km Korjaustarve yhteensä 2 15 1 5 216 217 218 219 22 Aika 1.5 M /v 3 M /v 4.5 M /v 6 M /v 9 M /v 18.2.216 Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 Pertti Virtala
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 2 SISÄLTÖ SISÄLTÖ 2 1 MITTAUKSET 3 1.1 Tehdyt mittaukset 211-215 3 1.2 Mittaus- ja laskentaperiaatteet 3 1.2.1 Poikkiprofiilin laskentaperiaate 3 1.2.2 Uran laskentaperiaate 4 1.2.3 IRIn laskentaperiaate 5 2 KATUVERKON KUNTO 6 2.1 Uraisuus 6 2.2 Epätasaisuus (IRI) 7 2.3 Vaurioituneisuus 7 2.4 Ennustettu kuntotila 8 3 KORJAUSVELKA 1 3.1 Määrittämisperiaate 1 3.1.1 Katuverkon koostumus 1 3.1.2 Kymmenmetritason korjaustarve 1 3.1.3 Katutason korjaustarve 13 3.2 Korjaustarve ja korjausvelka 14 3.2.1 Vilkkaimpien katujen uraisuus ja epätasaisuus 14 3.2.2 Alemman katuverkon vaurioituneisuus 15 3.2.3 Korjausvelka yhteensä 16 4 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 17
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 3 1 MITTAUKSET 1.1 Tehdyt mittaukset 211-215 Espoon päällystettyjen katujen pintakuntoa on mitattu systemaattisesti vuodesta 211 lähtien, mutta myös vuodesta 26 lähtien on mittauksia tehty. Mittausmäärät ovat olleet vuosittain ura- ja tasaisuusmittauksissa noin 15 km ja vauriokartoituksissa 14 km. Mittausmäärät on ohjelmoitu siten, että palvelutasomittaukset (PTM) on toteutettu kahden vuoden kierrolla ja pintavauriokartoitukset (PVK) viiden vuoden kierrolla. Näin ollen eri vuosina on mitattu eri alueita, joten peräkkäisten vuosien mittaustulokset eivät ole keskenään vertailukelpoisia. (Kuva 1). Kuva 1. Espoon katuverkolle tehtyjen mittausten mittaushistoria kartalla. 1.2 Mittaus- ja laskentaperiaatteet Tässä luvussa kuvataan lyhyesti lasermittauksen poikkiprofiilin mittaamistapa ja sen perusteella laskettujen ura- ja IRI-arvojen laskentaperiaatteet. Niiden avulla on tarkoitus selvittää kuinka luvussa 2 esitettävät tulokset on laskettu. 1.2.1 Poikkiprofiilin laskentaperiaate Poikkiprofiilin mittaaminen Poikkiprofiilin mittausalue on se osa tien poikkiprofiilia, josta päällysteen pintakuntoa kuvaavat muuttujat määritetään. Mittausalue määräytyy vasemman ajouran perusteella. Ajolinja valitaan siten, että mittauspisteet 3-7 ovat vasemman uran kohdalla, kuitenkin siten, että oikeanpuoleinen mittauspiste 17 pysyy reunaviivamerkinnän ajoradan puolella ja reunaviivojen puuttuessa päällysteellä. Jos ajouraa ei yksikäsitteisesti ole havaittavissa, valitaan ajolinja siten, että oikeanpuoleinen mittauspiste 17 pysyy reunaviivamerkinnän ajoradan puolella tai sen puuttuessa päällysteellä. Mittausleveys on 3,2 metriä. Mittauspisteiden sijainti ja niiden väliset etäisyydet on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 2). Tunnusluvut lasketaan vain luotettavista mittaushavainnoista. Mittaus- ja laskenta-algoritmit tunnistavat sellaiset poikkileikkauksen mittaushavainnot
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 4 (esim. päällysteen reuna ja reunakivet), jotka eivät kelpaa tunnuslukujen laskentaan. Poikkisuuntaisen näytteen laskennassa käytetään 17 mittauspistettä. Mittauspisteiden väliset etäisyydet on esitetty kuvassa 1. Mittauspisteiden etäisyys viereisestä mittauspisteestä saa poiketa esitetystä korkeintaan 1 mm, mutta mittauspisteiden 1 ja 17 välinen etäisyys tulee olla aina 3,2 metriä. Kuva 2. Mittauspisteiden sijainti ja niiden väliset etäisyydet. 1.2.2 Uran laskentaperiaate Poikkiprofiilin mittauksessa mittalaitteen rungosta päällysteen pintaan olevan pystysuuntaisen etäisyyden mittauksen resoluutio on,1 mm. Poikkiprofiileita lasketaan 1 cm välein ja näistä jokaisesta lasketaan urasyvyys. Raportointivälin urasyvyys lasketaan 1 cm maksimiura-arvojen keskiarvona, esim. 1 m matkalle kertyy yhteensä 1 kpl 1 cm poikkiprofiilista laskettua uraarvoa, joista varsinainen urasyvyys lasketaan. Maksimiurasyvyys määritetään tulosten käsittelyvaiheessa pingottamalla virtuaalinen lanka poikkiprofiilin kahden ulommaisen pisteen välille (Kuva 3). Maksimiurasyvyys lasketaan langan ja poikkiprofiilin välisenä suurimpana kohtisuorana etäisyytenä kaavalla Maksimiurasyvyys= max(wi - si); i=1-17, missä wi = langan poikkiprofiilipistettä i vastaava kohta si = poikkiprofiilipiste i i = poikkisuuntaisten mittauspisteiden lukumäärä
