VAHVISTERAKENTEET Kohde: PT 16029 1/4629-5790, Kiuruvesi, Savo-Karjalan tiepiiri

1 S14 - Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito Tuotantotekniikat ja koerakentaminen VAHVISTERAKENTEET Kohde: PT 16029 1/4629-5790, Kiuruvesi, Savo-Karjalan tiepiiri LOPPURAPORTTI 15.8.2006 Pentti Lahtinen, Harri Jyrävä

2 Sisältö 1. LÄHTÖKOHDAT JA TAVOITTEET 3 2. RAKENTEIDEN KUVAUS 4 A. Suora vahvisterakenne 4 B. Reunavahvisteinen rakenne 5 3. KOHTEEN KUVAUS 6 3.1. Lähtötilannetarkastelu keväällä 2005 7 - Kunto- / ongelmakartoitus 7 - Koekuoppatutkimukset 8 - Kantavuusmittaukset 10 4. RAKENTAMINEN 11 4.1. Kalusto ja materiaalit 11 4.2. Vanhan tierakenteen siirtäminen sivuun 11 4.3. Suorat geovahvisterakenteet (rakennetyyppi A1 13 4.4. Reunavahvisteiset geovahvisterakenteet (rakennetyyppi B1 13 4.5. Geovahvisteverkko (rakennetyyppi A2 14 4.6. Teräsverkkorakenteet (rakennetyyppi A3 15 4.7. Viimeistely 16 5. RAKENTAMISEN YHTEYDESSÄ ESILLE TULLEITA ASIOITA 17 5.1. Vahvistemateriaalit 17 5.2. Vanhan tierakenteen laatu 17 5.3. Kalusto ja työmenetelmät 18 5.4. Työsaavutukset 19 5.5. Kustannustarkastelua 20 5.6. Muuta rakentamiseen liittyvää 20 6. SEURANTATUTKIMUKSET KEVÄÄLLÄ 2006 21 - Kunto- / ongelmakartoitus 21 - kantavuusmittaukset 23 - uramittaukset 24 7. YHTEENVETO 25 8. PROJEKTIN JATKO 26 9. KIRJALLISUUSSELVITYS JA TIIVISTELMÄ JOHTOPÄÄTÖKSISTÄ 26 LIITTEET: Liite 1: Vanha tierakenne, rakeisuus Liite 2: Televev 50/50 vahvistekankaan asennus/leikkaus, periaatekuva Liite 3: Seurantasuunnitelma Liite 4: Kohdekartoitus, vahvisterakenteet soratiekohteissa Liite 5: Kantavuusmittaukset vuosina 2005-2006 Liite 6: Uramittaukset keväällä 2006 Liite 7: Vahvisteiden käyttö sorateiden parantamisessa, tiivistelmä johtopäätelmistä

3 1. LÄHTÖKOHDAT JA TAVOITTEET Tavoitteena on kunnostaa kantavuus- ja routaongelmainen soratiekohde erilaisia vahvisterakenteita käyttäen. Geovahvisteita ja teräsverkkoa käyttäen voidaan pienentää tarvittavien uusien rakennekerrosmateriaalien käyttötarvetta erityisesti silloin kun vanha tierakenne hyödynnetään osittain vahvisteen päälle siirrettynä. Ratkaisuissa pyritään hyödyntämään soratien vanha rakenne mahdollisimman tehokkaasti uusien kiviainesten käyttötarve minimoiden, jolloin myös tien tasaus nousee mahdollisimman vähän. Vahvisterakenteita käyttäen parannetaan tien kantavuutta samalla kun erityisesti vahvistematto myös estää soratiekohteilla varsin usein esiintyvän rakennekerrosten sekoittumisen keskenään ja pohjamaan kanssa. Vahvisteiden käyttö myös tasaa epätasaisia routanousuja ja vähentää tien pinnan halkeilua. Reunavahvisteisella rakenteella pyritään puolestaan korostamaan vaikutuksia erityisesti ongelmallisten tien reunojen osalta. Kokonaisuutta ajatellen tavoitteena on saada aikaan perinteisiä murskeratkaisuja laadukkaampi ja pitkäikäisempi rakenne, joka on samalla sekä taloudellinen että yksinkertainen ja selkeä toteuttaa. Rakentamisen yhteydessä testataan työhön soveltuvaa työtekniikkaa ja arvioidaan vanhan tierakenteen hyödyntämiseen liittyviä tekijöitä sekä työtekniikan että kustannusten kannalta. Tämän koehankkeen hankevastaavana on toiminut TkT Pentti Lahtinen Ramboll Finland Oy:stä, projektipäällikkö ja raportin kirjoittaja on Harri Jyrävä. Rambollilla työhön ovat osallistuneet myös Elina Ahlqvist liitteenä olevan kirjallisuusselvityksen tekijänä sekä Tero Jokinen, joka on tehnyt projektin maastotyöt sekä osallistunut raportoitavien tietojen keräämiseen ja kommentointiin. Kohde toteutettiin Savo-Karjalan tiepiirin alueella ja tiepiirin yhdyshenkilöinä toimivat Asko Pöyhönen sekä Kalevi Lipponen. Rakentamisesta vastasi Savon Kuljetus Oy, jonka yhdyshenkilönä toimi Pertti Kouvalainen. Kouvalainen on osallistunut merkittävästi myös tämän raportin sisällön kokoamistyöhön. Materiaalitoimittajat ViaPipe Oy (geovahvisteet ja Tammet Oy (teräsverkot osallistuivat projektin kustannuksiin tarjoamalla osan vahvistemateriaaleista veloituksetta projektin käyttöön (materiaalit Televev 50/50 mattoa lukuun ottamatta.

4 2. RAKENTEIDEN KUVAUS Koko kohde parannettiin erilaisia vahvisterakenteita käyttäen. Kuivatukseen, siirtymärakenteisiin yms. liittyvät työt toteutettiin alkuperäisen suunnitelman mukaisessa laajuudessa eli murskerakenteen muuttaminen vahvisterakenteiksi ei vaikuttanut työsisältöön siltä osin. Alkuperäisen suunnitelman mukainen parantamisratkaisu, joka nyt siis korvattiin vahvisterakenteilla, oli suodatinkangas + 25 cm kantava murske + 10 cm kulutuskerros. Kohteella toteutettiin 7 erilaista vahvisterakenneosuutta, joiden toimivuutta ja vaikutuksia vertaillaan keskenään. Varsinaista vertailuosuutta ei tehty vaan koko kohde parannettiin yhtenäisesti erilaisia vahvisteratkaisuja käyttäen. Vertailutietoa perinteiseen suodatinkangas-murske ratkaisuun verrattuna on kuitenkin saatavissa muiden samalla paikallistiellä kesällä 2005 toteutettavien parantamisosuuksien puitteissa, muiden osuuksien seuranta ei kuitenkaan kuulu varsinaiseen pilottiprojektiin. Vahvistemateriaalina käytettiin geovahvistemattoa (4 rakennetta, mattotyypit Televev 50/50, 70/70 ja 150/150, geovahvisteverkkoa (1 rakenne, Tensar SS30 sekä teräsverkkoa (2 rakennetta, 2 teräsverkkotyyppiä. Käytettyjen teräsverkkojen tyypit olivat: * tyyppi 1 : B500 FL40 5/5-100/100-5500/2350 * tyyppi 2 : B500 FL40 5/(2x5-100/(9x100-13x300-9x100-5800/2350 (kolmilankaverkko Merkinnät: - B500: teräsluokka (sileä betoniteräs, jonka myötölujuus on 500 MPa - FL40: hitsausluokka (FL 40 vastaa 40% pääteräksen myötörajasta - 5/5: pitkittäislangan halk. / poikittaislangan halk. [mm] - 100/100: pitkittäislangan jako / poikittaislangan jako [mm] - 5500/2350: verkon pituus / verkon leveys [mm] - kolmilankaverkko: verkon poikittaislangat tuplalankoina eri puolilla pitkittäistankoa, tästä merkintä (2x5 Toteutetuissa ratkaisuissa pyritään hyödyntämään soratien vanha rakenne mahdollisimman tehokkaasti uusien kiviainesten käyttötarve minimoiden, jolloin myös tien tasaus nousee mahdollisimman vähän. Perusajatuksena oli hyödyntää vanhaa tierakennetta siten, että osa tien vanhoista kerroksista (tavoitteena 15 cm siirretään sivuun ja käytettävä vahviste asennetaan tasatulle pohjalle, vahvisteleveys on pääosin 6 m. Vanha tierakenne siirretään vahvisteen asentamisen jälkeen takaisin sen päälle ja pintaan rakennetaan uusi kulutuskerros. Käytännössä myös kantavan yläosassa jouduttiin paikoitellen käyttämään uutta mursketta siten, että vahvisteen päällä on lopputilanteessa minimissään 25 cm mursketta. 3 geovahvistemattorakenteen kohdalla vanhan tierakenteen sisään asennetun vahvisteen reunat käännettiin lisäksi reunoiltaan vahvisteen päällä uudelleen hyödynnettävän vanhan tierakenteen päälle millä pyrittiin korostamaan rakenteen vaikutusta erityisesti tien reunaosilla. A. Suora vahvisterakenne Vahvisteen päällä pyritään hyödyntämään vanhoja rakennekerrosmateriaaleja noin 15 cm. Pintaan rakennetaan ainakin uusi kulutuskerros, mutta tarvittaessa myös kantavan yläosassa käytetään uutta mursketta siten, että vahvisteen päällä on lopputilanteessa, kulutuskerros mukaan lukien, minimissään 25 cm mursketta. Geovahvisteiden rinnalla testataan teräsverkon käyttöä geovahvisteen tilalla vastaavassa rakenteessa. Vahvisteleveys on pääosin 6 m (ks. taulukko 1.

