Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus

Teuvo Ryynänen, Jouko Belt Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito - tutkimusohjelma Työraportti 25

Teuvo Ryynänen, Jouko Belt Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito - tutkimusohjelma Työraportti 25 TIEHALLINTO Helsinki 25

TIEHALLINTO Opastinsilta 12 A PL 33 521 HELSINKI Puhelinvaihde 24 22 15

Teuvo Ryynänen, Jouko Belt. Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus. Helsinki 25. Tiehallinto. Työraportti, 29 s. Asiasanat: alempiasteiset tiet, kelirikko, rajoitukset Aiheluokka: 7 TIIVISTELMÄ Keväällä 24 Tiehallinto on kokeillut uutta painorajoitusmenettelyä, jossa vähäliikenteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttius on arvioitu verkkohalkeamien perusteella. Kokemusten perusteella kelirikkoalttiuden määrittäminen verkkohalkeamien perusteella sisälsi heikkouksia. Tämä johtui muun muassa siitä, että vaurioinventointi on subjektiivinen menetelmä, jolloin tulokset riippuvat suuresti arviointitilanteen olosuhteista. Lisäksi vaurioinventointien luotettavuus ja toistettavuus ovat huonohkoja, mistä syystä inventointitulokset ovat heikosti keskenään vertailukelpoisia eri osissa maata tai eri vuosina. Tutkimuksen tavoitteena on määrittää koko Suomea koskeva, objektiivinen vähäliikenteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden tunnusluku ja sen raja-arvot sekä määrittää painorajoitusluokat tieosittain. Lisäksi painorajoitusohjeeseen tehdään asiaan liittyvät perustellut tarkistusehdotukset. Kelirikkoalttiutta kuvaavan muuttujan etsiminen perustuu syksyllä 24 päivitettyyn kuntotietorekisteriin, joka sisältää satametristietoina päällysteen tasaisuusmittaukset (PTM), päällystevaurioinventoinnit (PVI) sekä kantavuusmittaukset. Vertaamalla kuntotietorekisterin muuttujia Savo-Karjalan tiepiiristä saatuihin kevään 24 painorajoitettujen tieosien luetteloon etsitään sellaiset kuntotietorekisterin tekijät, joiden arvot muuttuvat painorajoitustarpeen mukaisesti. Kelirikkoalttiutta kuvaavan muuttujan jakaumaa hyväksikäyttäen määritetään sellaiset raja-arvot, joiden perusteella saadaan kohtuulliseksi katsottu kelirikkoalttiiden teiden kokonaispituus Suomessa. Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiutta indikoivat parhaiten poikittaista epätasaisuutta kuvaavat muuttujat. Parhaaksi muuttujaksi osoittautui harjanteen arvo. Harjanne-määrityksiä on tehty säännöllisesti vasta vuodesta 23, minkä vuoksi avustavana kriteerinä käytetään poikittaisen epätasaisuuden (PETA) arvoja, joiden avulla määrätään ennen vuotta 23 mitattujen PAB-V- ja SOP- teiden kelirikkoalttius. PAB-V- ja SOP- päällysteisille teille on erilliset raja-arvoyhtälöt, joissa kelirikkoalttiuden kriteeriarvot kasvavat iän funktiona. Kelirikkoaltis alempiasteinen PAB-V- ja/tai SOP- päällysteinen tiepituus helppona tai keskivaikeana vuonna on yhteensä 743 km, josta PAB-V- tiepituus on 511 km ja SOP- tiepituus 233 km. Vaikeina vuosina vastaava kokonaispituus on 2 54 km, josta PAB-V- osuus on 1 592 km ja SOP- osuus 462 km. Painorajoituspituuksien suora vertailu uuden ja vanhan menetelmän välillä ei ole välttämättä järkevää menetelmien eroista johtuen. Uuden menetelmän mukaan helppoina ja keskivaikeina keväinä painorajoitetaan vähäliikenteisistä PAB-V -teistä noin 3.5 % ja SOP -teistä 8.1 % ja vaikeina keväinä PAB-V -teistä 1.9 % ja SOP- teistä 16.1 %. Uudessa menetelmässä otetaan huomioon myös vaurioitumisnopeus, koska rajaarvot riippuvat päällysteen iästä. Menettelyllä pyritään suojaamaan myös uudehkoja teitä ennen kuin ne ovat vaurioituneet merkittävästi. Vuoden 24 menettelyssä tien ikää ei huomioitu lainkaan.

SISÄLTÖ 1 JOHDANTO 9 2 SAVO-KARJALAN PAINORAJOITUKSET 24 1 3 PTM- JA PVI- MITTAUSTEN VÄLISET RIIPPUVUUDET 13 3.1 Aineiston rajaus 13 3.2 Luokitus IRI:n ja päällysteen iän perusteella 13 3.3 Luokitus uran ja päällysteen iän perusteella 17 3.4 Poikittaista epätasaisuutta kuvaavat muuttujat 19 4 KELIRIKKOALTTIUS 23 4.1 Valintakriteerien raja-arvojen määrittäminen 23 4.11 Aineisto 23 4.12 Harjanteen raja-arvot 23 4.13 PETA:n raja-arvot 25 4.2 Kelirikkoalttiiden tieosien määrääminen ja määrä 25 KIRJALLISUUSLUETTELO 3

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 9 Johdanto 1 Johdanto Tämän työn tavoitteena on etsiä tien kelirikkoalttiutta kuvaava muuttuja. Muuttujan pitäisi perustua mekaanisiin, arvioijan "näkemyksistä" riippumattomiin mittauksiin. Muuttujan avulla tulisi voida arvioida koko Suomen alempiasteisten päällystettyjen teiden kalirikkoalttius täsmälleen samoin perustein. Kirjallisuus, tutkimukset, Tkt- testit ja tiekokeet ovat osoittaneet, että tien sitomattomien rakennekerrosten rasitustensietokyky heikkenee rajusti keväällä roudan sulaessa. Erityisesti kantavan ja jakavan kerroksen heikkeneminen näkyy alempiasteisilla teillä poikittaisen epätasaisuuden kasvuna, kuten urautumisena ja harjanteen kasvuna. On arvioitu, että pääosa urautumisesta muodostuu kevätaikaan. Tästä syystä on odotettavissa, että jokin poikittaista epätasaisuutta kuvaava tunnusluku kuvaisi parhaiten tien kelirikkoalttiutta ja painorajoitustarvetta. Kelirikkoalttiutta kuvaavan muuttujan etsiminen perustuu syksyllä 24 päivitettyyn kuntotietorekisteriin, joka sisältää satametristietoina päällysteen tasaisuusmittaukset (PTM), päällystevaurioinventoinnit (PVI) sekä kantavuusmittaukset. Vertaamalla kuntotietorekisterin muuttujia Savo-Karjalan tiepiiristä saatuihin kevään 24 painorajoitustietoihin etsitään sellaiset tekijät, jotka ovat tyypillisiä painorajoitusta vaatineille teille. Kuntotietorekisteristä poimitussa aineistossa ovat mukana koko Suomen PAB-V- ja SOP- päällysteiset tiet, jotka on päällystetty enintään 3 vuotta sitten ja joiden KVL on enintään 2 toiminnallisessa luokassa 3 sekä enintään 15 toiminnallisessa luokassa 4. Käytössä on 175 223 tietuetta eli 1 metriä pitkää jaksoa. Sekä selitettävä tekijä (painorajoitetut tiet keväällä 24) että mahdolliset selittävät tekijät ovat jossain määrin epätarkkoja. Painorajoitus asetetaan aina osittain subjektiivisin perustein. Painorajoitus voi tietyssä kohteessa olla tarpeellinen, mutta ei sitä voida käyttää, koska tie on liikenteellisesti tärkeä. Toisaalta painorajoitusta ei aseteta, koska tiellä ei liiku juuri lainkaan raskasta kalustoa. Lisäksi käsitykset painorajoituksen tarkoituksesta saattavat vaihdella. Tätä kuvaa erään tien painorajoitusehdotusta koskeva kommentti: "Tämä tie on jo niin huonossa kunnossa, ettei sille saa missään nimessä asettaa painorajoitusta." Kuntotietorekisteri on periaatteessa erinomainen, laaja ja monentyyppisiä tietoja (myös historiatiedot) sisältävä aineisto. Kuntotietorekisterin poikittaista epätasaisuutta kuvaavista tunnusluvuista löytyi systemaattinen ongelma, joka vaikeuttaa mittausarvojen tulkintaa. Mittausarvojen mediaanit muuttuvat voimakkaasti vuonna 23 ja sen jälkeen tehdyissä mittauksissa verrattuna tätä vuotta ennen tehtyihin mittauksiin. Järjestelmiä uudistettaessa tulee joskus houkutus manipuloida laskennallisesti eli "skaalata" vanhat arvot vastaamaan uudesta järjestelmästä saatavia arvoja. Laskennallinen korjaus saattaa kuitenkin tuhota vanhan ja sellaisenaan arvokkaan mitatun tiedon.

