UUMA-inventaari VT4 429/6715-6815 (Keminmaa) Teräskuona massiivirakenteissa 2008 Ramboll Vohlisaarentie 2 B 36760 Luopioinen Finland Puhelin: 020 755 6740 www.ramboll.fi
Sisältö 1. Kohteen kuvaus 1 1.1 Sijainti 1 1.2 UUMA-rakentamisen tarkoitus ja tavoitteet 1 1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja -rakenteet 2 2. Toimenpiteet 2005-2006 2 2.1 Vanha tierakenne 2 2.2 Kohteen instrumentointi 2.3 Tekniset 3 3 2.4 Ympäristökelpoisuus 3 3. Seuranta 2007-2008 3 3.1 Rakennetutkimukset 3 3.2 Kuntokartoitus 4 3.3 Ympäristökelpoisuus 4 3.4 Haastattelut 5 4. Tutkimustulosten arviointi 6
1. Kohteen kuvaus 1.1 Sijainti Pilottikohde (Vt 4 429/6715-6815) sijaitsee Keminmaan kunnassa valtatien 4 tieosalla 429 (kuva 1). Pilottirakenne on toteutettu heinäkuussa 2005. Koerakenteen tilaajana toimi Tiehallinto ja toteutuksesta vastasi Tieliikelaitos nyk. Destia Oy. Materiaalit kohteeseen toimitti Outokumpu Stainless Oy. Kohteen kokonaispituus on 100 m ja pilottirakenne sijaitsee paaluvälillä 6715-6815. Kuva 1. Keminmaan pilotin sijainti. 1.2 UUMA-rakentamisen tarkoitus ja tavoitteet Pilottiosuudella testattiin Outokumpu Stainlessa Oy:n sivutuotteita tierakenteessa. Vertailurakenteessa toteutettiin vastaava rakenne luonnonkiviaineksilla. Sivutuotteiden hyvien ominaisuuksien vuoksi koerakenteen massanvaihdon leikkaussyvyyttä voitiin vähentää ja luonnonhiekan käytöltä vältyttiin. VT4_Keminmaa.doc 1
1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja -rakenteet Tien korjaaminen tehtiin levittämällä suodatinkerrokseksi 500 mm OKTO-KKA 0/6 materiaalia (KKA=kevytkiviaines, kromikonvertteri- tai valokaariuunikuonista tehty seos). Tien oikealla kaistalla käytettiin VKU2-kuonasta (valokaariuuni) valmistettua 0/6 materiaalia ja vasemmalla kaistalla CRK-kuonaa (kromikonvertterin kuona). Jakavaan kerroksen levitettiin 700 mm paksu kerros OKTO-KKA 0/32 mm materiaalia, joka oli sekoitus CRK- ja VKU-kuonista. Kantavassa kerroksessa käytettiin 650 mm 0/56 mm soramursketta ja kohde päällystettiin AB 16 B100/150-massalla, jonka runkoaineena käytettiin OKTOa-mursketta (Argon Oxygen Decarbunization-konvertterin l. AOD kuonasta booraamalla valmistettua kiviainesta). Päällyste levitettiin kahtena 100 kg/m 2 laattana siten, että laatan kokonaisvahvuus oli noin 200 kg/m 2. Päällyste suhteistettiin käyttämällä teräskuonan toimittajan tehtaalla seulottuja raefraktoitia 0/6, 6/11 ja 11/16. Käytetyt rakenneratkaisut on esitetty kuvassa 2. Kuva 2. Tyyppipoikkileikkaus suunnitellusta rakenteesta sekä tien instrumentointi. 2. Toimenpiteet 2005-2006 2.1 Vanha tierakenne Vanha tierakenne koostui 150-200 mm paksuisesta asfalttilaatasta, jonka alla oli 400 mm vahvuinen kantava kerros. Suodatinkerros vanhassa rakenteessa oli 400-500 mm vahvuinen. VT4_Keminmaa.doc 2