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 5 w i Maksimiurasyvyys 3,2 m s i Kuva 3. Maksimiurasyvyyden määrittäminen. 1.2.3 IRIn laskentaperiaate Tien pituussuuntaista epätasaisuutta kuvataan kansainvälisellä tasaisuusindeksillä IRI (International Roughness Index). Se lasketaan oikean pyörän (ajouran) pituussuuntaisesta profiilista laittamalla ns. Golden Car - jousitusparametreilla varustettu referenssiajoneuvo kulkemaan mitattua pituusprofiilia pitkin vakionopeudella 8 km/h. Raportointivälin IRI-arvo lasketaan 1 m IRI-arvoista keskiarvona. Esim. 1 m matkalle kertyy yhteensä 1 kpl 1 m pituusprofiilista laskettua IRI-arvoa, joista varsinainen IRI arvo lasketaan. IRI lasketaan käyttäen sen kansainvälistä Maailmanpankin tekemää määritelmää 1. IRI-arvo kuvaa kuinka paljon auton kori ja pyörä liikkuvat suhteessa toisiinsa raportointivälillä. Isompi IRI-arvo kertoo suuremmasta pystysuuntaisesta liikkeestä. Korin ja pyörän välisen liikkeen saa aikaan tien/kadun epätasaisuus, joten isompi IRI arvo tarkoittaa epätasaisempaa tietä/katua ja pienempi tasaisempaa. Uuden katupäällysteen IRI-arvo on yleensä välillä,5-1,5 mm/m. IRIin luetaan kuuluvaksi epätasaisuudet aallonpituusalueella,5-5 m. Laskennassa käytetään ns. " Quarter Car Simulator" -parametreja seuraavasti: V = 8 km/h (simuloinnin ajonopeus) kt/m=653 s-2 (renkaan jousivakio/rungon massa) ks/m=63,3 s-2 (jousituksen jousivakio/rungon massa) u=,15 c=6,s-1 (pyörän massa/rungon massa) (iskunvaimenninvakio/rungon massa) 1 Sayers, M. W., et al., Guidelines for Conducting and Calibrating Road Roughness Measurements. World Bank Technical Paper Number 46, World Bank, Washington, DC (1986) 87 p.
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 6 2 KATUVERKON KUNTO 2.1 Uraisuus Katuverkon yleiskuntoa kuvataan katupituuden jakaantumisella kuntoluokkiin. Kukin kuntomuuttuja (uraisuus, epätasaisuus, pintavauriot) on jaettu viiteen kuntoluokkaan. Kuntoluokkien väliset raja-arvot on esitetty seuraavassa taulukossa. Katujakso (1 m) kuuluu kuntoluokkaan, jos sen kohdalla oleva raja-arvo ylittyy. Kuntoluokkien luokkarajat on valittu samoiksi kuin mitä on käytetty Helsingin kaupungin vastaavassa projektissa. Taulukko 1. Kuntoluokituksessa käytetyt luokkarajat. Erittäin hyvä Hyvä Tyydyttävä Huono Erittäin huono URA (mm) -5 5-1 1-15 15-2 2- IRI (mm/m) -3.6 3.6-4.6 4.6-5.6 5.6-7.6 7.6- Vauriot (%) -1 1-3 3-5 5-7 7- Alla olevassa taulukoissa esitetään katujen uraluokkajakauma eri vuosina kilometreittäin (Taulukko 2) ja suhteellisina osuuksina (Taulukko 3). Tulokset eivät ole suoraan keskenään vertailukelpoisia, koska eri vuosina on mitattu eri Espoon alueita. Vuosiluvun perässä oleva (E) tarkoittaa Etelä-Espoon pää- ja kokoojakatuja. Vastaasi (P) viittaa Pohjois-Espoon pää- ja kokoojakatuihin. Taulukossa huonot kadut tarkoittavat niiden katujen pituutta tai osuutta, joiden kuntoluokka on erittäin huono tai huono. Taulukko 2. Katujen uraluokkajakauma (km) vuosien 211-215 mittausten mukaan. Vuosi Erittäin Tyydyttävä hyvä km km Erittäin Yhteensä Huonot Huono Hyvä huono 211 (E) 1.7 5.6 19. 53. 61.7 141. 7.3 212 (P) 2. 5.3 16.6 53. 59.2 136. 7.2 213 (E) 2.4 5.2 19.3 49.3 64.5 14.8 7.6 214 (P) 3.2 7.1 22.9 58.4 48.3 14. 1.3 215 (E) 4.2 12. 29.2 54.8 45.8 146. 16.2 Valtaosa 215 mitatusta katuverkosta on hyvässä tai erittäin hyvässä kunnossa. Huonossa tai erittäin huonossa kunnossa on uraisuuden suhteen 11,1 %, joka on selvästi suurempi kuin aiempina vuosina.
