Metsäteiden merkitys ja kunto Suomessa : Kevyiden kantavuusmittalaitteiden käytettävyys metsäteiden kunnon arvioinnissa

Tässä diplomityössä tavoitteena oli kuvata metsäteiden merkitys Suomen metsäteollisuudelle sekä selvittää Suomen metsäteiden kunnon nykytila ja tärkeimmät menetelmät metsäteiden kunnon ylläpitoon ja kehittämiseen. Näihin vastattiin pääasiassa kirjallisuusselvityksen avulla. Lisäksi tässä diplomityössä tavoitteena oli selvittää kevyiden kantavuusmittalaitteiden käytettävyys metsäteiden kunnon arvioinnissa. Tähän vastattiin pääasiassa työn osana tehdyn case-tutkimuksen perusteella, missä tehtiin kantavuusmittauksia Kauhajoella sijaitsevalla metsätiellä. Mittaukset tehtiin Loadmanilla, joka on kevyt pudotuspainolaite ja Dynamic Cone Penetrometer -laitteella (DCP). Metsäteollisuus on Suomen tärkeimpiä teollisuudenaloja. Raakapuu on metsäteollisuuden tuotteiden tärkein raaka-aine ja lähes kaikki raakapuukuljetukset alkavat metsäteiden varrelta. Hyväkuntoiset metsätiet mahdollistavat kustannustehokkaat raakapuukuljetukset, mikä on tärkeää metsäteollisuuden kilpailukyvylle. Lisäksi metsänomistajalle voidaan maksaa puusta parempi kantohinta hyväkuntoisen metsätien varrella. Ennusteiden mukaan kotimaisen raakapuun käyttö voi lisääntyä tulevaisuudessa, mikä korostaisi hyväkuntoisten metsäteiden merkitystä entisestään. Suomen metsätieverkoston kunto on heikentynyt viime aikoina. Kolmasosa metsäteistä eli noin 50 000 kilometriä olisi perusparannuksen tarpeessa. Metsäteiden ongelmana ovat usein puutteet kuivatuksessa ja kuormituskestävyydessä. Suurin syy metsäteiden kunnon heikkenemiseen on kunnossapidon laiminlyönti ja perusparannusten liian pieni määrä. Metsäteiden kunnon ylläpito ja kehittäminen vaatisivat tiekuntien aktivointia, jotta metsäteiden kunnossapito saataisiin säännölliseksi ja perusparannusten määrät riittävälle tasolle. Kunnossapidon tason nosto ja perusparannusten määrän lisääminen pitäisi toteuttaa mahdollisimman nopeasti, jotta metsäteiden heikko kunto ei muodostaisi estettä tasaiselle raakapuun saannille, eikä heikentäisi metsäteollisuuden toimintaedellytyksiä. Kantavuusmittausten perusteella voidaan arvioida metsäteiden kuormituskestävyyttä, joka on tärkeä tekijä metsäteiden kunnon kannalta. Arviota metsäteiden kuormituskestävyydestä voidaan käyttää edelleen metsäteiden liikennöitävyyden tai perusparannustarpeen arviointiin. Case-tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että Loadmanin käytettävyys metsäteiden liikennöitävyyden arvioinnissa on hyvä ja metsäteiden perusparannustarpeen arvioinnissa kohtuullinen. Loadmanin vahvuuksia ovat helppokäyttöisyys ja mittaamisen nopeus sekä kantavuusmittaustulosten kohtuullinen luotettavuus. Loadmanin heikkoutena on mittauksen matala syvyysvaikutus, mitä voidaan pitää merkittävämpänä puutteena perusparannustarpeen arvioinnissa. Case-tutkimuksen perusteella DCP:n käytettävyys metsäteiden kunnon arvioinnissa on Loadmania heikompi. DCP:n käytettävyyttä heikentää sen hitaus mittausten tekemisessä sekä kantavuustulosten heikko luotettavuus. DCP:n mittausperiaate mahdollistaa kuitenkin tien ominaisuuksien tarkastelun ainakin jollain tarkkuudella myös syvemmältä tien rakenteista. Mahdollisesti DCP:tä voitaisiin käyttää Loadmanin tukena etenkin metsäteiden perusparannustarpeen arvioinnissa, jolloin DCP:n avulla voitaisiin paikoitellen saada tarkentavaa tietoa esimerkiksi pohjamaan ominaisuuksista. Metsäteiden kantavuusmittaukset toisivat hyvän lisän silmämääräisen tarkastelun ja käyttäjiltä saatujen kokemusten perusteella tehtävään metsäteiden kunnon arviointiin. Erityisesti Loadmania voitaisiin käyttää laajassa mittakaavassa Suomen metsäteillä. Liikennöitävyysarvioinnin avulla voitaisiin selvittää, ovatko raakapuukuljetukset metsätiellä mahdollisia esimerkiksi kelirikon aikaan. Perusparannustarpeen arvioinnin avulla voitaisiin löytää kiireellisimmin perusparannustarpeessa olevat metsätiet ja kohdistaa parannustoimenpiteet sopivan laajuisina oikeisiin kohtiin tietä, mikä olisi kustannustehokasta.The aim of this thesis was to describe the importance of forest roads for the Finnish