UUMA-inventaari Pt 14567/01/1000-1500 ja 1500-2550 Metsäkulma (Koria) Lentotuhka massiivirakenteissa 2008 Ramboll Vohlisaarentie 2 B 36760 Luopioinen Finland Puhelin: 020 755 6740 www.ramboll.fi
Sisältö 1. Kohteen kuvaus 1 1.1 Sijainti 1 1.2 UUMA-rakentamisen tarkoitus ja tavoitteet 1 1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja rakenteet 2 2. Materiaalitutkimukset ennen rakentamista 4 2.1 Tekniset 4 2.2 Ympäristökelpoisuus 4 3. Taustatutkimukset 5 3.1 Tekniset 5 3.1.1 plv. 1000-1500 5 3.1.2 Plv. 1500-2550 6 3.2 Ympäristökelpoisuus 6 4. Seurantatutkimukset 2006-2008 7 4.1 Tekniset 7 4.1.1 Rakennetutkimukset ja kuntokartoitus 7 4.1.2 Kantavuusmittaukset 9 4.2 Ympäristökelpoisuus 14 5. Haastattelut 15 Viitteet 15
1. Kohteen kuvaus 1.1 Sijainti Pilottikohde (Pt 14567/01/1000-1500 ja 1500-2550 Metsäkulma, Koria) sijaitsee Korialla entisen Elimäen kunnan alueella Metsäkulman paikallistiellä, kuva 1. Pilottikohteen kokonaispituus on 1550 m ja kohteessa toteutettujen lentotuhkarakenteiden osuudet ovat pituuksiltaan paalulta 1000 lukien 500+145+140+115+135 m. Vertailurakenne sijaitsee paaluvälillä 2000-2135. Paaluvälin 1500-2550 koerakenne toteutettiin vuonna 1998 ja paaluvälin 1000-1500 koerakenteet vuonna 2001. Kuva 1. Korian pilotin sijainti. 1.2 UUMA-rakentamisen tarkoitus ja tavoitteet Tien ongelmia ennen parantamista olivat heikko kevätkantavuus, tien leviäminen ojiin ja reunan heikko kantavuus. Tien rakenteet ovat vähitellen sekoittuneet pohjamaahan. Tie sijoittuu tasalaatuiselle maa-alueelle, jossa pohjamaa on savista silttiä. Pehmeä kerros ulottuu kairausten perusteella yli 10 m syvyyteen lähes koko koerakenteen alueella. Vuonna 2001 toteutetun koerakennekohteen päällystämättömän tien perusongelmana oli kantavuus. Sivutuoterakenteella korvattiin tierakenteen yläosa (jakava ja kantava kerros). 1
1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja rakenteet Kohteessa toteutettujen koerakenteiden tietoja on koottu taulukkoon 1 ja rakenteiden periaateratkaisut on esitetty kuvissa 2 ja 3. UUMA-inventaariprojektin yhteydessä on tarkasteltu kohteessa toteutetuista koerakenteista pelkästään tuhkarakenteita. Taulukko 1. Koerakenteiden sijainnit sekä rakenneratkaisut. Paaluväli Rakenne Rakennusvuosi 1000-1350 2001/1, Stabiloitu Espoon sähkön lentotuhka 2001 ja Helsingin Energian rkinpoistotuote 85:15. Sideaineena CaO ja yleissementti (1:1) 5 %. Stabiloidun kerroksen päällä murske 150 mm. 1350-1500 2001/2, Stabiloitu Espoon sähkön lentotuhka 2001 ja Helsingin Energian rkinpoistotuote 85:15. Sideaineena CaO ja yleissementti (1:1) 5 %. Stabiloidun kerroksen päällä murske 100 mm. 1500-1550 Geovahvisteverkko 1, Stabilenka 100/50 (Kaitos Oy) + 1998 murske 200 mm (sis. kulutuskerros) 1550-1602 Geovahvisteverkko 2, Televev 150/150 (ViaPipe Oy) + 1998 murske 200 mm (sis. kulutuskerros) 1602-1695 Teräsverkkorakenne, 5-7 mm harjateräsverkko #150 1998 mm (Rautaruukki Oy) + murske 200 mm (sis. kulutuskerros). 1695-1840 1: Lahden Lämpövoima Oy:n stabiloitu 1998 lentotuhka. Sideaineena Nordkalk Oy:n FT2 6 %. Stabiloidun kerroksen päällä murske n.100 mm (sis. Kulutuskerroksen). 1860-2000 2: Kymenso Oy:n (Anjalankoski) stabiloitu 1998 lentotuhka. Sideaineena YSe 3 %. Stabiloidun ker- roksen päällä murske n. 100 mm (sis. kulutuskerroksen). 