Vaihtoehtoisia maarakennusmateriaaleja sisältävien tie- ja katurakenteiden vaurioituminen

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.