MITSATIHON a saus 7/99 METSÄKULJETUS HARVESTERIN JÄLKEEN PekkaJuhani Kuitto Kuormi en koot: olivat: harvest:erit:yöma.i lla hieman suuremmat: kuin v a st:aavilla mecsurit:yömailla; avohakkuussa sahacukkien kuo rmat:./ o livat: keskimäärin 6 %, 5 m havukuit:upuun 4 % ja 3 m havukuit:upuun 2 % suuremmat:. Talvella kuormat: olivat: useizmnit:en hieman s uurempia kuin k e s ä llä. Mets äalan Kuljetuksenantajat ja se tehtiin metsäkuljetuksen maksuperusteiden tarkistamiseksi. Tutkimuksen suunni t te l ua j a seu ran taa var ten perustettiin tukir yhmä os apuolten n imeämistä henkilöistä. Ryhmään kuuluiv at Risto Ki lkki, Harri Rumpunen, Boris Wis t ba c ka ja Ahti Äikäs. Kuormauspist:eid en v ä lin en kuormausa jonope us oli harvest:erit:yömailla h i t:aampi kuin met:surit:yömailla. Havusahacukkien kuormaus o li harvest:erin jälkeen 5 29 % nopeampaa kuin met:surin jälkeen. Kuormaus oli Calvella 4 5 % hi Caampaa kuin kesällä. YI i 2 ~: n uranvarsit:iheyksissä (~ j m ajouraa) kuormauksen ajanmenekki oli kuit:enkin suun n i ll e en sama k e s ä llä j a calvella. Hit:ainca oli kuormaca harvescerin jälkeen 3 m havu kuicupuuca ja me t:surin jälkeen 5 m havukuicupuuca. Yksityiskohtaiset tulokset luovutettiin sopijapuolille tammikuussa 99. Katsaus on tii v i stelmä tutkimustuloksista. JOHDANTO TUTKIMUSMENETELMÄ JA AINEISTO Tutkimus tehtiin vertailevan aikatutkimuksen periaatteen mukaan. Traktorityötä tutki t t i in sekä koneellisen että manuaalisen hakkuun jälkeen. Tutkimuskohteet pyrittiin val it semaan siten, että vertailtavien menetelmien työmaat vastasivat käytännön tasolla puutava ral taan, hakkuumenetelmiltään ja kuljetus ol o iltaan mahdollisimman hyvin toisiaan. Metsäteho on t ehnyt 97luvun alusta l ä h t i en neljä l aaj aa t u tkimus ta mets äku ljetuksen ma ksuperus t eiden määri t telemi s eks i. Vi ime isin niistä teh tiin vuonna 985 (Metsätehon ka t saus /986). Tutkimukset ovat kohdistuneet manuaalisen hakkuun jälkeiseen metsäkuljetukseen. Tässä t u tki muksessa selvitettiin harveste r i l la val mi stetun puutavaran metsäkuljetuksen a j anmene kkejä ja niiden suhteita avo ja h a r vennush akku issa. Lisäksi ajanmenekkejä verrattiin manuaalisen hakkuun jälkeiseen metsäkuljetukseen. Tutkimus kohdistettiin puutavaran kuormaukseen ja kuormausajoon. Samalla selvitettiin, miten eri puutavaralajit ja hakkuumenetelmät vaikuttavat traktorikuormien kokoihin. Tyhjänä ja kuormattunaajoa ja purkamista ei tutkittu. Tutkimusta pyysivät metsäkuljetuksen maksusopijapuolet Koneyrittäjien liitto r.y. ja Kuva. Havusahatukkien lcuormausta koneellisen haklcuun jalkeen. Molemmat valok. FMG Lokomo Forest Oy
