soveltuvat maarakentamiskohteet, joissa kyseisten jätteiden hyödyntäminen on tarkoituksenmukaista huomioiden vaatimukset sekä rakentamiskohteiden suunnittelulle ja toimivuudelle että ympäristölle. Ehdotus asetusten soveltamisalaan kuuluvista maarakennuskohteista on esitetty taulukossa 2.2. Rakentamiskohteita ja niiden rakennusosia on kuvattu tarkemmin luvussa 3, joka sisältää yhteenvedon myös niille annetuista suunnitteluohjeistuksista ja yleisistä vaatimuksista. Rakentamiskohteiden vesitaseita on käsitelty luvussa 4. Asetuksiin sisältyvä ympäristökelpoisuuden osoittamismenettely eli uudet raja-arvot haitta-aineille sekä niitä koskevat tutkimus- ja määritysmenetelmät laadunhallintaohjeineen valmisteltiin erillisessä SYKEn ja ympäristöministeriön hankkeessa. Yhteenveto raja-arvojen määritysperusteista on esitetty luvussa 5 ja laadunhallinnasta luvussa 6. 3

4 Taulukko 1. Ehdotukset MASA- ja MARA-asetusten soveltamisalaan kuuluviksi materiaaleiksi. MASA-materiaalit - pilaantumaton maa-ainesjäte - haitallisia aineita sisältävä maa-ainesjäte - mineraalista rakennusjätettä sisältävä maaaines - maalle nostettava sedimentti - jätteeksi luokiteltavalla sideaineella stabiloitava maa-aines ja sedimentti - käytetty hiekoitussepeli - käytetty raidesepeli MARA-materiaalit - kivihiilen, puun ja turpeenpolton lento- ja pohjatuhka sekä kuonat ja leijupetihiekka - betonimurske - tiilimurske - käsitelty jätteenpolton kuona - valimohiekat - asfalttirouhe ja -murske - rengasrouhe - kalkit Taulukko 2. Ehdotukset MARA- ja MASA-asetusten soveltamisalaan kuuluviksi maarakentamiskohteiksi. MASA-ja MARA-rakentamiskohteet: - väylät (mm. yleiset tiet, kadut, pyörätiet ja jalkakäytävät sekä niihin välittömästi liittyvät, tienpitoa tai liikennettä varten tarpeelliset alueet) - kentät (mm. satama-, teollisuus-, jätteenkäsittely- ja lentoliikenteen alueiden varastointikentät ja tiet, ratapihat, pysäköintialueet) - ulkoliikuntapaikat (mm. urheilukentät, urheilu- ja ulkoilureitit) - vallit (mm. meluvallit, maisemointipenkereet ja ampumaratojen vallit) - teollisuus- ja varastorakennusten pohjarakenteet/perustukset MASA-rakentamiskohteet: - täytöt (mm. puistot, maa-ainesten ottoalueiden maisemoinnit, putkikaivantojen lopputäytöt) - jäteperäisillä sideaineilla stabiloitu maa-aines em. maarakennuskohteissa 4

5 2 Materiaalit 2.1 Soveltuvuus asetukseen Arvioitaessa materiaalin soveltuvuutta asetuksiin sisällytettäväksi lähtökohtana on ollut sekä lainsäädännöllisten että materiaalin käyttöä koskevien toiminnallisten edellytysten täyttyminen seuraavasti: - materiaali luokitellaan tai voidaan luokitella jätelain perusteella jätteeksi - materiaalista ei aiheudu käyttökohteessaan ympäristön pilaantumista tai sen vaaraa - materiaali täyttää käyttökohteessaan samat tekniset vaatimukset, jotka koskevat myös eijätteeksi luokiteltavia tuotteita ja luonnonmateriaaleja - materiaalin hyödyntäminen asetuksen mukaisesti edistää kokonaisuus huomioiden kestävää luonnonvarojen käyttöä ja kiertotaloutta - materiaalia syntyy vuositasolla jätehuollon ja/tai maarakentamisen kannalta merkittävä määrä - materiaalille ei ole näköpiirissä korkeamman jalostusasteen hyödyntämistapoja merkittävässä laajuudessa. Materiaalien jäteluonteen arvioinnissa on sovellettu vallitsevaa hallintokäytäntöä sekä jätteen yleistä määritelmää (JL 5 ). Jäteluonteen tulkintaa luonnon maa- ja kiviaineksille on selostettu tarkemmin ympäristöministeriön kaivettuja maa-aineksia koskevassa muistiossa (Ympäristöministeriö 2015). Tiettyjä asetuksen ehdotettuja jätteitä käytetään maarakentamisessa jo nyt lähes samalla tavalla kuin luonnonmateriaaleja tai kaupallisia tuotteita (esim. laitosmaisesti tuotettu betonimurske). Yksiselitteisten tuotekriteerien puuttuessa näitä materiaaleja voidaan kuitenkin toistaiseksi pitää jätelain tarkoittamina jätteinä, mistä syystä niiden liittäminen asetuksen soveltamisalaan on perusteltua. Pitkän ajan tavoitteena tällaisille materiaaleille voidaan pitää niiden lopullista tuotteistamista siten, että materiaalin jätteeksi luokittelu päättyy. Ehdotukset asetuksiin liitettävistä jätteistä ja niitä koskevista tiedoista (mm. syntytapa, kokonaismäärät, kemiallinen koostumus, tekniset ominaisuudet, käyttökokemukset ja soveltuvuus maarakentamiseen) on saatu pääosin suoraan materiaalien tuottajilta ja käsittelijöiltä sekä materiaalien hyödyntäjiltä. Tämän lisäksi soveltuvuuden arvioinnissa on hyödynnetty asetusvalmistelua varten tehtyjä erillisselvityksiä sekä alan kotimaista ja kansainvälistä kirjallisuutta. Vaikka asetuksiin ehdotettujen jätteiden syntytapa ja koostumus poikkeavat toisistaan, niiden tekniset ominaisuudet vastaavat suurelta osin samaa raekokoa olevia mineraalisia luonnonmateriaaleja. Tästä syystä ne soveltuvat yleisesti mineraalisia luonnonmateriaaleja korvaaviksi materiaaleiksi maarakentamiseen joko sellaisenaan (sitomaton käyttö) tai seossideaineilla käsitellyn jälkeen (sidottu käyttö). Tiettyjä materiaaleja, kuten kuivana varastoitu lentotuhka, voidaan myös käyttää sideaineena esimerkiksi pehmeiden maa-ainesten stabiloinnissa. Jätemateriaalin soveltuvuus yksittäiseen maarakentamiskohteeseen on kuitenkin aina varmistettava osana hankekohtaista suunnittelua rakennuttajan hyväksymin edellytyksin. Tietyille asetukseen ehdotetulle materiaaleille on annettu lisäksi erillisiä suunnittelu- ja mitoitusohjeita. Materiaaleista aiheutuva ympäristön pilaantumisriski on otettu huomioon ympäristökelpoisuuden osoittamisessa käytettävien raja-arvojen ja asetusten muiden vaatimusten määrittelyssä. Tämä tarkoittaa, että asetusten mukaisesti käytettynä materiaalista aiheutuvaa ympäristön pilaantumisriskiä voi pitää merkityksettömän pienenä. Materiaalitoimittajilta saatujen tietojen perusteella asetuksiin ehdotetut materiaalit täyttävät suurelta osin uudet ympäristökelpoisuuden raja-arvot vähintään päällystetyissä ja/tai stabiloiduissa maarakenteissa. Mahdollisten laatuvaihteluiden vuoksi materiaalien laadunhallintaan on kiinnitettävä erityistä huomiota. Jätteen tuottajalla ja/tai hyödyntämiseen luovuttavalla taholla on oltava laadunvarmistusjärjestelmä, jonka perusteella jätteen ominaisuudet tutkitaan ja soveltuvuus asetuksen mukaiseen käyttöön osoitetaan. Laadunhallinnan tarve ja taso vaihtelevat jätteen syntytavan, ominaisuuksien ja käytössä olevien tutkimustulosten mukaan. Niille laitosmaisesti syntyville jätteille, joille riittävät perustutkimukset on tehty ja joiden koostumus ja laadunvaihtelu ovat hyvin tiedossa, laadunhallin- 5

6 taan riittää säännöllisesti toteutettava ja tiettyyn jätemäärään sidottu laadunvalvontatutkimus, jolla ympäristökelpoisuuden raja-arvojen alittuminen osoitetaan. Kertaluonteisesti syntyvien jätteiden laadunhallinta edellyttää käytännössä aina hyödynnettäväksi toimitettavan jätteen eräkohtaista tutkimista. 2.2 MASA-materiaalit Pilaantumaton maa-ainesjäte Pilaantumattoman maa-aineksen käsitteelle ei ole lainsäädännössä vahvistettua yleispätevää määritelmää. Ympäristönsuojelulain ja jätelain sekä niiden nojalla annettujen asetusten perusteella pilaantumattoman maa-aineksen voidaan katsoa tarkoittavan maaperästä kaivettua maa-ainesta, joka on luonnontilaista tai joka ei sisällä haitallisia aineita siten, että siitä voi aiheutua ympäristön pilaantumista tai sen vaaraa. Ympäristön pilaantumisen yleinen määritelmä kattaa mahdolliset ympäristö ja terveyshaitat sekä laajasti myös ympäristön käyttöarvoille aiheutuvat seuraukset. Lainsäädännön näkökulmasta ja kaivetun maa-aineksen jäteluonnetta tulkittaessa maa-aineksen pilaantumattomuus määräytyy periaatteessa näin ollen maa-aineksen luonnontilaisuuden, sen sisältämien haitta-aineiden sekä sen käyttö-/sijoituspaikan herkkyyden perusteella. Edellä mainituista lähtökohdista maa-ainesta voidaan pitää aina pilaantumattomana vain silloin, kun sen edustava haitta-ainepitoisuus alittaa PIMA-asetuksen 214/2007 mukaisen kynnysarvon tai maa-aineksen käyttö-/ sijoituspaikan taustapitoisuuden. Kynnysarvon soveltaminen pilaantumattomuuden raja-arvona johtuu suoraan sen määritysperusteista (Reinikainen 2007). Kynnysarvo on asetettu pitoisuustasoon, jossa haitta-aineiden aiheuttamia ympäristöriskejä, ihmisen terveys ja haitta-aineiden kulkeutuminen mukaan lukien, voidaan pitää merkityksettöminä maankäytöstä ja ympäristöolosuhteista riippumatta. Kynnysarvon alittuessa maaperän tai kaivetun maa-aineksen käytölle ei siten ole tarve asettaa rajoitteita haitta-aineista johtuen. Pilaantumattomuuden määrittelyssä taustapitoisuudella tarkoitetaan haitallisten aineiden luontaisesti tavanomaisia pitoisuuksia tai sellaisia ihmistoiminnasta peräisin olevien haitta-aineiden pitoisuuksia maaperässä, jotka esiintyvät laaja-alaisesti alueen pintamaassa ja ovat peräisin useasta eri päästölähteestä (esim. teollisuuden ja liikenteen ilmapäästöjen seurauksena kohonneet pitoisuudet taajamien, tie- ja rata-alueiden tai laajojen teollisuusalueiden pintamaissa). (Ympäristöministeriö 2015). Vaikka kaivettu maa-aines edellä mainituin perustein olisi pilaantumatonta, sitä voidaan silti pitää jätteenä, jos yksikin jäteluonteen muista keskeisistä arviointiperusteista jää täyttymättä. Näitä ovat maa-aineksen: 1) jatkokäytön varmuus, 2) jatkokäytön suunnitelmallisuus ja 3) jatkokäyttö sellaisenaan ilman muuntamistoimia. Koska näiden arviointiperusteiden soveltaminen ei ole täysin yksiselitteistä ja ennakoitavaa, MA- SA-asetuksen on tärkeä kattaa myös sellainen pilaantumaton maa-aines, jota muilla arviointiperusteilla voitaisiin pitää jätteenä. Taulukossa 3 on esitetty arvio rakentamisessa syntyvien ylijäämämaiden määrästä suhteessa maa-ainesten otossa ja kaivostoiminnassa syntyvien maa- ja kiviainesten määrään. Edellä esitetyn lisäksi on syytä tiedostaa, että siirtoasiakirjavelvollisuutta koskevassa jätelain 121 :ssä ja ympäristölupaviranomaisten toimivaltaa koskevissa ympäristönsuojelusta annetun valtioneuvoston asetuksen (713/2014, YSA) säännöksissä ( f ja b ) rajataan velvollisuuksia viittaamalla pilaantumattoman tai pilaantuneen maa-ainesjätteen käsitteeseen. Näitä säännöksiä sovellettaessa maa-ainesjätettä voidaan yleensä pitää pilaantumattomana silloin, kun sen haitta-ainepitoisuudet alittavat PIMA-asetuksen mukaisen alemman ohjearvon. Vastaavasti, samoja säännöksiä sovellettaessa, maa-ainesjäte voidaan yleensä katsoa pilaantuneeksi haittaainepitoisuuksien ylittäessä alemman ohjearvon. (Ympäristöministeriö 2015). MASA-asetuksen soveltamisen kannalta pilaantuneen maa-aineksen käsitteelle ei ole tarvetta eikä sen määrittely siten ole tarkoituksenmukaista (ks. luku 2.2.2). 6

7 Pilaantumattoman maa-aineksen tulee olla teknisiltä ominaisuuksiltaan käyttötarkoitukseensa sopivaa ja täyttää myös muut MASA-asetuksen vaatimukset Haitallisia aineita sisältävä maa-aines Haitallisia aineita sisältävällä maa-aineksella tarkoitetaan tässä kaivettua maa-ainesta, jossa haitta-aineen edustava pitoisuus ylittää kynnysarvon tai sen hyödyntämispaikan taustapitoisuuden (ks. luku 2.2.1). Kynnysarvon ja taustapitoisuuden ylittyessä, kynnysarvon määritysperusteet huomioiden, maa-aineksen sisältämistä haitta-aineista voi tietyissä olosuhteissa aiheutua haittaa ympäristölle, minkä seurauksena sen käyttö ei voi olla täysin vapaata ja käytön turvallisuus tulee erikseen varmistaa. Kynnysarvon ja taustapitoisuuden ylittyessä myös kaivamattoman maaperän pilaantuneisuus ja puhdistustarve tulee tapauskohtaisesti arvioida PIMA-asetuksen mukaisesti. Tästä syystä kaivettua maa-ainesta on yleensä pidettävä jätteenä kynnysarvon ja taustapitoisuuden ylittyessä. Kynnysarvon ja taustapitoisuuden ylittyminen ei kuitenkaan tarkoita, että maa-aineksen käytöstä aiheutuvat ympäristöriskit yleensä olisivat merkittäviä. Haitta-aineita sisältävän maa-ainesjätteen turvallisuus voidaan varmistaa hyödyntämispaikkaa koskevalla tapauskohtaisella riskinarvioinnilla tai maa-aineksen ympäristökelpoisuutta sekä hyödyntämispaikan ympäristöolosuhteita ja teknisiä rakenteita koskevilla yleisillä vaatimuksilla. MASA-asetuksessa haitta-aineita sisältävän maaainesjätteen hyödyntämisen laadunvarmistus tulee perustumaan jälkimmäiseen. Tapauskohtaisen riskinarvioinnin kautta haitta-aineita sisältävän maa-ainesjätteen hyödyntäminen edellyttää tällä hetkellä ympäristölupaa. Ympäristönsuojelulain nojalla maaperän puhdistamista koskevan ilmoituksen perusteella voidaan kuitenkin hyväksyä puhdistamisen yhteydessä kaivetun, haitta-aineita sisältävän maa-aineksen hyödyntäminen samalla kaivualueella. Hyödyntämisen edellytykset määritellään hanketta koskevassa suunnitelmassa. Valvontaviranomainen tarkastaa ilmoituksen ja tekee sen johdosta päätöksen, jossa annetaan tarvittavat määräykset myös maaaineksen mahdollisesta hyödyntämisestä kaivualueella (= käytännössä puhdistettava alue). Haitta-aineita sisältävän maa-aineksen tulee olla teknisiltä ominaisuuksiltaan käyttötarkoitukseensa sopivaa ja täyttää myös muut MASA-asetuksen vaatimukset Rakennusjätettä sisältävä maa-aines Rakentamistoiminnan yhteydessä kaivettu pilaantumaton tai haitta-aineita sisältävä maa-aines saattaa sisältää siihen aikaisemmassa rakennus- tai täyttötoiminnassa sekoittunutta rakennus- ja purkujätettä kuten betonia, asfalttia, tiiltä, eristemateriaalia, muovia, kantoja tai tuhkaa. Rakennustai kunnostuskohteessa maaperän kaivu tulisi tällöin tehdä lajittelevana siten, että maa-aines ja jätejakeet saadaan eroteltua toisistaan eikä niitä enää sekoiteta. Jos jätteen määrä maaaineksessa on merkittävä eikä sitä voida erotella maa-aineksesta, koko jäte-erä luokitellaan sekalaiseksi rakennus- ja purkujätteeksi (jäteluokka ). Merkittävyyden raja riippuu muun jätteen ominaisuuksista ja määrästä eikä sitä ole yleispätevästi määritelty. Maa-aines, joka sisältää vain pienen määrän hajoamatonta mineraalista rakennusjätettä, kuten asfalttia, betonia, tiiltä ja tuhkaa, voidaan rakentamiskohteen vaatimukset huomioiden hyödyntää usein sellaisenaan aineksen jäteluonteesta riippumatta. Tästä syystä rakennusjätettä sisältävän maa-aineksen liittäminen osaksi MASA-asetuksen soveltamisalaa on tarkoituksenmukaista. Rakennusjätettä sisältävä maa-aines tarkoittaa tässä yhteydessä maa-ainesta, jonka seassa on vähemmän kuin 10 % keskimäärin raekooltaan alle # 150 mm mineraalista rakennusjätettä. Tällöin materiaalia voidaan hyödyntää sellaisenaan, jos se on teknisiltä ominaisuuksiltaan käyttötarkoitukseensa sopivaa ja täyttää muut MASA-asetuksen vaatimukset. Rakennusjätettä sisältävän maaaineksen hyödyntämisellä ei ole tarkoitus antaa lupaa jättää maahan rakennusjätettä, joka on rakennus- ja purkutöiden yhteydessä eroteltavissa maa-aineksesta. 7

