Filtratsioon ja regulatsioonid

  • Post author:
  • Post category:Artiklid
  • Post last modified:28. apr. 2021

2020 novembris kinnitati MTM määruse 101 muudatused – sellega võeti maha kohustus filtratsiooni mõõta EVS 901-20 alusel, samuti lubati kaevise taastäites kasutada kohalikku pinnast/materjali ilma seejuures filtratsiooni nõudmata.

MTM määrus 74 sisaldab kohustuse nii dreenkihi materjalil kui kaevise taastäite materjalidel määrata filtratsioon 901-20 alusel. See ei tähenda samal ajal, et nendest määratud numbritest midagi sõltuks – sest kvaliteedinõuetes seda enam ei ole ja nõuded sõltuvad täna juba sellest, mida projekteerija projekti kirjutas. Siinjuures on parandused vajalikud tõenäoliselt juba selleks, et tagasitäites saaks kasutada samast väljavõetud materjale/pinnaseid (M101 lubab, kuid M74 esitab mitteadekvaatseid nõudeid). Ning ka dreenkihi materjalidel, sest kui määratlus on üldisem, katab ka ka killustikke millel filtratsiooni määramiseks vähemalt 901-20 ei sobi (üks võimalik lahendus on 901-20 teksti täiendamine, mis täpsustaks standardi rakendamise ulatuse). Muide, taastäite materjalina saab käsitleda seda, mis karjäärist või tehasest  tuuakse, mitte seda, mis kohapeal välja kaevatud ja tagasi pandav – nii et ega see 74 väga palju ei sega ka. Teeb mõned asjad kallimaks ja aeganõudvamaks vaid. Siiski, praegu ei paista võimalust, et projekteerija poolt sissekirjutatust saaks mööda hiilida – seetõttu tuleb soovitada, et koostöös tellijaga otsustataks ka projektis fikseeritud nõuetest mööda hiilida. Edaspidiseks on tõenäoline lahendus selles, et konstruktsioonikihti, mis küll dreenib aga ei ole kavandatud ühtlaseteralistest liivadest, ei nimetata dreenkihiks vaid ausalt aluseks või aluse lisakihiks, et sellele ei laieneks M74 kohustused filtratsiooni määramiseks.

Tallinna tüüpkatendites (2019 Riigi teatajas) on loobutud filtratsiooninõudest, on jäänud peenosistesisaldus kuigi määruses 106 sisalduva sõelkõverana. Ilmselt järgmises redaktsioonis saab sedagi lihtsustada (asendada sõelkõvera täiskuvand üksikute sõelte numbrilise läbikuga). Ja et aasta teises pooles peaks valmima ka Tartu tüüpkatendid, siis seal saabki asi lihtsam ja puhtam olema – ilma filtratsioonita!

MTM määrus 106 (projekteerimisnorm) sisaldab täna veel pika rea nõudeid, kus figureerib seesama 901-20 (töös olevate täienduste/paranduste käigus viiteid 901-20 standardile ei eemaldata). Kogu komplektist saab minna mööda, viidates teise (sobiva) riigi projekteerimisnormidele ja juhenditele. Antud juhul on näiteks Soome, kuid vaidlema võib jäädagi selle kohta, kas normid tuleb üle võtta tervikuna või saab ka osaliselt. Kui saab siis kuidas. Ilmselt on küsimus eelkõige tellija tahtmises toimivat lahendust saada – või siis mitte. Viited osalise lahenduse võimalikkusele on olemas teistes määrustes (nõuded projektile).

Projekteerimisnorm saab põhjaliku uuenduskuuri, kuid see kuur võtab veel aega. Seetõttu on vajalik kiirem lahendus. dr Peeter Talviste ja TRA on koostanud ettepaneku, kuidas normiteksti muuta võtmata veel kasutusele Soome norme (soome norm on pikemas vindis kindlasti mõistlik lahendus). Üheks võimaluseks on 901-20 teksti täiendada nii, et see kataks sisuliselt ka need materjalid ja pinnased, mis ei ole ühtlaseteralised (901-20 sobib ühtlaseteralistele liivadele, kõigele muule on sobivus küsitav). Teine tee, et 901-20 alguses täpselt fikseerida millele see rakendub ning ameti tsirkulaaris (käskkiri) anda ette põhimõtted või konkreetsed väärtused materjalidele, mida 901-20 ei kata.