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 7 Taulukko 3. Katujen uraluokkajakauma (%) vuosien 211-215 mittausten mukaan eri alueilla. 2.2 Epätasaisuus (IRI) Seuraavissa taulukoissa on esitetty katujen tasaisuusluokkajakauma IRIarvojen mukaan sekä kilometreittäin (Taulukko 4) että suhteellisena osuutena (Taulukko 5). Taulukko 4. Katujen IRI-tasaisuusluokkajakauma (km) vuosien 211-215 mittausten mukaan. Tasaisuuden suhteen huonoja tai erittäin huonoja katuja oli 1,9 %, mikä on aiempien vuosien tasolla. Taulukko 5. Katujen tasaisuusluokkajakauma (%) vuosien 211-215 mittausten mukaan alueittain. Vuosi Erittäin Tyydyttävä hyvä km % Erittäin Yhteensä Huonot Huono Hyvä huono 211 (E) 1.2 % 4. % 13.5 % 37.6 % 43.7 % 141. 5.2 % 212 (P) 1.5 % 3.9 % 12.2 % 39. % 43.5 % 136. 5.3 % 213 (E) 1.7 % 3.7 % 13.7 % 35. % 45.8 % 14.8 5.4 % 214 (P) 2.3 % 5.1 % 16.3 % 41.7 % 34.5 % 14. 7.4 % 215 (E) 2.9 % 8.2 % 2. % 37.5 % 31.4 % 146. 11.1 % Vuosi Erittäin Tyydyttävä hyvä km km Erittäin Yhteensä Huonot Huono Hyvä huono 211 (E) 2.1 4.4 5.9 11.8 116.8 141. 6.5 212 (P) 5. 7.3 7.4 12.4 13.8 136. 12.4 213 (E) 8.4 5.8 5.6 11.4 19.5 14.8 14.3 214 (P) 8. 7.6 7.7 13.4 13.3 14. 15.5 215 (E) 9. 6.9 7.1 12.5 11.5 146. 15.9 Vuosi Erittäin Tyydyttävä hyvä km % Erittäin Yhteensä Huonot Huono Hyvä huono 211 (E) 1.5 % 3.1 % 4.2 % 8.4 % 82.8 % 141. 4.6 % 212 (P) 3.7 % 5.4 % 5.5 % 9.1 % 76.3 % 136. 9.1 % 213 (E) 6. % 4.2 % 4. % 8.1 % 77.7 % 14.8 1.1 % 214 (P) 5.7 % 5.4 % 5.5 % 9.5 % 73.8 % 14. 11.1 % 215 (E) 6.1 % 4.7 % 4.9 % 8.6 % 75.7 % 146. 1.9 % 2.3 Vaurioituneisuus Seuraavissa taulukoissa on esitetty katujen vaurioluokkajakauma sekä kilometreittäin (Taulukko 6) että suhteellisena osuutena (Taulukko 7)
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 8 on korjaustarpeessa. Jokaisena vuonna on mitattu eri asunto-, tontti- ja liityntäkadut (alueet 1 5), joten tuloksia ei voi verrata keskenään. Taulukko 6. Katujen PVK-mittausten vaurioluokkajakauma (km) vuosien 211-215 mittausten mukaan. Taulukko 7. Katujen PVK-mittausten vaurioluokkajakauma (%) vuosien 211-215 mittausten mukaan alueittain. 2.4 Ennustettu kuntotila Korjausvelkalaskelmassa käytetään nykytilaan ennustettua kuntotilaa. Espoon katuverkon kuntomittaukset on tehty viiden vuoden aikana, jolloin suurin osa mitatusta tiedosta on vanhentunutta. Vanhentunut kuntotieto ennustetaan vastaamaan nykytilaa ennustemalleilla. Korjausvelkalaskelmaa varten tehtiin uralle ja epätasaisuudelle ennusmallit. Ennustemallinnuksen lähtötietoina olivat aikavälillä 26-215 tehdyt kuntomittaukset. Päällystevaurioille ei tehty ennustemalleja, koska siitä ei ollut tässä vaiheessa käytettävissä aikasarjatietoa. Urien ja epätasaisuuden ennustemallit tehtiin katukohtaisina trendimalleina, ts. laskettiin kummankin kuntomuuttujan katukohtaiset keskiarvot kunakin mittausvuonna ja niistä tehtiin trendimallit lineaarista regressiota käyttäen. Tulokseksi saatiin lineaarisen suoran kulmakerroin, joka kuvasi keskimääräistä vuosikehitystä. Vanha kuntotieto ennustettiin nykytilaan kymmenmetritasolla (kevät 216) katukohtaisen keskimääräisen vuosikehityksen avulla. Katukohtainen urautuminen vaihteli välillä -4 mm/v ja oli keskimäärin 1 mm/v. IRI-mallien vuosikehitys vaihteli välillä -2 mm/m/v ja oli keskimäärin,16 mm/m/v. Yksittäisten kymmenmetristen vuosikehitys vaihtelee todellisuudessa enemmän, mutta sillä tasolla vuosikehitystä ei tarkasteltu.
