Το κόστος, η συντήρηση, η αντοχή στον χρόνο και τις καιρικές συνθήκες, αλλά και το αισθητικό αποτέλεσμα είναι οι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την επιλογή του κάθε υλικού ανάλογα με το είδος του έργου.
Τόσο διεθνώς όσο και στην ελληνική αγορά το σκυρόδεμα και η άσφαλτος χρησιμοποιούνται εκτεταμένα σε συγκοινωνιακά έργα. Ωστόσο, αν και τα δύο υλικά έχουν παρόμοιες ιδιότητες, την ίδια στιγμή παρουσιάζουν μοναδικά χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν τη χρήση τους ανάλογα με το κάθε έργο.
Συγκεκριμένα, στην Ελλάδα η επιλογή του σκυροδέματος στην κατασκευή δαπέδων για βαριές χρήσεις κυκλοφοριακού φόρτου είναι πολύ διαδεδομένη, όπως σε χώρους αποθήκευσης, διαδρόμους και τροχιοδρόμους αεροδρομίων, τερματικά λιμένων, σιδηροδρομικά έργα. Ακόμη όμως δεν έχει γίνει εξίσου ευρέως αποδεκτή η χρήση του στην κατασκευή οδοστρωμάτων, πέραν πολύ μεμονωμένων εφαρμογών σε τοπικό επίπεδο και σε συγκεκριμένη χρήση υψηλών απαιτήσεων κυκλοφορίας, όπως οι σταθμοί διοδίων. Από την άλλη πλευρά, η άσφαλτος είναι πολύ πιο διαδεδομένη στην οδοποιία, προσφέροντας εξοικονόμηση κόστους, μειωμένη ηχορύπανση και άνεση στην κυκλοφορία.
Όπως θα δούμε και παρακάτω, και το σκυρόδεμα και η άσφαλτος μπορούν να εγγυηθούν την αντοχή κάθε συγκοινωνιακού έργου, αλλά υπάρχουν πολύ περισσότερες ιδιότητες που πρέπει να συνυπολογίσουμε εκτός της πιο φθηνής και οικονομικής λύσης.
Η ραχοκοκαλιά των συγκοινωνιακών υποδομών
Τη σημασία των δύο αυτών υλικών εξαίρει ο ομότιμος καθηγητής του ΑΠΘ και δρ. Πολιτικός Μηχανικός, Γεώργιος Πενέλης, υπογραμμίζοντας πως «αυτά τα υλικά αποτελούν μαζί με τον χάλυβα τον πυρήνα για κατασκευές και συγκοινωνιακά έργα ειδικότερα.
«Οδοστρώματα, από επαρχιακές οδούς μέχρι και αυτοκινητοδρόμους, έχουν ως βασικό υλικό οδοστρωσίας τα ασφαλτικά. Τεχνικά έργα, από κυβοτοειδείς οχετούς μέχρι μεγάλες γέφυρες και σήραγγες, έχουν ως βασικό υλικό φέρουσας κατασκευής το σκυρόδεμα, οπλισμένο ή προεντεταμένο», συνεχίζει ο κ. Πενέλης.
Ωστόσο, το σκυρόδεμα και η άσφαλτος δεν είναι απλά δύο υλικά που χρησιμοποιούνται στις συγκοινωνιακές υποδομές. Η ευρεία χρήση τους στην ελληνική αγορά εδώ και δεκαετίες αποδεικνύει τις αναπτυξιακές δυνατότητές τους. «Έχοντας κατά νου ότι κατά την πρώτη δεκαετία του 21ου αιώνα ανέρχονταν στη χώρα μας η κατανάλωση σκυροδέματος στα 35 εκατ. m3, ασφάλτου στις 300 χιλιάδες τόνους και χάλυβα 5,5 εκατομμύρια τόνους, και ότι η συμμετοχή των κατασκευών συνολικώς στη διαμόρφωση του ΑΕΠ της χώρας ανερχόταν στο 12%, προκύπτει αβίαστα ότι αποτελούν τα υλικά αυτά βασικές αναπτυξιακές συνιστώσες για την ελληνική οικονομία», υπογραμμίζει.
