JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Tässä kandidaatin työssä tutustutaan kirjallisuuskatsauksena uusiomateriaalien käytön mahdollisuuksiin tien päällysrakenteessa Suomessa. Työn tavoitteena on löytää uusiomateriaalien ominaisuuksia ja etuja, jotka ovat tien päällysrakenteen toiminnan kannalta hyödyllisiä sekä koostaa kattavasti tietoa uusiomateriaaleista ja niihin liittyvistä haasteista. Tutkitaan useasta näkökulmasta miksi uusiomateriaalien käyttöä kannattaisi lisätä materiaalitehokkuuden, ympäristön sekä toisaalta tierakentamisen tulevaisuuden kannalta.

Työssä käydään läpi tien päällysrakenteen rakennekerrokset, sekä mitä niiden toiminnalta vaaditaan liikennekuormituksen alla. Tarkastellaan yleisesti mitä materiaalivaatimuksia eri rakennekerroksilla on, sekä millaiset vaatimukset koskevat erityisesti uusiomateriaaleja. Käydään pintapuolisesti läpi mitkä lait ja luvat koskevat ja säätelevät uusiomateriaalien hyödyntämistä.

Tierakentamiseen potentiaalisia uusiomateriaaleja saadaan teollisuuden sivuvirroista, rakennusjätteistä ja yhdyskuntajätteistä. Teollisuuden sivuvirroista saatavia tärkeimpiä uusiomateriaaleja ovat pohja- ja lentotuhka, masuunihiekka, masuunikuonamurske, ferrokromikuonahiekka ja -murske, kalkit, kalkkikivimurske, kalsiitin rikastushiekka ja jätteenpolton pohjakuona. Rakennusjätteistä saatavia uusiomateriaaleja ovat betonimurske, kevytbetoni- ja kevytsorajäte, asfalttimurske ja -rouhe sekä tiilimurske. Yhdyskuntajätteistä potentiaalisimpia ovat rengasrouhe, lasimurske ja vaahtolasimurske. Näiden uusiomateriaalien valmistus, ominaisuudet ja rakentamisen vaatimukset käydään läpi.

Tien päällysrakenteesta on mahdollista löytää uusiomateriaaleille käyttökohteita jokaisesta rakennekerroksesta. Erityisesti routaeristeen asemassa, sekä keventämään ja kuivattamaan tierakennetta. Joidenkin uusiomateriaalien sitoutumisominaisuuksien ansiosta rakenteesta saadaan lujempi kuin vastaavilla luonnonkiviainesmateriaaleilla, jolloin tierakennetta on mahdollista ohentaa.

Työn tulosten mukaan taloudellisesti uusiomateriaalien etu nousee esiin, jos työskentely tapahtuu ahtaassa tilassa esimerkiksi saneerauskohteessa. Muut uusiomateriaalien edut liittyvät niiden ominaisuuksiin, kuten hyviin kuivatus-, sitoutumis- ja routaeristysominaisuuksiin ja materiaalin keveyteen. Uusiomateriaalin käyttöön liittyviä haasteita ovat esimerkiksi ohjeistuksen ja tiedon puute, materiaalien korkea pH, laatu, iso kaivuvastus ja varastointi.

Use of recovered materials in the top structure of road

Abstract

In this bachelor’s thesis we look into possibilities of the use of recovered materials in the top structure of road in Finland as a literature survey. The aim of the thesis is to find qualities and advantages of the recovered materials, which are advantageous for the top structure of the road. In addition, the thesis aims to compile comprehensive information of the recovered materials and their challenges. Thesis studies from several point of views why there should be more use of recovered materials, for example because of the material efficiency, environment and on the other hand the future of the road construction.

Thesis describes the structural layers of road’s top structure and how they are required to work under the traffic load. What material demands different structural layers have and what demands apply specially to the recovered materials. Thesis goes superficially through, what laws and permits affect and regulate the use of recovered materials.

Potentially suitable recovered materials are obtained from industries’ byproduct streams, construction waste and community waste. Most important recovered materials from industries’ byproduct streams are bottom and fly ash, blast furnace sand, blast furnace slag crush, ferrochrome slag sand and crush, limes, limestone crumb, calcite enrichment sand and waste incineration base slag. Materials from construction waste are concrete crush, lightweight concrete and expanded clay waste, asphalt crush and brick crush. Most usable community wastes are tyre crush, glass crush and foam glass crush. These recovered materials’ manufacturing, attributes and demands for construction are reviewed.

In every layer in the top structure of road it is possible to find various applications for the recovered materials. Specially as frost insulation, and to lighten and drain the road structure. Due to some recovered materials’ bond formation structure becomes stronger than with the natural aggregates, thus structure can be thinned.

According to the thesis results, financially recovered materials advantages come up, when the work takes place in limited space, for example in a renovation site. Other recovered materials’ advantages connect to their attributes, as good draining, bonding, frost insulation and lightness. Challenges involving the use of recovered materials are for example the lack of instructions and knowledge, high pH of the materials, material quality big excavation resistance and storing.