2000-2135 Vertailuosuus: seurannassa mukana oleva osuus, jolla 1998 ei ole kuitenkaan toteutettu varsinaista koe- tai vertailurakennetta. 2135-2250 3: UPM:n Voikkaan lentotuhka. Ei sideainetta. 1998 Tuhkakerroksen päällä murske n. 100 mm (sis. kulutuskerroksen) 2250-2385 4: Myllykoski Paper Oy:n stabiloitu 1998 arinatuhka (kasavarastoitu). Sideaineena YSe 6 %. Stabiloidun kerroksen päällä murske n.100 mm (sis. kulutuskerroksen). 2385-2550 Vertailuosuus, murskekerros n. 250 mm (sis. kulutuskerroksen). 1998 2
Kuva 2. Vuonna 2001 toteutettujen tuhkarakenteiden periaatekuva. Kallistus 5 % Tien KL Murske 100-150 mm Tuhka 200 mm KUIVATUKSEN PARANTAMINEN Vanhat tierakenteet Tuhkakerroksen kokonaisleveys 6.0 m 1,5 Viistetty osuus, leikkaus reunalla noin 3 cm tien keskiosaa syvemmälle. Kuva 3. Periaatekuva tien rakenteista ja vanhan tierakenteen tasauksesta (tuhkarakenteet). Reunatuki Lähtötilanne 3
2. Materiaalitutkimukset ennen rakentamista 2.1 Tekniset Koerakentamista varten käytetyille seossuhteille tehtiin ennakkotestejä, joiden perusteella määritettiin eri lentotuhkaseosten seossuhteiden tavoitteelliset tekniset ominaisuudet. w%: 18-28 % ρ d : 1200-1400 kg/m 3 σ: 4-8 MPa SP 0 : <0,1 mm 2 /Kh Koerakentamisessa toteutui seuraavaa: w%: 15-28 % ρ d : 1210-1420 kg/m 3 Tiiveysaste (arvio/tavoite): 90-94/92-94 σ: 2-3 MPa 2.2 Ympäristökelpoisuus Koekohteissa käytettyjen materiaalien kokonaispitoisuudet testattiin tuottajien toimesta. Tulokset on koottu taulukkoon 2. UPM Voikkaan lentotuhkan liukoisuustestin tulokset on esitetty taulukossa 3. Taulukko 2. Koekohteissa käytettyjen lentotuhkien kokonaispitoisuudet sekä VNA 591/2006 mukaiset raja-arvot. Tuloksia on tämän raportin yhteydessä vertailtu valtioneuvoston asetukseen 591/2006. Lahden Lämpövoima Kymenso Oy Anjalankoski Haittaaine mg/kg UPM- Voikkaa VNA 591/2006 As 33 <10 14 50 Ba 812 115 454 3000 Cd 1,2 3,9 3,3 15 Co 21 10 6 Cr 45 40 37 400 Cu 65 80 79 400 Mo 7 8 6 50 Ni 27 32 40 Pb 41 103 26 300 Sb <13 <13 <13 V 70 41 16 400 Zn 1030 1020 843 2000 4
Taulukko 3. UPM Voikkaan lentotuhkan liukoisuustestin tulokset. Liukoisuustutkimus on vuodelta 1998. Tuloksia on tämän raportin yhteydessä vertailtu valtioneuvoston asetukseen 591/2006. Haittaaine mg/kg UPM- Voikkaa LT VNA 591 peitetty päällystetty rakenne rakenne As 0,2 0,5 1,5 Ba 23 20 60 Cd 0,02 0,04 0,04 Co 0,02 Cr 1,4 0,5 3,0 Cu 0,2 2,0 6,0 Mo 2,0 0,5 6,0 Ni 0,1 0,4 1,2 Pb 0,0 0,5 1,5 Sb 0,02 0,06 0,18 Se 4,9 0,1 0,5 V 0,1 2,0 3,0 Zn 0,6 4,0 12 3. Taustatutkimukset 3.1 Tekniset Kohteeseen on tehty rakennetutkimuksia, silmämääräisiä kuntoarvioita sekä kantavuusmittauksia. Kantavuusmittaukset on esitetty luvussa 4.1 vuoden 2008 mittaustulosten yhteydessä. 3.1.1 plv. 1000-1500 Vuonna 2002 arvioitiin kohteen kuntoa silmämääräisesti ja tehtiin rakennetutkimuksia koekuopista ja poratuista näytteistä. Tie oli sekä vanhemman että uudemman koekohteen osuudella hyväkuntoinen, luiskat olivat kestäneet hyvin eikä reunahalkeamia tai kuoppia esiintynyt. Sekä vertailurakenteen että koerakenteiden kohdalla sivuojien kuivatuksessa havaittiin ongelmia. Paalulla 1150 tuhkakerroksen päällä oli mursketta reunalla 50 mm syvyyteen ja keskilinjalla 150 mm syvyydessä. Tuhkan yläpinta oli melko suora, kiinteä