Miks katendid ei kesta?
Sissejuhatus
Käesolev kirjatükk tugineb normatiivdokumentide võrdlusele, analüüsitud on meil kehtivaid projekteerimisnorme ja juhendeid (nende omavahelist vastavust), põhjalikumalt on vaadeldud Vene norme (nii neid millel tugineb meil kehtiv juhend, kui ka neid, mis kehtestati samaaegselt meie praeguse juhendiga) ja Soome norme. Mõnede aspektide osas on lisaks kasutatud uurimistööde tulemusi laiast maailmast. Kirjatükis ei püüta analüüsida erinevate materjalide omadusi (arvutustes kasutatavate parameetrite ja mõõdetud tulemuste vastavust), vaid ainult katendi dimensioneerimise metoodikat.
Põhilised probleemsemad aspektid on seotud staatilise koormusega ning arvutusliku dünaamilise koormuse mittevastavusega tegelikkusele.
Projekteerimisnormid ja arvutusjuhised
Maanteid tuleks Eestis projekteerida TSM määrusega nr 55 (1999) kinnitatud projekteerimisnormide (edaspidi PN) järgi. Elastsete katendite projekteerimiseks on juhend 2001-52 (edaspidi PJ), mis on koostatud N.Liidu normi BCH 46-83 baasil (edaspidi NL). Paraku on N.Liidu õigusjärglased just samast ajast (2001) rakendanud juba uue normi, mis tugineb küll samadel arvutusalustel kuid sätestab oluliselt kõrgemad nõuded läbi mitmesuguste varutegurite.
Staatika
Juhendi (PJ) üldosas on selgelt määratletud juhendi kasutusala – kogu Teeseaduse §2 toodud nimistu, samas käsitletakse Juhendis katendi tugevusarvutust ainult dünaamilisele koormusele. Püüdes mõista, millest selline erisus võib tuleneda, on tõenäoline, et juhendi aluseks on võetud mitte NL norm ise, vaid selle baasil koostatud arvutusjuhis, millest on välja jäänud staatilised koormused.
Kui ametnikud väidavad, et maanteel staatilist koormust ei esine, siis tõestuseks piisab heita pilk Tallinna ringteele, kus viimaste aastatega Sosnovski karuputke kombel valgusfoorid levivad – uus asfaltkate on kahe aastaga roopasse sõidetud. Sama juhendit kasutatakse ka linnatänavate projekteerimiseks (tõele au andes on kunagi püütud eraldi linnatänavate katendite projekteerimise juhiseid koostada – paraku pole need kinnitamiseni jõudnud ja tänaseks tegemist juba eelajalooga). Oluline aspekt staatilise koormuse arvestamisel on temperatuur – kõige ebasoodsamaks situatsiooniks tõenäoliselt on kesksuvine südapäev kui asfaldi temperatuur ulatub 50°C.
Vastavalt nii NL kui PN nõuetele tuleb katendi vastupidavust kontrollida staatilisele koormusele mitte ainult ristmike lähialades, ühissõidukiradadel ja bussipeatustes vaid ka teepeenardel ja parklates. Peenardel ja parklates reeglina dünaamilist koormust ei tulekski arvestada kuigi erinevates allikates soovitatakse kasutada peenra arvutamisel rajategurit 0,1 (10% kogu tee koormusest). PN räägib 'peatusrajast' mille liikluskoormuseks tuleks arvestada 1/3 koormussagedusest. Staatilist kontrolli tuleks teha tõmbepingetele asfaldi alakihis (R; +20°C) ja nihkepingetele asfaldikihi sees (T; +50°C). Tänases juhendis puuduvad nii asfaltbetoonide normatiivsed väärtused staatilise koormuse arvutamiseks (NL juhendi tabel 14) kui ka arvutusalgoritmid. Lisaks tuleb NL järgi vähendada staatilise koormuse kontrollarvutustes aluspinnaste elastsusmooduleid sõltuvalt pinnaseliigist 5-15%.
