Odporne na zmianę klimatu normy projektowania, budowy i utrzymania dróg

Transport drogowy ma zasadnicze znaczenie dla gospodarki i społeczeństwa na całym świecie. W 2017 r. transport drogowy w UE-28 stanowił 73,3 % całkowitego wolumenu transportu towarów lądowych i 80,1 % transportu pasażerskiego. Aby zapewnić nieprzerwaną dostępność sieci drogowej, należy podjąć działania mające na celu zwiększenie odporności infrastruktury transportu drogowego na ekstremalne zjawiska pogodowe i zmianę klimatu, które powinny równolegle i w synergii sprostać pozostałym wyzwaniom, przed którymi stoi transport drogowy, takim jak stopniowy wzrost i zmniejszenie intensywności emisji dwutlenku węgla w transporcie zgodnie ze strategią neutralną pod względem emisji dwutlenku węgla.

Skutecznym sposobem zwiększenia odporności transportu drogowego jest identyfikacja, opracowanie lub zmiana, a następnie wdrożenie norm budowlanych i projektowych. Działania te powinny zostać włączone do znormalizowanego i dobrze opisanego procesu mającego na celu zwiększenie ogólnej odporności sieci drogowej. Ramy przystosowania infrastruktury drogowej zostały opisane i pilotowane w ramach projektu ROADAPT (Drogi na dziś, przystosowane do jutra). Ramy dostosowawcze uwzględniono również w sprawozdaniu PIARC (2015 r.), w którym określono cztery główne etapy:

1. Określenie zakresu, zmiennych, ryzyka i danych ze szczególnym uwzględnieniem scenariuszy zmiany klimatu dla danego terytorium oraz analizy narażenia i wrażliwości aktywów drogowych na zmianę klimatu.
2. Ocena i nadanie priorytetu ryzyku. Etap ten obejmuje analizę podatności na zagrożenia przeprowadzaną w celu zidentyfikowania krytycznych elementów infrastruktury drogowej.
3. Opracowanie i wybór reakcji i strategii adaptacyjnych. Etap ten określa określanie, selekcję i ustalanie priorytetów reakcji adaptacyjnych zidentyfikowanych w ramach etapów 1 i 2.
4. Uwzględnianie wyników w procesach decyzyjnych. Mianowicie wyniki etapów 1-3 powinny zostać skutecznie uwzględnione w zakładach zarządzania aktywami, planach inwestycyjnych, strategiach zarządzania ruchem oraz innych dokumentach i standardach strategicznych.

Aktywa transportu drogowego wymagające zweryfikowanych norm można podzielić na następujące kategorie.

Chodnik drogowy

Główne zagrożenia dla nawierzchni dróg związane ze zmianami klimatu to, w zależności od strefy klimatycznej, ekstremalne ciepło i nasłonecznienie, większe występowanie ulewnego deszczu i wahania temperatury wokół punktu zamarzania.

Bardzo wysokie temperatury objawiają się zwiększonym ryzykiem rutyny asfaltu, płukania i krwawienia powierzchni bitumicznych i/lub pęknięć. Wraz ze wzrostem temperatury mieszanki asfaltowej faza spoiwa traci sztywność, a nieodwracalne odkształcenia spowodowane statycznym lub dynamicznym obciążeniem ruchu gromadzą się w szybszym tempie. Możliwe rozwiązania obejmują następujące rozwiązania:

• Dostosowanie konstrukcji mieszaniny bitumicznej (używanie spoiwa o wyższej temperaturze zmiękczania, w tym modyfikacja polimeru bitumu, wybór mocniejszego szkieletu kruszywa);
• Regulacja konstrukcji konstrukcyjnej nawierzchni (projekty elastyczne, półsztywne i sztywne/kompozytowe);
• Większe wykorzystanie betonu ze względu na wyższą odporność na temperaturę i inne zalety (dłuższa żywotność, możliwość zwiększonego obciążenia, mniejsza potrzeba konserwacji), choć nieco wyższe koszty zakupu.
• Zmiana konstrukcji mieszanki betonowej nawierzchni w celu zmniejszenia ilości potrzebnej wody.
• Zwiększenie współczynnika odbicia (albedo) nawierzchni drogi, np. poprzez zastosowanie jasnych, kolorowych elementów na drodze lub powłok odblaskowych nawierzchni dróg.
• Chodniki chłodzące wodą.

