Raskaan liikenteen päällysteratkaisutBetonikiveyksellä kestävyyttä ja näyttävyyttä

Betonikiveyksellä kestävää ja näyttävää ajopintaaKuormituksenkestoa ja viihtyisyyttä..............................................................................................................................3Betonikivipäällysteen edut............................................................................................................................................3Betonikivien kokoja ja muotoja......................................................................................................................................4Täydentävät betonituotteet...............................................................................................................................................4Värejä ja pintoja eri kohteisiin.........................................................................................................................................4Betonikiveys on kestävä ajopinta....................................................................................................................................5

Raskaan liikenteen kuormitus- ja rasitusvaatimuksetLiikennekuormat.............................................................................................................................................................6Kulutusrasitukset..........................................................................................................................................................6Sään vaikutukset..............................................................................................................................................................6

Betonikiveyksen mitoitusKantavuusmitoituksen perusteet..............................................................................................................................................7Mitoituksen lähtökohdat.................................................................................................................................................7

Rakenteen mitoitusparametrit...................................................................................................................8Liikennekuormitus........................................................................................................................................................8Alusrakenteen kantavuus ja materiaali.........................................................................................................................10Kerrosmateriaalien E2-moduulit..................................................................................................................................10Rakennekerrosten laskenta..........................................................................................................................................12Mitoitus muilla alueilla..................................................................................................................................................12Sidottujen kantavien kerrosten käyttö...........................................................................................................................13Betonikivipäällysteen kulutuskestävyys.........................................................................................................................13

Betonikivien ja -laattojen laatuvaatimuksetTuotteet........................................................................................................................................................................14Betonikiveys..................................................................................................................................................................15

Betonikivipäällysteen asentaminenAsennussuunnittelu ja alustavat työt.............................................................................................................................16Asennushiekan levitys ja tasaus..........................................................................................................................................17Betonikivien latominen...................................................................................................................................................18Betonikivien saumaus ja tiivistäminen täryttämällä.....................................................................................................18Koneellinen asennus....................................................................................................................................................18

Sisällysluettelo

2

Betonikiveyksellä kestävää ja näyttävää ajopintaa

Kuormituksenkestoa javiihtyisyyttä

Betonikiveysten käyttö ympäristöjenrakentamisessa on lisääntynyt Suo-messa viime vuosien aikana voimak-kaasti. Betonikivien laajeneva tuote-valikoima luo yhä monipuolisempiamahdollisuuksia korkealaatuisten javiihtyisien ympäristöjen luomiseen.Pihat, torit, kävelykadut, puistot,urheilu- ja vapaa-ajan alueet ovat jotuttuja betonikiveysten käyttökohteita.

Keski-Euroopassa betonikiveyksiä onpitkään käytetty myös raskaan liiken-teen alueilla. Katujen, suojateiden,pysäköintialueiden, bussiterminaalien,varastoalueiden ja huoltoasemienlisäksi yhä useammin myös satamienja lentokenttien huoltoalueiden pääl-lystemateriaaliksi valitaan betonikiveys.

Kotimaisten betonikivien valmistuk-sessa panostetaan entistä vaativimpiinkäyttökohteisiin soveltuvien tuotteidenkehittämiseen ja valmistamiseen.Betonikivien kestävyys raskaan liiken-teen alueilla on ollut erityisen kehitys-työn kohteena. Koneellinen ladonta

on parantanut betonikiveysten kilpailu-kykyä laajoissa työkohteissa. Niinpämyös Suomessa betonikiveyksien käyt-tö on tullut varteenotettavaksi vaihto-toehdoksi raskaan liikenteen vaativissaja mittavissa kohteissa.

Betonikivipäällysteen edutBetonikiveys sopii moniin käyttökoh-teisiin muita materiaaleja paremmin.Kivien ladontakuviot luovat viimeistel-lyn, viihtyisän ja mielenkiintoisen pin-nan, joka nostaa alueen imagoa ja ar-voa. Miellyttävän ja harmonisen ulko-näkönsä lisäksi betonikivipäällystekestää suuriakin staattisia ja dynaa-misia pistekuormia. Betonikiveys kes-tää hyvin myös sään ja lämpötilavaih-teluiden sekä kemiallisten yhdisteiden,kuten öljyn, polttonesteiden ja suolanaiheuttamia rasituksia. Mahdollistenvaurioiden korjaaminen on helppoa,sillä tarvittaessa betonikiveys voidaanpurkaa vaurioituneelta alueelta ja tehdäkokonaan tai osittain uusi kiveys. Lii-kenneväylillä betonikivipinnan hyvätkitkaominaisuudet etenkin talviolosuh-teissa lisäävät turvallisuutta. Pimeässäajettaessa betonikiveys heijastaa hyvin

valoa, mikä myös lisää turvallisuutta.Selkeät ja kestävät ajorata- ja suojatie-merkinnät on helppo tehdä läpivärjä-tyillä betonikivillä. Myös liikenteenkulkusuuntia ja pysäköintiä voidaanhelposti ohjata värillisiä betonikiviäkäyttäen. Kivetyt pinnat liikenne- japysäköintialueilla lisäävät viihtyisyyttäja luovat vaihtelua kaupunkikuvaansekä laajoille varastoalueille ja teolli-suuspihoille.

3

4

Betonikivien kokoja jamuotojaBetonikivet valmistetaan koneellisestipuristustäryttämällä maakosteastabetonimassasta. Raskaan liikenteenalueille valmistetut betonikivet ovatlujia, mittatarkkoja ja täyttävät kulu-tuskestävyydelle asetetut, tavanomaistatiukemmat vaatimukset.