1 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Savo-Karjalan painorajoitukset 24 2 Savo-Karjalan painorajoitukset 24 Savo-Karjalan tiepiiristä saatujen kevään 24 painorajoitustietojen avulla etsittiin kuntotietorekisteristä sellaisia muuttujia, joiden arvot painorajoitetuilla tieosilla poikkeaisivat merkittävästi painorajoittamattomien tieosien arvoista. Mukana olivat PTM -mittauksiin (mm. IRI, harjanne, ura), kantavuusmittauksiin (E 2 kesä, SCI, BCI), päällystevaurioinventointeihin (mm. vauriosumma, katkot, halkeamat, reiät) sekä yleisiin indeksitietoihin (mm. ikä, KVL, päällysteen leveys) kuuluvat tiedot. Tarkasteluun valittiin tiepiirin alueelta ne SOP- satametriset, joiden KVL on < 2. Mukaan otettujen satametristen PTM -mittaus, kantavuusmittaus ja päällystevaurioinventointi on tehty vähintään yksi vuosi päällystämisen jälkeen. Vain ne tietueet ovat mukana, joiden kaikissa kentissä on mittausarvo. Vertailuun tuli mukaan 2 58 tietuetta, joiden yhteinen tiepituus oli 258 km. Noin viidesosa tiepituudesta oli painorajoitettua tietä (Taulukko 1). Taulukko 1. Vertailussa käytettyjen tieosien painorajoitettujen ja painorajoittamattomien SOP teiden pituus. Painorajoitus (tn) Pituus (m) - 21 116 12 56 7 Kuntomuuttujien jakaumat ovat usein vinoja, joten tarkastelu tehtiin jakaumien mediaanin ja 9 % -pisteen avulla (taulukko 2). Tarkasteltujen satametristen keskivuorokausiliikenne oli pienempi painorajoitetuilla kuin painorajoittamattomilla teillä. Päällysteen ikä, tien leveys ja päällysteen paksuus olivat vertailuryhmissä lähes samat. Vauriosumma oli painorajoitetuilla osuuksilla noin puolet pienempi kuin rajoittamattomilla osuuksilla. Muiden vaurioiden jakaumien tulkinta on epämääräistä, koska niitä esiintyy harvoin. Pudotuspainolaitemittauksista laskettu kesäkantavuus (E2) ja muut taipumasuppilosta lasketut johdannaiset olivat molemmissa ryhmissä lähes yhtä suuret. Myös IRI arvot vastasivat kummassakin ryhmässä toisiaan. Ainut merkittävä ero ryhmien välillä oli poikittaista epätasaisuutta kuvaavat muuttujat: ura, vesiura ja harjanne, jotka olivat selvästi suurempia painorajoitetuilla osuuksilla. Tulos viittaa siihen, että kelirikosta kärsivissä teissä ei välttämättä muodostu tavanomaista runsaammin näkyviä vaurioita vaan ainoastaan poikittainen epätasaisuus kasvaa. Tällöin poikittaista epätasaisuutta kuvaavat muuttujat ovat parhaita kelirikkoherkkyyttä kuvaavia tunnuslukuja. Tässä jää määrittelemättömäksi se, kuinka paljon itse painorajoituksen käyttö on pienentänyt erilaisten vaurioiden määrää ja epätasaisuutta painorajoitetuilla teillä.

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 11 Savo-Karjalan painorajoitukset 24 Taulukko 2. Savo-Karjalan painorajoitettujen ja painorajoittamattomien tieosien kuntomuuttujien jakaumien väliset erot. Ei painorajoitusta Painorajoitus Ero 5 % 9 % 5 % 9 % 5 % 9 % KVL 115. 185.6 7. 75. -39 % -6 % Päällysteen ikä 31.8.24 11. 15. 12. 13. 9 % -13 % Tien leveys 6.5 6.7 6. 6.5-8 % -3 % Päällysteen paksuus 4. 8. 4. 4. % -5 % Vauriosumma 2. 84. 11. 44. -45 % -48 % Pakkaskatkot.... Kapeat poikkihalkeamat 1. 3. 1. 3. % % Leveät poikkihalkeamat. 1.. 1. % Kapeat pituushalkeamat 17. 19. 8. 83. -53 % -24 % Leveät pituushalkeamat.... Kapeat saumahalkeamat. 12.. 3. -75 % Leveät saumahalkeamat.... Verkkohalkeamat. 3... -1 % Reiät 1. 9.. 6. -1 % -33 % Purkaumat. 1.. 1. % Reunapainumat. 13... -1 % IRI kesä 3.87 6.1 3.83 5.54-1 % -8 % Ura 7.5 15.6 12.5 29.12 67 % 87 % Vesiura.1 1.3.5 4.62 4 % 255 % Harjanne 13.2 25.8 18.3 33.12 39 % 28 % * E 2 kesä 22. 296. 228. 318. 4 % 7 % * SCI 397. 537. 394. 5. -1 % -7 % * BCI 31. 61. 27. 52. -13 % -15 % * Kaikki arvot eivät ole mitattuja, vaan osa arvoista on interpoloitu Painorajoitus ei välttämättä määräydy tieosan keskimääräisen kunnon perusteella vaan tieosan huonoimpien osuuksien perusteella. Tämän takia samaa aineistoa käyttäen etsittiin jokaisen tieosan viisi huonointa satametristä seitsemän tärkeimmän muuttujan suhteen ja määritettiin niiden jakaumat erikseen painorajoitetuille ja rajoittamattomille tieosille. Vauriosumma on mukana siksi, että se kuvaa yleisesti päällystevaurioita ja verkkohalkeamat siksi, että se on ollut kokeiltavana painorajoituksen määräämisessä. PTM- mittauksista määritetyt arvot ovat mukana, koska ne ovat määrittäjästä riippumattomia. Näitä ovat IRI, ura, vesiura ja harjanne. IRI:ä lukuun ottamatta ne kuvaavat tien poikkisuuntaista epätasaisuutta. Vauriosumman mediaanit ovat molemmissa ryhmissä likimäärin samat ja eniten suuria vauriosumman arvoja esiintyy painorajoittamattomilla tieosilla. Verkkohalkeilua ja reunapainumia esiintyy merkittävässä määrin ainoastaan painorajoittamattomilla tieosilla. IRI- arvot ryhmissä ovat jokseenkin samat. Poikkisuuntaista epätasaisuutta kuvaavat luvut ovat painorajoitetuilla teillä säännöllisesti suuremmat kuin rajoittamattomilla. Tieosien huonoimpien satametristen joukossa vesiuran mediaani on lähes kolmekymmentä kertaa suurempi painorajoitettujen ryhmässä kuin rajoittamattomien ryhmässä, ura vastaavasti noin kaksi ja harjanne noin.4 kertaa suurempi (Taulukko 3).

