
Η αναγνώριση της κλιματικής αλλαγής και των επιπτώσεών της στο δομημένο περιβάλλον είναι πλέον μία διεθνής πραγματικότητα. Παράλληλα, η διαφαινόμενη εξάντληση μη ανανεώσιμων πηγών και φυσικών πόρων λόγω υπερβολικής χρήσης στην παραγωγή υλικών και τη διαμόρφωση συνιστωσών του δομημένου περιβάλλοντος (πχ. κτιριακά έργα, συγκοινωνιακές υποδομές κ.ά.) είναι μια ισχυρή αφορμή για πολυεπίπεδη ριζική αλλαγή αντίληψης όσον αφορά στην ανάλυση των επιπτώσεων των έργων υποδομών στο περιβάλλον, την κοινωνία και την οικονομία. Ειδικότερα, οι οδικές υποδομές, είναι ένας τομέας που σχετίζεται με τους εκπεμπόμενους ρύπους τόσο στη φάση κατασκευής (παραγωγή υλικών), όσο και στη φάση λειτουργίας (επιλογή υλικών συντήρησης ή ανακατασκευής). Συνεπώς, προς την κατεύθυνση μείωσης των εκπεμπόμενων ρύπων και του γενικότερου σεβασμού στο περιβάλλον, είναι επιτακτική η υιοθέτηση βιώσιμων-αειφόρων αναπτυξιακών συστημάτων και υλικών.
Η «βιωσιμότητα» στις οδικές υποδομές
Ο όρος «βιωσιμότητα» (sustainability) είναι σύνθετος. Σύμφωνα με την World Commission on Environment and Development, βιώσιμη ανάπτυξη είναι η ανάπτυξη που ανταποκρίνεται στις ανάγκες του παρόντος χωρίς να αποτρέπει τη δυνατότητα οι επόμενες γενιές να ανταποκριθούν στις δικές τους ανάγκες. Αυτός είναι ένας γενικός ορισμός και αφορά όλα τα συστήματα ανεξαιρέτως. Εστιάζοντας στα έργα οδικής υποδομής και ειδικότερα στα οδοστρώματα, ο όρος βιωσιμότητα αναφέρεται στη συσχέτιση των οδοστρωμάτων με τις επιπτώσεις σε περιβάλλον, οικονομία και κοινωνία, σε όλα τα στάδια από τον σχεδιασμό μέχρι την κατασκευή και, αργότερα, στη φάση λειτουργίας. Είναι το λεγόμενο τρίπτυχο, το οποίο αποσκοπεί να υπηρετήσει ο όρος αυτός, χωρίς όμως να υπάρχει κάποιος συγκεκριμένος κανόνας. Ακόμα κι αν υπάρχει τρόπος να ικανοποιούνται ταυτόχρονα και οι τρεις αυτές συνιστώσες, ή διαφορετικά να βρεθεί μια χρυσή τομή μεταξύ των συνιστωσών αυτών, ουσιαστικός σκοπός είναι τα πρότυπα που θα εφαρμοστούν να συμμορφώνονται στις θεσμοθετημένες προδιαγραφές σε έναν ικανοποιητικό βαθμό, χωρίς να υποβαθμίζεται αισθητά κάποια από τις υπόψη συνιστώσες.
