UUMA-inventaari Pt 13981 340-760 ja 2000-2500 Pihtisalmentie, Auraanpohjan tieosuus (Pälkäne) Kuitutuhka 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 Pilottirakentamisen tarkoitus ja tavoitteet 1 1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja -rakenteet 2 2. Materiaalitutkimukset ennen rakentamista 2 2.1 Tekniset 2 2.2 Ympäristökelpoisuus 4 3. Seurantatutkimukset 2003-2004 5 3.1 Tekniset 5 3.2 Ympäristökelpoisuus 10 4. Seurantatutkimukset 2006-2008 11 4.1 Tekniset 11 4.1.1 Rakennetutkimukset 11 4.1.2 Kuntokartoitus 12 4.2 Haastattelut 12 5. Kohteen ja tutkimustulosten arviointi 12 Viitteet 13
1. Kohteen kuvaus 1.1 Sijainti Pilottikohde, Pt 13981 340-760 ja 2000-2500 Pihtisalmentie Auraanpohjan tieosuus, sijaitsee Pälkäneen kunnassa, Luopioisten kunnanosan puolella. Pihtisalmentien pahiten vaurioituneet osuudet korjattiin kesällä 2003 kuitutuhkamassiivirakennekerroksella. Toteutus tehtiin kahdelle eri tiejaksolle, joista toinen oli 400 m ja toinen 500 m pituinen. Osuuksien tierekisteriosoitteet ovat 13981/1/340/760 ja 13981/1/2000/2500. 340-760 2000-2500 Kuva 1. Kohteen sijainti 1.2 Pilottirakentamisen tarkoitus ja tavoitteet LIFE02 ENV/FIN/329 projektin pilottikohde oli erittäin huonokuntoinen, routavaurioitunut paikallistie, jossa kahdella 400-500 metrin osuudella on testattu peruskorjausta kantavalla kuitutuhkarakennekerroksella. Materiaalitutkimuksiin, rakentamiseen ja seurantaan liittyvää seikkaperäistä aineistoa, kuten raportteja, on saatavissa internetosoitteesta: http://projektit.ramboll.fi/luopioinen/life/index.htm Pihtisalmentie.doc 1
1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja -rakenteet Pilottirakenteissa käytetyt kuitutuhkan sivutuotekomponentit olivat Georgia Pacific Nordic Oy:n kuitusavi sekä Jämsänkosken voimalaitoksen lentotuhka, joka muodostuu pääosin puun kuoriaineksen ja turpeen poltosta. Kuitutuhkaseoksien stabiloitumisen varmistamiseksi kuitusaven ja lentotuhkan seokseen lisättiin pieni määrä (5-6 % kuitutuhkan kuivamassasta) kaupallista sideainetta. Pilottirakentamisessa höylättiin soratien pinnasta muutama senttimetri pintamursketta valliksi tienreunaan. Tähän kaukaloon levitettiin ja tiivistettiin kuitutuhka noin 200 mm:n kerrokseksi. Kuitutuhkaseoksessa oli kuitusavea noin 55 % (märkämassana), lentotuhkaa noin 39 % (märkämassana) ja yleissementtiä noin 6 % (kuitutuhkaseoksen kuivamassasta). Kulutuskerrokseksi levitettiin ensin 50 mm kerros pintamursketta ja sen päälle 50 mm kerros suotojäte-murske seosta (suotojäte oli rakeistamatonta ja sen määrä oli 7,5 % murskeen kuivamassasta). Kuitutuhkarakenteen periaate on esitetty kuvassa 2. TIEN PERUSKORJAUS KUITUTUHKARAKENTEELLA. PERIAATEKUVA The principle of the road reconstruction with fibre-ash structural course e d c b a a. Pohjamaa / Subsoil b. Vanha tierakenne / Existing old road structure c. Kuitutuhka, 200 mm / Fibre-ash, 200 mm d. Murske, 50 mm / Crushed rock, 50 mm e. Suotokakkumurske, 50 mm / Crushed rock with filtercake, 50 mm Kuva 2. Pihtisalmentien kuitutuhkarakenteen periaatekuva. 2. Materiaalitutkimukset ennen rakentamista 2.1 Tekniset Pilottirakentamista edelsivät tekniset tutkimukset laboratoriossa. Taulukkoon 1 on koottu joitakin tutkimustuloksia niiden kuitusaven ja lentotuhkan seosten osalta, jotka lopulta valittiin rakentamisen materiaaleiksi. Sideaineena kuitutuhkaseoksissa käytettiin sementtiä. Soratien peruskorjaukseen valittiin massiivikerrosmateriaaliksi seos [(KS+LT, 10:7) + 6% YSe. Valintojen perusteena oli riittävät lujuuskehitys (Kuva 3), routakestävyys ja jäädytys-sulatuskestävyys. Seoksissa ei käytetty lisävettä. Pihtisalmentie.doc 2
