Veli Pekka Lämsä, Jouko Belt Routaheittotutkimus Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito - tutkimusohjelma Sisäisiä julkaisuja 32/2004

Transkriptio

1 Veli Pekka Lämsä, Jouko Belt Routaheittotutkimus Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito - tutkimusohjelma Sisäisiä julkaisuja 32/24

2

3 Veli Pekka Lämsä, Jouko Belt Routaheittotutkimus Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito - tutkimusohjelma Sisäisiä julkaisuja 32/24 TIEHALLINTO Helsinki 24

4 ISSN X TIEH 443 Verkkojulkaisu pdf ( ISSN TIEH 443-V TIEHALLINTO Opastinsilta 12 A PL HELSINKI Puhelinvaihde

5 Veli Pekka Lämsä, Jouko Belt. Routaheittotutkimus. Helsinki 24. Tiehallinto. Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 32/24, 34 s. + liitt. 4 s. ISSN X, TIEH 443. Asiasanat: ajettavuus, palvelutaso, routa, tienkäyttäjät, vähäliikenteiset tiet, ylläpito Aiheluokka: 38, 7 TIIVISTELMÄ Tieverkolla olevia heittoja ei tällä hetkellä määritetä ja tilastoida yhtenäistettyä menettelyä käyttäen tiestön kunnon kehittymisen seurantaa ja ylläpidon tarpeita ajatellen, vaikka heitot hyvin yleisesti koetaan merkittäväksi ajomukavuuteen ja - turvallisuuteen vaikuttavaksi tekijäksi. Nykyistä asiaintilaa halutaan muuttaa, mihin liittyen mm. on tehty tämä routaheittotutkimus, jossa ongelmaa lähestytään pääasiassa vähäliikenteisten teiden näkökulmasta. Routaheittotutkimuksessa selvitettiin tienkäyttäjien sietorajoja yksittäisten heittojen suhteen ja arvioitiin palvelutasomittaustietojen soveltuvuutta varsinkin raskaalle liikenteelle haitallisten heittojen määrittämisessä sekä ylläpidon ohjelmoinnin (tulosohjaus) että hanketason tarpeita silmällä pitäen. Keväällä 24 roudan sulamisvaiheessa järjestettiin kenttätutkimus, missä henkilöja raskasliikenne arvioivat kokemaansa ajotuntumaa viidellä Oulun tiepiirin vähäliikenteiseltä tiestöltä valitulla kohteella. Kyselyn tuloksena ajomukavuutta eniten heikentävä tekijä oli raskaan liikenteen osalta yksittäiset heitot lähes 7 % osuudella. Henkilöliikenteen osalta lähes 5 % koki eniten ajotuntumaa heikentäväksi tekijäksi yleisen pintakunnon, heittojen osuuden ollessa 4 %. Sivukaltevuuden puutteet koettiin pääasialliseksi ajomukavuutta heikentäväksi tekijäksi alle 5 % vastauksista. Tasaisuusmittauksista (Laser RST) suurimman mielenkiinnon kohteena olivat IRI ja RMS sekä tien profiilista laskennallisesti määritetty oikolauta sovitus, jotka paikallistivat yksittäiset heitot samaan tapaan. Yksittäiset suuret epätasaisuusarvot ( heitot) selittyivät useimmiten: Tien alittavana rumpuna, joka on ylhäällä tai alhaalla, Pohjamaan epätasaisesta routimisesta johtuvana heittona, Reikäisenä tien pintana, Pykälällä olevana (poikki)halkeamana tai poikkikatkona. Reikiä lukuun ottamatta tekijöitä voidaan pitää tavalla tai toisella routaheittoina, koska alemmalle tieverkolle tyypillisesti niin rumpujen ja leveiden halkeamien kuin pohjamaan epätasaisen routimisen kohdalla haitta on suurimmillaan keväällä roudan sulamiskaudella. Autoilijoille tehdyn kyselyn ja tasaisuusmittausten pohjalta arvioitiin yksittäisten heittojen aiheuttamien haittojen sietorajoja tienkäyttäjien kokemaan ajotuntumaan perustuen. Kevätmittauksista määritetyt sietorajat olivat pääsääntöisesti hieman korkeampia kuin kesän arvot. Tarkastelun tulokset olivat loogisia, eikä kohteiden välillä ollut huomattavan suuria eroja, mikä tukee niiden käytettävyyttä heittojen rajaarvojen arvioimisessa. Selvityksen perusteella kuntotietorekisteriin on hyödyllistä lisätä yksittäisiä heittoja kuvaava tunnusluku (tai tunnuslukuja), millä ilmaistaan tietyn kriteerin ylittävien heittojen määrä 1 m kohti. Tunnuslukuina on järkevää käyttää kahta eri kriteeriä ts. kahta erillistä arvoa. Suurempi raja-arvo kuvaisi heittokohtia, jotka yksittäisinä-

6 kin olisivat potentiaalisia korjauskohteita. Alhaisempi raja-arvo kuvaisi tilannetta, missä tieverkolle sallittaisiin tietty pienehkö määrä kyseisen suuruisia heittoja. Tunnusluvun tulee perustua lyhyelle jaksolle (esim. 1 m) määritettyyn tasaisuusparametriin, heiton sijainnin ja suuruuden varmistamiseksi. Tunnusluvun lähtötiedoksi sopivimman tasaisuusparametrin selvittämiseksi suositellaan tutkimusta, missä vertaillaan ajotuntumaa ja mitattuja tasaisuusarvoja kohteeksi valituilla yksittäisillä heittokohteilla. Sopivien raja-arvojen valinta puolestaan edellyttää tunnusluvun vaihteluvälin ja jakauman tilastollista tarkastelua tieverkolla. Raskaalle liikenteelle yksittäisistä heitoista aiheutuvan haitan näkökulmasta kriteerien tulee olla tiukempia kuin henkilöautoilla.

7 SISÄLTÖ 1 JOHDANTO 9 2 TIENKÄYTTÄJIEN KOKEMA AJOTUNTUMA 1 3 TASAISUUSMITTAUKSET Kevään tasaisuusmittaukset Kesän tasaisuusmittaukset Oikolauta sovitukset Heittojen kuvaus 21 4 SIETORAJATARKASTELU IRI Oikolauta RMS Kevään ja kesän sietorajojen välinen ero 29 5 YHTEENVETO 31 6 SUOSITUKSET JA JATKOTUTKIMUSTARPEET 32

8 ALKUSANAT Tiehallinnossa käynnistettiin loppuvuonna 22 "Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito" -tutkimusohjelma (S14). Tutkimusohjelman tavoitteena on löytää tehokkaita, nykyistä edullisempia sekä ympäristön kannalta kestäviä ratkaisuja vähäliikenteisten teiden ylläpitoon ja sen yksittäisiin keskeisiin kysymyksiin. Tarpeen mukaan osaprojektien pohjalta laaditaan myös ohjeita ja suosituksia käytännön töiden toteuttamiseen sekä menettelytapojen kehittämiseen. Kyseisen tutkimusohjelman osaprojekti on nimeltään Heikkokuntoisen päällystetyn alemman tieverkon ylläpito ja siinä käsitellään mm. tässä selvityksessä tarkasteltuja asioita yksittäisten heittojen aiheuttamasta haitasta raskaan kaluston ja henkilöautoliikenteen ajotuntumaan. Työtä on ohjannut projektiryhmä, johon kuuluvat Lasse Weckström Janne Lintilä Kari Lehtonen Kalevi Luiro Pertti Virtala Tuomas Toivonen Aarno Valkeisenmäki Jouko Belt Tiehallinto / keskushallinto Tiehallinto / Hämeen tiepiiri (puheenjohtaja) Tiehallinto / keskushallinto Tiehallinto / Lapin tiepiiri Tiehallinto / keskushallinto Tiehallinto / keskushallinto Tieliikelaitos Oulun yliopisto (sihteeri) Oulun yliopiston Rakentamisteknologian tutkimusryhmässä työhön ovat osallistuneet Veli Pekka Lämsä ja Jouko Belt. Oulussa marraskuu 24