Η χρήση του σκυροδέματος διεθνώς
Τα οδοστρώματα από σκυρόδεμα (άοπλα είτε οπλισμένα, περιλαμβανομένου και του προεντεταμένου), αποτελούν διεθνώς μια ανταγωνιστική επιλογή με όλο και μεγαλύτερη εφαρμογή για την κατασκευή συγκοινωνιακών δικτύων και υποδομών που καλύπτουν όλο το εύρος χρήσεων και κυκλοφοριακού φόρτου, όπως εξηγεί ο Διευθυντής της Ένωσης Τσιμεντοβιομηχανιών Ελλάδος (ΕΤΕ), Νίκος Πανταζάρας.
«Λόγω της πληθώρας των δυνατοτήτων του σκυροδέματος σαν δομικό υλικό και της προσαρμοστικότητάς του στις εκάστοτε απαιτήσεις, τα οδοστρώματα από σκυρόδεμα επιλέγονται ευρέως κυρίως για την κατασκευή μεγάλων οδικών αξόνων υπεραστικής σύνδεσης αλλά και για την κατασκευή του αστικού δικτύου και χώρων στάθμευσης», επισημαίνει.
Εξοικονόμηση πόρων και προστασία του περιβάλλοντος
Με βάση και την τεκμηριωμένη από την πολυετή εφαρμογή διεθνή εμπειρία, αλλά και την αλματώδη έρευνα και ανάπτυξη στον χώρο των συγκοινωνιακών υποδομών, τα οφέλη από τη επιλογή του σκυροδέματος για την κατασκευή ενός οδοστρώματος, σύμφωνα με τον Πανταζάρα, συνοψίζονται στα εξής:
- Λόγω της μεγάλης δυσκαμψίας τους συγκριτικά με τους ασφαλτοτάπητες μειώνεται το απαιτούμενο πάχος του οδοστρώματος και των υποστρώσεων για δεδομένο κυκλοφοριακό φόρτο. Έτσι μειώνονται κόστος και χρόνος κατασκευής, ενώ παράλληλα εξοικονομούνται μεγάλες ποσότητες αδρανών, προς όφελος μιας αειφόρου δόμησης.
- Όπως κάθε κατασκευή από σκυρόδεμα, διατηρεί για μεγάλη διάρκεια κατά την έκθεση σε πυρκαγιά τη φέρουσα ικανότητα (αντοχή και δυσκαμψία) και συγχρόνως δεν εκλύει τοξικά λόγω καύσης, γεγονός που συνεπάγεται την αποκλειστική χρήση τους σε σήραγγες. Επιπρόσθετα, λόγω της αυξημένης φωτεινότητας του υλικού, προκύπτει μείωση του κόστους λειτουργίας μέσω εξοικονόμησης φωτισμού.
- Η μείωση της απορροφώμενης ακτινοβολίας με αύξηση της ανάκλασής της από την επιφάνεια σε σύγκριση με ένα οδόστρωμα από άσφαλτο έχει ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση του φαινομένου της θερμικής νησίδας στις πόλεις, παράγοντα ουσιαστικής βελτίωσης της ποιότητας ζωής σε περιοχές που επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες όπως η Ελλάδα.
- Η αυξημένη αντοχή και ανθεκτικότητα (resilience) σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες, που γίνονται συχνότερες λόγω κλιματικής αλλαγής, αποτελεί καθοριστικό παράγοντα εφαρμογής του σκυροδέματος σε μεγάλης σπουδαιότητας κυκλοφοριακές αρτηρίες, όπου η μείωση της επικινδυνότητας σε ακραία καιρικά συμβάντα είναι καθοριστική.