Podstawowymi skutkami wzrostu częstotliwości intensywnych opadów są uszkodzenia asfaltu przez wodę, zmniejszona nośność niższych warstw chodnikowych oraz zmniejszenie bezpieczeństwa i komfortu dla użytkownika (mniej tarcia, mniejszy komfort). Możliwe reakcje adaptacyjne, podobne do tych, które radzą sobie z wahaniami temperatury i wyższą częstotliwością cykli zamrażania/odmrażania, to:

• Korzystanie z chodników przepuszczalnych/zbiorników. Woda jest przechowywana w strukturze chodnikowej i infiltrowana do gleby lub odprowadzana przez system odwadniający.
• Zastosowanie porowatych górnych warstw, które mogą ułatwić odprowadzanie wody na boki drogi i zapobiec aquaplaningowi.
• Dla powierzchni betonowych zaleca się wyższą zawartość cementu i niższe proporcje cementu wodnego.
• Opracowanie powłok hydrofobowych odpowiednich do stosowania na poziomie powierzchni mikromechanicznej lub nawierzchniowej.

Systemy odwadniania dróg

Wydajność systemu odwadniania powinna być dostosowana do większej intensywności i częstotliwości ekstremalnych opadów deszczu i uzupełniona o instalacje do zatrzymywania wody (np. tamy, zbiorniki) oraz środki ochrony strukturalnej (kopy, nasypy). Konstrukcja przepustów powinna być dostosowana do wyższych objętości wody w krótkim czasie. Jeśli chodzi o zdefiniowanie struktury zdolności systemu odwadniania, należy zastosować krzywe natężenia-czasu i częstotliwości (krzywe IDF), biorąc pod uwagę wpływ zmiany klimatu i uaktualniając te krzywe IDF z charakterystyką opadów prognozowaną w przyszłych scenariuszach klimatycznych.

Mosty i podobna infrastruktura

Główne obawy związane ze zmianą klimatu związane z projektowaniem, budową i zarządzaniem istniejącymi strukturami mostowymi to większe występowanie powodzi, większe zrzuty rzek, erozja i niestabilność nachylenia nachylenia oraz wahania temperatury. Normy dotyczące obecnie stosowanych konstrukcji mostowych wykazują znaczną odporność na te skutki; niemniej jednak trwają badania nad nowymi normami odpornymi na zmianę klimatu.

Roślinność wzdłuż dróg

Roślinność wzdłuż dróg przyczynia się do ochrony środowiska, w szczególności zmniejsza hałas i zanieczyszczenia, a także może pełnić funkcję adaptacyjną, na przykład chroniąc drogi przed bezpośrednim światłem słonecznym. Z drugiej strony niewłaściwe wykorzystanie roślinności wzdłuż drogi może być czynnikiem ryzyka zakłóceń ruchu w przypadku wystąpienia ekstremalnych zdarzeń pogodowych, a także może wpływać na bezpieczeństwo ruchu drogowego. Zalecenia dotyczące budowy dróg odpornych na zmianę klimatu obejmują zatem zastąpienie dojrzałych drzew żywopłotami (przy użyciu elastycznych roślin drzewiastych odpowiednich i bardziej dostosowanych do danej strefy klimatycznej) oraz sadzenie roślinności w wystarczającej odległości od drogi.

Zmiana klimatu wpłynie również na utrzymanie dróg, które w związku z tym należy wziąć pod uwagę przy korzystaniu z infrastruktury drogowej odpornej na zmianę klimatu. Należy zwrócić uwagę na wszystkie usługi konserwacyjne, takie jak czyszczenie i konserwacja systemów odwadniających, usuwanie uszkodzeń burzowych, czyszczenie dróg, przycinanie szczotek oraz usuwanie śniegu i lodu. Skuteczność działań adaptacyjnych i planowania konserwacji można odpowiednio uzupełnić o elementy telematyki drogowej, w szczególności kamery internetowe, stacje pogodowe, czujniki obciążenia drogowego oraz zaawansowane systemy telematyczne, które są w stanie regulować przepływ ruchu i zapobiegać zatorów komunikacyjnych.