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 9 Kuva 4. Espoon katuverkon ura- ja IRI-ennustemallien vuosikehityksen jakaumat.
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 1 3 KORJAUSVELKA 3.1 Määrittämisperiaate 3.1.1 Katuverkon koostumus Katuympäristö koostuu useista eri osista ja sen korjaustarpeen määrittäminen on monivaiheinen tehtävä. Seuraavassa kuvassa on esitetty esimerkkinä monipuolinen katuympäristö. Periaatteessa korjaustarpeen ja korjausvelan määrittämisessä tulisi käsitellä sen kaikkia osia. Katuympäristöön kuuluvat ainakin seuraavat eri osat: katurakenne (ajoradat ja kevyen liikenteen väylät) päällyste (ajoradat ja kevyen liikenteen väylät) viemärit ja johdot kasvit ja viheralueet valaistus ja muut laitteet Kuva 5. Katuverkon osat ja pintakunnon kattama informaatio (punaisella). Tässä yhteydessä korjausvelkalaskelma käsittää ainoastaan ajoratojen päällysteisiin liittyvän (punaisen) osan (ilman kevyen liikenteen väyliä). 3.1.2 Kymmenmetritason korjaustarve Päällysteen korjaustarpeen määrittäminen lähtee kuntomittauksista. Kuntomittaustulokset luokitellaan viisiportaisen kuntoluokituksen mukaan, kuten katuverkon kuntotilaa kuvaavassa osassa on aiemmin tehty. Kuntomittauksissa käsitellään kymmenen metrin pituisia jaksoja. Jos kunto on mitattu vain
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 11 yhteen suuntaan yhdeltä kaistalta, oletetaan, että toisen suunnan tai muiden kaistojen kunto ja korjaustarve on sama kuin mitatun kaistan. Tämä otetaan huomioon korjaustarvelaskelmassa katupäällysteen pinta-alan avulla. Korjausvelkalaskelmaan liittyviä kuntomittauksia ovat mm. seuraavat: uratieto tasaisuustieto vauriotieto kantavuustieto rakennekerrosten paksuustieto Tässä työssä on käytetty mittaustietoja vain luettelon kolmesta ensimmäisestä. Korjausta vaativat katujaksot määritetään huonokuntoisuuden perusteella. Jos kadun kymmenen metrin jakson mitattu kunto on kuntoluokassa huono tai erittäin huono, se tulkitaan korjausta vaativaksi. Korjaustarvetta käsitellään alussa kuntomuuttujittain ts. uraisuuden, epätasaisuuden tai vaurioituneisuuden perusteella. Korjaustarvetta on mahdollista tarkastella joko ainoastaan yksittäisten kuntomuuttujien huonokuntoisuuden perusteella tai sitten kaikkien kuntomuuttujien avulla yhdessä seuraavan päätöspuun avulla, jolloin voidaan ottaa kantaa siihen, miten rankka korjaustoimenpide olisi tarpeen. Tässä vaiheessa korjaustarpeen määrittäminen on kymmenmetritason määrittämistä. Saatu korjaustarve koostuu siten tässä vaiheessa yksittäisistä, hajallaan olevista kymmenmetrisistä. Kuvissa 7-9 on esitetty kymmenmetritason ennusteet urista, epätasaisuudesta ja vaurioista johtuvista korjaustarpeista eri raja-arvoilla. Raja-arvot edustavat tässä eräänlaista toimenpidepolitiikkaa, jolla on mahdollista muodostaa suurempia hankekokonaisuuksia. Niistä nähdään karkeasti miten korjaustarve (huonokuntoisten kymmenmetristen määrä) kehittyy kun toimenpideraja muuttuu. Korkea raja-arvo vastaa kireää budjettia tai kevyttä korjauspolitiikkaa ja tuottaa korjaustarpeen kasvun kun taas matala raja-arvo edustaa löysää politiikkaa tai suurta budjettia ja