forest industry, study the present condition of forest roads in Finland and find out which methods are the most important ones in maintenance and improvement of forest roads. These aims are answered mainly by a literature study. Additionally, the aim of this thesis was to study the usability of light bearing capacity measuring devices in assessing the condition of forest roads. This was answered mainly by case study (field research conducted in this thesis) in which bearing capacity measurements were made on one forest road in Kauhajoki. The measurements were conducted by Loadman which is light falling weight deflectometer and by Dynamic Cone Penetrometer (DCP). The forest industry is one of the most important industries in Finland. Raw wood is the most important raw material for the forest industry and nearly all raw wood transports originate from Finnish forest roads. Good condition of the forest roads enables cost-effective raw wood transports which is important for forest industry´s competitiveness. Additionally, forest owners can be paid better stumpage prices when the forest is accessible by good condition forest roads. According to forecasts, the usage of Finnish raw wood may increase in future which would emphasize the importance of good forest roads even more. The condition of Finnish forest road network has deteriorated in recent years. One third of Finnish forest road network (about 50 000 kilometers) would require rehabilitation. Deficiencies in drainage and load carrying capacity are often problems on forest roads. The main reason for weakening condition of forest roads is neglecting of maintenance and too low level of rehabilitation outputs. The maintenance and improvement of forest roads´ condition would require activation of road maintenance associations so that maintenance and rehabilitation outputs of forest roads would reach sufficient level and be well-timed. Standard of maintenance and volume of rehabilitations in the forest roads should be increased as soon as possible so that poor condition of the forest roads would neither impede uninterrupted raw wood supply and nor deteriorate operational prerequisites of the forest industry. With bearing capacity measurements, it is possible to assess forest roads´ load carrying capacity that is an important factor when assessing the condition of the forest roads. The assessment of forest roads´ load carrying capacity can be applied in assessing the trafficability and rehabilitation needs of forest roads. Based on the case study, it can be suggested that the usability of Loadman is good in assessing forest roads´ trafficability and reasonable in assessing forest roads´ rehabilitation needs. The strengths of Loadman are ease of use, measurement speed and reasonable reliability of measurement results. The weakness of Loadman is its low measurement depth effect in road structure which can be considered as a more significant weakness when assessing the rehabilitation needs of forest roads. Based on the case study, the DCP´s usability in assessing forest roads´ condition is lower than Loadman. The usability of DCP is low because it´s slow to use and the reliability of measurement results is weak. DCP measurement method however enables the examination of deeper road structure at least with some accuracy. DCP could possibly be used alongside with Loadman in assessing forest road´s rehabilitation needs and thus it could be possible to get more precise information from subgrade quality. The bearing capacity measurements could be a good addition to be used alongside visual inspection and knowledge gained from road users when assessing the condition of forest roads. Especially Loadman could be used on a large scale on Finnish forest roads. With the trafficability assessment, it could be determined if raw wood transports are practicable in the forest roads e.g. during thawing periods. With the assessment of rehabilitation needs it could be possible to discover forest roads in most urgent rehabilitation needs and focus rehabilitation outputs to right points in adequate scale which would be cost-effective