Analiza zużycia energii oraz emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia nawierzchni asfaltowej i betonowej*

Transkrypt

1

2

3 Analiza zużycia energii oraz emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia nawierzchni asfaltowej i betonowej* Inspiracją do napisania pracy był artykuł Pana Harlem Burtland a opublikowany w Raporcie Narodów Zjednoczonych w 1987 roku [1], który wprowadził pojęcie nawierzchni zrównoważonej. Nawierzchnia taka powinna spełniać kryteria dotyczące: optymalizacji zużycia naturalnych złóż, ograniczenia zużycia nawierzchni, redukcji wpływu gazów na wzrost efektu cieplarnianego, zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza, wody i gleby, zapewnienia wysokiego poziomu komfortu i bezpieczeństwa dla użytkowników drogi. Stworzenie nawierzchni zrównoważonej ma na celu znalezienie równowagi pomiędzy aktualnymi i przyszłymi potrzebami użytkowników dróg oraz wpływem na środowisko. Stworzenie nawierzchni zrównoważonej pomoże rozwiązać problem nadmiernego zużycia bogactw naturalnych oraz zanieczyszczenia środowiska dzięki możliwości wykorzystania alternatywnych surowców. Zrównoważenie ma prowadzić do wytworzenia nawierzchni o najlepszych parametrach, zapewniającej optymalny poziom bezpieczeństwa użytkowania przy jednoczesnej minimalizacji zużycia materiałów i energii oraz emisji takich gazów jak: CO2, N2O, CH4, przyczyniających się do powstawania efektu cieplarnianego. Cykl życia nawierzchni rozumie się jako okres czasu począwszy od wykonania nowej konstrukcji nawierzchni, poprzez wykonywane zabiegi utrzymaniowe w całkowitym okresie eksploatacji do momentu przebudowy. Analizie poddano następujące etapy, jako składowe cyklu życia nawierzchni: wydobycie surowców, produkcja materiałów (rafineria, kamieniołom, cementownia, huta stali), wytworzenie mieszanek: mineralno asfaltowej, betonowej, transport materiałów na wszystkich etapach produkcji, budowa konstrukcji nawierzchni drogowej, utrzymanie w całkowitym okresie eksploatacji. 4 cm SMA 0 12,8 8 cm beton asfaltowy cm beton asfaltowy 0 31,5 22 cm kruszywo łamane stabilizowane mechanicznie o ciągłym uziarnieniu 0 31,5 15 cm kruszywo stabilizowane mechanicznie, CBR 40% (warstwa odsączająca, platforma robocza) h podłoże wzmocnione (ulepszone) dostosowane do wymagań konstrukcji nawierzchni E2 120 MPa podłoże naturalne (grunt rodzimy) Rys. 1. Konstrukcja nawierzchni asfaltowej jezdni głównych autostradowej obwodnicy Poznania 27 cm beton cementowy B40 18 cm chudy beton R28=6 9 MPa 20 cm grunt stabilizowany cementem podłoże naturalne (grunt rodzimy) Rys. 2. Konstrukcja nawierzchni betonowej alternatywa dla konstrukcji autostradowej obwodnicy Poznania 1