8 Rakennusjätettä sisältävän maa-aineksen lajittelu, murskaus, seulonta tai muu hyödyntämisen kannalta mahdollisesti tarpeellinen esikäsittely ei lähtökohtaisesti kuulu MASA-asetuksen soveltamisalaan, jolloin se voi edellyttää erillistä lupaa Stabiloitu maa-aines ja sideaineet Pehmeiden maa-ainesten, kuten savi, lieju ja turve, rakennettavuusominaisuuksia voidaan parantaa erilaisilla stabilointitekniikoilla. Suomessa pilaristabilointia on käytetty 1970-luvulta ja massastabilointia 90-luvun alusta pohjavahvistusmenetelmänä (syvästabilointina). Esimerkiksi massa- tai pilaristabilointia voidaan tehdä kaivamattomalle maaperälle (in situ), jolloin luonnontilainen pehmeä maa stabiloidaan tavoitesyvyyteen asti, maaperästä kaivetulle maa-ainekselle tai vesistöstä ruopatulle ruoppausmassalle (sedimentille). Kaikissa tapauksissa stabiloitu materiaali voi jäädä maapohjan vahvistamiseksi paikalleen tai se voidaan lujittumisen jälkeen siirtää lopulliseen käyttökohteeseen hyödynnettäväksi. Stabilointia, jonka tarkoituksena on ainoastaan parantaa maa-aineksen rakennettavuusominaisuuksia, ei pidetä jätelain tarkoittamana muuntamistoimena, joka edellyttäisi ympäristölupaa. Syvästabilointitekniikka on esitelty tarkemmin mm. Liikenneviraston Syvästabilointiohjeessa (2010) ja Massastabilointikäsikirjassa (Forsman ym. 2014). Maa-aineksen lujittamiseen stabiloinnissa käytettävä sideaine valitaan ja sen määrä mitoitetaan hankekohtaisesti rakentamiskohteen maaperän ominaisuuksien ja rakenteen vaatimusten perusteella. Sideainemäärä ja -laatu määritetään kohteen maaperästä otetuilla näytteillä tehdyillä stabiloitavuuskokeilla laboratoriossa. Massa- tai pilaristabiloinnissa voidaan käyttää kaupallisia ja tuotteistettuja sideaineita kuten sementti ja kalkki tai kohdekohtaisesti räätälöityjä sideaineseoksia, joissa sideainekomponentteina voi olla jäteperäisiä uusiomateriaaleja kuten lentotuhka, masuunihiekka tai teräskuona. Jäteperäisten uusiomateriaalien käytöllä heikkolaatuisten maa-ainesten stabiloinnissa voidaan vähentää sekä rakentamishankkeen kustannuksia että ympäristövaikutuksia stabiloinnin sideaineiden osalta sekä korvaamalla stabiloidulla ylijäämämaalla luonnonmateriaaleja. Uusiomateriaalin hyödyntämisellä stabiloinnin sideaineena taloudellinen säästö voi olla merkittävä, koska korvattava hankkeessa muutoin tarvittava kaupallinen sideaine on hankintahinnaltaan kallista. Uusiomateriaalilla stabiloimalla voidaan toisinaan saavuttaa myös parempia teknisiä ominaisuuksia kuin pelkällä kaupallisella sideaineella stabiloimalla. Jäteperäisten uusiomateriaalien hyödyntämistä stabiloinnissa on selvitetty ja kehitetty mm. valtakunnallisen UUMA2-tutkimusohjelman yhteydessä. Tämän lisäksi uusiomateriaalien käytöstä stabiloinnissa on jo paljon käytännön kokemuksia todellisista maarakennushankkeista, joissa uusiomateriaaleilla on saavutettu teknisiltä ominaisuuksiltaan vastaavia rakenteita kuin kaupallisilla sideaineilla (mm. Kiviniemi ym. 2012; Niemelin ym. 2015; Forsman ym. 2015). Jäteperäisen uusiomateriaalin käyttö stabiloinnin sideaineena voi edellyttää ympäristölupaa stabiloinnille, jos toiminta katsotaan jätteen laitos- tai ammattimaiseksi käsittelyksi (jätelain mukaan jätteen käsittely sisältää jätteen hyödyntämisen sekä hyödyntämisen valmistelun). Tämän lisäksi jätteeksi luokiteltava sideaine voi määritellä aiemmin stabiloidun maa-aineksen kaivettuna jätteeksi. Näistä lähtökohdista MASA-asetukseen ehdotettava stabilointia koskeva määrittely kattaa kolme pehmeää maa-ainesta (1-3) sekä rakennekerrosmateriaalin (4), joissa stabiloinnin sideaine tai kaivettu stabiloitu maa-aines voidaan luokitella jätteeksi: 1. in situ syvästabiloitu pehmeä pohjamaa, jonka stabiloinnissa on käytetty jäteperäistä uusiomateriaalia ja stabiloitu maa-aines jää maaperään pohjanvahvistukseksi, 2. in situ syvästabiloitu maa-aines, joka on kaivettu esim. putkilinjojen kohdalta (sisältäen kaupalliset ja jäteperäiset sideaineet), 3. ex situ massastabiloitu ruoppausmassa ja kaivumaa, jotka kaivun jälkeen massastabiloidaan stabilointialtaassa tai aumasekoitetaan aumalla rakennusmateriaaliksi (sisältäen kaupalliset ja jäteperäiset sideaineet) sekä 8

9 4. stabiloitu rakennekerrosmateriaali kaivettuna, esim. stabiloitu kantava kerros (sisältäen tavanomaiset ja jäteperäiset sideaineet). Jäteperäisillä uusimateriaaleilla tarkoitetaan tässä sellaisia materiaaleja, joiden soveltuvuudesta maa-ainesten stabilointiin on riittävästi tutkimustietoa ja kokemuksia käytännön maarakennussovelluksista. Tällä hetkellä tällaisia materiaaleja ovat lähinnä lentotuhka, masuunihiekka ja teräskuona. Vaikka näille materiaaleille on jo esitetty yleisiä materiaalikohtaisia vaatimuksia ja mitoitusparametreja tietyissä rakentamiskohteissa, stabiloitavan maa-aineksen riittävän leikkauslujuuden saavuttamiseksi tarvittava sideainemäärä ja -laatu tulee aina varmistaa hankekohtaisesti ennakkoon tehtävillä tutkimuksilla. Tarkoitukseen soveltuvat menettelytavat on kuvattu mm. Massastabilointikäsikirjassa ja Liikenneviraston ohjeessa Syvästabiloinnin suunnittelu. Koska jäteperäisillä uusiomateriaaleilla stabiloinnin ensisijainen tavoite on pehmeän maa-aineksen rakennettavuusominaisuuksien parantaminen vastaavalla tavalla kuin perinteisiä sideaineita käytettäessä, MASA-asetuksen soveltamisalan on tarkoitus kattaa myös stabilointiprosessi näillä materiaaleilla (ks. luku 3.7). Pelkästään haitta-aineiden sitomiseksi ja niistä aiheutuvien riskien hallitsemiseksi tehtävä stabilointi voidaan sen sijaan rinnastaa maaperän puhdistamiseen tai jätteen käsittelyyn, mistä syystä se edellyttää erillistä viranomaishyväksyntää joko PIMA-ilmoitus- tai ympäristölupamenettelyn kautta. Stabiloitu maa-aines kaivettuna tarkoittaa tässä aiemmin stabiloimalla lujitettua pehmeää maaainesta, joka kaivetaan pois alkuperäiseltä stabilointipaikaltaan. Kyseessä voi olla esimerkiksi stabiloituun saveen kaivetun putkikaivannon maa-aines, joka koostuu stabilointipilarien sideaineella stabiloidusta savesta ja pilarien välisestä stabiloimattomasta savesta tai massastabiloidusta maaaineksesta. Alkuperäisen massa- tai pilaristabiloinnin sideaine voi olla kaupallisten sementti- ja kalkkilaatujen lisäksi jätepohjaista uusiomateriaalia (esim. lentotuhkaa tai kipsiä). Stabiloitu rakennekerrosmateriaali tarkoittaa esimerkiksi aiemmin kerrosstabiloidun tie- tai kenttärakenteen purettavasta päällysrakenteesta kaivettua materiaalia. Kerrosstabiloimalla stabiloitu materiaali on tyypillisesti kalliomursketta tai muuta kantavan kerroksen materiaalia, jonka sekaan on mahdollisesti jyrsitty myös päällyste. Alkuperäisen kerrosstabiloinnin sideaine voi olla kaupallisten sementtisideaineiden lisäksi esim. lentotuhkaa. Stabiloidun materiaalin tulee olla teknisiltä ominaisuuksiltaan käyttötarkoitukseensa sopivaa ja täyttää myös muut MASA-asetuksen vaatimukset Maalle nostettava sedimentti Maalle nostettava sedimentti tarkoittaa tässä merestä tai vesistöstä ruopattuja massoja, jotka on tarkoitus hyödyntää maarakentamisessa. Ruoppausmassat ovat usein kantavuusominaisuuksiltaan heikkolaatuisia ja edellyttävät siten kuivausta ja/tai massastabilointia ennen maa-alueella tapahtuvaa hyödyntämistä. Tämän lisäksi ne sisältävät usein haitallisia aineita. Näistä syistä maaalueella hyödynnettävää sedimenttiä voidaan yleensä pitää jätteenä. Maalle nostetun sedimentin kuivaus ja massastabilointi toteutetaan yleensä altaissa. Massastabiloinnissa sideaineina voidaan käyttää kaupallisia tuotteita tai jäteperäisiä uusiomateriaaleja vastaavalla tavalla kuin pehmeiden maa-ainesten stabiloinnissa (ks. luku ). Kuivauksessa voidaan hyödyntää myös geotekstiilejä kuten polypropeenista kudottuja säkkejä (ns. geotuubi). Kuivattu ja/tai stabiloitu sedimentti voidaan kuljettaa lujittumisen jälkeen lopulliseen käyttökohteeseen hyödynnettäväksi tai se voidaan hyödyntää suoraan kuivaus-/stabilointialtaassa osana alueen rakentamisessa tarvittavaa maapohjan vahvistamista. Ehdotus MASA-asetuksen soveltamisalaan liitettävästä maalle nostettavasta sedimentistä kattaa lähinnä sellaisen ruoppausmassan, jota voidaan pitää sen esikäsittelyn tai haitta-aineiden vuoksi jätteenä maa-alueella tapahtuvassa hyödyntämisessä. MASA-asetuksen soveltamisalan on tarkoi- 9

10 tus kattaa myös stabilointiprosessi vastaavalla tavalla kuin pehmeiden maa-ainesten stabiloinnissa (ks. luku 2.2.4). Maalle nostetun ja esikäsitellyn sedimentin tulee olla teknisiltä ominaisuuksiltaan käyttötarkoitukseensa sopivaa ja täyttää myös muut MASA-asetuksen vaatimukset Hiekoitus- ja raidesepeli Käytetty hiekoitussepeli (tai -hiekka) kerätään tie- ja katualueilta aurauslumien mukana tai lumettomana aikana harjaamalla. Hiekoitussepelin rakeisuus on tyypillisesti 3-6 mm, joten se vastaa teknisiltä ominaisuuksiltaan karkeaa hiekkaa/soraa. Käytetty raidesepeli on rata-alueiden tukikerroksesta poistettua kiviainesta, jonka rakeiden pinnat ovat murskaantuneita. Raidesepelin alkuperäinen raekoko on 32/63 tai 32/50. Raidesepeli on ns. lujaa kiveä eli normaalia kiviainesta kestävämpää materiaalia, jota Suomessa esiintyy vain paikallisesti. Käytetyn hiekoitus- ja raidesepelin jäteluonne aiheutuu lähinnä niiden mahdollisesti sisältämistä haitta-aineista, kuten suolauksen jäämät, raskasmetallit ja öljy, sekä roskista. Hiekoitus- ja raidesepelin tulee olla teknisiltä ominaisuuksiltaan käyttötarkoitukseensa sopivaa ja täyttää myös muut MASA-asetuksen vaatimukset. Taulukko 3. Kaivannaisten määrä kaivannaisteollisuudessa, maa- ja kiviainesten otossa, vesi- ja maarakentamisen yhteydessä syntyvien ylijäämä- ja ruoppausmassojen määrä sekä pilaantuneiden maa-ainesten määrä. Kaikki määrät (kokonaismäärä, tuotteisiin päätyvä määrä, sivukiven määrä ja maa- tai kiviainesjätteen määrä, ruoppausmassojen määrä; miljoonaa tonnia) ovat vuodelta Kaivosten tai ottopaikkojen lukumäärä on ilmoitettu suluissa. Kaivannaistyyppi ja kaivosten tai ottoalueiden lukumäärä Määrä Tuotteisiin Sivukiveä Muuta miljoonaa tonnia Metallimalmit 1 (12) 43,6 2,4 22,8 Rikastushiekka, poistomaa Karbonaattikivet 1 (13) 5,4 2,7 1,7 Rikastushiekka, poistomaa Teollisuusmineraalit 1 (14) 30,1 1,7 18,3 Rikastushiekka, poistomaa Teollisuuskivet 1 (7) 0,3 0,2 0,1 Poistomaa Luonnonkivet 2 (77) 0,4 0,1 0,3 Poistomaa Kalliokiviainekset 3 (700) 29,1 27,6 7 1,5 7 Maa-ainekset 3 (2800) 43,3 41,1 7 2,2 7 Rakentamisen ylijäämämaat ja Maankaatopaikoille kiviainekset 4 Pilaantuneet maa-ainekset 5 1,5 - Kaatopaikoille Vesirakentamisen ruoppausmassat <1 - Kaatopaikoille t maalle 4 Vesirakentamisen ruoppausmassat 10 - Läjitys vesialueille veteen 6 Yhteensä 163,1 1 TUKESin kaivostilastot; 2 Kiviteollisuusliitto ry; 3 Ympäristöhallinnon NOTTO-tietokanta; 4 asiantuntija-arvio; 5 Ympäristöhallinnon VAHTI-tietokanta; 6 Ympäristöhallinnon VESTY-tietokanta 7 hyötykäytön osuudeksi arvioitu 95 % ja ylijäämämassojen osuudeksi 5 % 10

11 2.3 MARA-materiaalit Kivihiilen, puun ja turpeenpolon lento- ja pohjatuhka sekä kuonat ja leijupetihiekka Kivihiilen ja turpeen poltossa syntyvien tuhkien määrät ja koostumukset vaihtelevat laitoskohtaisesti ja riippuvat käytetyistä tekniikoista. Tuhkaa syntyy n % poltetun kivihiilen painosta ja vastaavasti 3-10 % poltetun turpeen kuivapainosta. Vuosittain Suomessa syntyy kivihiilen polton tuhkia tonnia. Tästä massasta n. 25 % on pohjatuhkaa. Kivihiilen polton lentotuhkan kemiallista koostumusta on esitelty taulukossa 4. Taulukko 4. Kivihiilen tuhkien kemiallinen koostumus (Mäkelä & Höynälä 2000). paino-% Kemiallinen yhdiste Kivihiilen Kivihiilen Turvetuhkat lentotuhka pohjatuhka Piidioksidi, SiO Alumiinioksidi, Al 2 O Rautaoksidi, Fe 2 O Kalsiumoksidi, CaO Magnesiumoksidi, MgO Kaliumoksidi, K 2 O <1 7 Natriumoksidi, Na 2 O 0 2 <1 0 6 Kivihiilen lentotuhka on lujittuva materiaali. Tämän ominaisuuden hyödyntämiseksi tuhkaa on suositeltavaa säilyttää kuivana. Kostutetun tai kostumaan päässeen tuhkan välivarastointi heikentää lujittumista. Hyödynnettäessä hyvin lujittuvia tuhkia, voidaan rakenteita suunnitella ohuempina kuin lujittumattomia kiviaineksia käytettäessä. Pohjatuhka ei lujitu lentotuhkan tavoin. Sen rakennusominaisuudet vastaavat karkeasti saman raekoon luontaisia kiviaineksia. Turpeenpolton tuhkien lujittuvuus vaihtelee eri polttolaitosten välillä. Hyödyntämiskohteessa työmaa on suositeltavaa järjestää niin, että tuhkarakentaminen voidaan tarvittaessa pysäyttää ja rakenne voidaan tarvittaessa peittää. Näin voidaan välttää tuhkarakenteen pintakerrosten liettyminen sateen yllättäessä. Vastaavasti kuivalla säällä rakenne on suositeltavaa peittää mahdollisimman nopeasti, jotta vältytään mahdolliselta pölyämiseltä. Tuhkia hyödynnettäessä mahdolliset korroosioriskit tulee ottaa huomioon. Tuhkat itsessään voivat aiheuttaa korroosiota esim. teräs- ja kuparirakenteissa. Lisäksi lentotuhkien ja muiden uusio- /jätemateriaalien yhteisvaikutus (erityisesti rikinpoiston lopputuotteen) voi olla korrodoiva muillekin materiaaleille Rakennus- ja purkuperäinen sekä laitosmaisesti käsitelty betonimurske Betonimursketta valmistetaan murskaamalla betoniteollisuuden ylijäämäbetonia sekä purkutyömailta saatavaa betonijätettä. Murskaamisen jälkeen massa seulotaan haluttuun raekokoon, joka MARA-asetuksen mukaisessa hyödyntämisessä on korkeintaan 150 mm. Betoni koostuu sementistä, mahdollisista lisäaineista sekä runkoaineesta, jollaisena Suomessa on perinteisesti käytetty luonnonkiveä. Puhdas betoni ei yleensä sisällä merkityksellisiä määriä haitallisia aineita. Purkubetoni saattaa joskus sisältää epäpuhtautena muita rakentamisessa käytettyjä haitta-ainepitoisia materiaaleja, kuten PCB-pitoisia saumausaineta tai bromatuilla yhdisteillä palosuojattuja eristeitä. MARA-asetuksen mukaisesti hyödynnettävän purkubetonin haitta-ainepitoisuudet voidaan selvittää jo purkamattomasta rakennuksesta, jolloin näytteenotto voidaan kohdentaa niin kohteisiin, joissa 11