Betonikiviä valmistetaan useita erikokoja ja muotoja. Perusmuodon mu-kaan kivet kuuluvat joko suorakaide-tai reunaprofiloituihin kivityyppeihin.Reunaprofiloitujen eli sidekivien reunaon muotoiltu niin, että kivet lukkiutuvatkeskenään ja muodostavat kantokyvyl-tään erityisen kestävän päällysteen.Kivien yleisimmät paksuudet ovat60 mm, 80 mm ja 100 mm. Erikoisti-lauksena on saatavissa myös 120 mmpaksuja kiviä. Raskaan liikenteen,moottoriajoneuvojen ja työkoneidenkulkuväylille suositellaan vähintään80 mm paksuja kiviä.

Täydentävät betonituotteetEri käyttökohteisiin ja -tarkoituksiinon saatavissa runsas valikoima täyden-täviä tuotteita:• nurmikiviä ja reikälaattoja kaltevien pintojen verhoiluun

• vesikouruja pintavesien poisjohtamiseen• porraskiviä ja -elementtejä• ajoesteitä• kalusteita, pöytiä ja penkkejä• kasvien ja puiden istutusastioita ja elementtejä• reunatukia

Värejä ja pintoja erikohteisiin

Betonikiviä valmistetaan betonin har-maan perusvärin lisäksi usean eriharmaan, punaisen, ruskean, keltaisensekä vaalean sävyissä. Myös sinisensja vihreän sävyisiä betonikiviä on saata-vissa. Kulutuskestävyyttä vaativien ajo-väylien kiveyksiin suositellaan läpivär-jättyjä betonikiviä tai kiviä, joissa värilli-nen kerros on standardin SFS-EN 1338vaatimusta paksumpi. Niinpä esimer-kiksi ajokaistojen merkintään ja suoja-teiden päällystykseen betonikivet tar-joavat tavanomaista huomattavastikestävämmän ratkaisun. Pysäköinti-alueilla pysäköintiruudut voidaan mer-kitä kestävästi värillisin kivin. Betoni-kivistä tehtävillä merkinnöillä voidaanohjata liikennettä esimerkiksi satama-ja lastausalueilla. Läpivärjätyin kivintehdyt merkinnät kestävät kulutustaja niiden siirtäminen purkamalla jauudelleen asentamalla käy helposti.

Värien lisäksi betonikivivalikoimissalöytyy useita eri pintakäsittelyvaihto-ehtoja, kuten käsittelemätön muotti-pinta, hiekkapuhallettu ja pesty pinta.

5

Betonikiveys on kestäväajopintaKesäaikana raskaan liikenteen alueillalämmön vaikutukset päällysteeseensaattavat olla haitallisia. Keskikesällädeformaatiosta johtuvat, syvät urat ajo-väylillä (kuormituksen alla muotoutu-neet) voivat olla vaaraksi liikennetur-vallisuudelle tai haitata ajoväylänkäyttöä. Liikennekuormitukset yhdis-tettynä jopa +50ºC kesäisiin pintaläm-pötiloihin eivät aiheuta betonikivipääl-lysteeseen urautumista ja/tai päällys-temateriaalin siirtymistä ajouriltasivulle (deformaatiota) eikä lämpöjän-nityksiä tarvitse ottaa huomioon mitoi-tuksessa.

Lämpötilavaikutusten lisäksi päällys-teitä rasittaa talvikautena toistuvajäätyminen-sulaminen, jossa on useinlisärasituksena lumen ja jään sulatuk-sessa käytettävien suolojen kemialli-set rasitukset. Korkean lujuusominai-suutensa ansiosta ohjeiden mukaantehtyjen rakennekerrosten varaan be-tonikivistä tehty ajopinta kestää hyvinem. rasituksia.

Ajokaistojen merkintään ja suojateiden pääl-lystykseen betonikivet tarjoavat tavanomaistahuomattavasti kestävämmän ratkaisun.Läpivärjätyin kivin tehdyt merkinnät kestävätkulutusta ja niiden siirtäminen purkamalla jauudelleen asentamalla käy helposti.

6

Raskaan liikenteenkuormitus- jarasitusvaatimukset

Liikennekuormat

Katujen, teiden, pysäköintialueiden javarastokenttien päällysrakenteet joutu-vat alttiiksi monenlaisille kuormituk-sille ja rasituksille. Pääasiallisestikuormitusta aiheuttaa liikenne, kunpyöräkuormat aiheuttavat väylien ra-kenteeseen erilaisia puristus-, veto- jaleikkausjännityksiä. Pyöräkuorma mää-räytyy ajoneuvon painon ja renkaidenilmanpaineen mukaan. Henkilöautonja kuorma-auton aiheuttamat rasituk-set poikkeavat selvästi toisistaan. Vainkuorma-autot aiheuttavat rakentee-seen päällysteen paksuusmitoitukseenvaikuttavia jännityksiä tai muodonmuu-toksia. Varasto- ja satama-alueillatrukki- ja vaunuliikenteen umpikumi-pyörät aiheuttavat viivakuormia, jakonttien sekä perävaunujen tukijalatpienialaisia pistekuormia.

Rakennesuunnittelussa huomioon otet-tavia, tärkeitä tekijöitä ovat myös ajo-neuvon jarruttaessa, kiihdyttäessä taikaarreajossa syntyvät horisontaalisetvoimat. Näitä rasituksia esiintyy bussi-kaistoilla ja -pysäkeillä sekä katujenristeysalueilla ja lastausreiteillä.

Kulutusrasitus

Suomen oloissa merkittävä, päällystei-den kulumista aiheuttava tekijä onrenkaiden nastoitus. Useimmissa hen-kilöautoissa on nastarenkaat, kun taasraskaista ajoneuvoista, esim. bussit jakuorma-autot, vain pieni osa käyttäänastarenkaita. Betonipäällysteetsoveltuvat myös henkilöautoliikenteenväylille, joissa ajonopeudet eivät ylitä50 km/h. Moottoriajoneuvoliikenteenrasittamilla alueilla valitaan tähäntarkoitukseen valmistettuja, kovaa

kulutusta kestäviä betonikivituotteita,joissa kulutuskestävyys on vähintäänkulutuskestävyysluokkaa 4 (InfraRYL2006) tai erikoiskiviä (kso taulukko 7).

