Stabiloidun kantavan kerroksen pakkaskestävyys

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2019-06-17
Department
Major/Subject
Geoengineering
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Geoengineering (GEO)
Language
fi
Pages
57 + 31
Series
Abstract
Suomen alemman tieverkon, eli vähäliikenteisen seututieverkko ja yhdysteiden, liikennemäärien ja ajoneuvojen massan kasvu ovat kasvattaneet tierakenteeseen kohdistuvaa liikennekuormitusta. Samaan aikaan Suomessa vuodenaikojen lämpötilavaihtelut ovat suuria ja aiheuttavat tierakenteeseen ympäristökuormitusta. Kuormitustekijät aiheuttavat tieverkkoon vaurioita. Päällysrakenteen vauriot voidaan korjata uusimalla tien päällysrakenne kokonaan, mutta alemman tieverkon rakenteen parantaminen pyritään tekemään mahdollisimman kustannustehokkaasti. Tierakenteen parantamisessa voidaan käyttää mm. sekoitinjyrsintää, bitumistabilointia tai hydraulista stabilointia. Tässä diplomityössä tutkitaan uusiomateriaaleja hyödyntävän hydraulisesti stabiloidun kantavan kerroksen pakkaskestävyyttä. Uusiomateriaaleja on käytetty tutkimuksessa stabiloinnin sideaineseoksessa. Hyödynnettävät uusiomateriaalit ovat lentotuhka, kipsi ja masuunikuona. Referenssisideaineena tutkimuksessa käytettiin sementtiä. Työssä tutkittiin yhteensä kymmenen erilaista koekappalesarjaa, jotka koostuvat murskeen ja sideaineen seoksista, kolme murskeesta ja sementistä, neljä murskeesta, sementistä ja lentotuhkasta sekä kolme murskeesta, sementistä, kipsistä, lentotuhkasta ja masuunikuonasta. Koekappaleiden pakkaskestävyyttä tutkittiin pakkasrapautumiskestävyys-, suola-pakkaskestävyys-, routanousu- ja vedenläpäisevyyskokeilla. Koekappaleiden pakkasrapautumiskestävyyttä tutkittiin 12-syklin jäädytys-sulatuskokeella, joka tehtiin kaikille kymmenelle sideaineseokselle. Suola-pakkaskestävyyskokeissa jäädytys-sulatussykli toistettiin kuusi, 12 tai 24 kertaa, ja sulamisveden suolapitoisuus nostettiin 7,5 %:iin tai 15 %:iin, joka tehtiin seitsemälle sideaineseokselle. Jäädytys-sulatuskokeiden vaikutusta tarkasteltiin kappaleen muutosten avulla, jotka määritettiin yksiaksiaalisella puristuskokeella. Pakkasrapautumiskestävyyskokeiden kaikki sideaineseokset täyttivät Päällysrakenteen stabilointi (2007) -ohjeen puristuslujuusvaatimukset. Suola-pakkaskestävyyskokeissa havaittiin, että referenssimateriaalina toiminut sementtistabilointi vaurioitui kokeessa muita materiaaliseoksia herkemmin. Routanousukoe tehtiin kolmelle sideaineseokselle sekä suola- että pakkaskestävyyskokeiden jälkeen. Koekappaleet olivat routimattomia.

The traffic load on the road structure of Finnish lower road network, i.e. on regional and connecting roads, is growing due to an increased traffic flow and vehicle mass. In addition, seasonal temperature variation in Finland is great and causes environmental load. These factors cause damages, such as longitudinal loads and transverse cracks, on the road network. Damages to the pavement can be repaired by reconstructing the entire pavement, but it is more typical to improve the already existing bearing course as it costs less. Full depth reclamation method, bitumen stabilization and hydraulic stabilization are frequently used to improve the road structure. This thesis studies the frost resistance of base course which has been hydraulically stabilized using recycled materials. The recycled materials used comprise fly ash, gypsum and slag. A compound of crushed gravel and cement has been used as reference material. The tests were made with ten different mixtures, three of them consisted of crushed gravel and cement, four consisted of crushed gravel, cement and fly ash and the rest consisted of crushed gravel, cement, fly ash, gypsum and slag. The frost resistance of these mixtures was examined with frost weathering resistance tests, salt frost weathering resistance tests, frost heave tests and water permeability tests. The frost weathering resistance tests were made in accordance with VTT test manual. The frost resistance of the test samples was tested with freezing and thawing test. The freezing and thawing cycle was repeated 12 times. In the salt frost weathering tests the freezing and thawing cycle was repeated six, 12 or 24 times, and the salt content of the thaw water was raised to 7,5% or 15%. The compression strength of the test samples was defined with unconfined compression test. The frost weathering resistance tests were made with all ten test samples while the salt frost weathering resistance tests were made with the seven test samples with the lowest binder content. All the test samples in the frost weathering resistance tests met the compression strength requirements set by Finnish Transport Agency. The reference material was the only one that did not meet the requirements in salt frost weathering resistance tests.
Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, Leena
Thesis advisor
Harju, Ilari
Gustavsson, Henry
Keywords
pakkaskestävyys, kerrosstabilointi, uusiomateriaalit, routanousu
Other note
Citation