Uusiomateriaalien hyödyntäminen raitiotiehankkeessa : Case: Vantaan Ratikka
Jokinen, Jenni (2026)
2026
Ympäristö- ja energiatekniikan DI-ohjelma - Programme in Environmental and Energy Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
Hyväksymispäivämäärä
2026-02-10
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202602092399
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202602092399
Tiivistelmä
Rakennussektorin luonnonvarojen käyttö ja jätteentuotanto muodostavat merkittävän ympäristöhaasteen. Rakennussektori, joka käsittää sekä talonrakentamisen että infrastruktuurirakentamisen, vastaa Suomessa noin puolesta syntyvän jätteen määrästä ja kolmanneksesta kokonaispäästöistä. Perinteisesti rakennusalan arvoketjut ovat toimineet lineaarisesti, jolloin materiaalit valmistetaan, käytetään ja poistetaan kierrosta ilman merkittävää uudelleenkäyttöä. Tämä toimintamalli aiheuttaa negatiivisia ympäristövaikutuksia koko arvoketjun matkalla.
Infrastruktuurialalle luotu kestävän infrastruktuurin määritelmä rakentuu yhdeksästä arviointiperusteesta, jotka perustuvat kestävyyden ekologisiin, sosiaalisiin ja taloudellisiin tekijöihin. Uusiomateriaalit ja niiden toimiminen korvaavina vaihtoehtoina perinteisille rakennusmateriaaleille tukevat infran ekologista kestävyyttä ja edistävät siirtymää lineaarisesta toimintamallista kiertotalouteen. Kiertotalouteen siirtymistä pidetään yhtenä rakennusalan merkittävimmistä mahdollisuuksista vähentää luonnonvarojen ylikulutusta, pienentää päästöjä ja parantaa toimialan kestävyyttä. Rakentamisen kiertotaloutta edistetään resurssiviisaalla ja materiaalitehokkaalla rakentamisella, jonka keskeisessä roolissa on uusiomateriaalien hyödyntäminen.
Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin uusiomateriaalien vaikutuksia negatiivisten ympäristövaikutusten vähentämiseen sekä taloudelliseen kannattavuuteen infrarakentamisessa, erityisesti raitiotierakentamisessa. Tutkimuksessa arvioitiin ympäristö- ja talousnäkökulmien lisäksi uusiomateriaalien teknistä ja laadullista soveltuvuutta raitiotierakenteisiin. Case-tutkimuksessa kartoitettiin Vantaan Ratikka -hankkeeseen soveltuvia uusiomateriaaleja Vantaan kaupungin ympäristö- ja kiertotaloustavoitteiden edistämiseksi.
Työssä analysoitiin uusiomateriaalien teknistä soveltuvuutta raitiotien eri rakenteisiin kirjallisuuden pohjalta sekä tarkasteltiin materiaalivaihtoehtojen välisiä ympäristövaikutuksia. Case-tutkimuksessa laadittiin vaihtoehtoinen suunnitelma materiaalienkäytöstä, jossa osa perinteisistä rakennusmateriaaleista korvattiin mahdollisuuksien mukaan uusiomateriaaleilla, kuten kaivumailla ja betonimurskeella. Työn laskennallisessa osuudessa tuotettiin laskelmia perinteisten materiaalien ja uusiomateriaalien kustannusten ja hiilidioksidipäästöjen vertailuksi. Hankealueen ympäristöolosuhteita, kuten pohjavesialueita, tarkasteltiin uusiomateriaalien käytölle soveltumattomien alueiden kartoittamiseksi. Ympäristöolosuhteiden tarkastelu toteutettiin paikkatieto-järjestelmää ja avoimia paikkatietoaineistoja hyödyntäen.