2.2 Kohteen instrumentointi Kohteeseen on rakentamisen yhteydessä asennettu lämpötila-antureita (4 kpl), kosteusmittareita (2 kpl), painuma-anturi sekä pohjaveden havaintoputkia (4 kpl). Kohteen instrumentoinnilla avulla hankittiin lisätietoa tutkittavien materiaalien eristävyys- ja kapillaarisuusominaisuuksista. Lisäksi tarkkaillaan kevytkiviaineksen (KKA) mahdollista murenemista liikennekuorman seurauksena. Koerakenteen instrumentit on esitetty taulukossa 1. Mittaustuloksia ei ole ollut UUMA-inventaariprojektin käytössä. Taulukko 1. Keminmaan massanvaihtokohteen instrumentit Mitattava Anturin malli Luku- Kaista Sijainti Muuta suure määrä Lämpötila Pt-100-sauva 2 Vasen pl 2,5 m pitkä 6760+6815 Lämpötila Pt-100, yksittäinen 2 Vasen pl 6760 Päällysteen ylä- ja alapinnassa Kosteus TDR 2 Vasen pl 6761 Suodatinkerroksen ala- ja yläosassa Painuma LVDT 1 Vasen pl 6762 Pyöräuran kohdalla Ympäristövaikutukset Pohjavesiputki 4 pl 6760+7065 Luiskissa molemmin puolin tietä 2 kpl koerakenteen ja 2 kpl vertailurakenteen kohdalla 2.3 Tekniset Koerakenteesta suoritettiin rakenteen tiiviyden ja alkukantavuuden tarkkailemiseksi levykantavuusmittaukset. Tulokset eivät ole olleet UUMA-inventaariprojektin käytössä. 2.4 Ympäristökelpoisuus Pohjavesiputkien taustanäytteet otettiin rakentamisen aikana. Pohjavesinäytteistä mitattiin ph, sähkönjohtokyky sekä raskasmetalleista kromi, nikkeli ja molybdeeni. Tuloksia ja vertailua myöhemmin saatuihin seurantatietoihin ei ole saatu UUMAinventaariprojektin käyttöön. 3. Seuranta 2007-2008 Kohteessa tehtiin kesällä 2007 kuntokartoitus ja rakennetutkimukset UUMAinventaariprojektin puitteissa. 3.1 Rakennetutkimukset Rakennetutkimuksen perusteella rakennekerrokset eivät olleet sekoittuneet eikä kuona ollut hienontunut eikä murskautunut. Kerrosten välillä ei havaittu aaltoilua. Kuonakerros oli selkeästi lujittunutta. Koekuoppaan kertyi vettä 1,3 m syvyydeltä tien pinnasta alaspäin, joten suodatin- ja jakavankerroksen rajapintaa ei voitu silmämääräisesti tarkastaa. VT4_Keminmaa.doc 3
3.2 Kuntokartoitus Kuntokartoituksen (plv 6500-7050) mukaan tie oli vaurioton koerakenteen kohdalta (plv 6715-6815). Koerakenteen molemmilta puolilta normaalin tierakenteen alueilla (yhteensä 450 m) oli havaittavissa pitkittäisiä, tyypillisimmin 2-5 mm levyisiä halkeamia keskilinjassa. Paikattuja halkeamia oli yhteensä 85 m matkalla vasemmassa reunassa. Lisäksi koerakenteen ulkopuolella oli useita poikittaisia 2-5 mm koko tien levyisiä halkeamia. Koko kartoitusosuudella tien pinta oli purkautunut. Kuva 3. Tie paalulta 1618 eteenpäin katsottuna. 3.3 Ympäristökelpoisuus Pilottikohteessa ei toteutettu UUMA-inventaarin yhteydessä ympäristöseurantaa. Velvoiteseurannan tuloksista on saatu UUMA-inventaarin käyttöön seuraava lausunto. Tervolan koerakenteen ympäristövaikutukset Tervolan massanvaihtokoealueella tarkkaillaan kriittisimpiä alkuainepitoisuuksia neljästä pohjavesiputkesta. Analyyseja on tehty kaksi kertaa vuodessa liukoisen kromin, nikkelin ja molybdeenin osalta. Pohjavesiputket no. 1 ja 2 sijaitsevat varsinaisen massanvaihtokokeen välittömässä läheisyydessä. Pohjavesiputket no. 3 ja 4 sijaitsevat varsinaisesta massanvaihtokokeesta n. 200 metriä Rovaniemelle päin. Näin ollen mahdolliset koemateriaalin (OKTO-KKA) käytöstä johtuvat ympäristövaikutukset ovat tulkittavissa pohjavesiputkista 1 ja 2. Tähän mennessä tehtyjen analyysien perusteella massanvaihdon kohdalla olevien pohjavesiputkien (no. 1 ja 2) kromin, nikkelin ja molybdeenin liukoiset pitoisuudet ovat olleet alhaisempia tai samaa tasoa kuin vertailualueen pohjavesiputkissa. Koemateriaalin käytöllä massanvaihdossa ei ole ollut ympä- VT4_Keminmaa.doc 4