- Οι εξελίξεις στην τεχνολογία κατασκευής, σε συνδυασμό με τη σταθερότητα σε βάθος χρόνου, έχουν σαν αποτέλεσμα την απαλοιφή των αρμών και τη σημαντική μείωση του θορύβου κάτι που αποτελούσε παράγοντα όχλησης στο παρελθόν.
- Τα οδοστρώματα από σκυρόδεμα έχουν τεκμηριωμένα (και σε τιμές της ελληνικής αγοράς) μειωμένο κόστος κύκλου ζωής λόγω αυξημένης διάρκειας ζωής και μηδαμινού επανερχόμενου κόστους συντήρησης και διακοπής λειτουργίας. Συγχρόνως, πρόσφατες έρευνες αποδεικνύουν ότι η δυσκαμψία τους συνεπάγεται και μείωση του εκλυόμενου CO2 από βαριά οχήματα κατά 1.000 έως 4.000 τόνους, σε βάθος 30ετίας, σε σχέση με τους ασφαλτικούς τάπητες.
Συμβατό το σκυρόδεμα με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας
Πέρα των πλεονεκτημάτων του σκυροδέματος στα παραπάνω έργα, ο κ. Πανταζάρας υπογραμμίζει ακόμη τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο και την ταύτιση της χρήσης του σκυροδέματος με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας.
«Η αναπροσαρμογή της οικονομίας των κρατών μελών της Ε.Ε. με απομάκρυνση από την καύση των υδρογονανθράκων – παραπροϊόν της οποίας είναι η άσφαλτος, θα έχει πιθανόν σαν αποτέλεσμα τη μείωση των διαθέσιμων ποσοτήτων και την αύξηση των τιμών», σημειώνει επ’ αυτού.
Ως εκ τούτου, η απαίτηση της Ε.Ε. για αειφόρο ανάπτυξη σε συνθήκες κυκλικής οικονομίας, συνεπάγεται πλέον (και με νομοθετικά κίνητρα) την εφαρμογή εναλλακτικών τεχνολογιών και την ανάπτυξη υλικών δόμησης που συμβάλλουν στη βέλτιστη εξοικονόμηση οικονομικών και περιβαλλοντικών πόρων στο σύνολο του κύκλου ζωής ενός έργου.
Οι εξελίξεις αυτές, όπως τονίζει, αναμένονται να δώσουν ώθηση και κίνητρο για την περαιτέρω διείσδυση των οδοστρωμάτων από σκυρόδεμα και στην Ελλάδα σε όλα τα επίπεδα εφαρμογής, λόγω της σημαντικά καλύτερης και συμφέρουσας συμπεριφοράς τους, όπως τεκμηριώνονται διεθνώς και από την εκτεταμένη εφαρμογή τους μέχρι σήμερα.
EAPA: Άσφαλτος, η πιο βιώσιμη επιλογή για την οδοποιία
Εύκολη στη χρήση και τη συντήρηση είναι η άσφαλτος, σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Ένωση Ασφαλτόστρωσης Οδοστρωμάτων (EIPA), χαρακτηρίζοντάς την ως ένα υλικό που μπορεί να αντέξει για πάντα. Οι εργολάβοι ασφαλτοστρώσεων ξέρουν πώς να κάνουν εύκολα και γρήγορα τη δουλειά τους, ενώ η ίδια η άσφαλτος, χάρη στην 100% επανάχρησή της, δεν επιβαρύνει το περιβάλλον, την ώρα που νέες τεχνολογίες την καθιστούν ως την πιο βιώσιμη επιλογή.
Χαμηλό αρχικό κόστος, συντήρηση και διάρκεια ζωής
Τα ασφαλτικά πεζοδρόμια κατασκευάζονται γρήγορα, επειδή η άσφαλτος ουσιαστικά δεν χρειάζεται χρόνο «σκλήρυνσης» και οι αυτοκινητιστές μπορούν να χρησιμοποιούν τους δρόμους πολύ σύντομα μετά την κατασκευή.
