Martti Heikkinen Tielaitos Havupuuhake pengertäytteenä Käyttökokeilun seurantatulokset Oulu 1993 Geokeskus Oulun kehitysyksikkä L'I]
Havupuuhake pengertäytteenä RAKENNE 1 RAKENNE Keski-Pohjanmaan tiepiirissä toteutettiin 1989-9 koerakenne, jossa kevennettynä pengertäytteenä käytettiin havupuuhaketta. Suomessa haketta ei aikaisemmin liene tienrakentamiseen käytetty, mutta havupuun kuorintajätteen käytöstä on myönteisiä kokemuksia mm. Keski-Pohjanmaalla ja Norjan tielaitoksessa. Koerakenteen rakentamisesta on julkaistu raportti "Havupuuhake penger - täytteenä". Tiehallituksen sisäisiä julkaisuja 6/1991. Kuva 1: Kaaviokuva rakenteesta (Mk 1:1)
Havupuuhake pengertäytteenä SEURANTATULOKSET 2 SEURANTATULOKSET 2.1 Korkeustaso Korkeustasoa on seurattu vaaitsemalla. Vaaituspisteet merkittiin maalimerkeillä 1 m:n välein päällysteen reunoille ja keskitielle. Mittaukset on suoritettu kevättalvella ja kesällä. Mittaustulosten mukaan syvirnmän pehmeikön kohdalla rakenne on painunut ensimmäisen vuoden aikana noin 2 cm. Kolmen vuoden kuluttua päällystämisestä kokonaispainuma on lähes 4 cm ja painuminen jatkuu. Kesällä 1993 otettujen näytteiden perusteella suurimmillaan kohteen rakennusaikainen painuma on ollut noin 1 cm. Painanne on täytetty kappalekuonalla. Tämän vuoksi rakenteen oma paino on noin 1,5 t/m 2 laskettua suurempi, mikä osaltaan vaikuttaa penkereen painumiseen. Painumaa voi lisätä myös syvimmän painuman kohdalla oleva kaksivaiheisen (keskeytys talvella 1989) rakentamisen välinen epäonnistunut työsauma. Painumisen pysäyttämiseksi tulisi ylimääräinen kappalekuona vaihtaa kevyempään materiaaliin tai suorittaa pengerpaalutus. Rakenteen loppuosalla tien pinta on reunoiltaan noussut ja talvella on ollut routanousua (liitteet 1-3). 2.2 Kantavuus Levykuormituslaitteella mitatuissa kantavuuslukuarvoissa on ollut aluksi useita ala-arvoisia (<2 MN/m2) lukemia keskiarvon ollessa 283 MN/m 2. Myöhempien mittaustulosten mukaan kantavuus on kauttaaltaan parantunut ja keskiarvo on noin 5 MN/m 2. Syvimmän pehmeikön kohdalla p1. 138 kantavuus on (vähän yli 2 MN/m 2) edelleen muuta osaa pienempi. Yleensä kantavuuden myöhempi paraneminen on seurausta stabiloidun kerroksen hitaasta sitoutumisesta. Suuret vierekkäiset kantavuuden poikkeamat johtuvat epätasaisesta sideaineen levityksestä tai sekoituksesta (liite 4). 2.3 Hakepenkereen lämpötila 1-lakkeen lämpenemisen seuraamiseksi penkereeseen asennettiin kuvan 2 mukaisesti Iämpöanturit. Lämpötilan mittauksia on suoritettu lähes kuukausittain. Mitatut lämpötilat osoittavat, että ensimmäisenä kesänä penkereen yläosan lämpötila on ollut noin 5 C ja alaosan noin 2 C. Seuraavina vuosina lämpötilaerot ovat tasaantuneet siten, että kesällä yläosan lämpötila on ollut vähän yli 2 C ja alaosan alle 2 C. Ensimmäisenä kesänä penkereen yläosan lämpeneminen johtunee sutä, että pohjaveden pinnan yläpuolinen hake on ollut tuoretta. Myöhemmin kapilaarinen veden nousu on alkanut vaikuttaa ja haitallinen lämpeneminen on lakannut (liite 5).
Havupuuhake pengertäytteenä 3 SEURANTATULOKSET Antunen suojaputki Kuva 2: Lämpöanturien sijainti hakepenkereessä. 2.4 Tilavuuspaino ja kosteus Taulukko 1: Pengertäytteen tilavuuspaino ja kosteus 7.9.1993 Näyte Tilavuuspaino Vesipitoisuus P1 Kaista kg/m 3 % 1317 oikea 562 62,1 1342 vasen 576 68, 1518 oikea 575 73,1 2.5 Silmämääräinen tarkastelu Yleiskuvan mukaan rakenteen kokonaispamuma on selvästi näkyvissä, mutta raidepainumaa ei ole havaittavissa. Sen sijaan p1. 139 on noin 25 m:n pituinen halkeama. Tämä havaittiin melko pian päällystämisen jälkeen ja sen todettiin syntyneen vasemmalle rakennetun liittymän painumisesta, koska liittymärakenrie oli jäänyt keventämättä. Rakenne kor)attiin kesällä 1991, minkä jälkeen painuminen on lakannut, mutta korjattu halkeama on edelleen näkyvissä. Hakkeen tila penkereessä on säilynyt muuttumattomana. Hakepenger on aihaalta ylös märkää (kosteuspitoisuus noin 62-73%) ja tiiviiksi pakkaantunutta massaa. Väri muistuttaa vedellä kyllästyneen hapettomassa tilassa olevan liekopuun väriä ja minkäänlaisia palamisen tai lahoamisen merkkejä ei ole havaittavissa.