tuottaa alenevan korjaustarpeen. Kymmenmetritarkastelu ei tuota lopullista korjaustarvetta vaan toimii välivaiheena korjaustarvelaskelmassa. Vuodelle 216 ennustettu urista johtuva kymmenmetritason korjaustarve oli noin 37 km. Löysä raja-arvo (25 mm) vastaa suunnilleen sitä tilannetta, että korjaustoimia ei tehtäisi ollenkaan. Tällöin korjaustarve kasvaisi seuraavien viiden vuoden aikana noin kaksinkertaiseksi. Tämä kasvu johtuu uran ennustemalleista, joilla katuverkon urasyvyydet kasvavat. Jos uran toimenpideraja olisi 16-18 mm ja päällystys tehtäisiin yksittäisten kymmenmetristen perusteella, pysyisi uratilanne ennallaan. Vuodelle 216 ennustettu epätasaisuudesta johtuva kymmenmetritason korjaustarve oli noin 4 km. Löysä raja-arvo (13 mm/m) vastaa suunnilleen sitä tilannetta, että korjaustoimia ei tehtäisi ollenkaan. Tällöin korjaustarve kasvaisi seuraavien viiden vuoden aikana noin 15 km:llä. Tämä kasvu johtuu IRI:n ennustemalleista, joilla katuverkon epätasaisuus kasvaisi. Jos IRI:n
km Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 12 toimenpideraja olisi noin 8 mm/m ja päällystys tehtäisiin yksittäisten kymmenmetristen perusteella, pysyisi tasaisuustilanne ennallaan. PTM-tieto Vauriotieto Ennust emallit Toimenpidetarpeen määräytymisen päätöspuu Onko rakenne huono? Kuntotila EI ON Katurakenteen huonous määräytyy epätasaisuuden ja vaurioiden perusteella. Tas-lk = 1 tai Vaur-lk=1 Peruskorjaus Urarem Vain Uraongelma Onko pinta huono? Moniongelma UT Pintaus Moniongelma UTV Uudelleenpäällystys Päällystystoimiin vaikuttaa urat sekä tasaisuus ja vauriot lievempinä. Ura-lk = 1-3 Tas-lk = 2 tai Vaur-lk=2 Kuva 6. Kymmenmetritason korjaustarpeen määrittämispuu. Vaurioista johtuva kymmenmetritason korjaustarve vaihtelee toimenpiteen raja-arvosta riippuen kuvan 9 mukaan. Huonokuntoisuuden raja-arvoa (5 %) vastaava toimenpideraja tuottaa kymmenmetritason korjaustarpeeksi 35 km. Vaurioista ei tehty ennustemallia. 1 Urautuneisuudesta johtuva korjaustarve 8 6 25 2 17 4 15 2 216 217 218 219 22 14 13 Aika Kuva 7. Urautumisesta johtuva kymmenmetritason korjaustarve (km) ja sen ennuste uran eri raja-arvoilla.
Korjaustarve (km) km Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 13 6 Epätasaisuudesta johtuva korjaustarve 5 4 3 2 1 216 217 218 219 22 Aika 13 9 7 6 5 4 Kuva 8. Epätasaisuudesta johtuva kymmenmetritason korjaustarve ja sen ennuste IRI:n eri raja-arvoilla. Vaurioiden korjaustarve 216 vs. raja-arvo 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Raja-arvo (%) km Kuva 9. Vaurioista johtuva kymmenmetritason korjaustarve eri raja-arvoilla (km). 3.1.3 Katutason korjaustarve Kymmenmetritason korjaustarve sijoittuu katuverkolle hajanaisesti sekä erillisten kuntomuuttujien suhteen että yksittäisten huonojen jaksojen suhteen eikä korjausten ohjelmoinnissa yleensä voida muodostaa korjaushankkeita pelkästään yksittäisten hajanaisten kymmenmetristen perusteella, vaan korjaustarpeessa olevia kymmenmetrisiä yhdistellään erilaisten yhdistelysääntöjen avulla siten, että saadaan joko homogeenisia korjattavia katujaksoja tai kokonaisia katuosuuksia. Tässä vaiheessa puhutaan katutason tai katujaksotason (kortteli) korjaustarpeesta (ja korjausvelasta). Se vastaa todellista tarvetta paremmin kuin kymmenmetritason korjaustarve.
