Betoon on asfaldist üle, mitmekordselt

Enam ei tohiks olla saladus, et betoonteed on paremad kui asfaltteed ja mis eriti oluline, neid on ka odavam pidada. Nüüd on see viis aastat kestnud katsetega tõestatud ka Tallinna tingimustes. Teenekal teedeinseneril Ain Kendral, kes oli üks selle katse läbiviijaist, jagub soovitusi aga veelgi paremate teede konstrueerimiseks. Kirjutab Ants Vill. 

Paljud teede- ja materjalispetsialistid on tutvustanud aastaid betoonteede majanduslikke ja ka kasutuslikke eeliseid asfaltkattega teede ees. Seniseid projekteerimis- ja tootmismustreid on aga Eestis olnud keeruline muuta. Betoonteede puhul on siiski õnnestunud äratada riigi- ja kohalike võimude mõningast huvi. Silmapaistvaim saavutus on, et juulis 2016 rajati Õismäe taha Paldiski maanteele Järveotsa ja Järvekalda tee vahele kolmeosaline katselõik, mida ööpäevas läbib keskmiselt 20 000 sõidukit. Üks osa ehk 230-meetrine lõik tehti üleni 25 cm paksuse betoonkatendiga ja teine ehk 310-meetrine lõik rajati 20 cm paksuse betoonaluse ning 5 cm paksuse asfaltbetoonist kulumiskihiga. Kolmas, 400-meetrine lõik, sai traditsioonilise kolmekihilise asfaltkatte. 

Teedeinseneri Ain Kendra firma T-Konsult OÜ tegi 2021. aasta suvel katseteelõikudele ekspertiisi ja tuvastas betoontee kulumise keskmiselt 5 mm, asfaltkattega betoonteel 12 mm ja traditsioonilisel asfalttee lõigul 16 millimeetrit.

Viis aastat ja 5 mm

„Teede seisundinõuetes lubatakse maksimaalselt kuni 20 mm sügavusi roopaid, misjärel tuleb katendit uuendada või roopad kõrvaldada. Meie mõõtmistest aga selgub, et tavalise asfaltkattega lõiku peab remontima juba järgmisel aastal, asfaldiga kaetud betooni puhul läheb aega veel kolm aastat ehk kokku kaheksa aastat ja betoontee puhul kujuneb selline olukord 20 aastaga,” selgitas Kendra. 

Neid arve tuleb siiski mõnevõrra korrigeerida – nimelt on oht, et vihmase ilmaga tekib suuremate kiiruste korral ka madalama kui 20 mm roopa puhul sõidukirataste ette ja alla veekihil libisemine ehk vesiliug, mis raskendab nii juhtimist kui pidurdamist. „See nähtus ilmneb kiirustel üle 50 km/h. Linnades oleva kiirusepiirangu puhul võib selle ohu aga kõrvale jätta,” ütles Kendra. „Siiski on ka kuni 20 mm sügavused roopad üsnagi ebamugavad. Sellise sügavuse tekkimist tuleks ennetada remondiga.”

Mõõtmistest saab järeldada, et betoonkattel on roobaste moodustumise protsess samal koormusel vähemalt kaks korda aeglasem kui asfaltkattega teel. Betooni suurem kasu ilmneb just intensiivse raskeliiklusega teedel. Eestis on sellisteks kolm suurt maanteed ja rida väiksemaid teelõike – näiteks ristmike ümbruses, kaevanduspiirkondades, sadamaaladel – kus liigub palju raskeid veokeid. 

„Tallinnas oleksid sellised piirkonnad, kus võib olla põhjendatud betoontee rajamine, Tallinna ringtee, samuti Tallinna suured magistraalid – Järvevana-Tammsaare, Peterburi tee, Lasnamäe kanal,” loetles Kendra. „Oluline on arvestada raskeliiklust, sest betoon kulub, kuid ei vaju koormusega läbi.“

Asfaldi kolm suuremat probleemi

T-Konsult koostas 2020. aastal ülevaate asfalt- ja betoonteede elukaare käigus tehtavatest kulutustest ja tõi välja, et 40-aastase elukaare puhul on betoonteedele tehtavad kulutused kokku 40 protsenti väiksemad ja seda hoolimata betoonteede suuremast maksumusest. Selle 40 aasta jooksul tuleb betoonteed üks kord freesida või katta asfaldist kattekihiga, asfaltteed on aga vaja kaks korda uuendada kogu katendi paksuses ja veel kuus korda pealmiste kihtide osas.

