2016/2: közút, vasút, városi vasút, alagút, geológia, híd, aluljáró, felüljáró, vízépítési műtárgy, csatornahálózat, anyagvizsgálat, szigetelés, zsalurendszer, tároló
2016. július 26.

Szerző:
Tóth Csaba okl. építőmérnök, PhD egyetemi docens
toth@epito.bme.hu

Soós Zoltán okl. építőmérnök, PhD-hallgató
soos.zoltan@epito.bme.hu

BME Út- és Vasútépítési Tanszék


Környezettudatosan tervezett útburkolatok és közutak

A „fenntartható” útpályaszerkezetek

Egy adott közúti közlekedési létesítmény megvalósítása, elismert pozitív gazdasági és társadalmi hatásai mellett, elhelyezkedésétől és jellegétől függetlenül teljes életciklusa folyamán jelentős hatást fejt ki a természeti környezetre és – akár közvetlenül, akár közvetve – az érintett lakosságra. Ezek a hatások egyöntetűen megjelennek a tervezési, a kivitelezési, az üzemeltetési és esetlegesen a rekultivációs időszakokban is, így jelentőségük, mértékük meghatározása alapvető fontosságú.


A műszakilag fejlettebb nemzetek útügyi adminisztrációi, építőanyag-gyártók és kivitelező társaságok mérnökei egyre aktívabban támogatják a fenntarthatóság-orientált mérnöki gyakorlatokat, és – akár önkéntesen is – ennek szellemében bonyolítanak le projekteket. Ennek nyomán az olyan fogalmak, mint zöld autópálya, fenntartható pályaszerkezet, szénlábnyom, környezeti életciklus-elemzés stb. egyre nagyobb számban jelennek meg a nemzetközi szakirodalomban.

A fenntartható fejlődés vagy – terjedő alternatív szóhasználattal élve – fenntartható fejlesztés tárgykörének, az általános érdeklődés homlokterében szereplő fenntartható közlekedés mellett, a fenntartható utak és burkolatok is jól elkülöníthető, de mégis szervesen hozzá tartozó részét képezik. Hiszen például a fenntarthatóság útpályaszerkezetek esetén is értelmezhető, az életciklusa során például egy autópályának is ki kell elégítenie a társadalmi fejlődésből és gazdasági növekedésből adódó funkcionális követelményeket, ugyanakkor csökkentenie kell a környezetre gyakorolt hatásokat és a természeti erőforrások felhasználását. Az ábra egy átlagos amerikai autópálya-szakasz néhány elemén keresztül villantja fel a környezettudatos megközelítés lehetőségét.

Ábra. A környezettudatos megközelítés komplex megjelenítése egy átlagos autópálya-szakaszon (Gopalakrishnan, 2011)

Útjaink pályaszerkezetei esetén a cél egyértelmű: egyrészt meg­növelni a két legelterjedtebb burkolattípus, az aszfalt- és betonburkolat fenntarthatóságát, másrészt olyan új műszaki, technológiai megoldásokat kimunkálni, amelyek segítségével újrahasznosított anyagokat, ipari hulladékokat is felhasználva, hosszú élettartamú utakat építhetünk, amelyek biztonságosak, csendesek, tartósak és gazdaságosak, felületük minimálisra csökkenti a városi hőszigethatást1, esetleg még energiakinyerésre is alkalmasak, továbbá segítik megfelelően kezelni a felületükre jutott csapadékvizet.

1 Hőszigeten azokat a zöldterület nélküli, sűrűn beépített városi területeket értjük, amelyek hőmérséklete magasabb a környező beépítetlen területekénél.
.............................