5 Periaatepoikkileikkaus ja toteutettavat rakennevaihtoehdot / suora vahvisterakenne: uusi murske 10 cm A1. Geovahvistematto A2. Geovahvisteverkko A3. Teräsverkko vanha tierakenne min. 15 cm (vahvisteen päälle siirretty vahviste (verkko / matto vanha tierakenne B. Reunavahvisteinen rakenne 3 geovahvistemattorakenteen kohdalla vanhan tierakenteen sisään asennettu vahviste käännetään lisäksi reunoiltaan vahvisteen päällä uudelleen hyödynnettävän vanhan tierakenteen päälle, jolloin rakenteen vaikutus erityisesti tien reunaosilla korostuu (kääntöleveys 1.5 m, käännetyn vahvisteen reunaosan päällä mursketta min. 10 cm. Muilta osin rakentaminen tapahtuu kuten A- kohdassa. Vahvisterakenteen leveys on 6 m. Periaatepoikkileikkaus ja toteutettavat rakennevaihtoehdot / Reunavahvisteinen rakenne: uusi murske 10 cm B1. Geovahvistematto vanha tierakenne min. 15 cm (vahvisteen päälle siirretty vahviste (matto vanha tierakenne Taulukko 1: Koerakenteet Plv osuuden pituus Koerakenne [m] rakennetyyppi vahvistemateriaali 4629-4900 271 A1 Televev 50/50 4900-5050 150 A3 B500 FL40 5/5-100/100-5500/2350 5050-5200 150 A3 B500 FL40 5/(2x5-100/(9x100-13x300-9x100-5800/2350 5200-5300 100 A2 Tensar SS30 5300-5420 100 A1 Televev 50/50, * 5420-5500 100 B1 Televev 50/50 5500-5600 100 B1 Televev 70/70 5600-5700 100 B1 Televev 150/150 5700-5790 90 A1 Televev 50/50, leveys 5.3 m * HUOM. Sillan/kaiteiden kohdalla vahvisteleveys vain 5.3 m.

6 3. KOHTEEN KUVAUS Savo-Karjalan tiepiirin ja Savon Kuljetuksen kanssa yhteistyössä valittu koekohde sijaitsee noin 20 km päässä Kiuruveden keskustasta paikallistiellä 16029, tierekisterin mukainen sijainti on 01/4629-5790. Tie on vähäliikenteinen soratie joka oli lähtötilanteessaan luokiteltu 2005 parannettavaksi kelirikkokohteeksi. Tie säilyy sorapintaisena myös parantamisen jälkeen. Kuva 1. Kohteen sijainti Kuva 2: Yleiskuvia kohteelta lähtötilanteessa: vas. kuva pl 4630 ja oik. pl 5250.

7 3.1 Lähtötilannetarkastelu keväällä 2005 Kunto- / ongelmakartoitus Lähtötilannekartoitus perustuu Pertti Kouvalaiselta, Kalevi Lipposelta sekä Tero Jokiselta keväällä 2005 saatuihin tietoihin. Yleiskuvaltaan tie on lievästi kantavuusongelmainen, paikoitellen on esiintynyt myös routaongelmia. Routavaurioita ei kevään 2005 kartoituksessa kuitenkaan ollut juurikaan havaittavissa muutamaa yksittäistä kohtaa lukuun ottamatta, mutta aiempien vuosien kokemusten perusteella niitäkin esiintyy alueella - tarkkaa sijaintietietoa ei kuitenkaan ole tältä osin käytettävissä. Myös kantavuusmittausten perusteella kevät 2005 on ollut helpohko (ks. sivu 10 / kantavuusmittaukset. Koko osuus on luokiteltu kelirikkovaurioluokkaan 3, useimmiten ongelmia on esiintynyt aivan osuuden alussa plv 4630-4780. Kuva 3: Lähtötilanteessa esiintyviä ongelmia erityisesti osuuden alkupäässä. Tien kunto on tehtyjen maastokäyntien perusteella selkeästi kaksijakoinen: loivassa rinteessä metsäisellä alueella sijaitseva osuuden alkupää noin paalulle 4850 saakka on heikoimmassa kunnossa ja varsinkin reunoiltaan varsin pehmeä. Alueella vanha tierakenne on ohuehko ja kivinen. Siitä eteenpäin tien kunto paranee jonkin verran ja paaluvälillä 4850-5240 esiintyi kuntokartoituksen aikana lähinnä kuoppaisuutta sekä lievää raiteistumista. Osuuden loppuosa (pl 5240- oli yleiskuvaltaan hyvässä kunnossa ja ainoastaan lievää raiteistumista sekä yksittäisiä heittoja/kuoppia

8 esiintyi (ks. kuva 2. Loppuosuudella esiintyvästä sorakerroksesta päätellen sitä on ilmeisesti aikanaan myös parannettu. Kevään 2005 kuntokartoitustulokset on esitetty kootusti taulukossa 2. Taulukko 2: Kiuruveden vahvistekohteen lähtötilanne. Historia: - kohteen tyypilliset ongelmat lieviä kantavuusongelmia sekä paikoitellen routaongelmia --> Koko koeosuus luokiteltu kelirikkovaurioluokkaan 3, useimmin ongelmia aivan alkuosalla plv 4630-4780. - KVL 93 (raskaan liikenteen osuus 9 %, tien leveys 6 m - ilmeisesti ojitettu muutama vuosi sitten - kohteen loppupäätä parannettu 5-10 v sitten - lisäkerrokset Kevät 2005/lähtötilannekartoitus: - yleiskuvaltaan suhteellisen hyväkuntoinen osuus - ei mainittavia routavaurioita havaittavissa - Metsäosuudella reunaongelmia, paalulta 5240 lähtien selvästi paremmassa kunnossa paaluväli vauriot muuta 4629-4850 lievää raiteisuutta jyrkkä mäki, metsäosuus, melko hyvät ojat, kivistä? 4680-4820 oik. reuna (1-1.5 m pehmeä ja levinnyt mäki loivenee 4709-4729 pahasti pehmenevä kohta 4730 reikä keskellä tietä (d 50 cm 4740/4750 vas. kaistalla pieniä patteja (alle 10 cm, kiviä? 4780-4820 vas. reuna levinnyt 4820-4950 oik. reuna jonkin verran pehmeä 4830-4840 kuoppia 4990- pelto-osuus alkaa vas. puolella 5060-5280 oik. puolella nuorta taimikkoa n. 5100 yli tien menevä heitto 5160-5240 kantavuusongelmia keväällä (epäsuoraa tietoa kaarre vasempaan, tie max. 7 m 5200-5230 oikea raide painunut 5240-5790 yleiskuvaltaan hyvässä kunnossa, vain lievää raidetta 5280- peltoa molemmin puolin tietä, tie ympäristöä ylempänä 5405 putkisilta, loiva alamäki loppuu ja loiva nousu alkaa 5425/5430 tien ylittävä painuma/heitto 5550-5570 pieniä kuoppia Koekuoppatutkimukset Silmämääräisen lähtötilannekartoituksen lisäksi kohteella tehtiin toukokuussa 2005 koekuoppatutkimuksia hyödynnettävissä olevan vanhan tierakenteen paksuuden määrittelemiseksi. Tutkimustulokset on esitetty taulukossa 3. Taulukko 3: Koekuoppatutkimukset vanhan tierakenteen paksuuden ja laadun selvittämiseksi. paalu yhteispaksuus kuvaus rakeisuus laatu Vanha tierakenne (ajokaistan keskellä muuta 4560 > 350 mm M 280 + alla M/Hk (melko karkeaa 3.5 reunalla 1 m leveydellä vain n. 10 cm 4640/4650 --- kiviä alle 10 cm:ssä 4700 > 300 mm M 100 + alla M/Sr/Hk, kiviä 10 cm lähtien liite 1 1 4750 250 mm kuten ed., mutta ei kiviä 4800 420 mm M 170 + alla M/Sr/Hk 3.5 pohjamaa Hk / Si 4900 250 mm M 100 + Sr 150 4 pohjamaa Hk / Si 5000 330 mm M 100 + Sr 230 4 pohjamaa Hk, kerroksia reunalla 370 mm ja keskellä 180 mm 5100 380 mm M 100 + Sr 280 4 pohjamaa Hk / Si 5200 240 mm M/Sr ("hiekkamaista" liite 1 3 pohjamaa Hk / Si 5300 > 350 mm M 30 + Sr 20 + M/Sr liite 1 5 kerroksia sekä reunalla että keskitiellä yli 350 mm 5380 > 350 mm M 60 + Sr 220 + M/Sr 5 5500 > 350 mm M 40 + Sr yli 310 5 kerroksia sekä reunalla ettäkeskitiellä yli 350 mm 5600 > 350 mm M 140 + Sr 180 + M/Sr/Hk 3 5700 > 360 mm M 60 + Sr 300 3 Taulukossa on pyritty esittämään värikoodein laadultaan samantyyppiset materiaalit (tierakenteen pintaosa 0-20 cm. Lisäksi on esitetty suhteellinen arvio (1 heikohko laatu - 5 hyvä laatu materiaalin laadusta.

