Ti elai tos. Hematiittifilleri SMA-päällysteessä 17/1998. Työolosuhde-ja ympäristövaikutukset. Petri Peltonen, Pirjo Heikkilä.

Transkriptio

1 Tie- Petri Peltonen, Pirjo Heikkilä Ti elai tos Hematiittifilleri SMA-päällysteessä Työolosuhde-ja ympäristövaikutukset Tielaitoksen selvityksiä 17/1998 He'sinki 1998 TIEHALLINTO ja liikennetekniikka

2 Tielaitoksen selvityksiä 7/1 998 Petri Peltonen, Pirjo Heikkilä Hematlittifilleri SMA-päällysteessä Työolosuhde-ja ympäristövaikutukset Tielaitos TIEHALLINTO Helsinki 1998

3 ISBN ISSN TIEL Oy Edita Ab Helsinki 1998 Julkaisua myy: Tielaitos, Kirjasto telefax 54ST Tielaitos TIEHALLI NTO Tie-ja liikennetekniikka Opastinsilta 12 A PL HELSINKI Puhelinvaihde 150

4 PELTONEN, Petri, Heikkilä, Pirjo: Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja Helsinki Tielaitos. Tielaitoksen selvityksiä 17/1 998, 29 S + Iiitt. ympäristövaikutukset. TIEL s. ISSN , ISBN , Aiheluokka 42 Asiasanat Kivimastiksiasfaltti, hematiitti, täytejauhe TIIVISTELMÄ Hematiittifilleriä muodostuu rikkihappotuotannon sivutuotteena noin koostumuksesta 95 % on rautaoksidia. Tutkimuksessa selvi- t/v. Hematiitin tettiin tämän uuden fihlerin mandollista käyttöä SMA:ssa niin, että vaikutukset työskentelyyn ja ympäristöön arvioidaan. Tutkimuksessa seurattiin hematiittifihleriä sisältäneestä SMA:sta v Kuopiota tehdyn koetien kuntoa. SMA:n pinta jäi koe- Lapinlandella lähellä tiellä tiivistyksessä lievästi avoimeksi. Hematiittia käytettiin kivlainesseok 10 % ja massaan ei lisätty selluloosakuitua. Sideainepitoisuus oli 6,0 -sessa %. Hematiittia sisältäneen SMA:n ominaisuudet kuten kuluminen olivat ensimmäisen talven jälkeen samanarvoiset verrattuna kalkkifilleriä ja selluloosakuitua sisältäneeseen SMA:han. Vuoden 1997 koetietä (Vuorela) varten SMA suhteitettiin mandollisimman tiiviiksi. SMA:n sideainepitoisuus oli 6,2 % ja hematiittifillerin määrä oli 11 %. Selluloosakuitua käytettiin vain vertailu-sma:ssa, jossa täytejauheena oli keskimääräinen tyhjätila tiellä (DOR kalkkifilleri. Hematiittiosuuden 3,6 %. Lapinlanden koetiellä vastaava arvo oli yli 6 %. -menetelmä) oli hyvä, Koetiestä poratun näytteen vesiliukoiset alkuaineet testattiin diifuusiotestillä. Hematiitti-SMA:sta liukeni erittäin vähän sinkkiä, kadmiumia, kuparia ja sulfaattia (SO42 ) sekä lähes olemattomia määriä arseenia, bariumia, elohopeaa ja lyijyä. Tuloksen mukaan hematiittifilleriä voidaan lisätä SMA:han, koska päästöt asfalttiin kiinteytettynä ovat niin pieniä, että ympäristöriskiä ei ole ja heniatiitin käyttö SMA-päällysteessä on mandollista jatkuvasti kosteissa olosuhteissa. Työskentelyyn vaikuttavien tekijöiden selvityksen tavoitteena oli tutkia Vuorelan kenttäkokeessa myös vaikuttaako hematiittifillerin käyttö työntekijöiden altistumiseen ilman epäpuhtauksille. Altistumismittaukset tehtiin asfalttiasemalla ja tienpäällystyksessä. Työntekijöiden kokemia eroja selvitettiin pölyn ja hiilivetyjen määrissä olivat niin pieniä, että kyselyliä. Pitoisuuserot työntekijöiden altistumisarvoissa ilman epäpuhtauksille massoittain ei katsottu olevan merkitseviä eroja. Missään vaiheessa eivät mitattujen pitoisuuuksien arvot kummallakaan SMA:lla ylittäneet sallittuja työskentelypitoisuuksien ohjearvoja. Kyselyn pohjalta ei voitu antaa yksiselitteistä vastausta tuloksia ei voitu yleistää. koska vastaajien määrä oli niin pieni, että hematiittifillerin tahraavuudesta,

5 -ja PELTONEN, Petri, HEIKKILÄ, Pirjo: Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde ympäristövaikutukset. [Hematite filler in stone mastic asphalt. Influence on working conditions and environmental impacts.] Key words Stone mastic asphalt, hematite filler, filler ABSTRACT Hematite filler beforms as by-product in sulphur acid production of about tia. About 95 % from hematite is of pure iron oxide. The purpose was to explain the use of this new filler in stone mastic asphalt, SMA so that the influence on working conditions and environmental impacts are evaluated. The condition of the hematite contained SMA test road constructed in 1996 in Lapinlahti near Kuopio town was followed up. The surface of SMA remained on the road slightly open-graded. The amount of hematite in aggregate mixture was 10 % and there was not used any cellulose fibre. Amount of bitumen was 6,0 %. Characteristics of hematite SMA like wearing after the first winter were equal to the reference SMA with lime stone filler and cellulose fibre. For the 1997 test road (Vuorela) SMA was mix-designed more compacted. Bitumen amount was of 6,2 % and the amount of hematite filler 11 %. Cellulose fibre was used only in reference where lime stone was used as the filler. The mean void content of the hematite SMA after laying on the road, measured by the DOR method, was good; value of 3,6 %. The corresponding value in the Lapinlahti test road was more than 6 %. Water soluble elements of core samples were tested by the diffusion test. ln the hematite SMA there were very little amounts of water soluble zinc, sulphate (SO42 ), cadmium, copper and really small amounts of arseni, baryum, mercury and plumb. On the basis of the results hematite filler can be added in compacted SMA mixture because the leaching of the elements was so small that there are not any environmental risks and the continuous use in wet conditions is possible. During the Vuorela test road the aim of the working condition study was to explain if the workers when working with hematite filler are more exposed to impurities in the breathing air. The exposure measurements were done in the asphalt plant and in the field when paving the road. The differences which the workers felt were explained by the questionary. The differences in contents of the impurities like dust and hydrocarbons between different masses were, however, so small that they had not any great significance. ln any stages the measured contents with both SMA masses did not either exceeded the allowed normative values for this kind of working conditions. ln the questionary the amount of the answers was so low that the spotting characteristics of hematite could not be generalised.

6 -toinnin kentällä. ALKUSANAT Hematiittifihleriä muodostuu Kemira Chemicals Oy:n Siilinjärven tehtaiden sivutuotteena rikkihappotuotannossa. Selvitys hematiitin soveltuvuudesta SMA-massaan käynnistettiin Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen Yhdyskuntatekniikassa keväällä Hematiittifilleri on väriltään punaruskeaa ja SMA:ssa hematiitin koostumukseltaan lähes puhdasta rautaoksidia, Fe käyttöä tutkittiin asfaltin täytejauheena luonnon kaikkikivifillerin tapaan arvioiden myös työskentely- ja ympäristövaikutukset. Tutkimuksen tilaajina olivat Tielaitoksen Savo-Karjalan tiepiiri, Tielaitoksen Tie- ja liikennetekniikka Kemira Chemicals Oy. Päällysteiden suunnittelua koerakentamisessa on ja rahoitettu myös TEKES:n ympäristöklinikan tuella. Jatkotutkimuksia varten rakennettiin kesällä 1997 Vuorelaan lähelle Kuopiota toinen koetie hematiitilla modifloidusta SMA:sta. Koetie toteutettiin paikallisten ympäristöviranomaisten luvalla. Koetien työskentely- ja ympäristövaikutusten selvityksestä sovittiin kohteen urakoineen Asfaltti-Tekra Oy:n kanssa. Työskentelyolosuhteiden vaikutuksia selvittäneestä tutkimuksesta vastasi Työterveyslaitos sekä asfalttiasemalla että SMA: n levityksessä Tutkimuksen seurantaryhmään ovat kuuluneet - Raimo Ledentsä TIEL/Savo-Karjalan tiepiiri, puheenjohtaja - Kale vi Toikkanen TIEUTie- ja liikennetekniikka - Asko Särkkä Kemira Chemicals Oy Siiinjärven tehdas - Hannu Vainikainen TIEL/Savo-Karjalan tiepiiri - Hannu Huttunen TIE USa yo-karjalan tie piiri - Pirjo Heikkilä Työteiveyslaitos - Petri Peltonen VTT YHDYSKUNTA TEKNIIKKA Väylät ja ympäristö - Toivo Mönkkönen TIEUSavo-Karjalan tie piiri, sihteeri Tutkimuksen työnaikaisen seurantaraportin laadinnasta vastasi Savo - Karjalan tiepiirissä Hannu Vainikainen. Margareta Wahlström koordinoi ympäristötutkimukset VTT Kemiantekniikassa. Julkaisun on VTT:n tutkimusten osalta kirjoittanut Petri Peltonen ja Työterveyslaitoksen työskentelyolosuhteiden tutkimusosuuden on kirjoittanut Pirjo Heikkilä. Julkaisun kommen suoritti seurantaryhmä. Helsingissä huhtikuussa 1998 Tielaitos Tie-ja liikenneteknllkka

7 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristövaikutukset. 7 SISÄLTÖ 1 JOHDANTO 2 KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOKSET lo 2.1 Lapinlanden koetie Koetien sijainti ja koeosuuksien SMA -massojen koostumus SMA:n kulurriinen koetiellä Koetien vauriokartoitus Koeosuuksien kesäajan 1997 deformoituminen Lapinlandenja Vuorelan koetien ympäristöseurannan vertailu diifuusiotestillä laboratoriossa Vuorelan koetie Koetien sijainti ja rakentamisen aikaiset havainnot SMA:n ennakkosuhteitus Valmiin päällysteen ominaisuudet Tien reunan maa -ainesnäytteen kemiallinen analyysi 15 3 TYÖSKENTELYOLOSUHTEIDEN TUTKIMUKSET Tutkimuskohteen mäarittely Tutkimusmenetelmät Mittauskohteetja olosuhteet mittausten aikana Näytteenkeräys- ja analyysimenetelmät Työolosuhdekysely Tulokset Työntekijöiden altistuminen Kysely tahraavuudesta 21 4 TUTKIMUSTULOSTEN TARKASTELU Koetie-ja ympäristöseuranta Kuluminen, deformoituminen ja vauriot Lapinlanden koetiellä2l Ympäristöseuranta Lapinlanden ja Vuorelan koetienäytteistä2l Vuorelan koetien ennakkosuhteitukset Työolosuhdetutkimukset 23 5YHTEENVETO 25 6 JATKOSUOSITUKSET 26 7 VIITTEET 28 8 LUTTEET 29