Asfaltkatte peamised probleemid on kulumine, lainetamine ja lagunemine. „Kulumisega on asi vast kõigile selge – iga materjal kulub. Asfaldi puhul on aga meie oludes oluliseks teguriks naastrehvide kasutamine. Teedele tekkinud roopad ongi peamiselt just sellest tingitud. Betoontee puhul on kulumine suhteliselt vähene, naelrehvidest on pigem kasu – karestavad ka betoonipinda,“ rääkis Kendra. „Kesk-Euroopa kogemus näitab, et mõne aasta pikkuse kasutamise järel poleerivad rattad betoonkatte üle, see muutub peegeljaks ning vihmaga ka libedaks, seda on vaja teemantfreesidega karestada. Meie oludes sobiks ehitusaegne karestamine, kui betoon ei ole veel täielikult kõvastunud – kui betooni paigaldusjärgses viimistluses ei saavutata piisavat karedust.”

Teine suur probleem asfaltkatte puhul on, et sõidukite, eriti raskeveokite tekitatav dünaamiline koormus surub osalt elastse, osalt plastse asfaltkatte ülesõidul kokku. „Osa deformatsioonist taastub, osa pealmise kihi ja ka suurema bituumenisisaldusega vahekihi materjali surutakse roobastest välja, nende äärde tekib sama kõrge püsiv laine, kui on ühtlasi tekkinud roobas,” selgitas Kendra. „Suurematel koormustel võib aga tekkida ka aluskihi läbivajumine. Nii vajab peagi väljavahetamist kogu kolmekihiline teekatend, samuti vajab teekehand remonti.” 

Sellised lained ja vajumised tekivad ka aladel, kus sõidukid pidurdavad ning seejärel kiirendavad – ehk ristmike juures.

„Kolmas probleem asfaltkatte puhul on, et pindmisest kihist hakkavad juba varakult eralduma sinna segatud kivimaterjali osakesed. Kui asfalt vananeb, protsess kiireneb. Ühest küljest muidugi naastrehvide ja külmumistsüklite tõttu, teisest küljest aga muutub asfalt, õigemini bituumen, päikesekiirguse toimel rabedaks, pikad polümeerahelad killustuvad. Seetõttu vananevad katted ka vähekasutatavatel asfaltteedel. Prantsuse eksperdid on hinnanud ülakihi asfaldi toimeajaks 10 aastat, meil pole päike ehk nii terav ja see aeg võib olla veidi pikem.”

Esimesed järeldused

Vaatamata sellele, et katseandmed ja ka teiste riikide praktika näitavad, et kõige vastupidavam on betoontee, pole see kõikide probleemide lahendus. „Kuigi pikas perspektiivis on kokkuhoid sadu miljoneid eurosid, kerkib meie oludes esile üks suur probleem: kuidas kõrvaldada kõvast betoonist sinna kulutatud roopad. Teiste riikide kogemuse järgi on pea võimatu leida tee-ettevõtet, kes riskiks oma teemantfreese järelkivistunud betoonil lõhkuda. Üks asi on karestamine, aga kui on vaja kogu tee laiuses maha freesida ligi 2 cm paksune tee-ehitusbetoonist kiht, tekitab see üsna palju peamurdmist,“ rääkis Kendra. „Nii kaldub minu toetus pigem kombineeritud variandile: alus teha betoonist, sellele kanda 5 cm kattekiht asfalti. Tavapärase asfaldi kulumine antud liikluskoormusel lubatud piirini kestab umbes kaheksa aastat, kui kasutada aga näiteks Okto-killustikku, siis vähemalt kümme aastat. Sama kaua peab ka bituumen päikesekiirgusele vastu. Seejärel ehk kord kümne aasta jooksul tuleb kogu kiht asendada – kuid arvestades meie põhjapoolset asukohta on võimalik, et kulumiskiht kestaks kauem.”

„Peamine erinevus üleni asfaldikihtidega teest on asfaltkattega betoonteel see, et sel ei teki raskete sõidukite põhjustatavat lainetust, mis on kiire tekkima ning vajab seetõttu tihti remonti. Ka ei ole mingit aluspõhja läbivajumise ohtu,” selgitas Kendra. „Remont ise on väga lihtne – kiht maha võtta, uus asemele panna.” Erinevalt täisbetoonteest ei lähe vaja ka nii hoolikat betooni valupinna viimistlust. „Täisbetoontee kummitihendiga kaetud vuukide puhul on vaja vähemalt kord aastas nendest kõrvaldada sinna sattunud kivid, mis võivad muidu tekitada vuugiäärte ja tihendi kahjustusi, isegi purunemist.”