9 Routaheittotutkimus 9 JOHDANTO 1 JOHDANTO Yksittäiset heitot koetaan hyvin yleisesti merkittäväksi ajomukavuuteen ja - turvallisuuteen vaikuttavaksi tekijäksi, varsinkin alemmalla tieverkolla. Tästä huolimatta heittojen määrittämiseksi ja tilastoimiseksi ei tällä hetkellä ole olemassa yhtenäistettyä menettelyä tiestön kunnon kehittymisen seurantaa ja ylläpidon tarpeisiin. Routaheittotutkimuksen tavoitteena on pyrkiä selvittämään tienkäyttäjien sietorajoja yksittäisten heittojen suhteen sekä arvioida, miten haitalliset heitot tulisi määrittää ts. kehittää luotettava, mitattavissa oleva tunnusluku heittojen määrittämiseksi palvelutasomittaustiedoista kuntorekisteriin ylläpidon ohjelmoinnin (tulosohjaus) ja hanketason tarpeita silmällä pitäen. Sietorajojen arvioimiseksi on keväällä 24 roudan sulamisvaiheessa järjestetty kenttätutkimus, missä tavalliset tienkäyttäjät sekä henkilöautoliikenteen että raskaan liikenteen ammattilaisten osalta saivat arvioida kokemaansa ajotuntumaa (ajomukavuutta) viidellä eri koekohteella. Toisena lähtökohtana selvitystyölle on toiminut kohteissa keväällä ja kesällä uudentyyppisellä vuonna 23 Suomessa käyttöön otetulla kalustolla (Laser RST mittausjärjestelmä, Ramboll Finland Oy) suoritetut tasaisuusmittaukset. Ajoneuvojen kuljettajien ajotuntumaa ja tasaisuusmittausten tuloksia vertaillaan selvitystyössä keskenään sietorajojen arvioimiseksi ja heittojen aiheuttamaa haittaa kuvaavan tunnusluvun määrittämiseksi.

10 1 Routaheittotutkimus TIENKÄYTTÄJIEN KOKEMA AJOTUNTUMA 2 TIENKÄYTTÄJIEN KOKEMA AJOTUNTUMA Raskaan kaluston ja henkilöautoliikenteen päivittäisessä liikkumisessaan kokemaa ajotuntumaa (ajomukavuutta) yksittäisten heittojen (pystyheitto) suhteen selvitettiin vapaaehtoisuuteen perustuvan kyselyn perusteella, Oulun tiepiirin alueella sijaitsevilla koekohteilla huhtikuun loppupuolella 24 (taulukko 1). Kohteiden yhteispituus oli hieman yli 3 km. Tutkimus toteutettiin siis VOH tutkimusohjelmassa [Tiehallinto 32/24] esitettyjä suosituksia mukaillen, ottaen huomioon tienkäyttäjän näkökulman tieomaisuuden kunnon yhtenäisen palvelutasoluokituksen kehittämisessä. Taulukko 1. Routaheittotutkimuksen koekohteet. Kohde Tierekisteriosoite Tierekisteripituus Kohteen kuvaus Kohde 1 Mt 825 tieosat 4 ja m Kohde 2 Mt 825 tieosa m Kohde 3 Mt 836 tieosa m Kohde 4 Pt tieosa m Kohde 5 Mt 855 tieosa m Kohteessa yksittäisiä heittoja, pintakunto hyvä, päällyste tasainen ja sileä, Kohde pintakunnoltaan heikko, päällyste vanha, paljon reikiä, paikkauksia ja urapaikkausta. Kokonaisuutena hyväkuntoinen kohde, jossa muutama selkeä painauma / heitto. Kohteessa heikkokuntoinen päällyste, verkkohalkeaman lisäksi mm. paljon pituus- ja poikkihalkeamia. Kohteessa päällyste vanha ja karkeapintainen, ikäänsä nähden suhteellisen hyväkuntoinen (ei huomattavia reikiä, paikkauksia tai halkeamia), kohteen loppuosalla (radan ylitys) tuoreempaa päällystettä, missä pintakunto hyvä. Kohteet valittiin vähäliikenteisiltä teiltä siten, että pintakunnoltaan heikkojen ja/tai runsaasti heittoja sisältävien kohteiden lisäksi mukaan sisällytettiin myös suhteellisen hyvässä kunnossa olevia kohteita sietorajojen suuruuden arvioimista silmällä pitäen (kuvat 1 ja 2). Kuva 1. Yleiskuva kohteelta 2 (Mt 825 tieosa 6).

11 Routaheittotutkimus 11 TIENKÄYTTÄJIEN KOKEMA AJOTUNTUMA Kuva 2. Yleiskuva kohteelta 3 (Mt 836 tieosa 3). Tienkäyttäjät, ajettuaan ensin kohteen, kirjasivat arviointilomakkeelle haittaa aiheuttavien heittojen lukumäärän sekä henkilökohtaisen arvion niiden haitallisuudesta 4- portaisella asteikolla : Sietämätön (Korjattava välittömästi) Erittäin haitallinen (Korjattava pikaisesti) Haitallinen (Potentiaalinen korjauskohde) Vähäinen haitta (Ei toimenpiteitä lähiaikoina) Samalla vastaajat saivat mm. ottaa kantaa kohteilla havaitsemiinsa sivukaltevuuspuutteisiin (äkillinen ajoneuvon kallistelu) sekä arvioida henkilökohtaisesti eniten ajomukavuutta heikentäviä tekijöitä. Kyselyssä käytetyn arviointilomakkeen malli on esitetty liitteessä 1. Kyselyjä jaettiin pääasiassa kahdella eri tavalla. Kohteiden paikallisille asukkaille arviointilomakkeita jaettiin suoraan postilaatikkoon yhteismäärältään 1 kpl. Lähinnä raskasta kalustoa käsittäville erityisryhmille arviointilomakkeita lähetettiin postitse seuraavasti: turvekuljetuksille 2 kpl, maitokuljetuksille 5 kpl, puutavarakuljetuksille 65 kpl, linja-autoliikennöitsijöille 8 kpl, ylläpidon alueurakoitsijoille 26 kpl ja tiehallinnon asiantuntijoille 3 kpl. Tämän lisäksi arvioinnin kaikilla kohteilla suoritti 2 henkilöä konsultin (Rakentamisteknologian tutkimusryhmä) puolelta. Lähetettyjen kyselyjen laskennallinen yhteismäärä oli siis 264 kpl (noin 5 kpl/kohde), mutta tiedossa oli, että kuljetusten osalta vastausten määrä ei välttämättä muodostuisi kovin suureksi, koska yksittäisen yrittäjän kuljetukset keskittyvät vain osalle kohteista. Tästä huolimatta arviointilomakkeiden palautus-% oli lähes 3 %. Arviointilomakkeita palautettiin 75 kpl (taulukko 2). Arvioinneista 22 kpl oli raskaan liikenteen ja 53 kpl henkilöautoliikenteen suorittamia, joista Tiehallinnon asiantuntijoiden osuus oli 2 kpl. Arviointiin osallistuneiden ja kohteiden lukumäärä on suhteellisen suppea, mistä syystä tuloksien tulee käsittää olevan ovat lähinnä suuntaa antavia esim. niiden perusteella määritettävien raja-arvojen suhteen. Kaikesta huolimatta tutkimuksella saadaan arvokasta tietoa tekijöistä, jotka on otettava huomioon arvioitaessa heittojen merkitystä tienkäyttäjän kannalta.