TAULUKKO Kuormatraktorit Merkki (vuosimall i). 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9... Lokomo 99T Valmet 862 Valmet 832 Kockums 8435 Osa Ponsse S 5 Valmet 832 Ponsse s 5 Lokomo 9 Lokomo 99T Lokomo 99 Valmet 832 Ponsse S 5e ( 85) (85) ( 86) (85) ( 85) (87) ( 88) ( 86) (87) ( 85) ( 85 ) ( 87 ) (88) Kuormain Cranab 4 6 F7L F7L Metsäkuljetuskalustona olivat keskikokoiset, pitkäulotteisella kuormaimella varustetut (ulottuvuus noin m) ja vuosimalliltaan 985 tai sitä uudemmat kuormatraktorit (taulukko ). Kohteena oli ll koneyrittäj än traktorit siten,, että h eistä viisi omisti sekä traktorin että samassa ketjussa olevan harvesn (traktorit 5) ja kuusi pelkästään traktorin (traktorit 6 ). Lisäksi koneiden valinnassa otettiin huomioon traktorimerkeittäinenjatutkimusalueittainen vaihtelu. Aineistot kerättiin Metsä tehon j äsenyritysten työmailta talvella ja kesällä. Puutavaral a jeina olivat havusahatukit sekä 5 m ja 3 m havukuitupuu. Kuormausajossa työmai den maastoluokat olivat.. 4. Tutkimusain eistoa kerättiin 4 työmaalta yhteensä 285 traktorikuormaa. Aineiston mää rä koneellisen h akkuun j älkeisestä ajosta o li 823 m3 ja vertailuaineistona manuaalisen hakkuun jälkeisestä ajosta 888 m3 eli yhteensä 2 7m3 (taulukko 2). Siitä talviaineiston osuus oli 44% ja kesäaineiston 56 %. Aikatutkimusaineistot keräsi Metsätehon työntutkija. Olosuhde ja työvaikeustekijät, hakkuun työmenetelmät, a jouravä lit sekä ajetut puutavaramäärä t ja puutavaran lajittelun periaatteet r ekisteröitiin aikatutkimusten yhteydessä. Erityishuomiota kiinnitettiin traktorikuormien kokojen ja niiden rakenteen selvittämiseen. Jokaiselta työmaalta valittiin eri puutavaralajeja edustavat koekuormat, jotka mitattiin yksin pölkyin nappuloimalla välivarastoilla. TAULUKKO 2 Tutkimusaineisto Puutavara harves l aj i metsuri Yhtee nsa harves mets ur i Yhteensä 2 7 69 98 22 363 69 7 65 39 569 2 7 995 4 378 99 49 798 Hartola Laukaa Sotkamo Kangasniemi " Kuusamo Kullaa Vihtijärvi Pellosniemi Haapajärvi Pihtipudas Kokkola Ilomantsi Urakanantaja Osk. Metsäliitto (talvi ) (kesä) (talvi ) (kesa) " Veitsiluoto Oy A. Ahlström Oy Enso Gutzeit Oy Veitsiluoto Oy Osk. Metsäliitto Pohjanmaan Puu Oy TUTKIMUSTULOKSIA Kuormauspisteittäiset puumäärät Harvestyömailla yleensä kaikki puutavara kasataan ajouran varteen, kun taas metsurityömailla tukit hakataan leväl l een ja kuitupuu kasataan palstalle tai vyöhykkeelle ja korkeintaan l yhyt kuitupuu ajouran varteen. Kuormauksen tuottavuuteen vaikuttavat olennaisesti, paljonko tavaralajia yhdestä kuormauspisteestä traktoriin voidaan kuormata, sekä kuormattavan puutavaralajin määrä ajouran pituusyksikköä kohti (m3 / m ajouraa). Uranvarsitiheyteen vaikuttaa eniten hakkuutapa (avo jharvennushakkuu). Edelleen tuottavuuteen vaikuttavat puutavaralaji, kasojen koko, etäisyys ja määrä kuormauspisteessä sekä lajittelun tarve kuormattaessa, kuormaimen ulottuvuus, maasto ja kuljettajan ammattitaito. Harvestyömailla kaikkien puutavaralajien kasojen koot olivat sekä avo että harvennushakkuussa keskimäärin suuremmat kuin metsurityömailla. Syynä on se, että h arve st kas aavat puutavaran ajouran varteen työpisteittäin. Tutkimuksen mukaiset traktorin y hdestä kuormauspisteestä kuormaamat puutavaramäärät hakkuutavoittain uranvarsitiheyden mukaan on esitetty kuvassa 2. ssa ajouravälit olivat harves työmailla 22 m ja metsurityömailla noin 2 m (kahdella työmaalla noin m) ja harvennushakkuussa harvestyömailla metriä ja metsurityömailla 2 m. Kuormien koot ja rakenteet ml 5 m havukuitupuu 3 m havukuitupuu Paikkakunta Yksin pölkyin nappuloimalla mitattiin 285 traktorikuormasta y hteensä 79 kuormaa. Kokojen lisäksi kuormista selvitettiin pölkkyjen määrät ja tukkikuormista myös pölkkyjen kesk i pituudet kuormittain. )