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία της US Environmental Protection Agency (EPA), περίπου 90% με 95% των συνολικών εκπομπών καυσαερίου και ρυπογόνων αερίων ουσιών στον τομέα των μεταφορών προέρχεται από την κατανάλωση καυσίμων των οχημάτων κατά τη διάρκεια χρήσης των οδοστρωμάτων. Προσεγγιστικά, το υπόλοιπο 5% με 10 % οφείλεται στην κατασκευαστική φάση και στις μελλοντικές εργασίες συντήρησης και αποκατάστασης αυτών στη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Τα στοιχεία αυτά καταδεικνύουν ότι η κατασκευή ενός οδοστρώματος, συμπεριλαμβάνοντας όλες τις απαραίτητες διαδικασίες μέχρι την περάτωση των εργασιών, δεν έχει ιδιαίτερα μεγάλο αντίκτυπο στην παραγωγή αερίων του θερμοκηπίου σε σχέση με τη φάση λειτουργίας του. Σε αυτή τη φάση, το σπουδαιότερο σημείο αναφοράς για τη συμπεριφορά και την απόδοση του οδοστρώματος είναι τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν. Ο ρόλος τους στα κατασκευαστικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του οδοστρώματος, αλλά και η συμβολή τους στον βαθμό βιωσιμότητας είναι τεράστιας σημασίας. Από τη διάθεση μέχρι την τελική επεξεργασία και μεταφορά τους μεσολαβούν διαδικασίες και διεργασίες, των οποίων η προσεκτική και σχολαστική διαχείριση συμβάλλει θετικά στο τρίπτυχο περιβάλλον-οικονομία-κοινωνία.
Βιώσιμα υλικά οδοστρωμάτων
Τα κυριότερα υλικά οδοστρωμάτων κατηγοριοποιούνται σε αδρανή (όλων των τύπων), ασφαλτικά υλικά (τροποποιημένα ή μη), υλικά με κύριο συστατικό το συμβατικό τσιμέντο, καθώς και σε διάφορα άλλα υλικά, σε μικρότερο όμως ποσοστό. Μεγάλη απήχηση έχουν πλέον και τα προϊόντα ανακύκλωσης που μπορούν να αντικαταστήσουν επάξια με κατάλληλη μελέτη τα συμβατικά υλικά, εφόσον φυσικά το επιτρέπει η μετά το τέλος ζωής τους εμπορευματική αξία.
Τα αδρανή υλικά καταλαμβάνουν τον μεγαλύτερο όγκο στα οδοστρώματα, ως κύριο συστατικό σε ασφαλτικά μίγματα και μίγματα σκυροδέματος ή ως βασικό υλικό πλήρωσης για χαμηλότερες στρώσεις, όπως για παράδειγμα η βάση-υπόβαση οδοστρώματος. Το κόστος αγοράς τους είναι σχετικά χαμηλό, η μεταφορά τους όμως και η διάθεση κατά μήκος ενός οδικού έργου μπορεί να είναι αντιοικονομικές, αλλά και συγχρόνως επιβαρυντικές για το περιβάλλον. Προέρχονται κυρίως από λατομεία ως προϊόν τεχνητής επεξεργασίας (θραύση), συναντώνται δε και αυτούσια σε φυσική μορφή και συγκεκριμένα σε αλλουβιακές αποθέσεις. Απόρροια της απαίτησης για εκτενή επεξεργασία όπως η ανατίναξη, η γεώτρηση και ακολούθως η θραύση των τεχνητών αδρανών είναι σαφώς η κατανάλωση μεγαλύτερης ποσότητας σε ενέργεια και η εκπομπή περισσότερων επιβλαβών ρυπογόνων αερίων, σε αντίθεση με τα φυσικά αδρανή που χρησιμοποιούνται σχεδόν αυτούσια, επηρεάζοντας όμως αρνητικά την ισορροπία πολλών υδροβιότοπων. Στον αντίποδα αυτών στέκονται αδρανή υλικά που είναι προϊόντα ανακύκλωσης και έχουν βιώσιμη προοπτική για τα οδοστρώματα, τα οποία προέρχονται σε μεγάλο βαθμό από την ανακύκλωση υφιστάμενων οδοστρωμάτων ή άλλων κατασκευών, μετά το τέλος του κύκλου ζωής τους. Αυτά συνοψίζονται στα εξής: Ανακτημένο Ασφαλτικό Οδόστρωμα (Reclaimed Asphalt Pavement-RAP), Ανακυκλωμένα Αδρανή Σκυροδέματος (Recycled Concrete Aggregate-RCA), Ανακυκλωμένες Ασφαλτικές Πλάκες κτιριακών στεγών (Recycled Asphalt Shingles-RAS), Μεταλλουργική Σκωρία (Steel Furnace Slag-SFS), Άμμος Χυτηρίου (Foundry Sand) και Άχρηστα Υαλικά (Waste Glass-WG).