Η έλλειψη αρμών πεζοδρομίου μειώνει τις απαιτήσεις συντήρησης από πλευράς δαπανών και δεν επηρεάζονται από τις ενέργειες κατάψυξης. Η άσφαλτος έχει χαμηλό αρχικό κόστος, διαρκεί πολύ και ανακυκλώνεται.
Η ανακτημένη άσφαλτος περιέχει πολλή πίσσα και η επαναθέρμανση και επαναχρησιμοποίηση είναι απλές. Παράλληλα, η επαναχρησιμοποίηση της ανακτημένης ασφάλτου αποφέρει σημαντική εξοικονόμηση, ειδικά εάν οι αποστάσεις μεταφοράς της παλιάς ασφάλτου είναι μικρές, ενώ η άσφαλτος που περιέχει την ανακτημένη άσφαλτο είναι εξίσου καλή με τη νέα, όπως σημειώνει η EAPA.
Τα πρότυπα και οι κανονισμοί της βιομηχανίας ασφάλτου ευνοούν τη χρήση της ανακτημένης ασφάλτου ως πρώτης ύλης στην παραγωγή ασφάλτου, καθώς νέα και ανακτημένη υπόκειται στις ίδιες απαιτήσεις ποιότητας.
Πρακτικά επίσης επιτυγχάνεται μείωση δαπανών καθώς η επαναχρησιμοποίηση της ασφάλτου μειώνει την ανάγκη και το κόστος μεταφοράς, μειώνοντας σημαντικά τις εκπομπές ταυτόχρονα. Η νέα τεχνολογία ασφάλτου εξασφαλίζει ταχεία διασπορά και αποστράγγιση επιφανειακών υδάτων βελτιώνοντας την οδική ασφάλεια.
Τα πορώδη υλικά ασφάλτου μειώνουν δραματικά το τυφλό σπρέι και με τη διασπορά επιφανειακών υδάτων μειώνουν επίσης τον κίνδυνο υδρολίσθησης. Η έγχρωμη άσφαλτος χρησιμοποιείται επίσης ως σήμανση – προειδοποίηση σε σχολεία, επικίνδυνες διασταυρώσεις κ.ά.
Τέλος, η βιομηχανία ασφάλτου είναι ένας από τους πρωτοπόρους της ανακύκλωσης και της επαναχρησιμοποίησης. Στην Ευρώπη το 68% της ανακτημένης ασφάλτου επαναχρησιμοποιείται στην κατασκευή νέων μιγμάτων (ειδικά HMA και WMA), το 19% ανακυκλώνεται ως κοκκώδες υλικό σε μη δεσμευμένα στρώματα δρόμου, το 1,25% χρησιμοποιείται σε άλλες εφαρμογές πολιτικών μηχανικών και το υπόλοιπο 11% τίθεται σε χώρο υγειονομικής ταφής.
Τα οφέλη της ασφάλτου στο οδόστρωμα
- Χαμηλό αρχικό κόστος κατασκευής των οδοστρωμάτων γεγονός που προσφέρει μεγαλύτερες επιφάνειες με μικρότερη χρηματοδότηση
- Χαμηλότερος ο θόρυβος από την κυκλοφορία οχημάτων
- Ομαλή εμπειρία οδήγησης σε «φρεσκοστρωμένα» οδοστρώματα
- Ευελιξία στο οδόστρωμα
- Εύκολη τακτική συντήρηση, χωρίς πολλές διακοπές λειτουργίας
Τα πλεονεκτήματα του σκυροδέματος
- Μπορεί τα οδοστρώματα από σκυρόδεμα να είναι πιο ακριβά αρχικά, έχουν όμως παρόμοιο κόστος κύκλου ζωής με την άσφαλτο
- Αντέχει βαρύτερα φορτία και οχήματα γι’ αυτό προτιμάται σε στάσεις λεωφορείων, αποβάθρες φόρτωσης και περιοχές που κυκλοφορούν φορτηγά
- Λιγότερος κίνδυνος συσσώρευσης νερού και διολίσθησης οχημάτων
- Λιγότερη «εξάρτηση» από το υπέδαφος καθώς μπορεί να «γεφυρώσει» τα μαλακά σημεία
- Μειωμένη τακτική συντήρηση με αντικατάσταση επιλεγμένων τμημάτων
Ζήτημα ασφάλειας
Αναφορικά με την οδική ασφάλεια, η αυξημένη ακαμψία του σκυροδέματος το καθιστά ικανό να αντέχει σε βαρύτερα φορτία γι’ αυτό κιόλας χρησιμοποιείται τσιμεντένιο οδόστρωμα σε στάσεις λεωφορείων, περιοχές κυκλοφορίας βαρέων φορτηγών σε αποβάθρες (εκ)φόρτωσης και πλακών αποθήκης.