Figyelemfelkeltés okán csak néhány tematikus angol szakkifejezés, amelyek hazai megismertetése és meghonosítása ebben a témakörben fontos lenne:
  • Recycled and reused materials, azaz újrahasznosított és újrafelhasznált anyagok.
  • Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), azaz visszanyert aszfaltburkolat.
  • Recycled Concrete Aggregate (RCA), azaz újrahasznosított beton adalékanyag.
  • Cold in-place Recycling (CIR), azaz helyszíni hideg újrahasznosítás.
  • Full-depth Reclamation (FDR), azaz pályaszerkezet teljes vastagságú visszanyerése.
  • Rubblization, azaz helyben aprítás.
  • Long-Life Pavements, azaz hosszú élettartamú burkolatok.
  • Perpetual Pavement, azaz örök életű burkolat.
  • Long-Life Asphalt Pavements, azaz hosszú élettartamú aszfaltburkolatok.
  • Long-Life Concrete Pavements, azaz hosszú élettartamú betonburkolatok.
  • Warm-Mix Asphalt, azaz mérsékelten melegen kevert aszfalt.
  • Permeable Pavements, azaz áteresztő burkolatok.
  • Porous Asphalt Pavement, azaz porózus aszfaltburkolat.
  • Pervious Concrete Pavement, azaz vízáteresztő beton­burkolat.
  • Permeable Concrete Block Pavement, azaz vízáteresztő betonidomkő burkolat.
  • Cool Pavements, azaz hűvös aszfaltburkolatok.
  • Quiet Pavements, azaz zajcsökkentő burkolat.
  • Quiet Asphalt Pavement, azaz zajcsökkentő aszfaltburkolat.
  • Quiet Concrete Pavement, azaz zajcsökkentő betonburkolat.
  • Cementitious materials, azaz cementkötésű anyagok.
  • Blended Hydraulic Cements, azaz válogatott összetevőjű hidraulikus cement.
  • Performance-Specified Hydraulic Cements, azaz teljesítményspecifikus hidraulikus cementek.
  • Portland-Limestone Cement (PLC), azaz mészkő portlandcement.
  • Next-Generation Cement, azaz következő generációjú cement.
  • Concrete materials Engineered Cement Composites (CECC), azaz tervezett összetételű cement kompozit.
  • Self-Consolidating Concrete (SCC), azaz önszilárduló beton.
  • Geopolimer Concrete, azaz geopolimer beton.
  • Asphalt Paving materials, azaz aszfaltburkolati anyagok.
  • Recycled Asphalt Shingles (RAS), azaz újrafelhasznált zsindelyhulladék.
  • Two-Lift Concrete Paving, azaz kétrétegű betonburkolat-építés.
  • Photocatalytic Road Pavements, azaz fotokatalitikus útburkolat.
  • Energy-Harvesting Pavements, azaz energiatermelő burkolat.

Ahhoz azonban, hogy az új anyagok, technológiák megjelenjenek a mindennapi kivitelezéseken, először a műszaki szabályozásban, majd a tervezői gyakorlatban kell meghonosodniuk.

A környezettudatos tervezés nehézségei

A nemzetközi szakirodalomban a közelmúltban számos kutatási jelentés foglalkozott a fenntartható tervezés előtt álló nehézségekkel és akadályokkal (Chang et al., 2015). A fontosabb tanulmányokat az 1. táblázat foglalja össze.

Látható, hogy az okok szerteágazóak, azonban a tapasztalathiány, illetve a törvényi/műszaki szabályozás jelenlegi fogyatékosságai, továbbá a finanszírozás jelentette korlátok dominánsnak tekinthetők.

Egy nemzetközi kutatás a fenntartható tervezés nehézségeit alaposabban is vizsgálta, és ennek során egy 60 elemből álló listát állítottak össze a fenntartható tervezés szempontjairól (2. táblázat). A szempontok között 15 anyagi, 45 technológiai jellegű volt, és 14 útépítéssel kapcsolatos szakágba sorolható.

A fenntartható úttervezéssel kapcsolatos nehézségek és okok fel­tárására készített listáról 23 – legalább húszéves gyakorlattal rendelkező – tervezővel készítettek interjút nyolc alkalommal. A 60 szempont alapján arra kérték a tervezőket, hogy határozzák meg a nehézségek szintjét, okait és ezek arányait. Tekintettel arra, hogy a tervezési feladatokat a tervezők ismerik igazán, megrendelőket és a szerződésben részt vevő más szereplőket nem kérdeztek meg.

