1 Runkokelirikkokorjausten suunnittelu ja toteutus S14 Vähäliikenteisten teiden taloudellinen ylläpito Aarno Valkeisenmäki 2 Esitys perustuu raporttiin ja kalvosarjaan: Saara Aho, Timo Saarenketo ja Pauli Kolisoja Kelirikkokorjausten suunnittelu ja rakentaminen Tiehallinnon selvityksiä 64/2005 1
3 S14 tutkimusohjelmassa useita kelirikkoon ja painorajoituksiin liittyviä projekteja Kelirikkoteiden liikenteen rajoittaminen, Koekäyttöversio 24.2.2005, Työraportti (saatavana vain S14- www-sivuilta Kelirikkokorjausten suunnittelu ja rakentaminen, Tiehallinnon selvityksiä 64/2005 Sorateiden runkokelirikko ja kelirikon vaikeuden ennustaminen, Tiehallinnon selvityksiä 46/2003 Kelirikkoteiden painorajoitusten yhdenmukaistaminen, Tiehallinnon selvityksiä 56/2003 Painorajoitusten ajoituksen ja suuruuden määrittäminen, Tiehallinnon selvityksiä 8/2004 Seurantatutkimus kelirikkoteiden liikenteen rajoittamisohjeen käytöstä, Työraportti (saatavana vain S14- www-sivuilta) Kevään 2005 kelirikon vaikeusennuste, Työraportti (saatavana vain S14- www-sivuilta) Tiehallinto, Palvelujen suunnittelu Saara Aho ja Timo Saarenketo Roadscanners Oy sekä Pauli Kolisoja Tampereen teknillinen yliopisto Teuvo Ryynänen, Jouko Belt ja Esko Ehrola, Oulun Yliopiston rakentamisteknologian tutkimusryhmä Timo Saarenketo Roadscanners Oy ja Martti Perälä Plaana Oy Seppo Saarelainen ja Jouko Törnqvist, VTT Aini Sarkkinen ja Päivi Annamaa, Plaana Oy Teuvo Ryynänen ja Jouko Belt, Oulun Yliopiston rakentamisteknologian tutkimusryhmä 4 Kelirikon tunnuslukuja Kelirikosta kärsiviä tieosuuksia n. 16 000 km Hätäapukorjauksia keväisin 2 4 M /v Runkokelirikkokorjauksia n. 10 M /v Painorajoitusten määrä vähentynyt Kelirikon haitat metsäteollisuudelle 100 M /v 2
5 8 000 7 000 6 000 5 000 Kilometriä 4 000 3 000 2 000 1 000 0 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Painorajoitusten määrä. 1987 2005 6 Keskimääräinen alueellinen runkokelirikkopituus prosentteina sorateiden kokonaispituudesta. Lähde: Oulun Yliopisto 3
7 Lähde Oulun Yliopisto 8 Kelirikkokorjauksen suunnittelu- ja toteuttaminen 1. Kelirikko - tyyppikohteet 2. Korjausmenetelmät - tyyppirakenteet 3. Kelirikon korjaamisprosessi 4. Tutkimukset ja suunnittelu 5. Korjausten toteutus 6. Korjattujen sorateiden laadunvarmistus 7. Korjattujen sorateiden toimivuuden seuranta 8. Korjausten teettäminen 4
9 1. Kelirikko tyyppikohteet 1/2 Kelirikkokohteet luokitellaan kelirikon esiintymiseen vaikuttavien ja merkittävyyttä kuvaavien tekijöiden avulla pohjamaan maalaji: moreeni, savi, siltti, turve, kallio tien ja sen ympäristön topografia: rinne, alava maasto, notkelma, moreenikumpare, kelirikon vakavuus: lievä, keskivaikea, vaikea kelirikon toistuvuus: viimeisen 5 vuoden aikana esiintynyt kelirikko Lisäksi erotetaan muista kuin pohjamaa- ja topografiaolosuhteista aiheutunut kelirikko 10 Vaurioluokka 1 Vaurioluokka 2 Vaurioluokka 3 5
