Like and follow us on Facebook

6 Kuivatusanalyysi ja luokittelut

6.1 Miksi kuivatusanalyysiä tarvitaan

Pysyviä muodonmuutoksia ja monia muita vauriomuotoja tuskin koskaan edes esiintyisi, jos tierakenteissa ja pohjamaassa ei olisi ylimääräistä vettä. Tulokset ROADEX projektista näyttävät selkeästi, että tien kuivatusjärjestelmän pitäminen hyvässä kunnossa on kannattavin kunnossapitotoimenpide, joka vähäliikenteisillä teillä voidaan tehdä

Katso:

Roadex II “Drainage on Low Traffic Volume Roads” ja ROADEX III “Developing Drainage Guidelines for Maintenance Contracts”.

Tätä prosessia varten tarvitaan toimiva kuivatuksen seurantajärjestelmä. Kattava kuivatuksen arviointi tulisi tehdä mielellään jokaisen kuivatuksen kunnossapitosopimuksen lopussa tai maksimissaan 6-8 vuoden välein. Arvioinnissa tulisi tunnistaa ongelmalliset kuivatusjaksot ja määritellä parannustoimenpiteet. Kun nämä ongelmalliset kuivatusjaksot olisi tunnistettu, niiden kunto tulisi tarkistaa joka vuosi. Kuivatusanalyysin tulokset tulisi tallentaa tietokantaan, jotta tietoja voitasiin käyttää myös tulevaisuudessa.

Hyvä kuivatuksen seuranta ja parantamisen suunnittelu voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen:

Vaihe 1. kartoitetaan tieosat, joilla on huono kuivatus

Vaihe 2. selvitetään kuivatusongelmien syyt

Vaihe 3. määritetään ratkaisut ongelmallisille alueille

Visuaalinen tarkastaminen on edelleen kaikista yleisin menetelmä kuivatuksen kunnon seurantaan siitäkin huolimatta, että se on subjektiivinen menetelmä. Ojien ja rumpujen visuaalinen tarkastaminen täydennettynä videomateriaalilla, tien omistajien ja kunnossapitotyöntekijöiden haastatteluilla, urautumis ja epätasaisuus historialla ja maatutkadatalla ovat hyvä pohja kuivatuksen seurantaan. Viime aikoina laserskanneritekniikka on kehittynyt uudeksi työkaluksi, jota suositellaan käytettäväksi kuivatusanalyyseissä. Myös lämpökameroita käytetään nykyään entistä enemmän.


6.2 Kuivatusanalyysin osatekijät

6.2.1 Yleistä

ROADEX projekti suosittelee, että kolme asiaa tulisi luokitella kuivatusanalyysissä. Nämä asiat voidaan luokitella suoraan liikkuvasta autosta kuvaamalla videota tai still-valokuvia ajon aikana. Suositeltavat luokiteltavat muuttujat ovat:

– Tien poikittaisprofiili

– Kuivatusluokka

– Laskuojat


6.2.2 Tien poikittaisprofiili

Tien poikittaisprofiili tulisi luokitella, jotta voidaan selvittää liittyvätkö kuivatusongelmat johonkin tiettyyn tieosaan. Esimerkiksi suurimmat kuivatusongelmat voivat olla tieleikkauksissa. Tien pinnan korkeustason suhde ympäröivään maastoon (eli tieosan poikittaisprofiili) voi vaikuttaa merkittävästi kuivatuksen parantamistoimenpiteen ja kuivatusratkaisun valintaan. Tämän takia tien poikittaisprofiili tulisi luokitella ensimmäisen kuivatustutkimuksen yhteydessä. ROADEX kuivatusanalyyseissä käytettävät poikittaisprofiilityypit on kuvattu seuraavaksi.


Tie on leikkauksessa, kun tierakenteen pohja on ympäröivän maan pinnan tasoa alempana. Yleensä tien molemmin puolin kulkee sivuoja.


Tie on sivukaltevassa maastossa, kun ympäröivän maan pinta on toisella puolella tietä tierakenteen pohjan alapuolella ja toisella puolella sen yläpuolella. Kun tie on sivukaltevassa maastossa, pohjavesi pyrkii virtaamaan tierakenteen ali tai läpi.


Tie on 0-tasauksessa, kun tierakenteen pohja on jotakuinkin samalla tasolla kuin ympäröivän maan pinta. Tien molemmin puolin on yleensä sivuoja.


Tie on penkereellä, kun päällysteen pinta on selkeästi (>1m) ympäröivän maan pintaa korkeammalla. Tieosasta riippuen, sivuojat voivat olla molemmin puolin tietä tai vain yhdellä puolella.