ja lujantuntuinen. Koekappaleet saatiin irrotettua poraamalla. Tien keskiosasta tuhkakerrosta irtosi vaakasuuntaisten hiushalkeamien vuoksi enintään 60 mm korkuisina kappaleina. Reunaosasta saatiin yli 100 mm korkeat kappaleet. Kappaleissa oli kuitenkin halkeamia. Paalulla 1360 oli kulutuskerroksen mursketta reunalla 30 mm syvyydelle ja keskilinjalla 80 mm syvyydelle. Tuhkan yläpinta oli hieman aaltoileva. Porattaessa tuhkakerros vaikutti kiinteältä. Keskiosassa ilmeni kuitenkin vaakasuuntaisia hiushalkeamia 20-80 mm välein ja reunalla 10-40 mm välein. Tuhkakerroksen paksuus keskiosalla oli noin 200 mm. 5
Vuonna 2003 tehdyn kuntokartoituksen mukaan koerakennetta ennen sijaitsevassa vertailurakenteessa havaittiin murskeen syöpymistä sisäkaarteessa. Tie oli molempien koerakenteiden alueella hyväkuntoinen, luiskat olivat kestäneet hyvin eikä reunahalkeamia tai kuoppia esiintynyt. Sekä vertailurakenteen että koerakenteiden kohdalla sivuojien kuivatuksessa havaittiin ongelmia. Paalulla 1070 oli vasemmassa reunassa reunahalkeama ja tuhkakerros oli tällä kohdalla näkyvissä. Tuhka oli näkyvissä myös paalulla 1340 tien vasemmassa laidassa. 3.1.2 Plv. 1500-2550 Vuonna 1999 kohteessa tehtiin koekuoppa- ja kantavuustutkimuksia. Tulosten perusteella kaikki tuhkarakenteet olivat tien keskiosissa kovempia kuin reunoilla. Kovin rakenne oli tuhkarakenne 2. Kovuus oli muissa tuhkarakenteissa pienempi: seuraavaksi kovin oli tuhkarakenne 1, seuraavaksi tuhkarakenne 3 ja pehmein oli tuhkarakenne 4. Koeosuudella ei vuonna 1999 havaittu vaurioita, jotka olisivat johtuneet tuhkarakenteista. Vuonna 2002 koerakenteilla tehtiin silmämääräinen arvio tien kunnosta ja rakennekerroksista otettiin koekappaleita puristuslujuuksien määrittämiseksi. Tulosten mukaan tuhkarakenteen 1 kohdalla tie oli hyväkuntoinen, tuhkakerroksen yläpinta oli selkeä eikä sekoittumista kulutuskerroksen murskeeseen ollut tapahtunut. Reunaosilla rakenne näytti rikkonaiselta. Vaakasuuntaisten hiushalkeamien vuoksi kohteesta saatiin sekä poraamalla että kaivamalla vain 10-20 mm paksuja kiekkoja, joten rakenteen puristuslujuutta ei saatu määritettyä. Rakenne oli tien keskiosissa kovempaa kuin reunalla. Tuhkakerroksen paksuus oli keskilinjalla 190 mm ja reunalla noin 230 mm. Tuhkarakenteen 2 kohdalla tie oli hyväkuntoinen. Tuhkan yläpinta oli suora ja selkeä. Rakenne vaikutti pinnasta lujalta ja ehjältä. Koekappaleiden poraamisen yhteydessä rakenteessa havaittiin runsaasti vaakasuuntaisia hiushalkeamia. Rakennekerroksen alaosasta saatiin koekappaleet. Yläosasta rakennetta irtosi 10-30 mm levyinä. Tuhkarakenteen 3 kohdalla tie oli hyväkuntoinen. Tuhkakerroksen yläpinta oli suora ja selkeä, mutta rakenne vaikutti rikkonaiselta. Rakenteessa oli vaakasuuntaisia hiushalkeamia ja koekappaleet saatiin otettua vain kaivamalla. Tuhkakerroksen paksuus oli tien keskiosalla 170 mm ja lähellä reunaa 200 mm. Tuhkarakenteen 4 kohdalla tie oli hyväkuntoinen. Joillakin osin tieosuuden pinnassa esiintyi kuoppia. Tuhkakerroksen yläpinta oli suora ja selkeä, mutta pinta ei vaikuttanut kovalta. Koekappaleet otettiin kaivamalla. oli varsin pehmeää, eikä rakenteessa ollut edellisten tuhkarakenteiden tapaan hiushalkeamia. Tuhka irtosi noin 70-90 mm paksuina laattamaisina