– Tutkimusryhmän fokuksena on erilaisten infrastruktuurirakenteiden elinkaaritehokkuus ja näiden parantaminen laaja-alaisesti. Rakenneratkaisut, materiaalit, mitoitusmenetelmät, ylläpito ja korjaaminen ovat tutkimuksen ja hankkeiden keskiössä, kertoo ryhmän vetäjä, professori Pauli Kolisoja. Tutkimuksessa haasteena ovat maa- ja kallioperään liittyvät lähtötiedot, jotka ovat aina paikkakohtaiset. Maa-, pohja- ja ratarakenteiden tutkimuslaboratorio Geolan monipuolinen laboratoriotestausvalmius onkin toiminnalle elintärkeää, korostaa Kolisoja.
Ryhmän tutkimushankkeissa selvitetään usein uusien, vaihtoehtoisten ratkaisujen, kuten esimerkiksi jätemateriaalien tai geosynteettisten tuotteiden hyödyntämismahdollisuuksia ja mitoitusperiaatteita, tai haetaan uusia mahdollisuuksia olemassa olevien ratkaisujen energiatehokkaampaan ja taloudellisempaan hyödyntämiseen.
– Osallistumme alan toimijoiden tuotekehityshankkeisiin tarjoamalla mittauspalveluja tai asiantuntija-apua. Lisäksi ryhmä on mukana tuottamassa alan käytäntöihin ja toimintaan monipuolisesti vaikuttavia julkaisuja ja vaikuttaa aktiivisesti erilaisten työryhmien kautta alan normeihin ja ohjeisiin sekä EU-tasolla että kansallisesti, Kolisoja sanoo.
Tutkimushankkeissa yhteistyökumppaneina ja rahoittajina ovat Väylävirasto (ent. Liikennevirasto), Opetusministeriö, materiaalivalmistajat, alan konsulttitoimistot ja urakoitsijat sekä alan muut tutkimusyksiköt ja toimijat (esim. Posiva, GTK, OKM, Luke, ym.). Tutkimushankkeissa hyödynnetään korkeatasoisia laboratoriolaitteistojamme ja rakenteiden toiminnan seuraamiseen kehitettyjä instrumentointeja sekä tarvittaessa kehitetään uusia tutkimuslaitteita.
Maarakenteissa ajankohtaisia tutkimushankkeita ovat tällä hetkellä mm. Väylän rahoittama väylärakenteiden valtakunnallinen kiviaines- ja geosynteettitutkimus, jossa on tänä vuonna tutkittu erityisesti mm. raidesepelin ja radan alusrakennekerroksien laatua. Väylän Aurora hankkeeseen liittyen puolestaan testataan nykyaikaisen mittaus- ja monitorointiteknologian tarjoamia mahdollisuuksia mm. ennakoivan tienpidon apuna. Tekeillä on myös Opetus- ja kulttuuriministeriön rahoittama leikkipaikkavälineiden putoamisalustojen valintaopas, jota varten tehdään myös kenttämittauksia useissa eri kohteissa. Lokakuussa valmistuvassa Alina Reimanin diplomityössä puolestaan on vertailtu HSY:n koekohteessa kaatopaikan erilaisia pintarakennevaihtoehtoja, joissa on käytetty erilaisia uusiomateriaaleja.
Pohjarakenteiden tutkimusalueella geotekniikan ongelmakenttää pyritään käsittelemään mahdollisimman kokonaisvaltaisesti. Ymmärrys maan mekaanisesta käyttäytymisestä ja siihen vaikuttavista tekijöistä luo pohjan tutkimusalueen ongelmien ymmärtämiselle ja koko tutkimustoiminnalle. Sen tutkimiseksi, samaten kuin käytännön suunnittelun tueksi, tarvitaan tarkkoja ja luotettavia pohjatutkimusmenetelmiä. Väitöskirjatutkijat Juha Selänpää ja Bruno Di Buo ovat esimerkiksi kehittäneet CPTU kairausta ja näytteenottoa FINCONE projektissa. Luotettavat pohjatutkimukset ja koerakenteiden monitoroinnit luovat taas pohjan laskentamenetelmien ja mallien kehittämiselle, mistä esimerkkeinä stabiliteettilaskentamenetelmien kehitysprojekti RASTAPA ja vastikään alkanut maanpainerakenteita käsittelevä MASI projekti. EPSILON projektin avulla pyritään puolestaan sitomaan nämä yhteen kehittämällä läpinäkyvä, ja tasaisen luotettavuustason mahdollistava mitoitusjärjestelmä.
