Formula 1 -radan tarkka oikaisu Geobearin joustaville päällysteille kehitetyllä ratkaisulla

Haaste

Formula 1 -radan nopeille osuuksille oli syntynyt merkittäviä pinnan epätasaisuuksia pohjarakenteiden painumisen vuoksi. Korjaus oli välttämätön, mutta tiukat kilpailumääräykset ja aikataulut tekivät perinteisestä päällysteen uusimisesta käytännössä mahdotonta.

Ratkaisu

Geobear käytti tarkkaa geopolymeeri-injektointia radan nostamiseen millimetrien tarkkuudella. Reaaliaikaisen laservalvonnan avulla työ voitiin tehdä ilman kaivutöitä, ja kriittiset painumat saatiin poistettua säilyttäen samalla radan suorituskykyinen asfalttipäällyste.

Jopa 16 mm

tarkkaa pystysuuntaista nostoa kriittisten painumien poistamiseksi nopeilta rataosuuksilta.

840 m²

käsiteltyä aluetta kolmessa viikossa ilman noin 4 500 m² laajuista jyrsintä- ja päällystystyötä.

105 km/h

dynaamisen testauksen nopeus, jolla varmistettiin pystysuuntaisten kiihtyvyysarvojen merkittävä väheneminen ja ajettavuuden palautuminen.

Projektin tausta

Projekti koski kansainvälisen Formula 1 -radan tarkkaa oikaisua Lähi-idässä. Kyseessä oli erittäin vaativa kohde, jossa päällysteen suorituskykyyn ja geometrisiin toleransseihin kohdistuu poikkeuksellisen tiukat vaatimukset.

Rata oli rakennettu alun perin vuonna 2004. Sen suunnittelussa oli panostettu erinomaiseen pitoon käyttämällä korkean PSV-arvon kiviaineksia sekä vahvaa päällysrakennetta pääosin kalkkikivipohjaisissa pohjaolosuhteissa.

Yli kahden vuosikymmenen käytön jälkeen rata oli edelleen rakenteellisesti hyvässä kunnossa, ja alkuperäinen päällyste oli säilynyt. Paikallisia geometrisia virheitä oli kuitenkin alkanut syntyä erityisesti kriittisille nopeille osuuksille. Nämä virheet näkyivät kuljettajien kokemina “töyssyinä”.

Pääurakoitsija: CEBARCO
Ratkaisun toimittaja: Geobear
Toteutusaika: noin 2 viikkoa
Käsitelty alue: noin 840 m²

Haaste

Diagram showing F1 track uneven pavement cause and conditions

Merkittävän kilpailutapahtuman aikana kuljettajat raportoivat huomattavista töyssyistä radan kriittisillä osuuksilla.

Kyse ei ollut pelkästä pintavirheestä. Epätasaisuudet johtuivat pitkäaikaisista rakenteellisista ja geoteknisistä tekijöistä, kuten:

  • sillan maatukien täyttöjen painumisesta,
  • betonin pitkäaikaisesta virumisesta, joka aiheutti sillan kannen taipumaa,
  • rakenteiden ja ympäröivän maan välisistä jäykkyyseroista.

Seurauksena oli:

  • ajoneuvon vakauden heikkeneminen,
  • turvallisuuteen liittyviä huolia,
  • pakollinen korjaustarve ennen seuraavaa kilpailukautta.

Diagram of F1 track bridge section and typical level string showing deviation from track design levels

 

Geobearin toteuttamat ratkaisut ovat teknisesti erittäin innovatiivisia ja osoittavat poikkeuksellista insinööriosaamista. Työt suunnitellaan huolellisesti ja toteutetaan kokeneiden asiantuntijatiimien sekä erikoiskaluston avulla. Cebarco voi suositella Geobearia vastaaviin projekteihin ilman epäröintiä.

Duncan MacKillop, Engineering Manager, Cebarco

Ratkaisut

Perinteinen ratkaisu

Tavanomainen ratkaisu olisi ollut asfaltin jyrsintä ja uudelleenpäällystys. Tässä kohteessa se suljettiin kuitenkin nopeasti pois.

Syyt olivat käytännöllisiä:

  • korjattava osuus olisi vaatinut noin 300 metrin uudelleenpäällystyksen eli noin 4 500 m² työalueen,
  • erikoistuneen 3D-jyrsintäkaluston saatavuus oli rajallinen,
  • korkean PSV-arvon kiviaines olisi pitänyt tuoda erikseen,
  • FIA 60 päivän sääntö uudelle päällysteelle rajoitti aikataulua,
  • kustannukset ja logistiikka olisivat olleet huomattavia.

Perinteiset menetelmät olisivat olleet liian hitaita, liian kalliita ja liian häiritseviä.

Geobearin ratkaisu: tarkka geopolymeeripohjainen oikaisu

Koska perinteinen päällysteen uusiminen ei ollut mahdollinen vaihtoehto, projekti vaati ratkaisun, joka puuttuisi ongelman juurisyyhyn eli pohjarakenteiden muodonmuutokseen mutta säilyttäisi olemassa olevan suorituskykyisen asfalttipinnan.