4 Przedmiotem badań była konstrukcja nawierzchni asfaltowej autostradowej obwodnicy miasta Poznania oraz konstrukcja nawierzchni betonowej zaprojektowana jako alternatywa dla powyższej nawierzchni asfaltowej (rys. 1, rys. 2). Analizę przeprowadzono na podstawie danych zaczerpniętych z badań wykonanych i opublikowanych przez francuską firmę COLAS [1]. Badania te przedstawiają energochłonność oraz emisję gazów cieplarnianych dla większości materiał ów i procesów technologicznych stosowanych w budownictwie drogowym. Zużycie energii zostało wyrażone w MJ/t produktu, natomiast wartość emisji gazów cieplarnianych przedstawiona została za pomocą ekwiwalentu CO2 w kg/t produktu. W niniejszej analizie obliczono wartosci energochłonności oraz emisji gazów powstałych w procesie budowy nawierzchni zarówno asfaltowej jak i betonowej biorąc pod uwagę wszystkie komponenty każdej z warstw oraz wszystkie procesy towarzyszące produkcji danej warstwy. W przypadku konstrukcji nawierzchni asfaltowej są to: produkcja kruszywa, produkcja mączki mineralnej, produkcja asfaltu, produkcja gorącej mieszanki asfaltowej, transport mieszanki z wytwórni na miejsce wbudowania, układanie gorącej mieszanki asfaltowej oraz produkcja dodatków. Natomiast w przypadku konstrukcji nawierzchni betonowej uwzględniono następujące materiały i procesy: produkcja cementu, produkcja kruszywa, woda, produkcja stali, produkcja mieszanki betonowej, transport mieszanki na miejsce wbudowania, układanie nawierzchni z betonu cementowego. Przy ustalaniu zawartości składników posiłkowano się Ogólnymi Specyfikacjami Technicznymi. Analiza energochłonności i emisji gazów cieplarnianych nawierzchni asfaltowej autostradowej obwodnicy Poznania Zwartości uzyskanych w wyniku obliczeń można stwierdzić, że najbardziej energochłonnymi warstwami, spośród pięciu analizowanych, są warstwy asfaltowe. Widać to wyraźnie na wykresie zmieszczonym na rys. 3, który przedstawia ilość potrzebnej energii do wyprodukowania i ułożenia 1 tony materiału danej warstwy. Zużycie energii MJ/t Kruszywo naturalne BA 0-31,5 SMA Kruszywo łamane 0-31,5 BA 0-25 Rys.3 Zużycie energii potrzebnej do wyprodukowania i ułożenia 1 tony materiału danej warstwy nawierzchni asfaltowej Emisja gazów cieplarnianych kg/t Kruszywo naturalne BA 0-31,5 SMA Kruszywo łamane 0-31,5 BA 0-25 Rys.4 Emisja gazów cieplarnianych podczas produkcji i układania 1 tony danej warstwy nawierzchni asfaltowej Zużycie energii MJ/t Grunt stabilizowany cementem Chudy beton Beton cementowy Emisja gazów cieplarnianych kg/t Grunt stabilizowany cementem Chudy beton Beton cementowy Zużycie energii MJ/t Kruszywo naturalne BA 0-31,5 SMA Chudy beton Kruszywo łamane 0-31,5 BA 0-25 Grunt stabilizowany cem. Beton cementowy Rys.5 Zużycie energii potrzebnej do wyprodukowania i ułożenia 1 tony materiału danej warstwy nawierzchni betonowej Rys.6 Emisja gazów cieplarnianych podczas produkcji i układania 1 tony materiału danej warstwy nawierzchni betonowej Rys.7 Zużycie energii analizowanych technologii 2