9 Koekuopat kaivettiin oikeanpuoleisen ajokaistan keskelle, osassa pisteistä varmistettiin rakennepaksuus ja laatu myös keskilinjalla ja lähellä reunaa. Edellä esitetyssä taulukossa on vertailtu myös eri tutkimuspisteissä olleen tien pintaosan laatua keskenään (arviointi kuvaa siis ainoastaan keskinäisiä laatueroja. Vaikka tutkimusten perusteella hyödyntämiskelpoista rakennetta vaikutti olevan koko osuudella yli suunnitellun minimitarpeen eli 15 cm:n arvioitiin lisämursketta tarvittavan kivisyyden takia lähinnä aivan kohteen alussa. Rakentamisen aikana kävi lisäksi ilmi, että tierakenteen paksuus vaihtelee hyvin voimakkaasti ja vaikka kaikissa ennakkoon tutkituissa pisteissä sattumalta olikin tarvittava määrä hyödyntämiskelpoista vanhaa tierakennetta ei sitä kokonaisuutta ajatellen voitu hyödyntää läheskään toivotulla tavalla vaan lisämursketta jouduttiin käyttämään selvästi suunniteltua enemmän (yhteensä 1000 t. Kuva 4: Koekuoppatutkimukset: kuvat paaluilta 4700, 5200, 5300 ja 5500.

10 Kantavuusmittaukset Lähtötilanteen kantavuus mitattiin 6.5.2005 pudotuspainolaitteella. Mittauksia tehtiin ainoastaan paaluvälillä 4920-5780 (yhteensä 41 mittauspistettä. Mittauspisteet ja niiden sijoittuminen tiepoikkileikkauksessa on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4: Kantavuusmittaukset. Mittauspiste sijainti tiepoikkileikkauksessa vahviste- (tierekisteripaalutus keskilinja+1 m keskilinja+2 m tyyppi plv 4629-4900 ei mittauksia ei mittauksia 50/50 4920/oik 137 4950/vas 159 92 4980/oik 192 Tv1 5020/oik 115 5050/vas 68 25 5080/oik 167 5120/oik 122 159 5150/vas 159 59 Tv2 5180/oik 139 5220/oik 119 63 5250/vas 30 65 SS30 5280/oik 123 5320/oik 191 121 5350/vas 139 92 50/50 5380/oik 273 5420/oik 172 85 5450/vas 240 86 50/50R 5480/oik 172 5520/oik 181 100 5550/vas 182 67 70/70R 5580/oik 102 5620/oik 125 5650/vas 112 63 150/150R 5680/oik 160 5720/oik 182 5750/vas 168 85 50/50 5780/oik 147 Tv = teräsverkko, R = reunoiltaan käännetty rakenne Kokonaisuutta ajatellen kantavuusmittaustulokset vaikuttavat varsin hyviltä ajatellen sitä, että tie kuuluu kelirikkokorjauskohteisiin. Tuloksista on kuitenkin havaittavissa selvä ero reunakantavuuksien ja keskemmältä tietä mitattujen kantavuuksien välillä.

11 4. RAKENTAMINEN Rakentaminen toteutettiin 13.-17.6.2005 Savon Kuljetus Oy:n toimesta. Toteutetut rakenteet on esitetty taulukossa 1. 4.1 Kalusto ja materiaalit Työmaalla oli ensimmäisenä päivänä töissä höylä ja pyöräalustainen kaivinkone. Kävi kuitenkin varsin pian selväksi, että kahden kaivinkoneen käyttäminen on työn sujuvuuden kannalta välttämätöntä. Lisäksi vahvisteiden (sekä verkot että matot levittämisessä tarvittiin 3 miehen työryhmä. Kuva 5: Työmaalla käytetty kalusto. Rakentamisessa käytetyt geovahvistemateriaalit toimitettiin työmaalle rullatavarana. Vahvistemattojen leveys oli 5.3 m. Kullakin rullalla piti alkuperäisen suunnitelman mukaan olla 100 m vahvistekangasta, mutta työmaalle toimitettu Televev 50/50 olikin 200 m rullina (muut matot 100 m rullilla. Geoverkko toimitettiin 4 m / 50 m rullina ja teräsverkot tien levyisinä 2.35 m paloina. Molempien edellä mainittujen verkkomateriaalien käsittely sujui ilman ongelmia. Televev 50/50 matto leikattiin etukäteen sopivan kokoisiksi paloiksi (ks. liite 2, muut vahvisteet voitiin levittää sellaisenaan rakenteisiin. Maton leikkaaminen on siinä määrin työlästä, että jatkoa ajatellen vahvisteen saaminen suoraan käyttöleveydessä olisi tärkeää. Saataessa vahvisteet käyttöön oikean levyisinä rullina säästetään paitsi aikaa myös materiaaleja sillä nyt käytetty 5.3 m rulla on soratiekohteita ajatellen erittäin hankala (rakenneleveys 6 m. Sopivamman levyistä vahvistetta käyttäen päästään huomattavasti pienempään hukkaprosenttiin sekä vähennetään tarpeettomien saumakohtien määrää. Pitkän 200 m rullan käsittely aiheutti suhteellisen paljon lisätyötä ja vahvistematto olisi hyvä saada työmaalle lyhyemmissä/pienemmissä rullissa. Muiden vahvistemattojen sekä verkkojen käsittely sujui ilman mainittavia ongelmia. 4.2 Vanhan tierakenteen siirtäminen sivuun Ennen vanhan tierakenteen pintaosan sivuille siirtämistä ojat/tien reuna puhdistettiin siten ettei reunoille siirrettävä murske sekoittunut tarpeettoman paljon heikkolaatuisiin aineksiin. Tämän jälkeen aloitettiin pintakerroksen siirtäminen sivuille höylää käyttäen varoen samalla koko ajan hukkaamasta materiaalia tarpeettoman paljon ojiin, samalla tarkkailtiin tierakenteesta irroitettavan materiaalin laatua sekä erityisesti pohjamaan (ja kivien esille tulemista. Tien pintakerrosta ei poistettu niin paljoa, että pohjamaa olisi tullut näkyviin vaan niin tapahtuessa työ keskeytettiin ja osa jo

12 irroitetusta materiaalista siirrettiin takaisin tielle tai vaihtoehtoisesti paljastuneen pohjamaan päälle ajettiin uutta mursketta. Vahvistetta ei asennettu millään kohdalla suoraan pohjamaan päälle. Kuva 6: Ennen vanhan tierakenteen pintaosan sivuille siirtämistä reunat puhdistettiin. Erityisesti kohteen alkuosalla (plv 4700-5200 ei ohuiden kerrosten ja tierakenteen pintaosan kivisyyden takia saatu siirrettyä sivuun haluttua määrää vahvisteen päälle siirrettäväksi kaavailtua materiaalia. Pahin kohta oli plv 4700-4800, jolla uutta mursketta jouduttiin käyttämään 100 m matkalla selvästi yli 2-kertainen määrä alkuperäiseen suunnitelmaan nähden. Kokonaisuudessaan ylimääräistä kantavan mursketta tarvittiin työmaalla noin 1000 t, siitä pääosa käytettiin edellä mainitulla kohteen alkuosalla. Loppupäässä lisämurskeella lähinnä tasattiin ja sidottiin vahvisteiden päälle takaisin siirretyn soraisen ja kivisen materiaalin pintaa, mutta käyttömäärät jäivät tässä tarkoituksessa pienehköiksi. Kuva 7: Vanhan tierakenteen pintaosan sivuille siirtäminen tapahtui höylällä. Vanhaa rakennetta siirrettiin sivuille siten, että vahvisteiden asennuspohjan leveydeksi muodostui 6 m.

