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.