5 Wpływ na ten stan rzeczy ma zarówno duża energochłonność produkcji samego asfaltu jak i wytwarzanie mieszanki mineralno asfaltowej. Związane jest to z koniecznością utrzymywania bardzo wysokich temperatur we wszystkich cyklach produkcji mieszanki mineralno asfaltowej, począwszy od procesów destylacji ropy naftowej na układaniu i zagęszczaniu kończąc. Wpływ na energochłonność danej warstwy konstrukcji ma również produkcja kruszywa, transport i układanie tej warstwy. Różnice energochłonności w technologiach asfaltowych wynikają głównie z różnych zawartości asfaltu w mieszance. I tak mieszanka mastyksowo grysowa SMA, która charakteryzuje się dużą zawartością asfaltu jest mieszanką najbardziej energochłonną (694,0 MJ/t). Podbudowy z kruszyw stabilizowanych mechanicznie są ponad sześciokrotnie mniej energochłonne w porównaniu z warstwami asfaltowymi, w przeliczeniu na tonę ułożonej mieszanki. Widać wyraźnie jak duży wpływ na energochłonność ma sam asfalt. Zmniejszenie zawartości asfaltu w mieszance mineralno asfaltowej o 1% spowodowałoby zaoszczędzenie prawie 50 MJ energii na tonę ułożonego materiału. Nie można w tym miejscu pominąć problemu emisji gazów cieplarnianych wytwarzanych jako produkt uboczny podczas cyklu produkcji poszczególnych warstw. Gazy cieplarniane są bardzo szkodliwe i niebezpieczne dla środowiska naturalnego. Wzrost efektu cieplarnianego jest uważany za główną przyczynę zmian klimatycznych, z powodu których według Âwiatowej Organizacji Zdrowia (WHO) co roku na całym świecie umieran ponad 150 tysięcy ludzi. Tylko w roku 2003 fala upałów we Francji zabiła kilkanaście tysięcy osób. Do najistotniejszych gazów cieplarnianych emitowanych podczas budowy drogi można zaliczyć: CO2, N2O i CH4. Ponieważ udział tych gazów nie jest jednakowy, ich wpływ na efekt cieplarniany został w niniejszej pracy zgodnie z badaniami francuskiej firmy COLAS [1] wyrażony przez ekwiwalent CO2. Emisja gazów cieplarnianych jest ściśle powiązana ze zużyciem energii i wraz z jej wzrostem rośnie ilość emitowanych gazów. Zależność tę łatwo zauważyć porównując wykresy na rys. 3 i rys. 4 przedstawiające ilość emitowanych gazów podczas produkcji i układania 1 tony materia-łu danej warstwy analizowanej konstrukcji nawierzchni. Można zauważyć, że podobnie jak w przypadku zużycia energii, największe wartości dotyczą warstw nawierzchni do produkcji których niezbędne jest użycie asfaltu. Zmianę wartości zużytej energii i wyemitowanych gazów w technologiach asfaltowych można przyjąć za funkcję liniową w zależności od zawartości asfaltu w danej mieszance. Natomiast w przypadku technologii z zastosowaniem kruszyw łamanych lub naturalnych, zmiany i zależności pomiędzy zużyciem energii i emisją gazów przedstawiają się odmiennie. Wynika to przede wszystkim z różnicy w technologii produkcji tych dwóch materiałów. Kruszywo łamane wymaga o 30% większych nakładów energetycznych na produkcję w porównaniu z kruszywem naturalnym, a emituje się podczas tego procesu aż o 300% więcej gazów cieplarnianych, niż w przypadku produkcji kruszywa naturalnego. Analiza energochłonności i emisji gazów cieplarnianych nawierzchni betonowej jako rozwiązania alternatywnego nawierzchni autostradowej obwodnicy Poznania Na wykresach zamieszczonych na rys.5 i rys. 6 można zauważyć, że pomimo iż wszystkie warstwy w przyjętej do analizy konstrukcji zawierają cement, różnice energochłonności między nimi są znaczące. Wynika to przede wszystkim z konieczności zastosowania stali zbrojeniowej w postaci dybli i kotew w górnej warstwie konstrukcji oraz w mniejszym stopniu z różnego udziału procentowego cementu w każdej z warstw. Fakt stosowania zbrojenia ma istotny wpływ na energochłonność procesu budowy nawierzchni betonowych. Pomimo że procentowy udział stali w betonie cementowym wydawać 3