Teknisen ja laadullisen soveltuvuuden, uusiomateriaalien käytöllä saavutettavien ympäristövaikutusten ja taloudellisen kannattavuuden perusteella Vantaan ratikka – hankkeelle löydettiin viisi soveltuvaa uusiomateriaalivaihtoehtoa, joita ovat betonimurske, nupukivi, kaivumaat, uusiokevytsora sekä vaahtolasimurske. Teknisen ja laadullisen soveltuvuuden puolesta näitä uusiomateriaaleja on mahdollista hyödyntää raitiotien sitomattomassa kantavassa kerroksessa, jakavassa kerroksessa, pengerryksissä, pintarakenteissa sekä osana pohjanvahvistusta. Merkittävimmät kustannuserot ja hiilidioksidipäästöjen vähentyminen saavutettiin korvaamalla osa perinteisistä rakennusmateriaaleista kaivumailla ja betonimurskeella. Betonimurskeen käytöllä jakavassa kerroksessa saavutetaan jopa 17 % pienemmät kustannukset ja 20 % pienemmät hiilidioksidipäästöt verrattuna kalliomurskeeseen. The use of natural resources and waste production in the construction sector pose a significant environmental challenge. The construction sector, which includes both building construction and infrastructure construction, is responsible for about half of the amount of waste generated in Finland and a third of total emissions. Traditionally, value chains in the construction industry have operated in a linear manner, where materials are produced, used and removed from circulation without significant reuse. This operating model causes negative environmental impacts throughout the value chain.
The definition of sustainable infrastructure for the infrastructure sector is based on nine criteria based on the ecological, social and economic factors of sustainability. Recycled materials and their ability to replace traditional building materials support the ecological sustainability of infrastructure and promote the transition from a linear operating model to a circular economy. The transition to a circular economy is considered one of the most significant opportunities for the construction industry to reduce the overconsumption of natural resources, reduce emissions and improve the sustainability of the industry. The circular economy of construction is promoted through resource-wise and material-efficient construction, in which the utilisation of recycled materials plays a key role.
This study examined the effects of recycled materials on the reduction of negative environmental impacts and on the economic profitability of infrastructure construction, especially in tramway construction. In addition to environmental and economic perspectives, the study assessed the technical and qualitative suitability of recycled materials for tramway structures. The case study mapped recycled materials suitable for the Vantaa Tramway project in order to promote the City of Vantaa's environmental and circular economy goals. In the case study, an alternative plan for the use of materials was drawn up, in which some of the traditional building materials were replaced with recycled materials, such as soil and crushed concrete, where possible.
The technical suitability of recycled materials for different tramway structures was analysed on the basis of literature and the environmental impacts between the material alternatives were examined. In the computational part of the thesis, calculations were produced to compare the costs and carbon dioxide emissions of traditional materials and recycled materials. The environmental conditions of the project area, such as groundwater areas and soil, were examined in order to map areas unsuitable for the use of recycled materials. The examination of environ-mental conditions was carried out using the geographic information system and open spatial data sets.
Based on the technical and qualitative suitability, environmental impacts achieved through the use of recycled materials, and economic profitability, four suitable recycled material alternatives were found for the Vantaa Tram project: crushed concrete, tumble stone, excavated soil and foam glass aggregate. In terms of technical and qualitative suitability, these recycled materials can be utilised in the tramway's base course, sub-base, embankments, surface structures and as part of foundation reinforcement. The most significant cost differences and the reduction in carbon dioxide emissions were achieved by replacing some of the traditional building materials with excavated soil and crushed concrete. The use of crushed concrete in the sub-base achieves up to 17% lower costs and 20% lower carbon dioxide emissions compared to crushed rock.
Infrastruktuurialalle luotu kestävän infrastruktuurin määritelmä rakentuu yhdeksästä arviointiperusteesta, jotka perustuvat kestävyyden ekologisiin, sosiaalisiin ja taloudellisiin tekijöihin. Uusiomateriaalit ja niiden toimiminen korvaavina vaihtoehtoina perinteisille rakennusmateriaaleille tukevat infran ekologista kestävyyttä ja edistävät siirtymää lineaarisesta toimintamallista kiertotalouteen. Kiertotalouteen siirtymistä pidetään yhtenä rakennusalan merkittävimmistä mahdollisuuksista vähentää luonnonvarojen ylikulutusta, pienentää päästöjä ja parantaa toimialan kestävyyttä. Rakentamisen kiertotaloutta edistetään resurssiviisaalla ja materiaalitehokkaalla rakentamisella, jonka keskeisessä roolissa on uusiomateriaalien hyödyntäminen.
Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin uusiomateriaalien vaikutuksia negatiivisten ympäristövaikutusten vähentämiseen sekä taloudelliseen kannattavuuteen infrarakentamisessa, erityisesti raitiotierakentamisessa. Tutkimuksessa arvioitiin ympäristö- ja talousnäkökulmien lisäksi uusiomateriaalien teknistä ja laadullista soveltuvuutta raitiotierakenteisiin. Case-tutkimuksessa kartoitettiin Vantaan Ratikka -hankkeeseen soveltuvia uusiomateriaaleja Vantaan kaupungin ympäristö- ja kiertotaloustavoitteiden edistämiseksi.