Taulukko 1: Kuitutuhkaseoksien ominaisuuksia KS:LT Sideaine 10:7 FTC 6% 10:10 FTC 6 % 10:7 YSe 6 % 10:10 YSe 6 % Proctor Puristuslujuus J-S kestävyys Routiminen Lämmönjohtavuus max. kuivairtotiheys w opt w o Lähtötaso 28 d, kuivavar. 28 d ja testiaika SP o +20 o C 10 o C kg/m 3 % % kpa kpa / % mm 2 / W/mK W/mK Kh 965 45 62 590-700 300-500 1,1 0,60 0,97 /60-70 % 1010 41 54 730 400-450 1,0 0,61 0,91 /55-60 % 940 54-570 270 /47 0,7 1 - - % - - - 730-740 - 0,6-0,7 - - Kuitusaven (KS) vesipitoisuus oli 140 %, ph 8,0 ja hehkutushäviö 61,1 % Lentotuhkan (LT) vesipitoisuus oli 18,6 %, ph 12,2 ja hehkutushäviö 2,5 %. Lentotuhkaa kostutettiin ennen seostamista: 20 % vettä, joka vaikutti 7 päivän ajan (vastaten todennäköistä rakentamistilannetta) w (opt) on optimivesipitoisuus, joka on määritetty Proctor-testissä. w o = seoksen vesipitoisuus lähtötilanteessa Puristuslujuusarvot on annettu muodonmuutoksen ollessa 10 %. Puristuslujuus on määritetty myös jäädytys-sulatustestin jälkeen, jolloin on saatu jäädytys-sulatuskestävyydelle arvo. SPo = segregaatiopotentiaali on laskennallinen suure, joka määritetään routatestin tulosten perusteella. Mitä pienempi tämä arvo on, sitä vähemmän routiva on materiaali. Lämmönjohtavuus on määritetty standardin ASTM D 5334-92 mukaisesti KUITUTUHKASEOSTEN PURISTUSLUJUUS (muodonmuutos 10 %) 1000 (KS+LT,10:7) + YSe 6% (KS+LT,10:10) + YSe 6% (KS+LT,10:7) + FTC 6% (KS+LT,10:10) + FTC 6% (KS+LT,10:7) + YSe 6%; J-S (KS+LT,10:7) + FTC 6%; J-S (KS+LT,10:10) + FTC 6%; J-S 800 Puristuslujuus [kpa] 600 400 200 0 0 1 2 7 14 28 90 J-S (28+) Lujittumisaika 0... 90 d; J-S tulos (28 d + testi) Kuva 3: Kuitutuhkaseosten lujittuminen 3 kuukauden kuluessa koekappaleiden valmistumisesta laboratoriossa. 28 päivän lujittumisen jälkeen on käynnistetty jäädytyssulatustesti, jonka jälkeen on määritetty koekappaleen puristuslujuus. Jäädytyssulatustesti on erittäin rankka testi, jolloin puristuslujuus yleensä heikkenee. Pihtisalmentie.doc 3
Koerakentamista varten kuitutuhkarakenteelle [(KS+LT, 10:7) + 6% YSe määritettiin seuraavat ominaisuudet ja tavoitearvot: Tiiviystavoite: 89-90% / 850-880 kg/m 3 Sallittu vaihtelu: 54-62/50-66 (70) 2) Rakennepaksuus: 20 cm 2) Mikäli tehdään erillinen tiivistystesti sekoituspaikalla, 10 i/k tiivistys. 2.2 Ympäristökelpoisuus Ympäristökelpoisuuden arvioimiseksi kuitusavesta ja lentotuhkasta määritettiin epäorgaanisten alkuaineiden kokonaispitoisuudet mikroaaltouunissa tehdystä typpihappouutosta ICP-MS/AES tekniikalla. Tämän lisäksi näistä komponenteista tehtiin seos [(KS:LT, 10:10) + 6 % FTC], josta lujittamisen (28 d) jälkeen tehtiin liukoisuustesti. Liukoisuustestinä oli hollantilaisen standardin NEN 7343 mukainen kolonnitesti, jonka vesinäytteistä määritettiin epäorgaanisten alkuaineiden kokonaispitoisuudet (liukoisuudet) ICP-MS/AES tekniikalla. Tulokset on esitetty taulukossa 2. Näiden ohella kuitusavesta määritettiin TOC (orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus) vesiuutosta: 830 mg/kg kuitusavinäytteen kuiva-aineesta (kuiva-ainepitoisuus oli 64 %). Taulukko 2: Kokonaispitoisuudet ja liukoisuustestin tulokset Kokonaispitoisuus; ICP-MS/AES [mg/kg] Liukoisuus; NEN 7343; L/S 10 [mg/kg] Komponentit Ohjearvot (Suomessa) Seos Ohjearvot Päällystetty tie Alkuaine Lentotuhka Kuitusavi (Suomessa) Turpeen/kuoren polton lentotuhka Kynnysarvo KCK51 Ylempi ohjearvo Turpeen/ kuoren polton lentotuhka Peitetty tie Ref. 1) Ref. 1) Ref. 2) Ref. 2) Ref. 2) As 40,4 1,3 5 100 50 0,004 0,5 1,5 B 231 2,57 0,100 Ba 1290 89,3 3000 29,5 20 60 Be 3,16 <0,5-0,01 Cd 1,94 0,13 1 20 15 0,003 0,04 0,04 Co 14,5 2,45 20 250-0,021 Cr 147 12,9 100 300 400 0,034 0,5 3,0 Cu 101 127 100 200 400 0,713 2,0 6,0 Mo 8,63 1,62 50 1,071 0,5 6,0 Ni 92 5,73 50 150-0,126 0,4 1,2 Pb 70,1 5,38 60 750 300 0,006 0,5 1,5 Sb <0,2 <0,1 2 50 40 0,002 0,12 0,4 Se <10 <5-0,200 0,1 0,5 V 87,5 3,79 100 250 400 0,004 2,0 3,0 Zn 341 67,3 200 400 2000 0,062 4,0 12 Referenssit 1) Valtioneuvoston asetus maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista 231/2007. Asetuksen ohjearvot on esitetty tässä UUMA-inventaarin yhteydessä, mutta asetukseen ei tietenkään voitu referoida vielä vuonna 2003, jolloin käytettiin asetusluonnoksen ym. ehdotusluonteisia ohjearvoja (vrt. luku 2.2.2) 2) Valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa 591/2006. Asetuksen ohjearvot on esitetty tässä UUMA-inventaarin yhteydessä, mutta asetukseen ei tietenkään voitu referoida vielä vuonna 2003 Pihtisalmentie.doc 4
Taulukon 2 perusteella on todettavissa, että lentotuhkassa arseenin(as), kadmiumin (Cd), kromin (Cr), nikkelin (Ni), lyijyn (Pb) ja sinkin (Zn) pitoisuudet ylittävät pilaantuneen maan kynnysarvot mutta alittavat selkeästi ylemmän ohjearvon sekä asetuksen 591/2006 mukaiset raja-arvot tuhkalle. Seoksessa barium (Ba), molybdeeni (Mo) ja seleeni (Se) esiintyvät osittain liukoisessa muodossa ylittäen VNA 591/2006 mukaisen peitetyn tuhkarakenteen liukoisuusarvon. Tulosten perusteella päätettiin, että Pilot-2003 kohteissa käytetään lentotuhkaa korkeintaan saman verran kuin kuitusavea (märkämassoina). Todettakoon, että pilotrakenteet sijoittuvat etäälle tärkeistä pohjavesialueista, ja keskimääräisen pohjaveden pinnan yläpuoliselle tasolle. 3. Seurantatutkimukset 2003-2004 3.1 Tekniset Kuntotarkistus Pilot 2003 toteutettiin pääosiltaan vuoden 2003 kesän ja syksyn aikana. Kuntotarkistus Pihtisalmentiellä oli tehty kohteiden ennakkotutkimusten yhteydessä ennen kunnostuksen alkua huhtikuussa 2002 sekä vielä keväällä 2003 useaan otteeseen. Havaintojen perusteella valittiin pilotkohteiksi osuudet, jotka olivat keväisin olleet jo pitkään lähes käyttökelvottomia routavaurioiden vuoksi (kuva 4). Samassa yhteydessä määritettiin maa- ja vesinäytteiden ottopaikat ympäristöseurantaa varten. Rakentamisen jälkeinen kuntotarkistus tehtiin rakennetutkimusten yhteydessä syyslokakuussa 2003 sekä syyskuussa 2004. Yleisesti ottaen rakentamisen jälkeinen kunto on ollut hyvä, ja tien käyttäjät ovat olleet tyytyväisiä tulokseen. V. 2003 on tie ollut muuten hyväkuntoinen, mutta reunat ovat olleet pehmeät jyrkkien luiskien vuoksi. Tiessä on ollut jonkin verran painumia ja pilottirakenteen loppuosassa jonkin verran lujittumattoman (mahdollisesti sideaineettoman), märän kuitutuhkan aiheuttamia pistemäisiä pehmeitä kohtia. V. 2004 tien pinta oli stabiloinnin kohdalla hyväkuntoinen, stabiloimattomalla osuudella oli joitakin kuoppia. Kuitutuhkakerros oli kiinteä eikä se ollut sekoittunut pintamurskeen kanssa. Kuvassa 4 esitetään sama kohde eri suunnilta otettuna sekä ennen kunnostusta että kunnostuksen jälkeen syksyllä 2003. Tien haaran kohdalla kulutuskerros on pehmentynyt ja pintaan on muodostunut kuoppa: murskeeseen oli sekoittunut vielä lujittumatonta kuitutuhkaa, joka oli kastuessaan aiheuttanut koko tien pinnan pehmenemisen tältä kohtaa. Pihtisalmentie.doc 5