Όπως εξηγεί επ’ αυτού ο καθηγητής Συγκοινωνιολογίας του ΕΜΠ, κ. Γιώργος Γιαννής: «Ένας σημαντικός παράγοντας της οδικής ασφάλειας είναι η ολισθηρότητα ή διαφορετικά η αντίσταση ολίσθησης ενός οδοστρώματος, ειδικά όταν η επιφάνειά του είναι βρεγμένη. Συνεπώς, η συγκέντρωση ατυχημάτων σε μια οδό λόγω βροχόπτωσης, μπορεί να αποτελεί ένδειξη έλλειψης τριβής μεταξύ της επιφάνειας του οδοστρώματος και των ελαστικών τροχού των εν κινήσει οχημάτων. Ο κίνδυνος ατυχημάτων αυξάνεται ακόμη περισσότερο σε συνθήκες οδού όπου η απαίτηση τριβής είναι υψηλή (π.χ. προσέγγιση σε μια διασταύρωση, οριζόντια καμπύλη, κατηφόρα) ή σε μεμονωμένες συνθήκες (π.χ. ρύπανση της επιφάνειας του οδοστρώματος). Σε γενικές γραμμές, όσο υψηλότερη είναι η τριβή που υπάρχει στη διεπιφάνεια οδοστρώματος-ελαστικού, τόσο καλύτερο έλεγχο έχει ο οδηγός στο όχημα. Η τριβή όμως εξαρτάται από τη μικρο-υφή και τη μακρο-υφή της επιφάνειας των οδοστρωμάτων, χαρακτηριστικά τα οποία συνδέονται άμεσα με τα υλικά και την κατασκευή της στρώσης κυκλοφορίας μιας οδού. Άρα, η αντιολισθητική ικανότητα της επιφάνειας της στρώσης κυκλοφορίας μιας οδού, κατασκευασμένης είτε με ασφαλτόμιγμα (ασφαλτικά οδοστρώματα) είτε με σκυρόδεμα (δύσκαμπτα οδοστρώματα), εξαρτάται από το μίγμα υλικών αλλά και τον τρόπο διάστρωσης και συμπύκνωσης της στρώσης κατά την κατασκευή της οδού».
Αυξανόμενος ανταγωνισμός με πολλές εναλλακτικές προτάσεις
Η άσφαλτος και το σκυρόδεμα συναντώνται παντού στην παγκόσμια υποδομή μεταφορών. Στον αντίποδα, νέες τάσεις και τεχνολογίες φέρνουν στο προσκήνιο ανταγωνιστικές λύσεις. Ειδικότερα:
- Ανακυκλώσιμα πλαστικά πέλετ στην πίσσα
Για έναν ασφαλτοστρωμένο δρόμο απαιτούνται περίπου 5% πίσσα και 95% άμμος, χαλίκι και πέτρα. Η πίσσα λειτουργεί σαν ένα ημι-ελαστικό συνδετικό υλικό. Τι θα συνέβαινε αν μέρος αυτού του συνδετικού υλικού θα μπορούσε να αντικατασταθεί από πλαστικό;
Απάντηση σε αυτό δίνει η εταιρεία MacRebur που ανακυκλώνει απορρίμματα πλαστικών δημιουργώντας σφαιρίδια που μπορούν να προστεθούν στο μείγμα ασφάλτου ως συμπληρωματικό συνδετικό υλικό, χωρίς να αντικαθιστά εντελώς την πίσσα αλλά μειώνει την απαιτούμενη ποσότητα. Σημαντικό επίσης είναι πως αυτή η διαδικασία δεν απαιτεί καμία τροποποίηση στις εγκαταστάσεις παραγωγής ασφάλτου
- Πίσσα από απορρίμματα
Πεπεισμένη πως μπορεί να αντικατασταθεί πλήρως η «πατροπαράδοτη» πίσσα με μια νέα βιο-πίσσα είναι η ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Aston του Μπέρμιγχαμ. Με τη διαδικασία της πυρόλυσης, οι επιστήμονες πειραματίστηκαν με θέρμανση σκουπιδιών (πλαστικά, οργανικά υλικά, χαρτί, ύφασμα) στους περίπου 500°C απουσία οξυγόνου, δημιουργώντας μια μαύρη ουσία με παρόμοια χαρακτηριστικά της πίσσας.