12 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Savo-Karjalan painorajoitukset 24 Taulukko 3. Savo-Karjalan painorajoitettujen ja painorajoittamattomien tieosien tärkeimpien kuntomuuttujien väliset erot. Jakaumat on kerätty tieosien viidestä huonoimmasta satametrisestä. Ei painorajoitusta Painorajoitus Ero 5 % 9 % 5 % 9 % 5 % 9 % Vauriosumma 65.5 176.7 68. 144. 4 % -19 % Verkkohalkeamat. 2.4.. -1 % Reunapainumat. 1... -1 % IRI kesä 5.88 8.74 6.13 7.5 4 % -14 % Ura 15.35 26.88 31.5 49.34 12 % 84 % Vesiura.2 3.5 5.9 12.9 285 % 269 % Harjanne 24.85 4.33 34.85 5.25 4 % 25 % Ura, vesiura ja harjanne ovat tässä otoksessa parhaat tekijät, joiden avulla voidaan päätellä tieosan painorajoitustarve. Pituussuuntaisen epätasaisuuden (IRI) mittausarvot eivät tässä otoksessa poikkea painorajoitettujen ja rajoittamattomien ryhmissä juurikaan toisistaan, eikä niillä kyetä päättelemään painorajoitustarvetta. PTM- mittausten toistettavuuden on todettu olevan selvästi parempi ja mittaustulosten hajonnan pienempi kuin päällystevaurioinventointien [Äijö, 24]. Tämä selittää osaltaan PTM- mittauksiin perustuvien mittausarvojen hyvää ja PVI- mittausten heikkoa kykyä erotella kelirikko-osuudet.

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 13 PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet 3 PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet 3.1 Aineiston rajaus Aineistoon valittiin koko Suomen PAB-V-, ja SOP- päällysteiset tiet, joiden liikennemäärä on enintään 2 ajoneuvoa vuorokaudessa. PTM- ja PVI- mittausten vertailukelpoisuuden takia mukaan otettiin vain ne tietueet, joissa kummatkin mittaukset on tehty 2 vuoden sisällä toisistaan. Mukana on 4 64 sadan metrin osuutta (taulukko 4). Taulukko 4. Sadan metrin osuuksien pituudet, lukumäärät ja ikäskaala päällystetyypeittäin. Päällysteluokka Päällystetyyppi Pituus (km) Lukumäärä Ikä 2 PAB-V 2 78 27 323 1-3 vuotta 3 SOP 1 32 13 281 1-21 vuotta 3.2 Luokitus IRI:n ja päällysteen iän perusteella Luokittelemattomasta aineistosta tehty korrelaatiomatriisi ei osoita kovinkaan suurta korrelaatiota PTM- ja PVI- muuttujien välillä. Mallien selitysasteet ovat usein 1 % luokkaa ja jopa alle. Myös mallien kuvaajat ovat vaikeasti tulkittavissa. Riippuvuuksien ja muuttujien välisten yhteyksien esille saamiseksi käytettiin hyväksi muuttujien jakaumia ja niistä poimittuja prosenttipisteiden arvoja. Tällä tavalla muodostettua mallia käyttäen ei yksittäisen satametrisen mittaustulosten välinen riippuvuus ole välttämättä täsmälleen oikea. Sen sijaan muuttujien välinen keskimääräinen yhteys on. Tällä tavalla luotujen mallien pääasiallinen käyttötarkoitus on selvittää muuttujien välisiä yleisiä trendejä Kun aineisto luokitellaan päällysteen iän perusteella neljän vuoden luokkiin ja IRIarvon perusteella tasavälisiin luokkiin ja poimitaan muuttujien jakaumista niiden mediaanit, kasvavat ura, harjanne, vauriosumma ja vesiura kohtalaisen säännöllisesti IRI- arvojen mukana. Verkkohalkeilu tai varsinkaan reunapainumat eivät seuraa yhtä hyvin IRI- arvoja, sillä niitä on keskimäärin hyvin vähän (taulukko 5).

14 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet Taulukko 5. Tärkeimpien PTM- ja PVI- muuttujien mediaanit IRI:n ja päällysteen iän mukaan luokiteltuna. Ikäluokka IRI-luokka IRI Ura Harjanne Vauriosumma Verkkohalkeilu Reunapainauma Vesiura - 4-3 1.82 3.1 6. 5.... - 4 3-4 3.41 6.5 11.55 17....1-4 4-5 4.45 7.45 14.45 18.5 1...1-4 5-6 5.55 8.2 13. 37. 5...3-4 yli 6 6.62 1. 14.3 4. 9...2 4-8 - 3 1.91 4. 7.2 8.... 4-8 3-4 3.44 6.3 11.4 14....1 4-8 4-5 4.4 8.1 13.6 16....1 4-8 5-6 5.41 8.95 14.8 19....2 4-8 yli 6 6.81 1.6 14.7 25....3 8-12 - 3 2.1 4.1 8.1 14.... 8-12 3-4 3.43 6.4 12.5 23....1 8-12 4-5 4.44 8.3 14.9 25....2 8-12 5-6 5.42 1. 16.5 28....3 8-12 yli 6 6.88 12.5 17.4 38....5 12-16 - 3 2.23 4.8 9.2 19.... 12-16 3-4 3.42 6.7 12.3 29. 2...1 12-16 4-5 4.39 8.6 15.2 38. 4...2 12-16 5-6 5.41 1.5 15.9 5. 6...3 12-16 yli 6 6.83 11.5 16.8 5. 6...3 16-2 - 3 2.3 4.6 1.2 17.... 16-2 3-4 3.42 6. 12.4 33. 3...1 16-2 4-5 4.41 7.8 15.9 49. 1...2 16-2 5-6 5.43 9.7 17.3 59. 13...3 16-2 yli 6 6.87 11.2 17. 79. 24...4 2-24 - 3 2.37 4.9 1.9 16.... 2-24 3-4 3.44 7.4 15.65 35. 6...2 2-24 4-5 4.43 8.8 17.9 53. 2...3 2-24 5-6 5.46 1.7 16.5 78. 29...3 2-24 yli 6 6.68 12.2 18.4 89. 5.5..5 Yli 24-3 2.16 3.9 8.6 22.... Yli 24 3-4 3.39 5.7 12.3 6. 2...1 Yli 24 4-5 4.45 7.2 12.65 97.5 56...3 Yli 24 5-6 5.54 8.5 11.45 117.5 57.5..4 Yli 24 yli 6 7.7 9.3 1.1 53. 34...4 Luokitellun aineiston IRI- arvoja seuraavat parhaiten ura-, harjanne- ja vesiuraarvot. Ura korreloi IRI:n, harjanteen ja vesiuran kanssa. Muista riippuvuuksista vauriosumma korreloi voimakkaasti verkkohalkeilun kanssa ja vesiura hyvin tai kohtuullisesti kaikkien muiden, paitsi reunapainumien kanssa (taulukko 6).