ristövaikutuksia sen enempää kuin tierakenteella, joka on tehty tavanomaisista rakennusmateriaaleista. Tehtyjen analyysien perusteella liukoisen kromin pitoisuus on ollut korkeampi vertailualueella kuin itse massanvaihtokohteessa. Liukoisen kromin pitoisuus massanvaihdon kohdalla on ollut jokaisessa analyysissa alle 10 µg/l. Talousveden kromin terveysperusteiseksi enimmäispitoisuudeksi on asetettu 50 µg/l, joten koerakenteen kohdalla olevien pohjavesiputkien vedessä ei ole havaittavissa haitallista ympäristövaikutusta kromin osalta. Myös massanvaihdon kohdalta mitatut liukoisen nikkelin pitoisuudet alittavat talousveden terveysperusteisen enimmäisrajan (20 µg/l) reilusti. Liukoisen nikkelin pitoisuudet ovat olleet keskiarvoltaan huomattavasti matalammat massanvaihdon kohdalla kuin vertailualueen kohdalla. Koealueelta analysoidut liukoisen molybdeenin pitoisuudet alittavat talousvedelle asetetut terveysperusteiset enimmäispitoisuusraja-arvot (70 µg/l) reilusti (Taulukko 2). Vain koerakenteen rakentamisvuotena sekä massanvaihdon kohdalta että vertailualueen kohdalta mitattiin 70 µg/l ylittäviä pitoisuuksia. Pitoisuus ylitettiin siis myös alueella, jossa koemateriaalia ei käytetty massanvaihtoon. Rakentamisvuoden jälkeen (2006 ) liukoisen molybdeenin pitoisuus on vaihdellut välillä 4,1-45 µg/l (matalin arvo on mitattu massanvaihdon kohdalta ja korkein arvo vertailualueelta). Taulukko 2. Uusin analyysitulos Tervolan koerakenteiden pohjavesiputkista (näytteet 20.8.2007). Näyte 20.08.2007 ph Joht. ms/m Cr liu µg/l Ni liu µg/l Mo liu µg/l Mitattu kork. m Sivuojassa vettä Putki N:o 1 7,88 44,5 <10 <10 13 1,37 on Putki N:o 2 7,76 36,9 <10 <10 14 1,95 on Putki N:o 3 6,60 79,8 15 <10 <10 1,39 on Putki N:o 4 6,87 31,1 <10 <10 <10 1,80 on 3.4 Haastattelut Pilottikohteessa ei tiemestarin (Tarmo Posti) mukaan ollut havaittavissa mitään poikkeavaa. Kohteen päällysteen purkautuminen viittaa hänen mukaansa ennemmin päällystetyön yleisesti heikentyneeseen laatuun eikä johdu koerakenteesta. Keväällä 2008 teräskuonarakenteen Kemin puoleiseen päähän nousi routakohouman. Muutoin tiestä ei ole tullut huomautuksia ja koeosuus on toiminut hyvin. VT4_Keminmaa.doc 5
4. Tutkimustulosten arviointi Destian arvion mukaan voidaan rakentamisen aikaisten havaintojen perusteella todeta Outokumpu Stainless Oy:n tuottamien kiviainesten soveltuvan hyvin tai erinomaisesti normaaliin tierakentamiseen. Rakentamisen aikana sekä kevytkiviaineksen että OK- TOa:n havaittiin toimivan hyvin eikä ongelmia materiaalien käsittelyssä ilmennyt. Materiaalien ominaisuudet mahdollistavat niiden päällä liikennöinnin heti kevyen tiivistämisen jälkeen. Outokumpu Tornio Works on tuotteistanut OKTO-rakennustuotteet, joihin kuuluu sekä Outokumpu Chrome Oy:n että Outokumpu Stainless Oy:n sivutuotteet. Outokumpu Chromen OKTO-tuotteiden ympäristötuoteseloste löytyy osoitteesta http://www.morenia.fi/binary.aspx?section=144&item=222. Destia viimeistelee parhaillaan OKTO-tuotteiden suunnitteluohjetta, joka sisältää Outokumpu Stainlessin OKTO-tuotteet. VT4_Keminmaa.doc 6