13 4.3 Suorat geovahvisterakenteet (rakennetyyppi A1 Rakentamisessa käytettiin Televev 50/50 geovahvistemattoa tien pituussuuntaan asennettuna. Rakenteista pääosa toteutettiin 6 m levyisinä siten, että vahviste levitettiin tasatulle pohjalle kahtena 3.25 m suikaleena tien keskeltä 0.5 m limitettynä. Edellisen rinnalla samaa mattoa käytettiin kahdella kohdalla (plv 5400-5420 ja 5700-5790 yhtenä 5.3 m levyisenä palana eli mattorullan levyisenä. Levitetyn vahvisteen päälle nosteltiin ensimmäisessä vaiheessa sivuille siirretty vanha tierakenne ja sen jälkeen ajettiin lisämursketta kunnes tavoitteena ollut 25 cm kerrospaksuus vahvisteen päällä saavutettiin. Kerrospaksuutta seurattiin lapiomittauksin. Alkuperäisestä suunnitelmasta sallia maksimissaan 60-70 mm kivet vahvisteen päälle takaisin nostelluissa massoissa jouduttiin luopumaan kivien suuren määrän vuoksi ja käytännössä ainoastaan yli 10 cm kivet poistettiin. Kivet olivat kuitenkin muodoltaan pyöreitä. Vahvisteen päälle tulevia kerroksia ei tiivistetty jyräämällä. Kuva 8: Suoran geovahvisterakenteen rakentamista. 4.4 Reunavahvisteiset geovahvisterakenteet (rakennetyyppi B1 Rakentamisessa käytetyt materiaalit ovat eri lujuusluokkia olevia Televev geovahvistemattoja. Tätä rakennetyyppiä edustavia rakenteita toteutettiin yhteensä 3 kpl (3x100 m. Geovahvisteen asennus tapahtui tasatulle pinnalle ja mattojen limitys tien keskellä oli 0.5 m kuten edellisissä rakenteissakin. Poikkeuksena edelliseen oli se, että reunoilla 6 m rakenneleveyden ylittävä osa levitetyistä 2x5.3 m leveistä vahvistematoista rullattiin asennusvaiheessa tien reunoille siten, että vanhan tierakenteen nostaminen vahvisteen päälle mahdollistui. Sen jälkeen kun uudelleen hyödynnettävä tierakenne (noin 15 cm kerros oli nosteltu takaisin vahvisteen päälle oikaistiin rullattu vahvisteen reuna takaisin sen päälle, jolloin reunoille muodostui pussitettu rakenne. Reunoilla kaksinkertainen vahviste tuli minimissään 1.5 m matkalle. Reunojen kääntämisen jälkeen rakenteen pintaan ajettiin noin 10 cm murskekerros. Tällä kohdalla kiinnitettiin erityishuomiota vaaditun murskepaksuuden saavuttamiseen sillä vahviste jää näiden rakenteiden kohdilla reunaosilla varsin lähelle (10 cm tien pintaa. Reunavahvistetut rakenteet merkitään jatkossa Savon Kuljetuksen toimesta kunnossapitoa silmällä pitäen ja he informoivat kunnossapitoa käytännössä tekeviä henkilöitä rakenteista.

14 Kuva 9: Reunavahvisteisten geovahvisterakenteiden rakentamista: maton rullaus reunoilla, uudelleen hyödynnettävän materiaalin nostelu ja maton kääntö reunapusseiksi. 4.5 Geovahvisteverkko (rakennetyyppi A2 Rakentamisessa käytettiin Tensar SS30 geovahvisteverkkoa tien pituussuuntaan asennettuna. Rakenne toteutettiin 6.1-6.3 m levyisenä siten, että vahviste levitettiin tasatulle pohjalle kahdelta 4 m levyiseltä rullalta limittäen verkot keskellä tietä. Rullaleveydestä johtuen keskilimitys kasvoi tarpeettoman suureksi eli lähes 2 metriin. Tässäkin tilanteessa tilanteeseen sopivamman rullaleveyden (joko 6 m tai 2x3.25 m saatavuus olisi pienentänyt 19-25 % materiaalimenekkiä. Geovahvisteverkko-osuus sijoittui osittain kaarteeseen ja sillä kohdalla muodostui ongelmaksi verkon taivuttaminen tien suuntaiseksi. Jäykähköä materiaalia ei voi taivuttaa kaarteen muotoon sen kupruilematta ja edellisen vuoksi verkkoon jouduttiin tekemään viiltoja taivuttamisen onnistumiseksi. 2.5 m pitkiä viiltoja tehtiin 50 m kaarreosuudella 2-3 kohdalle ja irti leikatut reunat sidottiin uudelleen toisiinsa kiinni nippusiteillä (ks. kuva 10. Muilta osin rakentaminen toteutettiin kuten kohdassa 4.3/suorat geovahvisterakenteet.

15 Kuva 10: Geovahvisteverkkorakenteen rakentamista: vahvisteen leikkaaminen ja sitominen kaarteessa sekä uudelleen hyödynnettävän materiaalin nostelua verkon päälle. 4.6 Teräsverkkorakenteet (rakennetyyppi A3 Rakentamisessa käytettiin kahta erilaista teräsverkkotyyppiä B500 FL40 5/5-100/100-5500/2350 ja B500 FL40 5/(2x5-100/(9x100-13x300-9x100-580/2350. Näistä ensin mainittu on 5 mm teräksestä valmistettu verkko, jonka lankaväli on molemmissa suunnissa 10 cm. Jälkimmäinen on kolmilankaverkko (poikkilangat tuplalankoina jonka lankaväli tien poikkisuunnassa vaihtelee. Molempien verkkojen materiaali on sileä betoniteräs. Teräsverkot toimitettiin työmaalle käyttöleveydessä (5.5 / 5.8 m eli niille ei tarvinnut tehdä mitään toimenpiteitä ennen levittämistä. Verkot asennettiin muiden vahvistemateriaalien tapaan vanhan tierakenteen sivuille siirtämisen jälkeen tasatulle pohjalle. Tien poikkisuuntaan puskusaumaan asennettujen palojen leveys oli 2350 mm. Verkkojen kanssa ei käytetty suodatinkangasta. Muilta osin rakentaminen toteutettiin kuten kohdissa 4.3. ja 4.5.

16 Kuva 11: Teräsverkorakentamista. 4.7 Viimeistely Lopputilanteessa vahvistemateriaalien päällä oleva rakennepaksuus on 25 cm, poikkeuksena reunavahvistettujen rakenteiden reunaosat, joissa murskepaksuus oli käännetyn reunan kohdalla ainoastaan 10 cm. Kerrospaksuuksia seurattiin lapiomittauksin ja valvontatyössä kiinnitettiin erityishuomiota tien reunaosien sekä reunavahvisterakenteiden riittävään peittopaksuuteen. Lopuksi tien luiskat siivottiin ja tien pinta muotoiltiin. Kuva 12: Viimeistelyä ja valmis tie.