kappaleina, jotka jauhaantuivat helposti irtonaiseksi massaksi. Tuhkakerroksen alaosa oli yläosaa kovempaa. Tuhkakerroksen paksuus oli tien keskiosassa 220 mm ja reunassa 270 mm. 3.2 Ympäristökelpoisuus Maaperänäytteet otettiin ennen rakentamista vuonna 1998 sekä sen jälkeen syksyllä 1999 ja 2000. Näytteet otettiin tien oikealta ajoradalta, noin 1 metrin päästä tien keskilinjasta ja 1,3 1,4 metrin syvyydeltä. Näytteet analysoitiin GTK:n geolaboratoriossa kuningasvesiliuotuksesta ICP-AES-tekniikalla ja tuloksia vertailtiin käytettävissä oleviin ohjearvoihin (Sorvari 2000). Liitteen 1 mukaiset maanäytteiden analyysitulokset eri alkuaineiden osalta osoittavat pieniä muutoksia lähtötilanteeseen nähden, sekä ylösettä alaspäin. Pitoisuudet ovat säilyneet suuruusluokaltaan kuitenkin samalla tasolla kuin lähtötilanteessa ennen koerakentamista vuonna 1998. Kohteen pohjavesinäytteisiin perustuvat ympäristöseurannat käsitellään luvussa 4.2. 6
4. Seurantatutkimukset 2006-2008 4.1 Tekniset 4.1.1 Rakennetutkimukset ja kuntokartoitus Vuonna 2007 kohteesta otettiin poranäytteitä rakennetutkimuksia varten. Tällöin tehtyjen havaintojen mukaan tie oli rakenteiden 2001/1 ja 2001/2 alueella vaurioton ja pintaosaltaan kiinteä. Havainnoista raportoitiin seuraavaa: Paalulla 1130 ei saatu koekappaleita edes kaivamalla. on rikkonainen ja yläosaltaan irtonainen. Tien keskiosalla rakenne oli lujempaa kuin reunalla. Paalulla 1260 tuhkarakenne on pinnaltaan hieman aaltoileva ja 30-50 mm paksuudelta irtonaisempaa kuin syvemmältä. Kohteesta ei saatu koekappaleita. Paalulla 1380 tuhkarakenne on varsin homogeeninen pinnasta pohjaan ja keskeltä reunalle. Rakenne oli kiinteämpi kuin paaluilla 1130 ja 1260. Kohteesta ei saatu hyviä koekappaleita, kappaleet murenevat pääsääntöisesti vaakasuuntaisten hiushalkeamien vuoksi. Paalulla 1450 rakenteen yläpinta oli suora, mutta irtonainen. 40 mm syvyydeltä alkaen rakenne on kiinteämpi ja lähes liian luja porattavaksi. Kohteesta saatiin koekappaleet kiinteämmästä alaosasta. Tuhkarakenteesta 1 ei saatu koekappaleita edes kaivamalla. Rakenne oli selkeästi rikkonaista. Tuhkakerroksen n pinta oli jonkin verran aaltoileva, mutta aaltoilua ei ollut raiteiden suunnassa. Tuhkarakenteesta 2 saatiin kaivamalla pienet koekappaleet. Kaivettaessa tuhka vaikutti tien keskiosassa kovemmalta kuin reunassa. Rakenteen yläosa mureni 10 mm siivuiksi. 3 oli pinnaltaan selkeä ja suora, mutta ei lujan tuntuinen. Porattaessa rakenne mureni täysin tien reunalta noin 70 mm ja keskeltä noin 30 mm syvyydelle saakka. Rakenne oli lujimmillaan tien keskiosassa kerroksen alaosassa. Koekappaleet saatiin kaivamalla. 4 oli pinnaltaan poikkisuunnassa hieman aaltoileva ja pintaan oli sekoittunut hieman mursketta. Pinta oli kiinteä, mutta ei lujan tuntuinen. Kohteesta saatiin koekappaleet poraamalla. Tuhkan alaosa oli ehjää ja melko lujaa sekä tien keskellä että reunalla. Yhteenvetona voidaan todeta, että kaikki osuudet olivat hyväkuntoisia. Rakenteiden välillä ei ollut erotettavissa merkittäviä eroja lukuun ottamatta tuhkarakennetta 4, jonka alueella esiintyi tiessä pieniä kuoppia. Kuoppien esiintymisen syynä saattaa olla kuoppien kohdalla tiessä oleva loiva notko. Kuvissa 4 ja 5 esitetään eri ajankohtina otetuista poranäytteistä saadut puristuslujuudet eri osuuksilla. 7