12 on syytä olettaa korkeampia haitta-ainepitoisuuksia. Tällöin myös purku pystytään tekemään lajittelevasti siten, että haitta-ainepitoiset ainekset voidaan erottaa hyötykäyttöön ohjattavasta betonista. Epäpuhtauksien välttämiseksi purkubetoni tulee lajitella muusta purkujätteestä jo purkutyömaalla siten, että massa sisältää enintään yhden tilavuusprosentin siihen kuulumatonta ainesta kuten puuta, kumia, muovia, metallia tai eristemateriaaleja. Esimerkiksi teräskappaleiden poistaminen betonista on tärkeää hyötykäyttökohteessa tai käsittelylaitoksella tapahtuvien rengasrikkojen estämiseksi. Lisäksi hyötykäyttöön ohjattava betoni saa sisältää enintään 10 cm 3 /kg vettä kevyempiä materiaaleja. Betonimurskeita voidaan hyödyntää putkikaivantojen täytöissä, kun otetaan huomioon materiaalin korroosio-ominaisuudet. Betonimurskeen emäksisyys voi kosteissa olosuhteissa aiheuttaa joidenkin materiaalien korroosiota Rakennus- ja purkuperäinen tiilimurske Tiilimurske koostuu tiilestä ja laastista. Tiili valmistetaan puhtaista savista ja materiaalin mahdolliset epäpuhtaudet ovat peräisin muista lähteistä. Tiilimurse voi sisältää vaihtelevia määriä orgaanisia epäpuhtauksia (Mäkelä & Höynälä 2000). Tiilirakenteita purettaessa näytteenotto voidaan tutkia pystyssä olevista rakenteista riskiperusteisesti, samaan tapaan kuin betonirakenteiden kohdalla. Purkutiili tulee erotella muusta jätteestä siten, että massa sisältää enintään yhden tilavuusprosentin siihen kuulumatonta ainesta kuten puuta, kumia, muovia, metallia tai eristemateriaaleja. Lisäksi hyötykäyttöön ohjattava tiilimurske saa sisältää enintään 10 cm 3 /kg vettä kevyempiä materiaaleja Käsitelty jätteenpolton kuona Jätteenpoltosta syntyy useita erilaisia jätejakeita, kuten pohjakuonaa, arinapölyä, kattila- ja lentotuhkaa sekä savukaasujen puhdistusjätettä (APC-jäte). Jätteenpolton pohjakuona on arinalle jäävää palamatonta materiaalia, jota syntyy kaikkein eniten koko laitoksessa syntyvistä jätemateriaaleista. Tyypillisesti pohjakuona jäähdytetään vedellä, jolloin kuonassa olevat kappaleet agglomeroituvat toisiinsa kiinni ennen. Jäähdytetty kuona kuljetetaan jatkojalostukseen. Jätteenpolton pohjakuona on harmaata, huokoista ja karkearakeista materiaalia, joka koostuu pääasiassa lasista, metalleista (magneettinen ja ei-magneettinen metalli), keramiikasta, kivestä, tiilestä, betonista sekä palamattomasta orgaanisesta. Näiden materiaalien suhteelliset osuudet riippuvat polttoprosessista, siellä vallitsevista olosuhteista sekä poltettavan jätteen laadusta. Jätteenpolton pohjakuonaa syntyy vuosittain noin tonnia Suomen kahdeksalla (vuoden 2016 tilanne) jätteenpolttolaitoksella. Tulevina vuosina muodostuvan kuonan määrän ei arvioida nousevan merkittävästi. Jätteenpolton pohjakuona on kemialliselta koostumukseltaan varsin heterogeeninen materiaali, jossa yhdisteet ovat pääasiassa oksidien, hydroksidien ja karbonaattien muodossa. Jätteenpolton pohjakuonan hehkutushäviö vaihtelee % välillä ja riippuu polttoprosessin tehokkuudesta. Kuonan sisältämät pääalkuaineet ovat pii (Si), kalsium (Ca), natrium (Na), alumiini (Al), rauta (Fe), magnesium (Mg), kalium (K), rikki (S) ja fosfori (P), jotka esiintyvät pääosin oksideina. Muista alkuaineista etenkin kuparia (Cu), lyijyä (Pb) ja sinkkiä (Zn) löytyy paikoin suurinakin pitoisuuksina. Pohjakuona on emäksinen materiaali, jonka ph vaihtelee välillä. Pohjakuonan ph vaikuttaa merkittävästi metallien, kuten lyijyn, kuparin, molybdeenin ja antimonin liukoisuuteen. Ikääntymisen myötä, kun kuona reagoi ilman hiilidioksidin kanssa, sen ph laskee. Tällöin useiden metallien liukoisuus alenee, mutta esimerkiksi antimonin liukoisuus kasvaa. Liukoisuustestien tulokset kuvaavat alkuaineiden käyttäytymistä tuoreessa pohjakuonassa eivätkä huomioi ajan myötä tapahtuvaa ph:n muutosta ja sen vaikutusta liukoisuuksiin. 12

13 Ennen jätteenpolton pohjakuonan hyödyntämistä kuona käsitellään jollakin tavalla ei-rauta ja rautametallien poistamiseksi. Käsittelyn jälkeen kuonan mineraaliainesta jää jäljelle noin % (EWC ). Käsittelyyn on olemassa monia erilaisia vaihtoehtoja, joista yleisimpänä Euroopassa ovat käytössä märkä- ja kuivaerottelutekniikat. Lisäksi markkinoilla on myös tarjolla edistyksellistä kuivaerottelutekniikkaa, jossa ballistisen erottimen avulla voidaan parantaa etenkin eirautametallien talteenottoa. Suomessa on käytössä ainoastaan erilaisia kuivaerottelumenetelmiä ja lisäksi aiempina vuosina myös kuonan ikäännyttämistä on käytetty yhtenä käsittelymenetelmänä joissain laitoksissa. Käsittelyn yhteydessä pohjakuona voidaan erotella jakeisiin raekoon perustella. Tyypillisiä jakeita ovat 0-2 mm, 2-5 mm, 5-12 mm ja mm. Näistä jakeista kolme viimeksi mainittua ovat sekä teknisiltä ominaisuuksiltaan että ympäristökelpoisuutensa puolesta parhaiten hyödynnettävissä maarakentamisessa Valimohiekat (tuore-, furaani sekä alphaset-hiekka) Valimoilla valmistettavat kappaleet valetaan muotteihin, joiden perusraaka-aine on hiekka, josta käytetään yleisnimitystä raakahiekka. Useimmiten raakahiekka on kvartsihiekkaa, mutta myös oliviinihiekkaa ja kromiittihiekkaa käytetään jonkin verran valimoilla Suomessa. Raakahiekkaan lisätään sideainetta ja kovetetta, joiden avulla valmistetut muotit pysyvät koossa. Lisäksi muotin pintaan lisätään peitosteainetta. Valuprosessissa lämpötila on korkea (> C), jolloin merkittävä osa em. orgaanisista lisäaineista hajoaa. Toisaalta on mahdollista, että kuumennuksen yhteydessä muodostuu uusia orgaanisia yhdisteitä, kuten polyaromaattisia hiilivetyjä. Osa valuprosessissa käytettävästä hiekasta joudutaan poistamaan joko sen kulumisen vuoksi tai siksi, että prosessiin joudutaan lisäämään aina myös neitseellistä hiekkaa. Käytön aikana hiekkarakenteet osittain kuluvat ja murtuvat. Tällöin hiekan ominaispinta-ala kasvaa ja sideaineen tarve lisääntyy, eikä hiekka muutenkaan enää täytä sille asetettavia vaatimuksia. Näistä syistä osa kierrossa olevasta hiekasta on korvattava uudella hiekalla. Furaanihiekassa käytettävän sideaineen pääkomponenttina on furfuryylialkoholi (0,7-1,5 paino-%) ja kovetteena paratolueenisulfonihappo (20-40 % edellisen määrästä). Tuorehiekassa hiekan lisätään sideaineeksi bentoniittia (10 paino-%) sekä vettä (3-4 paino-%) ja muita lisäaineita (1-4 paino-%), kuten hiilenlähdettä. Tuorehiekkaa käyttävien valimojen keernojen valmistuksessa sideaineena käytetään fenoliformaldehydihartsia ja kovetteena polyisosyanaattia. Esterikovetteisessa fenolihartsihiekassa sideaineena menetelmässä on fenoliformaldehydi (PF) ja kovetteena käytetään eri tyyppisiä estereitä. Menetelmästä käytetään usein kaupallista nimeä Alphaset. Valimohiekkaa syntyy Suomessa tällä hetkellä noin tonnia vuodessa yhteensä noin 15:llä hiekkaa käyttävällä valimolla eri puolilla Suomea. Käytöstä poistetun hiekan vuotuinen syntymäärä on laskenut huomattavasti viimeisimmän 10 vuoden aikana tuotantokapasiteetin laskiessa Asfalttirouhe & -murske Asfaltti on kiviaineksen ja bitumin seos. Kiviainesta asfaltissa on yleensä yli 90 %. Bitumi on raskaista hiilivedyistä koostuva seos, joka sisältää mm. rikkiä, typpeä sekä eri metalleja. Ympäristössä bitumi on hajoamaton, haihtumaton ja veteen liukenematon aine. Puhdas asfalttimurske ei yleensä sisällä merkityksellisiä määriä haitallisia aineita. 13

14 Asfalttimurskeesta saadaan paras hyöty käyttämällä se uusioasfaltin valmistuksessa. Asfalttimurskeen hyödyntäminen maarakentamisessa ei tule olla materiaalin ensisijainen hyödyntämiskeino, vaan asfalttimursketta voidaan hyödyntää MARA-asetuksen mukaisesti vain asetuksessa esittettyjen vaatimusten täyttyessä Rengasrouhe & -granulaatti Henkilöauton rengas painaa noin kahdeksan kiloa siinä vaiheessa, kun se tyypillisesti poistetaan käytöstä. Henkilöauton ja raskaan kaluston renkaiden tavanomainen koostumus on esitetty taulukossa 5. Rengastyyppien väliset koostumuserot selittyvät pääosin sillä, että raskaan kaluston renkaissa ei käytetä tekstiiliä. Renkaat sisältävät puolet painostaan luonnonkumia ja synteettistä kumia, jotka ovat öljyn ja kaasun yhdisteitä. Taulukko 5. Henkilöauton ja raskaankaluston renkaiden koostumus. (Rahman, 2004) Materiaali Henkilöauto [%] Raskas kalusto [%] Kumi / elastomeeri Teräs/metalli Hiilimusta/noki Tekstiili 5 0 Sinkkioksidi 1 2 Rikki 1 1 Muut aineet 8 6 Rengasrouheella tarkoitetaan materiaalilla, joka on peräisin käytöstä poistetuista renkaista, jotka on leikattu kappaleiksi, joiden palakoko vaihtelee välillä mm 2. Tyypillisiä rengasrouheen palakokoja ovat 50*50 mm 2, 100*100 mm 2, 150*150 mm 2, 200*200 mm 2, 250*250 mm 2 ja 300*300 mm 2. Rengasrouheessa on mukana renkaiden teräsvöitä ja kuitukankaita, joita ei pystytä poistamaan kokonaan yli 50*50 mm 2 :n kokoisista paloista. Rengasrouheen palakoko ilmoitetaan pintaalana, jolloin leikatun palan paksuutta ei ilmoiteta. Käytöstä poistettujen renkaiden määrä, rengasrouheen ja granulaatin määrä (tiedot 15.8.) Suomessa jäterenkaita syntyy vuosittain n tonnia, eli m 3. Tästä massasta on tuotettavissa n m 3 rengasrouhetta (Mäkelä & Höynälä 2000). Rengasgranulaattia tehdään käytöstä poistetuista renkaista murskaamalla kokonaiset renkaan kappaleiksi, joiden raekoko on 0,5 25 mm:n. Granulaatissa ei ole enää mukana renkaassa olevia teräsvahvisteita eikä kuitukankaita, vaan granulaatti on puhdasta kumia. Rengasgranulaattijakeista tyypillisimmin Suomessa käytetään raekokoja 2, 4, 8, 14 ja 25 mm. Rengasrouhe on pysyvä materiaali, jonka ominaisuudet eivät muutu ajan kuluessa tai kosteusolosuhteiden muuttuessa (Mäkelä & Höynälä 2000). Materiaalin sisältämä sinkkioksidi on veteen liukenematon yhdiste ja rengasrouhetta voidaan säilyttää kasassa suojaamattomana. Rengasrouhekerros on hyvä erottaa ympäristöstä rakenteen reunoille tehtävillä tukipenkereillä, jotta materiaali ei leviä rakenteen ulkopuolelle. Rengasrouherakenteita suunniteltaessa on otettava huomioon materiaalin kimmoisuus sekä se, että rengasrouhe voi painua tiivistämisen ja pintakerrosten lisäämisen aikana n % (Mäkelä & Höynälä 2000) Kalkit Kalkeilla tarkoitetaan teollisuudessa syntyviä osittain tai kokonaan palaneita kalkkijätteitä. 14

15 3 Hyödyntämiskohteet 3.1 Rakentamisen yleisiä ohjauskeinoja Rakennusalan kattava sääntely velvoittaa ja ohjaa kaikkea ammattimaista infra- ja maarakentamista. MASA- ja MARA-asetuksen mukaisessa hyödyntämisessä vapautus ympäristölupamenettelystä ei siten poista tai muuta rakentamishankkeelle ja siinä käytettäville materiaaleille asetettavia yleisiä laatuvaatimuksia. Maankäyttö- ja rakennuslaki (MRL 132/1999) ja sen nojalla annettu asetus (MRA 895/1999) ohjaavat rakentamisen yleisiä periaatteita, vastuita ja toimintatapoja. Niissä määritellään rakentamista koskevat yleiset edellytykset, olennaiset tekniset vaatimukset sekä rakentamisen lupamenettely ja viranomaisvalvonta. Maankäyttö- ja rakennuslaissa ja -asetuksessa säädetään myös alueiden käytön suunnittelujärjestelmästä, johon kuuluvat valtakunnalliset alueidenkäyttötavoitteet sekä maakunta-, yleis- ja asemakaavat. Infra- ja maarakentamisen suunnittelua, työnjohtoa ja viranomaistoimintaa säädellään myös monilla muilla säädöksillä. Esimerkiksi väylärakentamista ohjataan maantielain (503/2005), ratalain (110/2007) ja yksityistielain (358/1962) säännöksillä ja tulvapatojen rakentamista tulvariskien hallinnasta annetun lailla (620/2010) ja asetuksella (659/2010). Rakentamishankkeita koskevat yleisesti myös työmaaolosuhteiden ja työmaan toiminnan järjestämisestä annettu työturvallisuuslaki (738/2002) sekä tilaajan selvitysvelvollisuutta ja vastuita ulkopuolista työvoimaa käytettäessä koskeva ns. tilaajavastuulaki (1233/2006). Rakentamistoimintaa koskevien säännösten lisäksi EU:n rakennustuoteasetuksessa 305/2011 säädetään siitä, kuinka rakennustuotteen ominaisuuksista kerrotaan ja millä edellytyksillä rakennustuotteet voidaan CE-merkitä. Rakennustuotteen CE-merkintä on keino osoittaa tuotteen ominaisuudet siten, että tuotteen voi laittaa markkinoille kaikissa Euroopan talousalueen maissa. Rakennustuotteiden CE-merkintä on tehtävä tuotteille, joille on olemassa harmonisoitu tuotestandardi (hen). Luonnonmateriaaleille kuten maa-aineksille CE-merkintävaatimus ei ole kuitenkaan yksiselitteinen. Laki eräiden rakennustuotteiden tuotehyväksynnästä (954/2012) koskee rakentamisessa käytettävien rakennustuotteiden hyväksymistä silloin, kun rakennustuote ei kuulu harmonisoidun tuotestandardin soveltamisalaan tai sille ei ole eurooppalaista teknistä arviointia (ETA). Lainsäädännön lisäksi toimialan ohjauskeinoihin kuuluvat mm. rakentamismääräykset, kuntakohtainen rakennusjärjestys, hyvän rakentamistavan periaatelinjaukset ja lukuisat yksityiskohtaiset toimintatapaohjeet. Rakentamista koskevat säännökset, rakentamismääräykset ja tietyt viranomaisohjeet on koottu Suomen rakentamismääräyskokoelmaan, joka on maankäyttö- ja rakennuslain toteuttamiseen luotu velvoittava ja noudatettava ohjeisto (Ympäristöhallinto 2015). Rakennustyömaiden ympäristöhaittojen ehkäisystä on annettu erillisohjeita myös kuntien ympäristönsuojelumääräyksissä. 3.2 Rakentamishankkeen suunnitelmallisuus ja vaatimukset MASA- ja MARA-asetusten keskeisenä lähtökohtana on, että asetuksen mukaiselle hyödyntämiselle on todellinen tarve eli hanke toteutettaisiin myös siinä tapauksessa, että asetusten mukaista jätemateriaalia ei olisi saatavilla. Hyödyntämishanke edellyttää siten materiaalin suunnitelmallisen käytön osoittamista sekä teknisten edellytysten määrittelyä hankkeen varsinaisissa toteutussuunnitelmissa. Olennaista on, että sama suunnitelmallisuus ja samat materiaalivaatimukset tietyssä rakentamiskohteessa koskevat kaikkea maarakentamista eikä MASA- tai MARA-materiaalien hyödyntäminen tulevien asetusten mukaisesti tee tähän poikkeusta. Infra- ja maarakentamisessa toiminnan suunnitelmallisuus voidaan osoittaa useissa lainsäädännön edellyttämissä hyväksymismenettelyissä ja hankkeen eri toteutusvaiheissa. Maankäyttö- ja rakennuslain mukaisia hyväksyntämenettelyitä ovat mm. yleiskaava, osayleiskaava, asemakaava, rakennuslupa, toimenpidelupa, purkamislupa, maisematyölupa, maisematyöilmoitus, yleisen alueen toteuttamissuunnitelma, katusuunnitelma, puistosuunnitelma sekä esirakentamissuunnitelma. Maantielain ja rautatielain mukaisia menettelyitä ovat mm. tie- ja ratasuunnitelmat sekä maantie- 15