6.2.3 Kuivatusluokat

Päällystetyillä teillä kuivatuksen kunto voidaan jakaa kolmeen luokkaan: Luokka 1 on hyvä ja moitteettomasti toimiva kuivatus, Luokka 2 on tyydyttävä kuivatus ja Luokka 3 on huono kuivatus. Luokittelua tehtäessä on tärkeää tallentaa myös luokituksen syyt, kuten ruohopalle päällysteen reunassa tai epävakaa sivuluiska jne. ROADEX projekti on luonut erityisen luokittelun tien ruohopalteille: Luokka 0, jos palletta ei ole, Luokka 1 ruohopalteelle, joka ei aiheuta ongelmia ja Luokka 2 ruohopalteelle, joka estää veden virtauksen päällysteen pinnalta pois ja aiheuttaa päällystevaurioita. Pohjoismaissa palteiden luokittelussa on vain kaksi luokkaa, koska palteet ovat ongelmia aiheuttavia maa- ja ruohoesteitä päällysteen reunassa, jotka ovat päässeet syntymään huonon kunnossapidon takia. Irlannissa ja Skotlannissa palteet ovat suunniteltuja ”rakennettuja rakenteita”, joita edelleen rakennetaan joillain alueilla. Pohjoismaissa luokka 1 tarkoittaa tieosaa, jolla ei ole palletta ja vesi voi virrata vapaasti pois tien pinnalta. Luokka 2 tarkoittaa tieosaa, jolla on palletta. Palteen korkeus voi vaihdella matalasta, kuivatukseen vain vähän vaikutuksia aiheuttavasta, korkeaan ja selkeästi veden virtausta pois tien pinnalta estävään.


Sorateillä kuivatuksen kunto voidaan jakaa kolmeen luokkaan: Luokka 1 on hyvä ja kunnollisesti toimiva kuivatus, Luokka 2 on tyydyttävä kuivatus ja Luokka 3 on huono kuivatus tai tiellä ei ole kuivatusrakenteita, vaikka niitä selvästi tarvittaisiin.


Maailmanpankin HDM4 järjestelmässä suositellaan käytettäväksi viisiluokkaista kuivatuksen luokittelujärjestelmää. ROADEX kuitenkin suosittelee kolmen luokan käyttämistä, sillä sen on todettu toimivan hyvin Skandinaviassa.

6.2.4 Laskuojat

Kuivatuksen luokittelun kolmantena tekijänä on laskuojien kunnon tarkistaminen. Laskuoja joko toimii tai ei toimi. Tämän vuoksi luokittelu on yksinkertainen 0/1 järjestelmä, jossa laskuoja joko toimii tai on tukossa. Laskuojien kunnon tarkistaminen on vaikeaa liikkuvasta autosta ja ROADEX suosittelee, että kuivatusanalyyseissä käytetään kolmatta videokameraa, joka suunnataan tiehen nähden 90° kulmaan.


6.2.5 Rummut

Liikkuvasta autosta tehdyn kuivatustutkimuksen lisäksi myös rumpujen kunto tulisi tarkistaa vähintään ennen merkittäviä rakenteellisia parannustoimenpiteitä ja ennen uuden hoitourakan hankintaprosessia. Rummun kunnon tarkistamiseen menee aikaa ja rahaa, minkä vuoksi sitä ei tehdä automaattisesti kuivatusanalyysissä. Rummun kunnon analysointi tulisi tehdä visuaalisesti ja rummun kaikki viat dokumentoida kameralla, myös rumpujen koordinaatit tulisi tallentaa. Rumpujen sijainti voidaan kartoittaa etukäteen esimerkiksi 400 MHz maatutkaluotausdatasta.


Rumpujen kunto voidaan tarkistaa monin eri tavoin. Seuraava tarkistuslista on Ruotsalaisista ohjeista ja se on osoittautunut hyvin toimivaksi rumpujen kunnon analysoinnissa:

  • Tyyppi (päätie- / liittymärumpu)
  • Materiaali (betoni, muovi, teräs, jne.)
  • Koko (sisähalkaisija)
  • Ikä (Kuinka paljon elinikää on vielä jäljellä?)
  • Kapasiteetti (Onko kapasiteetti riittävä? Onko rumpu liian pieni?)
  • Perustukset (Onko painumia, onko rumpu suorassa)
  • Pakkasturvallisuus (Jäätyvätkö rummun päät?)
  • Eroosio (Onko vesi aiheuttanut eroosio-ongelmia? Ovatko rummun viereiset luiskat vakaita?)
  • Korkeustaso (Onko rumpu liian korkealla?)
  • Kantavuus (Onko muodonmuutoksia, vaurioita tai reikiä huonon kantavuuden takia?)
  • Vesi (Onko merkille pantavaa virtaamassa, nopeudessa, kemiallisessa koostumuksessa?)
  • Sijainti (Onko rumpu oikealla paikkaa, oikealla korkeudella ja oikean pituinen?)
  • Laskuoja (Onko laskuojaa, jos sellaista tarvitaan?)
  • Peitesyvyys (Onko rummun yläpuolella riittävästi tierakenteita?)
  • Ympäristö (Onko kommentoitavaa veden nopeudesta, rummun kaltevuudesta ja pohjan tasosta? Voiko vesi virrata vapaasti? Onko esteitä?)
  • Liikenneturvallisuus (Voivatko ajoneuvot törmätä rummun päihin?)