Havupuuhake pengertäytteenä 4 JOHTOPÄÄTÖKSET 3 JOHTOPÄÄTÖKSET Tehtyjen havaintojen ja mittaustulosten perusteella puuhakkeen tilavuuspaino on jopa suunniteltua pienempi ja hake tulee säilymään muuttumattomana hyvinkin kauan, mutta ylimääräinen pengerpaino ja raskas liikenne saavat aikaan jatkuvaa painumista. Tästä syystä rakennetta ei voida suositella edes alempi luokkaisile teille silloin, kun tiellä on raskasta liikennettä. Lisäksi painumisen pysäyttämiseksi tulisi ryhtyä korjaustoimenpiteisiin.
1 E c (1) -.1. -3 PÄÄLLYSTEEN PÄÄLTÄ MITATUT KORKEUDET Vasen reuna IIIHHIIIIIIIIIIIIIIIIIH HHHIIHHHIIHHP!!!! Alkuperäinen tasol 2- HIIIIIIifli1iilIII iiihijhuihhihhiiiii IIIHHIHIIIHIIIIIIIIIII IIHIHHIIIIIIIIIIUIIUI -4 ------ - Mittauspäivät 2.7.91 24.1.91 - -- -- 27.3.92 4.9.92 - -. - 7.9.93 r%) r.) () o c c) (.3 (.3 (.3 (.3 (.3..l.. A.. 1 1 1 ( - (.3 (31 ) -J ) ( - () (.3. (33 5.1 ) ( Paalu 1 - m -&
Alkuperäinen tasol E c ) 1 5- [ö -5 - -1 Q) a. -15 - -x ci, o -2 - -25-3 -35 PÄÄLLYSTEEN PÄÄLTÄ MITATUT KORKEUDET Keskitie IiuhuuIflhIutiIiiiiiinhI II.uiiuIlIIuI5ulflh!.IMh'!flhIIIIIUiUIUIUIU!i IIIIIIiIIiiiE1UIUIUI uiiriuii,,iifluiflmflhui liii IiflhIUIIflhIIIIIIII uuuuiiuuuuuuununiuinu uiiuuiflhuuifliuhuuiiflfl uuuninuiuuuuuuuuuiuui uiiiiflhiiiiiiiuiuhuiuhi -4 - Mittauspäiväti 2.7.91 24.1.91-27.3.92 4.9.92 - - - - - 7.9.93 to 1 ) C.) C.) ( W C) (.) C () (). - -..... Q1 (l 1 1 1 Paalu 1-1 m
Alkuperäinen taso E c :C5-1 ) 15-1 5-15 -2-25 -3-35 PÄÄLLYSTEEN PÄÄLTÄ MITATUT KORKEUDET Oikea reuna ii"iiu"uauuua'uu."u"u UhiiUIuIIILIuIII'EiIluuI uuuliuiuuuiuuuuuuuuui uuuiuu,!iiuiuhiuiuuei iiuiiliuiiiiiuiiiiiiiiui IIIIINIIIIIUIUIUIBIUUIU iiiiiniiiiiiiiflfliuiflhu iiiiiiuiiiiiiiiiuiuuiiliui jinuuuuuuh.uhiiiuuuiiiui -- --- --- - - - r r (. c» () (.3... -. UI UI ID - I\) (.3. UI ) J ) ID - P.) (.3 c» ) "J ) ( - Paalu Mittauspäiväti 2.7.91 24.1.91 - - - - -, 27.3.92 4.9.92 - - - 7993-1 m 6)
/ \ / MN/m2 8 - - / - // " - / - _ - KANTAVUUSMI1TAUKSET, 1,,,1 - / / - - - _ \ 1 7 \ - _ - -,4 / '-. _7 eskiarvo 29 /'/ 1 \: 'N. ukvu 764 -- Ii." "'.< 1 1 \- % '. L S 't 1 1 1 / 1%esk arvo 283 1 (! 1..' -' S_ 1 1 " /1 /1 / 1 - ' - _ - - - - '... -- '\ - 13.9.9 - - - - - 5.8,91 21.7.92 21.6.93 Ka 13.9.9 - - - - Ka 5.8.91 - - Ka 21.7.92 Ka 21.6.93 128 13 132 134 1 36 138 14 142 144 146 148 15 152 154 Paalu Fil
co 6C HAKEPENKEREEN LÄMPÖTILAT LIITE 5 5 4. 3. //:\ lii \! /, 1' 1 ui / ' ''. \ ii /4 /..'.\ /\ 1 /; '\ i, '", 1 \ \.i -1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 IQQfl iqqi 1 jqq 1993 1 Anturi 2 Anturi 3 Anturi 4 Anturi 5 Anturi TSV-7Ocm TSV-98cm TSV-124cm TSV-l5Ocm TSV-231 cm