11 1. Kelirikko tyyppikohteet 2/2 Kelirikkokohteiden vaurioluokitus korjaussuunnittelun perustaksi MERKITTÄVYYS Lievä, I Keskivaikea, II Vaikea, III VAKAVUUS Vaurioluokkien 2-3 mukainen kelirikko Vaurioluokkien 2-3 mukainen kelirikko Vaurioluokkien 1-2 mukainen kelirikko Vaurioluokkien 1-2 mukainen kelirikko TOISTUVUUS 1-2 kertaa / 5v 3-5 kertaa / 5v 1-2 kertaa / 5v 3-5 kertaa / 5v 12 2. Korjausmenetelmät tyyppirakenteet I. PERUSRAKENNE, PRAK II. TERÄSVERKKORAKENNE, TV III. TASAUKSEN NOSTO, TN IV. MASSANVAIHTO, MV V. REUNAKANTAVUUDEN PARANTAMINEN, REUNAK VI. MAHDOLLISET MUUT RAKENTEET Rakenteilla kevyempi (A) ja raskaampi (B) vaihtoehto Rakennekortit raportin liitteenä 6
13 3. Kelirikon korjaamisprosessi 1/2 14 3. Kelirikon korjaamisprosessi 2/2 2-4 vuotta kestävä itseään parantava prosessi askel tien kokonaisvaltaisemman parantamisen suuntaan Kerätty tutkimusaineisto voidaan hyödyntää kelirikkokorjausten jälkeen vertailuaineistona tien kunnon seurannassa ja uusia korjauksia toteutettaessa tutkimusaineisto palvelee kelirikon korjausprosessia useita vuosia Kun kelirikkokohteista ja korjauksista kerätyn tutkimusaineiston ja seurantatiedon määrä kasvaa: kelirikon ennustettavuus paranee (liikennerajoitusten poistamisen jälkeen seuraavaksi hajoavat tienkohdat) tietoa eri korjausmenetelmien kestoiästä ja soveltuvuudesta eri vaurioluokkiin kuuluvan kelirikon korjaamiseen 7
15 4. Tutkimukset ja suunnittelu 1/5 Kelirikon korjaamista edeltävät tutkimukset: Soveltuvia tutkimusmenetelmiä: Maatutkaluotaus GPS ja digitaalivideokuvaus Tiehallinnon kelirikon inventointitiedot Pudotuspainolaitemittaus DCP mittaus Näytteenotto Tasaisuusmittaus Aiempien korjausten tutkimus- ja toteumatieto Tapauskohtaisesti valittava käytettävä tutkimuspaketti 16 4. Tutkimukset ja suunnittelu 2/5 Tutkimusaineiston analyysi: Kerätyn tiedon perusteella tunnistetaan tiellä esiintyvät ongelmakohdat sekä kohdat, joita ei saada kuntoon ns. perusrakennetta käyttäen Ongelmien syyt tunnistetaan analysoimalla tutkimusaineistoja integroidusti Lopputuloksena kelirikko-ongelmista kärsivien tieosuuksien jako homogeenisiin jaksoihin (vaurioluokitus korjaussuunnittelun perustaksi) 8
17 4. Tutkimukset ja suunnittelu 3/5 Vauriokohdille valitaan riittävä korjausmenetelmä: MAALAJI TOPOGRAFIA MOREENI SAVI / SILTTI TURVE KALLIO kostea ja kostea ja rinne kumpare rinne notkelma alava maasto alava maasto A B C D E F G H LIEVÄ I + yläpuolinen KARKEUTUS + yläpuolinen jos jos, jos KELIRIKON MERKITTÄVYYS KESKI- VAIKEA II VAIKEA III kuivatus TN, IIIA + yläpuolinen kuivatus TN, IIIB MV, IVA / IVB ERISTERAK TN, IIIA TN, IIIB MV, IVA / IVB ERISTERAK MV, IVA + vaatii tasauksen suunnittelun MV, IVB kuivatus TN, IIIA + yläpuolinen kuivatus TN, IIIA + teräs TN, IIIB MV, IVA / IVB BCI > 200 TV, jos BCI > 100 TN, IIIA TN, IIIA + teräs TN, IIIB MV, IVA MV, IVB