8 -len t. teillä ja Hematiittifihleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. 9 JOHDANTO I JOHDANTO Teollisuuden sivutuotteiden, kuten (entotuhkan, puutuhkien, kuonien, valimo viime vuosina erittäin paljon. jne. hyödyntäminen asfalttipäällysteissä on lisääntynyt -hiekkojen, jätemuovien Sivutuotteiden hyödyntämistä asfalttipäällysteissä ovat jouduttaneet erilaiset jätteiden varastoinnin verotukseen liittyneet säädökset sekä myös EU-direktiivit. sivutuotteille haetaan ensisijaisesti materiaalisia uusiokäyttö Näiden pohjalta Asfaltissa uusien materiaalien on toimittava päällysteessä moitteetto-muotojamasti. Sivutuotteiden käytöstä ei myöskään saa muodostua ympäristö- tai työskentelyhaittoja. Kaivosteollisuuden malmien rikastuksen ja jatkojalostuksen erilaiset sivutuotteet asfalttipäällysteissä hyötykäyttökelpoisiksi sivutuotteiksi. voivat muodostua hematiittifilleri on kaivosteollisuuden sivutuote. Hema-Tutkimuskohteena oleva tiittifilleriä syntyy poltettaessa pyriittimalmia rikkihappotuotannon yhteydessä. Vuosittain hematiittifilleriä syntyy Kemira Chemicals Oy:n Siilinjärven tehtailla Tuotetta on varastoituna noin 4 milj. tonnia. Määrällisesti hematiittifil voisi olla eräs mandollinen tienrakennuksen täyteaine. Tiepäällysteistä yleisin on normaali asfalttibetoni (AB). Vilkkaasti liikennöidyillä on kuitenkin yleistynyt viime vuosina myös kulutusta kestävä kivimastiksi (SMA). SMA:ssa käytetään normaalisti fillerinä tavallista kalkkikivitäyte-asfalttjauhetta ja lentotuhkaa. Tämän lisäksi lisäaineena SMA:ssa käytetään mastik parantamiseksi selluloosakuitu. -sin stabiilisuuden }-lematiittifihleri on lähes puhdasta rautaoksidia (Fe203). Tutkimuksessa hematiittifilleniä kokeiltiin SMA:n täytejauheena niin, että massaan ei lisätty selluloosakuitua. Ensimmäinen koetie hematiitilla modifloidusta SMA:sta rakennettiin kesällä 1996 Lapinlandelle kohteeseen Vt 5 Lapinlahti - Nerkoo. Tätä koskevat tulokset ovat julkaisussa Tielaitoksen selvityksiä no. 75/1996 /1/. Tämän tutkimuksen keskeisin lähtötavoite oli ensimmäisen koetien tulosten perusteella parantaa hematiitilla modifloidun SMA:n hematiitti/bitumi -suhdetta niin, että vältyttäisiin liian avoimelta päällystepinnalta. Tätä varten suunniteltiin toteutettavaksi kesällä 1997 uusi koetie kohteeseen Vt 17 Vuorela - Lentokentän th. Vaikka sivutuotteita käytetään jatkuvasti asfaltissa, ei niiden käytön työterveydellisistä ja työhygieniaan vaikuttavista tekijöistä ole paljonkaan tehty tutkimusta tutkimus on tältä osin uutta.

9 1 0 Hematiittifitleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristövaikutukset. KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOKSET On kuitenkin välttämätöntä, että myös työskentelyolosuhteiden ja ympäristölli vaikutukset tunnetaan tulevaisuudessa jokaisen sivutuotteen osalta. Tämän -set vuoksi uudella koetiellä ja SMA:n valmistuksessa asfalttiasemalla oli keskeisenä tavoitteena tutkia myös lähemmin hematiittifillerin käytön työskentely- ja ympäristövaikutukset. Näistä selvityksistä vastasi koekohteessa Työterveyslaitos. Ympäristövaikutuksia selvittäneitä laboratorion diifuusio- ja liukoisuustestejä tutkimuksessa teki VTT. Tässä julkaisussa on esitetty hematiitilla modifloidun uuden SMA-koetien suunnittelu laboratoriossa ja työskentely- ja ympäristövaikutusten seurantaan liittyneet mittaukset ja tulokset kentällä. Varhemman Lapinlanden koetien seurantatulokset (kuluminen, deformoituminen ja vauriot) ensimmäisen talven 1997 jälkeen on myös raportoitu tässä julkaisussa. 2 KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOK -SET 2.1 Lapinlanden koetie Koetien sijainti ja koeosuuksien SMA -massojen koostumus Koetie sijaitsee Vt:llä 5 välillä Lapinlahti - Nerkoo Kuopiosta pohjoiseen noin 60 km. Koetien tarkemmat tiedot on esitetty julkaisussa Ill. Koetiellä on kaksi koeosuutta: vertailu SMA (kulumisproflulien numerot 1-7) ja hematiitilla modifloitu SMA (kulumisproflulien numerot 8-14). Vertailuosuuden pituus on noin 425 m sisältävän koeosuuden noin 500 m. ja hematiittia SMA:n kivlaineksena käytettiin Paskomäen kalliomursketta ja kiviaineksen maksimiraekoko oli 18 mm. Vertailuosuuden SMAI8:ssa oli 6,0 % bitumia B701100, kiviainesseoksessa 9 % kalkkifilleriä ja massassa 0,4 % selluloosakuitua. Hematiittia sisältäneessä SMA18:ssa oli bitumia 6,0 %. Hematiittifilleriä kivlainesseoksessa oli 10 %. Hematiittia sisältäneeseen SMA-massaan ei lisätty sellukuitua SMA:n kuluminen koetiellä Talven kulumisen seuraamiseksi koetiellä tehtiin VTT:n toimesta proflilimittaukset ja Koetie päällystettiin elokuun alussa kesällä joten alkukulumisproflilit mitattiin noin 6 viikon kuluttua päällystämisen 1996, jälkeen. Keskiarvotulokset ovat taulukossa I ja profiilikohtaiset arvot liitteessä 1.

10 - Hematlittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristävaikutukset. 11 KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOKSET Koetien vauriokartoitus Kevään 1997 kulumisprofiilimittauksen yhteydessä koeosuuksilla tehtiin vaurio- kartoitus (lute 2). Osuuksittain havainnoitiin vaurioita (kpl) seuraavasti. Verta iluosuus - Poikittaishalkeamat yli molempien kaistojen 11 Pienemmät poikittaishalkeamat 1 - Pienet pituushalkeamat 1 - Harvemmat päällystepinnan kohdat 2 Hematiittiosuus - Poikittaishalkeamat yli molempien kaistojen 15 yli yhden kaistan 2 - Poikittaishalkeamat - Muita halkeamia ja harvoja kohtia ei ollut Taulukko 1. Lapinlanden hematiittikoetien (SMA 18) urasyvyydet ja kuluminen talven jälkeen. Selitteet: keskiura (ku), reunaura (ru). 1 Alku-uraa ei havaittu. Koe-osuus Uran syvyys 1, mm Kuluminen, cm 2 (ku) (ru) talvi Vertailu-SMA (ka) 3,3 3,6 56,2 Hematiitti-SMA (ka) 2,7 3,2 56,3 Vertailu-SMA(kh) 0,8 1,0 8,6 Hematiitti-SMA(kh) 0,8 0,8 12, Koeosuuksien kesäajan 1997 deformoituminen Kesä 1997 oli ajoittain erittäin lämmin. Tämän vuoksi tutkimuksessa haluttiin selvittää myös koeosuuksuen pinnoilla mandollisesti lämpimänä kesäaikana raskaassa liikenteessä esiintyvää urautumista eli deformoitumista. Keskimääräiset deformoitumistulokset hajontoineen ovat taulukossa 2 ja profiilikohtaiset 3. tulokset liitteessä Taulukko 2. Lapinlanden koeosuuksien urasyvyydetja deformaatio kesällä Koe-osuus Urasyvyys, mm Deformaatio, cm kesä 971) (ku) (ru) muutos nâhden Vertailu-SMA 3,9 4,8 8,7 Hematithi-SMA 3,1 3,2 10,5 Icuvaa ianinna paallystepinnan tasoittumesta.

11 12 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOKSET Lapinlanden ja Vuorelan koetien ympäristöseurannan vertailu diifuusiotestillä laboratoriossa Lapinlanden koetiestä porattiin valmiista päällysteestä lieriönäyte: halkaisija 104 mm, korkeus 41 mm. Tästä hematiitilla modifloidusta SMA-näytteestä tehtiin laboratoriossa ympäristöseurantaa varten ns. hollantilainen diifuusiotesti Diffuusiotestin suoritti 'fil:n Kern iantekniikka /2/. Hollannissa on stabiloiduille materiaaleille kehitetty vesiliukoisuustesti (ns. diffuusiotesti, Draft NEN 7345, 1994 ), jossa voidaan määrittää haitta-aineiden liukenemistapa ja tietyssä ajanjaksossa materiaalin pinnalta veteen liukenevien haitta-aineiden määrä. Näytteen mandollisesti hematiitista peräisin olevat veteen liukenevat alkuaineet: sinkki (Zn), kupari (Cu), lyijy (Pb), elohopea (Hg), (Fe), arseeni (As), kadmium (Cd), barium (Ba) ja sulfaatti (SO42 ) määri-rauta tettiin tällä diifuusiotestillä. Diifuusiotestissä näytekappaletta säilytetään 64 vrk jonka ph on ennen upotusta säädetty arvoon 4,0 (hapan). Epäor- vedessä, gaanisia epäpuhtauksia sisältävien näytteiden sijoittelun ohjearvoja on annettu taulukossa 3. Vuorelan koetiestä porattiin samoin näytelieriöt sekä hematiitti- että vertailu- SMA:sta /3,4/. Vertailun helpottamiseksi myös nämä tulokset ovat taulukossa 4. Taulukko 3. Kaatopaikkasijoituksen ja hollantilaisen diifuusiotestin ohjearvoehdotukset, kts. myös Illte 4 saastuneiden maiden sijoituksen ohjerajat. Alkuaine/ yhdiste Kaatopaikkasijoituksen 1 enimmäisohjearvo mg/kg Hollantilainen diffuusiotesti 1, ohjearvot, mg/m2 /64vrk Sijoitusluokka la Sijoitusluokka lb sinkki kupari lyijy elohopea 25 0,4 1,4 arseeni sulfaatti kadmium 50 1,1 3,8 - barium rauta (be) ja barium (sa) enimmäisohjearvoa ei annettu. Huomiol ero mg/kg ja mg/m Diffusiokokeen aikana vesi vaihdetaan määräajoin kandeksan kertaa. Vesisuodoksesta määritetään alkuaineet esim. atomiabsorptiolla /2/.

12 Hematiittifulleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristävaikutukset. 1 3 KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOKSET Diifuusiotestien tuloksia arvioidaan hyväksyttävien enimmäispitoisuusarvojen 3) eri sijoitusluokissa. Luokan la ohjearvojen täyftyessä pohjalta (taulukko eristämättömänä pysyvästi kosteisiin sijoituspaik- materiaali voidaan sijoittaa koihin ja luokan 1 B ohjearvojen täyttyesssä materiaali voidaan sijoittaa eristämättämänä ajoittain kosteisiin sijoituspaikkoihin. Saastuneiden maiden kaatopaikkakelpoisuudelle on myös annettu ohjerajoja 3 esitetään. SMA:sta saadut liukoisuustulokset ovat taulukos- kuten taulukossa sa 4 koskien molempia koeteitä ja vertailua. Taulukossa 4 tuloksia on verrattu myös hollantilaisessa la sijoituksessa vaadittavlin arvoihin. Taulukko 4. SMA:n koeteiden poranäytteistä diifuusiotesteissä Iiuenneet ja lasketut alkuainemäärät. Aine Hollanti la mg/m 2164 vrk SMA hematiitti 1996 (Lapinlahti) mg/m 2/64_vrk SMA hematiitti 1997 (Vuorela) mg 1m2/64 vrk SMA vertailu 1997 (Vuorela) mg/m 2164 vrk Mitattu 1 Laskettu 2 Mitattu Laskettu Mitattu Laskettu sinkki <10 - kupari ,8 6,9-16 <2 - lyijy 120 <1,2 - <1,0 - <1,0 - elohopea 0,4 <0,05 - <0,1 - <0,1 - arseeni 41 <3 - <1,0 - <1,0 - rauta ,1 - sulfaatti kadmium 1,1 0,14 - <0,05 - <0,05 - barium ,4-4,1-1 Diffuusiotestin kumulatiivinen tulos, 2 Karkea arvio laskettu diifuusion kautta liukenevista määristä 64 päivän aikana; muista ei laskennallisia arvoja määritettävissä Analyysitulosten mukaan SMA:sta liukenevien tutkittujen aineiden määrät olivat molemmilla koeteillä pienempiä kuin sijoitusluokan la ohjearvoehdotukset. Taulukon 4 tuloksista nähdään, että pienimmät aikuainepitoisuudet saatiin vertailu SMA:sta. Hematiitilla modifloidusta SMA:sta saatiin tätä korkeampia pitoisuuksia, mikä selittyy hematiitin mukanaololla. Edelleen havaittiin, että Vuorelan (1997) pitoisuudet olivat pienemmät kuin Lapinlanden SMA:n (1996) SMA:n SMA:n noin 3 %-yksikköä pienemmällä pitoisuudet. Tämä selittyy Vuorelan Vuorelan SMA oli tällöin tiiviimpi ja siitä liukeni diifuusiotestissä ye- tyhjätilalla. teen tämän vuoksi vielä vähemmän tutkittuja alkuaineita.