TAULUKKO 3 Traktorikuormien koot, kaikki kuormat ja nappulaidut kuormat Talvi Kesä Puutavaralaji har;es~ metsuri ter Puutavara aj i Harv. hakkuu harves~ metsuri harves ~ metsuri metsuri Kuorman koko, ml KAIKKI KUORMAT 2.46.6 5 m havukuitupuu 9.65 9. 77 3 m havukuitupuu 8.4 6.62 NAPPULOIDUT KUORMAT 2. 94.68 5 m havukuitupuu. 98 9.88 3 m havukuitupuu 8.99 6. 52.35 2.7.49. 45 6.65 9. 44 9.39 8.49 8. 67 6. 36 7.67 7.7 6.. 7 2. 792 2.667.922 7.54.342 9.83 8.468 8.222 6. 7.479 6.83.. 3 TAULUKKO 4 Kuormankokojen kehittyminen, avo ja harvennushakkuut, metsurityömaat 978 985 989. 2.4. 5 m havukuitupuu 9.4 8.4 9. 3 m havukuitupuu 6.4 5.6 6.7 Harvesn jälkeen ::.:.:. Hetsurin jälkeen ml A V H A K K U U 2.o....rr.., ssa kuormien koot olivat harvestyömailla yleensä hieman suuremmat kuin metsurityömailla nn kesällä kuin talvella; sahatukkien kuormat olivat keskimäärin 6 %, 5 m havukuitupuun 4 % ja 3 m havukuitupuun 2 % suuremmat (kuva 3). Talvella kuormat olivat useimmiten hieman suurempia kuin kesällä (taulukko 3). Metsurityömailla kuormat olivat yleensä avohakkuussa suurempia kuin harvennushakkuussa. Sitä vastoin tutkimustulosten perusteella kuormien koossa ei ollut eroa, oliko traktori saman tai eri yrittäjän harvesn jälkeisessä ajossa. Havusahatukkien ja lyhyen kuitupuun kuormien keskikoot olivat nyt hieman suuremmat kuin vuosien 978 ja 985 maksuperusteaineistoissa (taulukko 4), jotka koskivat manuaalisen hakkuun jälkeistä metsäkuljetusta. Pitkän kuitupuun kuormankoot sen sijaan olivat suunnilleen samansuuruiset kuin aiemmin. Talvella havusahatukit oli harvestyömailla katkottu pitemmiksi kuin metsurityömailla (taulukko 5, s. 4). Kesällä tilanne oli yleensä päinvastoin. Harvestyömailla sahatukkeja ja pitkän kuitupuun pölkkyjä oli kuormissa talvella hieman vähemmän kuin kesällä (taulukko 6, s. 4). 5 2 35 4 Uranvarsi t iheys, a3 ajouraa m3 H A R V E N N U S H A K K U U 7 ~~.r~ha~v=us~a~ha7tu~k7it~,.6 +++ ~v~4 ~. 5 5 kuitupuu ++~~~t~~{[~~~~~~ t~~~~~~~~ ~. 4 =~,.... 3 +=,_.fi;..:::;,~::::;:, C:.:.:.. +=3= =kuf:i:=t::u::pu :;:u~~ ~. 2 t~~~+4. 8 6 4 2.havusahatukit O s kuitupuu 3 m kui tupuu Kuormien koot, m 3 Suhteelliset kuormien koot, X 6. 2 5 2 Uranvarsi tiheys, 3 ajouraa Metsuri t yömaat Metsuri työmaat.. Harvestyömaat Harvestyömaat Kuva 2. Kuormauspisteitllliset puulavaramaarat avobakkuussa ja harvennushakkuussa Kuva 3. Traktorikuormien koot avobaklruussa tavaralajeitlain (talvi + kesa) 3
