Tiivistelmä työntutkimustiedotteesta 20a

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Tiivistelmä työntutkimustiedotteesta 20a"

Jussi Leppänen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 1* SORATIEN KULUTUSKERROSTUTKIMUS II b Tutkimus erilaisten kulut.uskerrosmateriaalien ja suolamäärien vaikutuksesta tien kuntoon ja tarvittavien hoitotoimenpiteiden määrään. Tiivistelmä työntutkimustiedotteesta 20a TkT Asko Saarela Pvm: TVH

2 II 1:-. '.'

70 1. TJTKIMUSEN TACITTi Tutkimuksen tarkoituksena oli pyrkiä selvitlämään, kuinka nykyistä soratien kulutuskerroksen rakeisuutta ja/tai suolamääriä muuttamalla voitaisiin alentaa

3 70 1. TJTKIMUSEN TACITTi Tutkimuksen tarkoituksena oli pyrkiä selvitlämään, kuinka nykyistä soratien kulutuskerroksen rakeisuutta ja/tai suolamääriä muuttamalla voitaisiin alentaa kunnossapitokustannuksia pitäytymällä laatustandardin mukaisella minimilaatutasolla. 2. KULUTU3KRR0SMATEHIAALIT Tutkimuksessa käytetyt materiaalit voidaan luokitella ja kuvailla seuraavasti: 1. Sr MSr2O 3. MSr16 L1 MSr12 5. MrM2O 6. MrM16 7. MrM12 8. M 16 GE SILTTI MIEKKA SOMA 002 "Jo AO % ' IHIUIIUI R I iii iiiiii U44_I halu co 0)2 O a SIITTI MIEKKA SORA T AO P'JL/ 0/ uuuni uui - UIIBHI III, ODZ6 t02 OO 0125 G Kuva 1. Kulutuskerrosmaterjaalit

3. YULUTUSK3RFOSTEN 3AK}FJTANINNN Kiviaines levitettiin kerrospaksuuteen 2,5 x dma Kerrokseen sekoitettiin suolaa (CaCl 2 ) standardin mukaiset määrät: Kp-luokka Suolamäärä kg/m2 t/km 4 0,6 3 5 0,4 2

4 3. YULUTUSK3RFOSTEN 3AK}FJTANINNN Kiviaines levitettiin kerrospaksuuteen 2,5 x dma Kerrokseen sekoitettiin suolaa (CaCl 2 ) standardin mukaiset määrät: Kp-luokka Suolamäärä kg/m2 t/km 4 0, , , ,1 0,5 Optimisuolamääriä etsittäessä vaihtelivat suolamäärät 0,1... 1,0 kg/rn2 (0,5...5 t/km). Kulutuskerrosmateriaali liitettiin vanhaan tienpintaan muokkaushöyläyksellä, jonka yhteydessä lisättiin suola ja vesi. Tasauksen jälkeen kulutuskerrokset tiivistettiin 2 kertaa joko kumipyöräjyrällä tai kuorma-autoilla. 1 RAKEISUUDEN VAIKUTUS KULUTUSKERROKSEN LAATUUN, KUNNOSSAPITOTYÖMÄÄRIIN JA -KUSTANNUKSIIN Tienpinnan laatua arvosteltiin standardin mukaisella kuvauksella sekä kuoppien lukumäärän mukaan 50 m:n matkalla (3 x 50 m/1 km). Kiinteys ilmaistiin %-arvona (kiinteä osuus/ koko tien leveys). Eri kulutuskerrostyypeillä olivat kuntoa ja laatua kuvaavat tulokset keskimäärin seuraavanlaisia:

5 IJ Taulukko 1 Fri kulutus rrostyynoien keskimääräiset ominaisuudet kesän aikana. 0 o o, U).-4 1 «1 -I 1 ' Seulakoko mm o -i s.. c) 1 z 0, ::3 CI) 0) CI) H.-4 0 E CI), 0 ) o -' CI, CI) 4)._ (') >.,, (1) c Q) > o. c,-i. 4) :cu -4.-l0 CI) cd 0. 0) 00 - CI) 0.-,-i Q) - C C1 i I 0 > t')o 0. 4 Sr 20 8, ,9 2,0 41 3, ,7 MSr2O 9, ,5 1,2 46 3, ,6 MSr16 10,4 L ,2 1,5 47 3, ,9 MSr12 9, ,3 2,5 44 3, ,8 M 16 10, ,5 1,7 44 3, ,9 5 Sr 20 8, ,2 1, ,8 MSr2O 9, / 99 3,2 1,7 43 3, ,8 MSr16 9, ,7 1,4 46 3, ,8 MSr12 9, ,6 2,0 45 3, ,9 M 16 9, ,6 2,2 36 3, ,8 6 MSr16 8, ,3 2,7 29 3, ,3 MrM2O 13, ,5 2,4 35 4, ,7 MrM16 13, ,5 3,4 30 3, ,7 MrM12 14, ,3 3,3 27 4, ,7 7 MSr16 9, ,4 0,2 24 3, ,7 MrM2O 13, ,3 0,4 32 4, ,0 MrM16 15, ,6 0,5 28 3, ,0 MrM12 16, ,4 1,1 30 4, ,0 Kulutuskerroksissa oleellisimmat muutokset tapahtuivat tasalsuudessa, kerrospaksuudessa ja seulakoon 0,074 mm läpäisyprosentissa. Tasaisuuden alenemiseen minimilaatutasolle kulunutta aikaa kuvaa höyläysten lukumäärä (taulukko 3). Hienoainesmäärän suhteellinen lisääntyminen johtuu kulutuskerroksen ohenernisesta, mikä taas johtui erityisesti suurten rakeiden poissiirtymisestä. Liikenteen aiheuttamasta materiaalin poistumasta voidaan arvioida kulutuskerrosten uusimisaikaväii:

6 Taulukko 2. Eri kulutuskerrostyyppien materiaalihäviöt yhden kesän aikana ja uusimisaikavälit. Materiaali Ohentuma Poisturna Uusimisvälj Keskimääräinen mm m3itd/krn v KKVL 1. Sr (15) 260(125) 1 (2) MSr2O MSr MSr MrM2O MrM MrM M Edellä esitetyt arviot ovat perustuneet kulutuskerrospaksuuteen 2,5 x d max (mitä hienompi kiviaines, sitä ohuemmaksi kulutuskerros rakennettiin). Jos vertailukohteena olisi 50 mm paksu kulutuskerros (yleinen tavoitepaksuus), olisivat uusimisaikavälit 16 mm ja 12 mm materiaaleja käytettäessä pidentyneet oleellisesti (25 % ja 67 %). Kun kulutuskerroksen laatu oli alentunut minimilaatutasolle suoritettiin tienpinnalle seuraavia hoitotoimenpiteitä tai niiden yhdistelmiä: - kunriossapitohöyläys H = 1 H - muokkaushöyläys MH 3 H - paikkaus P = 3,5 H - pölynsidonta PS = 21 H - materiaalin lisäys ML 80 H Muutettaessa näin kaikki kesän aikana tarpeelliset kunnossapitotoimenpiteet vastaamaan yksinkertaista kp-höyläystä saadaan hoitotoimenpiteiden määräksi:

7 5. Taulukko 3. ri kulutuskerrostyypeille suoritetut höyläyskerrat/tie-km. Materiaali Kp-luokka Sr 20 34,0 53, MSr2O 1,7 1, MSr16 1,7 10,3 2,0 1,0 4. MSr12 1,7 2, MrM2O - - 1,7-6. MrM , MrM , M 16 4,3 13,7 - - Sorateiden kulutuskerrosten kokonaiskunnossapi tokustannukset saatiin summaarnalla - rakentamjskustannukset - materiaalikustannukset - suolakustannukset - hoitokustannukset mk/km " " " Ottamalla huomioon arvioitu kulutuskerrosten uusimisaikaväli 3 v saatiin vuotuisiksi kunnossapitokustannuksiksi: Taulukko 4. Vuotuiset kunnossapitokustannukset mk/km. Materiaali Kp-luokka Sr MSr2O MSr MSr MrM2O MrM MrM M x) sisältää myös kuljetukset

5. SUOLAMÄÄRÄN VAIKUTUS KUNNOSSAPITOTYÖMÄÄHIIN JA -KUSTANNUKSIIN Suolarnääriä tutkittaessa oli kiviaineksena MSr16. Kesän aikana olivat tarpeelliset höyläysmäärät kp-luokittain seuraavat: Taulukko 5.