16 tai rautatiealueella toteutettavaa hanketta koskevat rakentamis- ja parantamissuunnitelmat. Kaikkiin edellä mainittuihin kaavoihin, lupiin ja suunnitelmiin sisältyy viranomaishyväksynnän lisäksi asianosaisten tahojen kuuleminen asianmukaisessa laajuudessa. Lainsäädännöllisten velvoitteiden lisäksi suunniteltavan rakenteen tulee täyttää sille asetetut toiminnalliset ja tekniset vaatimukset. Hankkeen rahoittajan ja rakennuttajan intresseissä on pitää kiinni näistä vaatimuksista huomioiden mm. toiminnan taloudelliset ja oikeudelliset riskit. Toimivuusvaatimuksilla kuvataan rakenteen ja sen osien elinkaaren aikaista käyttäytymistä koskevia edellytyksiä. Toimivuusvaatimukset ovat raja-arvoja, joita enempää rakenne ei saa huonontua menettämättä käyttäjien, omistajien ja ympäristön rakenteelle asettamaa vaatimustasoa. Ne ohjaavat suoraan rakenteen suunnittelua ja mitoitusta. Tekniset vaatimukset puolestaan määrittelevät rakenteiden valmistushetken vaatimustason. Valmistumisen jälkeen rakenteet kuormitusten ja rasitusten vaikutuksesta yleensä hitaasti heikkenevät tai menettävät ominaisuuksiaan. Rakenteet mm. väsyvät, rappeutuvat, kuluvat, muuttavat muotoaan, halkeilevat ja kallistuvat, jolloin niiden toimivuus yleensä heikkenee. (InfraRYL 2006) Rakenteiden suunnittelu sisältää kaikki tarkastelut, joissa rakenneosien keskinäinen toimivuus mitoitetaan ja varmistetaan rakenteen kestävyys sen koko elinkaaren aikana arvioidun kuormituksen perusteella. Esimerkiksi tie- ja kenttärakenteissa toimivuusvaatimusten periaatteiden mukaan alemman tai peittyvän kerroksen tai rakenneosan suunniteltu kestoikä on suurempi kuin päällimmäisessä kerroksessa, jotta koko rakenne ei rappeudu tai hajoa yhden alla olevan osan heikkouden vuoksi. Päällysrakenne puolestaan mitoitetaan kestämään liikennekuormituksia ja ympäristötekijöistä aiheutuvia rasituksia kuten sade, lumi, lumen sulaminen, routa ja auringon säteily. Toiminnallisia ja teknisiä vaatimuksia maa-ainesten ja muiden materiaalien käytölle eri rakentamiskohteissa on esitetty niiden suunnittelun ja rakentamisen ohjeistuksista, joista vastaavat Suomessa useat eri tahot (taulukko 6). Esimerkiksi Liikennevirasto antaa ohjeita maanteiden ja rautateiden rakentamisesta (joitakin näistä ohjeista lähetetään notifioitavaksi Euroopan yhteisöjen komissiolle). Suunnittelu, mitoitus- ja rakentamisohjeiden perusteella hankkeelle laaditaan kohdekohtaiset suunnitelmat, joihin sisältyvät mm. rakennus- ja työselostukset, rakennusosat, piirustukset, arvio käytettävien materiaalien määrästä ja työn aikataulu. Nämä ohjeet tulevat sopimusteknisesti sitovaksi, kun ne liitetään urakkasopimukseen. Hankkeen rakennusurakoitsija vastaa siitä, että rakentaminen toteutetaan kohdekohtaisten suunnitelmien pohjalta rakentamisen yleisiä vaatimuksia noudattaen. Rakentamisen aikaisen laadunvalvonnan tuloksista sekä muusta aineistosta kootaan hankekohtainen vaatimustenmukaisuuden osoittamiseen liittyvä kansio (tai arkisto) eli kelpoisuusasiakirja. Asiakirjaa ylläpidetään työmaalla ja se luovutetaan työn valmistuttua tilaajalle. Infrarakentamisen yleiset laatuvaatimukset on määritelty kattavimmin InfraRYL-julkaisuissa, joita päivitetään säännöllisesti. InfraRYL otetaan käyttöön hankekohtaisesti suunnittelua ja rakentamista koskevien tarjouspyyntöjen kautta. Viittaamalla suunnitelma-asiakirjoissa InfraRYLin yksilöityyn kohtaan saadaan sen määräykset voimaan hankkeessa. Se määrittää hyvää rakennustapaa myös silloin, kun hankkeen osapuolet ovat siitä eri mieltä. InfraRYL sisältää seuraavat julkaisut: Osa 1 Väylät ja alueet (painettu julkaisu 2006, josta päivitetty painos 2010 ja 08/2016) Osa 2 Järjestelmät ja täydentävät osat (2009) Osa 3 Sillat ja rakennustekniset osat (2008) Osa 4 Liikunta- ja virkistyspaikkojen rakenteet (2009) INFRA Rakennusosa- ja hankenimikkeistö ja määrämittausohje (2008, josta päivitetty painos 2011 ja 2015). Rakenteiden ja materiaalien InfraRYL:ssä esitetyistä toiminnallisista ja teknisistä vaatimukset eivät ole sitovia, joten niistä voidaan poiketa toimittaessa kohteen rakennuttajan erikseen hyväksymillä kohdekohtaisilla suunnitelmilla. Suunnitelmat eivät kuitenkaan saa olla ristiriidassa rakennustuoteasetuksen vaatimusten kanssa. Seuraavissa luvuissa on esitetty ehdotukset MARA- ja MASA-asetuksiin sisällytettävistä maarakentamiskohteista ja kuvattu niiden rakennusosien pääasialliset toiminnalliset vaatimukset, jotka 16

17 ovat olennaisia asetusten mukaisissa hyödyntämishankkeissa. Kunkin rakennusosan kohdalla suluissa esitetty numero viittaa kyseisen rakennusosan toimivuusvaatimuksiin InfraRYL:ssä (osa 1; 2010). Joidenkin rakennusosien kohdalla on esitetty myös keskeisiä teknisiä vaatimuksia (kursivoitu teksti). Vaatimuksia on kuvattu esimerkkien kautta erityisesti liikenneväylien osalta, koska muissa rakennuskohteiden monet tekniset vaatimukset ovat vastaavat kuin väylärakenteissa ja väylärakentaminen sisältää suuren osan asetuksiin ehdotettavista rakennusosista. Vastaavat vaatimukset koskevat kuitenkin myös muiden rakentamiskohteiden, kuten kenttärakenteiden, rakennusosia niiden käyttötarkoituksesta ja laatuvaatimuksista riippuen. Taulukko 6. Rakennuskohteiden suunnittelun ja rakentamisen ohjeistuksia laativat organisaatiot. Talonrakennuksen ja infrarakentamisen mitoitusohjeet ovat eurokoodin mukaisia (tarkistetaan lausuntokierroksen aikana/jälkeen). Sovellus Suunnitteluohjeistus Rakentamisen ohjeistus Radat Liikennevirasto * InfraRYL Tiet Liikennevirasto InfraRYL Vesiväylät Ympäristöministeriö (Vesilaki) InfraRYL Liikennevirasto Kadut Kuntaliitto SKTY (Suomen kuntatekniikan yhdistys) kaupungit ja kunnat InfraRYL Sillat ja muut taitorakenteet Kunnallistekniikka ja aluerakentaminen Meluesteet vallit ja seinät) Satamat Maisema- ja viherrakentaminen Ulkoliikuntapaikat Kaivosalueet Jätehuoltoalueet Teollisuuden ja kaupan alueet Maa- ja metsätalous Metsätien rakentaminen ja perusparantaminen Tulvasuojelurakenteet Ympäristöministeriö (Vesilaki) Liikennevirasto Rakennusinsinööriliitto RIL ** Kuntaliitto SKTY (Suomen kuntatekniikan yhdistys) Vesilaitokset yms. (esim. HSY verkosto) kaupungit ja kunnat Liikennevirasto (maantien ja rautatien meluesteet) Oikeusministeriö (Vesilaki) ELY (ruoppaus) Liikennevirasto Rakennusinsinööriliitto RIL Kuntaliitto (mm. Hulevesiopas) Kaupungit (ohjeet ja mallipiirustukset) Opetus- ja kulttuuriministeriö (Rakennustieto) InfraNET (Rakennustieto) Hämeen ELY (Patoturvallisuusopas) Maa- ja metsätalousministeriö (Patoturvallisuuslaki ja -asetus) Ympäristöministeriö (VNa kaatopaikoista) SYKE Rakennusinsinööriliitto RIL Kuntaliitto Luonnonvarakeskus (LUKE) Metsäkeskus Hämeen ELY (Patoturvallisuusopas) Maa- ja metsätalousministeriö (Patoturvallisuuslaki ja -asetus) 17 InfraRYL InfraRYL InfraRYL InfraRYL InfraRYL Viherympäristöliitto InfraRYL OPM (liikuntapaikkajulkaisusarja) InfraRYL (?) Kainuun ELY InfraRYL SYKE MaaRYL / InfraRYL Luonnonvarakeskus (LUKE) Metsätienormit, Metsäteho OY InfraRYL Ampumaratojen vallit Puolustusvoimat, Suomen Ampumaurheiluliitto InfraRYL Talonrakentamisen Rakennusinsinööriliitto RIL MaaRYL maatyöt VTT RIL * Liikenneviraston suunnitteluohjeet radanpitoon, tienpitoon ja vesiväylän pitoon ovat ladattavissa osoitteesta

18 ** Suomen Rakennusinsinöörien Liiton (RIL) suunnitteluohjeet talojen, pihojen, kuivatuksen, yms. suunnitteluun löytyvät osoitteesta Väylät Tässä luvussa on kuvattu lyhyesti liikenneväylien rakennusosat ja niiden pääasialliset toiminnalliset vaatimukset, jotka ovat olennaisia MARA- ja MASA-asetusten mukaisissa hyödyntämishankkeissa. Kunkin rakennusosan kohdalla suluissa esitetty numero viittaa kyseisen rakennusosan toimivuusvaatimuksiin InfraRYL:ssä (osa 1; 2010). Joidenkin rakennusosien kohdalla on esitetty myös keskeisiä teknisiä vaatimuksia (kursivoitu teksti). Lisäksi tässä on esitetty liikenneväylän poikkileikkauksen eri osien nimitykset Liikenneväylien toimivuusvaatimukset Tierakenne (10000) koostuu mm. väylistä, silloista, tunneleista, liittymistä, poikkeavista, rinnakkaisista ja kevyen liikenteen väylistä sekä kuivatusjärjestelmistä, melusuojauksesta ja pohjavedensuojauksesta. Tien poikkileikkauksen osat on esitetty kuvassa 4.1 ja tiepenkereen osat kuvassa 4.2. Tierakenteen ajoradan toimivuusvaatimuksena (11000) on, että liikennöintiä varten tien pinnan tulee olla tasainen ja säilyttää tasaisuutensa ja ehjyytensä suunnitellun käyttöiän. Rakenteiden painumien ja siirtymien tulee olla turvallisen liikennöinnin kannalta riittävän pieniä. Maapohjan ja rakenteiden varmuuden sortumista, murtumista ja halkeilua vastaan on oltava riittävän suuri. Katurakenne (20000): Kadulla tarkoitetaan ajorataa, jalkakäytävää, erillisiä kevyen liikenteen väyliä sekä toreja ja aukioita. Kadulle sijoitetaan myös kunnallisteknisiä johtoja ja laitteita. Tierakenteen toimivuusvaatimuksien lisäksi katurakenteen toimivuusvaatimuksena on (21000), että siihen voidaan sijoittaa vesihuollon, energiansiirron ja tietoliikenteen johdot, kaapelit yms. laitteet, ja se on mahdollista varustaa liikennettä ohjaavilla ja tukevilla varusteilla ja laitteilla. Rakenteiden painumien ja siirtymien tulee olla sallittua pienempiä yhdyskunnan johtoverkon toimivuuden varmistamiseksi. Ratarakenteen toimivuusvaatimukset (31000): Rakenteiden painumat ja siirtymät ovat radan turvallisen liikennöinnin kannalta riittävän pienet ja että maapohjan ja rakenteiden varmuus sortumista, murtumista ja halkeilua vastaan on riittävän suuri. Radan päällysrakenne (31100) koostuu ratapölkyistä ja -kiskoista, tuki-, väli-, eristys- ja suodatinkerroksesta Liikenneväylien pengerrakenteiden vaatimukset Pengerrakenteella (11200, 21200, 31210, 18110) tasataan ensisijaisesti maanpinnan luonnollisia korkeusvaihteluita. Pengermateriaalin tulee olla homogeenista ja sen jälkitiivistymisen tulee olla vähäistä. Sallittu kokoonpuristuminen asetetaan tieluokkakohtaisesti suunnitelma-asiakirjoissa (esim. moottoriteiden penkereen kokoonpuristuminen ei saa olla yli 1 % käyttöönoton jälkeen). Maapenkereen materiaalina käytetään hiekkaa ja sitä karkeampia tiivistettävissä olevia kivennäismaalajeja. Penkereiden maa-ainekset eivät sisällä haitallisia määriä epäpuhtauksia. Tie- ja katurakenteiden sekä ratarakenteiden pengertäytteelle on esitetty InfraRYLssä tarkemmat vaatimukset. Vastapenkereen (11230, 31210, 18150, kuva 4.3) tehtävänä on parantaa massallaan varsinaisen penkereen stabiliteetti riittävälle tasolle huonosti kantavalla maapohjalla. Vastapenkereissä käytetään kivennäismaa-aineksia. Routivia materiaaleja voi käyttää ellei ole asetettu muita toimivuusvaatimuksia (esim. kantavuus). Liian kevyitä maamateriaaleja, kuten eloperäisiä maalajeja (turve, multa, muu pintamaa), ei saa käyttää. Pinta tasataan niin, että vesi ei lammikoidu penkereen pinnalle. Pengerrettäessä routivilla massoilla, kunkin kerroksen yläpinta tasoitetaan ja muotoillaan riittävän sivukaltevaksi (1:20), jotta vedet kulkeutuvat mahdollisimman nopeasti pois rakenteen pinnalta. Luiskatäytteellä (11600, 21600) loivennetaan tien liityntää ympäristöön ja vähennetään vesien valumista tien rakenteeseen. Luiskatäyte toimii myös kasvualustana. Luiskatäytteellä tarkoitetaan tien 18

19 pinnan ja luiskapinnan leikkauspisteestä maapenkereillä kaltevuudessa 1:1,5 ja louhepenkereillä kaltevuudessa 1:1 olevan kuvitellun rajapinnan ulkopuolista täyttöä. Luiskatäytemateriaalin vedenläpäisevyyden tulee olla niin pieni, etteivät tiepäällysteeltä valuvat vedet merkittävässä määrin valu tien runkoon. Vedenpitäväksi luiskatäytteeksi katsotaan savi, siltti ja silttimoreeni. Ympäristörakenteilla (13000, 23000) pyritään vähentämään tieväylästä ja sen käytöstä ympäristölle aiheutuvia haittoja ja pehmentämään väylän liityntää muuhun ympäristöön sekä parantamaan tiellä liikkujien viihtyisyyttä. Ympäristörakenteet voivat olla melun tai tärinän vaikutuksia pienentäviä tai estäviä rakenteita, pohjavedensuojausrakenteita tai esteettisesti väylän viihtyisyyttä parantavia istutuksia, verhouksia tms., joiden toimivuusvaatimukset ja ominaisuudet ovat rakennekohtaisia. Liitteen 2 taulukoissa 2.1 ja 2.2 on esitetty esimerkin omaisesti tekniset vaatimukset maapenkereen materiaaleille ja jakavan kerroksen materiaalille. Vaatimukset poikkeavat merkittävästi toisistaan, koska jakavassa kerroksessa rakennusosaan kohdistuu selvästi suurempi liikennerasitus. Ko. rakennusosien vaatimukset on katsottava aina uusimmasta InfraRYLstä ei tästä raportista. 1 Tieliikennelain mukainen ajorata (1a oikea, 1b vasen) 2 Peruskaista 3 Ohituskaista 4 Piennar 5 Ajoratojen väli 6 Sisäluiska 7 Sivuojan pohja 8 Ulkoluiska ja ulkoluiskan pyöristys 9 Reuna-alue 10 Tiealue Kuva 1. Kaksiajorataisen, keskikaiteellisen tien poikkileikkauksen osat. Vastaavat poikkileikkaukset on esitetty myös yksi- ja kaksiajorataiselle keskialueelliselle tielle (Liikennevirasto 2013b). Kuva 2. Tiepenkereen osat (InfraRYL kuva 18110:K4). a) b) 19