13 -ten Hematiithfihleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOKSET 2.2 Vuorelan koetie Koetien sijainti ja rakentamisen aikaiset havainnot Koetie sijaitsee kuvan 1 mukaisesti välillä Vt 17 Vuorela - Lentoaseman th., tieosalla 01/ Koetien keskimääräinen vuorokausiliikennemäärä on noin Työmaan havainnot hematiittikokeesta Vuorimäen koneasemalla ovat liitteessä 5. k''o\ 1i& Kuva 1. Vuorelan SMA-koetien Vt 17 Vuorela-Lentoaseman th. suainti SMA:n ennakkosuhteitus Vuorelan kokeen SMA:t suhteitettiin ennakkoon VTT:ssa tiepiirin toimittamien SMAl 8-massan perustietojen pohjalta. Kiviaineksena oli paikallinen Vuorimäen kalliomurske. \ITT testasi suhteituksen lisäksi massoista ennakkoon deformoitumisherkkyy - den Wheel-tracking-kokeella. Kentällä suhteitus toteutui VTT:n arvojen mukaan muuten samanlaisena, mutta vertailussa käytettiin alkuperäisen 10 % sijasta kalkkifilleriä 9 %. Ennakkosuhteitustulokset ovat taulukossa 5. Kiviaineskäyrät Wheel - tracking-koe) sekä poranäytetutkimus ja deformoitumistulokset (VTT:n tulokset ovat liitteessä 6.

14 1,15. Hematiittifulleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. 1 5 KOETEIDEN SUUNNITTELU JA SEURANTATULOKSET Valmiin päällysteen ominaisuudet Tiepiiri mittasi valmiista päällysteestä Ilitteen 7 mukaisesti DOR-tyhjätilan. DOR-tyhjätilan keskiarvo hematiittia sisältäneessä SMA:ssa oli 3,6 %. Vastaavan porapalan tyhjätilaksi saatiin laboratoriossa 2,3 %. Vertailu-SMA:n tyhjätila tieltä DOR menetelmällä mitaten oli keskimäärin 1,6 % ja porapalasta laboratoriossa määrittäen 1,9 %. Taulukko 5. Vuorelan koetien SMA:n ennakkosuhteituksen tulokset. Ominaisuus SMA 18 hernatiifti SMA 18 vertailu Vaatimus ICT-näytteet, biturnipitoisuus, rnassa-% 6,2 5,7 Massan teor.tiheys, kg/rn Koekappaleen tiheys, kg/rn Tyhjätila % 1,3 0,9 2-5 Kiviaineksen täyttöaste, KAT % Biturnin täyttöaste, TA % Asfaittilaatta, Wheel-tracking alku-ura, mm 1,5 1,4 <1,511 luokka Kokonaisdeformaatio, mm 4,2 4,5 <8,0 II luokka Tasaisuusmittauksen mukaan hematiittiosuuden (lute 7.3 tulokset) tasaisuuden vaihteluväli lrl4-arvoissa oli 0,66-0,92. Vastaava arvo vertailulla oli 0, Tien reunan maa-ainesnäytteen kemiallinen analyysi Vuorelan koekohteen tien reunan maa-ainesnäyte, pääosin kivituhkaa, otettiin tieosan paalulta Näytteen tutki VTT:n Kemiantekniikka /5/. Määritystä varten näyte jauhettlin ja seulottiin. Seulotun näytteen alle 1 mm jaetta keitettiin väkevän suolahapon ja väkevän typpihapon seoksessa 6 tuntia. Seos suodatettiin ja taulukon 6 osoittamat alkuaineet määritettiin laimennetusta Iluoksesta atomiemissiospektrometrisesti ICP-tekniikalla /5!. Tutkittujen aineiden kokonaispitoisuudet olivat pienempiä kuin saastuneiden sijoittelun arvioinnissa yleisesti käytetyt ohje- ja raja-arvot (lute 4). Täl-maiden löin tienvieren kivituhka tarkkailupisteessä ei ollut lähtönäytteen tulosten valossa ongelmallista maa-ainesta sijottelun kannalta. Jatkossa seurataan muuttuvatko kivituhkan pitoisuudet, kun hematiitilla modifioitua SMA:ta on liikennöity muutama vuosi.

15 3.1 -lä. 1 6 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristövaikutukset. TYÖSKENTELYOLOSUHTEIDEN TUTKIMUKSET Taulukko 6. Vuorelan tien vieren maa-ainesnäytteen alkuaineiden kokonaispitoisuu näytettä. -det, mg/kg ilmakuivaa Aine Hematiitt,koe/ Vuorelan maaaineksen lähtönäyte , pi 2600, pitoisuus mg I kg Saastuneen maan sijoittamisen arvioinnin raja-arvo, mg / kg kupari sirikki elohopea <0,5 5 lyijy rauta ei annettu arseeni 3,2 50 kromi kadmium <0,4 10 koboitti barium nikkeli vanadiini TYÖSKENTELYOLOSUHTEIDEN TUTKIMUKSET Tutkimuskohteen määrittely Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää vaikuttaako hematiitin käyttö kalkkikiven tilalla täytejauheena kivimastiksiasfaltissa (SMA) työntekijöiden altistumistasoi kokemlin haittoihin. Altistumistasotutkimukset tehtiin sekä asfalttiasemalla -hin ja valmistettaessa että tienpäällystystyömaalla levitettäessä hematiittia ja kalkkikiveä sisältäviä massoja. Altistumistasoja tutkittiin määrittäen pölyn ja bitumin aineosien pitoisuudet ilmassa. Työntekijöiden kokemia haittoja tutkittiin kyselyl 3.2 Tutkimusmenetelmät Mittauskohteet ja olosuhteet mittausten aikana Asfaittimassat valmistettiin Vuorimäen asfaittiasemalla. Mittauskohteet asfaltti- asemalla olivat sekoitintasolla ja remonttivaunun nurkaua. Hematiittifilleriä ja -massojen valmistuksen työvaiheiden erona oli kalkkifllleriä sisältäneiden SMA sekoittimen luukun avaus. Kalkkifilleriä sisältävään SMA:han lisättiin selluloosakuituja avaten sekoittimen luukkua. Hematiittifilleriä sisältäneen SMA:n valmistuksessa ei ollut tätä työvaihetta. Luukun avauksen aikana sekoittimesta pääsi ilmaan epäpuhtauksia, jotka nostivat kalkkifilleriä sisältäneen SMA:n valmistuk-

16 Hematiittifihleri SMA-päällysteessä. Tyäolosuhde- ja ympäristövaikutukset. 1 7 TYÖSKENTELYOLOSUHTEIDEN TUTKIMUKSET sen aikana eräitä mitattuja pitoisuuksia. Nämä pitoisuuden muutokset tulkittiin johtuneeksi erilaisista työmenetelmistä. Päällystyskohteena oli Vt 17 Vuorela Lentoaseman th. Päällystyskohteen ilman epäpuhtauksien pitoisuudet mitattiin tietyöntekijöiden (levittimen kuljettaja, perämies ja kolamies) hengitysvyöhykkeillä molempien massojen levityksen aikana. Ohikulkevan liikenteen pakokaasujen vaikutusta ilman polysyklisten aromaattisten hillivetyjen (PAH) pitoisuuteen mitattiin liikenteenohjaajan hengitysvyöhykkeellä. Yksityiskohtaiset tiedot mittausten aikaisista olosuhteista ovat liitteessä Näytteenkeräys- ja analyysimenetelmät Ilman epäpuhtaudet Asfalttiasemalla mitattiin ilman epäpuhtauksien pitoisuuksia (kokonaispöly, hie (hiukkaset alle 5 pm), rauta-, sinkki- ja kuparipöly, bi -nojakoinen kvartsipöly orgaaniset hiilivedyt, rikkidioksidi, typenoksidit, hiilimonok- -tumihuuru, haihtuvat sidi ja hiilidioksidi) sekoitintasolla ja remonttivaunun päädyssä. Näytteet kerättiin kiinteissä mittauspisteissä maasta lukien noin 1,5 m korkeudella, kts. liitteen 10 tiedot keräyksestä ja analyysimenetelmistä. Tietyömaalla asfalttimassojen levityksen aikana mitattiin ilman epäpuhtauksien (bitumihuuru, haihtuvat orgaaniset yhdisteet, polysykliset aromaattiset hiilivedyt (PAH), rikkidioksidi, typenoksidit, hiilidioksidi ja hiilimonoksidi) pitoisuuksia levit ja perämiehen hengitysvyöhykkeillä. Levitys-timen kuijettajan, kolamiehen työnaikainen työolosuhdetutkimus, kts. kuva 2. Liikenteenohjaajan hengitysvyöhykkeeltä mitattiin polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen (PAH-hiilivedyt) pitoisuus. PAH -hiilivetyjä on ilmassa sekä höyrymuodossa että hiukkasina. Mittauksilla määritettiin molempien pitoisuuksia. PAH -hiilivetyjä syntyy orgaanisten hiilivetyjen palaessa ja niitä on mm. maaöljytisleissä kuten bitumissa. PAH - hiilivetyjä on useita kymmeniä erilaisia yhdisteitä. Arvioitaessa työntekijöiden altistumista ilmasta on määritetty 15 PAH - yhdisteen pitoisuudet. Nämä 15 ainetta kuuluvat USA:n työterveyslaitoksen (NIOSH) suosittelemien 17 PAH - indikaattoriaineen ryhmään. Koska eri tutkimuksissa on määritetty eri PAH - yhdisteitä, PAH -tuloksia on vaikea verrata keskenään. Vertailun helpottamiseksi tässä tutkimuksessa on määritetty samat PAH - aineet kuin laajem-

17 18 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristövaikutukset. TYÖSKENTELYOLOSUHTEIDEN TUTKIMUKSET massa tienpääl lystäjien työoloja kuvaavassa varhemmassa tutkimuksessa (Heikkilä et al. 1994, viitteet 6,8,11). Yhteenveto mitatuista aineista mittauskohdittain on liitteessä 9. Käytetyt näytteenkeräys- ja mittausmenetelmät ovat liitteessä 10. Viitteissä 7, 9 ja 10 on Iisäksi tulosten arvioinnissa käytettyä muuta kirjallisuutta. Kuva 2. Päällystystyöntekijöiden hen gitysilman epäpuhtauksien keruusysteemi SMA:n levityksessä Työolosuhdekysely Kysely, jossa tiedusteltiin hematiittia ja kalkkikiveä sisältävien SMA-massojen ihon ja vaatteiden tahraavuutta ja työntekijöiden kokemia hajuja, toteutettiin haastattelemalla. Vastaajia oli asfalttiasemalla 2 ja tietyömaalla 3. Kyselylomake on kuvattu tulosten yhteydessä liitteessä Tulokset Työntekijöiden altistuminen Asfaittiasemalla mitatut ilman epäpuhtauksien pitoisuudet ovat liitteessä 12 ja mitatut pitoisuudet vastaavasti liitteessä 13. Tulokset on esitetty tietyömaalla myös kuvissa 3-5. Mitatuille yhdisteille annetut työilman epäpuhtauksien raja- arvot ovat liitteiden tulostaulukoissa.