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 14 Katujaksotason korjaustarvelaskelma on lopputulos kymmenmetritason korjaustarpeen, päällystyspolitiikan ja päällystysbudjetin muodostamasta kokonaisuudesta. Kun kymmenmetritason korjaustarve perustuu käytettävissä oleviin lähtötietoihin ja on laskennallisesti suoraviivainen, niin katujaksotason korjaustarvelaskelma sisältää monimutkaisempia ja osin tuntemattomia päättelysääntöjä, jotka pitäisi pystyä tunnistamaan. Ongelmana on yleensä muodostaa sellainen laskennallinen päällystyspolitiikka, joka vastaa käytännön toimintaa. Kymmenmetristen korjaustarpeessa olevien jaksojen yhdistelyä ohjaavat kaksi parametria, jotka ovat yhdistelypituus ja minipituus. Minimipituus tarkoittaa sitä peräkkäisten kymmenmetristen määrää, joiden tulee olla yhtä aikaa korjaustarpeessa, jotta ne hyväksytään päällystysohjelmaan. Esimerkiksi minimipituus, 1 m, tarkoittaa sitä, että jokainen huonokuntoinen kymmenmetrinen hyväksytään päällystysohjelmaan huomioimatta sen ympärillä olevien muiden kymmenmetristen kuntoa. Minimipituus 3 m taas tarkoittaa sitä, että vähintään kolmen peräkkäisen kymmenmetrisen tulee olla korjaustarpeessa, jotta ne hyväksytään päällystysohjelmaan. Mitä pienempi minimipituus on, sitä suurempi päällystysohjelmasta tulee. Yhdistelypituus taas tarkoittaa sitä väliä, joka otetaan päällystysohjelmaan vaikka se ei olekaan korjaustarpeessa, koska sen molemmissa päissä on kaksi korjaustarpeessa olevaa jaksoa. Yhdistelypituuden avulla hajanaisia korjauskohtia yhdistellään yhdeksi päällystyskohteeksi ja vältetään katupäällysteiden sirpaloitumista ( tilkkutäkkimäisyyttä ). Mitä suurempi on yhdistelypituus, sitä suuremmaksi päällystysohjelma muodostuu. Päällystysohjelman pituus muodostuu siten minimipituuden ja yhdistelypituuden avulla ja ne kuvaavat laskentaparametreina katujen ylläpidon ohjelmointipolitiikkaa. Ohjelmointipolitiikkaa kuvaavat parametrit on tässä laskelmassa kalibroitu Espoon kaupungin tavanomaisten päällystysbudjettien perusteella. 3.2 Korjaustarve ja korjausvelka 3.2.1 Vilkkaimpien katujen uraisuus ja epätasaisuus Vilkkaiden katujen korjausvelkalaskelma perustuu ura- ja tasaisuustietoihin. Urista ja epätasaisuudesta johtuvat korjaustarve ja korjausvelka on ensiksi laskettu kummallekin erikseen. Urista johtuva korjausvelka on esitetty kuvassa 1 ja epätasaisuudesta johtuva korjausvelka kuvassa 11. Kuten kuvista nähdään, korjaustarve ja korjausvelka kasvavat pienillä korjausbudjeteilla, koska korjausvolyymi ei riitä eliminoimaan rappeutumisesta aiheutuvaa huonokuntoisten katujen kasvua. Urautumisesta johtuva korjausvelan kasvu pysähtyy kun korjausbudjetti on noin 2 M /v. Vastaavasti epätasaisuudesta johtuvan korjaustarpeen kasvu pysähtyy kun korjausbudjetti on 1,2 M /v. Reilun kolmen miljoonan korjausbudjetti sekä urien että epätasaisuuden poistamiseen kumpaankin eliminoisi korjausvelan vuoteen 218 mennessä.
