Urautumisnopeus ja urautumisen ennuste

Taulukossa 26 on esitetty yhteenveto kuulamyllykohteiden keskimääräisistä urautumis-nopeuksista ennen päällystystä ja päällystyksen jälkeen. Taulukossa on esitetty myös ennustettu päällysteen käyttöikä, jolloin urasyvyyden huono kuntoluokka täyttyy. Tar-kenne on ilmoitettu muodossa ajorata/suunta/kaista.

Taulukko 26. Kuulamyllykohteiden, urautumisnopeudet ennen päällystystä ja päällys-tyksen jälkeen sekä ennuste huonon kuntoluokan täyttymisestä.

Kohde Tarkenne Päällyste

Urautumisnopeus

*Päällystettä on paikattu, joten arvo on oletettu.

**Kohteen alku-urasyvyys on oletettu, jolloin koko kohteen urautumisnopeus perustuu arvioon.

Kuvassa 97 on esitetty kohteiden keskimääräiset urautumisnopeudet ennen päällystystä ja päällystyksen jälkeen taulukosta 26. Kuvassa on esitetty ainoastaan kohteiden A (0/1/1), B (1/1/1), C, F (0/1/1), G (0/1/1) ja H (0/1/1) urautumisnopeudet, sillä ne ovat ainoat kohteet, joiden urautumisnopeuksiin voidaan luottaa.

Kuva 97. Urautumisnopeudet ennen päällystystä ja päällystyksen jälkeen. Pisteiden [0,0] ja [3,3] kautta kulkeva suora on piirretty havainnollistamisen vuoksi.

Kuvasta 97 nähdään, että piirretyn suoran alapuolella olevissa kohteissa urautumisno-peus suurentui päällystyksen jälkeen. Suoran yläpuolella olevissa kohteissa urautumis-nopeus puolestaan pienentyi päällystyksen jälkeen. Urautumisurautumis-nopeus siis suurentui kah-della kohteella.

Tämän tutkimuksen puitteissa ei ole mahdollista tehdä tarkempaa analyysiä urautumis-nopeuksien muutoksista. Analyysiä varten tarvittaisiin ainakin edellisen päällystystoi-menpiteen tiedot sekä kohteelle asetetut muut laatuvaatimukset ja niistä mitatut tulokset.

Näitä ei valitettavasti ollut saatavilla.

Kuvassa 98 on esitetty taulukossa 26 esitetyt keskimääräiset urautumisnopeudet pääl-lystyksen jälkeen sekä ennusteet urasyvyyden huonon kuntoluokan täyttymisestä. Ku-vassa ei ole esitetty PAB-kohteita J–N, koska niiden urautumisnopeus perustuu arvioon alku-urasyvyydestä. Kuva on esitetty ainoastaan havainnollistamisen vuoksi eikä sillä esitetä muuttujien välistä korrelaatiota.

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

Urautumisnopeus ennen [mm/v]

Urautumisnopeus jälkeen [mm/v]

Kuva 98. Urautumisnopeudet päällystyksen jälkeen sekä päällysteiden käyttöiät, jolloin urasyvyyden huono kuntoluokka täyttyy.

Kuvasta 98 nähdään, että hajontapisteet ovat tiiviimmillään päällysteen käyttöiällä noin 12–18 vuotta, jolloin urautumisnopeudet ovat välillä noin 1,0–1,4 mm/v. Keskiarvollisesti tarkasteltuna päällysteen käyttöiäksi saadaan 15,7 vuotta ja keskihajonnaksi 6,3 vuotta.

Urautumisnopeuden keskiarvoksi puolestaan saadaan 1,26 mm/v ja keskihajonnaksi 0,47 mm/v.

Kuvassa 99 on esitetty kuulamyllykohteiden vaaditut nastarengaskulutuskestävyys-luokat ja keskimääräiset urautumisnopeudet päällystyksen jälkeen. Kuvassa ei ole esi-tetty PAB-kohteita J–N.