BCI > 200 TN, IIIA TN, IIIA + teräs TV, jos BCI > 100 TN, IIIB MV, IVA BCI > 200 TV, jos BCI > 200 TN, IIIA + teräs TN, IIIA TN, IIIB MV, kallion pintaan (< 1m) MV, IVA + vaatii ERISTERAK + teräs MV, IVA+ teräs MV, IVA + eriste + yläpuolinen tasauksen + yläpuolinen MV, IVB tai louhinta kuivatus suunnittelun kuivatus MV, IVB PRAK PERUSRAKENNE TV TERÄSVERKKORAKENNE TN TASAUKSEN NOSTO MV MASSANVAIHTO Kelirikkokorjausten REUNAK suunnittelu REUNAKANTAVUUDEN ja toteuttaminen PARANTAMINEN 30.8.2006 ERISTERAK ROUTAERISTEEN SISÄLTÄVÄ KORJAUSRAKENNE KARK KULUTUSKERROKSEN KARKEUTUS 18 4. Tutkimukset ja suunnittelu 4/5 Korjaussuunnitelman sisältö: Työkohdeluettelot ja rakennekortit Korjattavat paaluvälit korjausmenetelmineen Käytettävät korjausmenetelmät esitetään rakennekorteissa Työkohtainen tuotevaatimus ja työselitys Tarvittaessa täsmennetään yleisiä tuotevaatimuksia ja työselityksiä Valmiin tuotteen vaatimukset rakentamisen jälkeen ja mahdollisen takuuajan jälkeen Määritellään urakoitsijalta edellytettävä laadunosoitusmenettely ja mahdolliset arvonvähennykset Kustannusarvio Mahdolliset muut asiakirjat Esimerkiksi: kartat, pituusprofiilit, kuivatussuunnitelma 9
19 Lähtötietopaketti: 4. Tutkimukset ja suunnittelu 5/5 Suunnittelija kokoaa korjaussuunnittelua varten kerätystä tutkimus- ja suunnitteluaineistosta ja luovuttaa tilaajalle Tiehallinnon RDA järjestelmää varten luovutus pääsääntöisesti RDA projektina tukee suoraan Tiehallinnon ehankintaa Tutkimusten raportoinnin ja tulosten luovutusformaatin osalta tulee noudattaa Tiehallinnon menetelmäkuvausta: Rakenteen parantamissuunnittelua edeltävät maatutkatutkimukset ja tulosten esitystapa Sisältö, esimerkiksi: kerätty tutkimusaineisto linkitettynä siten, että niiden yhtäaikainen katselu on mahdollista tutkimustiedon perusteella tehty kelirikkokohteiden vaurioluokitus vaurioluokituksen perusteella valittu korjausmenetelmä kelirikkokorjausten suunnitelma-asiakirjat 20 5. Korjausten toteutus Korjaustöistä aiheutuvaa vaurioitumisriskiä voidaan pienentää työvaiheiden oikealla toteutusjärjestyksellä ja ajankohdalla: Kuivatuksen parantaminen ennen muita korjaustöitä, ihannetapauksessa jo edellisenä kesänä, jolloin ojaluiskat ehtivät ruohottua Kelirikkokorjausten toteutus kesällä, jolloin tierakenne on riittävän kuiva ja kantava kestääkseen raskaiden korjausajoneuvojen liikennöinnin Korjaustöiden aikana tietä voidaan säästää välttämällä maksimikuormilla ajamista ja huomioimalla tierakenteiden vaatima palautumisaika kuormituksen jälkeen 10