Lähde: Bakgrundsdokument till handledning för identifiering av behov av avvattningsåtgärder

Rummut voidaan jakaa kolmeen luokkaa

Luokka 1: Rumpu toimii hyvin; ei tarvetta kunnostukselle
• Vesi virtaa vapaasti, ei negatiivista huomautettavaa


Luokka2: Rumpu toimii tyydyttävästi; rumpu pitää puhdistaa / huuhdella

• 25% tai enemmän rummun halkaisijasta on täynnä roskaa

• Rummussa on kiviä tai oksia, jotka estävät veden virtausta rummun läpi

• Kasvillisuus rummun päissä estää veden virtausta


Luokka 3: Huonosti toimiva rumpu, tarkempia tutkimuksia ja kunnostustoimenpiteitä tarvitaan

• Rummussa on halkeamia, rumpu on hajalla

• Rummun päät ovat nousseet ylös

• Stabiliteettiongelmia

• Rumpu puuttuu kokonaan, vaikka kyseisessä paikassa sellaista tarvittaisiin


6.3 Kuivatusanalyysitekniikat

Ajoitus on hyvin tärkeää kuivatuksen arvioinnissa. Paras aika kuivatusanalyysin tekemiseen on keväällä heti lumen sulettua, ennen kuin kasvillisuus alkaa peittää ojan pohjia. Tähän aikaan kuivatusjärjestelmän puutteet voidaan nähdä selkeästi ojissa olevan veden määrän perusteella. Datan kerääminen voidaan aloittaa heti, kun lumi on sulanut ojista ja varjoisilta tieosilta. Analyysin tulisi valmistua, ennen kuin kasvillisuus alkaa peittää ojan pohjia. Kuivatusanalyysi voidaan tehdä myös syksyllä. Datan kerääminen voidaan aloittaa, kun lehdet ovat pudonneet puista ja työn tulisi valmistua, ennen kuin lumi alkaa peittää maata. Syksy ei ole kuitenkaan yhtä hyvä kuin kevät kuivatusanalyysin tekemiseen johtuen valaistusolosuhteista ja kasvillisuudesta.


Vertailevia kuivatusanalyysejä tehtiin keväällä ja syksyllä samalla tieverkolla ROADEX kuivatustesteissä Umeån alueella Ruotsissa. Tulosten perusteella suurin osa (lähes 70 %) ojista luokiteltiin samaan luokkaan keväällä ja syksyllä. Vain marginaalinen osa (0,5 %) luokiteltiin merkittävästi paremmiksi tai huonommiksi keväällä. 18,1 % ojista oli hieman parempia keväällä ja 11,6 % hieman huonompia.


Eroille oli useita syitä. Pääasiassa syynä oli vettä läpäisevä pohjamaa tai ojassa oleva vesi. Samassa projektissa vertailtiin laskuojien havaittavuutta keväällä ja syksyllä. Vain 45% laskuojista havaittiin sekä keväällä että syksyllä.


ROADEX raportti: “Summary of Drainage Analysis in the Umeå Area, Sweden, Seasonal Tests and Tools for Outlet Ditch Inventory”

6.3.1 Tutkimuskalusto ja tiedonkeruu

6.3.1.1 Yleistä

ROADEX projekti suosittelee, että kuivatusanalyysin tutkimusvälineet olisivat: tutkimusajoneuvo (joka on riittävän korkea hyvän näkyvyyden takia), etäisyyden mittauslaitteisto (trippimittari), 2-3 digitaalivideokameraa, GPS-laitteisto ja kannettava tietokone, jossa on kaikki datan keräämiseen tarvittavat ohjelmistot. Mittausajoneuvo tulisi varustaa kaikilla tarvittavilla turvallisuusvarusteilla. Mittausta varten tarvitaan kaksi henkilöä, kuljettaja ja mittaaja.


6.3.1.2 Video- ja Still-kamerat

Aikaisemmat ROADEX testit ja muut kuivatusanalyysit ovat osoittaneet, että visuaalinen kuivatuksen arviointi liikkuvasta ajoneuvosta ilman mitään dokumentaatiota kuivatuksen kunnosta, ei ollut riittävän luotettavaa tai toistettavaa. Lisäksi ojien ja päällysteen tulkittua kuntoa ei voitu arvioida jälkikäteen, jos siellä oli jotain erimielisyyksiä. Näiden syiden takia on suositeltavaa, että kuivatusanalyysin laitteistoon kuuluisi ainakin kaksi digitaalivideo- tai still-kameraa, jotka on asennettu mittausajoneuvon päälle tien pinnasta mitattuna vähintään 2 m korkeudelle. Yhden kameran tulisi kuvata tien piennarta sekä sivuojan kuntoa ja toisen kameran tulisi kuvata päällysteen kuntoa. Datan keräämiseen käytetyssä ohjelmistossa tulisi olla mahdollista tallentaa äänikommentteja mittauksen aikana.


Ideaalisesti kuivatusanalyysissa tulisi kuvaus tehdä kolmella kameralla. Kolmas kamera on suunnattu noin 90o kulmaan ajoneuvon kulkusuuntaan nähden laskuojien kunnon tallentamista varten. Tämän kameran kuvaaman videon perusteella voidaan luokitella laskuojien kuntoa.

Video ja/tai still-kameroiden laadun tulee olla riittävä, jotta tarvittava tieto voidaan tallentaa vähintään 640×480 pikselin tarkkuudella. Kaikki kamerat tulisi tarkentaa 10-15m etäisyyteen mittausajoneuvosta ja sulkijan nopeuden tulee olla riittävän suuri varmistamaan terävän kuvan.

6.3.1.3 Muut laitteistot, joita voidaan käyttää kuivatusanalyysissä

Lämpökamera

Lämpökamera, jota kutsutaan myös infrapunakameraksi, mittaa ympäristön lähettämää infrapunataajuusalueen säteilyä. Kamera muodostaa tavallisen videon kaltaisen videokuvan säteilystä. ”Normaalit” valoon perustuvat kamerat mittaavat yleensä näkyvän valon aallonpituuksilla 450-750nm. Lämpökamera voi puolestaan mitata jopa 14 000nm aallonpituudella.