Sään vaikutuksetSään vaikutukset on otettava huomi-oon päällysteiden ja rakennekerrostenmitoituksessa. Lämpötilavaihtelut ai-heuttavat usein jännityksiä, routa voiaiheuttaa päällysrakenteen liikkumis-ta ja runsaat sadevesimäärät saattavatalentaa kantavuutta.

7

Betonikiveyksen mitoitus

KantavuusmitoituksenperusteetRoudan vaikutukset huomioiva mitoi-tus voidaan tehdä joko Tiehallinnon taiSuomen kuntatekniikan yhdistyksenjulkaisuissa esitettyjä ohjeita noudat-taen. Kadun ja tien suunnittelussa kan-tavuudella tarkoitetaan rakenteenkykyä vastustaa liikennekuormienvaikutuksesta syntyviä muodonmuu-toksia. Mitä parempi rakenteen kanta-vuus on, sitä pienempiä ovat kuormi-tusten aiheuttamat taipumat.

Kantavuus voidaan mitata ja ilmoittaausealla eri tavalla. Yleisimpiä ovattaipumamittauslaitteet, levykuormitus-laite ja raskas pudotuspainolaite. Mit-tauksissa saadun taipuman, painumantai taipumasuppilon avulla voidaanmäärätä eri rakennekerrosten ja kokorakenteen kimmomoduulit tavallisim-min E2-arvona, johon Suomessa käy-tettävät katu- ja tierakenteiden mitoi-tusmenetelmät yleisesti perustuvat.

Mitoituksen lähtökohdatLiikenne- ja lämpötilakuormitusten

aiheuttamat jännitykset ja muodonmuu-tokset rakenteen kerrosten rajapinnoil-la ovat mitoituksen tärkeimpiä lähtö-kohtia. Taipuisilla päällysteillä (asfaltti)mitoitukseen vaikuttavia jännityksiäovat päällysteen tai bitumilla sidottujenkerrosten alapinnan taivutusvetojänni-tys ja pohjamaan pystysuora puristus-jännitys. Jäykillä päällysteillä (valettubetonipäällyste) laatan alapinnan taivu-tusvetojännitys ja mahdollisen semen-tillä sidotun tukikerroksen vetojännityk-set määräävät mitoituksen.

Betonikivipäällyste muodostuu pinta-alaltaan pienistä ja paksuista kappa-leista sekä lukuisista saumoista. Beto-nikivipäällystettä kuormitettaessa senalareunaan ei synny taivutusvetojänni-tyksiä. Toisaalta betonikivipäällystetoimii taipuisan päällysteen tavoin,jolloin rakennemitoituksessa voidaankäyttää betonikivipäällysteelle omi-naista E2-arvoa. Käytännössä betoniki-vipäällysteen kimmomoduuli on pie-nempi kuin valetulla betonipäällysteel-lä, mutta suurempi kuin asfaltilla.

Betonikivipäällysteen mitoittavia teki-jöitä ovat pohjamaan ja sitomattomienrakennekerrosten pystysuorat puris-tusjännitykset. Näiden on oltava pie-niä, jotta rakenne ei murru kuormi-tettaessa. Jännityksiä olennaisempaabetonikivipäällysteelle on, ettei raken-ne pääse raiteistumaan (urittumaan)liikenteen aiheuttaman rakenneker-rosten tiivistymisen ja mahdollistenmuodonmuutosten seurauksena. Be-tonikivien muotoilulla voidaan vaikut-taa päällysteen vetojännitysten vas-taanotto- ja siirtokykyyn. Reunaprofi-loidut, lukkiutuvat kivet (ns. sidekivet)soveltuvatkin erityisen hyvin vaativim-piin päällystekohteisiin.

8

RakenteenmitoitusparametritBetonikivipäällysteen alaiset rakenne-kerrokset eivät katualueella eroa olen-naisesti taipuisan päällysteen kerros-rakenteesta (kuva1). Betonikiveyskorvaa osittain tai kokonaan sidotutkerrokset.

Kuva 1: Rakennekerrosten nimitykset

Päällysrakenteen mitoitukseen vaikut-tavat liikennekuormitus, alusrakenteenkantavuus ja materiaali sekä kerros-materiaalien E2-moduulit.

Taulukko 1: Katurakenteelta vaadittava kantavuus(E2) katuluokasta riippuen

Liikennekuormitus

Liikennekuormitus ilmoitetaan pääl-lysrakenteen suunnittelun mitoitusiän(yleensä 20-30 vuotta) aikana tapahtu-vien 100 kN:ksi muutettujen yksikkö-akselien ylityskertojen lukumääränä.Lisäksi on otettava huomioon, ettävaikka tieliikenteessä sallitaan vain

100 kN:n akselipaino ja 160 kN:n teli-paino, kaupungissa raskaskuljetustenakselipaino voi olla 140 kN. Tällä onsuuri vaikutus yksikköakselien las-kentaan.

• Betonikiveys• Asennushiekka• Kantava kerros, sidottu tai sitomaton• Tukikerros- jakava kerros- suodatinkerros tai suodatinkangas

Katuluokka Kantavuus MN/m2

Katuluokka 1 500

Katuluokka 2 420

Katuluokka 3 350

Katuluokka 4 250

Katuluokka 5 200

Katuluokka 6 175

9

Kadun luokka

1. Erittäin raskaastiliikennöity moottori-tai pääliikennekatu(2+2 ajokaistaa)

2. Raskaasti liiken-nöity moottori- taipääliikennekatu(2+2 ajokaistaa)

3. Pääkatu, kokooja-tai vilkasliikenteinenkerrostaloalueenasuntokatu(1+2 ajokaistaa)

4. Asuntokatu taipientaloalueen ko-kokoojakatu, raskai-den ajoneuvojen py-säköintialueet

5. Pientaloalueenasuntokatu tai huol-toliikenteen väylät,henkilöautojen pysä-köintialueet

6. Jalkakäytävät, pyö-rätiet, puistotiet, ei ajo-neuvoliikennettä

20 - - -

Kuormitus-kertaluku

Liikennemäärä ajoneuvoja rask.ajon. /vrk /vrk

Suurin sal-littu akseli-paino, kN

Taulukko 2: Katujen luokitus niiden liikenneteknisen merkityksen mukaan.

