Metsäteiden kantavuutta mallinnetaan kuljetusten ja tiehuollon tueksi
Image
Kestääkö metsätie huomenna, jos tänään sataa? Muun muassa tähän kysymykseen tutkijat etsivät mittauksen ja mallinnuksen avulla vastausta.
Suomen metsäkuljetusten hiussuonisto – metsätiestö – on heikossa tilassa ja siitä kärsivät kaikki tiestöä käyttävät. Rakennettuja metsäteitä on Suomessa yhteensä noin 150 000 kilometriä, ja arviolta jopa kolmannes näistä on perusparannuksen tarpeessa. Ilmastonmuutos aiheuttaa lisäongelmia, sillä lyhenevät talvien routajaksot ja runsastuvat sateet muodostavat aiempaa pahempaa ja pitkäkestoisempaa kelirikkoa erityisesti heikkokuntoisilla metsäteillä.
Reaaliaikainen tieto tien kunnosta tulisi tarpeeseen
Ympärivuotisesti kuljetuskelpoisen metsätieverkoston merkitys metsäteollisuuden puuhuollossa on ratkaiseva, ja tiestön jatkuva rapistuminen ja hoitamattomuus on erittäin merkittävä riski puun saatavuudelle. Puunkuljetusten lisäksi korjuukaluston kuljettaminen vaatii tieltä kantavuutta ja liikennöitävyyttä. Myös metsänuudistamisen ketjut edellyttävät kuljetuskelpoisuutta metsäteiltä jo aikaisin keväällä lumien ja roudan sulettua.
Koska kaikki tiet eivät kuntonsa puolesta kestä ympärivuotista liikennöintiä, tarvitaan kuljetusten suunnitteluun ennakkotietoa teiden kulkukelpoisuudesta. Reaaliaikainen tien kuntotieto auttaisi raskaan liikenteen lisäksi muitakin tien käyttäjiä, kuten metsästäjiä, marjastajia, luonnossa liikkujia ja mökkiläisiä. Myös tiekunnat voisivat saada lisäarvoa teidensä kulkukelpoisuuden ennusteista, jotka voisivat tukea kunnossapidon ja peruskorjauksen suunnittelua.
Reaaliaikainen tien kuntotieto auttaisi raskaan liikenteen lisäksi muitakin tien käyttäjiä, kuten metsästäjiä, marjastajia, luonnossa liikkujia ja mökkiläisiä.
Teiden kunnon ja kantavuuden seurantaan sekä liikennöitävyyden kehittämiseen on löydettävissä uusia digitaalisia ratkaisuja. Luonnonvarakeskuksessa (Lukessa) tutkitaan erilaisten mittausmenetelmien hyödyntämistä metsäteiden kantavuuden ennustamisessa.
Image
Valituille metsätien pätkille on asennettu automaattisia tiesääasemia, jotka mittaavat tien lämpötilaa ja kosteutta sekä ympäröivää säätilaa tunnin välein. Lisäksi tien kantavuutta mitataan aika ajoin kevyellä pudotuspainolaitteella.
”Seurantateistä on myös kerätty tietoa tien eri kerroksista ja niiden maa-aineista. Näin on luotu tarkasteltavista metsäteistä tietokoneelle digitaaliset kaksoset eli virtuaaliset vastineet, joita voidaan hyödyntää mallinnuksessa. Tiesääasemat tarjoavat puuttuvaa ymmärrystä siihen, kuinka tien kosteus ja kantavuus muuttuvat sään eri tiloissa ja miten erityyppiset tierakenteet ja tien staattiset tekijät vaikuttavat kantavuuteen”, erikoistutkija Perttu Anttila Lukesta kertoo.
Tavoitteena malli kulkukelpoisuuden ennustamiseen
Mittaushetken olosuhteisiin ja muuttujiin perustuvia staattisia kulkukelpoisuusmalleja on jo laadittu, mutta dynaamisia – sään mukaan ohjautuvia – malleja vielä odotellaan. Luken tutkijat keräävät nyt tietoa sään vaikutuksesta erilaisiin teihin ja rakentavat aineistoon perustuen kulkukelpoisuusmalleja, joissa tien kuljetuskelpoisuutta tietyllä hetkellä ennustetaan säätietojen ja staattisten tekijöiden avulla.
Jos keltaisella valolla lähdettäisiin ajamaan, voitaisiin odottaa lievää vaurioitumista. Punainen valo taas varoittaisi, että riski tien rikkoutumiselle ja voimakkaalle urautumiselle on suuri.
”Malli voisi olla esimerkiksi liikennevalotyyppinen. Tien vihreä väri merkitsisi, että tievaurioita ei ole todennäköisesti odotettavissa. Jos keltaisella valolla lähdettäisiin ajamaan, voitaisiin odottaa lievää vaurioitumista, josta selvitään lanauksella. Punainen valo taas varoittaisi, että riski tien rikkoutumiselle ja voimakkaalle urautumiselle on suuri. Ennusteeseen voisi sisällyttää myös rajoitteen ajokertojen lukumäärälle raskaalla kalustolla”, kuvailee erikoistutkija Kari Väätäinen Lukesta.
Dynaamisten kulkukelpoisuusmallien tutkimus on vasta alussa. Aihe on haastava, mutta onneksi Luke ei ole aiheen kimpussa yksin. Tutkimusyhteistyötä tehdään muun muassa Itä-Suomen yliopiston, Metsäkeskuksen, Ilmatieteen laitoksen, Oulun yliopiston ja Metsätehon kanssa. Samoin verkostoa ja hankeyhteistyötä viritellään Ruotsin ja Norjan suuntaan, jossa painitaan samojen ongelmien parissa.
Metsätiestö rapautuu
Metsäteiden kunto on rapautunut pikkuhiljaa. Teiden huollon, kunnossapidon ja peruskunnostuksen laiminlyöminen on yleisimmin syynä kunnon heikkenemiseen varsinkin yksityisillä mailla.
Suomen rakennetuista metsäteistä suuri osa on tullut teknisen käyttöajan päähän. Pääosin 1960–1990 luvuilla metsätaloutta varten toteutetuilla tiehankkeilla saatiin luotua nykyisin käytössä oleva tieverkosto. Tiestön rakennuttaneiden tiekuntien aktiivisuus on viime vuosikymmeninä laantunut, ja teiden huolto ja kunnostaminen on ollut vaisua.
Metsäteiden kulkukelpoisuutta on heikentänyt myös tiellä liikkuvien ajoneuvojen koon kasvu. Raskaan kaluston maksimimitat ja -massat ovat kasvaneet, mutta monet tiet, sillat, liittymät ja kääntöpaikat on mitoitettu perinteiselle pienemmälle kalustolle. Esimerkiksi ajoneuvoyhdistelmien suurin sallittu kokonaismassa on kasvanut 1960-luvulta nykypäivään 30 tonnista 76 tonniin.