Kuva 4. Pihtisalmentietä (Pt 13981), ennen kunnostusta keväällä 2003 ja kunnostuksen jälkeen syksyllä 2003. Kuvat on otettu samasta kohdasta päinvastaisiin suuntiin (Ramboll Finland Oy). Rakennetutkimukset Rakennetutkimukset on tehty syys-lokakuussa 2003 ja lokakuussa 2004. Lujittumisaika oli v. 2003 ollut yhdestä puoleentoista kuukautta (30-45 d). Näytteet on otettu eri kohdista pilot-osuuksia ja niistä on testattu 1-aksiaalinen puristuslujuus. Vuoden 2003 lujuudet ovat olleet laboratoriotuloksia heikompia, mutta 2004 otettujen poranäytteiden lujuudet ovat olleet jo suurempia kuin laboratoriossa valmistetuilla koekappaleilla eli rakenne on lujittunut odotusten mukaisesti tai jopa ylikin (kuva 5). Pilot 2003. Pihtisalmentie. Lujittuneen kuitutuhkaseoksen puristuslujuudet: rakentamista edeltävät ja rakentamisen aikaiset määritykset laboratoriossa, ja rakennetutkimusten poranäytteiden määritykset laboratoriossa (2003 ja 2004) 1050 900 Puristuslujuus [kpa] 750 600 450 300 150 548 765 ka 624 kpa 430 755 603 570 0 v. 2003 Keskilinja v. 2004 Keskilinja v. 2003 Reuna v. 2004 Reuna Laboraorio, työmaamassat Laboratorio, ennakkotutk., 28 d Kuva 5. Pihtisalmentien seuranta 2004. Seoksessa on kuitusavea noin 55 % (märkämassa), lentotuhkaa noin 39 % (märkämassa) ja yleissementtiä noin 6 %. Pihtisalmentie.doc 6
Kuva 6. Pihtisalmentien seuranta 2004. Poranäytteitä stabiloidulta koeosuudelta. Näytteidenoton yhteydessä v. 2004 määritettiin kulutuskerroksen kerrospaksuudet. Reunaosilla paksuudet vaihtelivat välillä 20-140 mm (ka 90 mm) ja keskilinjalla 80-160 mm (ka 130 mm). Murskekerroksen tavoitepaksuus oli 100 mm syksyllä 2003. Lämpötilaseuranta Pihtisalmentiellä seurattiin myös kuitutuhkan lämmöneristävää vaikutusta ja eri kerroksien lämpötilojen vaihtelua. Tätä tutkimusta varten on Pihtisalmentielle asennettu kolme lämpötila-anturia syksyllä 2003: kuitutuhkarakenteen läpi, vertailurakenteeseen (korjaamaton soratieosuus) ja pohjavedensuojausrakenteen läpi. Lämpötiloja seurattiin projektin aikana jatkuvasti gsm-linkin avulla ja tällä on voitu todeta, miten kuitutuhkarakennekerros eristää ja vaikuttaa mm. roudan tunkeutumiseen ja sulamisnopeuteen. Lämpötilaseurannalla pystytään esimerkiksi ohjaamaan kevään kantavuusmittausta kaikkein pahimpaan kelirikkoaikaan (kuvat 7 9) Helmikuun alkuun asti routa on edennyt kuitutuhka- ja vertailurakenteiden kohdalla samalla tavoin. Helmi-maaliskuun aikana roudan eteneminen on lähes pysähtynyt kuitutuhkalla, kun taas vertailurakenteessa routa on edennyt jopa 30 cm syvemmälle. Vertailuosuudella routaraja on pysynyt alempana ja routa sulanut noin 3 viikkoa ennen kuitutuhkaosuutta. Kuitutuhkan lämmöneristävyys siis pienentää routasyvyyttä ja hidastaa roudan sulamista erityisesti pinnasta käsin. Tulosten tulkinnassa on muistettava, että osuuksien pohjamaissa on saattanut olla eroavaisuuksia tai pohjavesi olla eri syvyydellä. Pihtisalmentie.doc 7