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 15 PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet Taulukko 6. IRI:n ja päällysteen iän perusteella luokiteltujen tärkeimpien PTMja PVI- muuttujien luokkamediaanien korrelaatiomatriisi. IRI Ura Harjanne Vauriosumma Verkkohalkeilu Reunapainuma Vesiura IRI 1 % 95 % 72 % 55 % 41 % * 9 % Ura 95 % 1 % 87 % 54 % 35 % * 9 % Harjanne 72 % 87 % 1 % 45 % 21 % * 73 % Vauriosumma 55 % 54 % 45 % 1 % 92 % * 72 % Verkkohalkeilu 41 % 35 % 21 % 92 % 1 % * 6 % Reunapainuma * * * * * 1 % * Vesiura 9 % 9 % 73 % 72 % 6 % * 1 % Luokitellun aineiston jakaumien 9 prosentin pisteistä muodostettu korrelaatiomatriisi poikkeaa edellisestä taulukosta 6 siten, että harjanteen arvot eivät seuraa yhtä hyvin IRI- arvoja. Verkkohalkeilun lisäksi myös reunapainumien määrä kasvaa vauriosumman mukana. Vesiura korreloi edelleen IRI-, ura- ja harjannearvojen kanssa samoin kuin reunapainumien kanssa (taulukko 7). Taulukko 7. IRI:n ja päällysteen iän perusteella luokiteltujen tärkeimpien PTMja PVI- muuttujien luokkien 9 prosentin pisteiden korrelaatiomatriisi. IRI Ura Harjanne Vauriosumma Verkkohalkeilu Reunapainuma Vesiura IRI 1 % 83 % 6 % 49 % 48 % 67 % 74 % Ura 83 % 1 % 9 % 38 % 37 % 66 % 92 % Harjanne 6 % 9 % 1 % 32 % 36 % 59 % 91 % Vauriosumma 49 % 38 % 32 % 1 % 97 % 71 % 49 % Verkkohalkeilu 48 % 37 % 36 % 97 % 1 % 65 % 48 % Reunapainuma 67 % 66 % 59 % 71 % 65 % 1 % 72 % Vesiura 74 % 92 % 91 % 49 % 48 % 72 % 1 % Korrelaatio kuvaa muuttujien mediaanien välistä suoraviivaista riippuvuutta ja sen avulla voidaan tehdä ainoastaan nopeita yksinkertaistettuja johtopäätöksiä. Käyttämällä regressiota voidaan ottaa huomioon mm. muuttujien välinen säännöllisesti kasvava tai vähenevä riippuvuus. Regressiotarkastelu tehtiin 8-12 tai 16-2 vuotta vanhoille päällysteille käyttäen muuttujina luokan mediaaneja taulukosta 5. Tarpeen vaatiessa eri ikäluokkien muuttujat ovat mallinnettavissa yhteen kaavaan. IRI:n ja uran välinen riippuvuus on suoraviivainen ja selitysaste 1 %. IRI:n ja harjanteen yhteys on alaspäin avautuvan toisen asteen käyrän kasvava osa ja selitysaste on 1 %. Mikäli käytössä olisi myös suurempia IRI- arvoja, harjanteen arvot lähestyisivät todennäköisesti jotakin raja-arvoa, mutta ne eivät alkaisi pienentyä. IRI:n ja vauriosumman välisenä yhteytenä on tässä käytetty suoraa. Yhteys saattaa olla jokin muukin, mutta arvojen satunnainen vaihtelu ei anna perusteita käyttää muuta muo-

16 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet toa. Vaihtelu näkyy selvästi myös heikoimmassa selitysasteessa, joka on 96 %. IRI:n ja vesiuran välillä on toisen asteen yhtälö. Vesiura kasvaa nopeammin kuin IRI. Selitysaste on 1 %. Verkkohalkeilua esiintyy jakaumien mediaaneissa vasta vanhemmilla päällysteillä, joten malli on tehty 16-2 vuotta vanhojen päällysteiden luokasta. Halkeilun lisääntyminen on nopeampaa kuin IRI:n kasvu, yhtälö on toista astetta ja siitä on käytössä oikeanpuoleinen sakara. Selitysaste on 99 %. Ura (mediaani) 14 12 1 8 6 4 2 y = 1.68x +.67 R 2 = 1. 2 4 6 8 IRI (mediaani) Harjanne (mediaani) 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 y = -.4x 2 + 5.5x - 1.71 R 2 = 1. 2 4 6 8 IRI (mediaani) Vauriosumma (mediaani) 4 35 3 25 2 15 1 5 y = 4.66x + 4.87 R 2 =.96 2 4 6 8 IRI (mediaani) Vesiura (mediaani).6.5.4.3.2.1. y =.1x 2 +.3x -.9 R 2 = 1. 2 4 6 8 IRI (mediaani) Verkkohalkeilu (mediaani) 3 25 2 15 1 5 y =.48x 2 +.84x - 4.61 R 2 =.99 2 4 6 8 IRI (mediaani) Kuva 1. Päällysteen iän ja IRI:n perusteella luokitellun aineiston mediaanien riippuvuudet. Ikäluokka on 8-12 vuotta vanhat päällysteet (ura, harjanne, vauriosumma, vesiura) tai 16-2 vuotta vanhat päällysteet (verkkohalkeilu).

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 17 PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet 3.3 Luokitus uran ja päällysteen iän perusteella Poikkisuuntaisen epätasaisuuden tunnusluvut kuvasivat parhaiten kelirikkoalttiutta Savo-Karjalan otoksessa. Tämän takia aineisto luokiteltiin myös uran suuruuden ja päällysteen iän perusteella. Ikä- ja uraluokkien muuttujien mediaanit kasvavat lähes säännönmukaisesti, paitsi reunapainumien ja verkkohalkeilun osalta. Reunapainumia ei jakauman puolivälissä esiinny lainkaan ja verkkohalkeiluakin ainoastaan vanhimmilla ja epätasaisimmilla osuuksilla. Taulukko 8. Tärkeimpien PTM- ja PVI- muuttujien mediaanit uran ja päällysteen iän mukaan luokiteltuna.. Ikäluokka URA IRI Harjanne Uraluokka Vauriosumma Verkkohalkeilu Reunapainuma Vesiura - 4 alle 3. 2.1 1.52 4.1 3.... - 4 3. - 4.5 3.8 2.15 7.4 8.... - 4 4.5-6. 5.2 2.7 9.4 14.... - 4 6. - 7.5 6.7 3.11 11.55 2....1-4 yli 7.5 1.4 3.75 17.3 27....35 4-8 alle 3. 2.4 1.7 6.4 6.... 4-8 3. - 4.5 3.8 2.3 6.8 8.... 4-8 4.5-6. 5.2 2.36 7.7 9.... 4-8 6. - 7.5 6.7 2.66 9.4 12.... 4-8 yli 7.5 1.2 3.48 14.6 21....2 8-12 alle 3. 2.4 1.9 6.6 1.... 8-12 3. - 4.5 3.8 2.27 7.8 14.... 8-12 4.5-6. 5.3 2.75 9.4 18.... 8-12 6. - 7.5 6.7 3.7 1.85 21....1 8-12 yli 7.5 1.6 3.9 16.6 3....3 12-16 alle 3. 2.5 2.11 7.7 14.... 12-16 3. - 4.5 3.8 2.4 8.6 16.... 12-16 4.5-6. 5.2 2.64 9.5 22.... 12-16 6. - 7.5 6.7 2.87 1.8 24.... 12-16 yli 7.5 1.7 3.56 15.5 41. 5...3 16-2 alle 3. 2.5 2.2 9.3 13.... 16-2 3. - 4.5 3.8 2.55 9.4 17.... 16-2 4.5-6. 5.2 2.78 1.9 23.... 16-2 6. - 7.5 6.7 2.89 11.7 3. 2...1 16-2 yli 7.5 1.4 3.66 15.8 6. 13...4 2-24 alle 3. 2.6 2.44 8.65 15.... 2-24 3. - 4.5 3.85 2.5 9.7 14.... 2-24 4.5-6. 5.3 2.77 11.8 17....1 2-24 6. - 7.5 6.8 3.3 13.65 31. 4...1 2-24 yli 7.5 11.1 3.71 17.9 56. 21...4 Yli 24 alle 3. 2.3 2.1 7.2 15.... Yli 24 3. - 4.5 3.8 2.68 8.8 22.... Yli 24 4.5-6. 5.2 3.1 8.7 24. 3...1 Yli 24 6. - 7.5 6.8 3.59 11.4 67. 16.5..3 Yli 24 yli 7.5 1.1 4.8 15.7 145. 84.5..6 Muuttujien jakaumien mediaaneista muodostetussa korrelaatiomatriisissa uran, IRI:n ja harjanteen keskinäiset korrelaatiot ovat 93-94 %. Vauriosumma korreloi verkko-