Koekappaleiden puristuslujuudet ajoradan keskeltä otetuissa näytteissä 8,0 7,0 6,0 5,0 28 vrk 1 vuosi 2 vuotta 6 vuotta 8 vuotta Ei näytettä MPa 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 2001/1 2001/2 1 2 3 4 Kuva 4. Pilotkohteiden puristuslujuudet ajoradan keskeltä otetuissa näytteissä koekohteittain. Vuonna 2008 otettiin näytteet vain vuoden 1998 osuuksilta (tuhkarakenteet 1 4). Koekappaleiden puristuslujuudet ajoradan reunasta otetuissa näytteissä MPa 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 2001/1 2001/2 1 2 3 4 28 vrk 1 vuosi 2 vuotta 6 vuotta 8 vuotta Ei näytettä Kuva 5. Pilotkohteiden puristuslujuudet ajoradan reunasta otetuissa näytteissä koekohteittain. Tien reunalta testaukseen kelpaavat näytteet saatiin vain tuhkarakenteista 2 4. 8
4.1.2 Kantavuusmittaukset Koerakennuskohteelle tehtiin kantavuusmittauksia vuonna 2001 toteutetuille rakenteille ennen rakentamista sekä kaksi kertaa rakentamisen jälkeen. Vuonna 1998 toteutetuille rakenteille kantavuusmittaukset on tehty ennen rakentamista sekä rakentamisen jälkeen ts. 11.5.1998, 24.-25.5.1999, 8.5.2000, 4.5.2001, 8.5.2003 ja 6.5.2008. Kantavuusmittauksien tulokset on koottu koerakennetyypeittäin kuviin 6-12. Kuvien 6 ja 7 perusteella voidaan todeta, että kohteen kantavuus on selkeästi parantanut vuoden 2001 koerakentamisen jälkeen ja että kantavuudessa ei ole tapahtunut merkittäviä muutoksia seitsemän vuoden aikana. Tuhkarakenteet eivät poikkea merkittävästi toisistaan. Koeosuuksien keskiarvot sekä tien keskeltä mitatut minimit eri vuosina on koottu taulukkoon 4. Kuvissa 6 ja 7 nähtävät vuoden 2003 korkeat kantavuusarvot johtuvat todennäköisimmin kevään sääolosuhteista, jotka ovat olleet tien kannalta paremmat kuin vuosina 2002 ja 2008. Tältä osin tulokset eivät ole täysin vertailukelpoisia. Kuvien 8-12 perusteella voidaan todeta kohteen kantavuuden parantuneen selvästi vuonna 1998 toteutetun koerakentamisen jälkeen. Tuhkarakenteen 1 osuudella kantavuus on nousut noin 90 MPa, tuhkarakenteen 2 osuudella noin 70 MPa, tuhkarakenteen 3 osuudella noin 60 MPa ja tuhkarakenteen 4 osuudella noin 40 MPa lähtötilanteesta. Myös vertailurakenteen kantavuudet ovat nousseet vuoden 1998 lähtötilanteesta noin 80 MPa. Tuhkarakenteet ovat seurannan aikana säilyttäneet kantavuusominaisuutensa ja täyttävät näiltä osin hyvin koerakenteelle asetetut tavoitteet. Tuhkarakenteet eivät poikkea merkittävästi toisistaan. Koeosuuksien keskiarvot sekä tien keskeltä mitatut minimit eri vuosina on koottu taulukkoon 5. Tuhka 2001/1 Kolmen linjan keskimääräiset kantavuudet vuosina 2001, 2002, 2003 ja 2008 Lähtötilanne 2002 2003 Kantavuus [Mpa] 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2008 1000 1010 1020 1030 1040 1050 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 Paalu Kuva 6. Kantavuusmittausten tulokset vuonna 2001 toteutetulle tuhkarakenteelle 2001/1. 9
