REUNAVAHVISTUKSET LOPPURAPORTTI KOERAKENTEEN TAVOITE. S14 - Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito Koerakentaminen

Transkriptio

1 1 S14 - Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito Koerakentaminen REUNAVAHVISTUKSET LOPPURAPORTTI Taina Rantanen 1. KOERAKENTEEN TAVOITE Koerakentaminen kohdistui ongelmatyyppiin, jossa tien reunaosat ovat huomattavasti muuta tietä heikommin kantavia. Heikko reuna voi näkyä halkeiluna tien reunaosassa, reunapalteina, reunan puoleisen ajouran painumana tai reunapainumana ja ojien täyttymisenä. Reunaosalla on pohjan nousemisen vuoksi ohuemmat kerrokset kuin ajourien kohdalla. Jos reunaosille ei tehdä parantamisen (sekoitusjyrsintä tai murskelisäys) yhteydessä mitään erillisiä toimenpiteitä, rakenteista tulee poikkileikkaussuunnassa entistä epähomogeenisemmat eikä kuivatus toimi. Ongelma on hyvin tyypillinen vähäliikenteisillä teillä ja se tuo mukanaan kerrannaisvaikutuksia, kun pintavedet eivät pääse poistumaan tieltä ja sivuojat eivät pysy auki. Reunavahvistusten tekeminen lisää rakennuskustannuksia. Sen tavoitteena on saada pidempi kestoikä eli hidastaa rakenteen vaurioitumista ja estää ojien umpeutumista. Nyt tehtävän koerakenteen ja sillä tehtävän seurannan avulla testataan, saadaanko rakenteen kunnostamisväliä pidennettyä niin paljon, että on vuosikustannusten kannalta järkevää tehdä reunavahvistuksia.

2 2 2. VAIHTOEHTOISIA RAKENNETYYPPEJÄ Korjausmenetelmäksi määritettiin 3 erityyppistä rakennetta, joiden kestoa koekohteella oli tarkoitus testata. Menetelmät ovat 1. reunaosan massanvaihto 2. sisäluiskan + ojan pohjan vahvistaminen karkealla murskeella 3. ojan putkitus Rakenteiden tyyppikuvat on esitetty kuvissa 1-3. Uuden ojan syvyys sovelletaan toimeksiannon ja tiealueen mukaan. Kuva 1. Reunaosan massanvaihto. Kuva 2. Luiskan ja ojanpohjan vahvistus karkealla murskeella. Kuva 3. Reunan vahvistus ojaa putkittamalla.

3 3 Reunaosan massanvaihdossa (kuva 1) tien reunaosasta kaivetaan pois pehmeät maamassat, jotka aiheuttavat reunan heikon kantavuuden ja estävät rakenteen kuivattumisen. Reunalle rakennetaan murskeesta paksuudeltaan muuta rakennetta vastaava kerros. Murskeen alle asennetaan suodatinkangas. Luiskan ja ojanpohjan vahvistus karkealla murskeella soveltuu kohteisiin, joissa ojanpohjan ja luiskien materiaali on helposti häiriintyvää ja valuu täyttäen ojat. Murske (esim ) juntataan kaivurin kauhalla tien luiskaan ja lisäksi ojan pohjalle noin 30 cm:n kerrokseksi. Ojasta ja luiskasta poistetaan tarvittaessa humuspitoinen maakerros ennen vahvistustyötä. Rakennetyyppiä on kokeiltu Oulun tiepiirissä ainakin Kajaanin alueella, kuvat 4 ja 5. Kustannus oli 5 /m. Kuvat 4 ja 5. Kuvassa 4 (ylhäällä) on murskeella tehty reunavahvistus ojituksen yhteydessä, kuvassa 5 (alhaalla) on saman osuuden toinen reuna, jossa vahvistusta ei ole tehty. Ojituksesta on kuvissa aikaa noin 1,5 vuotta.

4 4 Ojan putkitusta voidaan käyttää etenkin sellaisilla osuuksilla, missä luiskaa ei ole mahdollista tehdä reunakantavuuden kannalta tarpeeksi loivaksi. Putken mitoitukseen vaikuttaa, saadaanko sivuojan vedet johdettua ennen putkiosuutta laskuojaan tai rumpuun. 3. KOHTEEN KUVAUS Koekohde on maantie 1672 Pakaa - Niinikoski ja se sijaitsee Hämeen tiepiirissä Orimattilan kunnassa. Koekohde Kuva 6. Kohteen sijainti Tie oli SOP -pintainen. Ongelmana olivat koko poikkileikkauksen deformaatiot. Reunanpuoleinen ajoura oli painunut ja reunaosassa pohjamaa oli noussut. Tiellä oli reunapalteet ja se oli paikoin levinnyt ojan puolelle. Kuvassa 7 on otettu syyskuussa 2005 ennen parantamista. Toimenpiteeksi oli esitetty pahimmin deformoituneille osuuksille massanvaihtoa, muualla toimenpiteenä oli sekoitusjyrsintä, jonka yhteydessä lisättiin mursketta. Tien päällysteeksi tuli PAB-V.