8 5. SUOLAMÄÄRÄN VAIKUTUS KUNNOSSAPITOTYÖMÄÄHIIN JA -KUSTANNUKSIIN Suolarnääriä tutkittaessa oli kiviaineksena MSr16. Kesän aikana olivat tarpeelliset höyläysmäärät kp-luokittain seuraavat: Taulukko 5. Kesän aikana tarvitut höyläysmäärät eri suolausmääriä käytettäessä Kp-luokka Suolamäärä Höyläyskg/m2 kerrat 4 0,4 2-3 (2,5) 0,6 2-3 (2,5) 0,8 2-3 (2,5) 1,0 3 (3) 6 0,2 0-3 (1,5) 0,4 0-3 (1,5) 0,6 0-3 (1,5) 7 0,1 1 0,2 1 0,4 1 Suolamäärällä ei ollut vaikutusta höyläysmääriin. Sen sijaan kustannuksiin suolamäärällä on ollut hyvin merkittävä vaikutus (kuva 2). Kun suolauksen kustannuksiin lisättiin sekä kiviaineksen (MSr16) että hoitotöiden kustannukset saatiin kuvassa 2 esitettävät tulokset levitetyn suolamäärän mukaan:

7. E - c 0 0,2 0,4 0.6 0.8 1,0 Suotamäärö, kg /m2 Kuva 2. Suolamäärän vaikutus kunnossapjtokustannuksjjn eri kp-luokissa. 6. MINIMILAATUTASO?

9 7. E - c 0 0,2 0, ,0 Suotamäärö, kg /m2 Kuva 2. Suolamäärän vaikutus kunnossapjtokustannuksjjn eri kp-luokissa. 6. MINIMILAATUTASO? Tien pinnan tasaisuuden kuvauksessa käytettiin apuna sekä standardin mukaista arvostelua että kuoppien (vähintään 20 mm syvä kolo) lukumäärää kpl/50 m. Tasaisuuden ja kuoppien lukumäärän välille saadun regressioyhtälön perusteella voidaan esittää arviot minimilaatutasolle: Kp-luokka Standardi- kuoppien lukumäärä arvo kpl/m (ajorata) 4 2, , , ,5 5

7. JOHTOPÄÄTÖKSET Tutkimustulosten perusteella näyttää siltä, että sorateiden kulutuskerroksen materiaalin tulisi olla murskattua ja rakeisuudeltaan kuvan 3 mukainen: - 100 SEULAKOKO mm 0.

10 7. JOHTOPÄÄTÖKSET Tutkimustulosten perusteella näyttää siltä, että sorateiden kulutuskerroksen materiaalin tulisi olla murskattua ja rakeisuudeltaan kuvan 3 mukainen: SEULAKOKO mm LÄPAISY- / rnn V,'J( '.' UI V,L VJ U' U v,i U7 ip 1 J Y IV LV SEULAKOKO, mm Kuva 3. Tutkimuksissa parhaiten menestyneiden materiaalien rakeisuusalue. Murskatuilla materiaaleilla, etenkin rnoreenimurskeilla, on saavutettu yhtä laatuluokkaa parempi kulutuskerros kuin murskaamattomilla kiviaineksilla. Kulutuskerroksen hyvänä säilymiselle on kunnollisella rakentamisella (huom. muokkaushöyläys ja tiivistys) merkittävä vaikutus hyvän kiviainsen lisäksi. Soratien pölyäminen ei parhaissa tapauksissa ollut onäelma. Pölyämisen syynä näyttääkin olevan huono, helposti irtoava kulutuskerrosmateriaali eikä suolauksen määrä. Jos vain kulutuskerrosmateriaali sisältää riittävästi sideainetta ( ^ 0,074 mm aineosuus %) saattaisi olla mandollista tulla toimeen jopa ilman suolaa pölyämisen ehkäisyssä? Näiden kokeiden mukaan suolamäärällä ei ole ollut mitään vaiku-

11 tusta tarvittavaan hoitotyömäärään teiden pitämiseksi vähintään minimilaatutasoisessa kunnossa. Suolauksen sijasta kannattaisi ilmeisesti kiinnittää huomio kiviaineksen lisäämiseen, johon suolausvaroilla olisi mandollista ryhtyä.

Samankaltaiset tiedostot

TVH Rakentamistalouden toimisto

1 TVH Rakentamistalouden toimisto TYÖNTUTKIMUSTIEDOTE 1 No: 5 b SELVITYS MOREENIMURSKEEN KÄYTTKELPOISUIJDESTA SORAT IEN KULUTUSKERROSNATERIAALINA Pvm: TVH?735 /; -.1/' '' \..-.-y/ -J 82 0998 P 1. TUTKIMUKSEN