Lühidalt püüaksin muudatusettepaneku kokku võtta:

  1. dreeniva pinnase-materjali määratlus: dreenivad on jämepinnased purustatud kaljupinnasest ja kruusast kuni keskliivani (kaasa arvatud), mittedreenivad on savi ja tolmliiv. Standardite 13242 ja 13285 kohased materjalid ja peenliiv on dreenivad juhul, kui peenosiseid on alla 7% VÕI alla 10% ja alla 0,006 mm osiseid alla 2% – kui see ei ole täidetud, peab 901-20 järgi filtratsioon olema vähemalt 0,5 m/ööp. Siit tulenevalt, kohtades, kus nõutakse dreenivat materjali, võiks kasutada jämedat kraami kuni keskliivani piiranguteta ja filtratsiooni kontrollimata. Savi ja tolmliiv on keelatud (pole midagi kontrollidagi), peenliiva ja materjalide puhul tuleb kontrollida sõelkõverat ja kui see on okei, pole vaja filtratsiooni kontrolli. EVS-EN ISO 14688 järgi on liiv ja kruus puhtad kui peenosis on alla 5%, seega nendel materjalidel pole muret. Kui peenosis on 5…15% (möllikas, savikas) võiks selliseid asju nii Soome kui Rootsi reeglite järgi laialt kasutada (külmakindlad või nii vähe külmakerkelised et arvutustes neid ei arvestata külmakerkelistena). Dreenivaks neid siis lugeda ei saa. 13242/13285 järgsetel materjalidel seda geoloogilist tausta ei ole – sõelkõverat on lihtne teha, kuid kas materjalidele on üldse mõtet täiendavaid katseid teha, pigem piirduda tootja poolt deklareeritavate (ja kontrollitavate) parameetritega. Killustikul on võimalik vaadata peenosisesisaldust – näiteks f5, mis tagab enamvähem, et ka pärast tihendamist on see alla 7%. 0,006 mm materjali määratlemine on harjumatu, seda katset tehakse täna kas Keskkonnauuringute Keskuse geotehnikalaboris (Uile Lemberg) või Teede Tehnokeskuses (Henri Prank) ning ei ole päris üheselt selge, milline tase siis tegelikult dreeniv või külmakindel on (erinevad metoodikad on osalt konfliktsed).
  2. külmakindlad on pinnased ja materjalid kui korraga on täidetud kolm tingimust: alla 0,125 mm on alla 25% (peenliiva välistav definitsioon), alla 0,063 mm on alla 7% (peenosis) ja alla 0,002 mm on alla 0,5% (savi). Kui vähemalt üks tingimus neist pole täidetud, siis on külmakindel vaid materjal, mille filtratsioon on vähemalt 0,5 m/ööp. See nõue on üsna-jama sest Soome normi järgi tuleks peenemat kraami uurida vaid kruusadel, kui peenosis (0,063) on vahemikus 7…15% ja kuni 7% puhul muid nõudeid ei esitataks, ka kuni 15% peenosisega materjali külmakerke arvutuses ei arvestata, seega on sisuliselt kõik kuni 15% peenosisega materjalid külmakindlad. Näiteks, konkreetsel Männiku liiva proovil on peenosist 1% kuid savi on 0,4% – see tähendab noateral kulgemist, sest juhuslik proov võib olla üle 0,5%. Ometi keegi ei kahtle selles, et Männiku liivad on külmakindlad (filtratsiooni kontrollides see konkreetne liiv siiski sobiks). Uurides Vene norme, võib leida viiteid et savisisaldus võiks olla suurem, kuni 3% (mitte 0,5%). Ning ehitusliivades (looduslik liiv) on lubatud kuni 5%. Tõlgendame pigem nii, et külmakerge peab olema lubatud piirides, mil viisil see saavutatakse pole normitehniliselt vaja reguleerida? Rakenduslik lahendus tuua sisse võimalus kasutada nõrgalt külmakartlikke materjale, mida on lubatud kasutada külmakaitsekihis eesmärgil külmakerge kontrolli all hoida.
  3. asfaltkattel meeter ja tsementbetoonkattel 1,2 meetrit katte pinnast peab kasutama külmakindlaid materjale. Katte pinna vähim kõrgus aluspinnasest sõltub aluspinnase liigist (erinevate pinnaste puhul kuni 2,4 m – ning valida tuleb suurim mis töökihis esineb) kuid sellest nõudest saab ümber, kui kasutame dreenkihti. Seni oleme tõlgendanud teemat selliselt, et kui külmakerke arvutus on tehtud ja see on normi piires, siis piisab arvutuslikust tõestusest ja ei ole vaja tabeliväärtusi kontrollida. Kusjuures, selline punkt on ka normis olemas ja seda ei kavatseta praegu muuta. Rakenduslik juhis peab selgelt kinnitama arvutusliku külmakerke prioriteetsust ja sätestama selle, et külmakerke vastavuse korral ei oleks süvendis vaja materjale liigselt asendada. Nõuded muldkeha osas vajavad täpsustamist ja on võimalik, et siin “ülemise meetri” nõue on adekvaatne.