17 5. RAKENTAMISEN YHTEYDESSÄ ESILLE TULLEITA ASIOITA 5.1 Vahvistemateriaalit Televev 50/50 matto toimitettiin työmaalle 200 m rullissa, joiden käsittely oli hankalaa ja aiheutti jonkin verran lisätyötä. Lyhyempien rullien käyttäminen helpottaa huomattavasti työn toteutusta rullien liikuttelun ja katkomistyön/leikkaamisen vähentyessä. Vahvisteiden taloudellinen käyttö edellyttää materiaalien saamista halutussa leveydessä työmaalle. Soratiekohteita ajatellen tälle työmaalle toimitetut leveydet 5.3 m (matot ja 4 m (verkot aiheuttivat suurehkon hukkaprosentin 6 m tietä rakennettaessa. Lisäksi kokonaisten vahvistemattorullien katkaisuun kerralla ei löydetty työmaalla kunnolla toimivaa menetelmää vaan työ oli varsin hankalaa. Teräsverkkojen osalta edellä mainitun kaltaisia ongelmia ei esiintynyt vaan materiaalit toimitettiin käyttöleveydessä. 5.2 Vanhan tierakenteen laatu Menetelmän käyttökelpoisuus edellyttää ehdottomasti, että kohteella on riittävän paksulti vanhaa hyödyntämiskelpoista tierakennetta. Kiuruveden kohteella vanha rakenne osoittautui osalla aluetta ennakkoselvitysten perusteella arvioitua ohuemmaksi ja kivisemmäksi mikä aiheutti sen ettei hyödynnettävää materiaalia saatu talteen suunniteltua määrää ja edelleen uuden murskeen käyttötarve kasvoi ennakkoon arvioitua suuremmaksi. Tierakenteen ennakoitua heikompi laatu myös hidasti työtä. Tierakenteen laadun suhteellisen tarkka kartoitus (esim. koekuoppatutkimukset + maatutkaluotaus jo ennen lopullista menetelmävalintaa onkin oleellisessa asemassa testatun kaltaisten ratkaisujen käyttöpotentiaalin (ja kustannusten arviointia ajatellen. Niillä osuuksilla, joilla vanha tierakenne oli riittävän paksu työ sujui hyvin ja menettelytapa vaikuttaa toimivalta. Kuva 13: Vanha tierakenne sisälsi paikoitellen suhteellisen runsaasti kiviä, joista suurimmat jouduttiin poistamaan. Lisämursketta tarvittiin pääasiassa kohteen alkupäässä, pahin kohta sijoittui paaluvälille 4700-4800. Edellä mainittu kohta pehmeni rakentamisen aikana jopa siinä määrin, että ainakin plv 4710-4735 vahvistematto on saattanut vaurioitua tai löystyä. Koko alueella alusta noin paalulle 5300 saakka voitiin vanhaa tierakennetta hyödyntää jonkin verran suunniteltua vähemmän ohuiden ker-

18 rosten ja kivisyyden takia. Loppuosalla tilanne oli selvästi edellistä parempi ja loppupäässä murskeella lähinnä tasattiin ja sidottiin vahvisteiden päälle takaisin siirretyn soraisen ja kivisen materiaalin pintaa jolloin murskeen käyttömäärä jäi pienehköksi. Kokonaisuudessaan ylimääräistä kantavan mursketta tarvittiin työmaalla noin 1000 t, siitä pääosa käytettiin edellä mainitulla kohteen alkuosalla. Työn aikana pohjamaa tuli esille paikoitellen paaluvälillä 5650-5700 sekä geovahvisteverkon kohdalla kaarteessa hieman osuuden puolivälin jälkeen (noin pl 5260-70. Edellä mainituille kohdille ajettiin ohut murskekerros ennen vahvisteen asentamista. 5.3 Kalusto ja työmenetelmät Koerakentaminen toteutettiin tavanomaisia työmenetelmiä käyttäen (höylä, 2xkaivinkone ja vahvistemateriaalien levityksessä tarvittava henkilötyö/3 hlö työryhmä ilman erityisiä ongelmia. Toimintatapa on perinteistä suodatinkangas-murske ratkaisua selvästi työläämpi toteuttaa, mutta toisaalta näin toimien saadaan vanha tierakenne hyödynnettyä tehokkaasti. Sivuille siirretyn materiaalin nostelu takaisin vahvisteen päälle on suhteellisen hidasta ja yhden kaivinkoneen käyttäminen muodostui ensimmäisenä työpäivänä työtä rajoittavaksi tekijäksi. Kahden koneen käyttö osoittautui työn joustavuuden kannalta välttämättömäksi. Tällä kohteella käytettiin työtapaa, jossa pintakerros siirrettiin ensin höylällä sivuille ja nosteltiin sieltä takaisin vahvisteen päälle kaivinkoneella. Ainakin teräsverkkojen osalta kannattaa jatkossa harkita myös sellaista toimintatapaa, jossa materiaalia ei työnnetäkään reunoille vaan se irrotetaan ja nostellaan suoraan jo kaivetulle alueelle asennettujen verkkojen päälle 2-3 verkon jaksoissa (kaivu kaivinkoneen vierestä ja massojen siirto suoraan aikaisemmin kaivetulle, kaivinkoneesta kauempana sijaitsevalle, jaksolle asennettujen verkkojen päälle. Massojen siirtely näin toteutettuna haittaa todennäköisesti jonkin verran Kiuruvedellä käytettyä toimintatapaa enemmän liikennettä, mutta vähäliikenteisillä teillä se tuskin muodostuu kovinkaan suureksi ongelmaksi. Edellä mainitun kaltaisen työtavan käyttöä puoltaa myös se, että reunoille työnnettäessä materiaalihävikki kasvaa väistämättä suhteellisen suureksi. Kiuruvedellä arvioitu hävikki oli 15-20 % luokkaa. Reunoilta takaisin nosteltaessa materiaaliin pyrkii myös helposti sekoittumaan epäpuhtauksia. Joissain tapauksissa materiaalien siirtäminen kaivinkoneen sijasta höylällä reunoilta takaisin tielle saattaisi olla toimiva työtapa. Edellinen edellyttää kuitenkin lähtötilanteessa leveähköä tiepohjaa jolloin rakennetta ei tarvitse siirtää lainkaan ojiin vaan se voidaan kasata reunoille. Höylän käyttö onnistuu todennäköisesti ainakin teräsverkkojen kohdalla, mutta sen käyttö voisi olla mahdollista myös geovahvisteiden kanssa mikäli ennen höylän käyttöä vahvisteen päälle levitettäisiin ohut murskekerros työalustaksi ja suojaamaan vahvistetta/lukitsemaan se paikalleen. Geovahvistemattojen kohdalla runsas liikenne voi haitata huomattavasti työtä siinä vaiheessa kun vahvisteet on levitetty, mutta vahvisteen päälle ei ole vielä ehditty nostella mitään. Liikennettä ei voi käytännössä katkaista kokonaan pitkäksi aikaa vaikka suoraan vahvisteiden päällä liikkuminen onkin pyrittävä minimoimaan. Reunavahvisterakenteen kohdalla reunalle rullattu matto pyrki jäämään siirreltävän vanhan tierakenteen alle ja kaivinkoneen oli muutenkin varottava sitä mikä hidasti työtä. On huomattava, että menetelmä on normaalia murskerakentamista herkempi sateen vaikutuksille erityisesti siinä vaiheessa kun vanha tierakenne on siirretty sivuille. Kastuessaan kuorittu pohja

19 voi pehmetä liikenteen alla kuten kävi Kiuruvedellä yhdellä lyhyellä osuudella. Pehmenemistä edesauttaa vielä se, että reunoille työnnetyt massan sulkevat tien kaukaloon, josta sadevesi ei pääse kunnolla pois. Kiuruvedellä pehmennyttä kohtaa jouduttiin korjaamaan murskeella jo ennen vahvisteen levittämistä. Kuva 14: Kuorittu pohja voi pehmitä sateen ja liikenteen vaikutuksesta. Pohjaa jouduttiin vahvistamaan murskeella. Reunoiltaan käännetty vahvisterakenne jää suhteellisen lähelle lopullista tien pintaa ja on mahdollista, että se tulee jossain vaiheessa näkyviin kunnossapitotoimenpiteiden yhteydessä. Lisäksi rakenne on työteknisesti jonkin verran työläämpi kuin suora vahvisterakenne eli jatkossa saatavien kokemusten perusteella on arvioitava lisätoimenpiteellä saavutettava hyöty suhteessa aiheutuviin lisätöihin ja kustannuksiin. 5.4 Työsaavutukset Vanhan tierakenteen sivuun siirtäminen (ja sitä ennen tehty reunojen puhdistaminen kesti höylältä noin 2 h / 100 m. Tierakenteessa olevat kivet haittasivat paikoitellen merkittävästi työtä. Vahvisteiden levittäminen vei 3 henkilön työryhmältä suorien geovahvisterakenteiden kohdalla noin 10 min/100 m ja käännetyn rakenteen osalta (myös takaisin kääntäminen mukana 45-60 min/100 m. Edellisen lisäksi geovahvisteverkon kohdalla aikaa kului jonkin verran myös kaarteessa tarvittavaan leikkaus/sitomistyöhön (2 mieheltä 40 min/50 m osuus. Teräsverkkojen levittämiseen kuluva aika oli samalla 2 henkilön ryhmällä noin 1-1.5 h/100 m. Sivuille siirretyn tierakenteen nostelu takaisin vahvisteen päälle oli hitain työvaihe ja kaivinkoneen työsaavutus vaihteli paikasta riippuen 20-30 tiemetriä/tunti/kone. Kokonaisuutta ajatellen vahvisterakenteiden vaatima työmäärä toteutuneessa muodossaan oli lähes 2-kertainen normaaliin suodatinkangas-murske ratkaisuun verrattuna.