Tuhka 2001/2 Kolmen linjan keskimääräiset kantavuudet vuosina 2001, 2002, 2003 ja 2008 Lähtötilanne 2002 2003 Kantavuus [Mpa] 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2008 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 1460 1470 1480 1490 1500 Paalu Kuva 7. Kantavuusmittausten tulokset vuonna 2001 toteutetulle tuhkarakenteelle 2001/2. Taulukko 4. Vuonna 2001 toteutettujen tuhkarakenteiden kantavuuden keskiarvot sekä keskeltä mitattujen kantavuuksien minimiarvot vuosilta 2001, 2002, 2003 ja 2008. Rakenne Kantavuus ka Kantavuus min keskellä Tuhka 2001/1 Tuhka 2001/2 Mittausvuosi 65 70 2001 132 138 2002 218 208 2003 200 160 2008 51 53 2001 116 109 2002 198 201 2003 224 204 2008 10
180 160 1. Kolmen linjan keskimääräiset kantavuudet vuosina 1998, 1999, 2000, 2001 ja 2008 Lähtötilanne 1999 2000 2001 2008 140 Kantavuus [Mpa] 120 100 80 60 40 20 0 1690 1700 1710 1720 1730 1740 1750 1760 1770 1780 1790 1800 1810 1820 1830 1840 Paalu Kuva 8. Kantavuusmittausten tulokset vuonna 1998 toteutetulle tuhkarakenteelle 1. 160 140 2. Kolmen linjan keskimääräiset kantavuudet vuosina 1998, 1999, 2000, 2001 ja 2008 Lähtötilanne 1999 2000 2001 2008 120 Kantavuus [Mpa] 100 80 60 40 20 0 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 Paalu 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Kuva 9. Kantavuusmittausten tulokset vuonna 1998 toteutetulle tuhkarakenteelle 2. 11
160 140 3. Kolmen linjan keskimääräiset kantavuudet vuosina 1998, 1999, 2000, 2001 ja 2008 Lähtötilanne 1999 2000 2001 2008 120 Kantavuus [Mpa] 100 80 60 40 20 0 2130 2140 2150 2160 2170 2180 2190 2200 2210 2220 2230 2240 2250 Paalu Kuva 10. Kantavuusmittausten tulokset vuonna 1998 toteutetulle tuhkarakenteelle 3. 120 4. Kolmen linjan keskimääräiset kantavuudet vuosina 1998, 1999, 2000, 2001 ja 2008 Lähtötilanne 1999 2000 2001 2008 100 80 60 40 20 0 2250 2260 2270 2280 2290 2300 Kantavuus [Mpa] 2310 2320 2330 2340 2350 2360 2370 2380 Paalu Kuva 11. Kantavuusmittausten tulokset vuonna 1998 toteutetulle tuhkarakenteelle 4. 12
Kantavuus [Mpa] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Vertailuosuus Kolmen linjan keskimääräiset kantavuudet vuosina 1998, 1999, 2000, 2001 ja 2008 Lähtötilanne 1999 2000 2001 2008 2380 2390 2400 2410 2420 2430 2440 2450 2460 2470 2480 2490 2500 2510 2520 2530 2540 2550 Paalu Kuva 12. Kantavuusmittausten tulokset vuonna 1998 toteutetulle vertailurakenteelle. Taulukko 5. Vuonna 1998 toteutettujen tuhkarakenteiden kantavuuden keskiarvot sekä keskeltä mitattujen kantavuuksien minimiarvot vuosilta 1998-2001 ja 2008. Rakenne Kantavuus ka Kantavuus min keskellä Tuhka 1 Tuhka 2 Tuhka 3 Tuhka 4 Vertailu Mittausvuosi 43 46 42 41 47 1998 145 100 115 80 134 1999 135 110 110 80 137 2000 114 116 127 91 124 2001 152 139 102 91 151 2008 35 38 34 35 36 1998 160 113 114 58 131 1999 129 115 123 75 138 2000 110 135 134 80 91 2001 161 150 120 106 166 2008 13
4.2 Ympäristökelpoisuus Pohjavesinäytteet on otettu ja analysoitu yhteensä viisi kertaa; ennen rakentamista vuonna 1998, vuosina 1999-2002 ja vuonna 2007. Vuosien 1998-2002 näytteenotto toteutettiin silloisen tielaitoksen tuotannon, myöhemmin nykyisen Destia Oy:n toimesta ja vuonna 2007 Ramboll Finlandin toimesta. Pohjavesinäytteiden analyysituloksia on koottu liitteeseen 2. Vuonna 1998 rakennetussa kohteessa on seurattu ympäristövaikutuksia myös maaperänäytteiden perusteella. Referenssinäytteet otettiin v. 1998 ja seurantatutkimukset tehtiin vuonna 1999 ja 2002. Merkittäviä muutoksia ei tapahtunut referenssinäytteisiin nähden. Analyysit vv. 1998-2002 on teetettiin GTK:n kemian laboratoriossa. Vuoden 