Et katendi vastupidavus raskele koormusele kõrgendatud temperatuuridel on probleemiks ka Venemaal, tuleb ilmselt välja ka uudistest kus käsitletakse raskeveokite liikluse piiramist föderaalmaanteedel kui õhutemperatuur ületab 32 kraadi. Analoogiline kuigi väga lühiajaline piirang oli ka Tallinnas möödunud suve harjal Ülemiste sõlme piirkonnas.
Soome kehtivates normides ei käsitleta staatilisele koormusele arvutamist, vaid sätestatakse et just samades eelpool loetletud kohtades tuleb tõsta katendi kandevõime nõudeid ühe klassi võrra (Soome reeglites on teed ja tänavad liikluskoormuse alusel jagatud 7 koormusklassi) ja kasutada nihkekindlamat asfaltbetooni. Meil soovitavad teadjamad kasutada SBS-lisandiga asfaltbetoone, kuid see ei kajastu kuidagi projekteerimisjuhistes ega arvutustes.
Muutunud koormused
Nii kehtivad normid kui juhendid eeldavad autode rehvirõhuks 0,6 MPa ja reeglina arvestatakse enamkoormatud telgedel paarisrataste kasutamisega. Normide koostamise ajal olid valdavad diagonaalrehvid, tänaseks radiaalid – ka siin on erisused.
Tänaseks on enamlevinud rehvimõõduks laiad üksikrehvid (super single) koormatud telgedel ja paarisrattad vaid veoteljel. Rehvirõhuks tegelikkuses 0,8-0,85 MPa. Uurides Soome norme ja juhendeid, selgub et vähemalt 1991 aastast kasutatakse ka normides arvutuslikuna 0,8 MPa väärtust. Maano Koppel ja Ants Vaimel on rehvirõhu teemat ka varem Teelehes käsitlenud, tõdedes seejuures, et NL juhendi valemid/nomogrammid ei anna rehvirõhu muutuse korral adekvaatselt edasi tegelikke protsesse.
Soome õpiku (Liikenneväylien rakennesuunnittelun perusteet, Esko Ehrola, 1996) järgi loetakse arvutuslikuks paarisrattad mõõdus 12R22,5 rehvisurvega 0,8 MPa. Üksiku ratta rehvi laiusest sõltuvad parandustegurid võrreldes paarisrattaga (mõjuvad katte deformeerumisele ja väsimuspragudele; alusele on rehvi laiuse mõju oluliselt väiksem) on 'super single' tüübil (mustri laius 16-18 tolli) 1,6 või 1,95 ja 10-tollise laiusega rehvil 3,2.
Väiksematele paarisratastele (265/70R19 või 245/75R22,5) tuleks kasutada parandustegurit 1,20. Need tegurid arvestavad siiski tavapärase rehvijälje võimaliku kõikumisega sõiduraja piires (kõik autod ei sõida täpselt samas jäljes). Olukord on oluliselt kehvem näiteks ühissõidukiradadel, millised on eristatud nn Songissepa pätsikestega.
Rehvirõhu mõju (jällegi katte deformeerumisele ja väsimuspragudele) erinevate rehvitüüpide korral roobaste tekkele on jällegi suhteline - radiaalrehv 0,6 MPa rõhuga koormab katet 0,77 korda vähem kui 0,8 MPa rõhul ja diagonaalrehv 0,67 korda vähem kui 0,8 MPa. Ehk siis vaatame asja teiselt poolt. Rehvirõhu lisamine 20% ulatuses tõstab roobaste tekke riski 30-40%. Aga meil just seda tehtud ongi! Rehvirõhu tõstmine 0,8 MPa tasemele võrdub 1,5 kordse koormusega.
Leena Korkkiala-Tanttu on oma doktoritöö raames võrrelnud paarisrattaid ja super single't erinevate teljekoormuste ning rehvisurvetega (HVS-Nordic seadme katsed – mõõdetud otseselt kontaktjälge, kontaktsurve arvutuslik). Katses on mõlemal juhul tegemist radiaalrehvidega. Võrdlusse on toodud ka 6-tonnine koormus – vedaval teljel on lubatud 11,5 tonni. Lubatud koormusega veoteljel (paarisrattad) on kontaktsurve 0,625 MPa ja 10-tonnisel veetaval teljel (super single) 0,737 MPa ehk 23% suurem kui senine arvutuslik.