6 by się mógł znikomy, bo wynosi zaledwie 0,67% przekroju betonowego (tj. około 50 kg na 1 betonu), to o ponad 50% zwiększa on energochłonność warstwy zbrojonej w porównaniu z warstwą nie zbrojoną. Na wyprodukowanie tony stali potrzeba około MJ, jest to trzykrotnie więcej, niż na produkcję tony tworzywa sztucznego (7 890 MJ) i aż pięciokrotnie więcej, niż na produkcję cementu (4976 MJ) i asfaltu (4900 MJ). Energochłonność stali związana jest ściśle z procesami jej wytwarzania, obróbka cieplna stali to cały zespół bardzo energochłonnych zabiegów termicznych, w których temperatury sięgają 1000 C (hartowanie stali). Jak widzimy procesy te mają znaczący wpływ na energochłonność nawierzchni betonowej w znaczeniu globalnym. Mała energochłonność warstw chudego betonu i gruntu stabilizowanego cementem w porównaniu z warstwą betonową zbrojoną wynika nie tylko z faktu zastosowania stali, ale również z innych proporcji cementu, kruszywa i wody. Widać wyraźnie jak duży wpływ na energooszczędność ma niewielka ilość stali i redukcja cementu. Woda nie ma większego znaczenia w analizie energetycznej, gdyż energochłonność procesów jej pozyskania jest nieduża. Technologia stabilizacji gruntu cementem na miejscu pozwala zaoszczędzić dużo energii na produkcji kruszywa i jego transporcie na miejsce wbudowywania, jednakże nie tyle, aby można było jednoznacznie stwierdzić, że jest bardziej energooszczędna od technologii stabilizacji mechanicznej. Stal i cement są najbardziej energochłonnymi materiałami stosowanymi w budownictwie drogowym. Nie należy obok tego faktu przechodzić obojętnie, i na każdym etapie produkcji materiałów użytych w konstrukcji mieć świadomość ich energochłonności. Skutkami tego mogą być nie tylko korzyści ekonomiczne, ale przede wszystkim korzyści środowiskowe. Każdy bowiem zużyty joul ma swoje odzwierciedlenie w postaci emisji gazów powodujących efekt cieplarniany oraz zanieczyszczenia powietrza, wody i gleby. Tak więc powinno się dążyć do optymalizacji zużycia energii i ograniczania wpływu na efekt cieplarniany poprzez rozważne projektowanie nawierzchni. Analiza porównawcza konstrukcji nawierzchni asfaltowej z konstrukcją nawierzchni betonowej Spory wśród drogowców na temat wad i zalet nawierzchni betonowych i asfaltowych to- Emisja gazów cieplarnianych kg/t Kruszywo naturalne BA 0-31,5 SMA Chudy beton Kruszywo łamane 0-31,5 BA 0-25 Grunt stabilizowany cem. Beton cementowy Rys.8 Emisja gazów cieplarnianych analizowanych technologii Zużycie energii MJ/m 2 Nawierzchnia asfaltowa Kruszywo naturalne BA 0-31,5 SMA Chudy beton Rys.9 Zużycie energii na 1m 2 konstrukcji nawierzchni Nawierzchnia betonowa Kruszywo łamane 0-31,5 BA 0-25 Grunt stabilizowany cem. Beton cementowy Emisja gazów cieplarnianych kg/m 2 Nawierzchnia asfaltowa Kruszywo naturalne BA 0-31,5 SMA Chudy beton Nawierzchnia betonowa Kruszywo łamane 0-31,5 BA 0-25 Grunt stabilizowany cem. Beton cementowy Rys.10 Emisja gazów cieplarnianych na 1m 2 konstrukcji nawierzchni Energochłonność MJ/t Energochłonność MJ/t Grupa1: Zabiegi utrzymymaniowe niewymagające procesu wytworzenia mieszanki Grupa2: Powierzchniowe utrwalanie Grupa3: Technologie recyklingu na gorąco i slurry seal Grupa4: Technologie na gorąco przy wykorzystaniu w procesie produkcji otaczarek Grupa5: Asfalt lany i twardolany Grupa6: Remixing plus Grupa1: Zabiegi utrzymymaniowe niewymagające procesu wytworzenia mieszanki Grupa2: Powierzchniowe utrwalanie oraz recykling Grupa3: Technologie na zimno i na gorąco Grupa4: Asfalt lany Grupa5: Frezowanie i przykrycie cienką warstwą na zimno i remixing plus Rys.11 Energochłonność zabiegów utrzymaniowych, w MJ/t Rys.12 Emisja gazów cieplarnianych zabiegów utrzymaniowych wyrażona równoważnikiem CO 2 4