18 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet halkeilun kanssa (94 %) mutta myös epätasaisuutta kuvaavien muuttujien kanssa (61-85 %). Vesiuran korrelaatio on muiden, paitsi verkkohalkeilun kanssa, 84 % tai suurempi (taulukko 9). Taulukko 9. URA:n ja päällysteen iän perusteella luokiteltujen tärkeimpien PTM- ja PVI- muuttujien luokkien mediaanien korrelaatiomatriisi. Ura IRI Harjanne Vauriosumma Verkkohalkeilu Reunapainuma Vesiura Ura 1 % 93 % 94 % 61 % 41 % * 85 % IRI 93 % 1 % 93 % 72 % 5 % * 86 % Harjanne 94 % 93 % 1 % 62 % 41 % * 84 % Vauriosumma 61 % 72 % 62 % 1 % 94 % * 85 % Verkkohalkeilu 41 % 5 % 41 % 94 % 1 % * 72 % Reunapainuma * * * * * 1 % * Vesiura 85 % 86 % 84 % 85 % 72 % * 1 % Laskettaessa jakaumien 9 prosenttipisteiden korrelaatiot, saadaan myös reunapainuman korrelaatiot muiden muuttujien kanssa. Reunapainuma korreloi kaikkien muiden muuttujien kanssa vähintään 72 prosenttisesti. Vesiura korreloi keskimäärin parhaiten kaikkien muiden tekijöiden kanssa. PVI- mittaukset ja PTM- mittaukset korreloivat hyvin oman tyypin mittausten kanssa mutta eri tyypin mittausten välinen riippuvuus on huonompi (taulukko 1). Taulukko 1. URA:n ja päällysteen iän perusteella luokiteltujen tärkeimpien PTM- ja PVI- muuttujien luokkien 9 prosentin pisteiden korrelaatiomatriisi. Ura IRI Harjanne Vauriosumma Verkkohalkeilu Reunapainuma Vesiura Ura 1 % 86 % 94 % 65 % 58 % 78 % 95 % IRI 86 % 1 % 85 % 79 % 76 % 8 % 88 % Harjanne 94 % 85 % 1 % 66 % 62 % 72 % 94 % Vauriosumma 65 % 79 % 66 % 1 % 98 % 87 % 74 % Verkkohalkeilu 58 % 76 % 62 % 98 % 1 % 83 % 71 % Reunapainuma 78 % 8 % 72 % 87 % 83 % 1 % 82 % Vesiura 95 % 88 % 94 % 74 % 71 % 82 % 1 % Päällysteen iän ja uran perusteella luokitellusta aineistosta tehtiin myös regressio testi. Lähtöarvot ovat taulukosta 8. IRI:n, harjanteen ja vauriosumman mediaaneille on löydettävissä yhteys uran mediaanin kanssa. Yhtälöiden kuvaajat ovat kaikki kaarevia ja selitysasteet 1 %. Muotoon vaikuttaa jonkin verran se, millaiset luokkien jakovälit ovat. Verkkohalkeamien ja vesiuran mediaanit ovat pienimmissä uraluokissa nollia, joten yhteys on huono tai sitä ei ole.

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 19 PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet IRI (mediaani) 4.5 4. 3.5 3. 2.5 2. 1.5 1..5. y = 1.21x.49 R 2 = 1. 5 1 15 URA (mediaani) Harjanne (mediaani) 18 16 14 12 1 8 6 4 2 y = 5.1e.11x R 2 = 1. 5 1 15 URA (mediaani) Vauriosumma (mediaani) 35 3 25 2 15 1 5 y = 5.24x.74 R 2 = 1. 5 1 15 URA (mediaani) Vesiura (mediaani).4.3.3.2.2.1.1. y =.x 2 -.3x +.3 R 2 =.98 5 1 15 URA (mediaani) Kuva 2. Päällysteen iän ja uran perusteella luokitellun aineiston mediaanien riippuvuudet. Ikäluokka on 8-12 vuotta vanhat päällysteet. Luokiteltujen PVI- ja PTM- muuttujien keskimääräisten (mediaani) arvojen ja niistä määritettyjen riippuvuuksien lisäksi vaikuttaa myös muuttujien hajonta siihen, kuinka varmasti tietyllä muuttujalla voidaan määrittää toisen arvo. Mikäli hajontakuvio on huipukas, hajonta pieni eikä jakauma ole vino, niin mediaanien perusteella tehty korrelaatio tai malli toimii hyvin myös yksittäisten arvojen osalta. 3.4 Poikittaista epätasaisuutta kuvaavat muuttujat Ura, harjanne ja vesiura ovat Savo-Karjalan testiaineiston perusteella parhaimmat runkokelirikkoherkkyyttä indikoivat tunnusluvut. PTM- mittausten iän kasvaessa kuntomuuttujien arvot kasvavat eli tien kunto heikkenee. Tämän takia on järkevää määritellä myös kelirikkoalttiuden raja-arvot PTM- mittausten iän funktiona. Tässä tarkasteltavaa aineistoa on rajattu siten, että PTM- mittaus on tehty vähintään vuosi päällystämisen jälkeen ja että ura-arvo on olemassa. Tietueita on 158 849 kappaletta ja kokonaispituus 15 741 km (taulukko 11). Taulukko 11. Lukumäärät ja pituudet päällysteluokittain. Päällyste Lukumäärä (kpl) Pituus (km) PAB-V 131 243 13 3 SOP 27 66 2 738

2 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet PAB-V teillä ura-arvoja on määritetty 131 243 ja vesiura- sekä harjannearvoja 89 468 kappaletta. Vastaavasti SOP teillä ura-arvoja on määritetty 27 66 ja vesiurasekä harjannearvoja 23 186 kappaletta. Tällä perusteella tieosien kattavampi kelirikkoherkkyysluokittelu voitaisiin tehdä uran kuin vesiuran tai harjanteen perusteella. Kuntotietorekisterissä esiintyvissä arvoissa on ongelma. Osa PTM- mittauksissa määritetyistä muuttujista poikkeaa huomattavasti toisistaan vuonna 23 ja sen jälkeen tehdyissä mittauksissa verrattuna ennen vuotta 23 tehtyihin mittauksiin. Poikittaista epätasaisuutta kuvaavat muuttujat perustuvat PTM- mittauksiin, mutta IRImediaaneissa ei kuitenkaan ole tapahtunut vastaavaa muutosta vuonna 23 (kuva 3). IRI (mediaani) 8 6 4 2 PAB-V 22 23 IRI (mediaani) 8 6 4 2 SOP 22 23 5 1 15 2 PTM-mittausikä 5 1 15 2 PTM-mittausikä Kuva 3. Vuonna 23 tapahtuneen muutoksen vaikutus IRI- mediaaneihin PAB-Vja SOP- teillä. Ennen vuotta 23 tehtyjen Ura-mittausten mediaaniarvot eivät kasva vuosittain lainkaan ja ne ovat lähes vakio 8 mm (kuva 4). Muuttumattomat arvot eivät todennäköisesti ole mittausarvoja, vaan ne on laskettu jollakin menetelmällä. Myöhemmin tehdyissä mittauksissa havaitaan odotettu, joskin etenkin SOP- teillä vähäinen uran mediaanin vuosittainen kasvu ja pieni satunnainen vaihtelu. URA (mediaani) 15 1 5 PAB-V 22 23 URA (mediaani) 15 1 5 SOP 22 23 5 1 15 2 5 1 15 2 PTM-mittausikä PTM-mittausikä Kuva 4. Vuonna 23 tapahtuneen muutoksen vaikutus URA- mediaaneihin PAB- V- ja SOP- teillä. Tien poikkisuuntaisen epätasaisuuden vuosittainen kasvu ei välttämättä näy kokonaisuudessaan Ura-arvoissa, sillä tien reunan painuminen omalta osaltaan pienentää ulkourasta määritettyjä ura-arvoja (kuva 5). Ilmiö havaitaan erityisesti uudempien