18 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. 1 9 TYÖSKENTELYOLOSUHTEI DEN TUTKIMUKSET Suomessa työiman epäpuhtauksien raja-arvot, haitallisina pidetyt pitoisuudet eli HTP - arvot, on julkaistu Työministeriön turvallisuustiedotteessa 25/1 996, kts viite 7. E E U, 0 RKokonaispöly, mg/m3, hematiitti KokonaispöIy, mg/m3, kalkki Bitumihuuru, mg/m3, hematlitti Bitumihuuru, mg/m3, kalkki Asfaittiasema Tienpäällystys Kuva 3. liman kokonaispöly- ja bitumihuurupitoisuuksien keskiarvot asfaittiasemalla ja tienpäällystystyömaaila levitettäessä hematiittia ja kaikkia sisältä ylä valmistettaessa -massoja. Huom: Asfaittiaseman kokonaispölypitoisuuksien ero kuvassa 3 ei kuvaa SMA normaalia tilannetta. Kaikkifiuleriä ja kuitua sisältäneen SMA:ri sekoituksen aikana mitta ustasanteella kalkkifiileriä maahan. Lapiointi ei kuulu joka päiväisiin töihin, lapioitiin jolloin massojen valmistuksen aikaiset työta vat eivät olleet verrannollisia fl E6 C) U, ETVOC, rnglm3, hemathtti [TVOC, mg/m3.kalkki Asfaittiasema Tienpäällystys Kuva 4. Ilmaan haihtuvien orgaanisten hiilivetyjen (TVOC) kokonaispitoisuuksien kesk/ asfalttiasemalla ja tien pääilystystyömaaila valmistettaessa ja levitettäessä -arvot hematiittia ja kaikkia sisältä viä SMA- massoja.

19 kaikki-sma mg/rn 20 Hematiittifihleri SMA-päällysteessä. Työotosuhde- ja ympäristövaikutukset. TYÖSKENTELYOLOSUHTEIDEN TUTKIMUKSET '4 E (fl 0 Bhematiitti-SMA Iiikenteenohjaaja 0 PAH -hiukkaset PAH-haihtuvat Kuva 5. Ilman polysyk/isten aromaattisten hiiiivetyjeri pitoisuuksien keskiarvot tienpäällystystyömaalia levitettäessä hematiittia ja kaikkia sisältä viä SMA -massoja. Bitumihuurupitoisuudet (kuva 3) olivat tietyömaalla korkeammat (0,30-0,67 3 ) kuin asfalttiasemalla (0,01-0,12 mg/rn 3 ). Samoin haihtuvien orgaanis-mg/rn ten hiilivetyjen (TVOC) pitoisuudet olivat korkeammat asfalttimassojen levityksessä (4,7-11,0 mg/rn 3 ) kuin massojen valmistuksessa (0,1-1,2 mg/rn 3 ), kts. liitteiden 12 ja 13 tuloshajonta ja kuva 4. Asfaittiasemalla mitattu hienojakoisen kvartsipölyn pitoisuus oli 0,05-0,06 3, joka on noin ¼ haitalliseksi tunnetusta pitoisuudesta (HTP-arvo Työministeriö 1996). Kvartsipöly on peräisin sekä massan kiviaineksesta että liikenteen ilmaan nostamasta kivipölystä. Mitattujen metallien (rauta, sinkki ja kupari) pitoisuudet olivat pieniä. Raudan pitoisuus oli suurimmillaan 0,39 mg/rn 3 kaikkia sisältäneen SMA:n valmistuksessa ollen kuitenkin alle 1/10 HTP-arvosta. Muiden metallien pitoisuudet olivat mittausmenetelmien määritysrajojen tasolla tai alle sen. Polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen (PAH) pitoisuutta mitattiin tienpäällystys- työmaalla ja liikenteenohjaajan hengitysvyöhykkeellä. Liikenteenohjaajan mitta- ustulos kuvaa ohikulkevan liikenteen osuutta. Mittaustulokset ovat liitteessä 14. Pääosa PAH -yhdisteistä oli ilmassa höyrymuodossa naftaleenin ollessa pääaineena. Hiukkasmaisten PAH:ien osuus PAH:n kokonaispitoisuudesta oli noin %. PAH;n yhteispitoisuudelle ei ole annettu HTP-arvoa Suomessa. Yksit- 10 täisistä aineista bentso(a)pyreenin HTP-arvo on 10 pg/m 3. Norjassa on PAH:n yhteispitoisuuden raja-arvoksi suositeltu 40 pg/rn 3. Näihin arvoihin verrattuna

20 4.1 -lä liitteenä Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. 21 TUTKIMUSTULOSTEN TARKASTELU mitatut PAH - pitoisuudet olivat pieniä (kuva 5). Tienpäällystäjien hengitysvyöhykkeillä PAH:n keskiarvopitoisuudet olivat lo-kertaisia hematiittirnassan (3,93 pg/rn 3) ja 20-kertaisia kalkkimassan (6,86 pg/rn 3 ) levityksen aikana verrattuna altistumiseen (0,35 pg/rn 3). liikenteenohjaajan Kysely tahraavuudesta Asfalttiasemalla toisen työntekijän mielestä hematiitti tahrasi työvaatteet, joita oli vaikea puhdistaa. Hematiitti ja kalkkimassojen hajujen ei koettu eroavan toisistaan. Tietyöntekijöiden mielestä massojen tahraavuudessa ei ollut eroa. Hematiittia SMA:n haju koettiin miellyttävämmäksi, kun taas kalkkifilleriä sisäl-sisältäneen täneen SMA:n hajua kuvattiin voimakkaarnmaksi. Yhteenveto vastauksista on TUTKIMUSTULOSTEN TARKASTELU Koetie- ja ympäristöseuranta Kuluminen, deformoituminen ja vauriot Lapinlanden koetiel Lapinlanden koetiellä talven jälkeen oli kuluminen yhtä suurta sekä tavallisella että hematiittia sisältäneellä SMA:lla. Deformaation kokonaismäärässä kesän 1997 aikana ei myöskään havaittu osuuksittain merkittäviä eroja. Lukuarvoina esittäen hematiitilla modifloidun SMA:n deformaation määrä oli lievästi suurempi. Kun huomioidaan yksittäisissä profluleissa esiintyneet hajonnat ja deformaatiomittausten tuloksiin yleensä kentällä vaikuttavat monet tekijät, voidaan deformaatiotulosten tässä vaiheessa seurantaa katsoa olevan vielä täysin samanarvoiset. Vauriokartoituksessa SMA:ssa oli yli kanden kaistan meneviä halkeamia melko runsaasti. Näitä halkeamia oli 4 kpl enemmän hematiittiosuudella. Halkeamien muodostukseen vaikuttavat niin ikään monet tekijät, joten tätäkään eroa ei vielä voida pitää merkittävänä Ympäristöseuranta Lapinlanden ja Vuorelan koetienäytteistä Laboratoriossa tehdyssä diifuusiotestissä tutkittuja, veteen liukenevia alkuainei- ta löytyi niin vähän, että hematiittia voidaan SMA-massaan kiinteytettynä käyt-

21 -dun 22 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosubde- ja ympäristövaikutukset. TUTKIMUSTULOSTEN TARKASTELU tää jatkuvasti kosteissa olosuhteissa (täyttää hollantilaisen luokituksen la vaatimukset). Hematiitilla modifloidun ja vertailu-sma:n koenäytteiden vesiliukoisuudesta voitiin todeta Vuorelan koetienäytteiden osalta sama kuin Lapinlanden koetiellä eli liukoisuusarvot olivat niin pieniä, että ne eivät estä hematiittifillerin käyttöä SMA-massassa. Normaalista SMA:sta liukenevien aineiden tasoon nähden hematiitilla modifioidusta SMA:sta liukeni kylläkin tutkittuja alkuaineita enemmän. Tällöin hematiitil tutkittu päästöjen taso nousee SMA:n normaalitasoon -la modifloidun SMA:n nähden, mutta niin vähän, että tästä ei ole välitöntä ympäristöhaittaa. Tulokset osoittivat myös, että tiiviimrnäksi suhteitetusta Vuorelan hematlitilla modifloidusta SMA:sta liukeni päästöjä vahemmän kuin tätä avoimemmasta Lapinlanden kokeen SMA:sta. Käytettäessä sivutuotteita SMA:ssa, korostaa tällöin huolellisen suhteituksen suunnittelun ja toteuttamisen merkitystä, tulos koska tiiviimmällä koostumuksella voidaan myös alentaa päästöjä. Vuorelan koetien tienvieren maa-ainesnäyte (aloitusnäyte jatkoseurantaa varten) oli pääosin kivituhkaa ja se sisälsi mitattuja alkuaineita vain vähän. Kivituhka oli puhtaudeltaan käytettyjen arviointiperusteiden (lute 4) mukaan hyvin sijoituskelpoista maa-ainesta. Jatkoseurannassa tarkastetaan vuosittain liukeneeko kivituhkaan päällysteestä hematiitin ainesosia Vuorelan koetien ennakkosuhteitukset Vuorelan koetien SMA toteutui tyhjätilaltaan Lapinlanden koetta pienempänä, koska SMA:n pintaa haluttiin uudessa koetiessä tiiviimmäksi. Poranäytteiden pohjalta määritetty tyhjätila oli keskimäärin Vuorelan vertailu- SMA:lla 1,9 % (laboratorio) ja kentällä 1,6 % (DOR). Hemattiittia sisältäneellä SMA:lla vastaavat arvot olivat 2,3 (laboratorio) ja 3,6 % (DOR). Lapinlanden koetien DOR-arvoihin (hematiittia sisältänyt SMA(6, 2/ 6,9 % ja 3,6/3,7 %) nähden Vuorelan koetie toteutui hematiitilla modifoi vertailu-sma osuuden osalta koetiellä noin 3 %-yksikköä tiiviimpänä.

22 HTP Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristövaikutukset. 23 TUTKIMUSTULOSTEN TARKASTELU 4.2 Työolosuhdetutkimukset Kokonaispölyja kvartsi Kokonaispölypitoisuus oli asfalttiasemalia kalkkifilleriä sisältäneen SMA:n valmistuksessa keskimäärin 6,0 mg/rn 3 korkeampi kuin hematiitti-sma:n (2,9 3) sekoitusvaiheessa (liitteet 12 ja 13). Kalkki-SMA:n valmistuksen aikana mg/rn kaikkia maahan, mikä ainakin osittain selittää kalkki- sekoitintasolta lapioitiin massan valmistuksen suuremmat pölyävyysarvot. Tienpäällystyksessä kokonaispölypitoisuus oli hieman pienempi hematiitti- SMA:n levityksessä (keskiarvo 1,7 mg/rn 3, vaihteluväli 1,4-2,2 mg/rn 3 ) kuin kalkki-sma:n levitysvaiheessa (keskiarvo 2,2 mg/rn 3, vaihteiuväii 1,5-2,7 3 ). Työntekijöiden hengitysvyöhykkeellä leijailevaan pölypitoisuuteen vai-mg/rn kuttavat asfalttiemissioiden lisäksi monet ulkoiset tekijät kuten esimerkiksi ohikulkevan liikenteen määrä, tuulen suunta ja voimakkuus. Mittaustulosten ero oli kuitenkin niin pieni, että pölypitoisuuksissa ei voitu esittää olevan merkitseviä eroja. Pöly sisältää sekä epäorgaanisia että orgaanisia yhdisteitä. Orgaanisen pölyn HTP-arvoon (5 mg/rn 3 ) verrattuna mitatut pölypitoisuudet olivat noin puolet raja-arvosta. Hienojakoisen kvartsipölyn keskiarvopitoisuus oli asfalttiasemalla 15-20% -arvosta. Bitumihuurut ja haihtuvat orgaaniset hii/ivedyt (TVOC) Asfalttiaseman sekoitintasolla bitumihuurun määrä oli 2-3 kertaa korkeampi kalkki SMA:n (0,07 mg/rn 3 ) sekoitusvaiheessa kuin hematiitti-sma:n valmistuksessa (0,03 mg/rn 3). Samansuuntainen ero oli myös TVOC:n pitoisuuksissa: kalkki -SMA:n sekoituksessa määrä oli 0,7 mg/rn 3 ja hematiith-sma:n sekoitus- vaiheeseen 0,2 mg/rn 3. Erot selittyvät massojen valmistuksen työvaiheiden selluloosakuituja lisättiin kalkki -SMA:han avaamalia sekoitinrum erilaisuudella: luukku, jolloin kuumasta asfaltista haihtui bitumihuuruja ja -höyryjä sekoi-mutintasolle. Tienpäällystyksessä hematiittimassan ja kalkkimassan levityksen aikana työntekijöiden bitumihuuru- (0,44 ja 0,52 mg/rn 3 ) ja T\JOC-pitoisuudet (7,0 ja 8,3 mg/rn 3 ) olivat samaa tasoa (lute 13). Bitumihuurun HTP-arvo on 5 mg/rn 3, joka monissa maissa mitataan kokonaispölynä eikä orgaaniseen Iiuottimeen liukenevana jakeena kuten tässä tutkimuksessa on tehty. Orgaaniseen Iiuottirneen liukenevalle jakeelle ei ole annettu