Teoorias on kontaktpinged kogu rehvijälje ulatuses võrdsed, kuid mitmete uuringute järgi on super single rehvitüübi puhul tegelik kontaktpinge rehvijälje keskalas 2,3..2,5 korda suurem rehvisurvest. Välikatsetel (1989-1992) on tõestatud, et samade rehvirõhkude ja teljekoormuste korral on super single rehvitüübi mõju katendile 2,3..4 korda suurem võrreldes paarisrataste kasutusega.
Püüdes PJ baasil vastavalt etteantud algoritmidele tõsta rehvirõhku, käituvad valemid ja nomogrammid ettearvamatult suurendades näiliselt katendi kandevõimet. Analüüsides Venemaal kehtivat uut juhendit (mis juba 10 aastat kehtib), selgub et kuigi arvutusalused on põhiosas muutmata (sealhulgas on jäädud vana rehvirõhu juurde), on muudetud mitmeid koefitsiente (tee klassist sõltuvad varutegurid liiklusprognoosidele, tugevustegurid tõmbepingete ja kandevõime kontrollarvutustes) mis tõstavad oluliselt nõudeid eriti kõrgema klassi maanteedele. Suure tõenäosusega võib väita et üks põhjus muutusteks ongi suurenenud koormustes.
Järelikult oleks otstarbekas ka meil rakendada täiendavat tegurit, mis võtaks arvesse muutunud koormustest (rehvitüübid, suurem rehvirõhk ehk arvutuslik erisurve) tulenevat mõju. Kirjanduse andmetel võib väita, et see mõju on erinevate katendipaksuste korral erinev – eriti lagunevad muutunud koormuste tõttu madalama klassi teed, kus katendis asfaldikihtide paksus on väike või puudub hoopis. Seetõttu ei pruugi ka pelgalt raskesõidukite siirdetegurite korrektuur olla piisav.
Mitmed uurimused näitavad, et standardmõõdus juhtrataste mõju katendile on oluliselt suurem – juhtrattad on reeglina kitsamad kui super single kuid lubatud koormuseks on sama 10 tonni. Ühelt poolt soovitatakse piirata juhttelje koormust poole standardtelje koormuseni sest eriti sõiduki suunamuutusel tekivad suured nihkepinged asfaldi ülakihis, teisalt on juhitavuse huvides vajalik säilitada koormus juhtratastel. Seetõttu on raskeveokites kasutusel nii kahe pöörava esiteljega skeemid kui juhitavad tagumised teljed.
Väljajuhatus
Väidaksin seega, et:
1) Meie tänaste koormuste mõju katendile on suurem kui arvutusliku koormuse mõju, seega on ka täna kehtivate normide alusel projekteerimisel tegemist tõsise aladimensioneerimisega
2) Katendite projekteerimise juhend ei vasta projekteerimisnormidele, puuduvad juhised staatilise koormuse arvestamiseks, meetmeid püütakse rakendada ehitusjuhiste kaudu (nõuded materjalidele) ilma kontrollarvutusteta.
3) Venelased said samal ajal, kui me nende vana metoodika tõlkisime, aru tupikteest ja tegid olulised korrektiivid mille alusel alates 2001 projekteeritud teed peaksid olema tugevamad kui meil (muidugi eeldades, et ehitatud on projektile vastavalt)
4) Kui keegi arvab, et meie teed on väga hea kandevõimega ja võib lubada veelgi raskemate sõidukite piiranguteta liikluse, siis alustage uuesti esimesest väitest. Nii, jõudsite lõpuni?
Kuidas edasi?