2007 analyysit teetettiin nyk. Ramboll Analytics laboratoriossa, jolloin metallit määritetty vastaavalla menettelyllä (autoklaavilla esikäsittelyn jälkeen ICP-MS-tekniikalla ja anionit IC-tekniikalla; erotus ionikromatografilla käyttäen anionikolonnia ja detektointi johtokykydetektorilla). Laboratorion vaihdoksesta johtuen monien alkuaineiden määritysraja oli vuoden 2007 tuloksissa korkeampi kuin vuosina 1998-2002, joten määritysrajat alittavilta osin ei voida nähdä pitkäaikaista trendiä. Vertailurakenteen havaintoputkessa paalulla 2530 vesinäytteet täyttivät kaikilla näytteenottokerroilla talousvedelle asetetut laatuvaatimukset ja suositukset. Rakentamisesta johtuvia muutoksia havaittiin vain lyhytaikaisina B-, Co- ja Ni-pitoisuuksien kohoamisena vuosi rakentamisen jälkeen otetuissa näytteissä. Pitoisuudet laskivat taustapitoisuuksien tasolle toisena vuonna rakentamisesta. Vuonna 2007, yhdeksän vuotta rakentamisen jälkeen vertailurakenteen pohjavesinäytteessä havaittiin lyijypitoisuuden selkeä kohoaminen taustapitoisuudesta ja koko aiemman seurannan tuloksiin verrattuna. Vastaava Pb-pitoisuuden kohoaminen tapahtui myös koerakenteiden pohjavesinäytteissä. Lyijypitoisuuden nousulle ei ole erotettavissa selkeää tiedossa olevaa syytä. Paalun 1740 havaintoputki on kohdalla, johon mahdollisesti vaikuttaa tuhkarakenteen sisältämä stabiloitu Lahden Lämpövoima Oy:n lentotuhka. Kohteen pohjavesiseurannan tulokset olivat hyvin samankaltaisia kuin vertailurakenteessa. Vuoden 2007 näytteen kloridipitoisuus oli selkeästi korkeampi kuin vertailunäytteessä samaan aikaan otetussa näytteessä; ilmeisesti kloridipitoisuuteen on vaikuttanut tien suolaus. Paalun 1950 havaintoputki on kohdalla, johon mahdollisesti vaikuttaa tuhkarakenteen sisältämä stabiloitu Kymenso Oy:n (Anjalankoski) lentotuhka. Rakenteen kohdalta ei saatu pohjavesinäytettä vuonna 1999. Kaksi vuotta rakentamisen jälkeen sinkkipitoisuus ylittää vuoden 1998 taustapitoisuuden. Vuonna 2001 ja 2007 jo useamman alkuaineen pitoisuudet olivat kohonneet. Merkittävää nousua taustapitoisuudesta oli havaittavissa Cr-, Cu-, Pb-, V- ja Zn-pitoisuuksissa. Talousvedelle asetettuja ohjearvoja ei kuitenkaan ole ylitetty. Vuonna 2007 analysoitu kloridipitoisuus oli selvästi kohonnut vertailurakenteeseen nähden (tien suolaus). Paalun 2360 havaintoputki on kohdalla, johon mahdollisesti vaikuttaa tuhkarakenteen sisältämä stabiloitu Myllykoski Paper Oy:n kasavarastoitu arinatuhka. Rakentamisen jälkeisiä lyhytaikaisia pitoisuuden kohoamisia havaittiin vuonna 1999 (B, Ba, Co, Mo, Ni ja V), mutta nämä muutokset vastasivat vertailurakenteen muutoksia. Taustapitoisuudesta kohonneita pitoisuuksissa havaittiin myös vuonna 2007(As, B, Ba, Pb, V). Näiden aineiden pitoisuudet olivat kuitenkin samaa tasoa kuin samana ajankohtana otetut näytteet vertailurakenteen kohdalla. 14
5. Haastattelut Kesällä 2008 (14.8.2008) haastatellun tiemestari Kari Kurosen mukaan koeosuudet toimivat hyvin ja vastaavan luokan teihin verrattuna suorastaan erinomaisesti. Palautetta tai huomautuksia ei ole tullut tien käyttäjiltä. Viitteet Sorvari, J. Ympäristökriteerit mineraalisten teollisuusjätteiden käytölle maarakentamisessa. Suomen ympäristö 421/2000. Suomen ympäristökeskus. STM 461/2000. Sosiaali- ja terveysministeriön asetus talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista STM 74/1994. Sosiaali- ja terveysministeriön päätös talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista. Annettu Helsingissä 21.1.2994 (www.finlex.fi/fi/laki/alkup/1994/19940074) VNA 591/2006. Valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa 15