Routasyvyys [cm] 0 20 40 60 80 100 kuitutuhka 14.12.2003 21.12.2003 28.12.2003 4.1.2004 11.1.2004 18.1.2004 25.1.2004 1.2.2004 8.2.2004 15.2.2004 22.2.2004 29.2.2004 7.3.2004 14.3.2004 21.3.2004 28.3.2004 4.4.2004 11.4.2004 120 vertailu 140 Kuva 7. Pihtisalmentien seuranta 2004. Routasyvyys kuitutuhka- ja vertailuosuuksilla talvella 2003-2004. Keväällä roudan sulaminen sekä ylä- että alapuolelta aiheuttaa muutamaksi viikoksi kaksi routarajaa. syvyys [cm] Pihtisalmentien lämpötilamittaukset Kuitutuhka -5-4 -3-2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 4 Lämpötila [oc] -50000-40000 -30000-20000 -10000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 15.3. 30.3. 14.4. 6.3. 8.2. 10.1. 17.12. 29.4. 26.11. 7.11. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Kuva 8. Pihtisalmentien seuranta 2004. Kuitutuhkarakenteen lämpötilamittaukset talvella 2003-2004. Pihtisalmentie.doc 8
syvyys [cm] Pihtisalmentien lämpötilamittaukset vertailuosuus -5-4 -3-2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8-50000 -40000-30000 -20000-10000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Lämpötila [oc] 30.3. 14.4. 29.4. 15.3. 6.3. 6.2. 10.1. 14.12. 26.11. 7.11. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Kuva 9. Pihtisalmentien seuranta 2004. Vertailurakenteen lämpötilamittaukset talvella 2003-2004. Kantavuus Kohteissa tehtiin kantavuusmittauksia ennen rakentamista toukokuussa 2002 sekä seurantamittauksia syksyllä 2003 ja kesällä 2004 (kuva 10). Pilot 2003 (Pt 13981, Pihtisalmentie) Kantavuudet v. 2002 toukokuu 600 500 KUITUTUHKARAKENNE: MURSKE (0-11 mm) - SUOTOKAKKU -SEOS, 5 cm MURSKE ( 0-16 mm), 5 cm KUITUTUHKA, 20 cm VANHA TIERAKENNE v. 2003 lokakuu v. 2004 heinäkuu 400 E2 [MPa] 300 KUITUTUHKA PL 340-760 KUITUTUHKA PL 2000-2500 200 100 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 Tierekisteripaalutus [m] Kuva 10. Pilot 2003. Kantavuudet Pihtisalmen paikallistiellä Pt 13981. Pihtisalmentie.doc 9
Ensimmäisellä n. 400 m osuudella kantavuus on pysynyt keskimäärin samana kuin ennen rakentamista. ja jälkimmäisellä 500 m osuudella jopa parantunut selkeästi. Kantavuusmittaukset on kuitenkin tehty eri vuodenaikoina, joten niitä ei pysty suoraan vertailemaan keskenään. Kuitutuhkalla ei myöskään pyritä pelkästään kantavuuden parantumiseen vaan ratkaisu perustuu nimenomaan eristävään, erottavaan ja joustavaan kerrokseen, joka pienentää roudan tunkeutumissyvyyttä, estää kulutuskerroksen ja pohjamaan sekoittumisen sekä tasaa routaliikuntoja. Ennen rakentamista tehdyssä kantavuusmittauksessa mittauspisteet ovat harvassa, joten näissä tuloksissa korostuu yksittäinen lujempi kohta. 3.2 Ympäristökelpoisuus Kukkia Circlet projektin suunnitelman ja Pirkanmaan ympäristökeskuksen ympäristölupapäätöksen (PIR-2002-Y-743-111/3.7.2003) mukaisesti Pihtisalmentielle tehtyjen kuitutuhkarakenteiden ympäristövaikutuksia seurattiin vuosittain otettavien vesi- ja maaperänäytteiden avulla. Seurantavelvoite jatkui vuoden 2005 loppuun saakka. Seurantatutkimukset suoritti ja tulokset raportoi Ramboll Finland Oy:n Luopioisten yksikkö Tieliikelaitoksen (nyk. Destia Oy) Tampereen yksikön toimeksiannosta. Näytteistä määritettiin epäorgaanisten alkuaineiden pitoisuudet (As, B, Ba, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Sb, Zn, Al