Võrreldes nii Soome kui Vene normide arengut ja nende järgi arvutatut, tundub mulle et:
- Esiteks parandame vead (juhendis toodud nomogrammid ja valemid ei anna kogu arvutusdiapasoonis samade lähteandmete korral lähedaseid tulemusi) ja kontrollime ka staatilist koormust
- Teiseks, jätkame juba alustatud praktikat ja võtame kasutusele tüüpkatendid väikese liikluskoormusega teedele (praegu on Maanteeameti kodulehel baasvariandid kuni 1500 autot ööpäevas koormusega teedele), laiendades neid erinevatele aluspinnastele
- Väikese liikluskoormusega teedel (kuni 3000 autot ööpäevas) on kõigi skeemide järgi arvutatud konstruktsioonid lähedased. Soomes kurdetakse et nende madalamate klasside teed ei pea vastu just raskeveokite koormusele (lubatud 60 tonni). Siin on mõistlik läheneda diferentseeritult - kruusateid on odavam remontida ja nende arvutuslik eluiga on ka väiksem. Samas juhul, kui püütakse tõsta koormusi aastaringselt 52 tonnini, on põhjust ka siin nõudeid (kihipaksusi) suurendada.
- Suure koormusega teedel (üle 3000 auto ööpäevas) on nii Vene kui Soome normides oluliselt suuremad nõuded. Tuleks muuta valemit mille järgi määratakse vajalik katendi elastsusmoodul ja nõuda enamkoormatud teedel 1,3 kuni 1,5 korda suuremat kandevõimet.
- Veel korrigeerida killustike elastsusmooduleid vastavuses terasuuruse ja sõelkõveraga – suurema terasuurusega segud on tugevamad. Paekillustiku mooduli väärtus võiks jääda vahemikku 150-200 MPa ning graniitkillustikul 200-280 MPa. Sarnaseid väärtusi on näidanud ka Teede Tehnokeskuse poolt senitehtud katsetööd.
- Käsitleda erinevalt tavapäraseid asfaltbetoonsegusid ja parandatud nihkekindlusega segusid (vastavalt erinevad tugevusparameetrid) – see eeldab uute parameetrite määramist SBS-lisandiga segudele ja miks mitte ka mõnede meil seni mitte kasutatud segutüüpide katsetamist-juurutamist, näiteks sobib väävelasfaltbetoon (tuntud Shell Thiopave kaubamärgi all). On alust arvata, et sel teel võiks asendada linnades bussipeatuste tugevdamisel kasutatavad Confalt või Densifalt nimelised erisegud (hüdrauliline sideaine, mis lisatakse väga poorsele asfaldisegule)
- ja lõpuks, mis vist kõige komplitseeritum, püüame ära vahetada aluspinnaste kandevõimega seonduva osa katendiarvutusest. Kasutusel on nõukogudeaegne pinnaste klassifikatsioon mis ei vasta juba võetud kohustustele euronormides. Ja ainult neli liiki arvutuslikke aluspinnaseid võib mitte olla piisav. Täna puudub alus näiteks moreenpinnaste kandevõime määramiseks (vähemalt osaliselt on see vene normides siiski olemas). Aga see on jällegi omaette pikem teema milles kaasa rääkimisel oleks abi geoloogidest ja pinnasemehhaanikutest.
Tõenäoliselt puudub täna mõistus selleks, et kõike korraga teha. Seepärast oleks vaja selgemat visiooni, täpsemat uuringute plaani - tahaks uskuda, et kuskil kabinetivaikuses on selline juba koostatud.
Käesolev kirjatükk tugineb normatiivdokumentide võrdlusele, analüüsitud on meil kehtivaid projekteerimisnorme ja juhendeid (nende omavahelist vastavust), põhjalikumalt on vaadeldud Vene norme (nii neid millel tugineb meil kehtiv juhend, kui ka neid, mis kehtestati samaaegselt meie praeguse juhendiga) ja Soome norme. Mõnede aspektide osas on lisaks kasutatud uurimistööde tulemusi laiast maailmast. Kirjatükis ei püüta analüüsida erinevate materjalide omadusi (arvutustes kasutatavate parameetrite ja mõõdetud tulemuste vastavust), vaid ainult katendi dimensioneerimise metoodikat.
Põhilised probleemsemad aspektid on seotud staatilise koormusega ning arvutusliku dünaamilise koormuse mittevastavusega tegelikkusele.