23 -dioksidin tasosta 24 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristävaikutukset. TUTKIMUSTULOSTEN TARKASTELU työhygieenistä raja-arvoa missään maassa. Bitumihuurupitoisuudet olivat korkeampia kuin on mitattu AB-massan levityksessä (0,1 mg/rn 3 ), mutta hieman alhaisempia kuin kumia sisältäneen AB:n levityksessä (Heikkilä et al. 1994). Muodostuneen biturnihuurun määrään vaikuttaa olennaisesti kuitenkin levityslämpötila. SMA-massan levityslämpötitat olivat noin 175 C. AB-massojen vastaavat lämpötilat olivat pienemmät, noin C. Polysyk/iset aromaattiset hiiivedyt (PA H) Polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä (PAH) mitattiin vain tietyömaalla. Mitatuista PAH-yhdisteistä pääosa, noin 90%, esiintyi ilman höyryssä naftaleenin muodostaessa höyryn pääainesosan (kuva Sja lute 14). Haihtuvien PAH -yhdisteiden keskiarvopitoisuus työmaan ilmassa kalkki-sma:n levityksen aikana oli kaksinkertainen (6,3 g/m 3) hematiitti-sma:han (3,4 3 ) verrattuna. Työntekijöiden altistumistasoissa hiukkasmaisille PAH-yhdis-.Lg/m teille (0,50 ja 0,59 ig/m 3 ) ei ollut eroja eri massojen levityksen aikana. Levityspään eri toimintojen osalta tarkasteltuna suurin ero PAH-pitoisuuksien välillä oli levittimen kuljettajan altistumistasoissa. Hematiitti-SMA massan levityksessä pitoisuudet olivat noin 1/3 kalkki SMA:n levityksen aikana vallinneista pitoisuuksista. Perämiehen hengitysilmassa PAH -pitoisuus oli hieman korkeampi hematiitti- SMA:n levityksessä (4,87.1g/m 3) kuin kalkki-sma:n levityksessä (3,97 tgim 3). Erot olivat kuitenkin merkityksettömiä. Liikenteenohjaajan PAH -altistuminen (0,35 jig/rn 3 ) oli alle 1/10 tietyöntekijöiden (6,89 ja 3,93 jig/rn 3). Eri tyyppisiä asfalttimassoja levittäneiden tienpäällystäjien keskimääräinen altis- tummen PAH-yhdisteille oli vuonna 1994 tehdyissä mittauksissa 5,1 jig/rn 3 (vaihteluväli 0,5-21,5 jig/rn 3, Heikkilä et al 1994). Muut altisteet Mitattujen muiden ilman epäpuhtauksien: rikkidioksidin, typen oksidien ja huh eli häkäkaasun pitoisuudet olivat niin asfaittiasemalla kuin molem-monoksidipien massojen levitysvaiheessa alle mittausmenetelmien toteamisrajojen. Huh pitoisuus oli tavanomaista ulkoilman tasoa. Asfalttiasemalla tutkittiin ilman rauta-, sinkki- ja kuparipölypitoisuus. Kaikkien mitattujen metallien pölypitoisuudet olivat pieniä (lute 14).

24 SMA:n Hematiittifihleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. 25 YHTEEN VETO 5 YHTEENVETO Tutkimuksessa verrattiin kandefla koetiellä hematiitilla modifioidun ja tavallisen välisiä ominaisuuksia. Hematiittia sisältänyt SMA voitiin tehdä ilman sellukuitua. Tämä auttaa SMA:n käytön taloudellisuutta. Hematiittia sisältänyt SMA voitiin lisäksi suhteittaa tiiviimmäksi lisäten massaan vähän enemmän bitumia ja hematiittia. Hematiitin lisäystasoksi kiviainesseok muodostui noin % suhteituksesta riippuen. Bitumin määrä oli vas-seetaavasti 6,0-6,2 %. Ensimmäisen vuoden aikana hematiitilla modifloidun SMA:n kuluminen, deformoituminen ja vaurioituminen olivat samankaltaista vertailu SMA:han nähden. Ympäristöhaittoja tai lisääntyviä työterveydellisiä riskejä hematiitin lisäyksestä ei havaittu muodostuvan. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että hematiitilla modifloidusta SMA:sta kyllä liukeni enemmän päästöjä kuin vertailusta. Samoin tu- - viimmästä SMA:sta liukeni vähemmän päästöjä kuin avoimemmasta SMA:sta. diifuusiotestin sallimiin päästörajoihin nähden mitatut päästöarvot Hollantilaisen hematiitin käytön SMA:ssa voitiin todeta olevan olivat kuitenkin niin pieniä, että ympäristöllisesti vaaratonta. SMA:n koostumuksen kontrollointitestit laboratoriossa ja kentällä sekä ympäristö- ja työterveysmittaukset asfaittiasemalla ja SMA:n levityksessä puolsivat myös hematiitin jatkuvan käytön mandollisuutta SMA:n fillerinä. Työolosuhdetutkimuksen tavoitteena oli selvittää vaikuttaako hematiitin käyttö tilalla muutoksia työntekijöiden altistumiseen ilman SMA:n fillerinä kalkkifillerin tehtiin asfalttiasemalla valmistettaes- epäpuhtauksille. Altistumistasomittaukset sa ja tienpäällystystyömaalla levitettäessä hematiitti-sma- ja kaikki-sma massoja. Ulkoisten tekijöiden vaikutuksen vähentämiseksi tutkimukset tehtiin yhtenä työpäivänä peräkkäisinä työvaiheina. Työntekijöiltä kysyttiin kokivatko he massojen tahraavuudessa ja hajuissa olevan eroja. Asfalttiaseman sekoitintasolla kokonaispölyn, bitumihuurun ja haihtuvien orgaanisten hiilivetyjen pitoisuudet olivat kalkki SMA:n valmistuksen aikana korkeampia, 3-4 kertaa suurempia kuin hematiitti SMA:n sekoituksen aikana. ei kuitenkaan osoitettu aiheuttaneen päästöjen pienenemistä, vaan Hematiitin johtuivat erilaisista työtavoista massojen valmistuksessa. pitoisuuserot

25 kuparin on 26 Hematiittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. JATKOSUOSITUKSET Molempien massojen tuotannon aikana rautapölyn, sinkin ja sen yhdisteiden ja ja sen yhdisteiden pitoisuudet ilmassa olivat pieniä, alle 5% HTParvoista. Rikkidioksidiri, typenoksidien ja hiilimonoksidin pitoisuudet työympäristön ilmassa massojen valmistuksen aikana olivat alle menetelmien toteamisrajojen. Tienpäällystystyömaalla massojen levityksen aikana kokonaispölyn, bitumihuu ja haihtuvien orgaanisten hiilivetyjen sekä PAH-yhdisteiden pitoisuudet -run työntekijöiden hengitysilmassa olivat hieman pienemmät hematiitti- SMA:n levityksessä kuin kalkki-sma:n levityksessä. Erot pitoisuustasoissa olivat kuitenkin pieniä, joten työntekijöiden altistumistasoissa ilman epäpuhtauksille eri massojen kesken ei ollut merkitseviä eroja. Verrattaessa mitattujen ilman epäpuhtauksien pitoisuuksia aikaisemmin tutkittuihin tienpäällystäjien altistumistasoihin olivat pitoisuudet SMA:n levityksessä AB-massan levityksessä. Selityksenä tälle on, että SMA:n korkeammat kuin levityslämpötila on korkeampi kuin AB-massan. Asfalttiaseman työntekijöiden mielestä punaruskea hematiittifilleri tahrasi työ- vaatteet, joita oli vaikea puhdistaa, mutta hajueroja ei asfalttiasemalla havaittu. Tietyöntekijöiden mielestä taas massojen tahraavuudessa ei ollut eroja, mutta sisältäneen SMA:n haju oli voimakkaampi (kitkerämpi) ja hematiitti-kalkkifilleriä SMA:n ei yhtä voimakas. Vastaajien määrä oli kyselyssä hyvin pieni (5 henkilöä), jonka vuoksi kyselyn tuloksia ei voida varmuudella yleistää. 6 JATKOSUOSITUKSET Hematiittifillerin käyttöä tulisi tutkia SMA:n lisäksi myös normaalissa asfalttibeto (AB) sekä mandollisesti kantavan kerroksen asfaltissa (ABK) ja pehme-nissässä asfaltissa (PAB -V). Koska pehmeässä asfaltissa ei käytetä täytejauhetta, tämä massa suunniteltava ja kehitettävä erikseen. Asfaltin valmistuksessa käytetään melko korkeita lämpötiloja. Hematiittifillerin bitumin kovettumiseen ja vanhenemiseen tulisi tutkia tämän vuoksi vaikutus -ja tavallisessa käytössä. Näin tulisi menetellä myös, jos hematiitil SMA:n uusio modifioitua massaa kierrätetään edelleen Remixing-tekniikalla kentällä. Bi- -la tumin vanhenemisselvitys on käynnistetty. Hematiittifillerin yleistyessä jatkuvaan käyttöön tulisi käyttöä säätelevät tuotteen ja vaatimukset (laadunvarmistus) huomioida normeissa ja laatuseurantakriteerit

26 Nematiittifihleri SMA.päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristövaikutukset. 27 JATKOSUOSITUKSET työselityksissä. Asfaittiasemalla tämä merkitsee myös hematiittifillerin käsittely (työturvallisuus)- ja varastointiohjeen laadintaa. Jatkuvassa käytössä tulisi laatia menettely, joka kontrolloi säännöllisesti toimitettavan hematiittifillerin hienousastetta ja muuta koostumusta. Työolosuhdekartoitus tulisi tehdä suuremmalle ryhmälle tulosten luotettavuuden parantamiseksi, koska hematiittifillerin jatkokäyttö tapahtuu mandollisesti hyvin suurissa volyymeissa. Tällöin asfaittiaseman työtekniset olosuhteet voivat olla jossain määrin erilaiset hyvin suurten urakoiden aikana kuin pienemmissä kokeiluissa. Hematiittifillerin käytöstä SMA:ssa ei ole tehty käyttäjien taholta mitään valituksia. Tästä huolimatta hematiittifillerin käytön lisääntyessä tulevat kysymykseen myös kuijetusautojen tahraantumisen ja koetiellä havaittujen merkintäraitojen lievien värjäytyvyystaipumusten selvittäminen. Vaikka hematiittifillerin käytöstä ei myöskään ole havaittu aiheutuneen mitään välittömiä ympäristöriskejä, tulisi maa-ainesnäytteen pitoisuuksia kontrolloida kuitenkin määräajoin koetiellä. Tämä selvitys on jo myös meneillään. Jatkokäytön kannalta tulisi muistaa myös, että tutkimus hematiittifillerin käytöstä on ympäristöllisesti tehty SMA:han sidotussa rakenteessa. Jos massatyyppi ja sen valmistustekniikka sekä hematiittififlerin käyttömuoto esim. sitomattomassa rakenteessa eroavat oleellisesti käytöstä SMA: ssa, tulisi ympäristötutkimus suunnitella ja tehdä kokonaan uudestaan uuteen käyttötapaan sovellettuna.