7 czą się od wielu lat, każda bowiem ze stron ma swoje racje. Nie jest jednak celem autorów rozstrzyganie tego sporu. Przeprowadzone badania zawarte w pracy mogą być poważnym argumentem w tej dyskusji. Z przeprowadzonych analiz i obliczeń jasno wynika, że technologie wykorzystujące cement i stal charakteryzują się dużo większymi nakładami energetycznymi, niż pozostałe technologie. Sytuację tą przedstawia wykres na rys. 7, w którym zestawiono energochłonność wszystkich analizowanych wcześniej technologii. Najbardziej energooszczędne są oczywiście warstwy podbudów pomocniczych w szczególności wykonane z kruszywa stabilizowanego mechanicznie. Podbudowy z chudego betonu, czy też z gruntu stabilizowanego cementem charakteryzują się już kilkukrotnie większymi nakładami energii. Należy zwrócić uwagę na grunt stabilizowany cementem, na którego wytworzenie potrzeba więcej energii, niż na stabilizację mechaniczną kruszywa, pomimo że w technologii tej nie ma zużycia energii na produkcję kruszywa i transport na miejsce budowy. Taki stan rzeczy spowodowany jest energią zużytą na produkcję cementu (według danych francuskich jest to 4976 MJ/t), która w ogólnym bilansie ma znaczny wpływ na energochłonność technologii z użyciem cementu. W technologii stabilizacji gruntu cementem na miejscu ponad 95% zużytej energii to energia wykorzystana na produkcję cementu. Warstwy asfaltowe charakteryzują bardzo zbliżonymi właściwościami energetycznymi, minimalne różnice wynikają tylko z faktu zróżnicowanego udziału asfaltu w danej technologii. I tak warstwa SMA, w której udział procentowy asfaltu jest największy, jest najbardziej energochłonną spośród analizowanych technologii asfaltowych. Należy zwrócić uwagę, że podbudowa z betonu asfaltowego BA 0 31,5 o ponad 200 MJ na tonie przewyższa energochłonnością podbudowę z chudego betonu. Prawidłowość tą tłumaczą dużo większe nakłady energetyczne na produkcję gorącej mieszanki mineralno asfaltowej, niż na produkcję mieszanki cementowej na zimno. Wykres na rys. 8, który przedstawia emisję gazów cieplarnianych obrazuje ciekawą zależność. Pomimo, że jak już wcześniej wspomniano emisja gazów wiąże się ściśle ze zużytą energią, w przypadku porównywania różnych technologii zależność ta nie jest wprost proporcjonalna. Przyczyną tego stanu rzeczy jest emisja gazów cieplarnianych podczas produkcji cementu. O ile w trakcie procesu wytwarzania cementu i asfaltu zużywa się zbliżoną ilość energii, o tyle procesy te są bardzo zróżnicowane pod względem emisji gazów cieplarnianych. Według raportu [1] przy produkcji cementu wytwarza się ponad trzykrotnie więcej gazów cieplarnianych (980 kg/t), niż w przypadku produkcji asfaltu (285 kg/t). Dlatego technologie wykonywania nawierzchni betonowych nie zbrojonych, pomimo że wymagają mniejszych nakładów energetycznych, niż technologie wykonywania nawierzchni asfaltowych, charakteryzują się większą emisją gazów cieplarnianych. Oczywiście nie można też pominąć emisji gazów podczas wytwarzania nawierzchni z betonu cementowego zbrojonego. Proces ten jest znacznie bardziej szkodliwy dla naszego środowiska,niż reszta analizowanych technologii. Produkcja 1 tony warstwy jezdnej z betonu cementowego emituje ponad czterokrotnie więcej szkodliwych gazów, niż produkcja 1 tony warstwy ścieralnej z SMA. Wykresy na rys. 9 i 10 przedstawiają bardzo czytelnie różnice zużycia energii oraz emisji gazów cieplarnianych analizowanych konstrukcji w przeliczeniu na 1m2 ułożonej nawierzchni. Analiza zabiegów utrzymaniowych w cyklu życia nawierzchni Pierwszym etapem analizy zabiegów utrzymaniowych stosowanych w Polsce była energochłonność i emisja gazów cieplarnianych poszczególnych technologii począwszy od momentu wydobycia surowców, poprzez kolejne etapy produkcji i transportu, aż do momentu wykonania samego zabiegu utrzymaniowego na drodze. Przeprowadzono szcze- 5