12 12 Routaheittotutkimus TIENKÄYTTÄJIEN KOKEMA AJOTUNTUMA Taulukko 2. Vastausten määrä kohteittain. Kohde Kohde 1 Kohde 2 Kohde 3 Kohde 4 Kohde 5 Vastausten lukumäärä 14 kpl 14 kpl 16 kpl 13 kpl 18 kpl Yhteensä 75 kpl Käytännössä kaikki arviointiin osallistuneet havainnoivat ainakin joillekin kohteille jonkin tyyppisiä haitallisia heittoja (kuva 3). Haitallisia heittoja ( potentiaalisia korjauskohteita) havaitsi 75 % vastanneista, kun erittäin haitallisia heittoja ( pikaisen korjaamisen tarpeessa olevia kohtia) kirjasi kohteilta löytyvän noin 5 % vastanneista. Vähintään yhden sietämättömän heiton ( välittömän korjaamisen tarpeessa olevia kohtia) puolestaan löysi kolmannes vastanneista. Kyselyille tyypillisesti vastaukset hajaantuivat selvästi. Tästä huolimatta arviointikohteet erottuivat toisistaan heittojen määrän ja suuruuden suhteen. 1 % 9 % 8 % 7 % 6 % 5 % 4 % 3 % 2 % 1 % % Sietämätön Erittäin haitallinen Haitallinen Vähäinen haitta Ei havaintoa Haitta Kaikki Kuva 3. Haitalliset heitot; vastausten jakautuminen. Sivukaltevuuspuutteiden määrän arvioitiin olevan selvästi vähäisempi (kuva 4). Noin 3 % vastanneista ei havainnut lainkaan ajettavuudelle haitallisia sivukaltevuuden muutoksia kohteilla. Erittäin haitallisia tai sietämättömiä sivukaltevuuspuutteita havaitsi noin 2 % vastanneista. 1 % 9 % 8 % 7 % 6 % 5 % 4 % 3 % 2 % 1 % % Sietämätön Erittäin haitallinen Haitallinen Vähäinen haitta Ei havaintoa Haitta Kaikki Kuva 4. Sivukaltevuuden äkilliset muutokset; vastausten jakautuminen. Ajettavuutta eniten heikentävä tekijä oli kyselyn perusteella raskaan liikenteen osalta yksittäiset heitot lähes 7 % osuudella (kuva 5). Henkilöautoliikenteen osalta lähes 5 % koki eniten ajomukavuutta heikentäväksi tekijäksi kohteen yleisen pintakunnon, heittojen osuuden ollessa 4 %. Sivukaltevuuden puutteet koettiin pääasialli-

13 Routaheittotutkimus 13 TIENKÄYTTÄJIEN KOKEMA AJOTUNTUMA seksi ajomukavuutta heikentäväksi tekijäksi alle 5 % vastauksista. Kyselyn perusteella yksittäiset heitot ovat ongelmallisia erityisesti raskaalle liikenteelle. Henkilöautoliikenteelle heitot ovat paremminkin epämukavuustekijä. 8 % 7 % 6 % 5 % 4 % 3 % 2 % 1 % % RASKAS TIEH HA KAIKKI Yksittäiset heitot Sivukaltevuuden puutteet Pintakunto yleisesti Muu (yleisimmin mainittu tien kapeus ja mutkaisuus ) Kuva 5. Ajettavuutta eniten heikentävä tekijä kohteella; vastausten jakautuminen. Kevään 24 olosuhteet routanousujen ja roudan sulamisen suhteen arvioitiin hyvin yleisesti keskimääräisiksi tai helpoiksi. Vaikeina olosuhteita piti vain 13 % vastanneista.

14 14 Routaheittotutkimus TASAISUUSMITTAUKSET 3 TASAISUUSMITTAUKSET 3.1 Kevään tasaisuusmittaukset Kevään tasaisuusmittaukset routaheittotutkimuksen koekohteilla suoritettiin Tämän lisäksi kesäolosuhteissa suoritettuja mittauksia tullaan käyttämään kevätmittausten vertailuaineistona. Kevään mittauksista tarkastelun kohteena ovat : Tien pituusprofiili.1 m välein (suodattamaton ja 3 m suodatettu) IRI-arvot ( 5 m, 1 m, 2 m, 5 m ja 1 m matkalle) RMS-arvot 1-4 (1 m, 2 m, 5 m ja 1 m matkalle) Ura, sivukaltevuus, harjanne (1 m, 2 m, 5 m ja 1 m matkalle) Selvitystyön pääpainon ollessa yksittäisten heittojen paikallistamisessa ja heittoja kuvaavan tunnusluvun määrittämistavan kehittämisessä, suurimman mielenkiinnon kohteena mittaustuloksista ovat tien profiili ja IRI. Yksityiskohtaisempaa tietoa mitatuista parametreista saa mm. SCC Scandiaconsult AB:n oikeuksilla olevasta julkaisusta [Päällystetyn tien tasaisuuden mittauksesta, 23]. Mittauksissa tien pinnan profiili tallentuu 1 cm välein. Profiilin raakadata ei kuitenkaan ole sellaisenaan käyttökelpoinen tien pinnan tasaisuuden tunnusluku, koska se sisältää pinnan epätasaisuuksien lisäksi pystygeometrian muutokset eli luonnollisen korkeustason vaihtelun mäkineen ja notkoineen, mitkä sinällään eivät kuvaa tien pinnan tasaisuutta. Pituusprofiili suodatetaan yleensä niin, että se voidaan kuvata suhteellisena korkeusprofiilina, mistä on poistettu esimerkiksi kaikki 3 metriä ylittävät aallonpituudet (kuva 6). Tien korkeusaseman vaihtelu ja linjaus eivät siten vaikuta jälkeenpäin tehtäviin laskelmiin [Päällystetyn tien tasaisuuden mittauksesta, 23]. Yleishuomiona on, että yksittäinen epätasaisuus havaitaan pituusprofiilissa ja siitä lasketuissa tunnusluvuissa äkillisenä korkeusaseman muutoksena sekä alas että ylöspäin, mistä muodostuu ns. heitto. Toinen huomio on, että suurimmat epätasaisuuden arvot eli piikit tunnusluvuissa esiintyvät useimmiten hyvin lyhyiden ja jyrkkäreunaisten heittojen kohdalla, kuten ylhäällä/alhaalla olevat rummut tai erittäin pahasti pykälällä olevat (poikki)halkeamat. Suhteellisen loivapiirteiset ja pitkänomaiset, useamman metrin pituiset heitot tai perättäiset heittosarjat, missä ajoneuvo kyllä keinuu voimakkaasti, eivät välttämättä saa mittaustuloksissa niin suurta maksimiarvoa.

15 Routaheittotutkimus 15 TASAISUUSMITTAUKSET pr3height_left [mm] 3 pr3height_right [mm] Kuva 6. Profiili, mistä on suodatettu yli 3 m aallonpituudet (Mt 836 tieosa 3). Pituusprofiili on lähtökohtana erilaisten tien pinnan tasaisuutta kuvaavien muuttujien laskennassa. IRI-arvoista kuntorekisteriin on perinteisesti kirjattu 1 metrin tieosuudelle laskettu IRI. Yksityiskohtaisempaa tietoa yksittäisen epätasaisuuden sijainnista ja suuruudesta saadaan laskemalla IRI lyhyemmälle tiepituudelle, esim. 5m IRI ja 1m IRI. Yksittäiset heitot kuvautuvat yhtenä tai useampana piikkinä 1 metrin tieosuuden sisällä, jolloin heittokohdat voidaan suhteellisen hyvin erotella ja paikallistaa (kuva 7). Mitä lyhyemmälle välille IRI on määritetty, sitä yksityiskohtaisemmin heitot havaitaan m IRI 1m IRI 2m IRI 1m IRI Kuva 7. IRI-arvot, kevät (Mt 825 tieosa 5)