5 5 Kuva 7. Näkymä kohteelta ennen parantamista. Sopivan kohteen löytyminen viivästyi rakentamiseen nähden niin pitkälle, että kohteella ei ehditty tehdä tutkimuksia ennen rakentamista. Koejakson valinta perustui silmämääräiseen arvioon. 4. KOERAKENTAMINEN Koerakennetyypiksi valittiin olosuhteisiin parhaimmin soveltuva reunaosan massanvaihto, joka toteutettiin maantien 1672 tieosan 02 paaluvälille tien oikealle puolelle. Jakso on tasaisella pelto-osuudelle homogeenisissa olosuhteissa. Kohteella tehtiin ensin perustoimenpiteenä sekoitusjyrsintä. Sen jälkeen reunaosa kaivettiin noin 60 cm:n syvyydelle. Kaivu ulottuu noin metrin verran päällysteen reunasta tien keskilinjaa kohden. Kerrosmateriaalina käytettiin soramursketta 0 56, kerroksen alle asennettiin suodatinkangas. Kerros tiivistettiin ainoastaan kaivurin kauhalla painamalla. Kohteella tehtiin rakentamisen jälkeen maatutkaluotaus (kuva 8), josta nähdään toteutuneen reunakaivun laajuus ja kaivutason suhde tien keskiosan kerrosten alapintaan. Samoin nähdään korjaamattoman reunan kerrosrakenteet.

6 6 Kuva 8. Maatutkalla tehty poikkileikkausluotaus paalulta 330 toimenpiteiden jälkeen. 5. JATKOTOIMENPITEET 5.1 Seuranta 5.2 Taloudellisuus Kohteella tehdään keväällä 2006 maastotarkastelu, jossa arvioidaan reunaosan kestävyyttä korjaamattomaan reunaan nähden. Huomio kiinnitetään luiskien ja ojan pysyvyyteen. Maastotarkastelun jälkeen tehdään jatkoseurantasuunnitelma. Tilaajan kanssa pyritään sopimaan, että kohteelle tehtävät toimenpiteet kirjataan seurantajakson aikana (toimenpiteiden tyypit ja ajankohdat). Rakennetyypin 2 mukaista reunavahvistusta suositellaan Kajaanin kokemusten perusteella kokeiltavaksi sorateillä. Reunavahvistus tuo rakentamiseen lisäkustannuksia. Vasta seurannan avulla voidaan päätellä, paljonko rakenteen kestoikää saadaan tällä ylimääräisellä toimenpiteellä kasvatettua eli onko toimenpide taloudellisesti kannattava.

7 7 Tässä toteutetun massanvaihdon hinta on koerakentamisesta johtuen moninkertainen siihen nähden, että kyseinen rakenne olisi sisältynyt kohteeseen jo tarjousvaiheessa. Massamäärien perusteella arvioituna voitaisiin käyttää seuraavia metrihintoja: rakennetyyppi 1: massanvaihto rakennetyyppi 2: reunan ja ojanpohjan vahvistus rakennetyyppi 3: ojan putkitus 20 /m 25 /m 5 /m 10 /m 30 /m 70 /m Jos oletetaan, että kohteella tehdään parannustoimenpide, jonka hinta on 40 /m ja kesto 10 vuotta, pitäisi rakennetyypillä 1 saada kestoa pidennettyä vähintään (ei korkoa mukana) 1,5-kertaiseksi, että toimenpide on kannattava. Toisaalta jos vahvistuksia ei tehdä, voidaan oletetun 10 vuoden aikana joutua jo tekemään ojan auki kaivua yms. hoitotoimenpiteitä. Lisäksi heikot reunat ja reunapainumat ovat myös liikenneturvallisuusriski, jota voidaan reunavahvistuksilla pienentää. Rakennetyyppi 2 tulee kannattavaksi jo sillä, että ojia ei jouduta kaivamaan uudestaan 2-3 vuoden kuluttua edellisestä kunnostamisesta, mikä on ollut ongelmana useassa soratiekohteessa. Ojan putkitus tulee kyseeseen lähinnä yksittäisissä kohdissa tai toispuoleisesti tehtävänä sellaisilla kohdilla, missä tiealue on niukka. Putkituksen hinta riippuu voimakkaasti tarvittavasta putkikoosta.