ja Mn), ph ja sähkönjohtavuus sekä TOC. Rakentamista edeltävää tilannetta kuvaavat referenssinäytteet otettiin kohteista kesällä 2003. Maanäytteet Maanäytteet otettiin vuosina 2004 ja 2005 vuoden 2003 kesän referenssinäytteiden vierestä. Näytepisteet M1 ja M2 ovat Pihtisalmentieltä kuitutuhkarakenteen reunaojan viereltä; näytteet on otettu kuitutuhkakerroksen alapuolelle ulottuvalta syvyydeltä. Maanäytteiden analyysi tapahtui TOC-määritysten osalta Lahden tutkimuslaboratoriossa ja muiden määritysten osalta Geologian tutkimuskeskuksessa. Liitteeseen 1 on koottu ne tulokset, joihin on olemassa julkaistuja, ekologisin ja terveysriskien perusteella laadittuja arviointikriteerejä. Liitteessä on käytetty Sorvari (2000) esittämiä kriteerejä maaperälle, jossa savipitoisuus on 25 % ja orgaanisen aineksen pitoisuus on 3 %. Referenssinäytteiden tuloksiin verrattuna vuoden 2004 ja 2005 tulokset ovat pääosin samaa suuruusluokkaa. Orgaanisen hiilen kokonaispitoisuus, TOC, on vuoden 2004 ja 2005 koholla vuoteen 2003 verrattuna. Tämä perustunee osittain kesän 2004 sateisuuteen ja toisaalta edeltävän kesän 2003 kuivuuteen. Pihtisalmentien näytteissä vuodelta 2004 on esimerkiksi mangaanin pitoisuuksissa nähtävissä nousua, mikä voidaan selittää normaalina poikkeamana näillä alueilla. Samoin muut muutokset (+/-) selittyvät normaaleina poikkeamina maa-aineksen pitoisuuksissa. Maanäytteissä on todettavissa esimerkiksi kuparin, nikkelin ja sinkin pitoisuuksien ylittävän puhtaalle maalle esitetyn tavoitearvon, mutta olevan vielä reippaasti toimenpiderajan (pilaantuneen maan rajaarvon) alapuolella. Vesinäytteet Vuoden 2004 ja 2005 vesinäytteet otettiin Kangasalan terveyskeskuksen terveystarkastajan toimesta 17.8.2004. Kaivot olivat samoja kuin vuoden 2003 referenssinäytteitä otettaessa. Kaivot 156 ja 310 ovat Pihtisalmentiellä, mahdollisimman lähellä kuitutuhkarakenteita. Pihtisalmentie.doc 10
Vesinäytteiden TOC-määritykset teetettiin Lahden tutkimuslaboratoriossa ja muut määritykset Geologian tutkimuskeskuksessa. Liitteeseen 2 on koottu referenssinäytteiden sekä vuosien 2004 ja 2005 seurantanäytteiden analyysitulokset niiltä osin kuin on julkaistuja kriteerejä käytössä. Tuloksia voidaan verrata STM 461/2000 asetuksen talousveden kemiallisiin laatuvaatimuksiin ja laatusuosituksiin. Vuoden 2004 näytteiden analyysitulokset ovat pääosin samalla tasolla kuin referenssinäytteiden analyysitulokset. Analyysitulokset ovat myös suurelta osin alle STM:n asettamien kemiallisten laatuvaatimuksien ja laatusuositusten. 4. Seurantatutkimukset 2006-2008 4.1 Tekniset 4.1.1 Rakennetutkimukset Rakenteen seurantatutkimukset on suoritettu UUMA-inventaari projektin puitteissa lokakuussa 2006. Rakennetutkimuksia varten näytteet otettiin poraamalla tien keskiosalta ja tien reuna-osalta. Samassa yhteydessä arvioitiin silmämääräisesti tien ja rakenteen kuntoa sekä otettiin valokuvia. Näytteistä testattiin 1-aksiaalinen puristuslujuus, kuivairtotiheys ja vesipitoisuus. Vuoden 2006 tuloksia on verrattu vuoden 2003 ja 2004 tuloksiin kuvassa 11. UUMA-rakennetutkimukset. Kukkia Circlet: Pihtisalmentie. Eri osuuksien keskilujuudet. Näytteet tien keskilinjalta ja tien reunaosasta. 1000 900 800 v. 2003 v. 2004 v. 2006 700 Puristuslujuus [kpa] 600 500 400 300 200 100 0 osuus 1, keskilinja osuus 2, keskilinja osuus 1, reuna osuus 2, reuna Kuva 11. UUMA-rakennetutkimukset. Kuitutuhka-massiivirakenteen puristuslujuuksia tien keskilinjalta ja reunaosasta. Tulosten mukaan tien reunalta otettujen näytteiden lujuudet olivat keskimäärin pienemmät kuin keskilinjalta otettujen. Vuoden 2006 seurantanäytteiden lujuudet ovat alemmat kuin vuoden 2004 lujuudet, jotka on määritetty samoilta tieosuuksilta. Pihtisalmentie.doc 11