16 16 Routaheittotutkimus TASAISUUSMITTAUKSET Suomen käytännöissä uutena tunnuslukuna pituusprofiilista voidaan määrittää ns. RMS-arvoja. Mittaukset suorittavan yrityksen mukaan RMS (Root Mean Square) on tavallinen tilastollisen poikkeaman mitta ja ISO-standardin mukaisena tunnuslukuna se ilmaisee tien tasaisuuden vaikutusta tienkäyttäjään vartaloon kohdistuvan värähtelyn muodossa [Päällystetyn tien tasaisuuden mittauksesta, 23]. Lyhyesti kuvattuna RMS-arvo on tarkasteltavan pituussuuntaisen tieprofiilin kohoumien ja painaumakohtien keskiarvoinen korkeus raportointivälillä. Yksinkertaistettu matemaattinen kaava RMS.lle on seuraava : RMS 2 hi d 2 = Σ + Σ (1) i missä, h i d i i = tien pinnan korkeus verrattuna tasaiseen pintaan = tien pinnan syvyys verrattuna tasaiseen pintaan = jokaisen laserlukeman pituussuuntainen sijainti (yleensä alle 1 mm) RMS laskennassa pituusprofiili jaetaan eri aallonpituusväleihin, millä eritellään eri kokoluokkien epätasaisuudet toisistaan. Routaheittotutkimuksen yhteydessä tehtyjen tasaisuusmittausten tuloksissa RMS aallonpituusväleinä sovellettiin Ruotsin Tielaitoksen tällä hetkellä käyttämiä asetuksia (taulukko 3). Taulukko 3. RMS aallonpituusvälit [Päällystetyn tien tasaisuuden mittauksesta, 23]. RMS tunnus Aallonpituusalue Epätasaisuuden pituus RMS1 RMS2 RMS3 RMS4.5 1 metriä 1 3 metriä 3 1 metriä 1 3 metriä.25.5 metriä metriä metriä 5 15 metriä RMS on siis jonkin tyyppinen epätasaisuuden tunnusluku, vähän samaan tapaan kuin IRI. Eri aallonpituusvälien käyttämisellä tavoitellaan eri pituisten (ja suuruisten) epätasaisuuksien erottelemista toisistaan, minkä ainakin periaatteellisesti voidaan olettaa olevan hyödyllistä tietoa yksittäisten heittojen paikallistamiseksi ja niiden haitallisuuden arvioimiseksi. Routaheittotutkimuksen aineistolla ainakin RMS2 ja RMS3 ( m ja m pituiset epätasaisuudet) korreloivat suhteellisen hyvin lyhyen IRI:n kanssa, korrelaation ollessa 8 % luokkaa 1 metrin tarkastelupituudella (kuva 8). RMS1 ja RMS4

17 Routaheittotutkimus 17 TASAISUUSMITTAUKSET arvoilla ( m ja 5-15 m pituiset epätasaisuudet) korrelaatio IRI:n suhteen on hieman alle RMS3 Right RMS2 Right RMS-arvo RMS3 r =.7678 RMS2 r = m IRI Kuva 8. RMS:n ja IRI:n välinen korrelaatio 1 m arvoilla (routaheittotutkimus). Vastaavasti 1 m tieosalle määritettynä RMS korrelaatio IRI:n kanssa on vieläkin parempi, RMS2 ja RMS3 osalta 9 % luokkaa, ja huonoimmillaankin RMS1 osalta yli 6 %, mutta yksittäisten heittojen paikallistamisen näkökulmasta tulosten käytettävyyttä heikentää oleellisesti pitkä 1 m tarkastelujakso. Tasaisuusmittauksissa määritetään myös tien poikkisuuntaista tasaisuutta kuvaavia tunnuslukuja, mutta ne eivät ole informatiivisia yksittäisten heittojen paikallistamista ajatellen (kuva 9) Regression Crossfall Height of Ridge Surface Line Crossfall IRI Right Kuva 9. Sivukaltevuus [%], IRI [mm/m] ja harjanne [mm] 1 m arvoina (Mt 855 tieosa 17). 3.2 Kesän tasaisuusmittaukset Kesän tasaisuusmittaukset suoritettiin heinäkuun jälkimäisellä puoliskolla ( ) samoilla kohteilla ja välineistöllä kuin keväällä. Palvelutasomittaukset

18 18 Routaheittotutkimus TASAISUUSMITTAUKSET suoritetaan nykyisellään kesäolosuhteissa ja vuosittaiset kevään (ja syksyn) mittaukset kattavat hyvin vähäisen osan tieverkosta. Kesän tasaisuusmittauksista mielenkiinnon kohteena oli lähinnä tulosten vastaavuus keväällä suoritettujen mittausten kanssa. Hyvin yleisesti vallalla on mitattuihinkin tuloksiin perustuva käsitys, että tieverkon epätasaisuus on routanousujen vaikutuksesta suurimmillaan keväällä roudan sulamisvaiheessa. Kesäolosuhteissa, sulan maan aikaan, epätasaisuuden oletetaan olevan kevätoloja alhaisempi. Tutkimuskohteilla kesän ja kevään tasaisuusmittauksien tulosten, kuten 5m IRI:n ja 1 m RMS3: n (kuvat 1 ja 11) havaittiin suhtautuvan toisiinsa seuraavilla tavoilla : 5m IRI kesällä yksittäisten huippuarvojen korkeustaso aleni ja niiden määrä väheni, kesällä yksittäisten huippuarvojen korkeustaso kasvoi ja niiden määrä suureni, tasaisuuden korkeustaso oli keväällä ja kesällä suunnilleen samalla tasolla ei huomattavia muutoksia m kesäiri 5m kevätiri Kuva 1. Kevään ja kesän 5m IRI -arvot (Mt 825 tieosa 6) kesä RMS3 kevät RMS3 1 m RMS Kuva 11. Kevään ja kesän 1 m RMS3 -arvot (Mt 825 tieosa 6).

19 Routaheittotutkimus 19 TASAISUUSMITTAUKSET Tieosuuksille, missä yksittäiset heitot vähenivät kesäoloissa, oli tyypillistä, että myös päällyste oli suhteellisen ehjä ja tasainen. Kohteille, missä yksittäisten heittojen määrä lisääntyi ja/tai huippuarvot suurenivat, oli puolestaan tyypillistä, että päällysteen pintakunto oli huono (reikäinen, halkeillut, urautunut). Tieosuuksilla, missä kesän tasaisuus on samaa suuruusluokkaa kevään tilanteen kanssa, voidaan kohteen pintakunnon olettaa olevan hyvän (ei reikiä tai leveitä halkeamia) ja epätasaisten routanousujen vähäisiä. Esimerkiksi edellä esitetyssä kuvassa 1 kesän 5m IRI arvoissa havaitaan muutama yksittäinen "piikki". Tarkemmin oikean ja vasemman profiilin (3 m suodatettujen) perusteella tarkasteltuna "piikit" esiintyivät vain toisella kaistan laidalla ja vielä keskilinjan puolella. tällä perusteella voitaneen päätellä, että kyseisissä kohdissa päällysteessä on reikäisyyttä tai muuta lyhyellä matkalla olevaa pykälää. Tarkemmalla tarkastelutavalla voidaan tehdä johtopäätöksiä yksittäisten heittokohtien luonteesta. Huomion arvoista on myös, että 5m IRI:n osalta käytettävissä on samassa poikkileikkauksen kohdassa sekä oikea että vasen IRI arvo, kun yleisesti arvoista hyödynnetään vain tien oikealta puolelta määritettyä arvoa, mikä pääasiassa kuvaa tilannetta tien laitaosissa. Kuntorekisterissä käytettävän 1 m tieosan tasolla kevään ja kesän tasaisuuksien hajonta oli suhteellisen vähäistä ja kevään suuret epätasaisuusarvot olivat pienentyneet hyvin samalle tasolle muun tieverkon arvoihin verrattuna (kuva 12). Lyhyemmillä tarkasteluosuuksilla hajonta kasvaa, mikä tulee esille erityisesti kesämittausten suurina epätasaisuusarvoina, vastaavien kevättasaisuuksien ollessa alhaisia. Mittausten ajolinjassa on aina tiettyä satunnaisuutta, minkä voidaan olettaa korostuvan lyhyiden tarkasteluosuuksien tuloksissa siten, että kuvan 12 mukaisella tarkastelutavalla x-y vastinparit eivät kaikilta osin täysin vastaa toisiaan, mikä puolestaan kasvattaa tulosten hajontaa. kesä IRIoo m IRI kevät IRI Kuva 12. Kevään ja kesän IRI mittausten vastaavuus kohteilla. kesä IRIoo m IRI kevät IRI Tieverkon pintakunto vaikuttaa siis myös PTM-mittauksilla saataviin tasaisuustietoihin lähinnä teräväreunaisten reikien ja halkeamien muodossa. Yksittäiset suuret epätasaisuusarvot ( heitot) tasaisuustuloksissa vähäliikenteisillä teillä selittyvät useimmiten: Tien alittavana rumpuna, joka on ylhäällä tai alhaalla, Pohjamaan epätasaisesta routimisesta johtuvana heittona,