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36

Urautumisnopeus [mm/v]

Päällysteen ikä [v]

Kuva 99. Kuulamyllykohteiden nastarengaskulutuskestävyysluokat ja urautumisnopeu-det päällystyksen jälkeen.

Kuvasta 99 nähdään, että kohteella A vaatimusluokalla AN14 urautumisnopeutta olisi mahdollista pienentää vaatimalla AN10 luokan kiviainesta. Muutoin nastarengaskulutus-kestävyysluokat näyttävät vastaavan hyvin kohteen urautumisnopeutta. Kohteella B urautumisnopeus on suuri, mutta vaatimusluokka on AN7, jolloin kiviaineksen kulutus-kestävyydellä ei voida urautumisnopeutta enää pienentää.

Kuvassa 100 on esitetty laskennallisen ja massasta tutkitun kuulamyllyarvon välinen yh-teys. Laskennallinen kuulamyllyarvo laskettiin luvussa 6.3 esitetyllä tavalla. Hajontakaa-vioon ei ole piirretty kohteita M ja N, koska niistä ei tiedetty massasta uutetun kiviainek-sen kuulamyllyarvoa.

0 5 10 15 20

0 0,5 1 1,5 2 2,5

A A B B C C D D E E F F G G H H I I

Nastarengaskulutuskestävyysluokka

Urautumisnopeus [mm/v]

Kohde

Urautumisnopeus päällystyksen jälkeen Nastarengaskulutuskestävyysluokka

Kuva 100. Laskennallisen ja massasta tutkitun kuulamyllyarvon välinen yhteys.

Kuvasta 100 nähdään, että laskennallisella ja massasta tutkitulla kuulamyllyarvolla on lineaarinen riippuvuus. Selitysasteella 0,98 korrelaatiokertoimeksi saadaan 0,99. Reg-ressiosuoran yhtälöstä laskemalla puolestaan saadaan, että esimerkiksi laskennallisella kuulamyllyarvolla 14 saadaan massan kuulamyllyarvoksi noin 13,6. Puolestaan lasken-nallisella kuulamyllyarvolla 7 saadaan massan kuulamyllyarvoksi noin 5,7. Tuloksista voidaan päätellä, että massanvalmistuksen, levityksen ja jyräyksen aikana kuulamyllyar-vot pienenevät hieman. Tämä voi johtua esimerkiksi kiviaineksen hioutumisesta massan valmistuksen aikana, jolloin kivirakeet pyöristyvät ja täten massasta uutetusta kiviainek-sesta saadaan parempia kuulamyllyarvoja kuin todellisuudessa päällystekiviaineksen ja asfalttirouheen kuulamyllyarvot ovat olleet. Yli 16 kuulamyllyarvoilla ovat laskennalliset ja massan kuulamyllyarvot lähes yhtä suuret.

Kuvassa 101 on esitetty asfalttimassassa käytetyn rouheprosentin vaikutus päällystyk-sen jälkeiseen urautumisnopeuteen.

Kuva 101. Asfalttimassan rouheprosentin vaikutus urautumisnopeuteen.

Kuvasta 101 nähdään, ettei tämän tutkimuksen kohteilla massassa käytetyllä rouhepro-sentilla ollut vaikutusta urautumisnopeuteen. Regressiosuorasta kuitenkin nähdään, että rouheprosentin pienentyessä urautumisnopeus suureni. Tämä selittynee sillä, että tar-kasteltujen kohteiden urautumisnopeus oli hyvin vahvassa korrelaatiossa kohteen liiken-nemäärän kanssa, kuten alla olevasta kuvasta 102 nähdään. Kohteilla, joilla uuden as-falttimassan raaka-aineena käytettiin asfalttirouhetta, urautumisnopeus kasvoi lineaari-sesti liikennemäärän kasvaessa.

Kuva 102. Liikennemäärän vaikutus urautumisnopeuteen päällysteillä, joiden asfaltti-massoissa käytettiin asfalttirouhetta.