Korjaustarve (km) Korjaustarve (M ) km M km M Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 15 Urautuneisuudesta johtuva korjaustarve 1 8 6 4 2 216 217 218 219 22 Aika M /v.5 M /v 1 M /v 1.5 M /v 2 M /v 3 M /v 4. 3.5 3. 2.5 2. 1.5 1..5. Urautuneisuudesta johtuva korjausvelka 216 217 218 219 22 Aika M /v.5 M /v 1 M /v 1.5 M /v 2 M /v 3 M /v Kuva 1. Vilkasliikenteisen katuverkon urista johtuva korjaustarve (km) ja korjausvelka (M ) eri korjausbudjeteilla 216-22. Epätasaisuudesta johtuva korjaustarve Epätasaisuudesta johtuva korjausvelka 6 5 4 3 2 1 216 217 218 219 22 Aika M /v.5 M /v 1 M /v 1.5 M /v 2 M /v 3 M /v 2.5 2. 1.5 1..5. 216 217 218 219 22 Aika M /v.5 M /v 1 M /v 1.5 M /v 2 M /v 3 M /v Kuva 11. Vilkasliikenteisen katuverkon epätasaisuudesta johtuva korjaustarve (km) ja korjausvelka (M ) eri korjausbudjeteilla 216-22. 3.2.2 Alemman katuverkon vaurioituneisuus Alemman katuverkon korjaustarve ja korjausvelka korjausbudjetin funktiona on esitetty kuvassa 12. Korjaustarve on alussa (keväällä 216) 51 km, joka vastaa noin 2,1 M korjausvelkaa. Puolen miljoonan korjausbudjetilla korjaustarve vähenee vuoteen 22 mennessä noin 5 km:llä ja korjausvelka noin,2 M :lla. Muilla korjausbudjeteilla vastaava pienenemä näkyy kuvasta. Tarkastelussa ei ole otettu huomioon vaurioiden lisääntymistä, eli laskelma on niiltä osin positiivinen. Vaurioiden korjaustarve vs. korjausbudjetti (M /v) 6 5.5 M /v 4 1 M /v 3 1.5 M /v 2 2 M /v 1 216 217 218 219 22 Vuosi Vaurioiden korjaustarve vs. korjausbudjetti (M /v) 2.5 2..5 M /v 1.5 1 M /v 1. 1.5 M /v.5 2 M /v. 216 217 218 219 22 Vuosi Kuva 12. Alemman katuverkon vaurioista johtuva korjaustarve ja korjausvelka.
km M Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 16 3.2.3 Korjausvelka yhteensä Kuvassa 13 on esitetty edellisistä luvuista saadut yksittäisistä kuntomuuttujista johtuvat korjaustarpeet ja korjausvelat yhteen siten, että eri budjettitasoja vastaavat luvut on summattu. Korjausbudjetti on siten eri kuntomuuttujien korjausbudjettien summa ja se kuvaa nyt karkeasti ao. rahamäärällä saatavaa korjaustarpeen ja korjausvelan kehittymistä. Katuverkon katupäällysteisiin liittyvä korjaustarve on sen mukaan yhteensä noin 13 km, joka vastaa noin 5,5 M. Jos korjaustoimia ei tehtäisi ollenkaan, kasvaisi korjausvelka vuoteen 22 mennessä noin 45 %. Jos korjaustoimiin panostettaisiin alussa noin 9 M /v, korjausvelka häviäisi vuoteen 22 mennessä kokonaan. Korjausvelka pysyisi ennallaan noin 4,5 M :n vuosipanostuksella. Tulos on sikäli optimistinen, että siitä puuttuu päällystevaurioiden kasvun vaikutus, jota siis ei pystytty ennustamaan ollenkaan. Todellinen nykytilan ennallaan pitämiseen tarvittava vuosibudjetti lienee noin 4,5 M tasolla. Korjaustarve yhteensä Korjausvelka yhteensä 2 15 1.5 M /v 1 8 1.5 M /v 1 3 M /v 4.5 M /v 6 4 3 M /v 4.5 M /v 5 6 M /v 2 6 M /v 216 217 218 219 22 Aika 9 M /v 216 217 218 219 22 Aika 9 M /v Kuva 13. Koko katuverkon korjaustarve ja korjausvelka yhteensä. Saadusta korjaustarvelaskelmasta on kuitenkin todettava, että se edustaa vain tiettyä rajatulla tavalla laskettua tarvetta. Korjaustarpeen laskennasta puuttuu uudisrakentamisessa syntyvä katuverkon pinta-alan kasvu, joka varsinkin pitemmälle ennustettaessa vaikuttaa korjausvelan määrään. Myöskään liikenteen kasvun vaikutusta ei ole huomioitu. Peruskorjausten osuus on merkittävä ja se puuttuu myös tarkastelusta.