20 2 Routaheittotutkimus TASAISUUSMITTAUKSET Reikäisenä tien pintana, Pykälällä olevana (poikki)halkeamana tai poikkikatkona. Em. tekijöistä kaikkia muita paitsi reikiä voidaan pitää tavalla tai toisella routaheittoina, koska alemmalle tieverkolle tyypillisesti niin rumpujen ja leveiden halkeamien kuin pohjamaan epätasaisen routimisen kohdalla niistä aiheutuva haitta on yleensä suurimmillaan keväällä roudan sulamiskaudella. 3.3 Oikolauta sovitukset Yksittäisten heittojen paikallistaminen, ja varsinkin niiden lukumäärän selvittäminen, suoraan.1 m välein tallennetusta pituusprofiilista ei ole järkevää. Paikallistamisessa tulee käyttää jotain profiilista laskettua tunnuslukua. Routaheittotutkimuksen yhteydessä päädyttiin kokeilemaan pituusprofiiliin sovitettavaa oikolautaa, millä määritettävä tunnusluku kuvaisi tasaisuutta muutaman metrin jaksolla,.1 m välein olevien profiiliarvojen sijaan, jolloin pystyttäisiin paikallistamaan haitalliset heitot sekä arvioimaan niiden vakavuutta ja laskemaan niiden lukumäärä oikolaudan pituuden mahdollistamalla tarkkuudella. Oikolauta-arvojen määrittäminen tapahtui siten, että oikolaudan matkalla lasketaan pienin ( kuoppa) ja suurin ( patti) profiilin korkeusero oikolaudasta (kuva 13). Tämän jälkeen oikolautaa siirretään 1 cm ja suoritetaan vastaava laskenta. Seuraavaksi edellä mainitulla tavalla lasketuista arvoista valitaan, esimerkin ollessa 4 m oikolauta, perättäisille 4 metrin osuuksille suurin ( patti) ja pienin arvo ( kuoppa) vastaamaan ko. osuuden oikolauta-arvoa. Oikolauta Profiili Kuva 13. Oikolauta sovituksen periaate. Yhdestä pituusprofiilista saatiin siis kaksi oikolauta-käyrää, joista toinen kuvaa ylöspäin ja toinen alaspäin tapahtuvia pystysuuntaisia liikkeitä, joista heitto muodostuu. Eri oikolautojen kokeiluja tehtiin sovittamalla 2 ja 4 metrin pituista oikolautaa pituusprofiiliin, mistä on suodatettu pois yli 3 m aallonpituudet (kuva 14 ja liite 2). Oikolautapituuden 4 metriä voitaneen olettaa olevan informatiivisempi heittojen suuruuden suhteen, koska 2 metrin oikolaudalla huippuarvot ( piikit ) jäivät 4 metrin oikolautaa alhaisemmaksi.

21 Routaheittotutkimus 21 TASAISUUSMITTAUKSET Min 2m oikolauta Min 4m oikolauta <3m profiili [mm] -34 Kuva ja 4 metrin oikolautasovitukset (Mt 825 tieosa 5). Oikolauta, RMS2 ja RMS3 arvot sekä 5 m IRI paikallistavat yksittäiset heitot samaan tapaan (liite 3). Oikolauta sovituksen ja 5m IRI:n välillä korrelaatiokerroin on luokkaa.7 (kuva 15). Ongelmana ovat poikkeamat muutamissa pisteissä, missä 5m IRI on suhteellisen pieni, mutta kuoppa / patti iso ja päinvastoin. 4m oikolauta m IRI r =.684 4m Oikolauta max 4m Oikolauta min r =.71 Kuva 15. Oikolauta-arvojen ja 5m IRI:n välinen korrelaatio(mt 855 tieosa 17). 3.4 Heittojen kuvaus Seuraavassa kuvasarjassa on esitetty muutamia heittokohtia tieosuuksilta kuvina sekä taulukoituna niitä vastaavia kevään ja kesän tasaisuusmittaustuloksia pituusprofiilin, IRI.n ja RMS-arvojen osalta. Kuvat esittävät tilannetta keväällä. Taulukoissa on myös esitetty 4 metrin oikolauta sovitus kyseisistä kohdista. Kommenteissa suunta 1 tarkoittaa, että kohteen valokuvaus on suoritettu mittaussuuntaan ja suunta 2, että valokuva on otettu mittaussuuntaa vastaiseen suuntaan.

22 22 Routaheittotutkimus TASAISUUSMITTAUKSET Kevätmittaus Vasen Oikea Kesämittaus Vasen Oikea 5m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) Max profiili (mm) Max profiili (mm) Min profiili (mm) Min profiili (mm) Max oikolauta (mm) Max oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) m RMS1 (mm).2.4 1m RMS1 (mm) 1m RMS2 (mm) m RMS2 (mm) 1m RMS3 (mm) m RMS3 (mm).9.8 1m RMS4 (mm) m RMS4 (mm) Kuva 16. Mt 825 tieosa 5; suunta 1. Kevätmittaus Vasen Oikea Kesämittaus Vasen Oikea 5m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) Max profiili (mm) Max profiili (mm) Min profiili (mm) Min profiili (mm) Max oikolauta (mm) Max oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) m RMS1 (mm).5.5 1m RMS1 (mm) 1m RMS2 (mm) m RMS2 (mm) 1m RMS3 (mm) m RMS3 (mm) m RMS4 (mm) m RMS4 (mm) Kuva 17. Mt 825 tieosa 5; suunta 1.

23 Routaheittotutkimus 23 TASAISUUSMITTAUKSET Kevätmittaus Vasen Oikea Kesämittaus Vasen Oikea 5m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) Max profiili (mm) Max profiili (mm) Min profiili (mm) Min profiili (mm) Max oikolauta (mm) Max oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) m RMS1 (mm).8.8 1m RMS1 (mm) 1m RMS2 (mm) m RMS2 (mm) 1m RMS3 (mm) m RMS3 (mm) m RMS4 (mm) m RMS4 (mm) Kuva 18. Mt 825 tieosa 6; suunta 1. Kevätmittaus Vasen Oikea Kesämittaus Vasen Oikea 5m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) Max profiili (mm) Max profiili (mm) Min profiili (mm) Min profiili (mm) Max oikolauta (mm) Max oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) m RMS1 (mm).7.9 1m RMS1 (mm) 1m RMS2 (mm) m RMS2 (mm) 1m RMS3 (mm) m RMS3 (mm) m RMS4 (mm) m RMS4 (mm) Kuva 19. Mt 836 tieosa 3; suunta 2.