20 Kuva 3. Esimerkki vastapenkereen poikkileikkauksesta: a) Liikennevirasto (2014) ja b) InfraRYL (Kuva 18150:K1) Liikenneväylien päällysrakenteiden vaatimukset Liikenneväylien tavanomaiseen päällysrakenteeseen kuuluvat sidotut ja sitomattomat rakennekerrokset sekä siirtymärakenteet. Pohjamaa ja pengertäyte eivät kuulu päällysrakenteeseen. Tien ja kadun päällysrakenteen nimitykset on esitetty kuvassa 4. Päällysrakenteen (11199, 21100) suunnittelun lähtökohtana on rakenteen käyttöikävaatimus. Vaurioittavat rasitukset ovat liikenneperäisiä, ilmastoperäisiä tai painumisesta ja vakavuuden puutteesta johtuvia tai näiden yhdistelmiä. Alemman kerroksen kestoikävaatimus on aina suurempi kuin ylemmän kerroksen. Suodatinkerroksen, Jakavan kerroksen ja Kantavan kerroksen (21110, 21210, 21300) tekniset vaatimukset on esitetty InfraRYLissä. Kerrosten tulee täyttää suunnitelmassa ja/tai InfraRYLissä esitetyt mitta-, tarkkuus- ja kantavuusvaatimukset. Lisäksi materiaaleille esitetyt vaatimukset tulee täyttyä. Esimerkkinä materiaaleille esitetyistä vaatimuksista on kohdassa esitetty jakavan kerroksen materiaalin vaatimukset ja ohjeet InfraRYL 2015 mukaisesti. Siirtymärakenteita (21500, 31312) käytetään tasaamaan pituussuuntaisia painumaeroja. Painumaeroja syntyy, kun perustamistapa tai pohjasuhteet muuttuvat. Siirtymäkiiloja (31312) käytetään kantavuus- ja routivuuserojen tasaamiseen. Liitteessä 1 on esitetty esimerkki siitä, millä periaatteella ja tarkkuudella jakavassa kerroksessa käytettävien maa-ainesten materiaalivaatimukset ja ohjeet on esitetty InfraRYL:ssä (2016, luonnos). Taulukossa tekstiä on lyhennetty InfraRYL:iin verrattuna. Kuva 4. Tien ja kadun päällysrakennekerrosten nimitykset. Kaikkia kuvan kerroksia ja vaihtoehtoisia päällysteitä tai kerrosstabilointeja ei ole samassa rakenteessa. (InfraRYL20006, kuva 101) Tuhkatie 20

21 MARA-asetuksen soveltamisalaan kuuluu ns. tuhkatierakenne, jossa rakenteen kulutuskerros ja jakava kerros koostuvat kalliomurskeen ja tuhkan seoksesta. Kosteuden ja liikenteen tiivistävän vaikutuksen seurauksena tuhkamurskeseoksen on havaittu saavuttavan päällystettä muistuttava, pölyämätön koostumus. Rakenteessa tuhkamurskeseosta käytetään sama kerrospaksuus kuin pelkkää mursketta käytettäessä. Seoksen tuhkapitoisuuteen ja rakenteen paksuuteen vaikuttavat murskeen raekoko sekä pohjamaan kantavuusluokka, tien käyttötarkoitus ja liikenteen määrä. Tuhkatierakenteen tarkemmat vaatimukset ja toteuttamisohjeet on eritelty parhaillaan uudistettavan metsätienormiston osissa 3 ja 4 (Metsätienormit, käsikirjoitus & ). 3.4 Kentät ja ulkoliikuntapaikat MASA- ja MARA-asetusten soveltamisaloihin kuuluvia kenttärakenteita voivat olla mm. varastointiin ja liikennöintiin tarvittavat kentät: - satama-alueilla - teollisuusalueilla - jätteenkäsittelyalueilla - lentoliikenteen alueilla - ratapiha-alueilla ja - pysäköintialueilla. Kenttärakenteiden toimivuusvaatimukset vaihtelevat niiden käyttötarkoituksesta riippuen. Liikennöidyillä kenttäalueilla kentän rakennusosien tekniset vaatimukset ovat yleensä samat tai lähes samat kuin vastaavasti kuormitetuissa väylien rakennusosissa (luku 3.3). Kentän tasaisuus- ja kantavuusvaatimukset saattavat kuitenkin olla jopa suuremmat kuin väylärakentamisessa (esim. lentokenttä). Toisaalta joissakin kenttärakenteissa rakennusosien vaatimukset voivat olla huomattavasti pienempiä (esim. päällystämättömät epätasaisesti painuvat varastokentät). Kentän tavanomaiseen päällysrakenteeseen kuuluvat sidotut ja sitomattomat rakennekerrokset sekä siirtymärakenteet (kuva 4). Kenttien päällystevaatimuksena voi olla esim. hyväkuntoinen ABpäällyste, johon on tehty riittävät kallistukset. Tämän lisäksi kenttärakenteelta voidaan edellyttää hulevesien keräysjärjestelmää, jolloin siihen ei käytännössä imeydy vettä lähes lainkaan. Toisaalta kenttä voi olla myös sorapäällysteinen ilman hulevesien hallintaa, jolloin suurin osa sade- ja sulamisvesistä imeytyy kentän rakennekerroksiin. Ulkoliikuntapaikat ovat kenttiä, reittejä ja polkuja, joiden vaatimukset poikkeavat mm. pienemmän rasituksen vuoksi liikennöidyistä kentistä ja väylistä. Ulkoliikuntapaikkojen toimivuusvaatimukset ja tekniset vaatimukset on esitetty InfraRYL 2006:n osassa 4 (Liikunta- ja virkistyspaikkojen rakenteet). MASA-asetuksen soveltamisalaan sisältyviä ulkoliikuntapaikkoja voivat olla mm: - ulkokentät (mm. urheilukentät, pallokentät, pesäpallokentät, tenniskentät), - maastoliikuntapaikat (mm. laskettelurinteet, kuntopolut ja -radat, luontopolut ja retkeilyreitit), - erityisurheilualueet (mm. ampumaurheilupaikat, golfkentät) sekä - eläinurheilualueet (hevosurheilupaikat, koiraurheilualueet). 3.5 Vallit ja penkereet Vallit ovat maankäytön kannalta tarpeelliseksi todettuja ympäristörakenteita, joiden rakentamista edellytetään mm. alueidenkäyttösuunnitelmissa. Erilaisten vallien ja penkereiden sijainti ja yleiset periaatteet esitetään tie-, katu- tai puistosuunnitelmassa, tulvanhallintasuunnitelmassa tai ampumaratasuunnitelmassa ja yksityiskohtaisesti vallien rakennussuunnitelmissa. Vallien toiminnallisia vaatimuksia on esitetty alla. Asetusten soveltamisaloihin sisältyviä vallirakenteita voivat olla mm.: - meluvallit (meluesteet) - tulvapenkereet (vallit) 21

22 - maavallikatsomot ja - ampumaratojen vallit. Meluesteiden (13100, 23100) tulee estää liikennemelua suunnitellusti, ja niiden tulee olla visuaalisesti maastoon sopivia. Meluesteillä pyritään alentamaan ympäristöön leviävä melu hyväksyttävälle tasolle. Melueste ei saa siirtyä riittämättömän vakavuuden, painumisen tai routimisen johdosta haitallisesti (ulkonäkö, eristävyys jne.) käyttöiän aikana. Erilaatuisten maa-ainesten soveltuvuutta meluvallipenkereen rakentamiseen voidaan arvioida liitteen 2 taulukossa 2.1 esitetyn perusteella. Tulvapenkereet (tulvavallit) ovat patoja, joiden suunnittelussa voidaan ottaa huomioon tulvan lyhytaikaisuus. Sisäinen eroosio voi tapahtua nopeastikin, joten se tulee tarkastella ja maapato on suunniteltava siten, että haitallista sisäistä eroosiota ei pääse kehittymään. Padotuksen lyhytaikaisuudesta seuraa, että usein tulvapenkereeseen ei tarvita tavanomaiseen maapatoon kuuluvaa sisäistä kuivatusjärjestelmää ja suodatinrakenteita eikä myöskään märän luiskan, harjan ja kuivavaran mitoitusvaatimuksia käytetä sellaisenaan. Penkereiden tekniset ratkaisut tulee kuitenkin harkita ja perustella tapauskohtaisesti. Tulvapenkereet on usein rakennettu paikalta saaduista materiaaleista. (Isomäki et al. 2012) Maavallikatsomon pengerrungon rakentamiseen soveltuvat kaikki kivennäismaalajit ja kalliolouhe. Eloperäisiä maalajeja, kuten ruokamultaa ja turvetta voidaan käyttää maavallin viimeistelytöihin. Materiaalivalinta vaikuttaa vallin jyrkkyyteen. Hyvin koossapysyvillä, suuren kitkakulman omaavilla materiaaleilla (louhe, sora, karkea hiekka, karkeat moreenit) voidaan valli luiskata jyrkemmäksi. Huonosti koossapysyviä materiaaleja (savi, siltti, hieno hiekka) voidaan hyödyntää rakentamalla hyvin koossapysyvistä materiaaleista altaita, jotka täytetään huonosti koossapysyvillä materiaalilla. Tällöin on otettava huomioon, että savi ja siltti painuvat käytön aikana. Maavallirakenteen vaativuuden sekä rakentamisolosuhteiden takia voidaan käytettäville materiaaleille joutua asettamaan laatuvaatimuksia. Luonnon kiviaineksia voidaan korvata uusiomateriaaleilla, joita saadaan ylijäämämaista, teollisuuden sivutuotteista ja jätteistä, lievästi pilaantuneista maista sekä vanhojen maarakenteiden materiaaleista Monia uusiomateriaaleja voidaan käyttää sellaisenaan tai toisiinsa sekoitettuina ja stabiloituina. Osaa niistä voidaan käyttää myös stabiloitujen rakenteiden tai kerrosten sideaineena, jolloin ne voivat korvata sementin tai osan siitä. Suotavaa on, että hyödynnetään läheltä saatavia muista käytöstä poistuneita materiaaleja. (Infra ) Ampumaradat suunnitellaan noudattaen ohjetta Ampumaratojen ympäristövaikutusten hallinta (Kajander & Parri 2014). Ohje sisältää ohjeet vallin ympäristönsuojausrakenteille eli vallien korkeuksille meluntorjunnan ja pintarakenteille pohjaveden suojauksen kannalta, mutta ohjeessa ei ole muutoin esitetty miten ja millaisella materiaalilla vallirakenteet toteutetaan. Vallien täytöt toteutetaan noudattaen infraryliä. Lajitietoutta ampumaratojen rakentamiseen löytyy lisäksi ohjeesta Ampumarataopas (Suomen Ampumaurheiluliitto 2005) sekä puolustusvoimien ampumaratoja koskevista määräyksistä. 3.6 Täytöt Täytöillä tarkoitetaan maa- ja infrarakentamisessa syntyvien kaivantojen täyttämistä sekä suunnitelmien mukaista maapinnan muotoilua ja korottamista. MASA-asetukseen sisältyvät täytöt voivat koskea mm.: - massanvaihtoja väylien, kenttien, talojen ja johtokaivantojen rakentamisessa, - massanvaihtoon sisältyviä pengerryksiä, - maa-ainesten ottoalueiden maisemointia sekä - puistojen muotoiluja ja korotuksia. MARA-asetukseen lukeutuvat täytöt rajautuvat MARAn soveltamisalaan sisältyvien rakenteiden sisällä kulkeviin täyttöihin, kuten putkikaivantoihin. MARA-materiaaleja tällaisissa täytöissä käytettäessä täytyy ottaa huomioon mahdolliset korroosiovaikutukset sekä materiaalien lujittuminen. 22

23 Täyttöjen materiaalivaatimukset määräytyvät kyseessä olevan rakentamiskohteeseen toiminnallisten ja teknisten vaatimusten perusteella. Esimerkiksi, jos täyttö jää osaksi kantavaa tai routimatonta rakennetta, tulee täyttömateriaalin raekoon ja vesipitoisuuden täyttää lopullisen rakenteen niille asettamat vaatimukset. Johtokaivannoissa olennaista on, että täyttömateriaali ei sisällä aineita, jotka voivat vahingoittaa putkia tai liitosmateriaalia. Maisemointi- ja muotoilutäytöissä vaatimukset täyttömateriaaleille ovat yleensä vähäisempiä. InfraRYL 2010 (osa 1) sisältää vaatimukset mm. massanvaihtoon kuuluville täytöille (18300) sekä johtokaivantojen lopputäytöille. Massanvaihdolla (11463, 21463, 31313, 18360) korvataan runsaasti kokoonpuristuvat luonnonmaakerrokset siten, että kovaan pohjaan ulottuvalla massanvaihdolla poistetaan painumat lähes kokonaan tai osittaismassanvaihdolla korvataan maan pehmeät pintakerrokset sellaiseen syvyyteen niin, että massanvaihdon alapuolelle jäävien kokoonpuristuvien maakerrosten aiheuttama kokonaispainuminen pysyy suunnitelluissa rajoissa (kuva 5). Massanvaihdon täyttömateriaali on suunnitelma-asiakirjojen mukaista. Täyttönä käytetään hiekkaa, hiekkamoreenia tai näitä karkeampia, mieluimmin kivisiä maalajeja tai louhetta. Jos käytetään olosuhdeherkkää täyttömateriaalia, joka voi muuttua työn aikana juoksevaksi, tehdään työ materiaalille soveltuvissa sääolosuhteissa. Täyttömateriaalin laatu tarkistetaan silmämääräisesti sekä tarvittaessa määrittelemällä maanäytteistä rakeisuus sekä vesipitoisuus ennen penkereeseen ajoa. Työn aikana täyttömassojen laatua seurataan jatkuvasti silmämääräisesti sekä tarvittaessa näytteillä. Lopputäytön (18330, johtokaivantojen eli putkien, johtojen, salaojien, kaivojen yms. lopputäytöt) täyttömateriaali ei sisällä aineita, jotka voivat vahingoittaa putkia tai liitosmateriaalia. Lopputäyttö tehdään täyttömateriaalilla, joka on tiivistämiskelpoista ja vastaa routimisominaisuuksiltaan kaivannosta poistettua materiaalia. Suurin sallittu kivien tai lohkareiden läpimitta on 2/3 kerralla tiivistettävän kerroksen paksuudesta, kuitenkin enintään 400 mm. Liikennöitävällä alueella lopputäyttö ulotetaan liikennealueen rakennekerrosten alapintaan (kuva 6). Maisemointipenkereitä rakennetaan mm. puistoihin ja muille viheralueille. Niiden luiskat ovat tyypillisesti loivia. Niissä käytettävien materiaalien valinnassa tulee yleensä huomioida niiden päälle suunniteltu kasvillisuus. Maa-ainesten ottoalueiden maisemoinnilla tarkoitetaan sellaista täyttöä, joka on esitetty maaainesten ottosuunnitelmissa tai näiden alueiden jälkihoitosuunnitelmissa. Suunnitelmat ovat viranomaisen hyväksymiä. Kuva 5. Massanvaihdon kaivannon kaivurajat, esimerkki ratarakenteista (InfraRYL 18360; 2009) 23

24 Kuva 6. Johtokaivanto. (InfraRYL Kuva 31100:K1, InfraRYL 2009/2, ) 3.7 Stabiloidut rakenteet Stabilointia voidaan käyttää pohjamaan vahvistamiseen ja pehmeiden maa-ainesten (savi, lieju, turve) tai maalle nostettujen sedimenttien lujittamiseen useimmissa edellä kuvatuissa rakennuskohteissa. MASA-asetuksen kannalta olennaista on stabilointi jäteperäisillä uusiomateriaaleilla, joita käytetään useimmiten kaupallisten sideainekomponenttien rinnalla (ks. luku 2.2.4). Uusiomateriaaleilla pyritään parantamaan stabiloitujen massojen teknistä laatua ja ympäristökelpoisuutta sekä vähentämään sideaineiden hankintakustannuksia. Käytettävän sideainetyypin valintaan vaikuttavia tekijöitä ovat saavutettavan lujuustason, materiaalihinnan ja saatavuuden lisäksi mm. lujittumisnopeus, jännitys-muodonmuutosominaisuudet sekä vaikutukset vedenläpäisyominaisuuksiin. Valinnassa on huomioitava myös käytettävän laitteiston ominaisuudet mm. syötettävien sideaineiden maksimimäärän ja sideaineen osakomponenttien lukumäärän suhteen. Lisäksi on huomioitava, syötetäänkö sideaine stabiloitavaan maa-aineksen kuivana vai onko mahdollista käyttää kostutettua sideainetta (esim. kasavarastoitu tuhka). Stabiloidun materiaalin hyödyntäminen täyttö- tai rakennusmateriaalina ohjeistetaan eri rakennusosien työohjeissa. Esimerkiksi InfraRYL:ssä 2016 esitetään kaivamattomalle maaperällä ja kaivetulle maa-ainekselle tehtävä massastabilointi. Massastabiloinnissa käytetään usein ns. kuivamenetelmää, jossa kuiva sideaine puhalletaan paineilmalla stabiloitavaan maakerrokseen ja se sekoitetaan maakerrokseen mekaanisesti stabilointilaitteen sekoitinkärjellä. Massastabiloitua materiaalia voidaan valmistaa myös siirrettävällä sekoitusasemalla (prosessistabilointi). Pohjamaassa, jossa massastabiloitavan kerroksen pysty- tai vaakasuuntainen homogenisointi ja sekoitus eivät ole välttämättömiä, massastabilointi voidaan tehdä myös pilaristabilointikoneella käyttäen toisiaan leikkaavia pilareita siten, että koko stabiloitava kerros tulee käsitellyksi. Stabiloidun maa-aineksen lujuusvaatimus asetetaan hankekohtaisesti, mutta tyypillisesti massastabiloidun maan leikkauslujuus on välillä kpa ja pilaristabiloidun kpa. Stabiloidun maa-aineksen vedenläpäisevyys on tyypillisesti tasoa m/s. Massastabiloinnin suunnittelua ja toteutusta (sis. prosessin työvaiheet, käyttökohteet, sideaineet, tutkimukset) on käsitelty tarkemmin mm. Massastabilointikäsikirjassa (2014) sekä julkaisuissa Syvästabiloinnin suunnittelu (Liikennevirasto 2010). Jäteperäisten uusimateriaalien käytöstä stabiloinnin sideaineena on esitetty lisäksi omia materiaalikohtaisia ohjeistuksia, kuten Tuhkarakentamisen käsikirja (Kiviniemi ym. 2011). 3.8 Välivarastointi 24

