Uudet ratapenkereet rakennetaan infrarakentamisen yleisten laatuvaatimuksien mukaisilla materiaaleilla, eli joko kalliomurskeesta tai karkeasta luonnonmateriaalista, joita ovat sora, karkea hiekka ja soramoreeni. Pengertäytteen päälle tulevat radan rakennekerrokset: eristyskerros ja välikerros, jotka rakennetaan murskeesta tai luonnonsorasta. Ylimpänä on luonnollisesti radan päällysrakenne, johon kuuluvat tukikerros raidesepelistä sekä ratapölkyt ja kiskot.
”Pehmeillä, huonosti kantavilla mailla ratapenkereen kantavuus ei ole välttämättä riittävä, jolloin ratapenkereen alle on tehtävä pohjarakenteita tai vahvistettava maapohjaa. Matalilla turve- tai savipehmeiköillä on yleensä tarkoituksenmukaisinta perustaa rata massanvaihdolle, jolloin pehmeät maakerrokset korvataan murskeella tai karkealla luonnonmateriaalilla. Mikäli pehmeiden kerrosten paksuus on suuri, yleensä noin viisi metriä, on usein järkevämpää perustaa rata paalulaatalle eli teräs- tai betonipaalujen varaan rakennettavalle teräsbetonilaatalle”, selvittää geotekniikan asiantuntija Hannu Siira Väylävirastosta.
Pohjarakenne kestää sata vuotta
Rautatiet luokitellaan suurimman sallitun nopeuden ja akselipainon perusteella alusrakenneluokkiin. Alusrakenneluokalla on vaikutusta muun muassa ratapenkereen minimileveyteen, ratapenkereen sallittujen painumien suuruuteen sekä rakenteiden routamitoitukseen eli routimattoman rakenteen paksuuteen. Routimattoman rakennekerroksen paksuus riippuu kohteen sijainnista, eli alueen talven aikana kertyvästä pakkasmäärästä.
Uudet pohjarakenteet suunnitellaan lähtökohtaisesti sadan vuoden käyttöiälle. Muuten radat toki vaativat perusparannuksia ja pienempiä korjauksia jo sitä ennen, koska radan päällysrakenteen käyttöikä on huomattavasti lyhyempi.
”Kokonaisuudessaan ratapohjat ovat valtion rataverkolla pääosin kohtuullisessa kunnossa. Toki on huomioitava, että Suomen rataverkko on rakennettu pääosin 1800-luvun loppupuolella ja 1900-luvun alkupuolella. Työmenetelmät, käytettävät materiaalit ja toisaalta rataverkon vaatimukset nopeuden ja akselipainon suhteen olivat silloin aivan toisenlaiset nykyvaatimuksiin verrattuna”, Siira muistuttaa.
Entä sata vuotta sitten?
Rakentaminen oli reilut sata vuotta sitten kokemusperäistä, eikä pohjatutkimuksia tehty. Mikäli penger rakennettaessa painui, tuotiin paikalle lisää materiaalia, ja mikäli penger sortui, pyrittiin se korjaamaan. Isoja kallio- ja maaleikkauksia haluttiin välttää, koska maansiirtokoneita ei vielä ollut.
Radat pyrittiin rakentamaan tasaisille maa-alueille eli esimerkiksi alaville peltomaille ja suoalueille, mikäli penkereet vain pysyivät kasassa. 1900-luvun alussa tapahtuikin lukuisia pahoja pengersortumia. Näiden syiden selvittämiseksi perustettiin vuonna 1919 Valtion rautateiden geoteknillinen komissiooni.
Tämä oli merkittävä sysäys geotekniikan alan kehittymiselle Suomessa: tietämys maamekaniikasta alkoi vähitellen lisääntyä, ryhdyttiin kehittämään maaperätutkimusmenetelmiä ja mitoittamaan maarakenteita laskelmin. Historiasyistä johtuen rataverkolla on siis useita osuuksia, joilla ratapenger on rakennettu nykyohjeistuksesta poiketen esimerkiksi suoalueilla paksun turvekerroksen varaan kelluvana, tai pehmeikköalueilla suoraan pehmeän pohjamaan varaan.
”Pahimmat kohteet on vuosikymmenten saatossa rakennettu uudelleen, ja paikoin on tehty myös rataoikaisuja tai linjausmuutoksia. Viime vuosina ongelmallisia kohteita on pyritty korjaamaan perusparannushankkeiden yhteydessä ja välillä aiemminkin, mikäli ongelmia on esiintynyt. Rataverkolla riittää silti vielä kohteita, joissa ratapenkereen vakavuus junakuorman alla ei ole riittävä, ratapenkereet painuvat, rakennekerrokset ovat liian ohuet tai ne on tehty routivasta materiaalista, jolloin radalla voi tapahtua haitallista routanousua”, Siira kertoo.
.jpg/64a18c80-b399-69f3-3ffc-976bc624e0b3?t=1696488020035)
Lue myös:
Uutiskirjeen juttu 21.9.2023: Tienpintaa syvemmältä
Hankeuutinen: Helsinki-Riihimäki rata rakennetaan kestämään seuraavat 100 vuotta