Lämpökamerat voidaan jakaa eri luokkiin säteilyn tunnistimen mukaan. Kaksi pääluokkaa on: nestemäisellä typellä jäähdytetyllä infrapunatunnistimella (BST-tunnistin) varustetut kamerat ja jäähdyttämättömällä infrapunatunnistimella varustetut kamerat (mikrobolometritunnistin).

Lämpökameroiden hinnat ovat olleet melko korkeita johtuen uudesta tekniikasta ja pienistä tuotantomääristä. Tällä hetkellä lämpökameroiden hinnat on yli 5 000 €. Korkealaatuisten kameroiden hinnat voivat olla jopa yli 30 000 €. Nämä korkealaatuiset lämpökamerat voivat olla hyödyllisiä päällysteen vaurioinventointeja tehtäessä.

Kuivatusanalyysissä lämpökamera tulisi asentaa ajoneuvon katolle samaan tapaan kuin normaali digitaalivideokamera. ”Normaali” digitaalivideo ja GPS-koordinaatit tulisi tallentaa samaan aikaan, kun lämpökamerakuvausta tehdään. Lämpökamera tulisi suunnata ojaan, mutta osassa kuvaa tulisi näkyä myös tie. Ajoneuvon nopeuden tulee olla korkeintaan 30 km/h mittauksen aikana.


Paras aika lämpökameratutkimuksen tekemiseen on toukokuussa tai kesäkuun alussa. Paras aika päivästä tutkimukselle on myöhään illalla/yöllä tai aikaisin aamusta. Silloin auringon lämpösäteily ei häiritse tuloksia. Auringon lämpösäteily voi lämmittää suuresti maanpintaa.


Lämpökameratutkimusten tulokset voidaan jakaa viiteen luokkaan ojan pohjan lämpötilan mukaan. Lämpötilaluokat ovat:

– Luokka 1: Erittäin korkea suhteellinen lämpötila

– Luokka 2: Korkea suhteellinen lämpötila

– Luokka 3: Keskimääräinen lämpötila

– Luokka 4: Alhainen suhteellinen lämpötila

– Luokka 5: Erittäin alhainen suhteellinen lämpötila


Laserskannerit

Laserskannereiden suosio on kasvanut suuresti viime vuosien aikana ja on väistämätöntä, että tästä tekniikasta tulee  rutiinityökalu monenlaisissa tien kunnon hallintaan liittyvissä töissä. Laserskannaus on menetelmä, jossa etäisyys lasketaan lasersäteen kulkuajasta kohteeseen ja takaisin. Kun lasersäteen kulma tiedetään ja säteet lähetetään eri suuntiin liikkuvasta autosta, jonka sijainti tiedetään, on mahdollista laatia kolmiulotteinen (3D) pintakuva, ”pistepilvi”, tiestä ja sen ympäristöstä. Pistepilvessä, jossa on miljoonia pisteitä, jokaisella pisteellä on x-, y- ja z-koordinaatti ja heijastumis- tai emissio-ominaisuuksia kuvaava luku.


Laserskanneri koostuu kolmesta osasta: lasertykistä, skannerista ja tunnistimesta. Lasertykki tuottaa lasersäteen, skanneri kierrättää lasersädettä ja tunnistin mittaa heijastuneen signaalin ja määrittää matkan kohteeseen. Etäisyyden mittaus perustuu valon kulkuaikaan, vaihesiirtymään tai yhdistelmään molemmista.

Liikkuvan laserskannerimittausjärjestelmän laatu ja hinta vaihtelee, mutta ne voidaan jakaa karkeasti kahteen luokkaan: a) hyvin tehokkaat korkeatarkkuusjärjestelmät, joita kutsutaan myös nimellä ”LIDAR” ja b) halvemmat ”jokamiehen” laserskannerijärjestelmät, joilla on alhaisempi etäisyyden mittauskyky ja tarkkuus.


Laserskannerimittausten tuloksia voidaan käyttää monin eri tavoin vähäliikenteisten teiden tutkimuksissa. Tien poikkileikkausprofiilista voidaan saada hyvää tietoa mm. urautumisen muodosta ja onko päällysteen reunassa palletta, joka voi estää veden virtausta pois päällysteen pinnalta. Pinnan taso voidaan esittää värikoodeilla kartalla ja näin voidaan nähdä paikat, missä ojat ovat täyttyneet tai rummut tukkeutuneet. Myös muutokset tien leveydessä nähdään helposti näiltä kartoilta. Muun tienmittausdatan yhdistäminen laserskanneridataan antaa erinomaista tietoa siitä, aiheuttaako huono kuivatus tielle pysyviä muodonmuutoksia tai routaongelmia.



Mikäli mittaukset tarkalla lidar kalustolla tehdään kaksi kertaa; talvella maksimiroudan aikaan ja kesällä kun routa on sulanut, voidaan näiden perusteella laskea routanousun suuruus.  Tulokset voidaan esittää routanousuvideoina.

6.3.1.4 Paikannuslaitteisto

Kuivatustutkimuksia suunniteltaessa tulisi  varmistua, että kaikki videot, still-valokuvat ja tulokset kuivatusanalyysistä voidaan merkitä ja linkittää GPS-koordinaatteihin ja tierekisterin mukaiseen osoitteeseen. Jotta tästä varmistutaan, tulisi paikannus tehdä käyttäen differentiaalista GPS-laitteistoa tai muuta GPS-laitteistoa, jonka tarkkuus on DGPS:n tasoa. Datan keräämisen aikana on myös suositeltavaa käyttää trippimittauslaitteistoa (DMI) GPS:n lisäksi. GPS tuottaa myös hyödyllisen z-koordinaatin ja, sen absoluuttisen korkeusarvon epätarkkuudesta huolimatta, informaatiota voidaan käyttää kuivatusanalyyseissä tien korkeimpien ja matalimpien pisteiden löytämiseen.


6.3.1.5 Mittaushenkilöstö

Mittaushenkilöstön, erityisesti itse mittaajan, tulisi olla riittävän kokenut pystyäkseen luotettavasti tunnistamaan kuntoluokat, jotka on määritelty kuivatusanalyysin ohjeissa. Mittausajoneuvon kuljettajan tulisi olla yhtä lailla perehtynyt luokitteluun, jos hänen on tarkoitus osallistua inventointiin. Kaikkien henkilöstöön kuuluvien tulisi tietää, kuinka tietutkimuksia suoritetaan ja olla selvillä kaikista tieturvallisuussäädöksistä.


Mittaushenkilöstölle tulisi järjestää yhden päivän koulutus, ennen mittauskauden alkamista, jossa kaikkia kuivatusanalyysissä huomioitavia asioita voidaan harjoitella. Päivän aikana tulisi olla kenttäharjoitus, jossa mittaushenkilö tekee kuivatusanalyysin valitulle tieosalle. Myöhemmin toimistolla eri mittaajien tuloksia tulisi verrata toisiinsa.

6.3.2 Tiedonkeruu

Kuivatusanalyysejä tulisi tehdä yhdellä tieosalla kerrallaan ja tien molemmat puolet tulisi analysoida erikseen. Analyysi voidaan kuitenkin poikkeuksellisesti tehdä vain yhteen suuntaan niillä teillä, joiden leveys on alle 5,5 m.


Datan keräämisen aikana mittausajoneuvon nopeuden tulisi olla 20-30km/h ja ajoneuvon tulisi ajaa lähellä päällysteen reunaa, jotta kameroilla on esteetön näkymä ojaan ja sivuluiskaan.

Mittaajan tulisi tallentaa sivuojan alustava kuivatusluokka ja laskuojat suoraan datan keräämiseen käytetylle kannettavalle tietokoneelle käyttäen näppäimistöä ja samaan aikaan tallentaa kaikki mittaukseen liittyvät äänikommentit digitaaliselle videolle. Tyypillisesti näiden kommenttien tulisi sisältää:

• kuivatuksen kuntoa kuvaava kuivatusluokka;

• tien poikittaisprofiili;

• maininnat inventoinnissa tehdyistä näppäilyvirheistä, jotka täytyy korjata myöhemmin;

• havainnot palteesta tai päällysteen vaurioista, jotka estävät veden virtausta ojaan;

• huomiot veden virtausta estävistä materiaalin valumista sisä- tai ulkoluiskista ojan pohjalle.

Näiden äänikommenttien on todettu olevan hyvin tärkeitä inventoinnin laadun ja toistettavuuden varmistamiseksi.

6.3.3 Datan tallennus ja varmuuskopiot

Kaikki kerätty data tulisi päivittäin tallentaa mittauksessa käytetylle kannettavalle tietokoneelle sekä ulkoiselle kovalevylle. Lisäksi toimistolla tehty analysointityö tulisi varmuuskopioida säännöllisesti. Videot voidaan muuntaa still-kuviksi levytilan säästämiseksi ennen kuivatusanalyysin tulosten toimittamista tien omistajalle.

6.4 Kuivatusanalyysin tulosten analysointi

6.4.1 Yleistä

Ensimmäinen askel prosessissa on yhdistää kaikki kerätty data jokaiselle tieosalle perustettuun omaan projektiin. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi Road Doctor Designer ® tietokoneohjelmalla tai muulla vastaavalla ohjelmistolla, missä alustavan kuivatusanalyysin tulokset, poikkileikkausdata, digitaalivideot ja still-kuvat voidaan yhdistää paikkatietoihin. Olemassa oleva tieprofilometriauton (PTM-auton) data (ura ja epätasaisuus) tulee myös linkittää projektiin, mielellään viimeiseltä viideltä vuodelta. Tämä data on yleensä saatavissa tien omistajan tietokannasta tai ajankohtainen data voidaan mitata paikan päällä. Kun tämä on tehty, varsinainen kuivatusanalyysi voidaan toteuttaa usealla eri tekniikalla riippuen profilometridatan tyypistä. PTM-datasta tulisi käyttää joko 10 m tai 20 m keskiarvoa, 100 m keskiarvo on liian pitkä luotettaviin kuivatusanalyyseihin. Tässä vaiheessa tulisi myös huomioida päällysteen vaurioiden ja kuivatuksen kunnon yhteys.


Sorateillä kuivatusanalyysin tuloksia tulisi verrata kelirikkotietoihin ja vaurioihin, jotka nähdään tiealueen videoilta tai still-kuvista. Erittäin hyvä vertailuparametri on mahdollisesti saatavilla oleva BCI-arvo, joka saadaan laskettua pudotuspainomittausten tuloksista.


Tässä vaiheessa voidaan myös tehdä kuivatuksen ja routanousun vertailua käyttämällä esimerkiksi talvella tehtyjä IRI mittauksia tai maatutkamittauksen maatutka-antennin korkeusdataa. Vertailu voidaan tehdä myös käyttäen uutta laserskannaustekniikkaa. Tämä on erinomainen menetelmä tien ongelmallisten kohtien paikantamiseen.

6.4.2 Päällystettyjen teiden kuivatuksen luokittelu

ROADEX kuivatusluokat päällystetyille teille on kuvattu seuraavassa:

Luokka 1: Hyvä kuivatuksen kunto

Kuvaus: Virheetön kuivatus. Tien poikkileikkaus on säilyttänyt muotonsa hyvin ja vesi virtaa päällysteeltä ojiin ilman esteitä. Esteetön veden virtaus ojissa.


Luokka 2: Välttävä kuivatuksen kunto

Kuvaus: Tien poikkileikkauksen muodossa voi olla pieniä muutoksia. Tien pientareella on pientä palletta tai kasvillisuutta, joka estää veden hyvää virtausta ojiin. Kasvillisuus ojissa hidastaa veden virtausta ja aiheuttaa patoutumista ojassa. Pieni määrä maa-ainesta voi olla valunut ojan pohjalle, mikä estää veden virtausta ja nostaa pohjaveden pintaa.


Luokka 3: Huono kuivatuksen kunto

Kuvaus: Muodonmuutokset ja vauriot tien poikkileikkauksessa ovat ilmeisiä. Tien pientareella voi olla korkea palle ja/tai tiheää kasvillisuutta, joka aiheuttaa veden lammikoitumista ajokaistalle tai pientareelle. Kasvillisuus ojassa hidastaa veden virtausta ja aiheuttaa patoutumista ojassa. Maa-ainesta on valunut luiskista ojan pohjalle ja se patoaa veden virtausta. Tukkeutunut rumpu tai laskuoja estää veden virtausta ojassa. Tiellä ei ole kuivatusjärjestelmää ollenkaan.


Laadittaessa kuivatusanalyysiä päällystetylle tielle pitää tutkia tien vaurioitumisen ja kuivatuksen välillä oleva yhteys. Tämä voidaan tehdä usealla eri tavalla:

A. Kun tieprofilometridataa (PTM) on saatavilla usean vuoden ajalta

Ensimmäisessä menetelmässä urasyvyyden keskimääräinen vuosittainen kasvu lasketaan historiallisesta datasta käyttäen lineaarista regressiomallia. Tämä kuitenkin edellyttää, että profilometridataa on saatavilla usean vuoden ajalta. Jos tie on äskettäin päällystetty ilman, että sen ominaisuuksia on merkittävästi muutettu (=ei rakenteellisia parannuksia), voidaan käyttää myös ennen päällystämistä kerättyä dataa.


Urasyvyyden kasvun voidaan katsoa olevan normaali, jos urautumisen kasvunopeus on vähemmän kuin 0,8-1,0 mm/vuosi liikennemäärän ollessa alle 5000 ajoneuvoa päivässä ja alle 1,4 mm/vuosi liikennemäärän ollessa suurempi kuin 5000 ajoneuvoa päivässä. Urasyvyyden kasvun voidaan katsoa olevan korkea ja erityisen ongelmallinen, jos se on yli 2 mm vuodessa. On vaikeaa määritellä vastaavia IRI arvon kasvunopeuksia hyville ja huonoille tieolosuhteille ja sen takia IRI arvon kasvunopeuden kartoittaminen ei ole yleensä tarpeellista.


B. Kun profilometridataa on saatavilla vain yhden vuoden ajalta

Toista vaihtoehtoa voidaan käyttää, jos profilometridataa on saatavilla vain yhdeltä vuodelta ja viimeisin päällystysvuosi on tiedossa. Tällöin urautumisnopeus lasketaan lineaarisella mallilla, jossa suora voidaan määrittää kahden tiedetyn pisteen eli päällystysvuoden lähtöurautumisen ja profilometrista saadun viimeisimmän urautumisdatan avulla. Päällystysvuoden alku-uralle voidaan käyttää arvoa 2 mm.


C. Keskimääräinen urautuminen ja IRI-arvo eri kuivatusluokissa

Aikaisemmin mainitun lisäksi keskimääräinen urautuminen ja IRI-arvot voidaan laskea erikseen jokaiselle tieosalle ja jokaiselle kuivatusluokalle perustuen viimeisimpään dataan. Koska kuivatusluokka on jo analysoitu molemmille puolille tietä erikseen, tulee IRI-arvon ja urautumisen tilastollisiin laskelmiin käyttää näistä kuivatusluokista huonompaa. Näitä arvoja voidaan sitten verrata kuivatusluokan 1 arvoihin. Jos tämän laskelman mukaan keskimääräiset urautumisarvot kuivatusluokille 2 ja 3 ovat enemmän kuin 5 % korkeampia kuin luokan 1 arvot, voidaan olettaa huonon kuivatuksen vaikuttavan vaurioitumisnopeuteen. Tätä tietoa voidaan käyttää myöhemmin valittaessa kuivatuksen hoidon erityiskohteita.


Tilastollisessa analyysissä voidaan myös laskea päällysteen elinikäkerroin. Elinikäkerroin kuvaa huonon kuivatuksen vaikutuksia päällysteen elinikään. Elinikäkerroin määritellään laskemalla huonoimman 10 % osuuden keskimääräinen urautuminen sekä mahdollisesti keskimääräinen epätasaisuus ja vertaamalla näitä arvoja kuivatusluokan 1 keskimääräiseen urasyvyyteen. Jos kuivatusluokan 3 osuuksia on yli 10 % tiestä, käytetään kuivatusluokkien 3 ja 1 keskimääräisten urasyvyyksien suhdetta. Tapauksissa, joissa kuivatusluokan 3 osuus on alle 10 %, elinikäkerroin lasketaan luokkien 3 ja 2 suhteena.


6.4.3 Sorateiden kuivatuksen luokittelu

ROADEX kuivatusluokkien kuvaukset sorateille tai metsäautoteille on esitetty seuraavaksi:

Luokka 1: Hyvä kuivatuksen kunto

Kuvaus: Virheetön kuivatus. Tien poikkileikkaus on säilyttänyt hyvin muotonsa ja vesi virtaa päällysteeltä ojaan ilman esteitä. Esteetön veden virtaus ojissa.


Luokka 2: Välttävä kuivatuksen kunto

Kuvaus: Tien poikkileikkauksen muodossa voi olla pieniä muutoksia. Tien pientareella on pientä palletta tai kasvillisuutta, joka estää veden virtaamisen hyvin ojaan. Kasvillisuus ojassa hidastaa veden virtausta ja aiheuttaa patoutumista. Pieni määrä maa-ainesta voi olla valunut ojan pohjalle, mikä estää veden virtausta ja nostaa pohjaveden pintaa.


Luokka 3: Huono kuivatuksen kunto

Kuvaus: Muodonmuutokset ja vauriot tien poikkileikkauksessa ovat ilmeisiä. Tien pientareella voi olla korkea palle ja/tai tiheää kasvillisuutta, joka aiheuttaa veden lammikoitumista ajokaistalle tai pientareelle. Kasvillisuus ojassa hidastaa veden virtausta ja aiheuttaa patoutumista ojassa. Maa-ainesta on valunut luiskista ojan pohjalle estämään veden virtausta. Tukkeutunut rumpu tai laskuoja estää veden virtausta ojassa. Tiellä ei ole kuivatusjärjestelmää lainkaan.


Tärkein asia soratien kuivatusanalyysiä suunniteltaessa on määrittää ne osuudet, joissa routavaurioiden ja kuivatuksen kunnon välillä on yhteys. Toisin sanoen on löydettävä ne osuudet, missä routavauriot johtuvat huonosta kuivatuksesta. Tämä voidaan tehdä käyttämällä kartta-analyysiä ja suunnitteluohjelmistoa, joka näyttää kelirikkokohteiden sijainnin ja historian, kuivatusluokan ja videon tai still-kuvia tieltä. Jos routavaurioista ei ole olemassa yksityiskohtaista dokumentoitua dataa, mahdolliset routanousukohteet voidaan paikantaa roudan sulamisen aikaan kuvatusta videosta. Myös lämpökameraa tai laserskannerimittausta voidaan käyttää apuna routanousukohteiden tunnistamisessa.


Kuivatusanalyysin tulokset soratieltä, jolla on kelirikko-ongelmia. Ylimmäisenä on kuivatusanalyysin tulokset ja sen alapuolella kelirikkohistoria vuosilta 2001-2006. Kolmas ikkuna esittää pudotuspainolaitemittausten tulosket taipumasuppiloina. Alimmaisena on talvella mitatut IRI-arvot.

Soratien poikkileikkausprofiilia määritettäessä erityistä huomioita tulisi kiinnittää osuuksiin, jotka sijoittuvat sivukaltevaan maastoon ja tien yläpuolisen sivuojan kuntoon. Routavauriot ja sivuluiskien sortumat keskittyvät yleensä näille alueille.

Sisä- ja ulkoluiskien liukumien tai valumien sijainnit olisi huomattava ja tallennettava kuivatusanalyysin tuloksiin. Ojan pohjalta nostettua maa-ainesta ei saisi laittaa takaisin sivuluiskiin.

6.4.4 Laskuojat

Kuivatusanalyysin tuloksia esitettäessä on suositeltavaa, että kunnostusta kaipaavien laskuojien sijainti esitetään sekä kartalla että taulukossa. Taulukossa tulisi näkyä tieosoite, ojan sijainti (vasen vai oikea) ja paalunumero.

Ongelmia voi tulla, kun yritetään kartoittaa, tunnistaa ja luokitella laskuojien kuntoa liikkuvasta ajoneuvosta, jonka kamerat osoittavat eteenpäin. Siksi on suositeltavaa, että toimistolla kuivatusanalyysiä tehtäessä laskuojien sijainnit varmistetaan kerätyn GPS-datan z-koordinaateista. Yleensä tielinjauksen jokaisessa notkossa on laskuoja. Jos jokaisesta laskuojasta otetaan valokuvia, tulee ajoneuvon pysähtyä jokaisen laskuojan kohdalle sen kunnon arviointia varten.

Lopuksi, kuten on jo aikaisemmin suositeltu, laskuojan kunto voidaan arvioida 90° kulmaan kulkusuuntaan nähden suunnatun kolmannen kameran videolta tai still-kuvista.

6.5 Ongelmallisten alueiden paikantaminen

Kuivatuksen kunnossapidon erikoiskohteiden valinta kuivatuksen suunnittelua ja/tai kuivatuksen hoitourakkaa varten tehdään yleensä käyttäen erikoistunutta ohjelmistoa. Tätä tehtäessä ohjelmistossa luodaan integroitu näkymä, jossa kaikkea tarvittavaa dataa voidaan tarkastella samaan aikaan: video tai still-kuvia tieltä, karttaa, urautumis- ja IRI-historiaa, urautumisen vuosittaista kasvunopeutta (jos se on pystytty laskemaan), tien pituusleikkausta (z-koordinaatteja) ja kuivatusanalyysin tuloksia.

“Erikoiskuivatuskohteen” status tulisi antaa niille tieosuuksille, joiden kuivatusluokka on 2 tai 3 ja jotka täyttävät alla olevat ehdot (Huomaa: kun osuuksien tunnistamista ja kuivatusanalyysiä tehdään, tien kuivatuksen huonompi puoli määrittää aina keskimääräisen kuivatusluokan):

  • Ne tieosat, missä urasyvyyden kasvunopeus on yli 1 mm/vuosi liikennemäärän ollessa <3000 ajoneuvoa/päivä ja yli 1,2 mm/vuosi liikennemäärän ollessa >3000 ajoneuvoa/päivä
  • Urasyvyydet ovat selkeästi (> 5 %) suuremmat kuin keskimääräiset urasyvyydet niillä alueilla, missä kuivatusluokka on 1
  • IRI-arvot ovat huomattavasti suuremmat kuin niillä alueilla, missä kuivatusluokka on 1
  • Alueella on reunapainumia, reunamuodonmuutoksia, reunahalkeamia ja verkkohalkeamia.
  • Erikoiskuivatuskohteiksi tulisi valita ne soratieosuudet, joiden kuivatusluokka on 2 tai 3 ja/tai joilla on routaongelmia ainakin yhdellä puolella tietä. Lisäksi erityiskuivatuskohteiksi tulisi harkita:

    Tien yläpuolista ojaa sivukaltevassa ja kosteassa maastossa, jossa pohjamaa on kosteaa moreenia tai silttiä.

    Leikkauksessa olevaa tieosaa, jonka pohjamaa on moreenia ja/tai silttiä.

    Osuuksia, missä pohjamaa on märkää silttiä ja tien muoto on leventynyt ja materiaalia sisä- tai ulkoluiskista on valunut sivuojien pohjalle.

    Osuuksia, missä pudotuspainolaitteen BCI-arvot ovat yli 80 (pois lukien turvealueet).

    Erikoiskuivatuskohteiden tulisi olla homogeenisia, jatkuvia osuuksia ja niiden tulisi loppua tunnistettaviin kohtiin, kuten laskuojaan. Erikoiskuivatuskohteet tulisi määritellä erikseen tien molemmille puolille. Videoilla tai lyhyen aikavälin still-kuvilla voi olla tärkeä rooli käytettäessä tietokonetta kuivatuksen parantamisen aloitus- ja lopetuspisteiden valintaan. Niiden avulla on mahdollista määrittää kuivatuksen parantamisjaksoille loogiset pituudet, missä jaksot loppuvat toimivaan laskuojaan tai vastaavaan rakenteeseen, minkä avulla vesi pääsee pois tiealueelta.

    6.6 Kuivatusanalyysin tulosten raportointi

    Kun kuivatusanalyysi on saatu valmiiksi ja erikoiskuivatuskohteet on valittu, jokaiselta tieosalta voidaan tehdä karttaesitys. Näillä kartoilla esitetään sijainnit, missä huono kuivatus vaikuttaa tierakenteiden kykyyn vastustaa pysyviä muodonmuutoksia eli kartoilla esitetään urautumisen ja routavaurioiden sijainnit. Tyypillisessä tuloskartassa esitetään tien keskilinja, tien poikkileikkausprofiili, sivuojien ja laskuojien kuntoluokka tien molemmin puolin, keskimääräinen urautumisen kasvunopeus (tai viimeisin urasyvyys), sekä valitut kuivatuksen parantamistoimenpiteet ja/tai erikoiskuivatuskohteiden sijainti.

    Karttojen lisäksi kaikki kuivatusanalyysin tulokset tulisi tallentaa digitaalisesti, jotta kaikki analyysit ja suunnitelmat voidaan hakea tietokannoista myöhempää käyttöä varten. Tämä tarkoittaa sitä, että tarkkoja koordinaatteja tulee käyttää analyysin ja raportoinnin kaikissa vaiheissa. Tien keskilinjan numerisointia kartoilta käyttäen pikselikoordinaatteja ei hyväksytä.  Analyysin lopulliset tulokset tulee tallentaa niin, että niitä voidaan tutkia myöhemmin toimistolla, tai jopa ajoneuvossa, yhdessä still-kuvien kanssa eri katselu- ja/tai suunnitteluohjelmistoilla.

    SHARE:

    Choose another lesson Back to Roadex Network