A fenntarthatósági szempontok alkalmazásánál három nehézségi szintet jelöltek meg: a „–” jel azonos vagy alacsony, a „+” közepes, a „++” jel magas nehézségi szintet jelöl a hagyományos tervezéshez viszonyítva. Az egyes szempontok nehézségi fokát a három szint alapján számolták. Az alacsony szint 0, a közepes 1, a magas 2 pontot ér. A 14 szakág nehézségi szintjeit a 2. táblázat foglalja össze. Például a Geometria és kitűzés esetében két szempont alacsony, egy szempont közepes értékelést kapott. Ennek alapján a súlyozás tehát 2 × 0 + 1 × 1 + 0 × 2 = 1 pont, és a 3 elem alapján az átlag 0,3.

A 2. táblázat 28 alacsony, 18 közepes és 14 magas szintet jelöl, ami százalékosan 47, 30 és 23%-ot jelent. A 60-ból 28 szempontnak a beépítését jelezték alacsony nehézségűnek, ami azt jelenti, hogy a tervezésben való alkalmazásuk a tervezést nem nehezíti meg. A 60 elem összes nehézségi szintje 46 pont, ami átlagos 0,77 pontot jelent, vagyis az átlagos nehézség 0 és 1 között van, ami azt mutatja, hogy a fenntartható tervezés ennyivel nehezíti a hagyományos tervezést. A 14 szakágból a Táj és ökológia, illetve a Hidak rendelkeznek a legmagasabb pontszámmal, mert e szakágakon belül kell a legtöbb szempontot (12 és 10) figyelembe venni.
A Közlekedési létesítmények szempontnak van a legnagyobb nehézségi foka: 1,5. A következő fenntarthatósági szempontok a pontszámok szerint nem jelentenek nehézséget a hagyományos tervezéshez képest: Rézsűvédelem, Közlekedésfenntartás, az Elektromos munkák (0 pont).
Érdekes, de nem meglepő, hogy a legtöbb anyaggal kapcsolatos szempont alacsony pontszámot kapott, mivel ezeket a hagyományos útépítésben is alkalmazzák, ezzel szemben a technológiai jellegű nehézségek nagyobb problémát jelentenek, mint az anyagi jellegűek. Ennek oka, hogy a fenntarthatóság egy újfajta megközelítés, és még kevés az alkalmazható technológia, a fenntarthatósági technológiák alkalmazása nehezebb, mint az anyagok használata.

Miután a 60 fenntarthatósági szempont alkalmazásának nehézségét meghatározták, az 1. táblázatban is szereplő kilenc ok hatását vizsgálták a tervezők bevonásával. A kilenc ok közül Költségvetés, határidők; Kritériumok és előírások; Tapasztalat hiánya merülnek fel leggyakrabban (hétszer), ezt követi a Megrendelők, üzletpolitika, törvény hatszor, a Források és technológiák ötször – mint a leggyakrabban előforduló okok a nehézségek között. A 3. táblázatban szereplő első négy ok a tervezés előtt jelent problémát, a maradék öt pedig a tervezés során merül fel.

Az okokat szubjektív és objektív okokra bontották. Szubjektív ok: Tapasztalat hiánya. Objektív okok: Természeti előfeltételek; Kevés adat; Kritériumok és előírások; Források és technológiák; Építhetőség, fenntarthatóság. A maradék három mindkét kategóriának része: Megrendelők, üzletpolitika, törvény; Költségvetés, határidők; Koordináció. A Megrendelők, üzletpolitika, törvény és a Költségvetés, határidők a megrendelők befolyása alatt áll, a Tapasztalat hiánya és a Koordináció az, amit a tervezők befolyásolni tudnak.

A nehézségek okai 63-37 arányban oszlanak el az előkészítés és a tervezés között, azaz a fenntartható tervezések során a tervezés megkezdése előtt több nehézség adódik, mint a tervezéskor.
A fenntarthatóság tehát már a tervezőasztalon eldől!
Összegzés: ez a vizsgálat rámutatott a fenntartható úttervezés nehézségeire és okaira. A tervezőknek ezekkel tisztában kell lenniük, amikor megválasztják a tervezéseik szempontjait és felmérik, hogy hogyan tudják az egyes fenntarthatósági szempontokat a terveikbe beépíteni.