TAULUKKO 5 Traktorikuormien keskipituudet, nappulaidut kuormat harves l Puutavara laji Ha rvennusha kkuu metsuri metsuri Tukkikuormien pituude t, cm keskimaarin vaihteluvali keski maa rin vaihteluval i kes k imaa r in vai htel uvali talvi 487 45 56 448 4 496 455 439 47 kesa 458 4 496 49 452 478 455 58 TAULUKKO 6 53 Traktorikuormien pölkkymaa r a t, na ppul a idut kuormat Avoha kkuu harves Puutava r a kes kimaa rin Havus ahatukit talvi kesa va ihte luva li 7 64 59 4 47 5 m havukuitupuu talvi kesa 5 59 26 98 94 76 7 2 3 m havukuitupuu t a lvi kesä 8 6 73 3 2 3 2 22 53 242 77 Kuormausajolla tarkoitetaan traktorin s~~r tymistä kuormauksen yhteydessä kuormauspisteestä toiseen. Kuormausajoen sisältyvät varsinaisen kuormausajon lisäksi sen valmistelut ja päättämiset. Kun puutavaralajin uranvarsitiheys pienenee, siirtymismatka siirtymiskertaa kohti ja siirtymisten määrä kuormaa kohti suurenevat. Kuormausajan valmistelu ja päättämisaika oli keskimäärin. 6 min siirtymiskertaa kohti sekä harves että metsurityömailla. Kuormausajonopeus oli maastoluokan työmailla kesällä suurempi kuin talvella ja harves työmailla pienempi kuin metsuri työmailla (taulukko 7). Se johtunee siitä, että harkuormausajonopeus, yhden puutavaralajin kuormat, maastoluokka harves~ metsuri harves metsuri Kuorma usajonopeus, m/ min 4 kesk ima.a. rin 52 63 Kuonnausajo Puutavaralaji me t suri Kuor mi e n pöl kkymaara, kpl laji TAULUKKO 7 metsur i talv i kesa 43 23 5 m havukuitupuu talvi kesa 2 36 5 29 23 3 m havukuitupuu t a lv i ke s a 26 36 23 26 vaihtelu vali 49 46 96 64 7 2 74 38 keskimaarin vaihteluvali 85 68 66 52 5 24 222 7 2 376 242 2 2 2 4 3 8 vestyömailla puutavaralajien uranvarsitiheys on suuri ja ajomatka kuormauspisteestä toiseen on siten lyhyempi kuin metsurityömailla, mikä hidastaa yleensä ajonopeutta. Suurin kuormausajonopeus oli kesällä avohakkuussa metsurityömailla. Verrattuna aiempaan, vuoden 985 manuaalisen hakkuun jälkeisen metsäkuljetuksen tutkimukseen kuormausajo on kesällä hieman nopeutunut (metsurityömaat 28 m:stä/min 36 m:iin/min hakkuumäärillä painotettuna), kun taas talvella se on suunnilleen sama (3 m:stä/min m:iin/ min). Kuonnaus Harvesn ja metsurin jälkeisen kuormauksen ajanmenekeissä oli eroja sekä talvella että kesällä, ja ne vaihtelivat hakkuutavan ja puutavaralajin mukaan. Havusahatukkien kuormaus oli avohakkuussa nopeampaa harvesn jälkeen kuin metsurin jälkeen; nopeinta se oli kesällä (kuva 4). Vuodenaika ei vaikuttanut harvesn jälkeiseen kuormaukseen niin paljon kuin metsurin jälkeiseen. Koska talvi oli vähäluminen, varsinaista syvän lumen vaikutusta ei voitu tutkia. Kuormaus oli samoissa uranvarsitiheyksissä harvesn jälkeen kesällä 2 % ja talvella 5 29 % nopeampaa kuin metsurin jälkeen. Kuormauksen nopeuteen näytti lisäksi hieman vaikuttavan se, olivatko harves ja kuormatraktori saman yrit täjän koneita vaiko eivät. Saman yrittäjän