140 >30 000 3 000 1,0 x 107

140 10 000 1 000 4,0x 106

100 2 500 250 1,0 x 106

100 500 50 1,5 x 105

100 10 2 1,0 x 104

Mitoitukseen liittyvää kirjallisuutta: Katusuun-nittelun ja -rakentamisen ohjeet. Katu 2002.Suomen Kuntatekniikan yhdistys. Julkaisu N:o11. Jyväskylä 2003.

10

Alusrakenteen kantavuus jamateriaali

Alusrakenteen kantavuus E2-moduu-lina ilmaistuna vaikuttaa tarvittavienrakennekerrosten paksuuteen. Alus-rakenteen materiaali puolestaanvaikuttaa kantavuus- ja routimisomi-naisuuksiin. Routivuuden huomioon-ottaminen lisää rakenteen kokonais-paksuutta kantavuusmitoituksenvaatimaan paksuuteen verrattuna.Mitoituskantavuutena käytetään ma-teriaalin ns. kevätkantavuusarvoa.Kadunrakennuksessa käytettävienalusrakenteiden kantavuus- ja routi-vuusluokitus on esitetty taulukossa 3.

KerrosmateriaalienE2-moduulitKerrosmateriaalien E2-moduulienperusteella lasketaan tarvittavienrakennekerrosten paksuudet. Materi-aalit voidaan korvata toisella materi-aalilla seuraavan vastaavuuskaavanavulla:h1 = h2 (E2/E1)1/3

jossa h1 ja h2 ovat materiaalien 1 ja2 vastinkerrospaksuudet ja E1 ja E2niiden E2-moduulit. Tyypillisiä päällys-rakennekerrosten mitoituksessa käy-tettävien materiaalien E2-moduulejaon esitetty taulukossa 4. Taulukko 3: Pohjamaan kantavuusluokitus

Maalaji

Kallio

Kivet

Sora

Soramoreeni

Hiekka

Hiekkamoreeni

SilttiSilttimoreeni

Savi

LiejuTurve

Kantavuus

Tarkennus

KallioLouheMurske

RoutimatonRoutiva

Routimaton karkeaRoutimaton keskikarkeaRoutimaton hienoRoutiva keskikarkeaRoutiva hieno

RoutimatonRoutiva

Kuivakuori (h> 1 m)Sitkeä (Su> 25 kN/m2)Pehmeä (Su< 25 kN/m2)

A = 300 MN/m2

B = 200 MN/m2 (150...280)C = 100 MN/m2 (70...150)D = 50 MN/m2 (35...70)E = 20 MN/m2 (15...35)F = 10 MN/m2 (5...15)G = 5 MN/m2

Lyhennys

KaLoM

Ki

Sr

rton SrMrSrMr

rton kaHkrton keHkrton hHkke HkhHk

rton HkMrHkMr

SiSiMr

kuivak. SaSaSa

LjTv

Luokka

A

A

B

CE (F)

CDD (E)EE (F)

D (E)E (F)

F (G,E)

EF (E)G

G

__

11

Materiaali

Asennushiekka

Betonikivi I

Betonikivi II

Bitumisora

Sementillä lujitettu kitkamaa

Kalkilla lujitettu koheesiomaa

Murske tai murskesora• normaali (0/50 tai 0/65)• huono rakeisuuskäyrän muoto• hienorakenteinen (0/35)

Luonnonsora• karkearakeinen, tasalaatuinen, kesällä tiivistetty• normaali • hienorakeinen

Hiekka• normaali• hienorakeinen tai huonosti kuivatettu

Murskattu moreeni (alla riittävä eristyskerros)

Kuten taulukosta 5 ilmenee, betoni-kiven mitoitusmoduuliin vaikuttaakiven muoto. Kivet on luokiteltu kah-teen luokkaan niiden lukkiutumis-ominaisuuksien perusteella.

Taulukko 4: Päällystemateriaalien E2-moduulit (Kevätkantavuusarvoja)

E2-moduuli MN/m2

50...100

5000

2500

1500

1500...2000

200...400

350280200

280200150

7050

100

• Luokka I: Lukkiutuvat, reunaprofi- loidut kivet (sidekivet)• Luokka II: Suorakaidekivet, jotka eivät muodon perusteella ole lukkiu- tuvia (yleisin)

Kaikki reunaprofiloidut kivet eivät olelukkiutuvia. Lukkiutumattomat, reuna-profiloidut kivet kuuluvat luokkaan II.

Saumojen välinen kitka vaikuttaa kaik-kien kivityyppien toimintaan. Kitkanavulla kiveys toimii laattamaisesti japystyy siirtämään kuormituksia laa-jemmalle alueelle. Saumojen täyttöja kiveyksen täryttäminen on tärkeätyövaihe.