Mängus on uued tegijad

Paralleelselt Paldiski maantee katselõikudega oli selle projekti käigus seire all ka mitu muud lõiku Tallinnas. Erilist huvi pakkus Tammsaare tee asfalttee lõik, mis läheb läbi Pärnu maantee alt. Seal on liikluskoormus Paldiski maantee katselõigust kolm korda suurem ja raskeliiklust kaks korda rohkem. Ometi olid seal viie aastaga tekkinud vaid 12 mm sügavused roopad, sama nagu Paldiski maantee asfaldiga kaetud betoontee katselõigul. „Põhjuseks see, et kattekihis on kasutatud erilist Okto-killustikku. See on Soome metallurgiatehaste šlakist toodetud killustik, mis on kulumisele ja meie ilmastikuoludele eriti vastupidav,” tutvustas Kendra uut ja loodetavasti suure kasulikkusepotentsiaaliga materjali. 

„Killustik on rauasulatusjääkidest, kujutades ennast väga keerulist perioodilisuse tabeli keemiliste elementide komplekti, mis on kokku sulandunud klaasjaks massiks ja seega inertne ning keskkonnale ohutu. Okto on tavalisest graniidist mitu korda kulumiskindlam. Puuduseks vaid see, et kuna materjal on kolmandiku võrra raskem, siis on sama mahu jaoks seda vaja kaalult rohkem – kasvavad veokulud. Samuti on seda soomlastelt, kes on selle kasulikkust põhjalikumalt uurinud-mõõtnud, vaja pikemalt ette tellida. Nii ei saa tee-ehituse hanke tähtaegade korral seda operatiivselt muretseda, see peab olema tellijal juba olemas või ette tellitud.”

„Seal, kus naastrehve kasutatakse intensiivselt, on Okto-killustikust palju kasu. Teine võimalus viia meie teede ehituse ja korrashoiu kulusid alla, on piirata mingil toimival viisil (PR, otsesed keelud, maksustamine jne) naastrehvide kasutamist praeguselt ca 62 protsendilt 10-15 protsendini (kalkulatsioon Tallinna näitel). Siis kaoks suurem teekatte kulumine, aga näiteks betoontee kate hoitaks sel moel ohutuse vaates piisavalt kare ilma täiendava freesimiseta,” märkis Kendra. 

Uued materjalid 

Betoonteed, ka asfaltkattega betoonteed, toovad endaga kaasa probleeme nii ehitamisel kui ekspluateerimisel. „Betoon vajab pikka tardumisaega, alles siis saab seda kasutama hakata. Samuti tuleb selle tugeva materjali kasutamisel jätta teesse iga ca 6 meetri järel vuugid. Vuukidesse on aga vaja betooni sisse panna terastihvtid, et tekkinud plaadid omavahel üles-alla liikuda ei saaks. Nende tihvtide seadmine enne betoonivalu, vuukide lõikamine ja nende eest hoolitsemine on lisatöö, mida asfaldi puhul pole. Ka asfaldikihiga katmisel jäävad vuugid läbi katte näha (ja sõitjale ka tunda), on altid ilmastikule ning mehhaanilistele pingetele.”

Kendra kinnitusel on olemas meil vähetuntud betoonisort, mis taolisi probleeme ei tekita. Seda tahkemat, paksema konsistentsiga RCC (roller-compacted concrete) ehk nn teerullibetooni saab panna maha asfaldilaoturiga ja tihendada kummirullidega teerulliga. Meile on see uus asi, aga näiteks USA-s ja Kanadas kasutusel juba 1970. aastatest. „See betoon kõvastub juba ca viie-kuue tunniga, nii saab näiteks ristmiku uuendada täies mahus ühe nädalavahetusega. Tavalise betooni puhul kulub ainuüksi betooni kõvastumiseks nädal ja selle käigus tuleb valatist lõhkikuivamise vältimiseks niisutada või katta. Alles seejärel saab ehitustöödega edasi minna,” selgitas Kendra.