20 5.5 Kustannustarkastelua Urakoitsijan antamien tietojen perusteella vahvisterakenteiden rakentamiskustannukset ovat ilman vahvisteiden materiaalikustannuksia samaa suuruusluokkaa noin 30-35 cm suodatinkangasmurske rakenteen kanssa siinä tapauksessa kun uutta lisämursketta ei tarvita suunniteltua 10 cm enempää. Kiuruveden kohteen parantamiskustannukset alkuperäisen suunnitelman mukaista suodatinkangas-murske (25+10 cm rakennetta käyttäen olisivat olleet noin 50-55000 /km kuljetusmatkan ollessa 15 km luokkaa. Geovahvisterakenteiden aiheuttamat lisäkustannukset olivat urakoitsijan antamien tietojen perusteella käytettävän vahvistemateriaalin lujuusluokasta riippuen suorilla rakenteilla 20-40 % välillä, reunavahvistetuilla rakenteilla rakentamiskustannusten nousu on 30-60 % luokkaa (Huom. vahvisterakenteiden aiheuttamat lisäkustannukset on arvioitu siitä lähtökohdasta, että työmaalla voidaan käyttää sellaisia rullakokoja ettei merkittäviä hukkia synny. Teräsverkkorakenteiden kohdalla vastaava lisäkustannustaso on 25-30 %, mutta niiden kohdalla on huomioitava ettei materiaalihukkaa synny käytännössä lainkaan. Rakentamiskustannuksia tarkasteltaessa on syytä huomata, että lopputulos on vahvisteita käytettäessä arvioitavissa laadukkaammaksi ja pitkäikäisemmäksi kuin suodatinkangas-murske rakenteella eli pelkkien rakentamiskustannusten vertaaminen ei ole tässä tapauksessa oikea vertailukriteeri. Käytettävän vahvisteen materiaalikustannukset vaikuttavat kuitenkin oleellisesti rakentamiskustannuksiin ja siltä osin tämän projektin puitteissa ei ole vielä saatavissa luotettavaa vertailutietoa eri vahvistetyyppien keskinäisistä eroista toimivuudessa ja lopputuloksen laadussa (1 vuoden seurantajakso on aivan liian lyhyt lopullisia johtopäätelmiä ajatellen. Joka tapauksessa oikean tyyppisen (lujuus vs. hinta vahvisteen valinta vaikuttaa ratkaisevasti taloudellisuuteen. Toinen kustannuksiin ratkaisevasti vaikuttava tekijä on hyödyntämiskelpoisen murskeen määrä kohteella ja se on mitä todennäköisimmin kriittinen tekijä ratkaisun käyttöpotentiaalia ajatellen. Kiuruveden kohteella vanhaa rakennetta ei voitu koko matkalla hyödyntää toivotulla tavalla ja kohteella tarvittiin ylimääräistä mursketta noin 1000 t, jolloin myös kustannusvaikutus muodostuu merkittäväksi. Karkeasti arvioituna voidaan todeta, että esimerkiksi 5 cm keskimääräinen alitus hyödyntämiskelpoisen vanhan tierakenteen paksuudessa (15 cm 10 cm vaikuttaa rakentamiskustannuksiin +6-8 %. Lisäksi vanhan tierakenteen heikko laatu/kivisyys vaikuttaa kustannuksiin myös kasvavan työmäärän kautta. Toisaalta vahvisterakenteiden kustannustehokkuus paranee murskeen kuljetusmatkan pidentyessä Kiuruveden 15 km:stä. Pelkästään 15 cm murskekerroksen kuljetuskustannukset kohoavat hieman yli 2000 parannettavaa tiekilometriä kohti matkan pidentyessä 10 km:llä minkä lisäksi työsaavutus voi pienentyä ainakin hieman mikäli kuljetuskapasiteettia ei pystytä kasvattamaan riittävästi (levityspään koneiden ja kuljetusten yhteensovittaminen. Pelkästään pidentynyt kuljetusmatka ei kuitenkaan pysty yksinään kompensoimaan vahvisteiden aiheuttamia lisäkustannuksia. 5.6 Muuta rakentamiseen liittyvää Vahvisteen päällä lopputilanteessa oleva murskepaksuus vastaa suunniteltua. Asiaa seurattiin työn kuluessa lapiomittauksin. Poikkeuksen edelliseen muodostaa kohteen alkuosa (alku - pl 4900, jossa murskepaksuus voi paikoitellen olla lievästi suunniteltua ohuempi (poikkeama max -5 cm. Tältä osin asia on sovittu työn kuluessa urakoitsijan ja Tiepiirin välillä.

21 6. SEURANTATUTKIMUKSET KEVÄÄLLÄ 2006 Kunto- / ongelmakartoitus Koerakenteiden kuntoa seurattiin seurantaohjelman mukaisesti talven ja kevään 2005-06 aikana. Seuraavassa esitetyt tiedot perustuvat Pertti Kouvalaiselta, Kalevi Lipposelta sekä Tero Jokiselta saatuihin tietoihin. Tien kunto on parantunut oleellisesti ja käytännössä kaikki lähtötilanteessa esiintyneet ongelmat ovat hävinneet parantamistoimenpiteiden vaikutuksesta. Tiellä esiintyy hyvin lievää raidetta ja joitakin matalia kuoppia, kaikki havaitut/kirjatut vauriot ovat kuitenkin varsin lieviä ja pahoja, tien käyttöä haittaavia, vaurioita ei ole esiintynyt lainkaan. Myöskään kantavuus- tai routaongelmia ei ole rakentamisen jälkeen esiintynyt. Tien kunnossapidosta vastaavan Kouvalaisen mukaan tie on pysynyt erittäin hyvässä kunnossa eikä sille ole talven jälkeen ollut tarvetta tehdä minkäänlaisia kunnostustoimenpiteitä. Myös tienkäyttäjiltä on tullut kiitosta ko. osuuksista eli myös siltä osin palaute on ollut varsin positiivista. Kuva 15: Tien kunto on pysynyt erittäin hyvänä. Kuvat otettu 9.5.2006, jolloin tielle ei ole vielä tehty talven jälkeen minkäänlaista kunnostusta (kuvat paaluilta 4700, 4900, 5100, 5200, 5450 ja 5600.