Ratarakenteiden tutkimusalueella toiminnan perustan muodostaa Väylän kanssa yhteistyössä toteutettava tutkimusohjelma Elinkaaritehokas Väylänpito ETEVÄ. ETEVÄssä tällä hetkellä ajankohtaisia projekteja on esimerkiksi Juha Latvalan laaja tutkimus radan kuivatusratkaisujen toimivuudesta, jonka loppuraportti on valmistumassa loppuvuodesta. Projektissa on haettu vastausta siihen, kuinka paljon rataverkkoa haittaavia epätasaisuusongelmia on mahdollista ehkäistä toimivalla kuivatuksella ja millaisia ylimääräisiä kuormituksia ilmastonmuutoksen myötä kasvavat sademäärät aiheuttavat maarakenteille. Myös mm. kiskojen sivukulumisen vaikutusta junan kulkuun, vaihteiden tuentamenetelmien parantamista ja tiedonlouhintamenetelmän hyödyntämistä ratojen kunnossapidossa tutkitaan parhaillaan.
Ajankohtainen uusi avaus on yliopiston Maa-, pohja- ja ratarakenteiden yksikköön sijoittuva, infrarakenteiden koko elinkaaren aikaiseen digitalisaatioon keskittyvä professuuri, työnimeltään Diginfra. Kokonaan elinkeinoelämän rahoittamassa professorin tehtävässä aloitti TkT Kalle Vaismaa 1.2.2019 alkaen. Infrarakenteiden digitalisaatiossa tutkimuksen painopistealueita ovat väyläomaisuuden elinkaarijohtaminen, suunnittelu-, rakennus- ja ylläpitoprosessin tehostaminen, uudet liiketoiminta- ja palvelumallit sekä mahdollistava teknologia. Tällä hetkellä käynnissä on Väylän rahoittama TIKARI-hanke, jossa kartoitetaan mm. uuden teknologian mahdollisuuksia infra-alan tuottavuuden parantamiseen.
Opetus on myös vahvasti mukana tutkimusryhmän arjessa. MPR-ryhmän henkilöstö tarjoaa pääsisällön infrarakenteiden ammattiaineeseen, ja rakennetekniikan ammattiaineeseen pohjarakenteita koskevat asiat. Lisäksi henkilöstö vetää myös kaikille rakennustekniikan opiskelijoille suunnatut peruskurssit, joilla opiskelijat oppivat perustiedot maaperästä ja sen ominaisuuksista. Toteutustapana peruskurssien laskuharjoitukset ja käytännön laboratorioharjoitukset ovat erittäin pidettyjä ja tukevat oppimista saadun palautteen ja oppimistulosten perusteella. Tutkimusryhmässä onkin panostettu merkittävästi opintojaksojen kehittämiseen ja kehitystyö on jatkuvaa. Lähiopetettavia opintojaksoja on kandivaiheessa 7 ja maisterivaiheessa 15. Lisäksi tutkimusryhmän henkilöstöä on mukana 5 muun opintojakson toteutuksessa.
– Diplomitöitä valmistuu ryhmän ohjauksessa vuosittain 15 – 20 kpl ja väitöskirjoja 1 – 2 vuodessa. KV-refereejulkaisuja tutkimusryhmä tuottaa ≥ 10 kpl vuosittain ja osallistuu laajojen täydennyskoulutuskokonaisuuksien suunnitteluun ja toteutukseen (mm. pohjarakennesuunnittelun PD, Eurokoodit, rautatiesuunnittelu, geosynteetit, uusiomateriaalit), Kolisoja kertoo.