„Ilmselt on tsemendiga aluskihid vajalikud just staatilise koormuse aladel. Tallinnas kasutati tehaseseguga tsementstabiliseeritud alust Tammsaare-Tondi ristmikul. Pärnus rekonstrueeriti äsja selle uue tehnoloogiaga kaks ristmikku – Tallinna/Ehitajate ja Ehitajate/Liivi, kus ristmikud suleti vaid nädalavahetuseks. Asendati nii alus (tehase tsementstabiliseeritud segu) kui ka asfaldid.”

„Pärnus juhinduti Itaalia reeglitest, mis stabiliseeritud kihtidel eeldavad kandevõime mõõtmist neli tundi pärast tihendamist (vajalik 60 MPa) ja 24 tundi pärast tihendamist (vajalik 200 MPa). Kui see 200 MPa kandevõime on saavutatud, võib paigaldada järgmise kihi – see tähendab ka, et täiendavat aluse hooldust vaja ei ole. Pärnus saavutati vajalik kandevõime 5,5 tunniga ja seejärel sai jätkata asfaldi paigaldusega. See meetod sobib eriti linnatingimustes, kus nn kartulivaod on ristmikel kiired tekkima,” rääkis Kendra.

RCC erineb tavapärasest teedeehitusel kasutatavast betoonist. Oma suurema tiheduse tõttu tekib selles kogu mahus mikropraostik, mis aga ei tee materjali nõrgemaks ega keskkonnamõjutustele vastuvõtlikumaks. „Aga mis põhiline, sellise struktuuri tõttu ei vaja betoon soojuspaisumise kompenseerimiseks vuuke, seda võib valada aluskihina monoliitsena. Kivistub kiiresti, ei vaja erilist pinnasilestamist, kuna jääb asfaldi alla, ei vaja vuuke – ideaalne materjal,” kiitis Kendra. „Ainus probleem, et seda pole betoonitehaste tootevalikus. Katseobjektide väikese mahu tõttu on neilt seda ka keeruline katsetamiseks tellida – tehastele ei tasu see kuidagi ära. Katsetamiseks või ka juba täismahus remondiks-ehitamiseks on vaja mitu objekti korraga ette võtta. Ning ilmataadiga kokku leppida, et enne asfaldi paigaldust vihma selga ei saadeta. Võib öelda, et praegu oleme selle asjaga sealmaal, et kaks asja on vaid puudu: ei ole veel õnnestunud tekitada isu nendel, kelle käes on raha. Ja teiseks – oskusi ka veel ei ole,” summeeris Kendra.

Lõpuks ja kokkuvõtteks

„Eelnevast ja ka äsjalõppenud katseperioodist ilmneb, et unistust puhtalt betoonist teest, kui kõikide probleemide lahendajast, tuleb veidi korrigeerida. Tegelikult ütleksin niimoodi: juba 2013. aastal, kui tegin firma Ramboll alt Rootsi ja Soome betoonteede kogemuse uuringut, tekkis mul arvamus, mitte küll veel veendumus, et betoonile tuleb igal juhul teha peale kulumiskiht, mitte tee üleni betoonist teha. Ja teine, et see pealmine kiht peaks olema õhuke, et vältida rasketehnika poolt tekitatavat nn voolamisefekti, et kogu kulumine piirduks peamiselt naastrehvide poolsega,” märkis teedeinsener Ain Kendra. 

Kuidas mõõdeti tee kulumisroopaid?

Kui roopasügavuse mõõtmiseks on varasematel aastatel kasutatud laserskannimise meetodit, siis seekord kasutati paralleelselt ka Englo toodetud Gapman-seadet. Gapman võimaldab teeprofiili mõõtmist mõõdetava ala läbimisega jalakäija kiirusel. Seade fikseeris tee suhtelised kõrgused ehk jäljesügavused viiesentimeetrise intervalliga. See intervall võimaldab lisaks roopasügavuste mõõtmisele ka analüüsida jälje kuju ja jälgede vahekaugust. Kui laserskannimisel luuakse digitaalne punktipilv, mille analüüs on arvutusmahukas ja aeganõudev – hariliku mõõtlati kasutamine sisaldab ohtu intensiivsema liiklusega teedel – siis Gapman-seadme kasutus on kiirem ja andmed salvestatakse seadme sisemälus ning on edasiseks töötlemiseks lihtsalt Exceli-tabelisse siiratavad. Maksimaalse jäljesügavuse ja tee kalde info kuvatakse ka vahetult mõõtmishetkel.

Allikas: T-Konsult OÜ