  4. Dreenkihti on vaja ka siis, kui vana konstruktsiooni sideainetega töödeldud kiht või ka kaljupinnas (paas) jääb katte pinnale lähemale kui 50 cm (reaalselt kaaluksin sel juhul pigem tolle vana kihi purustamist ja taaskasutamist materjalina). Siin on probleem pigem selles, et vana konstrui või kaljupinnase (paas) pind peab olema tasane ehk vee äravool tuleb tagada. Sest kui lohud sees siis sinna tuleb vesi ja miski dreenkiht ikka ei päästaks.
  5. Dreenkihi parameetrid tuleb arvutada siis, kui tabel 3.9 nõuded pole täidetud, kuid sõltumatult arvutustulemusest peaks (liivpinnasest dreenkihi puhul) olema dreenkiht 1-2 niiskuspaikkonnas 20 cm ja 2 m/ööp ja 3 niiskuspaikkonnas 30 cm ja 3 m/ööp (kõik need EVS 901-20 järgi). Ilmselt killustiku filtratsioon tuleb ühekordselt (loomulikult mõõtetäpsuse huvides nõutava korduskatsete arvuga) määrata laboris permeameetriga sest 901-20 selleks ei sobi, ning hiljem juhinduda kas 901-20 tekstile lisatavast numbrist, elastsete katendite juhisest või rakendusjuhisest, kuhu tuleb lisada dreenkihi arvutus ja ilmselt ka killustike numbrid sest neid edasi ei katsetata. See “alati arvutamise” nõue on liiast, keegi veel/enam seda reaalselt ei oska ja kõik vajaksid koolitust – mis ei ole tegelikult probleem arvestades koolitusvõimalusi, ka virtuaalsete kanalite kasutust. Küll aga on siin kaks küsimust, esiteks, on tegemist tänase nõudega (0,5 m/ööp) võrreldes neljakordse karmistamisega millel puudub muu selgitus et “vene normides on nii kirjas”. Vene uuemas normis (SNiP) on siiski 1/2 m (mitte 2/3 m). Ning teiseks, KUI kasutame killustikku dreenivas rollis, siis öeldakse, et vajaliku veeläbilaskvuse tagab 10 cm kiht, mis ei ole üle tihendatud. 20/30 cm nõue on mõistlik juhul, kui killustiku peale tuleb asfalt, kuid ebakohane siis, kui peale tuleb stabikiht. Stabikihi alla jääb reeglina just 10 cm kildu mis paigaldatakse koos stabiliseeritava materjaliga. Kui alla peab jääma 20 cm, siis ei saa stabiliseeritavat materjali (kildu selles) paigaldada koos alumise kihiga ning see 20 cm kiht tuleb kiiluda-tihendada ja ka vastu võtta oma kandevõimega. Muidugi on seegi võimalik, siis tekiks küsimus, kas tuleks stabi segud teha eraldi segistis, mitte teelsegamise meetodil?  Vastuseks öeldi, et kui on tegu stabiga, mille alla 10 cm kildu mis paigaldatakse koos stabi killuga, ning kogu moos on vanale tee muldkehale, siis kehtivad nõuded ainult materjalidele ja antud punkt sinna ei laiene. Jah, mis tähendab vaid seda, et me ei tohiks tollele killukihile dreenkihi nime panna. Ja sellisel juhul pole ka eeltoodud punktis pointi. Seega, peab rakendusjuhis sisuliselt lahti seletama ka M106 konkreetsete punktide rakendamise ulatuse, mis paraku võib juriidiliselt probleemne olla.
  6. Silla koonuse ja kaldasamba taguse materjali puhul, juhul kui seal ei ole tehtud hüdraulilise stabiilsuse arvutust, tuleb ulatuses mis võrdub mulde kõrgus + 2 meetrit, kasutada materjali, mille filtratsioon on vähemalt 2 m/ööp. Kui aga tõesti soovida sellises kohas kogu muldkeha kõrguses (aga see võib ka 10 m olla) väga hea filtratsiooniga materjale kasutada, siis tuleb seda konstruktsiooni oluliselt tugevdada geosünteetidega, kuna sellised materjalid on kehva sisehõõrdenurgaga ja raskesti tihendatavad. Nõuetesse on kirjutatud tihendustegur 0,98 kogu mulde kõrguse ulatuses. Sillainsenerid peavad seda nõuet mõttetuks, kui ka tänast reglementi reaalselt ei täideta ning loevad piisavaks pealesõiduplaadi äärtest vee torudega väljaviimist ja kaldasamba tiibade tagant torude või geosünteediga vee väljaviimist. Praktik hindab piisavaks ka 7% peenosise piirangut. Kas ja mis konkreetselt jõustub, selgub lähiajal. Tahaks arvata, et kui kõrgveeseis muldesse ei ulatu ja lisameetmed on rakendatud, oleks mõistlik muldkeha materjali nõuetele mitte nii raskeid tingimusi sättida. Kes teab, ehk oleks piisav ka nt määratlus, kaks meetrit igas suunas betoonist – sel juhul oleks ülakiht 2 meetrit ja kaldasammaste ja nende tiibade suhtes ka kõrguses põhjani. Võimalik et need täpsustused saaks kirjeldatud samuti juhendis, seekord siis muldkeha ja dreenkihi juhendis. Igal juhul vajab ka see juhend täiustamist. Üks lahendus siiski on, teeme endale selgeks misasi on hüdraulilise stabiilsuse arvutus ja kasutame seda.

