Jätteenpolton pohjakuona tierakenteessa : koerakenteen rakentaminen ja tutkimus pohjakuonan teknisistä ominaisuuksista

Abstract

Jätteenpoltto on nykyään yleisin yhteiskuntajätteen käsittelymuoto Suomessa, ja polton lopputuotteena syntyy yli 300 000 tonnia pohjakuonaa vuosittain. Euroopan Unionin tavoitteena on kiertotalouden edistäminen, ja siihen kuuluu myös jätteiden materiaalihyötykäyttö. Pohjakuonasta on käsittelemällä kehitetty kiviainesten kaltaisia tuotteita, joita voidaan käyttää maarakentamisessa korvaamaan luonnonkiviaineksia.

Opinnäytetyön teoriaosuudessa on esitelty jätteenpolton prosesseja ja nykytilannetta Suomessa, pohjakuonien käsittelytekniikoita, sekä pohjakuonatuotteiden käyttökohteita ja ominaisuuksia maarakentamisessa.

Fortum Waste Solutions Oy toteutti Riihimäen laitosalueen yhteyteen koerakenteen kesällä 2020, jossa käytettiin pohjakuonatuotteita suodatinkerroksessa sekä jakavassa kerroksessa. Tässä työssä on raportoitu koerakenteen rakentamisprosessi, koerakenteesta tehtyjen mittausten ja tutkimusten tulokset sekä kuonatuotteista tehtyjen laboratoriotutkimusten tulokset. Tavoitteena oli tuottaa tietoa kuonatuotteiden teknisistä ominaisuuksista väylärakenteessa sekä materiaalien todellisista käyttöolosuhteista työmaalla.

Koerakenteen rakentaminen onnistui hyvin, ja kuonamateriaaleja voitiin käsitellä työmaalla samaan tapaan ja samoilla työkoneilla kuin luonnonkiviaineksia. Kenttätutkimusten tuloksista kuonamateriaaleille laskettujen E-Moduulien perusteella tuotteet soveltuvat esimerkiksi tien alempiin rakennekerroksiin. Tämä työ loi pohjan sille, että kenttätutkimusten syy-seuraussuhteita voidaan tutkia koerakenteen tarkkailun jatkuessa vielä pitkäaikaiskestävyyden ja routivuuden osalta.

Waste incineration is nowadays the most common treatment process for municipal solid waste in Finland. Over 300 000 tons of bottom ash is formed annually as a by-product from waste incineration process. The European Union is aiming towards circular economy, and this includes utilization of recycled products rather than dumping them on landfills. Municipal solid waste bottom ash (MSWI BA) has been used to create aggregate-like products that can be used in various civil engineering structures.

The purpose of this study was to gather information on the properties of MSWI BA used as a part of a road structure. The material properties were studied in a field performance study, where Fortum Waste Solutions Ltd constructed a road structure in summer 2020, where bottom ash products were used in the filtration layer and sub-base layer. The data was collected with laboratory analysis and field examination.

Constructing the test structure was successful and it was found that the MSWI BA products behaved on site in a similar manner as natural rock aggregates. The E-Modulus values obtained for the MSWI BA products indicated that these materials can be used in the lower structural layers of road structures. The monitoring of the test structure will continue for bearing capacity and frost susceptibility. This study laid the groundwork for reviewing the properties of these products in the lower structural layers of road structure in the long term.