Τα ασφαλτικά υλικά-ασφαλτομίγματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των ανώτερων στρώσεων του οδοστρώματος. Βασικό συστατικό τους η άσφαλτος, της οποίας η διάθεση ως πετρελαϊκό προϊόν διέπεται από τους περιορισμούς που επιφέρει η ύφεση στην παγκόσμια ζήτηση πετρελαίου. Όμως, η τεχνολογία νέων υλικών υπό το πρίσμα της ανακύκλωσης/επαναχρησιμοποίησης έχει συμβάλει στη διερεύνηση εναλλακτικών συνδετικών υλικών για τα ασφαλτομίγματα. Μεταξύ αυτών είναι η Θειούχος Άσφαλτος (Sulfur Extended Asphalt-SEA), τα Ασφαλτικά Γαλακτώματα (Asphalt Emulsions) και πιο χαρακτηριστικά, τα Βιοσυνδετικά Ασφάλτου (Asphalt Bio-binders), τα οποία αποτελούνται από βιομάζα που προέρχεται κυρίως από φυτά ή οργανικά απόβλητα (π.χ. υπολείμματα λαδιού μαγειρικής, νανοάργιλος, βιοέλαια κ.ά.). Επίσης, νέες τεχνικές προάγουν την παραγωγή «πράσινων» ασφαλτομιγμάτων σε χαμηλότερες των συμβατικών θερμοκρασίες, όπως είναι τα Μετρίως Θερμά Ασφαλτόμιγματα (Warm Mix Asphalt-WMA), τα Ασφαλτομίγματα Αφρώδους Ασφάλτου (Foamed Asphalt-FA) και τα Ασφαλτομίγματα με Τρίμματα Ελαστικού (Crumb Rubber-CR) προερχόμενα από φθαρμένα ελαστικά.
Πέραν όμως των λεγόμενων ασφαλτικών οδοστρωμάτων υπάρχουν και αυτά από σκυρόδεμα, τα δύσκαμπτα οδοστρώματα. Η διαδικασία παραγωγής σκυροδέματος απαιτεί μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Ειδικότερα όσον αφορά το Τσιμέντο Πόρτλαντ (Portland Cement) που είναι και το συνηθέστερο στην αγορά, η περιεκτικότητά του σε χημικά συστατικά το καθιστά μη φιλικό προς το περιβάλλον. Ως αντίβαρο, νέες τεχνολογίες συστήνουν τη διαδικασία επαναχρησιμοποίησης μέσω της χρήσης Συμπληρωματικών Υλικών Σκυροδέματος (Supplementary Cementitious Materials, SCMs). Τέτοια είναι η Ιπτάμενη Τέφρα (Fly Ash), που συλλέγεται από καπνοδόχους μονάδων παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα, και η Σκωρία Τσιμέντου (Slag Cement), η οποία είναι βιομηχανικό παραπροϊόν από επεξεργασία μετάλλων ή κραμάτων.
Σύνθετο πρόβλημα
Τα εναλλακτικά υλικά στα οδοστρώματα αναμφίβολα καθιστούν τη διαδικασία παραγωγής περιβαλλοντικά φιλικότερη, δεδομένου ότι περιορίζονται οι απαιτούμενες ποσότητες παρθένων υλικών και οι διεργασίες εξόρυξης φυσικών πόρων. Η θέση τους όμως στη σχέση βιωσιμότητα-αντοχή οδοστρώματος καθιστά την επιλογή τους σύνθετο πρόβλημα, το οποίο απαιτεί την ταυτόχρονη ενεργοποίηση περιβαλλοντικών και οικονομοτεχνικών κριτηρίων προτεραιοποίησης.