8 Wagi przyporządkowane poszczególnym kryteriom gółową analize wszystkich zabiegów utrzymaniowych nawierzchni. Z uwagi na ograniczenia edytorskie niniejszego artykułu zamieszczono syntezę tej pracy na rys. 11 i 12. Na rysunkach tych przedstawiono własną klasyfikację zabiegów utrzymaniowych. Wydzielono 6 grup zabiegów utrzymaniowych z punktu widzenia zużycia energii oraz 5 grup z punktu widzenia wartości równoważnika CO2. Do najbardziej ekologicznych można zatem zaliczyć zabiegi utrzymaniowe nie wymagające szeroko rozumianego procesu wytwarzania mieszanki mineralno asfaltowej (emulsyjnej) oraz frezowanie na zimno (energochłonność MJ/t; emisja gazów cieplarnianych 0 20kg/t). Niskie zużycie energii i emisję gazów cieplarnianych wykazują również technologie powierzchniowego utrwalania oraz recyklingu. Bardziej uciążliwe dla środowiska są zabiegi utrzymaniowe,, na gorącoîz wyraźnym rozróżnieniem technologii, dla których w procesie produkcji wykorzystuje się otaczarki i kotły. Przeprowadzona analiza wskazuje, iż najbardziej niekorzystnym zabiegiem utrzymaniowym z punktu widzenia wpływu na środowisko jest remixing plus (energochłonność 1345,3 MJ/t; emisja gazów cieplarnianych 108,43 kg/t). Należy zwrócić uwagę, iż w przeciwieństwie do analizy zużycia energii, w analizie emisji gazów cieplarnianych nie rozróżnia się tak wyraźnie technologii na zimno i na gorąco, choć zabiegi utrzymaniowe na gorąco wykazują nieco większą emisję gazów cieplarnianych. Analiza wielokryterialna zabiegów utrzymaniowych nawierzchni drogowych W analizie uwzględniono: punkt widzenia inwestora, użytkownika drogi oraz wykonawcy zabiegów utrzymaniowych stosowanych na drogach różnej klasy technicznej. Jako narzędzie badawcze zastosowano program komputerowy Punkt idealny 1, biorąc pod uwagę kryteria tj: energochłonność zabiegów, emisja gazów cieplarnianych, ocena stopnia skomplikowania zabiegów ze względu na wymagania sprzętowe, ocena bezpieczeństwa ruchu, komfort jazdy, hałaśliwość nawierzchni, trwałość nawierzchni. Z punktu widzenia inwestora Z punktu widzenia użytkownika Z punktu widzenia wykonawcy Energochłonność 0,15 0,05 0,20 Emisja gazów cieplarnianych 0,15 0,05 0,10 Ocena stopnia skomplikowania zabiegów 0,05 0,05 0,30 ze względu na wymagania sprzętowe Ocena bezpieczeństwa (szorstkość, tekstura) 0,20 0,25 0,10 Komfort 0,10 0,20 0,05 Hałaśliwość 0,05 0,10 0,05 Trwałość 0,30 0,30 0,20 Tablica 1. Wagi kryteriów dla analizy wielokryterialnej zabiegów utrzymanowych nawierzchni drogowych Wprowadzono następujące wagi poszczególnych kryteriów, które zamieszczono w tablicy 1. Analiza poszczególnych zabiegów utrzymaniowych uwzględniająca te kryteria oraz przypisaną im wagę dla decydenta, wykonawcy, czy użytkownika pozwala na podjęcie decyzji o wyborze najlepszego rozwiązania. Przyjęta hierarchia ważności poszczególnych kryteriów i ich ilość może być różna w zależności od lokalizacji drogi, jej klasy technicznej, 6