Ratkaisuksi valittiin tarkka geopolymeeri-injektointiin perustuva oikaisujärjestelmä. Sen avulla rata voitiin nostaa ja stabiloida paikallisesti millimetrien tarkkuudella.

Tarkka mittaus ja 3D-mallinnus

Projektin lähtökohtana oli tarkkuus. Ilman sitä turvallinen ja hallittu toteutus ei olisi ollut mahdollinen.

Työ aloitettiin tiheällä topografisella mittauksella takymetrin avulla. Mittauksessa kerättiin tuhansia pisteitä korjausta vaativilta alueilta. Näiden perusteella laadittiin täydellinen 3D-pintamalli.

Käsiteltäville alueille asetettiin 1 × 1 metrin ruudukko. Jokainen ruudukon pituussuuntainen linja analysoitiin erikseen. Näin jokaiselle linjalle voitiin määrittää tavoiteprofiili ja tarvittava pystysuuntainen nosto millimetreinä.

Kohdennettu injektointisuunnitelma

Suurten alueiden sokkokäsittelyn sijaan ratkaisu kohdistettiin vain sinne, missä korjausta todella tarvittiin.

Tämän ansiosta:

  • työalue pieneni noin 4 500 m²ä noin 840 m²,
  • injektointi tehtiin noin 1 metrin syvyyteen pinnan alle, kantavaan kerrokseen / täyttökerrokseen,
  • noston vaikutusalue huomioitiin noin 30–45 asteen kulmassa.

Geobear's targeted flexible pavement releveling injection design on F1 track section

Hallittu nostostrategia

Tässä vaiheessa ratkaisevaa oli hallinta — juuri siinä moni vastaava projekti epäonnistuu.

Injektointi toteutettiin vaiheittain:

  • nosto tehtiin pienissä erissä, enintään 4 mm kerrallaan,
  • työ aloitettiin aina matalimmasta kohdasta,
  • eteneminen suunniteltiin vaiheittain, jotta rakenteeseen ei syntyisi paikallisia jännityskeskittymiä.

Tavoitteena oli:

  • saavuttaa tasaiset pituussuuntaiset siirtymät,
  • välttää yksittäiset, pistemäiset korjaukset,
  • estää ylinosto ja uusien “huippujen” syntyminen radan pintaan.

Reaaliaikainen seuranta ja palautesilmukka

Kyse ei ollut menetelmästä, jossa työ tehdään ensin ja tulos tarkistetaan vasta lopuksi. Jokainen vaihe perustui reaaliaikaiseen mittaukseen ja jatkuvaan säätöön.

Jokaisessa aktiivisessa injektiopisteessä käytettiin laser-seurantaa, jonka tarkkuus oli ±2,5 mm.

Jokaisen injektion aikana seurattiin:

  • pääpistettä,
  • kahdeksaa sitä ympäröivää pistettä.

Kaavio: reaaliaikainen tasolaseriseuranta F1-radan geopolymeeri-injektoinnin aikana

Jokaisen injektion jälkeen:

  • pisteet mitattiin uudelleen takymetrillä,
  • suunnitelmaa päivitettiin tarvittaessa,
  • seuraava työvaihe mukautettiin mitattujen tulosten perusteella.

Näin syntyi suljettu ohjausprosessi:

Injektoi → Seuraa → Varmista → Säädä → Jatka

 

Ratkaisu

Suorituskyvyn varmistus

Tässä projektissa lopputuloksen varmistusta ei käsitelty muodollisuutena. Se oli keskeinen todiste siitä, että ratkaisu toimii myös todellisissa käyttöolosuhteissa.

Formula 1 -radan kaltaisessa erittäin vaativassa kohteessa onnistumista ei voitu arvioida pelkän silmämääräisen tarkastuksen tai mittausdatan perusteella. Tarvittiin usean tason varmistus, jossa yhdistettiin:

  • geometrinen mittaus,
  • dynaaminen testaus,
  • todellista ajotilannetta vastaava suorituskyvyn arviointi.

1. Dynaaminen suorituskykytestaus

Tärkein kysymys oli, miten rata käyttäytyy ajonopeudessa — ei pelkästään se, miltä sen pinta näyttää.

Ongelma-alueiden yli ajettiin testiajoneuvolla ennen käsittelyä ja sen jälkeen. Ajoneuvo oli varustettu kiihtyvyysanturilla.

Testin lähtötiedot:

  • testinopeus: noin 105 km/h,
  • mittaus: pystysuuntainen kiihtyvyysvaste (m/s²).

Mittaus osoitti suoraan:

  • ajomukavuuden,
  • päällysteen aiheuttaman tärinän,
  • ajoneuvon ja radan välisen dynaamisen vuorovaikutuksen.

 

 

Kuva: kiihtyvyysanturilla varustettu testiajoneuvo Formula 1 -radalla.

 

Ratkaisu

Tulokset ennen käsittelyä

Ennen Geobearin käsittelyä mittauksissa näkyi:

  • selkeitä pystysuuntaisen kiihtyvyyden piikkejä vauriokohdissa,
  • merkkejä terävistä painumista,
  • epätasaista radan geometriaa.