21 6. Korjattujen sorateiden laadunvarmistus LVR urakoiden mukaisesti urakoitsija velvoitetaan osoittamaan työnsä laatu: KORJAUSRAKENTEIDEN OIKEA SIJAINTI Esim. maatutkaluotauksella kerrospaksuuksien toteamisen yhteydessä Kelirikkoinventointien ja muiden tierekisteritietojen oikeellisuus Inventoijan, suunnittelijan ja urakoitsijan yhdenmukainen paikannustapa RAKENNUSMATERIAALIEN LAATU Rakeisuuskäyrät KORJAUSRAKENTEIDEN TOTEUTUNEET KERROSPAKSUUDET Koemittaukset Maatutkaluotaus arvonvähennykset työ korjattava takuuaika 22 7. Korjattujen sorateiden toimivuuden seuranta Tilaaja tarvitsee seurantatietoa arvioidakseen urakan aikana tapahtuneita muutoksia Urakoitsija tarvitsee tarkat lähtötiedot jo tarjousvaiheessa Tutkimus- ja seuranta-aineiston määrän kasvaessa: Korjattujen sorateiden kestävyyden ennustettavuus paranee Tietoa eri korjausmenetelmien kestoiästä ja soveltuvuudesta erilaisille kelirikon tyyppikohteille Järjestelmällinen seuranta edellyttää kelirikkokorjausten toteumatietojen systemaattista kirjausta Toteumatietojen tarkasta kirjaamistavasta ei ole hyötyä mikäli kirjattavat tiedot eivät ole riittävän luotettavia korjaustyön laadunvarmistus Edellytetään urakoitsija luovuttamaan toteumatiedot niin, että ne voidaan viedä suoraan tilaajan tietokantaan 11
23 8. Korjausten teettäminen 1/2 Urakkatyypit voidaan jakaa suunnittelu- ja ohjelmointivastuun jakamisen perusteella esimerkiksi seuraavasti: 1. Tilaaja määrää korjauskohteet, -rakenteet ja ajankohdan. Urakoitsija toteuttaa ja osoittaa työnsä laadun. Ei takuuaikaa. 2. Tilaaja määrää korjauskohteet ja rakennevaihtoehdot, joista minimivaihtoehto on toteutettava. Urakoitsija valitsee ja toteuttaa rakenteet ja osoittaa työnsä laadun. Korjatuilla kohteilla takuuaika. Takuuaikana liikennerajoituksia ei sallita asetettavan kertaalleen korjattujen kohteiden hajoamisen estämiseksi. 3. Tilaaja antaa urakoitsijalle lähtöaineiston ja antaa tiestölle toiminnalliset laatuvaatimukset (esim. 1-3 luokan kelirikkoa ja suuria routaheittoja ei sallita). Urakoitsija korjaa kohteet omalla aikataulullaan ja riskillään. Korjatuilla kohteilla takuuaika. Takuuaikana liikennerajoituksia ei sallita asetettavan kertaalleen korjattujen kohteiden hajoamisen estämiseksi. 24 8. Korjausten teettäminen 2/2 Mahdollisia ongelmia käytettäessä takuuaikaa: kelirikon kiistaton toteaminen, liian lyhyt takuuaika / takuuajan jatkuminen urakka-ajan päättymisen jälkeen Raskaan liikenteen määrän muutosten ja/tai kelirikkokauden rankkuuden vaikutukset jäävät urakkatyypistä riippuen joko urakoitsijan tai tilaajan vastuulle Pienemmät, paikalliset hoitourakoitsijat kokevat, ettei heillä tällä hetkellä ole asiantuntemusta ja/tai resursseja kelirikkokorjausten ohjelmointiin ja/tai suunnitteluun Toimivuusvaatimusurakan (urakkatyyppi 3) edistyksellisimmässä muodossa urakoitsijalle voitaisiin antaa jopa mahdollisuus päättää liikennerajoitusten asettamisesta vaarana, että kelirikko-ongelmia aletaan hallitsemaan pelkästään hoito- ja kunnossapitotoimenpiteiden avulla 12
25 Tärkeää Kelirikkokorjauksissa on sovellettava systemaattista tutkimus- ja suunnittelutoimintaa Lähtötietoaineistot luotettaviksi Korjattujen kohteiden seuranta järjestelmälliseksi 13