9 89% Budowa 11% Utrzymanie Rys.13 Średni procentowy udział zużycia energii i emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia nawierzchni warunków środowiskowych, kategorii ruchu, potrzeb użytkowników, możliwości poszczególnych wykonawców i wielu innych czynników. Dla przyjętych przez autorów kryteriów okazało się, że najlepszym rozwiązaniem z punktu widzenia zarówno decydentów, jak i użytkowników jest recykling na zimno na miejscu z przykryciem warstwami asfaltowymi na gorąco. Innymi bardzo dobrymi rozwiązaniami są: frezowanie z przykryciem cienką warstwą na gorąco i cienka warstwa na gorąco. Stosunkowo dobre wyniki otrzymały także zabiegi recyklingu na zimno na miejscu z przykryciem powierzchniowym utrwaleniem lub cienką warstwą na zimno. Natomiast najgorsze wyniki uzyskały zabiegi termoprofilowania i remixingu warstwy ścieralnej, które zarówno dla decydentów, jak i użytkowników otrzymały bardzo niskie noty. Zabiegami, które okazały się być bardzo niekorzystnymi z punktu widzenia inwestora jest frezowanie z przykryciem cienką warstwą na zimno oraz remixing plus warstwy ścieralnej. Rozwiązaniem najbardziej oddalonym od idealnego z punktu widzenia użytkowników jest frezowanie częściowe lub płytkie. Dla wykonawcy najbardziej korzystnymi rozwiązaniami okazały się: frezowanie częściowe lub płytkie, powierzchniowe utrwalanie i frezowanie z przykryciem powierzchniowym utrwaleniem (Należy w tym miejscu zwrócić uwagę, iż wzięto pod uwagę wykonawcę, który dysponuje bardzo małym zapleczem sprzętowym, wykonuje roboty na drogach niższych klas, na rynku lokalnym. Dla każdej firmy hierarchia ta jest sprawą indywidualną i ściśle uzależnioną od zaplecza sprzętowego oraz możliwości wykonawczych.) Innymi zabiegami utrzymaniowymi, które otrzymały wysokie noty są: cienka warstwa na zimno typu slurry sealî, cienka warstwa na gorąco, frezowanie z przykryciem powierzchniowym utrwaleniem i cienka warstwa na zimno z MMA wytwarzanych i wbudowywanych na zimno; natomiast najbardziej niekorzystnymi: recykling na zimno na miejscu z przykryciem cienką warstwą na zimno, remixing plus warstwy ścieralnej, i frezowanie z przykryciem cienką warstwą na zimno. Badania wykazały, iż znalezienie konsensusu pomiędzy oceną zabiegów utrzymaniowych; z jednej strony pod kątem typowych parametrów oceniających zarówno stan techniczny jak i funkcjonalny nawierzchni, tj. trwałość, szorstkość, tekstura, hałaśliwość, komfort użytkowania, zastosowanie do określonej klasy drogi; z drugiej pod kątem wpływu danej technologii na środowisko jest niezwykle trudne, ale co ważne: jest możliwe. Dopiero analiza wielokryterialna obejmującą możliwie wiele czynników, daje pełny obraz tej oceny. 7

10 Podsumowanie Przeprowadzona analiza zużycia energii oraz emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia nawierzchni pozwala na wysunięcie trzech najważniejszych wniosków: 1. Technologie asfaltowe wymagają zdecydowanie mniejszych nakładów energetycznych i przy ich wykonywaniu emitowana jest znacznie mniejsza ilość gazów cieplarnianych, niż w przypadku technologii betonowych. 2. Badania wykazały, że proces budowy nawierzchni obejmuje średnio 89% nakładów energetycznych oraz emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia nawierzchni asfaltowych. Nakłady energetyczne oraz emisja gazów cieplarnianych w procesie utrzymania nawierzchni asfaltowych są bardzo zróżnicowane w zależności od rodzaju zastosowanej technologii. Analiza przeprowadzona w niniejszej pracy wykazała, że nakłady te wynoszą średnio 11%. Zależności te pokazano na rys Przeprowadzona analiza wielokryterialna zabiegów utrzymaniowych nawierzchni wykazała, że możliwa jest globalna ocena z uwzględnieniem wymogów technicznych oraz wpływu technologii na środowisko człowieka. WOJCIECH GRABOWSKI (Politechnika Poznańska), ŁUKASZ JANOWSKI (Hermann Kirchner Polska), ANTONI MICHALIK (Lafrentz Polska) Bibliografia: 1. Chappat M., Bilal J., The enviromental road of the future, Life cycle analysis, Energy consumption and greenhouse gas emissions COLAS Berwid J., Janowski Ł., Michalik A., Analiza techniczna i ekonomiczna cykli życia nawierzchni asfaltowych Praca dyplomowa, Politechnika Poznańska, 2004 r. 8

11

12