24 24 Routaheittotutkimus TASAISUUSMITTAUKSET Kevätmittaus Vasen Oikea Kevätmittaus Vasen Oikea 5m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) Max profiili (mm) Max profiili (mm) Min profiili (mm) Min profiili (mm) Max oikolauta (mm) Max oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) m RMS1 (mm).8.9 1m RMS1 (mm) 1m RMS2 (mm) m RMS2 (mm) 1m RMS3 (mm) m RMS3 (mm) m RMS4 (mm) m RMS4 (mm) Kuva 2. Pt tieosa 1; suunta 2. Kevätmittaus Vasen Oikea Kesämittaus Vasen Oikea 5m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) Max profiili (mm) Max profiili (mm) Min profiili (mm) Min profiili (mm) Max oikolauta (mm) Max oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) m RMS1 (mm).7.8 1m RMS1 (mm) 1m RMS2 (mm) m RMS2 (mm) 1m RMS3 (mm) m RMS3 (mm) m RMS4 (mm) m RMS4 (mm) Kuva 21. Mt 855 tieosa 17; suunta 1.

25 Routaheittotutkimus 25 TASAISUUSMITTAUKSET Kevätmittaus Vasen Oikea Kevätmittaus Vasen Oikea 5m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) m IRI (mm/m) Max profiili (mm) Max profiili (mm) Min profiili (mm) Min profiili (mm) Max oikolauta (mm) Max oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) Min oikolauta (mm) m RMS1 (mm) m RMS1 (mm) 1m RMS2 (mm) m RMS2 (mm) 1m RMS3 (mm) m RMS3 (mm) m RMS4 (mm) m RMS4 (mm) Kuva 22. Mt 855 tieosa 17; suunta 2. Edellä esitettyjen kuvien 16 ja 17 kaikki epätasaisuutta kuvaavat tunnusluvut ovat kesällä huomattavasti pienempiä kuin keväällä ja vastaavasti jonkin verran pienempiä kuvien 2 ja 22 heittokohdissa. Sen sijaan edellä kuvissa 18, 19 ja 21 esitetyissä heittokohdissa epätasaisuutta kuvaavat tunnusluvut ovat samaa luokkaa keväällä ja kesällä.

26 26 Routaheittotutkimus SIETORAJATARKASTELU 4 SIETORAJATARKASTELU 4.1 IRI Autoilijoille tehdyn kyselyn ja IRI-mittausten pohjalta tehtiin sietorajatarkastelu, minkä tarkoituksena oli selvittää yksittäisten heittojen aiheuttamien haittojen rajaarvoja tavallisten tienkäyttäjien kokemaan ajotuntumaan perustuen. Raja-arvojen (alarajojen) määrittämisperiaate oli kaksivaiheinen : Määritettiin tienkäyttäjien kokeman ajotuntuman (kysely) perusteella eri tyyppisten (sietämätön, erittäin haitallinen, haitallinen, vähäinen haitta) heittojen lukumäärät koekohteilla 1-5 sekä niiden keskiarvot arviointiryhmittäin (henkilöauto, tiehallinnon asiantuntija, raskas liikenne). Aineistosta on poistettu yhden poikkeuksellisen suuria heittojen lukumääriä sisältävä kyselyn tulokset kohteelta 1. Määritettiin kohteittain ja arviointiryhmittäin heittojen lukumäärää vastaavien IRI-arvojen suuruus. Esimerkiksi jos kohteella oli kyselyn perusteella keskimäärin 5 sietämättömäksi arvioitua yksittäistä heittoa, IRI:ksi valittiin kohteelta 5:ksi suurimman heiton IRI-arvo. Kevät IRI:n sietorajatarkastelun tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon (taulukko 4). Tulokset vaikuttavat kokonaisuudessaan loogisilta, eikä kohteiden välillä ole huomattavan suuria eroja, mikä tukee niiden käytettävyyttä heittojen sietorajojen suuruuden arvioimisessa. Taulukko 4. 5 m IRI 1 m IRI 2 m IRI 1 m IRI Kevät IRI sietorajatarkastelu kohteittain. Kohde 1 Kohde 2 Kohde 3 Kohde 4 Kohde 5 SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH HA TIEH Raskas HA TIEH Raskas HA TIEH Raskas HA TIEH Raskas SH = sietämätön heitto (mm/m) EHH = erittäin haitallinen heitto (mm/m) HH = haitallinen heitto (mm/m) EHH = SH+EHH (mm/m) HH = SH+EHH+HH (mm/m) Kohteiden keskiarvomäärityksen perusteella voidaan päätellä raja-arvoja yksittäisille heitoille kevät IRI:ä käyttäen (kuva 23). Esimerkiksi erittäin haitallisena pidettävän heiton raja-arvo 5m IRI:lle olisi suuruusluokaltaan 2 mm/m sekä vastaavasti 1m IRI:lle luokkaa 14 mm/m, 2m IRI:lle 1 mm/m ja 1 m IRI:lle 5 mm/m. Rajaarvot on arvioitu kolmen vastaajaryhmän (henkilöautoilijat, raskas liikenne, tiehallinnon asiantuntijaryhmä) keskiarvojen perusteella. Lähestymistapaa voidaan pitää varovaisena raskaan liikenteen kannalta.

27 Routaheittotutkimus 27 SIETORAJATARKASTELU 3 5 m IRI 3 1 m IRI mm/m mm/m mm/m SH EHH HH 2 m IRI mm/m SH EHH HH 1 m IRI HA TIEH Raskas 3 2 SH EHH HH SH EHH HH Kuva 23. Kevät IRI sietorajatarkastelu keskiarvomäärityksenä kohteista Oikolauta Autoilijoille tehdyn kyselyn ja 4m oikolautasovitusten pohjalta tehtiin vastaava sietorajatarkastelu kuin IRI-mittaustenkin osalta (taulukko 5). Raja-arvojen määrittämisperiaate oli kaksivaiheinen : Määritettiin tienkäyttäjien kokeman ajotuntuman (kysely) perusteella heittojen lukumäärät koekohteilla 1-5 (eli samat arvot kuin IRI-tarkastelussa). Määritettiin kohteittain ja arviointiryhmittäin heittojen lukumäärää vastaavien 4m oikolauta-arvojen suuruus. Oikolautasovituksessa saadaan aina kaksi arvoa, minimi ja maksimi (ajatusmalli; samassa heitossa laskeudutaan kuoppaan ja noustaan kuopasta). Esimerkiksi jos kohteella oli kyselyn perusteella keskimäärin 5 sietämättömäksi arvioitua yksittäistä heittoa, oikolautaarvoksi valittiin kohteelta 5:ksi suurin (max) ja pienin (min) arvo. Taulukko 5. Min Max 4m oikolauta sietorajatarkastelu (kevät) kohteittain. Kohde 1 Kohde 2 Kohde 3 Kohde 4 Kohde 5 SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH HA TIEH Raskas HA TIEH Raskas SH = sietämätön heitto (mm) EHH = erittäin haitallinen heitto (mm) HH = haitallinen heitto (mm) EHH = SH+EHH (mm) HH = SH+EHH+HH (mm)

28 28 Routaheittotutkimus SIETORAJATARKASTELU Tulokset vaikuttavat kokonaisuudessaan loogisilta, eikä kohteiden välillä ole huomattavan suuria eroja, mikä tukee niiden käytettävyyttä heittojen sietorajojen suuruuden arvioimisessa, aivan vastaavaan tapaan kuin IRI-tarkastelun yhteydessä todettiin. Kohteiden keskiarvomäärityksen perusteella voidaan päätellä raja-arvoja yksittäisille heitoille kevään mittausprofiilin 4m oikolautasovitusta käyttäen (kuva 24). Esimerkiksi erittäin haitallisena pidettävän heiton raja-arvo olisi keskimäärin luokkaa -37 ja 34 mm (min ja max) sekä sietämättömän heiton raja-arvo noin -42 ja 4 mm. Min (mm) Max SH EHH HH HA TIEH Raskas Kuva 24. 4m oikolauta sietorajatarkastelu (kevät) ka-määrityksenä kohteista RMS Autoilijoille tehdyn kyselyn ja tasaisuusmittauksista saatavien RMS-arvojen pohjalta toteutettiin vastaava sietorajatarkastelu kuin IRI-mittausten ja oikolautasovitusten osalta. Tarkastelu tehtiin 1 metrin välein määritellyille RMS2 ja RMS3 arvoille (taulukko 6). Raja-arvojen määrittämisperiaate oli jälleen kaksivaiheinen : Määritettiin tienkäyttäjien kokeman ajotuntuman (kysely) perusteella heittojen lukumäärät koekohteilla 1-5 (eli samat arvot kuin IRI ja oikolauta tarkasteluissa). Määritettiin kohteittain ja arviointiryhmittäin heittojen lukumäärää vastaavien RMS-arvojen suuruus. Esimerkiksi jos kohteella oli kyselyn perusteella keskimäärin 5 sietämättömäksi arvioitua yksittäistä heittoa, valittiin kohteelta 5:ksi suurimman heiton RMS-arvo.