(lukkiutuva)

(lukkiutumaton)

12

RakennekerrostenlaskentaBetonikivipäällysteen kantavuusmitoi-tuksen lähtökohtana on kantavan ker-roksen päältä mitattu kantavuus jasille asetettu tavoitearvo. Tarkoituk-sena on estää alusrakenteen sallit-tujen jännitysten ylittyminen ja toisaal-ta liikennekuormitusten aiheuttamienraiteiden syntyminen. Betonikiveystäitseään ei tarvitse tarkastella taivutus-vetojännitysten perusteella. Betoni-kivellä tarkoitetaan kappaletta, jonkakokonaispituuden (pidemmän sivun)

Katuluokka Betonikivi

Luokka I Luokka II

1 200 350

2 150 250

3 100 150

4-6 50 (100)* 75 (100)

Taulukko 5:Laskennalliset kevätkantavuusarvot (MN/m2)

* Suositellaan raiteistumisvaaran vähentämiseksi

ja paksuuden suhde on enintään 4 jajoka on joka kohdastaan vähintään 50mm paksu.

Katurakenteelta vaadittava kantavuus(E2) on katuluokasta riippuen esitettytaulukossa 1.

Katuluokan perusteella on kiveyksenpäältä mitattavalle kevätkantavuus-arvolle asetettu samat vaatimuksetkuin julkaisussa “Katu 2002 taipuisillepäällysteille”. Laskennallisesti kanta-van kerroksen päältä mitattavalle ke-vätkantavuusarvolle saadaan seuraa-vat ohjearvot:

Käytännössä alustan kantavuus ylittäähuomattavasti edellä esitetyt arvot

erityisesti taulukon 3 kantavuusluo-kissa A ja B.

Betonikivipäällyste voidaan mitoittaakatuluokissa 1-6 taulukon 6 avulla.

Mitoitustaulukko perustuu Odemarkinmitoitusyhtälöön, jonka avulla lasketutE-moduulit ovat staattisia kimmomo-duuleja vastaten kuormituskokeessasaatavia E2-kantavuusarvoja.

• Ey on mitoitettavan kerroksen päältä saavutettava kantavuus, MN/m2

• EA on mitoitettavan kerroksen alla oleva kantavuus, MN/m2

• h on mitoitettavan kerroksen paksuus, mm• E on mitoitettavan kerroksen E-moduuli, MN/m2

Mitoitus muilla alueillaMitoitustaulukkoja ja em. kaavaa voi-daan käyttää soveltaen myös muillaliikennealueilla, kuten satamissa,varastoalueilla, pihoilla, puistoalueillajne. ottaen huomioon seuraavassaesitetyt näkökohdat.

Ey= (MN/m2)EA

1-EA1 1E

1+0,81( ) h150

2+

1+0,81( ) h150

2( )E

EA

2/3

huomiota myös betonikivien laadun-valvonnan yhteydessä. Tavanomaistasuuremman runkoaineen maksimi-raekoon käyttö tekee betonikiven pin-nan karkeammaksi. Liikennealueillatämä ei kuitenkaan ole ulkonäöllisestihaitaksi.Yllä olevan taulukon mitoituksen läh-tökohtana on, että betonikivellä voi-daan korvata kadun kulutuskerroksenasfalttipäällyste ja osa bitumilla sido-tusta kantavasta kerroksesta.

13

Mitoituksen lähtökohtana on ollut olet-tamus siitä, että liikenne on voimak-kaasti kanalisoitunut, ts. ajoneuvotajavat eri kaistoilla ja esim. bussipysä-keillä jatkuvasti päällysteen samoissakohdissa. Mikäli kuormittavien pyörienylityskerrat jakaantuvat laajalle alu-eelle, voidaan mitoittavana liikenne-kuormituksena käyttää päällysteeneniten kuormitettua aluetta. Mitoitta-vaa kuormituskertalukua voidaan täl-löin pienentää ja käyttää mitoittavanakatuluokkana alhaisempaa luokkaa.

Sidottujen kantavienkerrosten käyttöKatuluokissa 1-5 käytetään kulutus-kerroksen kantavan kerroksen yläosa-na bitumilla sidottua, kantavan kerrok-sen osaa. Sidottujen kerrosten raken-tamista puoltavat kantavuuskysymys-ten lisäksi alueiden rakentamiseen jakäyttöön liittyvät näkökohdat:

• Voidaan estää epätasaisten painumiensyntyminen ja vähentää alustan kan-tavuuseroja.• Sidottu pinta toimii rakentamisenaikaisena kulkuväylänä tapauksissa,joissa kiveystä ei voida rakentaavälittömästi muiden rakennekerrostenyhteydessä.• Helpotetaan kunnossapitoa talviai-kana keskeneräisissä aluerakennus-kohteissa.• Lisätään rakenteen kantavuutta.• Kantavuustarkastelun lisäksi ontarkistettava laskelmin, että sidottu-jen kerrosten alapinnan taivutusveto-jännitykset ja väsytyslujuus kuormitus-tilanteissa eivät ylity.

Kuva 2.Suorakaidekivillä suositeltu limitys ajoradoilla

BetonikivipäällysteenkulutuskestävyysBetonikivipäällysteen suunnittelussaja mitoituksessa vaikuttava tekijä onmyös kiveyksen kulutuskestävyysnastarengasliikenteessä. Kiven kulu-tuskestävyys tulee mitoittavaksi niilläalueilla, jotka joutuvat alttiiksi voimak-kaalle nastarengaskulutukselle.Tällaisia alueita ovat mm.• suojatiet• kaistat, joilla on runsaastihenkilöautoliikennettä• liikenneympyrät (lisärasituksenahiertävä kulutus)• kaarteetHyvin kulutusta kestävän betonikivenrunkoaineen maksimiraekoon tuleeolla normaalia suurempi, vähintään6 mm, ja itse kiviaineksen laadun tuleeolla kaikilta osin korkealaatuista sekäkiven lujuuden tavanomaista suurempi.Näihin ominaisuuksiin on kiinnitetty