Összefoglalás

Az utóbbi évtizedben megalkották a fenntartható útburkolat/közút fogalmát – „sustainable pavement/highway” – és ennek kapcsán olyan előremutató értékelői rendszerek (pl.: „green rating systems”) jelentek meg a nemzetközi útügyi döntéshozatali gyakorlatban, melyek képesek a közúti beruházások fenntarthatóságát objektív szempontrendszer alapján jellemezni. Ezek a módszerek a pusztán gazdasági szempontok helyett a környezet, társadalom, gazdaság hármas szempontrendszer egyensúlyára alapozva adnak átfogó képet a közlekedésfejlesztési beavatkozások jövőnkre gyakorolt komplex hatásáról. Ezek az eszközök fokozatosan épülnek be a nemzetközi gyakorlatba mind a szakmai, mind a politikai döntés­hozás folyamatában, és egyre inkább képesek a fenntartható fejlesztés megvalósítását hatékonyan elősegíteni.
Noha az új szemléletű útburkolat-építés terén egyre újabb technológiákat vezetnek be az útpályaszerkezetek tervezése, építése és fenntartása során, ma még általános irányelvek sem állnak rendelkezésre egy egységes fenntarthatósági koncepciót illetően, sem pedig azzal kapcsolatosan, hogy melyek a legjobb gyakorlati irányelvek a fenntartható fejlesztés szempontjából. Habár angol, kanadai, francia és egyéb nemzetközi megoldások már napvilágot láttak, a fenntartható koncepció napi gyakorlatba ültetése terén a legelőre­haladottabb eredmények az Egyesült Államokból származnak.
Fontos szem előtt tartani, hogy ezek a zöld értékelési rendszerek ugyan folyamatos fejlesztés alatt állnak, de egyre jobban tökéletesednek, és európai terjedésüket jól példázza megjelenésük a francia gyakorlatban is (Keresztes, 2013). A „Route Durable” – azaz „fenntartható út” – egy olyan, a beruházó által önként vállalt minősítési eljárás a francia gyakorlatban, amely szintén azt célozza, hogy egy beruházás „fenntartható fejlődés” faktorát mérje. Például a Valenciennes északi elkerülő során a vizes élőhelyek védelme kitüntetett figyelmet kapott, és a negatív hatásokat egyebek között a projekt területigényének csökkentésével is próbálták ellensúlyozni. Az eljárás alkalmazásának eredményeként például a tervezett tározó-párologtató medencék méretének csökkentését az úttöltésben vízszintesen elhelyezett csövek biztosította többlet-tározókapacitással oldották meg.
Az európai uniós beruházási stratégiák egyik fő célja a fenntartható fejlesztés megvalósítása az útépítési beruházások során is, ezért ennek a Nemzeti Közlekedési Stratégia és az európai uniós finanszírozás is kiemelt figyelmet szentel. A hazai útügyi adminisztráció ugyan – az EU-s irányelvekkel összhangban – szintén elkötelezett a közúti beruházások fenntarthatósága és környezettudatossága iránt, azonban azok eléréséhez elengedhetetlen lenne egy olyan eszköztár kifejlesztése és mielőbbi gyakorlati alkalmazása, mely képes a közúti infrastruktúra-beruházások fenntarthatóságát objektív módon megítélni, illetve számszerűen jellemezni (Tóth és Soós, 2014).
Jelenleg sajnos ilyen kidolgozott hazai módszertan nem áll rendelkezésre. A fenntartható közlekedésfejlesztés meghonosításának alapfeltétele olyan értékelési rendszer kidolgozása, amely objektíven, számszerűen, összehasonlíthatóan jellemzi a stratégiákat, projekteket, műszaki részleteket.•


Irodalom
Kasthurirangan Gopalakrishnan: Sustainable Highways Pavements and Materials. 2011, eBook

Andrew S. Chang & Calista Y. Tsai (2015): Difficulty and reasons for sustainable roadway design – the case from Taiwan. Journal of Civil Engineering and Management, 21:4, 395-406, DOI: 10.3846/13923730.2013.802724

Keresztes, M: Csapadékvíz-kezelés fokozottan védett területen. Diplomamunka, 2013. Párizs. École Nationale des Ponts et Chaussées.

Tóth Csaba, Soós Zoltán: Mi a fenntartható – és mi nem az: közúti beruházások fenntarthatóságának objektív értékelési rendszerei. Útügyi Lapok: a közlekedésépítési szakterület mérnöki és tudományos folyóirata 2014:(4) Paper 6. (2014)

 
Innotéka Mélyépítés