29 Routaheittotutkimus 29 SIETORAJATARKASTELU Taulukko 6. RMS2 RMS3 1 metrin RMS2 ja RMS3 sietorajatarkastelu (kevät) kohteittain. Kohde 1 Kohde 2 Kohde 3 Kohde 4 Kohde 5 SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH SH EHH HH HA TIEH Raskas HA TIEH Raskas SH = sietämätön heitto (mm) EHH = erittäin haitallinen heitto (mm) HH = haitallinen heitto (mm) EHH = SH+EHH (mm) HH = SH+EHH+HH (mm) RMS3 osalta tulokset vaikuttavat kokonaisuudessaan loogisilta, ja arvot ovat samaa suuruusluokkaa eri kohteilla, mikä tukee niiden käytettävyyttä heittojen sietorajojen suuruuden arvioimisessa. RMS2 osalta kohteiden välillä on suhteellisen suuria eroja. Kohteiden keskiarvomäärityksen perusteella voidaan päätellä raja-arvoja yksittäisille heitoille kevään 1 metrin RMS3 (ja RMS2) käyttäen (kuva 25). Esimerkiksi haitallisena pidettävän heiton RMS3 raja-arvo olisi keskimäärin luokkaa 6.5 mm, erittäin haitallisen heiton noin 9 mm ja sietämättömän heiton raja-arvo noin 11.5 mm RMS RMS3 HA TIEH Raskas mm mm SH EHH HH SH EHH HH Kuva metrin RMS2 ja RMS3 sietorajatarkastelu (kevät) keskiarvomäärityksenä kohteista Kevään ja kesän sietorajojen välinen ero Kevätmittauksista määritetyt sietorajat ovat pääsääntöisesti hieman korkeampia kuin kesämittauksista määritetyt raja-arvot. IRI:n osalta kevätarvot ovat luokkaa 5-1 % suurempia kuin kesäarvot (kuva 26). Oikolautasovituksen (4m) osalta kevätarvot ovat 1 % (min) ja 2 % (max) kesäarvoja korkeampia (kuva 27). RMS3:lle kevään sietorajat ovat 2 % kesäarvoja suuremmat, mutta RMS2 kohdalla kevään ja kesän tulokset ovat samaa suuruusluokkaa (kuva 28). Yksittäisten heittojen raja-arvojen valintaa ajatellen keväälle ja kesälle määritetyt sietorajat ovat niin lähellä toisiaan, että ne eivät aiheuta ongelmia.

30 3 Routaheittotutkimus SIETORAJATARKASTELU mm/m mm/m m IRI SH EHH HH 2m IRI SH EHH HH mm/m mm/m m IRI SH EHH HH 1m IRI Kevät Kesä SH EHH HH Kuva 26. IRI sietorajatarkastelu; kevät- ja kesämittaukset. Min (mm) Max SH EHH HH Kevät Kesä Kuva 27. 4m oikolauta sietorajatarkastelu; kevät- ja kesämittaukset. 5 RMS2 14 RMS Kevät Kesä mm 3 2 mm SH EHH HH SH EHH HH Kuva metrin RMS2 ja RMS3 sietorajatarkastelu; kevät- ja kesämittaukset.

31 Routaheittotutkimus 31 YHTEENVETO 5 YHTEENVETO Routaheittotutkimuksessa selvitettiin tienkäyttäjien sietorajoja yksittäisten heittojen suhteen sekä arvioitiin PTM-tietojen soveltuvuutta varsinkin raskaalle kalustolle haitallisten heittojen määrittämisessä. Ajomukavuutta eniten heikentävä tekijä oli roudan sulamisvaiheessa toteutetun kyselyn perusteella raskaan liikenteen osalta yksittäiset heitot lähes 7 % osuudella. Henkilöautoliikenteen osalta lähes 5 % koki eniten ajotuntumaa heikentäväksi tekijäksi yleisen pintakunnon, heittojen osuuden ollessa 4 %. Sivukaltevuuden puutteet koettiin pääasialliseksi ajomukavuutta heikentäväksi tekijäksi alle 5 % vastauksista. Toisena lähtökohtana selvitystyölle toimivat kohteissa keväällä ja kesällä suoritetut tasaisuusmittaukset (Laser RST). Selvitystyön pääpainon ollessa yksittäisten heittojen paikallistamisessa ja heittoja kuvaavan tunnusluvun määrittämistavan kehittämisessä, suurimman mielenkiinnon kohteena tasaisuusmittauksista olivat IRI ja RMS sekä tien profiilista laskennallisesti määritetty 4 metrin pituisen oikolaudan sovitus, joiden avulla yksittäiset heitot pystyttiin paikallistamaan hyvin samaan tapaan. RMS2 ja RMS3 korreloivat suhteellisen hyvin lyhyen IRI:n kanssa, korrelaation ollessa.8 luokkaa 1 m pituisella jaksolla. Oikolauta sovituksen ja 5m IRI:n välillä korrelaatio oli luokkaa.7. Yksittäiset suuret epätasaisuusarvot ( heitot) tasaisuusmittausten tuloksissa vähäliikenteisillä teillä selittyvät useimmiten ylhäällä tai alhaalla olevana rumpuna, pohjamaan epätasaisesta routimisesta johtuvana heittona, reikäisenä tien pintana tai pykälällä olevana (poikki)halkeamana tai poikkikatkona. Kaikkia muita paitsi reikiä voidaan pitää tavalla tai toisella routaheittoina, koska alemmalle tieverkolle tyypillisesti niin rumpujen ja leveiden halkeamien kuin pohjamaan epätasaisen routimisen kohdalla niistä aiheutuva haitta on suurimmillaan keväällä roudan sulamiskaudella. Yksittäisten heittojen väheneminen ja tasaantuminen kesäoloissa suhteessa kevään routaisiin olosuhteisiin verrattuna ei ole itsestään selvää alemmalla tieverkolla. Selvitystyössä ilmeni, että tieosuuksille, missä yksittäiset heitot vähenivät kesäoloissa oli tyypillistä, että myös päällyste oli suhteellisen ehjä ja tasainen. Kohteille, missä yksittäisten heittojen määrä lisääntyi ja/tai huippuarvot suurenivat oli puolestaan tyypillistä, että päällysteen pintakunto oli huono (reikäinen, halkeillut, urautunut). Autoilijoille tehdyn kyselyn ja tasaisuusmittausten pohjalta tehtiin sietorajatarkastelu IRI, RMS ja 4m oikolauta arvoille, tarkoituksena selvittää yksittäisten heittojen aiheuttamien haittojen raja-arvoja tavallisten tienkäyttäjien kokemaan ajotuntumaan perustuen. Kevätmittauksista määritetyt sietorajat olivat pääsääntöisesti hieman korkeampia kuin kesämittauksista määritetyt raja-arvot, mikä ei kuitenkaan aiheuta ongelmia yksittäisten heittojen raja-arvojen valintaa ajatellen. Sietorajatarkastelun tulokset olivat loogisia, eikä koekohteiden välillä ollut huomattavan suuria eroja, mikä tukee niiden käytettävyyttä heittojen sietorajojen suuruuden arvioimisessa.