Projekteerimisnormid ja arvutusjuhised
Maanteid tuleks Eestis projekteerida TSM määrusega nr 55 (1999) kinnitatud projekteerimisnormide (edaspidi PN) järgi. Elastsete katendite projekteerimiseks on juhend 2001-52 (edaspidi PJ), mis on koostatud N.Liidu normi BCH 46-83 baasil (edaspidi NL). Paraku on N.Liidu õigusjärglased just samast ajast (2001) rakendanud juba uue normi, mis tugineb küll samadel arvutusalustel kuid sätestab oluliselt kõrgemad nõuded läbi mitmesuguste varutegurite.
Staatika
Juhendi (PJ) üldosas on selgelt määratletud juhendi kasutusala – kogu Teeseaduse §2 toodud nimistu, samas käsitletakse Juhendis katendi tugevusarvutust ainult dünaamilisele koormusele. Püüdes mõista, millest selline erisus võib tuleneda, on tõenäoline, et juhendi aluseks on võetud mitte NL norm ise, vaid selle baasil koostatud arvutusjuhis, millest on välja jäänud staatilised koormused.
Kui ametnikud väidavad, et maanteel staatilist koormust ei esine, siis tõestuseks piisab heita pilk Tallinna ringteele, kus viimaste aastatega Sosnovski karuputke kombel valgusfoorid levivad – uus asfaltkate on kahe aastaga roopasse sõidetud. Sama juhendit kasutatakse ka linnatänavate projekteerimiseks (tõele au andes on kunagi püütud eraldi linnatänavate katendite projekteerimise juhiseid koostada – paraku pole need kinnitamiseni jõudnud ja tänaseks tegemist juba eelajalooga). Oluline aspekt staatilise koormuse arvestamisel on temperatuur – kõige ebasoodsamaks situatsiooniks tõenäoliselt on kesksuvine südapäev kui asfaldi temperatuur ulatub 50°C.
Vastavalt nii NL kui PN nõuetele tuleb katendi vastupidavust kontrollida staatilisele koormusele mitte ainult ristmike lähialades, ühissõidukiradadel ja bussipeatustes vaid ka teepeenardel ja parklates. Peenardel ja parklates reeglina dünaamilist koormust ei tulekski arvestada kuigi erinevates allikates soovitatakse kasutada peenra arvutamisel rajategurit 0,1 (10% kogu tee koormusest). PN räägib 'peatusrajast' mille liikluskoormuseks tuleks arvestada 1/3 koormussagedusest. Staatilist kontrolli tuleks teha tõmbepingetele asfaldi alakihis (R; +20°C) ja nihkepingetele asfaldikihi sees (T; +50°C). Tänases juhendis puuduvad nii asfaltbetoonide normatiivsed väärtused staatilise koormuse arvutamiseks (NL juhendi tabel 14) kui ka arvutusalgoritmid. Lisaks tuleb NL järgi vähendada staatilise koormuse kontrollarvutustes aluspinnaste elastsusmooduleid sõltuvalt pinnaseliigist 5-15%.
Et katendi vastupidavus raskele koormusele kõrgendatud temperatuuridel on probleemiks ka Venemaal, tuleb ilmselt välja ka uudistest kus käsitletakse raskeveokite liikluse piiramist föderaalmaanteedel kui õhutemperatuur ületab 32 kraadi. Analoogiline kuigi väga lühiajaline piirang oli ka Tallinnas möödunud suve harjal Ülemiste sõlme piirkonnas.
Soome kehtivates normides ei käsitleta staatilisele koormusele arvutamist, vaid sätestatakse et just samades eelpool loetletud kohtades tuleb tõsta katendi kandevõime nõudeid ühe klassi võrra (Soome reeglites on teed ja tänavad liikluskoormuse alusel jagatud 7 koormusklassi) ja kasutada nihkekindlamat asfaltbetooni. Meil soovitavad teadjamad kasutada SBS-lisandiga asfaltbetoone, kuid see ei kajastu kuidagi projekteerimisjuhistes ega arvutustes.
Muutunud koormused
Nii kehtivad normid kui juhendid eeldavad autode rehvirõhuks 0,6 MPa ja reeglina arvestatakse enamkoormatud telgedel paarisrataste kasutamisega. Normide koostamise ajal olid valdavad diagonaalrehvid, tänaseks radiaalid – ka siin on erisused.