25 Hyödynnettäväksi suunniteltujen materiaalien välivarastointimahdollisuus sekä rakentamisen yhteydessä syntyville maa-aineksille että laitosmaisesti syntyville prosessijätteille on usein tärkeä osa materiaalien toimivaa ja tehokasta hyödyntämistä, koska ainesta ei voida aina toimittaa sen syntypaikalta suoraan käyttökohteeseen. Jäteluonteen tulkinnassa materiaalin pitkäaikaista varastointia voidaan kuitenkin pitää jatkokäytön varmuutta osoittavan arviointiperusteen vastaisena, mistä syystä välivarastointi voidaan katsoa ympäristölupaa edellyttäväksi jätteen käsittelytoimeksi. Ympäristöministeriön ns. maa-ainesmuistion mukaan (Ympäristöministeriö 2015) pitkäaikaisena voidaan yleensä pitää yli vuoden kestävä varastointia. Toisaalta muistiossa todetaan, että esimerkiksi isojen aluerakentamiskohteiden, tie- ja ratahankkeiden tai muiden pitkäkestoisten rakennushankkeiden yhteydessä hyödyntämiseen liittyvää varastointia on käytännössä kuitenkin usein tarpeen jatkaa muutaman vuoden ajan. Tällöin hyödyntämisen varmuus tulee erikseen osoittaa esimerkiksi kohdetta koskevassa rakennussuunnitelmassa. Jatkokäyttöä varten välivarastoitavan maa-aineksen käyttötarkoitus on tällöin oltava tiedossa jo maa-aineksien varastoinnin alussa. Koska pitkäaikaisen varastoinnin määrittely edellä mainituin perustein ei ole täysin yksiselitteistä, välivarastoinnin mahdollisuus ehdotetaan sisällytettäväksi MASA- ja MARA-asetusten soveltamisalaan. Välivarastoinnin tulisi olla mahdollista materiaalin syntypaikalla, kuten purkukohteessa tai materiaalia tuottavan laitoksen tiloissa, hyödyntämiskohteessa tai muulla logistisesti tarkoituksenmukaisella alueella, jossa välivarastointi ei aiheuta ympäristön pilaantumisriskiä tai mahdollista muuta haittaa. Asetuksissa välivarastointi voisi tarkoittaa esim. enimmillään noin kolme vuotta kestävää suunnitelmallista varastointia, jossa varastoitavien ainesten hyödyntämiskohde on tiedossa. Materiaalin välivarastointiaikaa ei tule rajoittaa silloin, kun varastointi tapahtuu materiaalia tuottavan laitoksen tiloissa. Stabiloinnin sideaineina käytettävien uusiomateriaalien välivarastoinnissa tavoitteena on säilyttää materiaalien reaktiivisuus, mikä käytännössä tarkoittaa sitä, että materiaali ei saa kastua. Mikäli materiaali voi kastua välivarastoinnin aikana, on varastoinnin aikana mahdollisesti tapahtuva reaktiivisuuden heikentyminen huomioitava. Näistä syistä jäteperäisen uusiomateriaalin välivarastointialue on usein tarkoituksenmukaisinta sijoittaa sen laitoksen alueelle, jossa materiaali syntyy. Suuremmissa kohteissa välivarastointi voi olla teknisesti mahdollista myös työmaalla esim. siirrettävissä halleissa. 3.9 Rakentamiskohteiden elinkaari ja dokumentointi Rakentamiskohteiden koko elinkaarta ja dokumentointia koskevien vaatimusten määrittely MARAja MASA-asetuksen valmistelussa on ensiarvoisen tärkeää, jotta tulevaisuudessa mahdollisesti purettavien tai korjattavien rakenteiden yhteydessä syntyvistä kaivumassoista ei aiheudu epäselviä taloudellisia tai oikeudellisia vastuita ja riskejä. Rakentamiskohteen elinkaaren osalta tämä tarkoittaa sitä, että jätemateriaalien käyttöikä kohteessa tulisi olla vähintään kyseisen rakennusosan vaatimusten mukainen tai rakennuttajan kanssa muutoin erikseen sovittu. Tämän lisäksi on tärkeää, että rakenteen purkamisen tai korjaamisen yhteydessä syntyvien ainesten hyödyntäminen uudelleen samassa rakenteessa tai muussa rakentamiskohteessa käyttökohteiden toimivuusvaatimukset ja muut asetusten mukaiset edellytykset huomioiden on edelleen mahdollista ilman ympäristölupaa. Näiden ainesten hyödyntämisen tulisi siten sisältyä suoraan MARA- ja MASA-asetuksten soveltamisaloihin. Rakentamiskohteen ja siinä käytettyjen materiaalien yksityiskohtainen dokumentointi rakentamisvaiheen jälkeen on tärkeää, jotta tietoja voidaan hyödyntää tarkoituksenmukaisesti rakenteiden mahdollisen purkamisen ja korjauksen yhteydessä. Dokumentoinnin tulisi sisältää yksilöidyt tiedot mm. rakentamiskohteen ja sen rakennusosien sijainnista sekä niissä käytettyjen materiaalien määristä ja ominaisuuksista. MARA- ja MASA-asetusten mukaista hyödyntämistä koskeva dokumentointivelvoite tulee perustumaan hyödyntämiskohteen haltijan tekemään, tai haltijan valtuutuksesta tehtyyn rekisteröintiin/ilmoitukseen. Asetusten mukaisesti rakenteesta viranomaiselle toimitettavat tiedot on tarkoitus 25

26 tallentaa Maaperän tilan tietojärjestelmään (MATTI). Lisäksi tiedot olisi hyvä saada tallennettua esim. asianomaisen kaupungin tai kunnan teknisen viraston paikkatietojärjestelmään rakennuttajan ilmoittamassa formaatissa. Tällä hetkellä kaupunkien paikkatietojärjestelmiä ei ole kehitetty ko. tietojen tallentamiseen, mutta järjestelmien kehitystoimintaa on joissakin kaupungeissa käynnistetty. Rakentamiskohteen sijainti ja pinta-alaa koskeva rajaus tulisi merkitä myös asemapiirrokseen tai muuhun viranomaisten ja rakennusalan toimijoiden käytössä olevaan karttaan, ja jätemateriaaleilla toteutettujen rakennusosien sijainnit ja kerrospaksuudet rakennetta kuvaaviin leikkauspiirroksiin. MATTI-järjestelmään kirjattavaksi tulee toimittaa selkeät ja yksiselitteiset, sijainnin ja rakenteen muodon sisältävät paikkatiedot esim. shape-tiedostona. Hyvin yksilöidyt ja luotettavat tiedot käytettyjen materiaalien ominaisuuksista voivat mahdollistaa esimerkiksi sen, että materiaalien ympäristökelpoisuutta ei tarvitse tutkia tulevaisuudessa uudelleen, mikäli ympäristökelpoisuuden arviointia koskevissa vaatimuksissa ei tapahdu merkittäviä muutoksia, materiaali saadaan eroteltua puretusta rakenteesta omana jakeenaan eivätkä haitta-aineiden liukoisuudet tai pitoisuudet materiaalissa käytön aikana ole oletettavasti lisääntynyt. 26

27 4 Rakentamiskohteiden vesitase Tässä luvussa kuvataan yleisesti MARA- ja MASA-asetusten mukaisten maarakentamiskohteiden vesitaseita. Vesitaseiden arviointi ja niihin perustuvat hulevesien hallintaratkaisut ovat tärkeitä osatekijöitä sekä rakenteiden suunnittelun ja mitoituksen että ympäristövaikutusten kannalta. Luvussa esitetyt vesitaseet toimivat lähtötietoina asetusten ympäristökelpoisuutta osoittavien raja-arvojen määrittämisessä (luku 6). 4.1 Vesitase ja imeyntä Vesitaseen yleiset osatekijät ovat sadanta, haihdunta, pintavalunta ja imeytyminen (taulukko 7 ja kuva 7). Rakentamiskohteiden vesitaseisiin vaikuttavat sademäärän lisäksi mm. sateen kesto ja intensiteetti, rakenteen päälle kertyvän lumen määrä ja sen sulamisnopeus, päällysteiden alueellinen kattavuus, kaltevuus ja rikkonaisuus, rakennekerrosmateriaalien vedenläpäisevyys, kaltevuus ja rakoilu, vedenkeräysjärjestelmät, rakenteen alapuolisen maaperän ominaisuudet sekä kasvillisuus. Hulevesien hallinnan tarve ja tavat poikkeavat eri rakennuskohteissa oleellisesti toisistaan vesien pääsy rakennekerroksiin voi olla minimoitu esim. tiiviillä päällysteasfaltilla tai sitä ei ole rajoitettu lainkaan, jolloin kaikki maahan imeytyvä vesi pääsee kosketuksiin myös rakenteiden kanssa. Hulevesien pääsyä rakennekerroksiin voidaan rajoittaa myös kaivojen ja pinnankallistusten avulla. Lisäksi rakennekerrosten läpi imeytyvän vajoveden määrään vaikuttaa merkittävästi niissä käytettyjen materiaalien vedenläpäisevyys. Esimerkiksi savesta ja stabiloidusta maa-aineksesta koostuvan rakennekerroksen vedenläpäisevyys voi olla jopa useita kertaluokkia pienempi kuin sorasta tai hiekasta koostuvassa kerroksessa. Hyödynnettävien materiaalien ympäristökelpoisuuden kannalta vesitaseiden määrittely on tärkeää, koska merkittävimmät ympäristövaikutukset hyödyntämiskohteissa koskevat materiaalien sisältämien haitta-aineiden leviämistä ympäristöön niitä huuhtovien sade- ja sulamisvesien mukana. Muilla ympäristötekijöillä ei ole käytännössä merkitystä hyödynnettävien materiaalien ympäristövaikutuksiin silloin, kun materiaali on peitetty tai päällystetty, kasvien juuristo ei ulotu haitta-aineita sisältäviin rakennekerroksiin eikä rakenteessa ole käytetty merkittäviä määriä haihtuvia yhdisteitä sisältäviä materiaaleja. Seuraavissa luvuissa on esitetty laskennalliset vesitaseet neljälle eri maarakentamiskohteelle, joita on sovellettu luvussa 6 esitettyjen liukoisuusraja-arvojen määrittämisessä. Taulukko 7. Vesitaseen osatekijöitä. Sadanta: Haihdunta: Pintavalunta: Sadanta on aikayksikössä tietyllä alueella sataneen veden tai lumen määrä (mm/h, mm/vrk, mm/v). Suomessa sadanta on haihduntaa suurempi. Sadanta jakaantuu melko tasaisesti kaikkina vuoden aikoina, ollen kuitenkin yleensä suurinta kesällä heinäelokuussa. Etelä-Suomessa sadanta on keskimäärin n mm/v ja Lapissa n mm/v. Haihdunnan liikkeellepaneva voima on vesihöyryn paine-ero. Haihduntaa voi tapahtua sekä erilaisilta pinnoilta (evaporaatio) että kasvien kautta (transpiraatio). Näiden muodostamaa kokonaishaihduntaa kutsutaan evapotranspiraatioksi. Etelä-Suomessa vuosisadannasta haihtuu keskimäärin noin 60 % ja Pohjois-Suomessa lähes 50 %. Vuosihaihdunnasta yli puolet tapahtuu kolmen kesäkuukauden aikana. Keskimääräinen vuosihaihdunta on Etelä-Suomen n. 400 mm:stä käsivarren Lapin n. 100 mm:in. (Heikkinen 2000; Kotola & Nurminen 2003) Kaupunkialueilla kokonaishaihdunta on yleensä pienempi kuin vastaavan kokoiselta luonnontilaiselta alueelta, mikä aiheutuu mm. vesien nopeasta pois johtamisesta sekä vähäisemmästä kasvillisuuden määrästä. (Aaltonen 2008) Pintavalunta on se osa sadannasta, joka päätyy vesiuomiin (mm/h, mm/vrk, mm/v). 27

28 Muu osa sadannasta haihtuu kasveista ja maan pinnalta tai se imeytyy maahan. Valunnan muodostumiseen vaikuttavat maanpinnan kaltevuuden ja maaperän ominaisuuksien lisäksi mm. sateen intensiteetti ja kesto, sadetta edeltävän kuivan ajan pituus sekä läpäisemättömän pinnan osuus koko valuma-alueesta. (Liikennevirasto 2013c) Pintavalunta tapahtuu aluksi hyvin ohuena kerroksena, mutta keskittyy vähitellen selvemmin havaittaviksi virroiksi. Pintavalunnan suuruutta voidaan kuvata valumakertoimella. Kokonaisvalunta on keskimäärin mm/v, josta noin % ajoittuu kevääseen. (Heikkinen 2000; Kotola & Nurminen 2003) Imeyntä: Imeyntäkapasiteetti: Sadevesi: Hulevesi Vajovesi: Imeynnällä tarkoitetaan veden kulkua maan pinnalta maakerroksessa oleviin huokosiin. Imeyntään vaikuttavat mm. maanpinnan muoto, kasvillisuus ja maaperän ominaisuudet, joita ovat mm. huokoisuus, hydraulinen johtavuus ja maan sisältämä kosteus. Nämä hydrauliset ominaisuudet riippuvat maa-aineksen raekoostumuksesta ja rakeiden ja huokosten suhteesta ja sijoittumisesta. Mikäli sadannan määrä ylittää valuma-alueen painanteiden ja muiden sateen alussa täyttyvien huokosten tilavuuden ja valumaalueella on merkittävästi imeyttävää pintaa, voi imeyntä nousta suureksi. (Aaltonen 2008) Kun huomioidaan kasvillisuuden vaikutus vesitaseessa, niin siinä on otettava huomioon kasvillisuuden laatu, ravinnepitoisuus sekä kasvillisuuskerroksen paksuus. (Saarela 1997) Imeyntäkapasiteetti on nopeus, jolla vesi imeytyy maahan. Sadevedellä tarkoitetaan sateen mukana maahan eri muodoissaan tulevaa vettä. Hulevesi on rakennetuilla alueilla syntyvää maan tai liikenneväylien pinnalta, rakennusten katolta tai muilta vastaavilta pinnoilta pois johdettavaa sade- ja sulamisvettä. Vajovesi on maankamaran kyllästymättömässä vyöhykkeessä painovoiman ansiosta laskeutuva vesi, joka lopulta päätyy pohjavedeksi. Vajoveden määrään vaikuttaa pinnan tiiveys, kallistukset, yms. Rakenne- ja täyttökerrosten läpi kulkeutuva vesi on vajovettä. Kuva 7. Vesitaseen keskeiset osatekijät eli sadanta, haihdunta, pintavalunta ja imeyntä. 4.2 Rakenteiden laskennallinen imeyntä Vesitaseet ja imeynnät maarakentamiskohteissa on arvioitu laskennallisesti seuraaville rakennetyypeille: - tie - kenttä - valli sekä 28