LIITE 1 NÄYTE 1 MÄÄRITYKSET Al As B Ba Ca Cd Co Cr Cu Fe K Mg YKSIKKÖ mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Mperän med.pit. 8 29,0 300 0,3 10 43 15 21000 11000 Mperän med.pit./fi 1995 11500 60 2720 8 31 22 18000 1940 4650 Tausta/maaperä 5 30,0 500 0,3 10 80 25 Suomi/tavoite 13 5,0 600 0,3 50 80 32 Suomi/raja 60 50,0 600 10,0 200 500 400 PL 1760 1998 ref 43000 <10 <5 268 7670 <0,5 28,9 117 81,5 69800 11500 20100 PL 1755 1999 47800 11 <5 265 7920 <0,5 31,8 122 78,4 73800 11600 22100 PL 1757 2002 27000 7 5,5 192 4290 <0,5 43,8 70 43,7 46400 5480 9910 2 PL 1920 1998 ref 23800 <10 <5 187 5260 <0,5 11,3 51 25,3 32500 5500 8640 PL 1915 1999 22900 <10 <5 157 5650 <0,5 10,4 45 20,6 33500 5060 8200 PL 1917 2002 21300 6 <5 164 4030 <0,5 12,8 43 22,3 32800 3940 6640 3 PL 2170 1998 ref 45200 <10 <5 294 8020 <0,5 38,5 125 89,9 76500 11900 21000 PL 2175 1999 49900 10 <5 270 8280 <0,5 31,6 128 83,7 76200 12600 23100 PL 2177 2002 27100 12 13,8 279 9590 <0,5 22,3 77 61,9 47400 8040 12700 4 PL 2320 1998 ref 41700 <10 <5 264 7930 <0,5 33,1 118 85,3 72400 11600 21200 PL 2325 1999 52900 11 <5 278 7210 <0,5 33,1 125 80,8 78800 11700 22600 PL 2378 2002 39000 11 5,5 238 6730 <0,5 32,9 93 76,9 71800 9780 18000 Vertailurakenne PL 2510 1998 ref 42100 <10 <5 261 7200 <0,5 32,7 118 84,8 72100 11600 21300 PL 2505 1999 50500 11 <5 270 6980 <0,5 27,9 123 78,8 76000 11700 22000 PL 2508 2002 40600 12 5,5 253 6840 <0,5 32,4 100 81,3 74600 10800 20000 1
LIITE 1 NÄYTE 1 MÄÄRITYKSET Mn Mo Na Ni P Pb S Sb Sr Ti V Zn YKSIKKÖ mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Mperän med.pit. 320 2,5 17,0 300 17,0 2,0 67,0 57,0 36,0 Mperän med.pit./fi 1995 177 17,2 725 9,5 1220 38,0 30,8 Tausta/maaperä 1,2 20,0 17,0 90,0 70,0 Suomi/tavoite 5,0 40,0 38,0 5,0 50,0 90,0 Suomi/raja 200,0 300,0 300,0 40,0 500,0 700,0 PL 1760 1998 ref 745 <3 1070 76,6 777 19,0 65,0 <15 54,7 3330 129,0 159,0 PL 1755 1999 961 <3 1090 73,1 709 20,0 <50 <15 60,7 3430 145,0 167,0 PL 1757 2002 550 <3 397 40,7 462 24,8 113,0 <10 37,4 1660 83,6 95,1 2 PL 1920 1998 ref 446 <3 640 26,1 652 6,1 <50 <15 39,0 2250 63,2 84,9 PL 1915 1999 432 <3 631 20,7 623 9,7 <50 <15 40,7 2190 59,3 80,2 PL 1917 2002 318 <3 319 22,2 510 15,7 43,6 <10 29,3 1560 61,0 64,8 3 PL 2170 1998 ref 1250 <3 1030 93,4 875 19,6 63,0 <15 61,6 3480 143,0 171,0 PL 2175 1999 904 <3 1150 70,7 755 20,7 <50 <15 67,1 3590 148,0 175,0 PL 2177 2002 758 <3 842 48,6 821 40,6 189,0 <10 63,3 1900 87,2 193,0 4 PL 2320 1998 ref 957 <3 1240 80,4 845 19,4 64,0 <15 54,7 3380 132,0 166,0 PL 2325 1999 1050 <3 1030 76,2 667 20,5 <50 <15 62,4 3360 149,0 165,0 PL 2378 2002 998 <3 912 59,4 671 28,4 52,8 <10 49,9 2830 123,0 133,0 Vertailurakenne PL 2510 1998 ref 876 <3 1190 84,4 805 18,7 55,0 <15 52,5 3270 132,0 165,0 PL 2505 1999 791 <3 1070 67,2 684 21,2 <50 <15 58,2 3430 148,0 172,0 PL 2508 2002 1100 <3 989 64,1 688 28,1 41,0 <10 49,4 2950 130,0 141,0 2
LIITE 2 1
LIITE 2 2