KUI selline komplekt alla kirjutatakse ja jõustub, SIIS on see ülimuslik KÕIGI seniste Maanteeameti (nüüd TRA) juhendite ja käsulaudade suhtes automaatselt. Sellegipoolest püütakse selle järel juhendid vastavusse viia normiga. KUI MKM soovib venitada, siis saadetakse määruse muudatus Euroopasse kooskõlastusringile (isiklikult usun et seda ei ole vaja sest täiendavaid piiranguid ei kehtestata).

Võttes eelpool toodut kokku, saab järeldada, et esiteks, on suund võetud vanade vene normis kirjas olnud parameetrite taastamisele (ajaloo tagasikerimine), sätestades siiski võimaluse, millal ei peaks dreenkihti tegema, millal ei peaks filtratsiooni kontrollima ja millal külmakindlusnõuet mitte sätestama. Liiga lihtsaks seda elu tehtud küll ei ole. Niiehknaa, kui reglement muutub (asi lukku lüüakse), tuleb see ka kohe koolitustes kajastada.

Veidi veel lootusi maha võttes võib öelda, et MTM kinnitab projekteerimisnormide muudatuse ja see hakkab kehtima nendes hangetes, mille projekteerimist pole veel alustatud. Seega ehitusse jõuaksid muudatused kõige paremal juhul 2022 hooajaks.

ON olemas ka palju kiirem lahendus, kuna M106 lubab teiste riikide norme kasutada, teha projekti teekonstruktsioonid kohe Soome normide järgi. Tellija nõusolekul on see võimalik ja seda nõusolekut peaks olema võimalik anda ka juba projekteeritavatel objektidel. Ehitamise poolest ei ole enam olulist takistust, sest kuigi M74 näeb ette filtratsioonikatse dreenkihi materjalile, ei takista M101 ka praegusele normile mittevastava materjali kasutamist KUI see vastab projektis sätestatud nõuetele. Soome normide rakendamise konksudest olen kirjutanud ka eraldi artikli (kerida artiklites allapoole). Siit tulenevalt, kallid projekteerijad ja tellijad, kui teil on võimalus filtratsiooninõuet MITTE sisse kirjutada, pange ainult peenosise (0,063 mm) nõue. Vene praktiline kogemus on dreeniv materjal 5% peenosisega, külmakindel 8%. Mis tähendab et kui vee viib välja killustik, siis tuleb kaaluda liivadele/kruusadele, kas 7% või 15% peenosist. Esimesel juhul on tegu külmakindla, reeglina ka vettjuhtiva, teisel juhul tõenäoliselt vaid külmakindla materjaliga. Ning tuleks meeles pidada veel üht asja – eesmärk on vesi teekonstruktsioonist VÄLJA saada, mitte peita seda sügavamatesse kihtidesse.

Üks aspekt veel mis pole küll muudatusega seotud – kui (mõõdukalt ühtlaseteralises) liivas on nihkepinged, saame neist lahti kui kasutame vahel eriteralist liiva, kasvõi 10 cm. Kui see on nüüd killu ja liiva vaheline koht, siis võiks ka geosünteeti kasutada – KUID mitte geotekstiili sest see on libe (ükski spetsifikatsiooni näitaja ei sobi seda tõestama või ümber lükkama) ja pigem tuleks kasutada geokomposiiti (50*50+150), esitades KAP konstruktsiooni liivaga. Sel juhul on ehitaja otsus, kas panna liiv või komposiit killu ja (mõõdukalt ühtlaseteralise) liiva vahele.

Ning märkus permeameetriga katsetamiseks. Materjal tihendatakse, kuid mitte Proctor-haamritega sest need sobivad vaid liivpinnaste tihendamiseks, seejuures tuleb aga täpsustada vibrotihendamise metoodikat, täpsemalt, seadme kontaktpinnast ja kasutatavast vibrotalla pindalast sõltuvalt üksiku kihi tihendamise aega. Killustiku tihendamisel vibrotihenduse seadmega liivaga samades tingimustes (aeg), saame tihendusteguriks 0,9…0,95 – mitte kunagi 1,0 sest standardtihendamine killustikule tähendab materjali pinnakihi purustamist löökidega.

Ain

TTÜ lektor (teede projekteerimine) T-Konsult OÜ - konsultant volitatud teedeinsener (tase 8)