27 Hematiittifulleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde -ja ympäristövaikutukset. VIITTEET 7 VIITTEET Ill Peltonen, P. Hematiittijauheen soveltuvuus SMA-massaan. Tielaitoksen selvityksiä 75/ Helsinki Kehittämiskeskus. /2/ Liimatainen, M. ja Pihlajaniemi, M. Lieriökappaleen "Lapinlahti" 64 d:n diffuusiotesti, VTT Kemiantekniikka. Tutkimusselostus N:o KET2522/97, /3! Lilmatainen, M. ja Pihlajaniemi, M. Kanden lieriökappaleen "Vuorela" hollantilaisen diifuusiotestin tulokset. \JTT Kemiantekniikka. Tutkimusselostus N:o KET2529c/97, /4/ Liimatainen, M. ja Pihlajaniemi, M. Diifuusiotestin tulosten tarkastelu ja lausunto. VTT Kemiantekniikka Dno /KET3, /5! Liimatainen, M. ja Pihlajaniemi, M. Kivituhkananäytteen alkuaineiden kokonaispitoisuuksien määrittäminen. \./TT Kemiantekniikka. Tutkimusselostus N:o KET2529a!97, /6/ Heikkilä PR, Hämeilä M, Pyy L, Raunu P (1987) Exposure to creosote in the impregnation and handling of impregnated wood. Scand J Work En - viron Health 13: /7/ Työrninisteriö (1996) HTP -arvot Turvallisuustiedote 25. Työminis - teriö ja kemian työsuojeluneuvottelukunta. Tampere 1996 /8/ Heikkilä P, Riala R, Hämeilä M, Pfäffli P. Tienpäällystäjien altistuminen bitumille. Työ ja ihminen 1995;9: /9/ Hämeilä M, Pfäffli P, Heikkilä P. Tienrakennuksessa käytettävistä bitumeista haihtuvat yhdisteet. Työ ja ihminen 1995;9: /10/ Riala R, Heikkilä P. Bitumituotteet ja niiden käytössä koetut oireet. Työ ja ihminen 1995;9: /11/ Heikkilä P, Riala R, Hämeilä M, Pfäffli P. Bitumihuurut - käytetyt aineet ja altistuminen tienpäällystys- ja vedeneristystöissä. Helsinki: Työterveyslaitos, (57 s. + liitteet). Työsuojelurahaston projekti 1992.

28 Hematlittifilleri SMA-päällysteessä. Työolosuhde- ja ympäristövaikutukset. 29 LIITTEET 8 LIITTEET Lute 1 Lapinianden koetien talven 1997 kulumismittaukset Lute 2 Lapinlanderi koetien vauriokartta Lute 3 Lapinlanden koetien deformaatiotulokset kesän 1997 aikana Lute 4 Maa-aineksen saastuneisuuden arvioinnissa sovellettavat rajaarvot, VTT KEM IANTEKN Il KKA tutkimusselostus KET2529a/97, - Lute 5 Työmaan havainnot hemattiittikokeesta Vuorimäessä ja Tielaitoksen näytetutkimustulokset osuuksittain Lute 6 VTT:n ennakkosuhteituksen ja päällystetutkimuksen tulokset sekä Lute 7 Vuorelan koetien tyhjätilamittaukset (DOR) ja palvelutasomittaukset (1R14) Lute 8 Työterveyslaitoksen kirjaamat mittausolosuhteet Lute 9 Työterveyslaitoksen keräämien näytteiden keräyspisteet ja mitatut aineet Lute 10 liman epäpuhtauksien näytteenotto- ja analyysimenetelmät viitteineen (Työterveyslaitos) Lute 11 Asfalttiaseman työntekijöiden ja tienpäällystäjien vastaukset tahraavuuskyselyyn. Työterveyslaitos tulokset. Lute 12 Ilman epäpuhtauksien pitoisuudet SMA.n valmistuksessa, Työter veyslaitos tulokset Lute 13 liman epäpuhtauksien pitoisuudet tienpäällystyksessä SMA:lla, Työterveyslaitos, tulokset Lute 14 PAH -pitoisuudet levitettäessä vertailu-sma:ta (kalkkifihleri) ja vas- taavat tulokset levitettäessä hematiitilla modifioitua SMA:ta. Työterveyslaitos tulokset

29 1I4U[1IJN LillE I 11/06/9708:00 I Tienumero: Tieosuus: 001 Suunta: 2 Etäisyys: pro 2mku 2mru väli A2mk A2mr mm mm cm cm2 cm avg dev /06/97 08:00 Tienumero: Tieosuus: 2 Suunta: 2 Etäisyys: pro 2mku 2mru väli A2mk A2mr mm mm cm cm2 cm avg dev KULUM ISP INTA-ALAT Nimi: Tienum:00005 Osuus:001 S /09/96-11/06/ cm2-7.2 cm cm2 2 17/09/96-11/06/ cm2-3.8 cm cm2 3 17/09/96-11/06/ cm2-2.8 cm cm2 4 17/09/96-11/06/ cm2-1.3 cm cm2 5 17/09/96-11/06/ cm2-4.8 cm cm2 6 17/09/96-11/06/ cm2-1.7 cm cm2 7 17/09/96-11/06/ cm2-7.0 cm cm2 avg 17/09/96-11/06/ cm2-4.1 cm èm2 dev 17/09/96-11/06/ cm2 2.4 cm2 9.9 cm2 Nimi: Tienum:00005 Osuus:2 8 17/09/96-11/06/ cm2-2.1 cm cm2 9 17/09/96-11/06/ cm2-8.4 cm cm /09/96-11/06/ cm2-3.2 cm cm /09/96-11/06/ cm2-1.8 cm cm /09/96-11/06/ cm2-4.3 cm cm /09/96-11/06/ cm2-4.6 cm cm /09/96-11/06/ cm2-2.1 cm cm2 avg 17/09/96-11/06/ cm2-3.8 cm cm2 dev 17/09/96-11/06/ cm2 2.3 cm cm2

30 harvaa LUTE 2 Lapinanden koetien vauriokartta Kuopio H 800 E M A T (III E R T A 300 L U poikkihalkeama 100 I pituushalkeama 0 Iisalmi

31 LUTE 3 HEMAT Nimi :VERTAILU 22/09/97 Tienumero: Tieosuus: 1 Suunta: 2 keskiura reunaura unen oikolaudan alap. p-a pro 2mku 2mw väli A2mk A2mr mm mm cm cm2 cm ka kh Nimi :HEMATIITTI 22109/97 08:00 Tieriumero: Tieosuus: 2 Suunta: 2 pro 2mku 2mw väli A2mk A2mr mm mm cm cm2 cm ka kh Nimi:* Tienum:00005 Osuus:0O1 Aikaväli kok.muutos deforniaatio kuluma 1 11/06/ / cm2-12.9cm2 3.Ocm2 2 11/06/97-22/09/ cm2-1.8crn cm2 3 11/06/97-22/09/ cm2-2.6 cm cm2 4 11/06/97-22/09/ cm cm cm2 5 11/06/97-22/09/ cm2-9.5 cm cm2 6 11/06/97-22/09/ crn2-13.5crn2 9.8cm2 7 11/06/97-22/09/ cm2-6.6 cm crn2 ka 11/06/97-22/09/ cm2-8.7 cm cm2 kh 11/ /09/ cm2 5.1 cm cm2 Nimi : * Tienum:00005 Osuus:2 8 11/06/97-22/09/ cm2-6.7 cm crn2 9 11/06/97-22/09/ cm2-8.2 cm crn f06/97-22/09/ cm2-7.3 cm cm2 1111/06/97-22/09/ cm2-8.8 cm cm /06/97-22/09/ crn cm2 5.1 cm /06/97-22/09/ cm cm cm /06/ / cm cm2 8.3 crn2 ka 11/06/ / cm cm cm2 kh 11/06/97-22/09/ cm2 3.9crn2 13.5cm2 D.nn

32 TT Ympäristötekniikka TUTKIM USSELOSTUS N:o KET2529a/97 LIITE Taulukko Li/I. Maan saastuneisuuden arvioinnissa käytettävät ohje- ja raja -arvot /1/ sekä kaatopaikkasijoituksen enimmäisohjearvo tutkittujen aineiden osalta /2/. Ohjearvo, mg/kg Rajaarvo, mg/kg Enimniäisohjearvo, mg/kg kupari (Cu) sinkki (Zn) elohopea (Hg) lyijy (Pb) rauta (Fe) ei annettu ei annettu ei annettu arseeni (As) lo kromi (Cr) kadmium (Cd) 0.5 lo 50 kohoitti (Co) barium (Ba) ci annettu nikkcli (Ni) I 000 vanadiini (V) annettu kuuden arvoiselle kromilk ko. ohjearvo Kirjallisuus: I. Puolanne, J.. Pyy, 0. & Jeltsch, U., Saastuneet maa-alueet ja niiden käsittely Suomessa, Saastuneiden maa-alueiden selvitys- ja kunnostusprojekti loppuraportti. Ymparistöministeriö, Ympäristönsuojeluosasto, Muistio , Painatuskeskus Oy, Helsinki 1994, 218 s. 2. Mroueh, U.-M., Järvinen, H.-L. & Lehto, 0., Saastuneiden_maiden tutkiminen ja kunnostus, Teknologian Kehittämiskeskus, Teknologiakatsa Paino-Center Oy. Helsinki 1996, 194 s. -us 47/96, Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) nimen käyttäminen mainonnassa tai tämän selostuksen osittainen julkaiseminen on sallittu vain Valtion teknillisestä tutkimuskeskuksesta saadun kirjallisen luvan perusteella.

33 Tielaitos MUISTIO LuTE 5.1 Savo -Karjalan tiepliri TYÖMAAN HAVAINTOJA HEMATIITTIKOKEESTA VUORIMAESSA ja koetien rakentamisen aikaiset sääolosuhteet. Yleistietoja työkohteesta Työkohde: - Vt 17 Vuorela - Lentoaseman th, tieosa 01 / liikennemäärä KVL säätila aurinkoinen, lämpötila +24 C Hematiitin kuljetuksessa ja purkauksessa ei ollut ongelmia. Lastauspäähän olisi saatava sopiva täyttölaitteisto jos käyttömäärät ovat suuret. Koneasemalla: - massan valmistuksessa ei ollut ongelmia - oikea sekoitusaika ja - lämpötila vaativat vielä lisätutkimuksia - kuljettaessa massan pinta " korppuuntuu" eli kiilto häviää massan pinnasta - massakuormissa havaittavissa bitumin lajittumista puolipyöreillä lavoilla ajomatka n. 21 km Levitys: - varsinaisessa levityksessä ei ongelmia - massa jämähtää nopeasti kolattavuus vaikeampaa - massan käsittely käsityönä vaikeaa - jyrän valssiin tarttui irtonaiset kolakivet ( "napittaa herkemmin") - jyräysaika lyhyempi - vaatii tiivistykseen kolme jyrää - massa ei käryä niin paljon kuin normaali SMA POSTIOSOITE KÄYNTIOSOITE PUHELIN - FAKSI Pürikonttori PL 1117 Kirkkokatu KUOPIO Maakuntakonttori PL 63 Torikatu 36 A JOENSUU