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 21 PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet SOP- päällysteisiltä teiltä mitattujen ura-arvojen mediaaneissa. Näiden syiden takia Ura ei sovellu kelirikkoalttiuskriteeriksi edes vuosina 23 24 tehtyjen mittausten osalta. Urasyvyyden mää ääritysongelma Kuva 5. Reunapainuman vaikutus urasyvyyteen. Vesiuran arvoja on määritetty ennen vuotta 23 ainoastaan muutama, minkä vuoksi vesiuraa ei voi käyttää yksinään kelirikkoalttiuden kriteerinä. Myöhemmin mitattujen arvojen mediaanit kasvavat odotetusti PTM- mittausten iän mukana, mutta lukuarvot ovat pieniä (kuva 6). Pienet lukuarvot saattavat aiheuttaa virhettä mallinnuksen peräkkäisissä laskutoimituksissa sekä erityisesti mallien kertoimien pyöristyksissä. Lisäksi vesiura-arvot ovat kohtalaisen suuressa osassa aineistoa nolla, mikä myös vaikeuttaa mallien muodostamista. Vesiura (mediaani) 8 6 4 2 PAB-V 23 5 1 15 2 PTM-mittausikä Vesiura (mediaani) 8 6 4 2 SOP 23 5 1 15 2 PTM-mittausikä Kuva 6. Vuonna 23 tapahtuneen muutoksen vaikutus vesiura-mediaaneihin PAB-V- ja SOP- teillä. Harjanteen mediaaniarvot kasvavat säännöllisesti PTM- iän mukaan. Mittauksia on tehty pääsääntöisesti vasta vuodesta 23 lähtien (kuva 7). Harjannearvoja voi käyttää kelirikkoalttiuden kriteerinä silloin, kun viimeinen PTM- mittaus on tehty 23 tai myöhemmin. Tätä tukee se, että harjanne kuvaa hyvin ura-arvoista poiketen poikkisuuntaista epätasaisuutta myös siinä tapauksessa, että tien reuna on painunut. Lisäksi harjanne-arvot ovat systemaattisesti suurempia kuin ura-arvot.

22 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus PTM- ja PVI- mittausten väliset riippuvuudet Harjanne (mediaani) 2 15 1 5 PAB-V 23 Harjanne (mediaani) 2 15 1 5 SOP 23 5 1 15 2 PTM-mitausikä 5 1 15 2 PTM-mitausikä Kuva 7. Vuonna 23 tapahtuneen muutoksen vaikutus Harjanne-mediaaneihin PAB-V- ja SOP- teillä. Poikittaista epätasaisuutta kuvaa myös muuttuja PETA. Tämänkin muuttujan mediaaneista voi päätellä, että määritysmenetelmä on jollakin tavalla muuttunut vuodesta 23 lähtien (kuva 8). Kuitenkin sekä uudet että vanhat sarjat kasvavat PTM- mittausten iän mukana eli tien poikittainen epätasaisuus kasvaa odotetusti tien ikääntyessä. Lukuarvot ovat myös kohtuullisen suuria. Käsillä olevassa aineistossa PETAarvot ovat ainoita poikkisuuntaista epätasaisuutta kuvaavia arvoja, joita voidaan soveltaa kelirikkoalttiuden arvioimiseen, kun PTM- mittaukset on tehty vuonna 22 tai sitä ennen. PETA (mediaani) 4 3 2 1 PAB-V 22 23 PETA (mediaani) 4 3 2 1 SOP 22 23 5 1 15 2 PTM-mitausikä 5 1 15 2 PTM-mitausikä Kuva 8. Vuonna 23 tapahtuneen muutoksen vaikutus PETA- mediaaneihin PAB-V- ja SOP- teillä. Kelirikkoalttiutta kuvaaviksi tunnusluvuiksi joudutaan valitsemaan kaksi muuttujaa. Kriteerimuuttujana käytetään Harjanne-arvoa, kun tien PTM- mittaukset on tehty vuonna 23 tai sen jälkeen ja PETA- arvoa, kun PTM- mittaukset on tehty vuonna 22 tai sitä ennen. Tässä aineistossa PTM- mittauksia on tehty vähintään vuoden vanhan päällysteen päältä yhteensä 15 741 km matkalta, josta harjannemääritys on 11 16 km matkalta. Harjannekriteerin avulla voidaan siis käsitellä 71 % aineistosta. Vuosittain tehtävien PTM- mittausten avulla tilanne paranee tulevaisuudessa ja muutaman vuoden kuluttua kelirikkoalttiutta voidaan tarkastella pelkästään harjannemittausten perusteella. PETA kelirikkoalttiuskriteerinä on ainoastaan avustava väline ja vuosien saatossa sen merkitys vähenee.

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 23 Kelirikkoalttius 4 Kelirikkoalttius 4.1 Valintakriteerien raja-arvojen määrittäminen 4.11 Aineisto Raja-arvot määritettiin kohdassa 1 mainitulla aineistolla, jota on kuitenkin rajattu siten, että PTM- mittaukset on tehty vähintään vuosi viimeisen päällystämisen jälkeen. Raja-arvot määritetään erikseen PAB-V- ja SOP- teille. Samoin käsitellään erikseen vuonna 22 tai aiemmin tehtyjä mittauksia, jolloin raja-arvot määräytyvät PETA:n mukaan ja vuonna 23 tai myöhemmin tehtyjä mittauksia, jolloin raja-arvot määräytyvät Harjanteen mukaan. Satametrisiä, joiden kelirikkoalttius voidaan harjanteen tai PETA:n avulla määritellä, on yhteensä 159 13 kappaletta. Määrä kattaa noin 91 % käytössä olevasta aineistosta (taulukko 12). Puuttuvat 9 % eivät joko sisällä kumpaakaan mittaustulosta tai kohde on päällystetty viimeisen PTM- mittauksen jälkeen. Taulukko 12. Raja-arvojen määrittämisessä olevien satametristen lukumäärät. Harjanne PETA PAB-V 89 468 41 941 SOP 23 186 4 418 Yhteensä 112 654 46 359 4.12 Harjanteen raja-arvot PTM- mittausten ikä eli PTM- mittausvuoden ja sitä edeltävän päällystysvuoden erotus vaikuttaa arvojen suuruuteen. Mitä vanhempi tie on mittaushetkellä, sitä vaurioituneempi se keskimäärin on. Tämän takia mittaustulokset jaoteltiin PTMmittausten iän mukaan ja määritettiin vuosittaiset jakauman prosenttipisteet 5, 55, 6,, 95 % (kuva 9). Eri-ikäiset samaa prosenttipistettä edustavat arvot mallinnettiin iän mukaan. Mallintamisella poistettiin vuosien välinen satunnainen vaihtelu. Harjanne 3. 2. 1. PAB-V- satametriset 95 % 9 % 8 % 7 % 6 % 5 % Lineaariset yhtälöt. 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 PTM-mittausikä Kuva 9. PAB-V- teiltä mitattujen harjanne-arvojen vuosittaisten jakaumien prosenttipisteet 5..95 %.