29 - in situ -massastabiloitu maa-aines. Laskennassa on käytetty seuraavia yleisiä ja yksinkertaistettuja oletuksia: - vesitase = keskimääräinen vuosisadanta - keskimääräinen vuosihaihdunta - rakenteeseen kohdistuva vesimäärä = rakenteen pinta-ala vesitase - rakenteen pintavalunta = rakenteeseen kohdistuva vesimäärä pintavaluntakerroin - imeyntä = rakenteeseen kohdistuva vesimäärä (1 - pintavaluntakerroin) Laskelmissa käytettyjen rakentamiskohteiden rakennusosat, geometria ja luiskakaltevuudet on valittu mm. InfraRYL:ssä (2006) ja Liikenneviraston ohjeissa esitettyjen (2013b) tietojen perusteella Tierakenne Tehtyihin laskelmiin valittiin poikkileikkaus, jonka geometria vastaa yksiajorataista tietä tai kapeaa keskikaidetietä. Tien päällysteen osalta laskennassa tarkasteltiin sekä heikosti läpäisevää asfaltoitua tietä (AB-päällyste, ehjänä ja halkeilleena) että läpäisevää sorapäällystettä. Päällysteen lisäksi rakenteeseen kuuluvat kantava kerros, jakava kerros, pengertäyttö ja luiskatäyte. Laskennassa tierakenne on jaettu kolmeen osa-alueeseen, joilla pintavalunnan ja imeynnän suhteet vaihtelevat. Laskennassa pyrittiin määrittään imeynnät erityisesti niillä osa-aluilla, joiden rakennekerroksissa asetusten soveltamisaloihin kuuluvien materiaalien käyttö on todennäköisintä. Tämä koskee erityisesti jakavaa kerrosta ja pengertäyttöä. Lasketut pintavalunnat ja imeynnät on esitetty prosentuaalisina osuuksina vesitaseesta (kuva 8) Kenttärakenne Tehtyihin laskelmiin valittiin poikkileikkaus liikennöityä piha-aluetta edustavasta kenttärakenteesta. Siinä hulevedenkeräys perustuu RIL :n mukaisesti yhteen kaivoon m 2 kohti. Päällysteen osalta laskennassa tarkasteltiin sekä heikosti läpäisevää asfaltoitua pintarakennetta (AB-päällyste) että läpäisevää sorapäällystettä. Päällysteen ja vedenkeräysjärjestelmän lisäksi rakenteeseen kuuluvat kantava kerros ja jakava kerros vettä hyvin läpäisevästä materiaalista. Lasketut pintavalunnat ja imeynnät on esitetty prosentuaalisina osuuksina vesitaseesta (kuva 9) Valli Tehtyihin laskelmiin valittiin poikkileikkaus, joka edustaa tyypillistä liikenneväylillä käytettävää meluvallia (Liikennevirasto 2013b). Rakenteeseen kuuluvat pintakerroksena oleva suojatäyttö ja varsinainen vallitäyttö joko hyvin tai heikosti läpäisevästä materiaalista. Yhdessä laskentatarkastelussa mukana oli myös eristerakenne kuten muovikalvo tai bentoniittimatto. Lasketut pintavalunnat ja imeynnät on esitetty prosentuaalisina osuuksina vesitaseesta (kuva 10). 29

30 AB-päällyste tai sorapinnoite a) b) c) AB-päällyste, halkeillut Q1 / Q2 / Q3 AB-päällyste, ehjä ja tiivis Q1 / Q2 / Q3 Sorapintainen Q1 / Q2 / Q3 85 % / 1 % / 14 % 79 % / 7 % / 14 % 55 % / 35 % / 10 % Kuva 8. Laskelmassa käytetty tiepoikkileikkaus: AB-päällystetty ja sorapintainen tie. Laskennallinen vesitaseesta (sadanta haihdunta) rakenteeseen imeytyvä vesimäärä tapauksissa, joissa AB-päällyste halkeillut b) ja sorapintainen c) sekä arvioitu tapaus, jossa AB-päällyste on ehjä a). Merkinnät: Q1 = alueiden 1 ja 2 pintavalunta alueelle 3, Q2 = alueen 1 imeyntä ja Q3 = alueen 2 imeyntä. AB-päällyste tai sorapinnoite Q1 / Q2 AB-päällyste, halkeillut Sorapintainen Helsinki 90 % / 10 % 50 % / 50 % Kuva 9. Laskelmissa käytetty kentän poikkileikkaus. Kaivomäärä on 1 kaivo / m 2 RIL mukaisesti (liikennöity piha-alue). a) AB-päällystetty ja b) sorapintainen kenttä. Laskennallinen vesitaseesta (sadanta haihdunta) rakenteeseen imeytyvä vesimäärä. Merkinnät: Q1 = hulevesijärjestelmällä kerättävä pintavalunta ja Q2 = imeyntä rakenteen läpi. 30

31 a) b) c) Q1 / Q2 / Q3 a) b) c) ei pintaeristettä, läpäisevä ei pintaeristettä, tiivis eriste täytön päällä 50 % / 0 % / 50 % 66 % / 28 % / 6 % 66 % / 33 % / 1 % Kuva 10. Laskelmissa käytetty meluvallin poikkileikkaus. a) Hyvin läpäisevän täytön päällä hyvin läpäisevä suojakerros, b) stabiloidun savitäytön (tms.) päällä heikosti vettä läpäisevä suojakerros ja c) täytön päällä eriste (kalvo tai bentoniittimatto). Tapauksissa b) ja c) laskennallinen ja tapauksessa a) arvioitu vesitaseesta (sadanta haihdunta) täyttöön imeytyvä vesimäärä. Merkinnät: Q1 = hulevesijärjestelmällä kerättävä pintavalunta, Q2 = täytön pintaa pitkin tapahtuva valunta ja Q3 = imeyntä rakenteen läpi. 31

32 4.2.4 Stabiloitu maa-aines Tehtyihin laskelmiin valittiin tyypillistä in situ massastabilointia kuvaava poikkileikkaus, jossa stabiloidun kerroksen päälle on toteutettu kuvan 8 mukainen päällystetty tierakenne (käytännössä massastabiloidun pehmeän maa-aineksen päällä on aina rakenne, jota varten stabilointi on tehty). Tien rakennekerrosten ja massastabiloinnin välissä on lisäksi tiivistyspenger hyvin läpäisevästä kitkamaasta, joka ohjaa tierakenteen läpi imeytyneen veden pääosin sivulle ja estää sitä imeytymästä stabiloituun kerrokseen. Lasketut pintavalunnat ja imeynnät on esitetty prosentuaalisina osuuksina vesitaseesta (kuva 11). Kuva 11. In situ massastabilointi. Arvio massastabiloinnin läpi kulkeutuvasta vesimäärästä (%-osuus päällysrakenteen (alue 1 + 2) läpäisseestä vesimäärästä (punaisella) ja vesitaseesta (lila)). In situ massastabiloinnin päällä on päällysrakenne, jonka läpi massastabiloinnin pinnalle tuleva vesi on kulkenut. Massastabiloinnin päällä on kitkamaapenger (tiivistyspenger), jonka vedenläpäisevyys on kertaa suurempi kuin massastabiloinnin ( m/s >> 10-8 m/s-10-9 m/s). Tiivistyspenkereeseen päätynyt vesi kulkeutuu pääosin tiivistyspengertä pitkin sivulle massastabilointiin imeytymisen sijaan. Päällä oleva rakenne on oletettu kuvan 8 b-tapauksen mukaiseksi. 32

33 5 Raja-arvojen määritysperusteet Tässä luvussa on kuvattu lyhyesti periaatteet, menetelmät ja tiedot, joiden perusteella MARA- ja MASA-asetuksiin ehdotetut liukoisuusraja-arvot on määritetty. Raja-arvojen määitysperusteet esitetään tarkemmin erillisessä raportissa (valmisteilla). 5.1 Lähtökohdat Liukoisuusraja-arvojen asettamiseksi hyödynnettävän jätteen sisältämien haitta-aineiden aiheuttamaa ympäristöriskiä arvioitiin laskennallisesti eri maarakennuskohteissa. Laskentaan valittiin kolme tyypillistä, rakenteeltaan ja mittasuhteiltaan erilaista, maarakennuskohdetyyppiä: - väylät (tie) - kentät ja - vallit (meluvalli) Tie-, ja kenttärakenteissa hyödynnettävää jätettä tarkasteltiin peitettynä, päällystettynä ja stabiloituna ja vallissa peitettynä ja stabiloituna. Näiden lisäksi tarkasteltiin erikseen ns. tuhkatietä. Koska jätteiden maarakennuskäyttö asetuksissa tulee edellyttämään jätteen peittämistä tai päällystämistä siten, että suora altistuminen jätteen sisältämille haitta-aineille ei ole mahdollista, laskennassa keskityttiin tarkastelemaan haitta-aineiden liukenemista jätteestä pintarakenteiden läpi imeytyvään sadeveteen ja kulkeutumista veden mukana pohjaveteen. Edellä mainitut lähtökohdat huomioiden työssä määritettiin haitta-aineiden liukoisuuksille laskennalliset, riskiperusteiset, viitearvot, joiden alittuessa haitta-aineiden pitoisuudet pohjavedessä 20 m päässä jätteen hyödyntämiskohteesta eivät ylitä juomavesikäytölle määriteltyjä terveysperusteisia enimmäispitoisuuksia edes pitkän ajan kuluessa. Tavoitteena oli siten varmistaa, että jätteen hyödyntäminen ei vaaranna merkittävästi pohjaveden laatua, vaikka tärkeät ja veden hankintaan soveltuvat pohjavesialueet rajattaisiin asetusten soveltamisalan ulkopuolelle. Pohjaveden suojelun vertailuarvoina käytettiin sekä Maailman terveysjärjestön antamia juomaveden laatusuosituksia (WHO 2011) että kansallisia talousveden laatuvaatimuksia (STM 2015). Teoreettisena tarkasteluaikana laskennassa käytettiin 1000 vuotta. Lopullisten liukoisuusraja-arvojen asettamisessa hyödynnettiin lisäksi sidosryhmäyhteistyönä toteutettua yksinkertaista päätösanalyysiä. Päätösanalyysissä riskiperusteisia, laskennallisia, viitearvoja suhteutettiin mm. ympäristö- ja jätelainsäädännön yleisiin vaatimuksiin, periaatteisiin ja tavoitteisiin, jätehuollon nykykäytäntöihin sekä muissa EU-maissa käytössä oleviin raja-arvoihin. Päätösanalyysin perusteella ylärajaksi liukoisuusraja-arvoille valittiin tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuuden raja-arvo, vaikka laskennallinen, riskiperusteinen, viitearvo olisi ollut tätä suurempi. Tämän lisäksi tehtiin erillinen tarkistuslaskelma, jolla varmistettiin, että pohjaveden laadun suojelemiseksi lasketut viitearvot sekä tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuuden raja-arvot ovat riittävän turvallisia myös maaperän ja pintaveden laadun suojelemiseksi jätteiden hyödyntämiskohteissa. Tarkistuslaskelman perusteella raja-arvoja säädettiin alaspäin muutamille haitta-aineille. 5.2 Laskentamenettely Viitearvojen määrityksessä käytetty laskentamenettely valittiin laajan kirjallisuustarkastelun perusteella. Menettelyn valinnassa pyrittiin siihen, että laskenta on riittävän yksinkertainen eli helposti toteutettava, toistettava ja ymmärrettävä, mutta toisaalta perusteltavissa ympäristöriskien arvioinnin, liukoisuustestimenetelmien, MARA- ja MASA-asetusten vaatimusten sekä jäte- ja maarakennusalan toimintaympäristön kannalta. Edellä mainitut lähtökohdat huomioiden laskentatyökaluksi valittiin Microsoft Exceliin rakennettu malli, jossa sovellettiin kirjallisuudessa usein referoituja sekä monissa ulkomaisissa ja kaupallisissa seulontatason kulkeutumismalleissa käytettyjä laskentayhtälöitä. Valitut laskentaperusteet vastaa- 33

34 vat tietyiltä peruslähtökohdiltaan myös nykyisen MARA-asetuksen ja muissa EU-maissa annettujen liukoisuusraja-arvojen määritysperusteita sekä rakennustuotteiden maarakennuskäytölle esitettyjä suosituksia (mm. Mroueh ym. 2006; Saveyn ym., 2014; Dijkstra ym. 2005). Laskentayhtälöt ja niissä käytetyt laskentaparametrit ja niiden arvot on esitetty liitteessä 2. Käytetty laskentamenettely voidaan jakaa neljään osavaiheeseen: (1) haitta-aineen liukenemisen arviointi jätteestä maarakentamiskohteessa o lähtöpitoisuuden määrittäminen (2) haitta-aineen kulkeutumisen arviointi rakenteen alapuolisessa vajovesikerroksessa o vajovesivyöhykkeessä tapahtuvan pitoisuusvähenemän määrittäminen (3) haitta-aineen kulkeutumisen arviointi pohjavedessä valittuun tarkastelupisteeseen o pohjavesivyöhykkeessä tapahtuvan pitoisuusvähenemän määrittäminen (4) haitta-aineen riskiperusteisen viitearvon määrittäminen Lähtötiedot Laskentaparametrien arvot (liite 2) valittiin taustaselvityksen yhteydessä käytyjen asiantuntijakeskustelujen sekä kirjallisuustietojen perusteella. Muuttujien arvot pyrittiin valitsemaan todellisia maarakentamiskohteita ja suomalaisia ympäristöolosuhteita vastaaviksi silloin, kun tarkoituksenmukaista tietoa oli saatavilla. Laskennan toteutettavuuden vuoksi parametriarvojen valinnassa jouduttiin kuitenkin tekemään merkittävää yleistämistä ja yksinkertaistamista, mistä syystä mallinnetut rakenteet tai ympäristöolosuhteet eivät useimmiten sellaisenaan vastaa todellista hyödyntämiskohdetta. Laskentaparametrien arvot pyrittiin kuitenkin valitsemaan riittävän konservatiivisesti eli siten, että ne eivät johda haitta-aineiden kulkeutumisesta aiheutuvien riskien aliarviointiin edes yksittäisessä maarakennuskohteessa. Tämä on tärkeää rekisteröintiin perustuvissa asetuksissa, joiden soveltamisessa ei voida edellyttää tapauskohtaista harkintaa tai ympäristön seurantavelvoitteita. Parametriarvojen valinnassa pyrittiin toisaalta välttämään riskien liiallista yliarviointia, jotta raja-arvot mahdollistaisivat asetusten yleisen tavoitteen saavuttamisen eli jätteiden maarakennuskäytön edistämisen nykytilanteeseen verrattuna. Laskentatulosten kannalta tärkeimpiä parametreja on maarakentamiskohteessa jätekerroksen läpi imeytyvän sadeveden määrä eli imeyntä (ks. luku 4), josta muodostuu haitta-aineita pohjaveteen kuljettavaa vajovettä. Viitearvojen laskentaa varten imeynnät määriteltiin tie-, kenttä- ja vallirakenteissa kahdelle pintarakennevaihtoehdolle sekä stabiloinnille (kuvat 12-14): - hyvin läpäisevä pintarakenne (asetuksissa peitetty rakenne) - heikosti läpäisevä pintarakenne (asetuksissa päällystetty rakenne) ja - heikosti läpäisevä stabiloitu rakenne. Näissä tie- ja kenttärakenteiden päällysteiden on oletettu sisältävän halkeamia ja meluvallissa ei ole huomioitu kalvoeristettä (kuva 10). Stabilointiin perustuvissa rakenteissa hyvin läpäisevän tiivistyspenkereen vaikutusta imeyntään (kuva 11) ei puolestaan ole otettu täysimääräisesti huomioon. Rakenteiden geometriatiedoista (taulukko 8) suurin merkitys laskentatuloksiin oli jätettä sisältävän rakennekerroksen paksuudella ja leveydellä pohjaveden virtaussuunnassa. Näistä jätekerroksen paksuus vaikutti laskennalliseen pitoisuusvähenemään vajovesivyöhykkeessä (luku 5.2.3) ja leveys pohjavesivyöhykkeessä (5.2.4). Riskiperusteiset viitearvot tie- ja kenttärakenteille laskettiin vertailun vuoksi eri jätekerroksen paksuuksilla. Vallirakenteessa jätetäytön harjakorkeudeksi oletettiin 5 m ja sen keskimääräiseksi korkeudeksi 2,5 m. Lasketut arvot soveltuvat esitettyjen rakennetyyppien lisäksi myös muille mittasuhteiltaan ja pintarakenteiltaan vastaaville rakenteille tai täytöille. Koska asetusten raja-arvot annetaan ainoastaan maarakennuskohteille, eli ne eivät ole materiaalikohtaisia, laskennassa ei ole huomioitu eri jätejakeiden ominaisuuksia (lukuun ottamatta tuhkamursketietä). Esimerkiksi imeynnän arvoon laskennassa vaikutti siten ainoastaan pintarakenteen vedenläpäisevyys, vaikka todellisuudessa myös eri jätejakeiden vedenläpäisevyyksissä ja siten imeynnän arvoissa voi olla suuriakin eroja. 34

35 Taulukko 8. Rakenteita koskevia lähtötietoja laskennassa. Tie- ja kenttärakenteissa riskiperusteiset viitearvot laskettiin eri paksuisille jätekerroksille. Rakenne Imeyntä rakenteen läpi [m/a] Leveys pohjaveden virtaussunnassa [m] Pituus pohjaveden virtaussuuntaa vastaan [m] Jätekerroksen paksuus [m] Jätteen ominaispaino [kg/l] Tie, peitetty 0, ,5 1,5 1,5 Tie, päällystetty 0, ,5 1,5 1,5 Kenttä, peitetty 0, ,5 1,5 1,5 Kenttä, päällystetty 100 0, ,5 1,5 1,5 Kenttä, stabiloitu 0, ,5 1,5 1,5 Valli, peitetty 0, ,5 (keskim.) 1,5 Valli, stabiloitu 0, ,5 (keskim.) 1,5 Tuhkatie 0, ,2 1,25 Kuva 12. Tierakenne. Riskiperusteisten viitearvojen laskennassa käytetyt imeynnän arvot (asfalttipäällysteellä, 0,035 m/a, sorapäällysteellä 0,35 m/a ja stabiloidulla maa-aineksella (ei kuvassa) 0,021 m/a). 35

36 Kuva 13. Kenttärakenne. Riskiperusteisten viitearvojen laskennassa käytetyt imeynnän arvot (asfalttipäällysteellä 0,035 m/a, sorapäällysteellä 0,35 m/a ja stabiloidulla maa-aineksella 0,021 m/a). Kuva 14. Vallirakenne. Riskiperusteisten viitearvojen laskennassa käytetyt imeynnän arvot (läpäisevällä suojatäytöllä 0,175 m/a ja stabiloidusta maa-aineksesta tehdyllä täytöllä 0,0105 m/a) Liukeneminen jätteestä Laskennan ensimmäisessä vaiheessa määritettiin jokaiselle haitta-aineelle huokosveden alustava lähtöpitoisuus hyödynnettävässä jätemateriaalissa (C 0 ), jonka oletettiin vastaavan myös rakenteen 36