22 Eri rakenteiden väliset erot eivät ole tulleet kunnolla esille vielä ensimmäisen vuoden seurannan aikana vaan tie on pysynyt hyväkuntoisena kaikkien osuuksien matkalla. Osuuksista plv 4700-4800 sekä plv 5600-5790 (reunavahvisteosuus 150/150R ja suora vahviste 50/50 ovat arvioitavissa ehkä parhaassa kunnossa oleviksi, mutta ero muihin osuuksiin on niin pieni, että jo poikkeamat ympäristöolosuhteissa (sijoittuminen voivat vaikuttaa tien kuntoon esiintyvää ero enemmän. Rakenteiden keskinäinen toimivuusvertailu onkin tässä vaiheessa jokseenkin mahdotonta ja luotettava arviointi vaatii huomattavasti pidemmän seurantajakson. Taulukko 5: Kiuruveden vahvistekohteen silmämääräinen arviointi keväällä 2006. Yleiskuva: - kohteella esiintyneet ongelmat ovat poistuneet ja yleiskuvaltaan tie erittäin hyvässä kunnossa - eri rakenteiden kunnon välillä ei esiinny merkittäviä eroja, mutta mikäli täytyy nimetä parhaat osuudet ovat ne plv 4700-4800 sekä 5600-5790 - kohteella ei esiinny routavaurioita (eikä muitakaan merkittäviä vaurioita - Lipponen 14.3.06: "Kokonaisuudessaan rakenteet ovat toimineet hyvin ja myös tienkäyttäjiltä on tullut kiitosta ko pätkistä" - Lipponen 9.5.06: "Yleiskuvana on, että pätkät ovat erinomaisessa kunnossa. Osuuksilla ei ole tehty talven jälkeen yhtään mitään (kunnostustoimenpiteitä" - Jokinen 9.5.06: "Ei kelirikkoa, tien korjaamattomilla osuuksilla kelirikko kuitenkin selvästi havaittavissa. Koeosuudet yleiskuvaltaan hyvässä kunnossa ja kirjatut vauriot varsin lieviä. Pahoja, tien käyttöä haittaavia vaurioita ei esiinny lainkaan." paaluväli Silmämääräinen arviointi 9.5.2006 osuus 4785-4825 oik. reunalla lievää painumaa noin 1.5 m leveydeltä 4860-4905 raiteet keskimääräistä selvemmät (1/kaista 50/50 4905-4980 hieman keskimääräistä enemmän raidetta, pinta keskimääräistä irtonaisempi Tv1 5040-5120 hyvin lievää raidetta, lähinnä vasemmalla 5090 / 5105 pieni kuoppa Tv2 5120-5140 raiteet keskimääräistä selvemmät (vas 5185-5215 sisäkaarteessa lievää, ilmeisesti kulumalla syntynyttä, raidetta Tv2/SS30 5370-5375 muutamia hyvin matalia kuoppia 50/50 5395-5415 muutamia hyvin matalia kuoppia 50/50 / 50/50R 5425 poikittainen lievä painuma (n. 30 mm 50/50R 5490-5520 halkeama luiska yläosassa (vahvisteen ulkoreuna 50/50R / 70/70R 5530-5550 muutama pieni kuoppa 70/70R 5530-5610 oikea kaista vähän alempana kuin vasen (työnaikainen "virhe"? 70/70R / 150/150R 5650-5670 molemmilla kaistoilla muutamia pieniä kuoppia 150/150R Kuva 16: Esimerkkejä kirjattujen vaurioiden laadusta..

23 Kantavuusmittaukset Kantavuus mitattiin 23.5.2006 pudotuspainolaitteella. Mittaukset tehtiin samalla tavalla kuin lähtötilanteessa keväällä 2005 ja myös mittausajankohta pyrittiin ajoittamaan vastaavaan kelirikkotilanteeseen. Mittaustulokset on esitetty taulukoituna liitteellä 5 sekä graafisessa muodossa kuvassa 17. 250 200 Kantavuus KL+1m 2005 KL+2 m 2005 KL+1m 2006 KL+2 m 2006 E2 [MPa] 150 100 50 0 Tv1 Tv2 SS30 50/50 50/50R 70/70R Rakennevaihtoehto 150/150R 50/50 Kuva 17: Kiuruveden koerakenteiden kantavuusmittaustulokset vuosina 2005 ja 2006. Tien reunakantavuus on parantunut kaikilla osuuksilla. Tulosten perusteella vaikuttaa kuitenkin siltä, että ilmeisesti ainakin osuuden loppupuoliskolla kelirikkotilanne ei keväällä 2006 kantavuusmittauksia tehtäessä ole ollut aivan vastaava kuin lähtötilannemittauksen aikana keväällä 2005 sillä siellä kantavuudet ovat tien keskiosilla kauttaaltaan matalampia kuin ennen parannustoimenpiteitä mitatut (reunakantavuudet ovat samaan aikaan kohonneet. Sen sijaan peitteisemmällä alkuosuudella, jolla teräsverkot ja geovahvisteverkko sijaitsevat ovat kantavuusarvot myös tien keskiosilla kohonneet. Yksiselitteisiä eroja teräsverkkojen ja geovahvisteiden tai suorien vs. reunavahvisterakenteiden kantavuusvaikutusten välillä ei voida vielä pelkästään näiden tulosten perusteella löytää vaan luotettava arviointi edellyttää seurannan jatkamista.

24 Uramittaukset Uramittaukset tehtiin Kalevi Lipposen toimesta 9.5.2006 kuvan 18 mukaista mittaustapaa käyttäen. Mittauksia tehtiin kullakin osuudella kolmessa poikkileikkauksessa. Mittaustulokset on esitetty taulukoituna liitteellä 6 ja graafisessa muodossa kuvassa 19. Kuva 18: Tehtyjen uramittausten toteutustapa. Urasyvyys: keskiarvo ja maksimi osuuksittain 30.0 25.0 k.a vas. max vas. k.a oik. max oik. Urasyvyys [mm] 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 50/50 Tv1 Tv2 SS30 50/50 50/50R 70/70R 150/150R 50/50 Rakennevaihtoehto Kuva 19: Kiuruvedellä 9.5.2006 tehtyjen uramittausten tulokset. Mittausten perusteella urautuminen on kauttaaltaan suhteellisen vähäistä,lisäksi osa mitatusta urasyvyydestä on liikenteen aiheuttamaa kulutuskerroksen pinnan kulumista. Sekä suurimmat mitatut urat että osuuksien keskiarvotulokset sijoittuvat joka tapauksessa lujuudeltaan heikoimpien geovahvisterakenteiden kohdille (50/50, 70/70 ja SS30 eli urasyvyyden ja käytetyn vahvistemateriaalin lujuusluokan välillä on ainakin tämän aineiston perusteella mahdollisesti löydettävissä jonkinlainen vastaavuus. Pienimmät urasyvyydet mitattiin teräsverkkojen ja järeimmän geovahvistematon (lujuus 150/150 kohdilla.

25 7. YHTEENVETO Koerakentaminen toteutettiin tavanomaisia työmenetelmiä käyttäen (höylä, kaivinkone ja vahvistemateriaalien levityksessä tarvittava henkilötyö ilman erityisiä ongelmia. Toimintatapa on selvästi perinteistä suodatinkangas-murske ratkaisua työläämpi toteuttaa, mutta toisaalta näin toimien saadaan vanha tierakenne hyödynnettyä tehokkaasti. Menetelmän käyttökelpoisuus edellyttää kuitenkin ehdottomasti, että kohteella on riittävän paksulti vanhaa hyödyntämiskelpoista tierakennetta. Tällä kohteella vanha rakenne osoittautui osalla aluetta ennakkoselvitysten perusteella arvioitua ohuemmaksi ja kivisemmäksi mikä aiheutti sen ettei hyödynnettävää materiaalia saatu talteen suunniteltua määrää ja edelleen uuden murskeen käyttötarve kasvoi ennakkoon arvioitua suuremmaksi. Tierakenteen laadun suhteellisen tarkka kartoitus (esim. koekuoppatutkimukset + maatutkaluotaus jo ennen lopullista menetelmävalintaa onkin oleellisessa asemassa testatun kaltaisten ratkaisujen käyttöpotentiaalin (ja kustannusten arviointia ajatellen. Lisäksi on huomattava, että menetelmä on normaalia murskerakentamista herkempi sateen vaikutuksille erityisesti siinä vaiheessa kun vanha tierakenne on siirretty sivuille. Niillä osuuksilla, joilla vanha tierakenne oli riittävän paksu työ sujui hyvin ja menettelytapa vaikuttaa toimivalta. Kaikki koeosuudet ovat toimineet hyvin poistaen tiellä aiemmin esiintyneet ongelmat käytännössä kokonaan. Erot eri rakenneratkaisujen välillä ovat kuitenkin varsin pieniä ja keskinäinen vertailu on näin lyhyen seurantajakson perusteella jokseenkin mahdotonta. Rakenteiden positiivinen vaikutus tien kantavuuteen erityisesti reunaosilla sekä tien kunnossapitotarpeen pieneneminen ovat kuitenkin selviä. Reunoiltaan käännetty vahvisterakenne jää suhteellisen lähelle lopullista tien pintaa ja on mahdollista, että se tulee jossain vaiheessa näkyviin kunnossapitotoimenpiteiden yhteydessä. Lisäksi rakenne on työteknisesti jonkin verran työläämpi ja kalliimpi kuin suora vahvisterakenne eli jatkossa saatavien kokemusten perusteella on arvioitava lisätoimenpiteellä saavutettava hyöty suhteessa aiheutuviin lisätöihin ja kustannuksiin. 1. vuoden seurannan perusteella tällaista arviointia ei voi vielä tehdä. Rakentamiskustannusten osalta suunnitellun mukaisten ratkaisujen (lisämurske 10 cm kustannukset muodostuivat urakoitsijan ilmoituksen mukaan noin vahvistemateriaalien hinnan verran perinteistä murske-suodatinkangasrakennetta (35 cm rakenne korkeammiksi silloin kun murskeen kuljetusmatka on noin 15 km luokkaa. Käytettävän vahvisteen materiaalihinta sekä murskeiden kuljetusmatka/materiaalihinta vaikuttavat kuitenkin oleellisesti taloudellisuuteen ja mikäli esim. murskeen kuljetusmatka on hyvin lyhyt eivät ratkaisut ole taloudellisesti kilpailukykyisiä, sen sijaan ajomatkan pidentyessä kilpailukyky paranee. Hyödyntämiskelpoisen murskeen määrä kohteella vaikuttaa joka tapauksessa ratkaisevasti syntyviin kustannuksiin ja on mitä todennäköisimmin kriittinen tekijä ratkaisun käyttöpotentiaalia ajatellen. On kuitenkin huomattava, että lopputulos on vahvisteita käytettäessä arvioitavissa laadukkaammaksi ja pitkäikäisemmäksi kuin suodatinkangasmurske rakenteella eli pelkkien rakentamiskustannusten vertaaminen ei ole tässä tapauksessa oikea vertailukriteeri. Rakenteiden lopullista toimivuus- ja kustannustarkastelua sekä tulosten luotettavaa arviointia ajatellen 1 vuoden seurantajakso on kuitenkin aivan liian lyhyt ja tarkempaa eri vaihtoehtojen/materiaaliratkaisujen keskinäistä vertailua sekä tulosten analysointia voitanee tehdä aikaisintaan muutaman vuoden kuluttua. Ratkaisut vaikuttavat kuitenkin alustavan arvioinnin perusteella käyttökelpoiselta vaihtoehdolta oikean tyyppisiin kohteisiin kohdistettuna. Menestyksekäs käyttö edellyttää kuitenkin erityishuomiota tehtävien ennakkoselvitysten sisällön, tarkkuuden ja laadun suhteen. Lisäksi tarvitaan vielä lisätietoa eri vahvistemateriaalien välisistä toimivuuseroista oikeiden materiaalivalintojen varmistamiseksi (kustannusvaikutus-toimivuus.