Kategorie IPCC

Strukturalne i fizyczne: opcje inżynierii i środowiska zbudowanego, Strukturalne i fizyczne: opcje technologiczne

Udział zainteresowanych stron

Określenie, opracowanie i wdrożenie norm odpornych na zmianę klimatu w odniesieniu do infrastruktury transportu drogowego wymaga zaangażowania szerokiego grona zainteresowanych stron. Proces ten jest zwykle uruchamiany i koordynowany przez administracje lub agencje odpowiedzialne za zarządzanie transportem drogowym. Tematy te są naukowo wspierane przez instytucje badawcze działające w dziedzinie transportu zrównoważonego rozwoju, na przykład FEHRL (Forum Europejskich Krajowych Laboratoriów Badań Drogowych), a także przez instytuty badawcze specjalizujące się w badaniach klimatycznych, które dostarczają dane wejściowe do oceny ryzyka i narażenia. Po zidentyfikowaniu nowe standardy budowlane są wdrażane przez firmy budowlane działające w dziedzinie budownictwa inżynieryjnego.

Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające

Ponieważ wdrażanie nowych lub zmienionych norm odbywa się głównie w ramach przebudowy istniejącej lub budowy nowej infrastruktury, skuteczność działań adaptacyjnych zależy od planów rozwoju infrastruktury drogowej. Inne ważne czynniki sukcesu to dostępność i jakość szczegółowej wiedzy na temat ryzyka zmiany klimatu i podatności sieci drogowej na danym obszarze oraz wystarczające zasoby instytucjonalne, finansowe i ludzkie.

Budowa nowych dróg lub dostosowanie istniejących dróg do nowych norm klimatycznych może być sprzeczne z planami rozwoju terytorialnego (np. w zakresie mieszkalnictwa), innymi strategiami sektorowymi lub celami ochrony środowiska. Identyfikacja i rozwiązywanie potencjalnych konfliktów jest zatem konieczne w początkowej fazie projektowania i budowy dróg.

Koszty i korzyści

Koszty zależą od wielkości obszaru będącego przedmiotem zainteresowania, długości sieci drogowej, której dotyczy interwencja dostosowawcza, poziomu ryzyka związanego ze zmianą klimatu, z jakim boryka się infrastruktura transportu drogowego, oraz od konkretnych rodzajów środków dostosowawczych. Środki finansowe są zazwyczaj zapewniane przez władze drogowe; mogą one być współfinansowane z budżetów publicznych przeznaczonych na przystosowanie się do zmiany klimatu i rozwój infrastruktury przy ewentualnym wykorzystaniu europejskich instrumentów finansowych.

Oczekuje się, że główne korzyści będą związane z zapewnieniem łączności i eksploatacji sieci transportu drogowego również w przypadku ekstremalnych zjawisk pogodowych i w zmienionych warunkach klimatycznych, co ma pozytywny wpływ na dobrobyt gospodarczy, bezpieczeństwo i dobrobyt. Ponadto oczekuje się długoterminowych oszczędności w kosztach eksploatacji i utrzymania infrastruktury transportowej.

Aspekty Prawne

Głównym dokumentem strategicznym UE mającym znaczenie dla dostosowania transportu do zmiany klimatu jest biała księga w sprawie transportu „Plan utworzenia jednolitego europejskiego obszaru transportu – w kierunku konkurencyjnego i zasobooszczędnego systemu transportu”. Jednym z celów tej strategii jest zapewnienie, by finansowana przez UE infrastruktura transportowa uwzględniała potrzeby w zakresie efektywności energetycznej i wyzwania związane ze zmianą klimatu (odporność na klimat całej infrastruktury), na szczeblu krajowym rozwój transportu drogowego, jego zrównoważony rozwój i przystosowanie się do zmiany klimatu były uwzględniane w krajowych strategiach transportowych, a w niektórych przypadkach w krajowych planach przystosowania się do zmiany klimatu określających priorytety i środki dla każdego sektora. Normy techniczne dotyczące projektowania i eksploatacji infrastruktury transportu drogowego są określone w przepisach krajowych.

Czas wdrożenia

Czas potrzebny na wdrożenie pełnego przeglądu norm odpornych na zmianę klimatu w odniesieniu do infrastruktury drogowej może wahać się od 1-3 lat, w zależności od kraju i zakresu. Realizacja na miejscu może trwać od miesięcy do kilku lat, w zależności od wielkości i stopnia złożoności robót budowlanych.

Okres użytkowania

Zmienione normy stosowane do budowy nowej infrastruktury drogowej oraz modernizacji i utrzymania istniejącej infrastruktury mają zwykle okres eksploatacji od 25 do 100 lat. Żywotność infrastruktury drogowej wynosi kilka dekad w zależności od poziomu utrzymania i warunków eksploatacji (np. obciążenia ruchem, warunków naturalnych itp.).

Strony internetowe:

Bibliografia: