Operatiivsem ja täpsem võimalus katendite kontrolliks

Eestis laialt levinud kandevõime mõõtmiseks kasutatav seade Inspector on eelkõige tihenduskvaliteedi mõõteseade: võrrelda saab seda, kuivõrd seadme abil materjali ületihendamisel konstruktsiooni pinnakiht jäigemaks (tihedamaks) läks, mitte niivõrd saavutatud kandevõime absoluutväärtust. Plaatkoormuskatse on veidi parem, kuid aeganõudev ja vajab koormamiseks tehnikat.

Viimase kahe aasta jooksul oleme teinud mõõtmisi kandevõime mõõteseadmega Dynatest LWD, analüüsinud mujal maailmas tehtut ja kasutanud seadet mitme magistritöö koostamisel. Selle alusel sai ka Tallinna tüüpkatendite uuendamise käigus sisse toodud kandevõime mõõtmine kergseadmega: Dynatest LWD on aktsepteeritud kvaliteedikontrolli seadmena Tallinna teedeehitusobjektidel.

Dynatest LWD võimaldab mõõterežiimi piisavalt detailselt seadistada, sest materjalide omadused (sh elastsusmoodul) sõltuvad mõõtmisel kasutatavast pingerežiimist.

Majandus- ja kommunikatsiooniministeeriumi määruse 101 (kvaliteedinõuded), mida kavatsetakse uuendada, alusel tuleb Inspectori või Loadmani asemel teiste seadmetega mõõtes kasutada üleminekutegurit. Meie kogemuse järgi on põhimõtteliselt kaks võimalust – kas kasutada Inspectoriga analoogset mõõterežiimi (liival 500-600 kPa, killustikul 1,4-1,6 MPa) mis peaks andma võrreldavad tulemused, või üleminekutegurit 1,3 millega tuleb korrutada mõõtetulemust (100 kPa režiimis 300 mm plaadiga mõõdetult liival; 300 kPa režiimis 150 mm plaadiga killustikul). Määruses ja ka Maanteeameti juhendites on täna antud fikseeritud kontrollväärtused mis ei sõltu konkreetsest konstruktsioonist ega arvutustest.

Plaatkoormuskatsega võrdlustabel on toodud Tallinna tüüpkatendite juhises. Läbi plaatkoormuskatse võrdluse on võimalik võrrelda Odemarki valemiga Soome katendireeglite järgi arvutatut, sealhulgas ka infraRYL või üldehituse osas MaaRYL raames sätestatud väärtusi, kuid mitte KAPiga arvutatut.

Tsiviilehituslikel objektidel (näiteks vundamendialuse või hoone põranda aluse pinna kandevõime) asendab Dynatest LWD plaatkoormuskatset ja selle eeliseks on võimalus teostada mõõtmisi kitsastes tingimustes, lisaks kiirusele mis võimaldab saada parema ülevaate tervikust (ühe katse asemel vähemalt kümmekond mõõtepunkti).

Kui plaatkoormuskatset tuleb kasutada sagedusega 4 punkti kilomeetrile (MNT juhend), siis LWD jaoks on mõistlik sagedus umbes kümme korda suurem. Tavalise kaherajalise tee puhul on sobilik vähemalt 3 punkti ristlõikes 50 meetrise vahekaugusega (sidumata kihtidel mõõdetakse reeglina meeter servast kummalgi pool ja keskel). Et tulemused on kohe objektil käepärast, on võimalik operatiivselt nõuetele mittevastavatel aladel midagi ette võtta enne kihi vastuvõtmist. Lisaks on ka parem ülevaade kvaliteedist tänu mõõtepunktide tihedusele.