Tänaseks on enamlevinud rehvimõõduks laiad üksikrehvid (super single) koormatud telgedel ja paarisrattad vaid veoteljel. Rehvirõhuks tegelikkuses 0,8-0,85 MPa. Uurides Soome norme ja juhendeid, selgub et vähemalt 1991 aastast kasutatakse ka normides arvutuslikuna 0,8 MPa väärtust. Maano Koppel ja Ants Vaimel on rehvirõhu teemat ka varem Teelehes käsitlenud, tõdedes seejuures, et NL juhendi valemid/nomogrammid ei anna rehvirõhu muutuse korral adekvaatselt edasi tegelikke protsesse.
Soome õpiku (Liikenneväylien rakennesuunnittelun perusteet, Esko Ehrola, 1996) järgi loetakse arvutuslikuks paarisrattad mõõdus 12R22,5 rehvisurvega 0,8 MPa. Üksiku ratta rehvi laiusest sõltuvad parandustegurid võrreldes paarisrattaga (mõjuvad katte deformeerumisele ja väsimuspragudele; alusele on rehvi laiuse mõju oluliselt väiksem) on 'super single' tüübil (mustri laius 16-18 tolli) 1,6 või 1,95 ja 10-tollise laiusega rehvil 3,2.
Väiksematele paarisratastele (265/70R19 või 245/75R22,5) tuleks kasutada parandustegurit 1,20. Need tegurid arvestavad siiski tavapärase rehvijälje võimaliku kõikumisega sõiduraja piires (kõik autod ei sõida täpselt samas jäljes). Olukord on oluliselt kehvem näiteks ühissõidukiradadel, millised on eristatud nn Songissepa pätsikestega.
Rehvirõhu mõju (jällegi katte deformeerumisele ja väsimuspragudele) erinevate rehvitüüpide korral roobaste tekkele on jällegi suhteline - radiaalrehv 0,6 MPa rõhuga koormab katet 0,77 korda vähem kui 0,8 MPa rõhul ja diagonaalrehv 0,67 korda vähem kui 0,8 MPa. Ehk siis vaatame asja teiselt poolt. Rehvirõhu lisamine 20% ulatuses tõstab roobaste tekke riski 30-40%. Aga meil just seda tehtud ongi! Rehvirõhu tõstmine 0,8 MPa tasemele võrdub 1,5 kordse koormusega.
Leena Korkkiala-Tanttu on oma doktoritöö raames võrrelnud paarisrattaid ja super single't erinevate teljekoormuste ning rehvisurvetega (HVS-Nordic seadme katsed – mõõdetud otseselt kontaktjälge, kontaktsurve arvutuslik). Katses on mõlemal juhul tegemist radiaalrehvidega. Võrdlusse on toodud ka 6-tonnine koormus – vedaval teljel on lubatud 11,5 tonni. Lubatud koormusega veoteljel (paarisrattad) on kontaktsurve 0,625 MPa ja 10-tonnisel veetaval teljel (super single) 0,737 MPa ehk 23% suurem kui senine arvutuslik.
Teoorias on kontaktpinged kogu rehvijälje ulatuses võrdsed, kuid mitmete uuringute järgi on super single rehvitüübi puhul tegelik kontaktpinge rehvijälje keskalas 2,3..2,5 korda suurem rehvisurvest. Välikatsetel (1989-1992) on tõestatud, et samade rehvirõhkude ja teljekoormuste korral on super single rehvitüübi mõju katendile 2,3..4 korda suurem võrreldes paarisrataste kasutusega.
Püüdes PJ baasil vastavalt etteantud algoritmidele tõsta rehvirõhku, käituvad valemid ja nomogrammid ettearvamatult suurendades näiliselt katendi kandevõimet. Analüüsides Venemaal kehtivat uut juhendit (mis juba 10 aastat kehtib), selgub et kuigi arvutusalused on põhiosas muutmata (sealhulgas on jäädud vana rehvirõhu juurde), on muudetud mitmeid koefitsiente (tee klassist sõltuvad varutegurid liiklusprognoosidele, tugevustegurid tõmbepingete ja kandevõime kontrollarvutustes) mis tõstavad oluliselt nõudeid eriti kõrgema klassi maanteedele. Suure tõenäosusega võib väita et üks põhjus muutusteks ongi suurenenud koormustes.