- Δρόμοι με ηλιακά πάνελ
Σε πηγές ενέργειας θέλει να μετατρέψει τους δρόμους η Solar Roadways, μια αμερικανική start-up που έχει ήδη λάβει χρηματοδότηση από το Υπουργείο Μεταφορών των ΗΠΑ και έχει συμμετάσχει σε δοκιμές σε ορισμένες πόλεις. Η εταιρεία έχει αναπτύξει ένα είδος ηλιακού panel όπου μπορεί κανείς και να περπατήσει και να οδηγήσει (τουλάχιστον με ελαφρύτερα οχήματα) καλύπτοντας παράλληλα τις ενεργειακές ανάγκες ενός δρόμου ή μιας γειτονιάς. Παράλληλα, παρέχει φώτα LED που μπορούν να λειτουργήσουν στα πλαίσια του Κ.Ο.Κ και υπέρ της οδικής ασφάλειας: Λωρίδες κυκλοφορίας, σήμανση για ταχύτητα ή ακόμα να θερμαίνει σημεία με πάγο.
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της Solar Roadways, εάν το προϊόν της αντικαταστήσει όλες τις πλακόστρωτες επιφάνειες στις ΗΠΑ, θα είναι σε θέση να παράγει τρεις φορές τις τρέχουσες ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας.
Σύγχρονες λύσεις
Τεχνολογία Laser και GPS για τη μετατροπή των Μηχανημάτων Έργων σε «Έξυπνα Μηχανήματα», που διασφαλίζουν ένα ασφαλές και «πράσινο» ψηφιακό εργοτάξιο. Σε αυτό εξειδικεύεται το Machine Control που προσφέρει η MOBACT, σύμφωνα με τον κ. Μιχάλη Καριζώνη. Τα οφέλη πολλά για εργολάβους και τεχνικές εταιρείες καθώς, μεταξύ άλλων, αυξάνεται η παραγωγικότητα και εξοικονομούνται υλικά και καύσιμα. Η παρουσία Συστημάτων Machine Control στα εργοτάξια της χώρας συμβάλλει σημαντικά στον ψηφιακό μετασχηματισμό των έργων υποδομής, καθώς επίσης και στην αναβάθμιση της Ποιότητας κατασκευής τεχνικών έργων. Σύγχρονες υπηρεσίες, υψηλού επιπέδου, στην έρευνα και τον σχεδιασμό έργων πολιτικού μηχανικού προσφέρει η NamaLab, αναλαμβάνοντας επίσης τον ποιοτικό έλεγχο κατασκευής και την εγκατάσταση επιτόπου εργαστηρίων. Όπως σημειώνει ο κ. Στρατάκος η εταιρεία διαθέτει ιδιόκτητο σύστημα γεωραντάρ για έρευνες σε μικρό και μεγάλο βάθος, σύστημα εντοπισμού μεταλλικών αγωγών και όχημα καταγραφής χαρακτηριστικών οδικού δικτύου.