Taulukko 6: Betonikivipäällysteen mitoitus ja kadun rakennekerrokset

Katuluokka

Betonikiven paksuus

Pohjamaa

A

B

C

D

E

F

G

1 2 3 4 5 6

Rakennekerros

kantava, sidottukantava, sitomatontukikerros

kantava, sidottukantava, sitomatontukikerros

kantava, sidottukantava, sitomatontukikerros

kantava, sidottukantava, sitomatontukikerros

kantava, sidottukantava, sitomatontukikerros

kantava, sidottukantava, sitomatontukikerros

kantava, sidottukantava, sitomatontukikerros

mm

100150-

100150-

150200-

150150400

150150600

150150800

1501501050

mm

70150-

70150-

120150-

120150300

120150550

120150750

120150950

mm

50150-

50150-

80150-

80150300

80150500

80150750

80150950

mm

-150-

-150-

50150-

50150300

50150550

50150800

501501000

mm

-150-

-150-

-150-

-150300

-150400

-150650

-150800

mm

-150-

-150-

-200-

-150300

-150600

-150800

-1501000

>80 >80 >80 >80 >80 >80mm mm mm mm mm mm_ _ _ _ _ _

Ominaisuus Vaatimus/vaatimusluokka Suositus

Ominaishalkaisuvetolujuus(kivet)

Taivutuslujuus (laatat)

Nimellismitat (kivet)• kun h < 100 mm• kun h > 100 mm

Nimellismitat (laatat)

Säänkestävyys• Jäädytys-sulatustesti

Värillisten tuotteidenrakenne

Kulutuskestävyys

Ulkonäkö

14

Taulukko 7: Betonikiville ja -laatoille kansallisestihyväksytyt, standardeihin SFS-EN 1338 ja 1339perustuvat vaatimusluokat InfraRYL 2006 mukaansekä suositeltavat lisävaatimukset raskaastikuormitetuille päällysteille.

> 3,6 MPa

luokka 3U

• leveys ja pituus + 2 mmpaksuus + 3 mm• leveys ja pituus + 3 mmpaksuus + 4 mm

luokka 3R

luokka 3D, massahävikki< 1,0 kg/m2

pintakerroksen paksuus> 4 mm

luokka 4 l, Böhme-testi< 18 000 mm3/5 000 mm2

Käytetään vertailumallia

laatat mitoitetaanvallitseville kuormituk-sille tapauskohtaisesti

kivien tulee olla läpi-värjättyjä tai värillisenpintakerroksen vahvuus> 8 mm

suositus Böhme-testi< 12 000 mm3/5000 mm2

alueilla, joissa moottori-ajoneuvoliikennettä janastarengas rasitus

_

__

__

_

_

_ _

_

TuotteetBetonikivien tulee täyttää standardinSFS-EN 1338 vaatimukset. Betonistenlaattojen osalta noudatetaan standar-dia SFS-EN 1339. Standardeissa ontuotteille useita vaatimusluokkia, jakansallinen päätös Suomessa sovellet-tavista vaatimusluokista on esitettyjulkaisussa InfraRYL 2006. Tuotteidenlaadun toteamisen osalta InfraRYL2006 viittaa em. standardeihin. Tuot-teissa voidaan käyttää CE-merkintää,jonka käyttö betonisten päällystetuot-teiden osalta ei kuitenkaan ole pakollistaSuomessa.Johtavat betonisten päällystetuottei-den valmistajat kuuluvat kolmannen(valmistajista riippumattoman) osapuo-len laaduntarkastuksen piiriin, jostaosoituksena valmistajalla on oikeuskäyttää tuotepakkauksessa, kuorma-kirjassa tms. tarkastusleimaa. Tarkas-tusleima tarkoittaa myös, että tuotteet

Betonikivien ja -laattojen laatuvaatimukset

_

15

on valmistettu voimassa olevien kan-sallisten ohjeiden ja em. standardienmukaisesti.

BetonikiveysValmiin betonikiveyksen vaatimukseton esitetty julkaisussa “Infrarakenta-

Taulukko 8: Valmiin betonikivipäällysteen sallitut mittapoikkeamat (InfraRYL 2006)

Sijainti ja korkeusasema + 20 mm

Pinnan leveys poikkileikkauksessa ja rakenneosien välillä + 50 mm

Pinnan tasaisuus 3 m:n matkalla 4 mm

Vierekkäisten kivien tasoerot 2 mm

Katkaisujäljen epätasaisuus + 3 mm

Kiveyksen ja reunatuen välinen sauma < 10 mm

Liityttäessä reunatukeen, kiveys reunatukea ylempänä 3...5 mm

Liityttäessä hulevesikaivoon, kiveys kantta ylempänä 5...10 mm

Liityttäessä tarkastuskaivoon, kiveys kantta ylempänä 0...5 mm

Sallittu poikkema

_

_

_

_

misen yleiset laatuvaatimukset InfraRYL 2006”. Näiden ohjeiden yleissään-nön mukaan valmiissa kiveyksessä eisaa olla silmämääräisesti havaittaviapoikkeamia suunnitelmasta. Näkyvienpintojen tulee olla puhtaita eikä kivissäsaa olla halkeamia. Katkaisujäljen jasauman tulee olla suora ja ehjä.

Asennussuunnittelu jaalustavat työtLaadukas betonikivipäällyste edellyt-tää oikein ja huolellisesti tehtyjä pohja-töitä. Pohjatöiden laajuus riippuupohjamaan laadusta ja liikennemää-rästä, kuten edellä mitoituksen yhtey-dessä on esitetty. Valmiin päällysteentasaisuuden varmistamiseksi ja liiken-teen aiheuttaman urautumisen vähen-tämiseksi on eri kerrosten huolelliseen,ohjeiden mukaiseen tiivistämiseenkiinnitettävä erityistä huomiota. Raken-teisiin pääsevän veden vaikutuksienvähentämiseksi on eri kerrostenkaltevuus suunniteltava siten, etteivesi pääse lammikoitumaan. Erityises-ti tämä koskee niitä rakenteita, joissaon vettä läpäisemättömiä, sementillätai bitumilla sidottuja rakennekerrok-sia. Vaihtoehtoisesti tehdään vettäläpäisemättömän kerroksen alimpiinkohtiin reikiä, joista vesi pääsee imey-tymään alempiin rakennekerroksiin.