4.1.2 Kuntokartoitus Vuonna 2008 kohteessatehtiin UUMA-inventaarihankkeen puitteissa silmämääräinen kuntokartoitus. Kuntokartoituksen tulokset on koottu taulukkoon 3. Taulukko 3. Kuntokartoituksen tulokset. Paalu 200-340 340-760 760-2000 2000-2500 2500-2580 2580-2640 2640-2740 2740-2820 2820-2920 2920-3000 Havainto Tie hyväkuntoinen, ryhdikäs, Osuudella tien keskiosalla 2 noin 2 m 3 hiukan joustavaa kohtaa, lisäksi muutama pieni kuoppa Tie hyväkuntoinen ja ryhdikäs, loivissa notkoissa joitakin pieniä kuoppia plv 400-420 ja 680-690. Tie pääosin hyväkuntoinen. Sivukaltevuudet osin puutteelliset, paikoin pieniä kuoppia. Paalulla 945 vasemmalla puolen silmäke, paaluilla 960 ja1065 vasemmalla lievät heitot. Vasemmassa reunassa raidepainuma plv 1065-1090 ja 1360-1600. Plv 1750-1770: vasen reuna painunut. Plv 1780-1820: ajoraide painunut. Plv. 1970-2000: oikea ajoraide painunut. Murskeella korjattu kelirikkovaurioita: Karkea murske pinnassa plv 2050-2095, 2180-2300, 2390-2460, 2490-2500. Plv 2180-2195: näkyvissä oikea raidepainuma murskeesta huolimatta, myös kuitutuhkaa reunalla pinnassa. Plv 2270-2290: vasen reuna pehmeä, painunut, kuitutuhkaa pinnassa. Plv 2340-2370: vasen ajoraide vähän painunut. Plv 2470-2490: sivukaltevuudet puutteelliset, pinta kuoppainen. Tie hyväkuntoinen, mutta sivukaltevuudet puutteelliset Tie kuoppainen, osin levinnyt, silmäkkeitä noin pl 2610, sivukaltevuudet puuttuvat Tie melko hyväkuntoinen, lievästi raiteistunut, paikoin pieniä kuoppia, sivukaltevuudet puutteelliset Tie hyväkuntoinen Tie kelirikkoinen, raiteistunut, silmäkkeitä. Tie melko hyväkuntoinen Vertailuosuus Koerakenne Vertailuosuus Koerakenne Vertailuosuus 4.2 Haastattelut Tiemestari Seppo Riippi (haastattelu 18.8.2008) ei ole itse ajanut kyseistä tieosuutta, joten hänen tuntumansa tiestä on urakoitsijan ja palautteiden varassa. Valituksia tiestä tulee vähän vaikka tie on kokonaisuudessaan keväisin selkeästi kelirikkoinen. Tiellä on ollut keväisin aika ajoin painorajoitus. 5. Kohteen ja tutkimustulosten arviointi Vuonna 2004 Pihtisalmentiellä kuitutuhkarakenteella korjatut kohdat olivat säilyneet hyvinä ja tie on niiden ansiosta kokonaisuudessaan käyttökelpoisempi kuin ennen kunnostamista. Kuitutuhkarakenne on lujittunut odotusten mukaisesti ja se on säilynyt kiinteänä. Lämpötilamittausten perusteella kuitutuhkara- Pihtisalmentie.doc 12
kenne on sekä pienentänyt routasyvyyttä että hidastanut roudan sulamista erityisesti pinnasta käsin. Vuoden 2006 ja 2008 havaintojen perusteella reunaosan lujuudet olivat keskimäärin pienemmät kuin keskilinjalta otettujen kappaleiden ja seurantanäytteiden lujuudet ovat lievästi pienentyneet verrattuna vuoden 2004 lujuustuloksiin. Lujuusmuutoksilla ei ole olennaista toiminnallista vaikutusta. Tien kunto oli varsinkin toisella kuitutuhkaosuudella plv. 2000-2500 heikentynyt edellisestä kuntokartoituksesta. Koeosuudella tie oli raiteistunut ja tielle