Tulokset käsittelyn jälkeen

Käsittelyn jälkeen tulokset osoittivat:

  • merkittävän vähenemisen kiihtyvyyshuipuissa,
  • tasaisemman ja yhtenäisemmän vasteprofiilin,
  • äkillisten dynaamisten iskujen poistumisen.

F1-radan kaavio, joka näyttää pystysuuntaisen kiihtyvyyden laskut ja piikit ennen käsittelyä ja sen jälkeen

 

2. Geometrinen varmistus ennen ja jälkeen työn

Dynaaminen testaus osoittaa, miten rata toimii käytännössä. Geometrinen varmistus puolestaan osoittaa, että lopputulos täyttää asetetut vaatimukset.

Asiakas, CEBARCO, toteutti korkean tarkkuuden mittaukset ennen Geobearin käsittelyä ja sen jälkeen.

Varmistuksessa:

  • käytettiin samaa ruudukkoa kuin suunnitteluvaiheessa,
  • satoja mittauspisteitä verrattiin suoraan ennen ja jälkeen työn,
  • tulokset analysoitiin sekä yksittäisten pisteiden että pituusprofiilien perusteella.

Mittausaineisto sisälsi:

  • korkeuserojen lämpökarttoja,
  • noston jakautumista kuvaavia kaavioita,
  • pituusprofiilien vertailuja.

Havainnot

Mittaukset osoittivat, että:

  • aiemmin havaitut painumat, joiden syvyys oli jopa noin 12–14 mm, poistettiin,
  • radalle saavutettiin yhtenäinen pituussuuntainen tasaisuus,
  • siirtymäalueet sillan maatukien kohdalla korjattiin ilman uusien epätasaisuuksien muodostumista.

UAE:n F1-radan mittaustulokset ennen ja jälkeen Geobearin käsittelyn

 

Asiakkaan kommentti

“Formula 1 -radan erityisten materiaalien ja rakentamisen vaatimusten vuoksi perinteinen radan uudelleenpäällystys ei ollut logistisesti mahdollinen käytettävissä olevassa aikataulussa.

Ongelman ratkaisemiseksi Cebarco otti yhteyttä Geobeariin, joka esitti kustannustehokkaan ehdotuksen hartsipohjaisten injektiotekniikoiden käyttämisestä radan uudelleen oikaisuun. Työt toteutettiin lyhyellä varoitusajalla 840 neliömetrin alueella kolmen viikon aikana tammikuussa 2024. Radan linjaukset saatiin onnistuneesti korjattua tarkkaan laservalvottuun menetelmään perustuen, ja rataa nostettiin 1–16 millimetriä.

Geobearin käyttämät menetelmät ovat teknisesti nerokkaita ja innovatiivisia. Työt toteutetaan huolellisella suunnittelulla ja asiantuntemuksella, erittäin kokeneiden tiimien ja erikoiskaluston avulla. Cebarco voi suositella Geobearia vastaaviin projekteihin ilman epäröintiä.”

Mr Duncan MacKillop, Engineering Manager, CEBARCO

 

Yhteenveto

Projekti osoittaa, että jopa kaikkein vaativimmissa teknisissä ympäristöissä monimutkaiset pintavirheet voidaan korjata ilman rakenteen uudelleenrakentamista.

Tässä tapauksessa kansainvälisen Formula 1 -radan kriittisiltä nopeilta osuuksilta oli poistettava paikalliset epätasaisuudet ennen seuraavaa kilpailukautta. Ongelma johtui syvemmistä geoteknisistä ja rakenteellisista tekijöistä, kuten täyttöjen painumisesta ja betonin virumisesta.

Geobearin tarkka oikaisuratkaisu tarjosi innovatiivisen ja kustannustehokkaan vaihtoehdon, joka korjasi pinnan muodonmuutokset säilyttäen samalla radan suorituskykyisen asfalttipäällysteen.

Tulokset varmistettiin usealla tasolla. Geometriset mittaukset osoittivat aiemmin havaittujen painumien poistuneen. Vielä tärkeämpää oli, että kiihtyvyysanturilla varustetulla ajoneuvolla noin 105 km/h nopeudessa tehty dynaaminen testaus osoitti pystysuuntaisten kiihtyvyyshuippujen merkittävän vähenemisen. Tämä vahvisti, että äkilliset dynaamiset iskut oli poistettu ja radan vaste oli tasaisempi ja yhtenäisempi.

Projekti toteutettiin tammikuussa 2024 kolmen viikon aikana, ja radan linjaukset saatiin onnistuneesti korjattua. Asiakkaan mukaan Geobearin menetelmät ovat teknisesti nerokkaita ja innovatiivisia. Hanke loi uuden esimerkin häiriöttömästä ja erittäin tarkasta korjauksesta yhdessä vaativimmista käyttöympäristöistä.

 

Keskustele projektistasi asiantuntijan kanssa

Älä anna epävakaan maaperän vaarantaa liiketoimintaasi. Tiimiltämme saat selkeän arvion sekä nopeat ja tehokkaat ratkaisut, jotka on räätälöity tarpeisiisi.

Bear pointing Bear pointing