Järelikult oleks otstarbekas ka meil rakendada täiendavat tegurit, mis võtaks arvesse muutunud koormustest (rehvitüübid, suurem rehvirõhk ehk arvutuslik erisurve) tulenevat mõju. Kirjanduse andmetel võib väita, et see mõju on erinevate katendipaksuste korral erinev – eriti lagunevad muutunud koormuste tõttu madalama klassi teed, kus katendis asfaldikihtide paksus on väike või puudub hoopis. Seetõttu ei pruugi ka pelgalt raskesõidukite siirdetegurite korrektuur olla piisav.
Mitmed uurimused näitavad, et standardmõõdus juhtrataste mõju katendile on oluliselt suurem – juhtrattad on reeglina kitsamad kui super single kuid lubatud koormuseks on sama 10 tonni. Ühelt poolt soovitatakse piirata juhttelje koormust poole standardtelje koormuseni sest eriti sõiduki suunamuutusel tekivad suured nihkepinged asfaldi ülakihis, teisalt on juhitavuse huvides vajalik säilitada koormus juhtratastel. Seetõttu on raskeveokites kasutusel nii kahe pöörava esiteljega skeemid kui juhitavad tagumised teljed.
Väljajuhatus
Väidaksin seega, et:
1) Meie tänaste koormuste mõju katendile on suurem kui arvutusliku koormuse mõju, seega on ka täna kehtivate normide alusel projekteerimisel tegemist tõsise aladimensioneerimisega
2) Katendite projekteerimise juhend ei vasta projekteerimisnormidele, puuduvad juhised staatilise koormuse arvestamiseks, meetmeid püütakse rakendada ehitusjuhiste kaudu (nõuded materjalidele) ilma kontrollarvutusteta.
3) Venelased said samal ajal, kui me nende vana metoodika tõlkisime, aru tupikteest ja tegid olulised korrektiivid mille alusel alates 2001 projekteeritud teed peaksid olema tugevamad kui meil (muidugi eeldades, et ehitatud on projektile vastavalt)
4) Kui keegi arvab, et meie teed on väga hea kandevõimega ja võib lubada veelgi raskemate sõidukite piiranguteta liikluse, siis alustage uuesti esimesest väitest. Nii, jõudsite lõpuni?
Kuidas edasi?
Võrreldes nii Soome kui Vene normide arengut ja nende järgi arvutatut, tundub mulle et:
- Esiteks parandame vead (juhendis toodud nomogrammid ja valemid ei anna kogu arvutusdiapasoonis samade lähteandmete korral lähedaseid tulemusi) ja kontrollime ka staatilist koormust
- Teiseks, jätkame juba alustatud praktikat ja võtame kasutusele tüüpkatendid väikese liikluskoormusega teedele (praegu on Maanteeameti kodulehel baasvariandid kuni 1500 autot ööpäevas koormusega teedele), laiendades neid erinevatele aluspinnastele
- Väikese liikluskoormusega teedel (kuni 3000 autot ööpäevas) on kõigi skeemide järgi arvutatud konstruktsioonid lähedased. Soomes kurdetakse et nende madalamate klasside teed ei pea vastu just raskeveokite koormusele (lubatud 60 tonni). Siin on mõistlik läheneda diferentseeritult - kruusateid on odavam remontida ja nende arvutuslik eluiga on ka väiksem. Samas juhul, kui püütakse tõsta koormusi aastaringselt 52 tonnini, on põhjust ka siin nõudeid (kihipaksusi) suurendada.
- Suure koormusega teedel (üle 3000 auto ööpäevas) on nii Vene kui Soome normides oluliselt suuremad nõuded. Tuleks muuta valemit mille järgi määratakse vajalik katendi elastsusmoodul ja nõuda enamkoormatud teedel 1,3 kuni 1,5 korda suuremat kandevõimet.
