Radan alusrakenteen kantavuus- ja tiiviysselvitys

Abstract

Radan alusrakenteen pääasiallisena tehtävänä on jakaa kuormia alapuoliselle maa- tai kalliopohjalle sekä yhdessä muiden rakennekerrosten kanssa estää tai pienentää alla olevien maakerrosten routimisesta aiheutuvat haitalliset muodonmuutokset radassa. Tiiviys on yksi tärkeimmistä karkearakeisista materiaaleista tehdyn rakenteen pitkäaikaiseen muodonmuutoskäyttäytymiseen vaikuttavista tekijöistä ja selkeä mittari arvioitaessa kuormituksesta rakenteeseen syntyviä painumia. Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää ratarakenteissa käytettävien materiaalien rakeisuuksien ja tiivistysmenetelmien vaikutusta tarkkailumittauksilla todennettuihin radan alusrakenteen tiiviyksiin, sen päältä saataviin kantavuuksiin ja rakennekerrosten tiivistettävyyteen. Edellä mainittuja asioita tutkittiin toteutuneiden ratahankkeiden kelpoisuuskirjoihin dokumentoiduista aineistoista. Tutkimustulosten perusteella nykyisten vaatimusten mukaisilla luonnonmateriaaleilla rakennetuissa alusrakenteissa parhaat tiiviys- ja kantavuusarvot saavutettiin materiaaleilla, joiden rakeisuudet olivat rakeisuusohjealueiden rajakäyrien suuntaisia. Materiaaleilla, jotka sinänsä täyttivät laatuvaatimukset, mutta sisälsivät epätavallisen paljon hiekkaa tai olivat tasarakeisia, havaittiin tiivistyvyysongelmia. Kalliomurskemateriaaleilla ongelmana on usein ollut lajittuminen. Lajittumista oli havaittavissa myös tämän työn tutkimuskohteissa. Lajittuminen aiheuttaa materiaalin tasarakeistumista ja heikentää materiaalin tiivistymistä. Uusissa kalliomurskemateriaaleille asetetuissa teknisissä vaatimuksissa on pienimpien raekokojen (# < 2 mm) osuutta pyritty lisäämään ohjerakeisuuskäyriä muuttamalla. Tutkimustuloksista oli havaittavissa oikeanlaisten työmenetelmien tärkeys rakenteiden laatuvaatimusten täyttymiseen. Oikeanlaiset työmenetelmät ja tiivistyskalusto tulee valita käytettävän materiaalin mukaan. Lisäksi kerralla tiivistettävän kerroksen paksuus tulee suhteuttaa tiivistyskalustoon. Kerrospaksuuksien osalta tutkimuksessa havaittiin, että yli 500 mm kerrospaksuudet eivät tiivisty riittävästi koko paksuudeltaan kalustosta riippumatta. /Kir10