Läbi TalTech’i magistritööde uurime kandevõimega seotud teemasid põhjalikumalt. Näiteks kaasneb geosünteetide kasutusega mõningane ajutine mõõdetava kandevõime kahanemine (kuni 30%), mille ulatus sõltub kihi paksusest geosünteedi peal. Miks ajutine – muu maailma uuringud on näidanud, et liikluse all järeltihenemise käigus formeerub kandevõime siiski täielikult, geovõrgud omandavad oma efekti kui killustikuterad on võrgusilmadesse kiilunud (dünaamilised katseseadmed raputavad katse käigus kivikeste omavahelised sidemed võrgusilmade lähialas lahti). Itaalia kogemuste järgi on võimalik külmstabiliseerimise kvaliteedikontrollis loobuda laborikatsetest, kui tihendatud konstruktsioonikihil nelja tunni jooksul esimest korda ja 24 tunni järel teist korda mõõdetud kandevõime väärtused on piisavad.

Tänu seadme suurele mõõtetäpsusele on võimalik mõõta deformatsioone katte peal, käsitlemata seda otseselt kandevõimena. Kaevetööde järel taastatud katendi mõõtmised näitavad, kui korralikult on teostatud üleminek olemasoleva ja uue katendi vahel – tavaliselt on uue katendi kandevõime piisav, kuid üleminekualal mitte. See ongi põhjuseks, miks katendid lagunevad eelkõige kaevetööde piirialade juurest. Avariitööde puhul on teatud lähenduses võimalik hinnata teealuse konstruktsiooni uhtumise ulatust millest tuleneb ka vajalik kaevise avamise ulatus.

Praegused riiklikud projekteerimisnormid ei arvesta elastsete katendite dimensioneerimisel Tallinna magistraaltänavatel esinevate liiklus- ja koormussagedustega.

Alates 2016. aastast lähtutakse Tallinnas linnatänavate projekteerimisel ja rajamisel Tallinna Linnavalitsuse 27. aprill 2016 istungi protokollis nr. 17 toodud juhendist „Sillutiskivi-, asfaltbetoon- ja tsementbetoonkatenditega teede ja tänavate tüüpkatendikonstruktsioonide projekteerimisele, rajamisele ja remondile esitatud nõuetest Tallinna linnas“.

Kuna Tallinna linna teede ja tänavate tüüpkatendikonstruktsioonide eesmärk on sätestada kõrgemad nõuded teede ja tänavate projekteerimisele, ehitamisele ja remonttöödele, teostati Tallinna Keskkonna- ja Kommunaalameti tellimusel 2018.aastal tüüpkatendite ja tüüpkaevukonstruktsioonide kasutamise analüüs Tallinna teede-tänavate ehitamisel ja remontimisel. Analüüs koostati muudatuste ja täienduste väljatöötamiseks tehnoloogiliste lahenduste uuendamisel. Töös käsitleti ka katendiarvutuste tulemuste kontrollmõõtmisi LWD seadmega. Seade on üks võimalustest kandevõime hindamisel.

LWD seadme tööpõhimõte on sarnane Loadman ja Inspektor seadmete tööpõhimõttega, kuid erineb käsitlemislihtsuse ja mõningal määral mõõtetäpsuse poolest. Samas ei ole ka see seade otseselt võrreldav plaatkoormuskatse korral saadavate tulemustega ning võrreldavuse saavutamine lineaarse arvutusega ei toimi, st eri pinnaste omaduste korral tuleb vastavus iga kord eraldi määrata. Võrreldes staatilise plaatkoormuskatsega on LWD seade kindlasti kiirem ja igati sobilik sidumata pinnaste kiiremaks kandevõime määramiseks.

Ametil on planeeritud käesoleva aasta sügisel täiendada dokumendis „Sillutiskivi-, asfaltbetoon- ja tsementbetoonkatenditega teede ja tänavate tüüpkatendikonstruktsioonide projekteerimisele, rajamisele ja remondile esitatud nõuetest Tallinna linnas“ toodud nõudeid, kus antakse võimalus rakendada avalikult kasutatavate Tallinna linna omandis olevate teede ja avalikult kasutatavate erateede projekteerimisel, rajamisel ja remontimisel LWD seadet.