Kuormausa ika, min / m3 2.. 8. 6.4.2.. 8 ~ Me t su r i n älkeen ~... ~.;.;;; ' _\ '... i"~ t: " ~~ ~~ r~ 5 Ha rves t enn älkeen ~~ ~~ 2 35 4 45 5 55 6 Uranva rsi t iheys, m3 m ajou raa Kuva 4. Havusahatukkien kuormausaika avobakkuussa koneketjussa oleva traktori kuormasi havusahatukkeja useimmissa tapauksissa hitaammin kuin "villi traktori". Se johtui osalla työmaista siitä, että saman yrittäjän harves traktoriketjussa harvesn tuottavuutta "maksimoitiin" eli sen laj ittelujälki oli huonompi. Puutavarakasat olivat enemmän yhtenä mattona ajouran varressa ja traktorin kuormausaikaa kului tukkien lajitteluun esim. pitkän kuitupuun seasta. Useimmiten traktorit kuljettivat yhtä puutavaralajia kerrallaan. Metsurin jälkeen kuormauksen ajanmenekki avohakkuussa oli talvella suunnilleen sama kuin vuonna 985, kun taas kesällä se oli 7 ll % pienempi. ssa havusahatukkien kuormaus vastasi vuoden 985 tuloksia. ha vusaha t uki t 5 Suhteellinen ajanmenekki kui tupuu T A L V l ' :.".r... ' :... 8 6 4 Havukuitupuu on hitaampaa kuormata kuin tu kit (kuva 5). Hitainta on yleensä kuormata harvesn jälkeen 3 m kuitupuuta ja metsu rin jälkeen 5 m kuitupuuta. 5 m havukuitu puun kuormaus oli avohakkuussa harvesn jälkeen kesällä hieman nopeampaa kuin talvella, ja pienissä uranvarsitiheyksissä sen kuormauksen ajanmenekki oli kaksinkertainen verr attuna havusahatukkien kuormauksen ajanmenekkiin (m3/min). Ajanmenekkiero pieneni kuitenkin selvästi, kun uranvarsitiheys suureni. Traktoreittain aj anmenekkien hajonta oli suuri. 3 m havukuitupuun kuormaus oli avohakkuussa harvesn jälkeen talvella ja kesällä ajanmenekeiltään lähellä toisiaan. Kuitenkin pienissä uranvarsitiheyksissä sen ajanmenekki oli kesällä suurempi kuin talvella ja suuremmissa tiheyksissä päinvastoin. Verrattuna havusahatukki en kuormauksen aj anmenekkeihin 3 m havukuitupuun kuormauksen ajan menekit olivat.4 2.3kertaiset.... 3 m kui t upuu 22+~~~+r+'~ 2 Etelä Suomessa harves työmailla eri tyises ti havusahatukkien uranvarsitiheys oli avohakkuussa suuri, suurimmillaan 88. 5 m3 / m ajouraa. Suuretessaan puutavaralajeittainen uranvarsitiheys vaikuttanee kuitenkin kaksitahoisesti: Kuormaus nopeutuu harvestyömailla noin 2 m3 :n uranvarsitiheyteen asti, jonka jälkeen nopeus vakiintuu. Jos harvesn tuottavuus kuitenkin "maksimoidaan", jolloin traktori laj ittelee puutavara lajit kuormauksen yhteydessä erilleen yhte näisestä kasajonosta, kuormaus yleisimmin hidastuu, koska uranvarsitiheydet ovat suuret. Harvesn ja metsurin jälkeisen kuormauksen apuajoissa ei ollut merkittäviä eroja eri vuodenaikojen välillä. Työnvaihe " "...... 2... ~...... t ~~~r, 5 2 Työn suunnittelu Kasakohtainen valmistelu Muut työt...2 KE S Ä 22 2 8 6 4 {._,... '\ \ '...... \ ~ ' '.... 2.............,...... Uranvarsitiheys, 5 2 3 ajouraa Kuva 5. Havukuilupuun suhteelliset kuormausajat barvesn jalkeen avohaklcuussa ( = bavusabatukkien kuormausaja t) Kuva 6. Vuodenajan vaikutukset kuorma uksen aja nmenekkiin jaavat ha rvestyömailla vahaisemmilcsi kuin metsurityömailla 5
