Vaihtoehtoisia maarakennusmateriaaleja sisältävien tie- ja katurakenteiden vaurioituminen
Matinlauri, Sanna (2016)
Matinlauri, Sanna
2016
Rakennustekniikan koulutusohjelma
Talouden ja rakentamisen tiedekunta - Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-09-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201608254443
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201608254443
Tiivistelmä
Vaihtoehtoisen maarakennusmateriaalit eli uusiomateriaalit poikkeavat ominaisuuksiltaan merkittävästi tavanomaisista maarakennusmateriaaleista. Monien uusiomateriaalien ominaisuuksista ja pitkäaikaiskäyttäytymisestä tierakenteessa ei ole vielä saatu riittävästi tietoa, jotta niiden sujuva käyttö olisi mahdollista. Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää maailmalla kokeiltujen vaihtoehtoisia maarakennusmateriaaleja sisältävien tie- ja katurakenteiden käytöstä saatuja kokemuksia ja tyypillisiä vaurioitumistapoja. Tutkimusaineistona hyödynnettiin pääasiassa Pohjoismaissa, Keski-Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa toteutettuja tutkimuksia. Työ toteutettiin kirjallisuusselvityksenä.
Työssä esiteltiin uusiomateriaalien ominaisuuksia, jotka vaikuttavat niiden soveltuvuuteen tie- ja katurakenteissa. Lisäksi esiteltiin tie- ja katurakenteiden toimintaan ja vaurioitumiseen vaikuttavia tekijöitä. Työn tarkoituksena oli selvittää eri uusiomateriaalien tyypillisiä käyttötapoja tie- ja katurakenteissa sekä materiaalien käyttäytymistä rakentamisen aikana sekä sen jälkeen. Pitkäaikaiskäyttäytymistä on arvioitu saatavilla olevan tutkimusmateriaalin perusteella ja arvioitu mahdolliseen vaurioitumiseen johtaneita syitä. Työn aikana tutkittaviksi vaihtoehtoisiksi maarakennusmateriaaleiksi valikoituivat betonimurske, asfalttimurske, kivihiilen- sekä puun-, turpeen- ja seospolton lentotuhka, jätteenpolton kuona, rengasrouheet ja –paalit sekä terästeollisuuden sivutuotteet. Erityisesti huomiota kiinnitettiin sitoutuviin ja sidottuina käytettäviin uusiomateriaaleihin, koska näitä koskien on olemassa olevassa tietämyksessä suurimmat aukot.
Betonimurskeen käytöstä maarakentamisessa on pitkäaikaiset ja hyvät kokemukset Suomessa ja myös muualla Euroopassa. Asfalttimurskerakenteissa onnistunut tiivistäminen on rakenteen toiminnan kannalta merkittävää. Lentotuhka ovat myös hyvä materiaalivaihtoehto tien-ja kadun päällysrakenteissa. Lentotuhkalla on parannettu myös vähäliikenteisten teiden kantavuutta. Lentotuhka on herkkä kosteudelle, mikä on huomioitava suunnittelussa. Jätteenpolton kuonaa käsittelevät tutkimukset painottuvat sen ympäristövaikutuksiin. Rakenteet ovat kuitenkin toimineen hyvin. Rengasrouheiden ja paalien käytöstä kevennysmateriaaleina on saatu hyviä kokemuksia vähäliikenteisillä teillä. Suuri kokoonpuristuvuus voi kuitenkin tuottaa ongelmia. Lämmöneristekäytöstä saadut kokemukset ovat vaihtelevia.
Työssä esiteltiin uusiomateriaalien ominaisuuksia, jotka vaikuttavat niiden soveltuvuuteen tie- ja katurakenteissa. Lisäksi esiteltiin tie- ja katurakenteiden toimintaan ja vaurioitumiseen vaikuttavia tekijöitä. Työn tarkoituksena oli selvittää eri uusiomateriaalien tyypillisiä käyttötapoja tie- ja katurakenteissa sekä materiaalien käyttäytymistä rakentamisen aikana sekä sen jälkeen. Pitkäaikaiskäyttäytymistä on arvioitu saatavilla olevan tutkimusmateriaalin perusteella ja arvioitu mahdolliseen vaurioitumiseen johtaneita syitä. Työn aikana tutkittaviksi vaihtoehtoisiksi maarakennusmateriaaleiksi valikoituivat betonimurske, asfalttimurske, kivihiilen- sekä puun-, turpeen- ja seospolton lentotuhka, jätteenpolton kuona, rengasrouheet ja –paalit sekä terästeollisuuden sivutuotteet. Erityisesti huomiota kiinnitettiin sitoutuviin ja sidottuina käytettäviin uusiomateriaaleihin, koska näitä koskien on olemassa olevassa tietämyksessä suurimmat aukot.
Betonimurskeen käytöstä maarakentamisessa on pitkäaikaiset ja hyvät kokemukset Suomessa ja myös muualla Euroopassa. Asfalttimurskerakenteissa onnistunut tiivistäminen on rakenteen toiminnan kannalta merkittävää. Lentotuhka ovat myös hyvä materiaalivaihtoehto tien-ja kadun päällysrakenteissa. Lentotuhkalla on parannettu myös vähäliikenteisten teiden kantavuutta. Lentotuhka on herkkä kosteudelle, mikä on huomioitava suunnittelussa. Jätteenpolton kuonaa käsittelevät tutkimukset painottuvat sen ympäristövaikutuksiin. Rakenteet ovat kuitenkin toimineen hyvin. Rengasrouheiden ja paalien käytöstä kevennysmateriaaleina on saatu hyviä kokemuksia vähäliikenteisillä teillä. Suuri kokoonpuristuvuus voi kuitenkin tuottaa ongelmia. Lämmöneristekäytöstä saadut kokemukset ovat vaihtelevia.