Betonikiveyksen asentaminenaloitetaan kantavan kerroksen päältä.Kantavan kerroksen yläpinnan sallitutpoikkeamat on esitetty taulukossa 9.

Betonikivipäällysteen rakentaminensisältää seuraavat toimenpiteet:

• mittaukset• alustan tasosijainnin ja tasaisuuden varmistaminen• asennushiekkakerroksen levittäminen• betonikivien asentaminen (käsityönä tai koneellisesti)

16

• saumaushiekan levittäminen ja harjaaminen saumoihin• pinnan tiivistäminen täryttämällä• saumaushiekoituksen tarkistaminen• viimeistelytyöt

Ennen asennustyön aloittamista tuleetehdä työsuunnitelma, jossa esitetäänmm. asennuksen aloituskohdat, ete-nemissuunnat vaiheittain, tarvittavat

Betonikivipäällysteen asentaminen

Taulukko 9: Kantavan kerroksen yläpinnan sallitut poikkeamat (InfraRYL2006)

Rakenteen yläpinnan korkeustaso

• yksittäinen poikkeama + 20 mm

• yksittäisen poikkeaman muutos 20 m:n matkalla 20 mm

• keskiarvon poikkeama + 10 mm

Yläpinnan kaltevuuden poikkeama + 5 mm

Tasaisuus 3 m:n oikolaudalla mitattuna 12 mm

Sallittu poikkemaOminaisuus

_

_

_

17

mittaukset, työsaumat, pinnan asen-nusaikainen suojaus, tuotepinojenasettelu ja asennustyömaan yleinenjärjestely.

Kivien kuljetukset ja sijoittelu työmaal-la tulee toteuttaa siten, että siirtomat-kat jäävät mahdollisimman lyhyiksi.Tuotelavat tulisi täten sijoittaa lähelleasennuspistettä ja jättää asennustyölleriittävä tila. Ympäristöasioiden (esim.jätteiden lajittelu ja kemikaalit) ja työ-turvallisuusasioiden (esim. henkilökoh-taiset suojavälineet ja liikenteen oh-jaus) huomioiminen työsuunnitelmassatulee myös varmistaa.

Korkeusmerkkejä on hyvä asettaakaikkiin pinnan kulma- ja taitepistei-siin, jolloin pinnan oikean tason valvon-ta on helppoa.

Asennushiekan levitys jatasausTiivistetyn, tasatun ja oikeassa korkeu-dessa olevan, kantavan kerroksen pääl-le levitetään asennushiekkakerros.Kerrospaksuuden tulee tiivistämättö-mänä olla 30 mm. Paksuuden mitta-toleranssi on ± 10 mm, tällöin tiiviste-tyn asennushiekkakerroksen paksuu-deksi tulee 20…30 mm. Liian paksuasennushiekkakerros aiheuttaa pääl-

lysrakenteen kokonaiskantavuudenalenemista ja mahdollisuudet raskaanliikenteen aiheuttamiin ajouriin kasva-vat. Asennushiekkakerroksen tarkoi-tuksena on tehdä mahdolliseksi val-miin betonikivipinnan tasaisuus tiivis-tämisen jälkeen.

Asennushiekkana käytetään seulottua,rakeisuudeltaan 0/8 mm:n hiekkaa.Samassa kohteessa tulee käyttääsamaa hiekkakerroksen paksuutta.Murskelajitteiden käytöllä ei ole ha-vaittu olevan em. hiekkaa parempiaominaisuuksia asennushiekkakerrok-sena.

Asennushiekka tulee levittää ja tasa-ta vain kerralla päällystettävälle alu-eelle. Jos voidaan estää asennus-hiekkakerroksen päällä liikkuminen,voidaan se levittää koko päällystettä-välle alueelle. Asennushiekka voidaantasata oikolaudalla, kolalla tai oikolau-dalla ja ohjureilla. Suurissa kohteissavoidaan käyttää myös koneellista levi-tystä esim. asfaltinlevitintä. Ennenbetonikivien asennusta ei asennus-hiekkakerrosta saa tiivistää, eikä senpäällä saa liikkua.

Asennushiekan tasaus on tärkeä työ-vaihe, sillä siinä tehdyt virheet ja huoli-mattomuus näkyvät valmiin päällys-teen pinnan laadussa.

18

Betonikivien latominenVarsinainen kivien latominen aloitetaanyleensä kiinteästä rakenteesta. Betoni-kiveyksen tulee aina rajoittua kiinteäänrakenteeseen, kuten reunatukeen,toiseen päällysteeseen, rakennuksenseinään tms., sillä rakenteen toimin-nan kannalta on oleellista se, että pääl-lysteen reuna-alueilla kivet saavatriittävän tuen liikennekuormituksenaiheuttamia vaakasuoria ja myös pys-tysuoria kuormituksia vastaan.

Kivien latominen tapahtuu aina valmiil-ta päällystepinnalta, jottei vaurioitet-taisi valmista asennushiekkakerrosta.Kivet ladotaan suunnitelman mukai-seen asennuskuvioon. Kivien väliinjätetään 2 mm:n saumavara. Nykyisis-sä kivissä on asennusnystyrät, jotkavarmistavat vähintään 2 mm:n sauman.Sauman enimmäisleveys on 4 mm.Kohdat, joissa kiviä joudutaan katko-maan, tehdään yleensä jälkityönä.

Betonikivet ladotaan yleensä käsin.Suurehkojen kivipintojen asennus voi-daan tehdä myös koneellisesti. Koneel-lisessa asennuksessa on käytettäväko. asennustapaan soveltuvaa kivityyp-piä ja ladontamallia.