Työssä analysoitiin uusiomateriaalien teknistä soveltuvuutta raitiotien eri rakenteisiin kirjallisuuden pohjalta sekä tarkasteltiin materiaalivaihtoehtojen välisiä ympäristövaikutuksia. Case-tutkimuksessa laadittiin vaihtoehtoinen suunnitelma materiaalienkäytöstä, jossa osa perinteisistä rakennusmateriaaleista korvattiin mahdollisuuksien mukaan uusiomateriaaleilla, kuten kaivumailla ja betonimurskeella. Työn laskennallisessa osuudessa tuotettiin laskelmia perinteisten materiaalien ja uusiomateriaalien kustannusten ja hiilidioksidipäästöjen vertailuksi. Hankealueen ympäristöolosuhteita, kuten pohjavesialueita, tarkasteltiin uusiomateriaalien käytölle soveltumattomien alueiden kartoittamiseksi. Ympäristöolosuhteiden tarkastelu toteutettiin paikkatieto-järjestelmää ja avoimia paikkatietoaineistoja hyödyntäen.
Teknisen ja laadullisen soveltuvuuden, uusiomateriaalien käytöllä saavutettavien ympäristövaikutusten ja taloudellisen kannattavuuden perusteella Vantaan ratikka – hankkeelle löydettiin viisi soveltuvaa uusiomateriaalivaihtoehtoa, joita ovat betonimurske, nupukivi, kaivumaat, uusiokevytsora sekä vaahtolasimurske. Teknisen ja laadullisen soveltuvuuden puolesta näitä uusiomateriaaleja on mahdollista hyödyntää raitiotien sitomattomassa kantavassa kerroksessa, jakavassa kerroksessa, pengerryksissä, pintarakenteissa sekä osana pohjanvahvistusta. Merkittävimmät kustannuserot ja hiilidioksidipäästöjen vähentyminen saavutettiin korvaamalla osa perinteisistä rakennusmateriaaleista kaivumailla ja betonimurskeella. Betonimurskeen käytöllä jakavassa kerroksessa saavutetaan jopa 17 % pienemmät kustannukset ja 20 % pienemmät hiilidioksidipäästöt verrattuna kalliomurskeeseen.
The definition of sustainable infrastructure for the infrastructure sector is based on nine criteria based on the ecological, social and economic factors of sustainability. Recycled materials and their ability to replace traditional building materials support the ecological sustainability of infrastructure and promote the transition from a linear operating model to a circular economy. The transition to a circular economy is considered one of the most significant opportunities for the construction industry to reduce the overconsumption of natural resources, reduce emissions and improve the sustainability of the industry. The circular economy of construction is promoted through resource-wise and material-efficient construction, in which the utilisation of recycled materials plays a key role.
This study examined the effects of recycled materials on the reduction of negative environmental impacts and on the economic profitability of infrastructure construction, especially in tramway construction. In addition to environmental and economic perspectives, the study assessed the technical and qualitative suitability of recycled materials for tramway structures. The case study mapped recycled materials suitable for the Vantaa Tramway project in order to promote the City of Vantaa's environmental and circular economy goals. In the case study, an alternative plan for the use of materials was drawn up, in which some of the traditional building materials were replaced with recycled materials, such as soil and crushed concrete, where possible.
The technical suitability of recycled materials for different tramway structures was analysed on the basis of literature and the environmental impacts between the material alternatives were examined. In the computational part of the thesis, calculations were produced to compare the costs and carbon dioxide emissions of traditional materials and recycled materials. The environmental conditions of the project area, such as groundwater areas and soil, were examined in order to map areas unsuitable for the use of recycled materials. The examination of environ-mental conditions was carried out using the geographic information system and open spatial data sets.
Based on the technical and qualitative suitability, environmental impacts achieved through the use of recycled materials, and economic profitability, four suitable recycled material alternatives were found for the Vantaa Tram project: crushed concrete, tumble stone, excavated soil and foam glass aggregate. In terms of technical and qualitative suitability, these recycled materials can be utilised in the tramway's base course, sub-base, embankments, surface structures and as part of foundation reinforcement. The most significant cost differences and the reduction in carbon dioxide emissions were achieved by replacing some of the traditional building materials with excavated soil and crushed concrete. The use of crushed concrete in the sub-base achieves up to 17% lower costs and 20% lower carbon dioxide emissions compared to crushed rock.