34 ja LuTE 5.2 Varsinainen päällyste: - lopullisen päällysteen väri punertava - päällysteen pinta avoimemman näköinen normaaliin SMA:n verraten Työssä käytetty kalusto: Asfalttiasema Amomatic VS 200 S t/h annoskoko 4.0 tonnia Asfaltin levitin Dynapac F W - 97 Jyräkalusto Aveling (10.0 t) 3-valssi 2 kpl ja Stavostroj VSH 61 (7.Ot) 2-valssi 1 kpl Työmaakokemukset koonneet Matti Honkonen Asfaltti - Tekra Oy:stä Pekka Korhonen Savo - Karjalan tiepiiristä

35 LuTE 5.3 Tielaitos Näytetutkirnustuloksel i- Luokka I Seulonla Kuuma AorodoIlo 8 Sf2/97 Vuarumöki Asl.lckro oy I&julas 7 VI 1] Vuorela - Lentokenlan lb 7 5MA18 de -1dyle-7.Vesi Kl Keskiorv ioo.o0 Keskihajonla PuikkearnratKpl Poikkeomal JMP (X) Mach jearvo PJiluskpl Jitu 'rlöohjearvo Ylityskpl Thtys O0 losk.ohje Mkukpl Otrjearvo hiekka 2 sora hieno 0.2 keski 0.6 korkea hieno 6 keski 20 korkea ii IIIL IIIII

36 LUTE 5.4 Tielaitos Näytetutkimustulokset SMAl 8 Luakkø A Seulonta Kuurn A1ordalta 8 SIQ/97 Vuorimk Asl.lekrC Oy lieloilos 8 Kl 75 Slnjörven keskuslo I II WI? te-.-l-'-e k,.a tc SMAI8 de-öyte-7.vesi lb Kpl II Keskiarvo Keskihajonto ] PoikkearnalKpl Pa!kkeamatZ lk4p-% 1, Jooheorvo Jituskpl A6tuzZ O.00 Yl6ohjeorno Y8lyskpl OCK) Losk. ohje AJkokpI Objearvo triekka 2 sora hieno 0.2 keski 0.6 korkea hieno 6 keski 20 korkea 90 go I

37 Massa: LuTE 6.1 YHDYSKUNTATEKNIIKKA LuTE 1 Tie- ja geoteknhikka Tilaaja: SAVO-KARJALAN TIEPIIRI Kohde: Vt 17 Vuorela-Lentoasema -hematiittikoe SMA 18/1 00 Sideaine: B-80 6,2 % Täytejauhe: kf, hematlitti Lisäaineet: vertailuosuudella kuitu Kiviaines: Vuorimäen Muuta: Hienonema mukana laskelmissa tiheys: Massan LAPAISY- % _ //. -L--_ 0,063 0,125 0,25 0, SEULAKOKO (mm) Tiheydet: 3165, Sensosuudet: 100M% 2flfl% fl% 1SM% lto% 480% Seula Alaraja Tavoite Massa tj/kf 0-6pesu tj/hem , , ,2 1,1 0,3 65,3 0,3 0, , ,2 1,3 0,4 97,7 0,3 0, , ,5 0, ,3 0, , ,7 1,7 0, , , ,9 2,1 0, , , ,1 3,5 0, , , ,5 41 0, , , , , , , , , , , , , HEMATI97.XIS

38 Massa: LUTE 6.2 LUTE.2 Tie- ja geoteknhikka Tilaaja: SAVO-KARJALAN TIEPIIRI Kohde: Vt 17 Vuorela-Lentoaserna -hematiittikoe SMA 18/1 00 Sideaine: B-80 5,7 % Täytejauhe: kf, hematiitti Lisäaineet: vertailuosuudella kuitu 0,4 % Kiviaines: Vuorimäen Muuta: Hienonema mukana laskelmissa tiheys: 2706 kg/rn 3 Massan LAPAISY- % i / , - 30 // - _ 20 - / Ii 0,063 0,125 0,25 0, SEULAKOKO (mm) Tiheydet: 3006, jg a fl % ')fl fl % ( fl % 15 fl o, 500 % Seula Alaraja 'Tavoite Massa tjlkf 0-6pesu tjthem , , ,2 1,1 0,3 65,3 0,3 0, , ,2 1,3 0,4 97,7 0,3 0, , ,5 0, ,3 0, , ,7 1,7 0, , , ,9 2,1 0, , , ,1 3,5 0, , , ,5 41 0, , , , , , , , , , , , , HEMATI97.XL.S

39 LuTE /los PYÖRÅURITUSKOE (PANK 4205) Massa Kiviaines Täytejauhe Lämpötila Kuormitus Ylilykset SMA 18 VuorimäkI Hematuith / kl 30 C 1000 kg ;j F1 32 1': I 2 C Hematiliti - - Å Veilailu

40 LUTE 6.4 VTT YHDYSKEJNTATEKNIII(XA Tie- ja geotekniik]za TIELAITOS SAVO-KAR7.TIEp. PL1117 Vt 17 Vuorela-lentok.th. Kl8 111 Hetiittjkoe to 01 ply PAALLYSTETUTKIMUS I PÄÄLLYSTE SMA18MPJ100 ALUSTA 1 NÄYTE KAIS ETAI PAALU MASSAN PÄ2LL. MASSA1 TYHJÄ FLOW STAB ITUMTI NtINERQ TA SYYS M2URX PullEYS TIHEYS TILA PIT. H -KGIM2 MGfM3 MGfM3 % MM KM PANE : 420i m 107 m o m m I NÄYTPEIDEN LUWMARÄ S KAISTOJEN LtJKUMAARA 4 KESKIARVO KESKIHAJONTA OHJEARVO OHJBRAJA ALEMPI YLEMPI POIKKEAMA KPL 0 0 ALITUS 2 YLITYS 0 POIKKEAHA % ALITUS 25.0 YLITYS 0.0 TILASTOMATEMAATTINEN P0I1KEAHA ALITUS 28.8 YLITYS 0.0 SAUMANAYTTEIDEN LUKUMÄ.RÄ o

41 LuTE 6.5 VTr YHDYSKtJNTATEKNIIKKA ja geotekniikka Tie TIELAITOS SAV0-KARJ. TIEP. PL1II7 Vt 17 Vuorela - lentok.th. K Vertailu (Henatiitille PÄÄLLYSTETUTKIMUS I PAALLYSTE S1A18MP/ 100 ALUSTA NÄYTE KAIS ETAI PAALtJ MASSAN PÄXtL. MASSAN NUMERO TA SYYS MÄÄRÄ TIHEYS TIHEYS M XG/M2 NG/N3 MG/M3 PR : i m ni m m TYHJÄ FLOW TILA MM STAB BITUMI PIT. KN NYTTEIDEN LtJB1ThURÄ 8 LUKUMÄÄRÄ 4 KAISTOJEN KESKIARVO KESKIHAJONTA OHJEARVO 0.0 OILTERMA ALEIPI 0.0 YL?I 0.0 POIEKEAi4A KPL 0 ALITUS ILITYS , T POIKKEANA % 0.0?.LtTUS YLITYS TILASTOMATEMAATTINEN POIKKEABA ALITtJS YLITYS SAUNANAYTrEIDEN LUUNÄÄM I,

42 LuTE 7.1 fe 0 fe Printing date: :28 Project: SK 2 Hematiitti/Vuorela/Tekra Oy Vt 17 Vuorela - Ply 01/ / entnk. th. o - 5:.'.2 LOS C,, 0 C-, E eooz OS2 N Lfl o 0 E - - =OSYZ - o If, N (I) OJ C!) C!) C(tJ(D EEE oe9z - -OSS- - - C.) E N oosz (0 - C.) 5:.' : 0

43 urue, Air uoid uolune CCS - International AB H m Track: D003: / Ruler: Koepalat no 2 52 m alusta Hematiitin jälkeen oikea kaista m alusta m alusta min: m alusta max: 5.5 mean: 1.6 lo deu: :i 0 rtb.qj PIP-I o H Li. rt H 0Q rt PI m I-. 0 (fl (fl Pi Q) '

44 LillE 7.3 'ALVELUTASOMITTAUS littaustapa: LAATU TASA I SUUSMITTAUS Vt 17 Vuorela - 1entokentn th Tieosan mittaus alkoi: klo 08:34:32 Piiri 8, tie 17, tieosa 1, suunta 11, toim-lk 1, paall. 17, urak. 00/03 IRI -4 raja 1.10, Mega-raja 0.85 Matka IRI 1R14 Max -aix Mega max-mg min-mg I4 MgMk / ** / / / / ' / / / / JO / / / / / / / / C 0.16 SO / O, / '.\ ' 0 iu / / / / SO / OD / k 0.4/ / ,p.8i 0.6/ Lo Qfli 0.6/ OO / / / ' / / / $0O / / / / / / / Ô / Ceskiarvot: akotusprosenttien summat: 0 o, If

45 MITTAUSOLOSUHTEET Urakoitsija: Asfaitti-Tekra, Mittauspäivä: Asfalttiasema Vuorimäki Päällystystyömaa VT 17 massa Hematiitti-SMA kalkki-sma Hematiitti -SMA Kaikki-SMA sideaine, laatu ja määrä B-80 (bitumia 6,2 p-%) B-80 (bitumia 5,7 p-%) B-80 (bitumia 6,2 p-%) B-80 (bitumia 5,7 p-%) täyteaine hematiitti 11% kalkkifihleri 8% hematiitti 11% kalkkifilleri 8% lisäaineet selluloosakuitu 0,4% selluloosakuitu 0,4% levityslämpötila 175 C 172 C työntekijöiden 1km ja ammattinimikkeet 3 kpl 4 kpl 10 kpl - vaakamies - vaakamies - levityskoneen kuljettaja - konemies - konemies - perämies - kuormaaja - kuormaaja - kolarnies 2 kpl -selluloosansyöttäjä - jyränajaja 2 kpl liikenteenohjaaja 3 kpl - työnjohtaja aika 18:29-19:52 20:25-22:10 n. 18:00-20:00 n. 20:40-23:15 lastausten 1km mittaustefi aikana 14 kuormaa, 268 t 18 kuormaa, 336 t 14 kuormaa, 268 t 18 kuormaa, 336 koneiden tyyppi Amomatic VS 200 S Dynapac -97 lisätietoja työkohteesta pölynpoistojäijestelmänä sykioni ja pussisuodin, ilmastoitu valvomo Työn etenernisnopeus 7 rn/mm Levityskerros 100 kg/rn2 Levityskaistan leveys 4,5 m ympäristön kuvaus avoin maasto puoliavoin maasto sääolot - It 29 C (klo 17:00) <20 C 24 C (klo 20:00) 15 C (klo 24:00) - suhteellinen kosteus 23 % (klo 17:00) - tuulen voimakkuus etelätuuli, puolipilvistä etelätuuli, tuuli tyyntynyt, aurinkoista 1-2 mis, etelä-lounas (työ eteni 1-2 mis, etelä-lounas (työ eteni - tuulen suunta itään) itään) muut huomiot Työmaalla normaalia enemmän kalkkipölyä. Sekoitintasolta lapioitiin asfaltin valmistuksen aikana 8.6 ja 9.6 kertynyttä kaikkia maahan. I m

46 LHTE 9 Näytteiden keräyspisteet ja mitatut aineet Mittauspiste Mitattu aine Huom. Asfaittiasema, kiinteä piste h= 1,5 m kokonaispoly Mittaus sekä sekoitintaso kvartsipöly hematiitti-sma:n että remonttivaunun pääty rauta-, sinkki- ja kuparipöly kalkki-sma:n bitumihuuru valmistuksen aikana haihtuvat orgaaniset yhdisteet (TVOC), rikkidioksidi typpidioksidi ja -monoksidi hiilimonoksidi ja hiilidioksidi Valtatie 17, hengitysvyohyke bitumihuuru Mittaus sekä levittimen kuljettaja haihtuvat orgaaniset yhdisteet (TVOC) hematiitti-sma:n että per es polysykliset aromaattiset hiilivedyt (PAH) kalkki-sma:n kolamies rikkidioksidi levityksen aikana typpidioksidi ja -monoksidi hiilimonoksidi ja hiilidioksidi Liikenteenohjaaja polysykliset aromaattiset hiilivedyt (PAH)