- Veel korrigeerida killustike elastsusmooduleid vastavuses terasuuruse ja sõelkõveraga – suurema terasuurusega segud on tugevamad. Paekillustiku mooduli väärtus võiks jääda vahemikku 150-200 MPa ning graniitkillustikul 200-280 MPa. Sarnaseid väärtusi on näidanud ka Teede Tehnokeskuse poolt senitehtud katsetööd.
- Käsitleda erinevalt tavapäraseid asfaltbetoonsegusid ja parandatud nihkekindlusega segusid (vastavalt erinevad tugevusparameetrid) – see eeldab uute parameetrite määramist SBS-lisandiga segudele ja miks mitte ka mõnede meil seni mitte kasutatud segutüüpide katsetamist-juurutamist, näiteks sobib väävelasfaltbetoon (tuntud Shell Thiopave kaubamärgi all). On alust arvata, et sel teel võiks asendada linnades bussipeatuste tugevdamisel kasutatavad Confalt või Densifalt nimelised erisegud (hüdrauliline sideaine, mis lisatakse väga poorsele asfaldisegule)
- ja lõpuks, mis vist kõige komplitseeritum, püüame ära vahetada aluspinnaste kandevõimega seonduva osa katendiarvutusest. Kasutusel on nõukogudeaegne pinnaste klassifikatsioon mis ei vasta juba võetud kohustustele euronormides. Ja ainult neli liiki arvutuslikke aluspinnaseid võib mitte olla piisav. Täna puudub alus näiteks moreenpinnaste kandevõime määramiseks (vähemalt osaliselt on see vene normides siiski olemas). Aga see on jällegi omaette pikem teema milles kaasa rääkimisel oleks abi geoloogidest ja pinnasemehhaanikutest.
Tõenäoliselt puudub täna mõistus selleks, et kõike korraga teha. Seepärast oleks vaja selgemat visiooni, täpsemat uuringute plaani - tahaks uskuda, et kuskil kabinetivaikuses on selline juba koostatud.
Kommentaarid
Kuidas siit aga reaalselt maailmaparandamiseni jõuda? See informatsioon peab ju jõudma reaalsete otsustajateni. Mis on selle informatsiooni maksumus? Esmalt, palju muutuvad teed kallimaks, kui teha nad nii, et nad tõesti peaksid vastu ettenähtud aja? Kui aladimensioneerimine on suurusjärgus 30%, kas siis võib jämedalt hinnata kallinemiseks 30%?
Teiseks, kui palju maksab teede aladimensioneerimise tõttu varane lagunemine ja sellest tulenev pidev remondivajadus? Katkiste teede mõju sõidukitele, jne?
On ju selge, et poliitikud ei taha teedeehitust kallimaks tea, sest siis saab ju vähem linti lõigata. Rääkimata sellest, et raha on ju nagunii vähe ja seda on igalt poolt puudu.
Küsimus on, kas see probleemi püstatus on otstarbekas saata ametlikuna esmalt MKMi või otse pressi?
P.S. Esimene draft samast tekstist kukkus välja oluliselt mürgisem.
P.P.S. Hetkel käimasolev 52t-töö annab tõenäoliselt mõned konkreetsemad numbrid selles osas, mis ja kui palju kallimaks võiks minna.
Sama liikluskoormuse juures soome normide alusel teed projekteerides tuleks lihtsalt võttes killustikaluses 20 cm asemel 50 cm graniitkildu või veel enam lubjakildu kasutada ja ka asfaldikiht paksem ehitada. OK, need sentimeetrid on hetkel lambist võetud, kuid asi on tõsine.
Poliitikul on huvi linti lõigata, ametnikul tooli hoida ja ühine huvi mitte end häirida lasta. Ütleks juurde veel et ehitajal huvi rohkem tööd saada, sealhulgas ka remonditööd. Kuigi see viimane nii absoluut pole sest usun et nii mõnigi ehitaja sooviks sellist tulemust mis kestma jääb.
Seetõttu ei saa loota, et katendid kestma hakkaks. Aga püüdma peaks.
http://elfikelder.eu/index.php?nav=kelder&teema_id=1870&algus=445