Ajonopeudet ja purkaminen TAULUKKO 8 Traktoreiden tyhjänä ja kuormattunaajonopeuksia ja kuormien purkamisaikoja ei tutkittu. Vuoden 985 tutkimuksen mukaan havusahatukkien ja 5 m havukuitupuun purkamisajat valmisteluineen olivat.85 minjm3 ja 3m havukuitupuun.4 minjm3. Purkamisajoaika varastolla oli.2 min/kuorma. Tyhjänäajo oli maastoluokan mukaan talvella 2 26 % nopeampaa kuin kesällä, kun taas kuormattunaajo oli talvella 34 % hitaampaa, kun lunta oli 5 cm. olosuhteet pienensivät kuormattunaaj onopeutta kesällä 4 % ja talvella 6 5 %. Tyhjänäajoon eivät harvennusolosuhteet näyttäneet vaikuttavan. Maastoluokan suhteellinen vaikutus ajonopeuksiin on oletettavasti harve stereiden jälkeisessä metsäkuljetuksessa suunnilleen samansuuruinen kuin metsurin jälkeisessä (taulukko 8). Hakkuukoneen valmiiksi polkema ura nop eut tanee puutavara~ ajoa syvän lumen aikana, harvennushakkuussa enemmän kuin avohakkuussa. Vaikeammissa maastoluokissa kesällä varsinkin upottavilla ajourilla metsäkuljetus on kuitenkin todennäköisesti koneellisen hakkuun jälkeen hieman hitaampaa kuin manuaalisen hakkuun. Nopeutta lisäävät hakkuukoneen Metsäteho Review Tyhjänä ja kuormattunaajonopeus vuonna 985, avohakkuu, kesä, ajomatka m Kuonnattuna ajo Maasto luokka Tyhjänä ajo + 5 m kuitupuu 3 m kuitupuu m/min l 2 3 4 47 4 35 29 44 36 3 45 38 32 ajouralle karsimat hakkuutähteet (kantavuus paranee ), mutta sitä pienentävät hakkuukoneen tekemät syvät raiteet ajourille. Muun muassa ajonopeudet puutavaralajeittain ja hakkuutavoittain selvitetään Metsätehon keväällä käynnistämässä ns. metsäkoneiden jatkuvassa maksuperustetutkimuksessa. Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa jatkuvasti ajantasaista maksuperustetietoa koneellisen hakkuun ja metsäkuljetuksen ajanmenekeistä, ajanmenekkirakenteista ja tuottavuuksista eri leimikkooloissa (Metsätehon katsaus 9/99). Asiasanat: metsäkuljetus r 7/99 FOREST HAULAGE AFTER MECHANIZED CUITING The study was conducted in order t o determine the payment bases for forest haulage after me chanized cutting. The load sizes at mechanized cutting work sites were slightly larger than at comparable manual cutting sites; at clear cutting sites sawlog load sizes were an average of 6 % larger, those of 5 m softwood pulpwood 4 % larger and of 3 m softwood pulpwood 2 % larger. Loads hauled during the winter were generally somewhat larger than summer loads. than at manual cutting sites. Sawlog loading after mechanized cutting was 5 to 29 % faster than after manual cutting. Loading in winter was 4 to 5 % slower than in summer. Loading times were, however, nearly the same in summer and winter when timber densities along the strip road (m3 / m of strip road) were over 2 solid m3. The slowest loading times occured during loading of 3 m softwood pulpwood after mechanized cutting, and 5 m softwood pulpwood after manual cutting. The loadinghauling speed between loading points was slower at mechanized cutting sites Key words: METSÄTEHO ISSN 3574326 forest haulage SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITTO RY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO PL 94 (Fabianinkatu 9 B) 3 HELSI Kl3 Puhelin (9) 658922 HElS 99 PAINOVAlMISTE