47 LUTE 10 Ilman epäpuhtauksien näytteenotto- ja analyysimenetelmät Mitattu aine Näytteenotto/ Analyysimenetelmä Viite keräysnopeus kokonaispöly selluloosa-asetaamsuodatin punnitus SFS 3860 / 20 1/min kvartsipöly (alle 5 jm selluloosa-asetaattisuodatin hienopölyn erotus nestesedimentoinnilla, Tl'L:n ohje hiukkaset) / 20 1/min röntgendifffratio pölyn sinkki, kupari, selluloosa-asetaattisuodatin liuotus happoon, atomiabsorptiospektrometria SFS 3861 rauta / 20 1/min bitumihuuru pesty lasikuitusuodatin / 2 1/min uuno hiilitetrakioridilla, Founer Heikkilä et al infrapunaspektrometri haihtuvat hiilivedyt, Tenax adsorptioputkil 0,1 1/min termodesorptio, kaasukromatografiaja UATI'L-ohje TVOC massaselektjjvinen detekton PAH haihtuvat XAD-2 adsorptioputki/ I 1/min uuno sykloheksaanilla, nestekromatografiaja Heikkilä et al 1988 pesty lasikuitusuodatinl 1 1/min fluoresenssidetekton PAH hiukkaset typenoksidit Dräger-ilmaisinputki Drägerwerk Saksa rikkidioksidi I Dräger-ilmaisinputki 1.Drägerwerk 2. Nesteabsorptio 2. Spektrofotometri Saksa 2.UATTL-ohje hiilidioksidi ja Dräger-ilmaisinputki Drägerwerk hiilimonoksidi Saksa PAH:ien näytteenotossa adsorptioputki oli kiinnitetty suodattimen peräan. PAH:ista tunnistettiin ja maantettiin 15 yhdistettä, NIOSH:n menetelmässä 5506 lukuunottamatta asenaftyleeniäja jotka ovat samoja kuin USA:n työterveyslaitoksen, bentso(e)pyreeniäja samoja kuin USA:n Environmental Protection Agencyn (EPA) suosittelemat PAH:t lukuunottamatta joka ei fluoresoi. asenaftyleeniä,

48 LuTE (2) Kysely ihon ja vaatteiden likaantumisesta asfaittimassojen valmistuksessa ja käytettäessä hematiittia ja kalkkikiveä sisältä ylä SMA tienpäällystyksessä Tulokset -massoja: Asfaittiaseman työntekijät (n_-2) 1. Tahraavuus 1.1. Likaako hematiitti split mastic asfaltti paljon vähän ei kädet 2 jalat 2 sääret I kengät 1 1 haalarit 2 kasvot Likaako kalkki split mastic asfaltti paljon vähän ei kädet 2 jalat 2 sääret 1 I kengät 1 I haalarit 2 kasvot Oliko ihon ja/tai työvaatteiden likaantumisessa eroa käytettäessä eri massoja? kyllä ei 1 Hematiitti likaa vaatteet, joita vaikea puhdistaa. Käytettävä paineilmaa 2. Oliko työpäivä normaali ihon tahraavuuden kannalta? normaali 2 3. Oliko massojen hajuissa eroa? kylla ei Jos kyllä kuvaile minkälaisia eroja. haju hematiitti-sma kaikki-sma tavanomainen ärsyttävä miellyttävämpi väkevä/ki tkerä Hemrap2.doc

49 LuTE 11.2 Tienpäällystäjät (n=3) 1. Tahraavuus 1.1. Likaako hematiitti split mastic asfaitti paljon vähän ei kädet 3 jalat 1 2 sääret 3 kengät 3 haalarit 3 kasvot Likaako kalkki split mastic asfaltti paljon vähän ei kädet 3 jalat 1 2 sääret 3 kengät 3 haalarit 3 kasvot Oliko ihon ja/tai työvaatteiden likaantumisessa eroa käytettäessä eri massoja? kylla... ei 3 2. Oliko työpäivä normaali ihon tahraavuuden kannalta? Kyllä: 3 3. Oliko massojen hajuissa eroa? kyllä. 3 ei... Jos kyllä kuvaile minkälaisia eroja. haju hematiitti-sma kaikki-sma tavanomainen ärsyttävä miellyttävämpi 3 väkevä/kitkerä 3

50 SMA SMA Taulukko Ilman epäpuhtauksien pitoisuudet asfaittiasemalla valmistettaessa SMA -massoja, joista toisessa oli täyteaineena hematiittia ja toisessa kalkkikiveä Mitattu aine Kokonaispöly Kvartsi, hienopöly Bitumihuuru Haihtuvat orgaaniset hiilivedyt mg/rn 3 mg/rn3 mg/rn3 (TVOC) mg/rn 3 HTP8 IF - org. 5 mg/rn3 0,2 mg/rn3 5 mg/rn 3 kokonaispölynä - ep.org. 10 mgi m3 hematiitti SMA kalkki SMA hematiitti SMA kalkki hematiitti kalkki hematiitti SMA kalkki SMA SMA Sekoitintaso,kp 3,4 10,7 0,06 0,05* 0,03 0,12 0,3 1,2 Rernonttivaunun nurkka, kp 2,4 1,2 0,02* 0,01* 0,03 0,01 0,1 0,1 Keskiarvo 2,9 6,0 0,04 0,03 0,03 0,07 0,2 0,7 Mitattu aine Rauta ja sen yhd. Sinkkija sen yhd. Kupan ja sen yhd. Rikkidioksidi, SO2, ppm Hiilidioksidi CO2, Hiilimonoksidi, CO, (Fe) mg/rn 3 (Zn) mg/rn 3 (Cu) mg/rn3 Typpunonoksidi, NO ppm ppm Typpidioksidi, NO2 HTP8 1= 5 mg/in3 Sinkkioksidihuuru I mg/rn' Rikkidioksidi I ppm 5 mg/rn3 Typpirnonoksidi 25 ppm Typpidioksidi 3 ppm hematiitii kalkki hematiitti kalkki hernatiitti kalkki SMA hematiitti kalkki SMA hematiitti kalkki hematiitti kalkki SMA SMA SMA SMA SMA SMA SMA SMA SMA SMA Sekoitintaso, kp 0,17 0,39 <0,006 <0,004 <0,003 0,003 <0,5 <0, < 1 <1 Remonttivaunun 0,11 0,04 <0,009 0,004 <0,005 <0,002 <0,5 <0, <1 <1 nurkka, kp Keskiarvo 0,14 0,22 <0,009 0,004 <0,005 0,003 <0,5 <0, <1 < 1 HiP = haitalliseksi tunnettu pitoisuus, kp=kiinteä mittauspiste, "= laskennallinen tulos I- -4 m -

51 Taulukko liman epäpuhtauksien pitoisuudet tienpäällystystyömaalla valtatiellä VT 17 levitettäessä SMA-massoja, joista toisessa oli täyteaineena hematiittia ja toisessa kalkkikiveä Mitattu aine Kokonaispöly Bitumihuuru Haihtuvat orgaaniset PAH-yhdisteet yhteensä Typpimonoksidi, NO ja mg/rn 3 mg/rn 3 hiilivedyt (TVOC).tg/rn3 typpidioksidi, NO 2 mg/rn3 ppm HTP8 h epäorg. 10 mgi m3 org.pöly 5 mg/rn 3 NO 25 ppm NO2 3 ppm hemaiitti kalkki hematiitti kalkki hematiitti kalkki hematiitti SMA kalkki SMA hematiitti kalkki Mittauskohde SMA SMA SMA SMA SMA SMA hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat SMA SMA Levittimen 2,2 2,7 0,67 0,57 11,0 9,6 0,51 2,61 näyte 9,88 <0,1 <0,1 päällä tuhotui Perämies, hv 1,4 1,5 0,30 0,37 5,3 5,5 0,52 4,35 0,63 3,34 <0,1 <0,1 Kolamies, hv 1,5 2,3 0,35 0,62 4,7 9,7 0,46 3,34 0,54 5,59 <0,1 <0,1 Keskiarvo 1,7 2,2 0,44 0,52 7,0 8,3 0,50 3,43 0,59 6,27 <0,1 <0,1 Liikenteen- 0,01 0,34 ohjaaja, hv HTP=haitalliseks tunnettu pitoisuus (Työministeriö 1996), hv=hengitysvyöhyke Mitattu aine Rikkidioksidi, SO 2 Hiilimonoksidi, ppm CO, ppm HTPRh I ppm HTP8h 30 ppm HTPSh 4 ppm HTP t5min 75 ppm HTP 15mui hematiitti kalkki hematiitti kalkki Mittauskohde SMA SMA SMA SMA Levittirnen <0,5 <0,5 < I < I päällä Perämies, hv <0,5 <0,5 < I < I Kolamies, hv <0,5 <0,5 <1 <1 Liikenteenohjaaja, hv I- -I m - C,)

52 POLYSYKLISTEN AROMAATTISTEN HIILIVETYJEN PITOISUUS LEVITETTÄESSÄ KALKKI -SPLIT MASTIC -ASFALTTIA PAH-yhdiste Levitin, kp Kolamies, hv Perämies, hv Tienpäallystäjien keskiarvot, 1g/m3 jig/m 3 tg/m3.igim3 hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat naftaleeni näyte 8,97 <0,01 4,78 <0,01 3,15 <0,01 5,63 tuhoutui asenafteeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 fluoreeni 0,54 <0,01 0,36 0,03 0,18 0,02 0,36 fenantreeni 0,37 0,12 0,13 0,16 <0,01 0,14 0,17 antraseeni <0,03 <0,0 1 0,32 0,05 0,01 0,03 0,01 fluoranteeni <0,03 0,42 <0,03 0,39 <0,01 0,39 0,11 <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 pyreeni bentso(a)antraseeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 kryseeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 bentso(b)fluoranteeni <0,03 <0,0 1 <0,03 <0,0 I <0,0 1 <0,01 <0,03 bentso(k)fluoranteeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 bentso(a)pyreeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 dibentso(a,h) antraseeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 bentso(ghi)peryleeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 indeno(1,2,3-cd)pyreeni <0,03 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 <0,01 <0,03 PAH hiukkaset 0,54 0,63 0,59 PAFI haihtuvat 9,88 5,59 3,34 6,27 PAH yhteensä 6,13 3,97 I- -I m - -

53 1(2) POLYSYKLISTEN AROMAATTISTEN HIILIVETYJEN PITOISUUS LEVITETFAESSA HEMATIITFI SPLIT MASTIC-ASFALTIA PAH-yhdiste Levittimen päälla tgim3 Kolamies, hv j.tg/m3 Perämies, hv tg/m3 Tienpaällystäjien keskiarvot,.tg/m3 Liikenteenohjaaja, hv 1g/m 3 1 -I m r%) hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat hiukkaset haihtuvat naftaleeni 0,03 2,24 0,04 2,95 <0,01 3,89 0,03 3,03 <0,01 0,34 asenafteeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 fluoreeni <0,01 0,24 0,01 0,23 0,01 0,30 0,01 0,26 <0,01 <0,01 fenantreeni 0,01 0,10 0,18 0,15 0,24 0,15 0,14 0,13 0,01 <0,01 antraseeni <0,01 0,03 0,05 0,01 <0,01 0,01 <0,01 0,02 <0,01 <0,01 fluoranteeni 0,47 <0,03 0,17 <0,02 0,27 <0,02 0,30 <0,03 <0,01 <0,01 pyreeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 bentso(a)antraseeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 kryseeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 bentso(b)fluoranteeni <0,01 <0,03 0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 bentso(k)fluoranteeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 bentso(a)pyreem <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 dibentso(a,h) antraseeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 bentso(ghi)peryleeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 indeno(1,2,3-cd)pyreeni <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,01 PAH hiukkaset 0,51 0,46 0,52 0,50 0,01 PALl haihtuvat 2,61 3,34 4,35 3,43 0,34 PAH yhteensä 3,12 3,80 4,87 3,93 0,35

54 ISBN ISSN TIEL