24 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Kelirikkoalttius Mediaani-arvot ja niistä muodostettu malli vastaavat erittäin hyvin toisiaan. Mallin ja pisteiden vastaavuus heikkenee, kun lähestytään jakauman 1 prosentin pistettä. Siksi 97.5 prosentin piste määritettiin pienempien prosenttipisteiden ja malliyhtälön avulla. Jakauman 97.5 prosentin piste määräytyi koelaskennassa, jossa pyrittiin saamaan kelirikkoalttiiden teiden kokonaispituus kohtuulliseksi. Jokaisesta vuodesta muodostettiin kolmannen asteen yhtälö (kuva 1), jonka vaakaakselilla prosenttipisteet ja pystyakselilla on kuvan 9 mukaisesta lineaarisesta mallista saadut harjanteen arvot. Mallin selitysaste tulee olla mahdollisimman suuri ja mielellään tasan 1 %, jotta haluttu prosenttipisteen harjannearvo (tässä 97.5 %) voidaan kohtalaisen varmasti ekstrapoloida malliyhtälöstä. 2 PTM-mittausikä 1 vuosi Harjanne 1 Kolmannen asteen yhtälö R 2 = 1. Mallista laskettu 97.5% piste 5 % 6 % 7 % 8 % 9 % 1 % Prosenttipiste Kuva 1. Vuoden ikäisten, lineaarisesta mallista saatujen pisteiden malli. Laskemalla muuttujan 97.5 prosentin pisteet kahdelta eri vuodelta (1. ja 2.), voidaan niiden avulla määrittää lineaarinen yhtälö, jossa tuntemattomana on PTM- mittausten ikä ja tuloksena muuttujan raja-arvo. Mallin käytöstä on se etu, että rajaarvoa voidaan kohtuullisen helposti muuttaa. Tätä helppoutta voitaisiin hyödyntää siten, että aina painorajoitettaville ja vain vaikeina vuosina painorajoitettaville tieosille käytettäisiin omaa raja-arvoa. PAB-V päällysteisille teille, joilla PTM- mittaus on tehty vuonna 23 tai myöhemmin, lasketaan Harjanteen raja-arvo kaavalla 1. RA Har PAB-V =.5741 PTM ikä + 14.889 ( 1 ) Missä PTM ikä = PTM -mittausten ikä, vuotta SOP -päällysteisille teille, joilla PTM mittaus on tehty vuonna 23 tai myöhemmin, lasketaan Harjanteen raja-arvo kaavalla 2. RA Har SOP =.4245 PTM ikä + 28.367 ( 2 ) 4.13 PETA:n raja-arvot Päällysteen poikkisuuntaisen epätasaisuuden raja-arvot määritettiin vastaavalla tavalla kuin Harjanteen raja-arvot. PAB-V päällysteisille teille, joilla PTM- mittaus on tehty vuonna 22 tai aiemmin, lasketaan PETA:n raja-arvo kaavalla 3.

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 25 Kelirikkoalttius RA PETA PAB-V =.227 PTM ikä + 13.65 ( 3 ) SOP- päällysteisille teille, joilla PTM- mittaus on tehty vuonna 22 tai aiemmin, lasketaan PETA:n raja-arvo kaavalla 4. RA PETA PAB-V =.885 PTM ikä + 18.32 ( 4 ) 4.2 Kelirikkoalttiiden tieosien määrääminen ja määrä Jokaista PTM- mitattua sadan metrin jaksoa verrataan päällystetyypin ja PTM- mittausvuoden määräämään raja-arvoon. Satametrinen siis joko on tai ei ole kelirikkoaltis. Lopullinen kelirikkoalttius määritetään tieosittain. Tieosalta vaaditaan, että sillä on vähintään 4 m PAB-V- ja/tai SOP- päällystettä. PAB-V tai SOP- päällysteinen tieosa on aina (joka kevät) kelirikkoaltis, kun: sen liikennemäärä on pienempi tai yhtä suuri kuin 2 ajoneuvoa vuorokaudessa ja tieosalla on vähintään 7 raja-arvon ylittävää sadan metrin osuutta PAB-V tai SOP- päällysteinen tieosa on kelirikkoaltis vain vaikeina keväinä, kun: joko sen liikennemäärä on pienempi tai yhtä suuri kuin 2 ajoneuvoa vuorokaudessa ja tieosalla on vähintään 4 raja-arvon ylittävää sadan metrin osuutta tai sen liikennemäärä on 2.. 15 ajoneuvoa vuorokaudessa ja tieosalla on vähintään 7 raja-arvon ylittävää sadan metrin osuutta Kelirikkoalttiiden teiden kokonaispituudet eivät ole lopullisia, koska tiepiirit tarkistavat painorajoitettavat tiet ja tieosat. Toinen seikka, joka vaikuttaa lopullisiin määriin, on se, että tämä tarkastelu koskee ainoastaan tieosia. Tieyhteyksistä riippuen saattaa yhden tieosan kelirikkoalttius vaatia useamman tieosan painorajoitusta tai vain osan tieosasta. Kuitenkin mekaanisesti mitatun kelirikkoalttiusmuuttujan käyttö asettaa koko Suomen tieosat kyseisen muuttujan suhteen täsmälleen samaan asemaan, mitä tavoiteltu yhtenäinen painorajoituskäytäntö edellyttääkin. Painorajoituspituudet piireittäin tässä menetelmässä on laskettu Kuntotietorekisterissä esiintyvien satametristietojen pohjalta. Aineistossa on siis ainoastaan tieosan PAB-V ja/tai SOP -päällysteinen pituus. Jos tieosalla on myös muuta päällystettä, se ei ole mukana pituudessa. Tarkkaa vertailua vuoden 24 painorajoituspituuksiin ei tästä syystä voida tehdä. Kelirikkoaltteimpien alempiasteisten päällystettyjen teiden, joihin painorajoitus asetetaan joka kevät, määrä lisääntyy 261 kilometriä verrattuna Tiehallinnossa tehtyyn kevään 24 ehdotukseen. Pituus lyhenee Lapin tiepiirissä (7 km). Oulun tiepiirissä pituus kasvaa 168 km. Uudenmaan ja Keski-Suomen tiepiireissä kelirikkoalttiita tieosia on vain muutamia kilometrejä (taulukko 13).

26 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Kelirikkoalttius Taulukko 13. Kelirikkoalttiiden tieosien pituus tiepiireittäin helppoina ja keskivaikeina keväinä. Painorajoituspituus (km) Tiepiiri No Pinta Uusi Kevät 24 Ero Uusimaa 1 PAB-V 3.4 12.1-8.7 Uusimaa 1 SOP 8.7 23.8-15. Turku 2 PAB-V 27.1 12.1 15.1 Turku 2 SOP 8.3 24.5-16.3 Kaakkois-Suomi 3 PAB-V 42.8. 42.8 Kaakkois-Suomi 3 SOP 17.6 17.3.3 Häme 4 PAB-V 32.7 19.9 12.8 Häme 4 SOP 45.8 6.3 39.5 Savo-Karjala 8 PAB-V 28.2 24.6 3.6 Savo-Karjala 8 SOP 62.2. 62.2 Keski-Suomi 9 PAB-V... Keski-Suomi 9 SOP 4.4. 4.4 Vaasa 1 PAB-V 96.4 6.3 36.1 Vaasa 1 SOP. 13.9-13.9 Oulu 12 PAB-V 166.2 68.2 98. Oulu 12 SOP 85.8 15.5 7.3 Lappi 14 PAB-V 113.9 168.6-54.6 Lappi 14 SOP. 15.7-15.7 Yhteensä PAB-V 51.6 365.6 145. Yhteensä SOP 232.7 116.8 115.9 Yhteensä Kaikki 743.3 482.4 261. Taulukko vaikeina keväinä kelirikkoalttiiden tieosien pituuksista sisältää myös joka kevät kelirikkoalttiiden tieosien pituudet (taulukko 14). Kokonaispituus on 254 km eli se kasvaa 878 km verrattuna vuonna 24 tehtyyn ehdotukseen. Kelirikkoalttiiden tieosien pituus lyhenee merkittävästi (73 km) Lapin tiepiirissä ja pitenee Oulun tiepiirissä (292 km). Turun, Kaakkois-Suomen, Hämeen ja Savo-Karjalan piireissä teiden kelirikkoherkkien tieosien pituus kasvaa noin 15 km verrattuna vuoden 24 ehdotukseen.