32 32 Routaheittotutkimus SUOSITUKSET JA JATKOTUTKIMUSTARPEET 6 SUOSITUKSET JA JATKOTUTKIMUSTAR- PEET Kuntotietorekisteriin on hyödyllistä lisätä yksittäisiä heittoja kuvaava tunnusluku (tai tunnuslukuja), millä ilmaistaan tietyn kriteerin ylittävien heittojen määrä 1 m kohti. Tunnusluvun määrittämisessä lienee järkevää käyttää kahta eri kriteeriä ts. kahta erillistä kunnon mittaria. Suurempi raja-arvo kuvaisi heittokohtia, jotka yksittäisinäkin olisivat potentiaalisia korjauskohteita. Alhaisempi raja-arvo kuvaisi tilannetta, missä tieverkolle sallittaisiin tietty pienehkö määrä kyseisen suuruisia heittoja. Perinteinen pituussuuntaisen epätasaisuuden tunnusluku 1 m IRI kuvaa huonosti yksittäisiä heittoja. Määrittämällä tasaisuusarvo lyhyemmälle matkalle, esimerkiksi 1 m IRI:ä käyttäen (IRI oikea ja vasen samassa poikkileikkauksessa), saadaan yksityiskohtaisempaa tietoa epätasaisuuden sijainnista ja suuruudesta. Nykyisen Laser RST teknologian myötä yksittäisten heittojen suuruuden arvioimiseksi käytettävissä ovat IRI:n lisäksi RMS kuntoparametrit ja tarvittaessa myös oikolautasovitus. Koska tämä selvitys on vasta ensimmäinen lähestyminen aiheeseen, suosituksena on, että parhaiten yksittäistä heittoa kuvaavan kuntoparametrin valinta tulee tehdä erillisen kenttätutkimuksen perusteella, missä tarkasteltavat heittokohdat ovat etukäteen valittuja ja ainakin silmämääräisesti arvioituna edustavat haittaasteikon koko skaalaa. Tutkimuksessa ajopaneeli arvioisi yksittäisten heittojen merkityksen ja tuloksia verrattaisiin PTM parametreihin, minkä perusteella valittaisiin käyttökelpoisin parametrin uuden heittoja kuvaavan tunnusluvun lähtöaineistoksi. Tutkimuksen antina olisi myös lisätietous haitallisten heittojen raja-arvoihin liittyen. Lopullinen raja-arvojen valinta tulee perustaa laajaan heittoja kuvaavan tunnusluvun vaihteluvälin ja jakauman tilastolliseen tarkasteluun tieverkolla, missä selvitetään alustavien raja-arvojen ylittävien heittojen määriä. Tällöin raja-arvoja pystytään "säätämään" ja samalla saadaan käsitys siitä, mitä ne merkitsevät tieverkkotasolla. Raskaalle liikenteelle yksittäisistä heitoista aiheutuvan haitan näkökulmasta kriteerien tulee olla tiukempia kuin henkilöautoilla. Vähäliikenteisellä päällystetyllä tieverkolla palvelutasomittaukset tehdään yleensä kesällä. Varsinkin tiestön osalla, missä rakenne on kohtuullinen ja päällyste suhteellisen ehyt, osaa routaheitoista ei havaita kesämittauksilla tai ne ovat merkittävästi pienempiä kuin keväällä. Tästä syystä kannattaa ainakin kokeiluluonteisesti (esim. jossakin tiepiirissä) suorittaa tasaisuusmittauksia sekä keväällä että kesällä samoilla teillä. Tuloksia vertailemalla voidaan päätellä kannattaako vähäliikenteisillä teillä siirtyä enenevässä määrin kevätmittauksiin. Verkkotason yleisessä tarkastelussa asialla tuskin on kovinkaan suurta merkitystä, mutta arvioitaessa toimenpiteiden tarpeellisuutta tai suunniteltaessa yksityiskohtaisesti toimenpiteitä asia muodostuu merkittäväksi. Harkittaessa sopivaa mittausajankohtaa on otettava huomioon, että kesän mittaus kuvaa pitempää ajanjaksoa kuin kevätmittaus. Lisäksi sopivan keväisen mittausajankohdan määrittäminen voi aiheuttaa vaikeuksia, koska mittaukset suoritetaan rajallisia resursseja käyttäen lähes samanaikaisesti koko maan tasolla.

33 Routaheittotutkimus 33 KIRJALLISUUSLUETTELO KIRJALLISUUSLUETTELO Päällystetyn tien tasaisuuden mittauksesta. SCC Scandiaconsult. Helsinki 23. ISBN Tieomaisuuden kunnon yhtenäinen palvelutasoluokitus - Perusteet, nykytila ja suositus luokitukseksi. Helsinki 24. Tiehallinnon selvityksiä 32/24. ISSN , ISBN , TIEH Tien pinnan Laser RST-kuntoparametreista Suomessa Ramboll Finland Oy

34 34 Routaheittotutkimus LIITTEET LIITTEET Liite 1. Arviointilomakemalli : Selvitys heittojen ja sivukaltevuuden vaikutuksista ajotuntumaan. Liite 2. Oikolautasovitukset 2 ja 4 metrin oikolaudalle (Mt 825 tieosa 5 plv. 6-11). Liite 3. RMS2, RMS3, 4m oikolautasovitus ja 5m IRI (Mt 825 tieosa 5 plv. 6-11).

35 Liite 1/1 RAKENTAMISTEKNOLOGIAN TUTKIMUSRYHMÄ SELVITYS HEITTOJEN JA SIVUKALTEVUU- DEN VAIKUTUKSISTA AJOTUNTUMAAN Huhtikuu 24 Arvoisa vastaanottaja! Oulun yliopiston Rakentamisteknologian tutkimusryhmä tekee osana heikkokuntoisen alemman päällystetyn tieverkon ylläpidon kehittämisprojektia selvitystä yksittäisten routaheittojen (pystyheitto) ja sivukaltevuuspuutteiden (ajoneuvon äkillinen kallistelu) merkityksestä henkilöautoliikenteen ja raskaan liikenteen kokemaan ajomukavuuteen. Tämä kysely on osa selvitystyötä ja sen avulla voit osaltasi olla mukana vaikuttamassa ylläpidon ja alemman tieverkon kunnon kehittymiseen. Vastauksenne on selvityksemme kannalta erittäin tärkeä. Toivomuksena on, että kukin arviointiin osallistuva henkilö ajaa tieosan ja täyttää ohessa olevan lomakkeen oman ajomukavuuteen liittyvän arvionsa perusteella. Antamanne vastaukset ovat luottamuksellisia, eikä niistä voi päätellä kenenkään henkilöllisyyttä. Liitteenä olevalle lomakkeelle arvioidaan ensin taulukkoon ajotuntumaa heittojen ja sivukaltevuuden suhteen esim. tukkimiehen kirjanpidon ( IIII II ) avulla. Tämän jälkeen vastataan muutamaan aiheeseen liittyvään yksinkertaisen kysymykseen. Lopuksi arvioijalla on mahdollisuus vapaasti kommentoida vähäliikenteisten päällystettyjen teiden ajettavuuteen ja muuhun aihepiiriin liittyviä asioita. Toivomme teidän palauttavan kyselyn oheisessa palautuskuoressa viikkojen 16 ja 17 aikana, kuitenkin viimeistään 26.4 mennessä. Halutessanne voitte kyselyyn liittyvissä kysymyksissä ottaa yhteyttä arkisin klo 8: 16: Jouko Beltiin ( jouko.belt@oulu.fi) tai Veli Pekka Lämsään ( pekka.lamsa@oulu.fi) Oulun yliopistossa. Yhteistyöstä ja vaivannäöstä kiittäen Jouko Belt Projektipäällikkö Oulun yliopisto, Rakentamisteknologian tutkimusryhmä