37 C (ug/l) alapuoliseen vajovesikerrokseen päätyvän vajoveden lähtöpitoisuutta laskennan seuraavassa vaiheessa (luku 5.2.3). Epäorgaanisten haitta-aineiden alustavat lähtöpitoisuudet johdettiin nykyisistä MARA-raja-arvoista käyttämällä mm. kaatopaikkakelpoisuuskriteerien määrittämisessä sovellettua laskentatapaa (Hjelmar 2001), jossa liukoisuus/pitoisuus määräytyy veden ja kiinteän aineen suhteen (LS) sekä haitta-ainekohtaisen vähentymiskertoimen-/eksponentin (ns. kappa-arvo, ) perusteella (kaava A). Kappa-arvoina sovellettiin hollantilaisten liukoisuusraja-arvojen määrittämisessä käytettyjä arvoja. Orgaanisilla haitta-aineilla huokosveden lähtöpitoisuus määritettiin jakautumiskertoimien avulla maaperän oletetusta kokonaispitoisuudesta käyttämällä lähtöarvona ylempiä ohjearvoja (kaava B). Laskennassa huokosveden pitoisuuden jätteessä oletettiin pienenevän ajan kuluessa eksponentiaalisesti (ns. vähenevä haitta-ainelähde). Pitoisuuden pienentymistä laskettiin vastaavalla tavalla kuin aiemmin lähtöpitoisuutta määritettäessä, mutta pitoisuuden vähentymiskertoimena ei käytetty tässä em. kappa-arvoa, vaan haitta-aineen lähtöpitoisuuden ja rakenteessa olevan liukoisen kokonaismäärän sekä imeynnän perusteella määräytyvää laskennallista vähentymiseksponenttia (, ks. kaava 1.1). Näin laskettuna haitta-aineen pitoisuusvähenemä määräytyi suoraan rakenteessa oletetun haitta-ainemäärän perusteella eikä se useimmiten ollut yhtä nopeaa kuin määrättyä kappaarvoa käytettäessä, mikä lisäsi laskennan varovaisuutta. Haitta-aineiden kokonaispitoisuuksina laskennassa käytettiin ylempiä ohjearvoja sekä tietyillä metalleilla ylemmistä ohjearvoista korotettuja arvoja. Haitta-aineiden liukoisina osuuksina laskennassa (osuus, joka haitta-aineen kokonaismassasta liukenee veteen pitkän ajan kuluessa) useimmille metalleille ja PAH-yhdisteille käytettiin arvoa 10 %, mitä voidaan pitää riittävänä varovaisena arviona eri materiaaleille tehtyjen liukoisuuskokeiden perusteella. Käytännössä haitta-aineen liukoinen osuus vaikuttaa siihen, kuinka kauan haitta-ainetta jätteestä liukenee, mikä edelleen vaikuttaa laskennalliseen vajovedessä tapahtuvaan pitoisuuvähenemään (luku 5.2.3). Muutamille helpommin kulkeutuville metalleille ja öljyhiilivedyille liukoisena osuutena käytettiin arvoa 30 %. Suoloilla, BTEX-yhdisteillä, fenolilla ja naftaleenilla koko materiaalissa oleva haitta-aineen määrä oletettiin liukoiseksi. Alustavat lähtöpitoisuudet (C 0 ) ja niiden laskennassa käytetyt haitta-ainekohtaiset lähtötiedot on esitetty taulukossa Esimerkki: huokosveden pitoisuus - läpäisevä tierakenne Cl As Pb Mo t (a) 37

38 Kuva 15. Esimerkki huokosveden pitoisuusvähenemästä jätteessä läpäisevässä tierakenteessa erityyppisille haitta-aineille. Taulukko 9. Alustavat lähtöpitoisuudet (C 0 ) ja niiden laskennassa käytetyt lähtötiedot Aine MARA 2009 Kappa Pitoisuus Alustava lähtö- Biohajoamis- K d, epäorg. Pohjaveden Aineen Päällystetty rakenteessa pitoisuus, C0 nopeus logk oc, org. vertailuarvo liukoinen LS10, mg/kg L/kg mg/kg µg/l 1/a l/kg µg/l osuus Sb 0,18 0, % As 1,5 0, % Ba 60 0, % Cd 0,04 0, % Cr 3 0, % Cu 6 0, % Pb 1,5 0, % Mo 6 0, % Ni 1,2 0, % Se 0,5 0, % Zn 12 0, % V 2 0, % Hg 0,01 0,14 5 1, % Cl , % SO , % F 50 0, % Bentseeni ,365 1, % Tolueeni ,365 2, % Etyylibentseeni ,365 2, % Ksyleeni ,365 2, % Naftaleeni ,0365 2, % Fenoli ,365 1, % Haitta-aineiden kulkeutuminen vajovesikerroksessa Laskennan toisessa vaiheessa määritettiin haitta-aineen kulkeutumista rakenteen alapuolisessa vajovesikerroksessa. Vajovesikerroksen paksuutena (etäisyys jätetäytön alareunasta pohjaveden pintaan) käytettiin yhtä metriä (1 m). Laskennassa sovellettiin kulkeutumismallinnuksessa yleisesti käytetyn advektio-dispersio -yhtälön analyyttistä ratkaisua (Ogata & Banks, 1961), johon oli sisällytetty oletus eksponentiaalisesti vähenevästä päästölähteestä (Bedekar ym. 2012, ks. kaava 1). Laskennan tuloksena saatiin ajan funktiona muuttuva pitoisuus vajovesikerroksen pohjalla. Laskettua enimmäispitoisuutta vajovesikerroksen pohjalla 1000 vuotta pitkän tarkastelujakson aikana käytettiin vajovesikerroksessa tapahtuvan pitoisuusvähenemän (vähentymiskerroin, AF vad ) määrittämiseen sekä lähtöpitoisuutena pohjavesilaskennalle (ks. luku 6.2.4). Haitta-aineen kulkeutumiseen ja pitoisuusvähenemään vajovesikerroksessa vaikuttavista prosesseista laskennassa huomioitiin: - advektio eli aineen kulkeutuminen vajoveden mukana sen keskimääräiseen virtausnopeuden perusteella - dispersio, joka nopeuttaa aineen kulkeutumista keksimääräiseen virtausnopeuteen verrattuna ja pienentää pitoisuushuippua (levittää pitoisuusjakaumaa maaprofiilissa) 38

39 - pidättyminen, joka hidastaa aineen kulkeutumista ja pienentää pitoisuushuippua (levittää pitoisuujakaumaa maaprofiilissa) sekä - biohajoaminen, joka vähentää aineen massaa ja pienentää pitoisuushuippua orgaanisilla haitta-aineilla. Vajoveden virtaamaa laskennassa määräytyi imeynnän, ja virtausnopeus imeynnän ja maaperän vesipitoisuuden perusteella. Tämä seulontatason kulkeutumismalleissa usein käytetty laskentatapa yksinkertaistaa merkittävästi luonnon vaihtelevia olosuhteita ja tasoittaa todellisen virtaamavaihtelun vuosikeskiarvoksi, mikä yliarvioi veden kulkeutumista talvella ja kuivan kesäkauden aikana, mutta aliarvioi sitä erityisesti kevätsulannan ja syksyn sadekauden aikaan. Se ei myöskään huomioi mahdollista kanavoitumista ja oikovirtauksia, mistä syystä osa vajoveteen liukenevasta haittaainemassasta voi kulkeutua todellisuudessa laskennallista arviota nopeammin vajovesikerroksen läpi. Toisaalta laskentatapa soveltuu vuositasolla haitta-aineen massataseiden arviointiin advektioon perustuvassa systeemissä, jossa aine kulkeutuu vain veden mukana, koska haitta-ainetta ei voi tällöin kulkeutua enempää kuin sitä kuljettavaa vettä. Jotta laskentatapa ei olisi kuitenkaan aliarvioinut keskimääräistä virtausnopeutta liikaa, maaperän vesipitoisuuden arvona laskennassa käytettiin oletettua jäännösvesipitoisuutta (0,1), vaikka vajovesi todellisuudessa kulkeutuu vain jäännösvesipitoisuuden ylittyessä, huokosten kyllästyessä vedellä. Haitta-aineen hidastunutta kulkeutumista vajovesikerroksessa määritettiin haitta-ainekohtaisen maa-vesi jakautumiskertoimen kautta lasketun hidastumiskertoimen avulla. Pidättymisen vaikutuksesta aika, jolloin laskennallinen pitoisuushuippu vajoveden pohjalla saavutettiin, vaihteli pintarakenteista ja haitta-aineiden maa-vesi -jakautumiskertoimista riippuen noin puolesta vuodesta (kloridi läpäisevissä tie- ja kenttärakenteissa) useisiin tuhansiin vuosiin (metallit päällystetyissä ja stabiloiduissa rakenteissa). Petetyillä rakenteilla laskennallinen kulkeutumisaika useimmille metalleille oli muutamia satoja vuosia. Päällystetyissä ja stabiloiduissa rakenteissa laskennallisesti pitkä ja tarkastelujakson ylittävä kulkeutumisaika (> 1000 a) vaikutti siihen, että näille aineille ja rakenteille ehdotetut liukoisuusraja-arvot perustuvat useimmiten tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuuden raja-arvoihin. Laskenta-aika valittiin tarkoituksella hyvin pitkäksi mm. edellä kuvatun vajoveden virtausnopeuden laskentaan liittyvän epävarmuuden vuoksi. Dispersion vaikutusta haitta-aineen kulkeutumiseen arvioitiin ainoastaan vajoveden virtaussuunnassa kulkeutumismatkan (1 m) funktiona lasketun dispersiokertoimen perusteella. Dispersion ja pidättymisen vaikutuksesta epäorgaanisten haitta-aineiden lähtöpitoisuus hyvin läpäisevissä rakenteissa pieneni vajovesikerroksessa laskennallisesti enimmillään noin kolmasosaan (heikosti kulkeutuvat metallit, 0,5 m jätekerroksen paksuudella), mitä voidaan pitää melko varovaisena arviona moniin kenttätutkimuksiin verrattuna. Hyvin kulkeutuvilla suoloilla ja paksummilla jätekerroksilla pitoisuuden vähentyminen vastaavissa rakenteissa oli selvästi pienempää. Orgaanisilla haitta-aineilla biohajoamisen merkitys pitoisuuden vähentymiseen vajovesikerroksessa riippui merkittävästi sekä aineen hidastuneesta kulkeutumisnopeudesta että oletetusta hajoamisnopeudesta. Hyvin läpäisevissä rakenteissa (0,,5 m kerrospaksuudella) lähtöpitoisuus vähentyi biohajoamisen seurauksena enimmillään reiluun viidesosaan. Päällystetyissä ja stabiloiduissa rakenteissa biohajoamisen merkitys oli hidastuneen kulkeutumisnopeuden vaikutuksesta selvästi suurempi erityisesti suhteellisen helposti hajoaville haitta-aineille (BTEX, naftaleeni). Kuvassa 16 on esitetty esimerkki pitoisuuden laskennallisesta kehittymisestä vajovesikerroksen pohjalla arseenille peitetyssä ja päällystetyssä tie- ja kenttärakenteessa. 39

40 Kuva 16. Esimerkki pitoisuuden laskennallisesta kehittymisestä vajovesikerroksen pohjalla arseenille peitetyssä ja päällystetyssä tie- ja kenttärakenteessa 0,5 m jätekerrospaksuudella Haitta-aineiden kulkeutuminen pohjavesikerroksessa Laskennan kolmannessa vaiheessa määritettiin haitta-aineen pitoisuus pohjavedessä rakenteen alapuolella. Laskenta perustui yksinkertaiseen massatasearvioon, jossa rakenteen läpi imeytyneen vajoveden ja sen sisältämien haitta-aineiden oletettiin sekoittuvan tasaisesti rakenteen alapuoliseen ja sitä kohtisuoraan kulkevaan puhtaaseen pohjavesivirtaamaan metrin paksuisessa sekoittumiskerroksessa. Pohjavesivirtaama määritettiin rakenteen ja sen virtaussuunnan yläpuolisen pohjaveden jakajan välillä muodostuvan imeynnän perusteella. Etäisyydeksi pohjavedenjakajalle valittiin 100 m ja imeynnäksi sama arvo kuin läpäisevissä (peitetyissä) rakenteissa (0,35 m/a). Pohjavesikerroksen paksuudeksi oletettiin 5 m, joten alueella teoreettisesti muodostuvan pohjaveden määrästä vain viidesosan (ylin metri oletetussa sekoittumiskerroksessa) laskettiin osallistuvan pohja- ja vajoveden sekoittumiseen. Pohjaveden pitoisuus rakenteen alapuolella laskettiin kertomalla edellä määritetty vajoveden pohjan enimmäispitoisuus (ks. luku 6.2.3) rakennekohtaisella sekoittumis-/laimenemissuhteella (DF 1,). Sekoittumissuhteen vaihteluväli eri rakenteissa oli 0,048-0,833, joten sekoittumisella oli suuri merkitys laskentatulokseen erityisesti kapeissa tierakenteissa sekä päällystetyissä ja stabiloiduissa rakenteissa, joissa rakenteen läpi imeytyvän veden määrä oli pieni. Pohjaveden haitta-ainepitoisuuksien määrittämiseksi tarkastelupisteessä (20 m pohjaveden virtaussunnassa rakenteen alapuolella) laskettiin vastaavalla tavalla sekoittumissuhde (DF 2 ) myös rakenteen alapuolisen pohjavesivirtaaman (johon rakenteen läpi imeytynyt vajovesi on sekoittunut), sekä rakenteen ja tarkastelupisteen välissä muodostuvan imeynnän perusteella. Tämän laimenemiskertoimen merkitys laskentatulokseen oli selvästi ensimmäistä sekoittumista pienempi. Tämän lisäksi määritettiin rakenteen alapuoliseen pohjaveteen lasketun pitoisuusvähenemä rakenteen ja tarkastelupisteen välissä dispersion vaikutuksesta (pitoisuuden vähentymiskerroin, AF gw ). Laskennan yksinkertaistamiseksi ja tulosten konservatiivisuuden varmistamiseksi, lähtötietojen epävarmuudesta johtuen, pohjaveden haitta-ainepitoisuuden oletettiin pysyvän tässä laskennassa muuttumattomana eikä laskennassa huomioitu lainkaan pidättymistä ja biohajoamista. Lisäksi tarkastelupisteen oletettiin sijaitsevan pohjaveden virtaussuunnassa keskellä rakennetta, jolloin pitoisuuden laskennalliseen vähentymiseen vaikutti ainoastaan dispersio pohjavesivyöhykkeen syvyyssuunnassa. Pohjaveden pitoisuus tarkastelupisteessä saatiin kertomalla rakenteen alapuolelle määritetyn pohjaveden pitoisuus sekoittumissuhteella (DF 2 ) ja vähentymiskertoimella (AF gw ). Laskentaperiaatteet (käsitteellinen malli) pohjaveden haitta-ainepitoisuuksien määrittämiseksi on esitetty kuvassa

41 Kuva 17. Riskiperusteisten viitearvojen laskennassa käytetty käsitteellinen malli, esimerkkinä kenttärakenne Viitearvojen määrittäminen Laskennan viimeisessä vaiheessa vajo- ja pohjavedelle edellä määritettyjen pitoisuuden vähentymiskertoimien (AF vad, AF gw, DF 1 ja DF 2 ) perusteella laskettiin hyödynnettävälle jätteelle se huokosveden lähtöpitoisuus, jolla pitoisuus pohjaveden tarkastelupisteessä vähentymiskertoimet huomioiden vastasi pohjaveden suojelun vertailuarvoa. Tästä huokosveden laskennallisesta enimmäispitoisuudesta johdettiin riskiperusteiset liukoisuusarvot LS-suhteessa 10 L/kg ja orgaanisille haittaaineille riskiperusteiset kokonaispitoisuudet samalla laskentatavalla ja kappa-arvoilla kuin alustavien lähtöpitoisuuksien määrittämisessä (luku 6.2.2; kaavat A ja B). Kun näin johdettua liukoisuusarvoa käytettiin mallissa laskennan uutena lähtöarvona, muuttui myös päästölähteen vähenemistä kuvaava kerroin (, luku 6.2.1; kaava 1.1), mikä puolestaan vaikutti uudestaan vajovesilaskennan tuloksiin. Tästä syystä kyseinen laskenta toistettiin, käyttämällä lähtöarvona aina edellisen laskennan tulosta, niin monta kertaa, että laskennallinen vähenemiskerroin ja liukoisuusarvo vakiintuivat. Tämän iteroinnin tuloksena saatiin määritettyä lopulliset, pohjaveden suojeluun perustuvat liukoisuusarvot. Niille haitta-aineille, joiden riskiperusteinen liukoisuusarvo ylitti tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuuden raja-arvon, liukoisuusraja-arvo asetettiin toteutettuun päätösanalyysiin perustuen (luku 5.1) vastaamaan tavanomaisen jätteen rajaa. Tämän lisäksi tehtiin erillinen tarkistuslaskelma, jolla varmistettiin, että pohjaveden laadun suojelemiseksi lasketut viitearvot sekä tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuuden raja-arvot ovat riittävän turvallisia myös maaperän ja pintaveden laadun suojelemiseksi jätteiden hyödyntämiskohteissa. Maaperän suojelun vertailuarvona laskennassa käytettiin valtioneuvoston asetuksen /214/2007) ohjearvoja ja pintaveden suojelun vertailuarvona VESPA-asetuksessa (1022/2006) asetettuja ympäristönlaatunormeja tai niitä vastaavia ekologisia viitearvoja (Ympäristöhallinnon ohjeita 6/2014, taulukko 4). Maaperän osalta laskenta perustui jätteestä liuenneen haitta-aineen aiheuttamaan 41