Päällystekivien latomisen yhteydessäkannattaa seurata kivirivien ja saumo-jen suoruutta erityisesti kadun kulku-

suunnassa, sillä pienet virheet onhelppo korjata vielä asennusvaiheessa.Asennustyö tulee suunnitella siten,että vältytään turhilta kivien leikkauk-silta. Puolikaskiveä pienenpää kiveäei tulisi käyttää. Liityttäessä kaareviinpintoihin, valaisinpylväisiin, kaivon-kansiin ym. sekä seinien vierustoillaliittymä voidaan tehdä ns. sovitekivillä.

Betonikivien saumaus jatiivistäminen täryttämälläKivien latomisen jälkeen päällystepin-nalle levitetään rakeisuudeltaan 0/1mm:n kuiva hiekka, joka harjataansaumoihin. Saumat täytetään mahdol-lisimman hyvin. Tarvittaessa voidaankäyttää myös vettä apuna. Saumauksenlaadulla on erittäin suuri vaikutus pääl-lysteen kantavuuteen ja toimintaan,sillä saumahiekan avulla syntyvälläkitkalla siirretään kuormituksia kiveltätoiselle kuormituksen liikkuessa pääl-lysteellä. Saumaamattomalla betoniki-veyksellä tulisikin välttää liikkumistaajoneuvoilla, koska se voi aiheuttaapäällysteen alku-urautumista.

Saumauksen jälkeen betonikivipintatiivistetään täryttämällä kevyehköllätäryttimellä (60-150 kg). Tärytettäessäasennushiekkakerros tiivistyy, asennus-hiekka nousee saumojen alaosaan, sau-mat tiivistyvät ja asennustyössä mah-

dollisesti jääneet pienet, kivien välisetkorkeuserot tasoittuvat. Liiallista täryt-tämistä on kuitenkin vältettävä, jottakivien kulmat eivät murru. Tärytyk-sen jälkeen saumat tulee vielä jälkitäyt-tää tarvittaessa.

Koneellinen asennusKoneellinen asennus on Keski-Euroo-passa yleisessä käytössä. Suomessakäytännössä lähes kaikki betonikivi-ja betonilaattapäällysteet asennetaankäsin. Asennuskoneita on alettu hank-kia vasta aivan viime vuosina ja onoletettavaa, että koneellinen asennuslisääntyy myös Suomessa.

Koneellinen asennus soveltuu erityi-sesti suuriin, satoja tai tuhansia m2

käsittäviin kohteisiin, joissa ladonta-kuvio on laajoilla, yhtenäisillä alueillasama, sekä erilaisia kivityyppejä jaladontamalleja on vähän. Tällaisiakohteita ovat tyypillisesti teollisuudenja satamien varastoalueet, pysäköinti-alueet sekä kevyen liikenteen väylät.Koneasennusta on käytetty menestyk-sellä myös pienissä, säännöllisenmuotoisissa, esim. 100 m2:n kohteissa,joissa asennuspohja on valmiiksi tehtykoneen tullessa paikalle. Koneellises-sa asennuksessa työsaavutukset ovathuomattavasti paremmat kuin käsinladonnassa. Parhaimmillaan yhdellä

asennuskoneella, jossa työkuntana onasennuskoneen kuljettaja ja apumies,päästään 400-800 m2/työpäivä asen-nus nopeuteen. Asennusnopeus onnoin 3-5 kertaa käsin asennusta nope-ampaa. Suurissa kohteissa on mah-dollista käyttää useita asennuskoneitasamanaikaisesti. Nopeuden lisäksikoneellisen asennuksen etuna on työnoleellinen helpottuminen ja tätä kauttaterveyshaittojen väheneminen.

Asennuskone on normaalisti alle1000 kg painava ja nostokyvyltään noin400 kg:n pienkuormaaja, jossa on ko-neeseen helposti asennettava ja irro-tettava asennuslaite. Toinen vaihtoehtoon asennukseen tarkoitettu erikois-kone. Asennuslaitteella voidaan yhdelläkertaa asentaa vajaan neliömetrin suu-ruinen alue. Koneellisen asennuksenkäytön edellytyksenä on, että päällyste-kivet on pakattu kuormalavalle asen-nuskuvion mukaan. Jos kivet asenne-taan puolen kiven limityksellä, konevoi tehdä limityksen automaattisesti.Johtavilla päällystekivien valmistajillaon valmiudet toimittaa päällystekiviämäärätyillä ladontakuvioilla. Jotta ko-neellista asennusta voitaisiin täysimää-räisesti hyödyntää, tulisi myös asen-nushiekan levityksessä käyttää koneel-lista levitystä ja tasausta. Asennushie-kan levitykseen on kehitetty koneitaja käsikäyttöisiä palkkitasoittimia.

19

Betonikiveyksellä viihtyisämpiä ajoalueita

Betonikiveysten käyttö ympäristöjen rakentamisessa on lisään-tynyt viime vuosien aikana voimakkaasti. Betonikivien laajenevatuotevalikoima luo yhä monipuolisempia mahdollisuuksiakorkealaatuisten ja viihtyisien ympäristöjen luomiseen. Pihat,torit, kävelykadut, puistot, urheilu- ja vapaa-ajan alueet ovatjo tuttuja betonisten kiveysten käyttökohteita.

Keski-Euroopassa betonikiveyksiä on jo pitkään käytetty myösraskaan liikenteen alueilla. Katujen, parkkialueiden, bussiter-minaalien, varastoalueiden ja huoltoasemien lisäksi satamienja yhä useammin myös lentokenttien huolto-aluiden päällyste-materiaaliksi valitaan betonikiveys.

Betonikeskus ryYmpäristöbetoniUnioninkatu 1400130 Helsinki

www.betoni.com/raskasliikenne

ISBN 978-952-5075-84-7

Kes

äkuu

200

7