oli jouduttu ajamaan mursketta kelirikkovaurioiden korjaamiseksi. Vastaavia painumia oli havaittavissa myös vertailurakenteessa, mutta näitä ei ollut vielä tarvetta korjata murskeella. Syitä koeosuuden ongelmiin: Väärä työjärjestys ja kerroksien sotkeminen kuorma-autolla rakentamisen aikana. Tämä on johtanut epätasaiseen tiivistymiseen ja laitojen löyhtymiseen. Maanäytteiden ja kaivovesinäytteiden analyysituloksien perusteella kuitutuhkarakenteilla ei ole todettu olevan vaikutuksia ympäristöön Tiemestarin ja urakoitsijan lausunnot perustuvat havaintoihin koko tiestä yleensä eivätkä erittele näitä kuitutuhkaosuuksia. Viitteet STM 94: Sosiaali- ja terveysministeriön päätös talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista 74/1994. Annettu Helsingissä 21.1.2994 (www.finlex.fi/fi/laki/alkup/1994/19940074) Sorvari, J. Ympäristökriteerit mineraalisten teollisuusjätteiden käytölle maarakentamisessa. Suomen ympäristö 421. Suomen ympäristökeskus. STM 461/2000. Sosiaali- ja terveysministeriön asetus talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista Pihtisalmentie.doc 13
LIITE 1 Pilot 2003. Maanäytteiden ympäristöseurannan tulokset 2003-2005. Vuoden 2003 näytteet ovat referenssinäytteitä ennen rakentamista. Pilot 2003 ph EC TOC As B Ba Cd Cr Cu Mo Ni Sb Se Al Mn Zn ms/m 25 C mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Tavoitearvo, puhdas maa - - - 13 5 600 0,3 80 32 5 40 5 1 - - 90 Raja-arvo, pilaantuminen - - - 60 50 600 10 500 400 200 300 40 10 - - 700 Pihtisalmentie Pl 420 op ojan penkka M1 R 5,7 2,4 510 4,38 2,70 185 0,08 73,0 32,5 0,93 35,7 0,02 <0.5 26100 834 114 kuitutuhkakerroksen alapuoli 04 5,4 1,2 170 3,65 2,11 207 0,22 72,4 19,4 1,07 43,5 0,03 <0.5 25700 2020 179 05 4,9 15 1300 7,80 <4 57 <0,4 26,0 21,0 <1 12,0 <4 <2 9300 260 43 Pihtisalmentie PL 2320 op ojan penkka M2 R 6,2 4,5 330 4,14 1,80 151 0,09 61,9 21,3 0,92 34,1 0,02 0,81 24600 925 117 kuitutuhkakerroksen alapuoli 04 6,0 2,2 110 5,18 2,03 203 0,15 79,3 32,9 1,00 47,4 0,02 0,53 28400 1270 184 05 5,2 44 500 3,60 <4 140 <0,4 49,0 22,0 <1 30,0 <4 <2 24000 760 120 R = referenssinäytteiden tulokset v. 2003 04= seurantanäytteiden tulokset v. 2004; M3 n. 30 m sivulta (alkup. näytteenotto paikka veden peitossa) 05= seurantanäytteiden tulokset v. 2005;
LIITE 2 Pilot 2003. Vesinäytteiden ympäristöseurannan tulokset 2003-2005. Vuoden 2003 näytteet ovat referenssinäytteitä ennen rakentamista. Pilot 2003 TOC Al As B Ba Cd Cr Cu Mn Mo Ni Sb Se Zn ph EC mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l ms/m 25 C STM 461/2000. Kemialliset laatuvaatimukset (max) 10 1000 5 50 2000 20 5 10 STM 461/2000. Laatusuositukset (max tavoitearvot) Muut / STM 1994 200 50 6,5-9,5 250 700 70 3000 Pihtisalmentie 156 (Tiina Järvi); v. 2004 eri kaivo kuin v. 2003 Pihtisalmentie 310 1 2 R 2,3 605 0,4 6,6 13,2 0,0 1,0 19,1 5,4 0,4 1,5 0,03 <0.5 33 6,9 12 04 <1 3 0,2 147 7,41 <0.02 <0.2 1,5 4,8 1,1 0,2 <0.02 <0.5 2 8,2 28 05 <0,5 9 0,3 145 10,7 0,02 <0,2 2,1 8,8 1,1 0,1 0,02 <0,5 2 8,3 31 R 2,5 217 0,1 3,6 20,5 0,02 0,4 9,2 18,5 0,2 1,5 0,02 <0.5 6 5,7 2 04 3,5 314 0,1 8,0 19,1 0,02 0,5 11,0 22,1 0,3 1,5 0,03 <0.5 7 5,9 3,5 05 2,5 258 0,1 5,6 19,9 0,03 0,5 27,7 17,4 0,2 1,2 0,03 <0,5 14 5,9 4 R= referenssinäytteiden tulokset vuodelta 2003 04= vuoden 2004 näytteiden tulokset 05= vuoden 2005 näytteiden tulokset