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 27 Kelirikkoalttius Taulukko 14. Kelirikkoalttiiden tieosien pituus tiepiireittäin vaikeina keväinä. Taulukko sisältää myös taulukon 13 tieosien pituudet. Painorajoituspituus Tiepiiri No Pinta Uusi Kevät 24 Ero Uusimaa 1 PAB-V 61.8 31.8 3. Uusimaa 1 SOP 8.7 26.9-18.2 Turku 2 PAB-V 186.3 24.5 161.8 Turku 2 SOP 41.3 38.3 2.9 Kaakkois-Suomi 3 PAB-V 163. 21.3 141.7 Kaakkois-Suomi 3 SOP 27.1 23.1 4. Häme 4 PAB-V 93.1 38.5 54.6 Häme 4 SOP 125.8 23.3 12.5 Savo-Karjala 8 PAB-V 126.1 74.1 52. Savo-Karjala 8 SOP 15.2 12.4 92.7 Keski-Suomi 9 PAB-V 17.6 19.3-1.7 Keski-Suomi 9 SOP 5.7 19.1-13.4 Vaasa 1 PAB-V 275.6 229.8 45.8 Vaasa 1 SOP 17.9 13.9 4. Oulu 12 PAB-V 417.3 23.1 187.3 Oulu 12 SOP 125.8 2.6 15.3 Lappi 14 PAB-V 251.4 292.9-41.4 Lappi 14 SOP 4.4 35.9-31.4 Yhteensä PAB-V 1592.3 962.3 63. Yhteensä SOP 461.9 213.4 248.5 Yhteensä Kaikki 254.3 1175.7 878.5 Uudella ja vuonna 24 käytetyllä painorajoitusmenetelmällä laskettujen kokonaispituuksien eroja arvioitaessa on otettava huomioon, että: Kevään 24 verkkohalkeamiin perustuvassa menettelyssä asetettiin painorajoitus vasta siinä vaiheessa, kun tie oli jo pahasti vaurioitunut. Tien ikää ei otettu lainkaan huomioon. Uudessa menettelyssä otetaan huomioon, joskin varovaisesti vaurioitumisnopeus, sillä raja-arvo riippuu päällysteen iästä. Menettelyllä pyritään suojaamaan myös uudehkoja teitä ennen, kuin ne ovat huomattavasti vaurioituneet. Uuden menetelmän mukaan helppoina ja keskivaikeina keväinä painorajoitetaan vähäliikenteisistä PAB-V -teistä noin 3.5 % ja SOP -teistä 8.1 % ja vaikeina keväinä PAB-V -teistä 1.9 % ja SOP -teistä 16.1 %. Painorajoituspituuksien suora vertailu uuden ja vuonna 24 käytetyn menetelmän välillä ei ole välttämättä järkevää menetelmien eroista johtuen. Suomi on jaettu 14 osa-alueeseen, jossa kullakin alueella on ainakin periaatteessa yhtenäiset sääolosuhteet (Kelirikon vaikeus ja painorajoitukset, Tiehallinnon selvityksiä 28/24). Kelirikkoalttiiden teiden alueellista jakautumista voidaan tarkastella suhteellisen kelirikkoalttiuden avulla, joka lasketaan kullekin osa-alueelle jakamalla alueen kelirikkoalttiiden satametristen kokonaispituus kaikkien tarkasteltavaan aineistoon kuuluvien satametristen kokonaispituudella. Suhteellisesti eniten kelirikkoalttiita alempiasteisia päällystettyjä teitä on Savo-Karjalan tiepiirin itäosissa sääalueella 5 (5.51 %), Oulun ja Kemin ympäristössä sääalueella 14 (4.81 %) sekä Vaasan rannikkoseudulla sääalueella 13 (4.31 %) (kuva 11). Huomattavan vähän kelirikkoalttiita alempiasteisia päällystettyjä teitä on Keski-Suomen tiepiirissä sääalueella 7

28 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Kelirikkoalttius (1.7 %). Seuraavaksi vähiten kelirikkoalttiita osa-alueita ovat pääosin Hämeen tiepiirissä sijaitsevat sääalueet 1 (2.72 %) ja 8 (3.5 %). Käytännössä vähäinen kelirikkoalttius tarkoittaa myös sitä, että kyseisten osa-alueiden teillä on vain vähän suuria harjanne- tai PETA- arvoja. Kuva 11. Alempiasteisten päällystettyjen teiden suhteellinen kelirikkoalttius sääalueittain.

Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus 29 Kelirikkoalttius

3 Alempiasteisten päällystettyjen teiden kelirikkoalttiuden raja-arvot ja painorajoitus Kelirikkoalttius Kirjallisuusluettelo Belt J. Kestoikätutkimus. Loppuraportti. Oulun yliopiston tie- ja liikennetekniikan laboratorion tutkimusselostuksia 2/1999. 42 s. + liitteet 19 s. Oulu 1999. Belt J., Lämsä V. P., Ehrola E. Kevytpäällysteisten teiden rakenteen parantamisen mitoitusmenettely. Helsinki 21. Tiehallinto. Tiehallinnon selvityksiä 85/21. 64 s. + liitteet 6 s. ISSN 1457-9871, ISBN 951-726-85-5, TIEH 32731. Belt J., Lämsä V. P., Liimatta L., Ehrola E. Kevytpäällysteiden vauriomallien ja mitoitusmenetelmien kehittämisen perusteet. Helsinki 2. Tielaitos. Tielaitoksen selvityksiä 18/2. 8 s. + liitteet 19 s. ISSN 788-3722, ISBN 951-726-635-9, TIEL 3267. Kelirikkoteiden liikenteen rajoittaminen. Tiehallinnon ohjejulkaisu. Helsinki 24. Luonnos 19.2.24. Lämsä V. P., Päällystetyn tiestön mitattu kunto. Helsinki 21. Tiehallinto. Tiehallinnon selvityksiä 82/21. 4 s. + liitteet 13 s. ISSN 1457-9871, ISBN 951-726- 846-7, TIEL 32728. Ryynänen T., Belt J., Ehrola E. Sorateiden runkokelirikko ja kelirikon vaikeuden ennustaminen. Helsinki 23. Tiehallinto. Tiehallinnon selvityksiä 46/23, 69 s. ISSN 1457-9871, ISBN 951-83-128-2, TIEH 32833. Ryynänen T., Lämsä V. P., Belt J., Ehrola E. Kelirikon vaikeus ja painorajoitukset. Helsinki 24. Tiehallinto. Tiehallinnon selvityksiä 28/24, 5 s. ISSN 1457-9871, ISBN 951-83-281-5, TIEH 32878. Wahlman T. Kuvaus tien pinnan Laser RST- kuntoparametreista Suomessa. Käännös: Mattila K., Järvinen S., Kumpula T. Ramboll Finland Oy 24. Äijö, J. 24. Automaattinen vauriomittaus, Esitelmä, Tielaitos, 1 Gen Oy.