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Massan rouhe %

Taulukossa 27 on esitetty kohteiden A ja D kuulamyllyarvoja. Arvot KMLASK ja KMMASSA

on laskettu luvussa 6.3 esitetyllä tavalla. Kuvassa 103 on esitetty kohteiden A ja D suun-tien 1 keskimääräiset urautumisnopeudet päällystyksen jälkeen. Kohteen A liikenne-määrä oli 3 464 ja kohteen D oli 2 155. Molempien päällystetyyppinä käytettiin AB 16.

Taulukko 27. Kohteiden A ja D kuulamyllyarvot.

Kohde RC % Kuulamyllyarvo

KMLASK KMMASSA

Kivi Rouhe Massa

A 20 12,2 16,5 11,8 13,1 11,8

D 15 13,4 9,5 11,9 12,8 11,9

Kuva 103. Kohteiden A ja D suuntien 1 urautumisnopeudet päällystyksen jälkeen.

Taulukosta 27 nähdään, että molempien kohteiden massan kuulamyllyarvot ovat lähes yhtä suuret. Kohteen A asfalttirouheen kuulamyllyarvo on kuitenkin 7 yksikköä kohdetta D suurempi. Kohteella A on myös käytetty rouhetta 5 % kohdetta D enemmän. Lasken-nalliset kuulamyllyarvot ovat kuitenkin lähes yhtä suuret, koska kohteella A käytettiin hie-man lujempaa kiviainesta. Kuvasta 103 puolestaan nähdään, että kohteen A keskimää-räinen urautumisnopeus on noin 0,68 mm/v kohdetta D suurempi. Kohteen A urasyvyy-den huono kuntoluokka täyttyy päällysteen ollessa noin 8 vuourasyvyy-den ikäinen, kun kohteella D se täyttyy noin 13 vuoden ikäisenä.

Kohteista tekee mielenkiintoisen se, että kohteen A urautumisnopeus on suurempi ja siinä käytettiin selkeästi heikompaa asfalttirouhetta. Toisaalta tarkasteltaessa kohteiden

y = 2,12x + 2,8

Kohde A suunta 1 Kohde D suunta 1 Lin. (Kohde A suunta 1) Lin. (Kohde D suunta 1)

liikennemääriä havaitaan, että kohteen A liikennemäärä on noin 38 % kohdetta D suu-rempi. Myös kohteen A urautumisnopeus on noin 32 % suusuu-rempi. Lisäksi kohteen A nopeusrajoitus on 100 km/h kun kohteella D se on 80 km/h.

Tulosten mukaan suurimmalla osalla kohteista urautumisnopeutta pienennettiin uudella päällysteellä. Suurin osa kohteista urautuu huonoon kuntoluokkaan 12–18 vuodessa, mitkä vastaavat noin 1,0–1,4 mm/v urautumisnopeuksia. Pääasiallisesti kohteiden nas-tarengaskulutuskestävyysvaatimus oli asetettu kohteelle sopivaksi. Tutkimuksen koh-teilla massan kuulamyllyarvot olivat hieman laskennallisia kuulamyllyarvoja pienempiä.

Valitettavasti kuulamyllykohteiden tarkastelu jäi melko pintapuoliseksi lukuisten lähtötie-topuutosten ja pienen otoskoon seurauksena. Monelta kohteelta ei voitu laskea urautu-misnopeutta ennen päällystystä, sillä PTM-mittauksia ei ollut saatavilla. Urautumisno-peuksiksi saatiin paikoin myös negatiivisia arvoja, jotka johtuvat päällysteen paikkauk-sista. Näissä kohteissa urautumisnopeudesta ei voinut tehdä minkäänlaisia oletuksia.

Myöskään PAB-kohteita eli kohteita J–N ei voitu tarkastella lainkaan lukuisten oletusten vuoksi. PAB-kohteiden päällystyksen jälkeiset urautumisnopeudet riippuivat täysin ole-tetusta alku-urasyvyydestä, päällystyksen jälkeiseltä ajalta oli saatavilla ainoastaan yh-den mittauksen tulokset.