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 17 4 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Espoon kaupungin katuverkko käsittää noin 778 km luokkiin 1-3 kuuluvia katupäällysteitä. Katuverkon uraisuutta ja epätasaisuutta on mitattu jo vuodesta 26 lähtien ja päällystevauriokartoituksia on tehty vuodesta 211 lähtien. Mittaustietoja on kertynyt sen verran, että ensimmäinen arvio katupäällysteiden korjausvelasta on mahdollista tehdä. Katupäällysteiden korjausvelan määrittämisessä tarvittiin kuntomittausten lisäksi kuntoennusteita, kuntoluokitus, päällystystoimenpiteiden valintaehdot ja raja-arvot, päällystysbudjetti ja kaupungin päällystystoimintaa kuvaavan päällystyspolitiikan tunnusmerkkejä. Katuverkon korjausvelka määritettiin laskemalla ensin korjaustarve ja hinnoittelemalla se vastaavaksi rahalliseksi arvoksi päällystämisen yksikköhintoja käyttäen. Korjaustarpeen laskenta suoritettiin vilkkaille kaduille kuntomuuttuja (ura tai epätasaisuus) kerrallaan ja vähäliikenteisille kaduille vaurioiden perusteella. Lopuksi laskettiin koko katuverkon korjaustarve ja korjausvelka summaamalla edellä luetellut yhteen. Korjausvelkalaskelmassa korjaustarve määritettiin katupituutena, jonka kunto oli viisiportaisen kuntoluokituksen luokissa 1 (erittäin huono) tai 2 (huono). Kuntoennusteet kasvattivat korjaustarvetta ja korjaustoimet vähensivät sitä. Korjaustarve määritettiin yksi yhteen suhteessa huonokuntoisten kymmenmetristen määriin. Kullakin korjausbudjetilla aikaansaatava korjaustarpeen vähenemä laskettiin soveltaen päällystyspolitiikkaa siten, että korjaukset eivät kohdistuneet vain yksittäisiin huonokuntoisiin kymmenmetrisiin vaan ne muodostuivat pitemmiksi yhtenäisiksi päällystyskohteiksi, joiden peitto-% oli 2. Peitto-%:lla tarkoitetaan sitä osuutta päällystyskohteesta, joka kohdistui huonokuntoisille kymmenmetrisille. Loppu kohdistui ei-huonokuntoisille kymmenmetrisille siksi, ettei katuverkon päällystyshistoria sirpaloituisi liian lyhyiden korjaustoimien takia. Espoon katuverkolla oli noin 13 km korjaustarpeessa olevia kymmenmetrisiä, joka jakaantui uraisuuden, epätasaisuuden ja päällystevaurioiden suhteen 37, 42 ja 51 km. Sitä vastaava korjausvelka oli yhteensä 5,3 M, joka jakaantui edellä mainituille syille suhteessa 1,5 M, 1,7 M ja 2,1 M. Koska laskelmassa käsitellään kymmenmetrisiä, ei niistä laskettu korjausvelka ole poistettavissa 5,3 M korjaustoimilla vaan siihen tarvittaisiin 25 M johtuen juuri siitä, että korjaustoimia tehdään pitempinä kokonaisuuksina. Sen lisäksi korjaustarpeen määrään vaikuttavat kuntoennusteet, jotka heikentävät katuverkon kuntoa sekä pitemmistä korjauskohteista johtuva korjaustoimien osittainen aikaistuminen. Neljän ja puolen miljoonan euron korjausbudjetti pitää korjausvelan suunnilleen ennallaan, 6 M korjausbudjetti alkaa vähentää korjausvelkaa selvästi ja 9 M jo nopeasti. Korjausvelkalaskelmaa tulisi täsmentää mm. seuraavilla toimilla: tarkistettava, että koko katuverkon kunto on mitattu kerättävä kuntohistoriaa kuntoennusteiden tarkentamiseksi
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 18 mitattava päällystevaurioita myös vilkasliikenteisiltä kaduilta korvattava katukohtaiset kuntoennusteet kymmenmetristen kuntoennusteilla kerättävä täsmällisempää tietoa korjaustoimien yksikköhinnoista kehitettävä korjaustarpeen laskentalogiikkaa siten, että erityyppiset korjaustoimenpiteet olisivat mahdollisia kehitettävä päällystyskohteiden muodostamislogiikkaa paremmin nykykäytäntöä vastaavaksi kehitettävä päällystysohjelmointiin taloudellisia valintakriteerejä kehitettävä korjausvelan laskentamallia ja sen tulosteita
Espoon kaupungin päällysteiden kuntomittauspalvelut 211-215 19