26 8. PROJEKTIN JATKO Rakenteiden lopullista toimivuustarkastelua ja tulosten luotettavaa arviointia ajatellen S14- projektiin sisältyvä 1 vuoden seurantajakso on aivan liian lyhyt ja seurantaa on syytä pyrkiä jatkamaan jollakin tavalla myös vuoden 2006 jälkeen. Muutaman vuoden kuluttua tehtävä tulosten päivitys antaisi merkittävästi lisätietoa toteutettujen rakenteiden toimivuudesta ja erityisesti eri materiaaliratkaisujen keskinäisistä eroista. 9. KIRJALLISUUSSELVITYS JA TIIVISTELMÄ JOHTOPÄÄTÖKSISTÄ Työhön sisältyvä kirjallisuusselvitys käsittää suppeahkon koonnan Suomessa aikaisemmin toteutetuista vahvisterakenteista soratiekohteilla. Elina Ahlqvistin tekemä selvitys on tämän raportin liitteenä 4. Lisäksi liitteelle 7 on koottu tiivistelmä tärkeimmistä erilaisten vahvisterakenteiden käytön yhteydessä tehdyistä johtopäätelmistä soratiekohteiden parantamiskohteilla. Luopioisissa 15.8.2006 TkT Pentti Lahtinen DI Harri Jyrävä

S14, Kiuruvesi: pt 16029/01 RAKEISUUS pesu + kuivaseulonta 12.6.2005 SAVI SILTTI HIEKKA SORA 0,00 0,002 0,00 0,0 0,0 0, 0, 2 6 20 100 % 60 90 % 80 % 70 % 60 % Läpäisy 50 % 40 % 30 % 20 % pl 4700 10 % pl 5200 pl 5300 0 % 0,0002 0,0006 0,002 0,006 0,0 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 16 31,5 63 Raekoko [ mm ] LIITE 1 (1 s.

LIITE 2 (1 s.

LIITE 3 (3 s. SEURANTASUUNNITELMA Kiuruvesi, pt 16029 01/4629-5790 ver. 26.4.2005/HJä 1. ENNAKKOTUTKIMUKSET! " # $% $% %$% $% %! "&' ( *$' ' "'( + Mittauspiste sijainti tiepoikkileikkauksessa (tierekisteripaalutus keskilinja+1 m keskilinja+2 m plv 4629-4900 ei mittauksia ei mittauksia 4920 x 4950 x x 4980 x 5020 x 5050 x x 5080 x 5120 x x 5150 x x 5180 x 5220 x x 5250 x x 5280 x 5320 x x 5350 x x 5380 x 5420 x x 5450 x x 5480 x 5520 x x 5550 x x 5580 x 5620 x 5650 x x 5680 x 5720 x 5750 x x 5780 x 27 kpl 14 kpl `==> Yhteensä 41 mittauspistettä

, &! $ -$! # -! $ $%!." &' &. &/! ( 0! & $ 2. SEURANTA RAKENTAMISEN JÄLKEEN 1 +! ( " +" ' " +! & + & + 2 2 #! 3 32 % 4 $%0 2 " + &' & +

. &!

LIITE 4 (19 s. Uusia menetelmiä sorateiden kelirikkovaurioiden korjaamiseksi. Tielaitoksen sisäisiä julkaisuja 57/1994. Saarelainen, S. Kelirikkoisen soratien kantavuuden parantamismenetelmiä. Bitumistabilointi ja raudoitettu murske. Ensimmäisen vuoden seurantatutkimukset. Tielaitos 1998. Sorateiden kelirikkovaurioiden korjaaminen. Koerakennuskohteiden seurantatutkimukset. Pitkäaikaiskestävyys, tekninen loppuraportti. Viatek Oy, 1998. Julkaisematon. Koerakennusraportit: Jämsä, Koria, Laitila. SCC Viatek Oy, 1999. Julkaisematon aineisto. Uusiomateriaalit maarakentamisessa. Koerakennuskohteiden seurantatutkimukset, Jämsä, Koria, Laitila., SCC Viatek Oy, 2001. Julkaisematon aineisto. Geovahvistetutkimus. Koerakenteiden loppuraportti 1996-2001. Tiehallinnon selvityksiä 75/2001. Puhelinkeskustelut: Syrjynen (Tammet Harri Sara (Viapipe Tomi Neva (Kaitos Oy Vesa Kallio (TLL Oulu Seppo Saarelainen (VTT 1

! "# $%& %'(*+,% -!""#!$" %& ' ' ( ' '. /++' 01!$" $"* '+",-% &., /.!""*01 2 3" *01 2 ( 4" 5 # ( 2

&23 /"# $%& %'(+,% - '!"" %& $""#-$" % &. ' 6 6 6 6. 0&4+##%&0/++01 / %& 7%82188&77 7!2#!$ 9 %! 1$" 1&* 2"" '$",-% &. : # ( ' ( 66 %; & ( 3

! 5"0 %%!5+5,/% - ' 8"9 # < 1 '+'+01"' 2"" $" '8+,$% & Vanha tierakenne... 3"!+"*01 2 8"3"*01 2 ( 66 ( 4

&3 & "%!5/+/,/% - ' +$"#4$" $"#!$" <!"" 67 5'/+8/+ 0%! & $" $" '$",$% &. 2$1$" = ( * 0 > (66# (. %3"*01 2 & 8" -" *'. 5

&3 & '" %9%:4+( +8/5$4/8(4,4%1- '! $!#-?2 "#8"#$ < ' % & 8"? 2$!"$' +$"#$"" %@"#-$&$"%@"#!-& '!28=-A # $ % 1 & % & $8!1#%!AA4&. B 66. +$*'!AA-43*'2""! 6

&;& 4"9%1'5/ 5**8'+*$5 5'+85(++,4% - ' ( < % $141!""1!$" % 1 1 1 &( 2"" %@"#8$ &. $" %@"#!- &! A '!3"=22" #A.%!AA4&. #....%312""$&. ' ( : CC 7

:< 9!;92= ("=1%%4'4+ **8/*,*% - '1%& < ( 2"".*@"#82 = $" *@"#!- / >17 5+5+?/+ 1 $ %=&( '$" 8%!AAA!AA3#AA&.. 6 6 ( %!"!!"-*'& 8