EPS koerakenne E18 Muurla Leena Korkiala-Tanttu Aalto yliopisto Sisältö Taustaa ja tavoitteet Koekohde Kohteen suunnittelu ja rakentaminen Käyttäytyminen EPS lohkot Rakennekerrokset Pintamittaukset Johtopäätökset 2 1
Esitys perustuu seuraaviin julkaisuihin: VTT:n tutkimusraportit: Korkiala-Tanttu, L., The design of Muurla EPS test embankment, VTT internal report, 6.2.2003, in Finnish, 2003 Kivikoski, H. and Juvankoski, M, EPS test embankment in Muurla, light weight structure studies, VTT report VTT-S-09017-08, in Finnish, www.epseriste.fi/doc/loppurap_rte50-ir- 14_2003.pdf, 2008 EPS 2011 Norway EPS test embankment in Highway E18 at Muurla Korkiala-Tanttu, Juvankoski ja Kivikoski Transportational Geotechnics konferenssi syyskuu 2012 Performance analysis of EPS test embankment Korkiala-Tanttu, Juvankoski ja Kivikoski 3 Tutkimuksen tavoitteet ja taustaa Selvittää, miten EPS penger ilman päällyslaattaa toimii raskaasti liikennöidyillä teillä. Mitoitusmenetelmien kehittäminen Koekohde valittiin E18 väliaikaiselta tieosuudelta Muurlasta. Osuuden suunnitteluikä 10 v., todellinen koerakenteen käyttöikä oli 6 v. Suurin liikennekuormitus = KVL 9 000 ajoneuvoa/ vrk, raskaiden osuus 15 % Arvioitu KKL 6 200 000 10 vuodelle 4 2
Koekohde Paikallistie Pertteli 1100 Vt 1 Salo EPS EPS+raud 1200 1300 Koerakennuskohde 1400 5 Vt 1 Helsinki Pohjamaa +35 Heikoin savikerros, paksuus 5 m paksu: w = 102 115% S u = 8 15 kpa +30 +25 +20 +15 6 3
Suunniteltu rakenne Kokonaisvarmuus ilman kevennystä (p=32 kn/m 2 ) noin 1,3, arvioitu painuma 10 vuoden aikana 400 500 mm Osittaisella kevennyksellä (p=15 kn/m 2 ) kokonaisvarmuus nousi noin 1,9, arvioidut painumat 180 250 mm/ 10v. Suunnittelun tavoitteena oli minimoida epätasaisia painumia 7 Suunnitellut päällystekerrokset Kerros Paksuus (mm) Materiaali Kulutuskerros 40 AB 20/100 Sidottu kerros 60 AB 22/150 Kantava kerros, Komposiittistabilointi (15 %sementti + 150 yläosa Vaahdotettu bitumi) Kantavan alaosa 50 KaM0/31 Teräsverkko - 6/6-150/150 (B500K/F30) Paaluvälillä 1260-1350 Jakava 400 KaM0/90 Suojakerros 0-300 Hieno KaM 0/10 Geotekstiili KL4 Suojamuovi 0,2 mm Polyeteeni EPS 0.5 x 1.2 x Puristuslujuus 100 kpa 5 % 3.0 m 3 750-1250 muodonmuutoksella Asennushiekka 100-200 - Geotextile 23 August - 2012 KL3 Pohjamaa 8 - Kuivakuorisavi 4
Rakentaminen 9 Post mortem testit 10 5
EPS tilavuusvesipitoisuus kuuden käyttövuoden (7 asennusvuotta) jälkeen Keskimääräinen tilavuusvesipitoisuus 1,1 1,7 % Max. noin 6 % Thickness of the EPS block, m 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 2 4 6 8 10 23 August Volumetric 2012 water content, % 11 Suunnitellut ja mitatut kerrospaksuudet Kerros Suunniteltu mm Mitattu pl.1197 mm Keskiarvo min.max. Sidottu AB 100 107 98-120 Komposiittistabilointi 150 123 95-150 Jakava + sitomaton kantava 450 510 469-558 Suojakerros 0-300 272 170-435 EPS-lohkot 750-1000 744-996 12 6
Keskimääräiset urasyvyydet eri suuntiin eri rakenteilla The average rut depth, mm 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Reference structure Helsinki-Turku EPS-embankment Helsinki-Turku EPS-embankment + steel grid Helsinki-Turku Reference structure Turku -Helsinki EPS-embankment Turku-Helsinki EPS-embankment + steel grid Turku-Helsinki Mallinnuksen perusteella selvä yhteys oheumpien kerrosten ja urasyvyyden välillä 0 1.1.04 19.7.04 4.2.05 23.8.05 11.3.06 27.9.06 15.4.07 1.11.07 19.5.08 13 Time Pinnan tasaisuus IRI5m (International Roughness Index 5m) IRI, oikea kaista (Helsingistä Turkuun) 6,0 5,0 4,0 2004 IRI syksy 2004 2005 IRI syksy 2005 2007 IRI syksy 2007 2008 IRI kesä 2008 Referenssi EPS-kevenne EPS-kevenne+teräsverkko Vertailu EPS lohkot EPS + teräsrakenne IRI, mm/m 3,0 2,0 1,0 0,0 1100 1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 1300 1320 1340 1360 Paalulukema, m 14 7
Loppupäätelmät EPSiä voidaan käyttää ilman TB-laattaa myös raskaasti kuormitetuilla rakenteilla, SUUNNITELTAVA HYVIN Jonkin verran lyhyempi käyttöikäennuste kuin vertailurakenteella Kantavuus on matalampi, mutta toiminta lähes yhtä hyvä kuin vertailurakenteella kantavuusmittaukset eivät toimi Vaatii lisää jäykkyyttä rakenteen yläosaan, SUUNNITTELU Suositus olisi käyttää kohteissa, joissa KKL on pienempi Pienetkin erot kerrospaksuuksissa, kun kerrosten rasitukset ovat suuria, osoittavat merkittäviä muutoksia jännitystilassa eli myös urautumisessa Teräsverkon käyttäytyminen yllättävää, lisätutkimustarve 15 Tammipääntien (ent. Jupperintien) ja Pitkäjärventien risteyksen EPS-kevennysrakenne Yli 10 vuoden ikäinen EPS-rakenne puretaan aja lohkojen kunto tutkitaan. Lisätietoja Espoon kohteesta Henry Gustavsson 16 8