Τεχνική και οικονομική αξιολόγηση των μεθόδων συντήρησης οδοστρωμάτων

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ Τεχνική και οικονομική αξιολόγηση των μεθόδων συντήρησης οδοστρωμάτων Χαρίκλεια Δανιηλίδου Αναστάσιος Μουρατίδης Καθηγητής Τομέα Μεταφορών, Συγκοινωνιακής Υποδομής, Διαχείρισης Έργων και Ανάπτυξης (Το.Με.Σ.Υ.Δ.Ε.Αν.) Φωτεινή Κεχαγιά Επικ. Καθηγήτρια Τομέα Μεταφορών, Συγκοινωνιακής Υποδομής, Διαχείρισης Έργων και Ανάπτυξης (Το.Με.Σ.Υ.Δ.Ε.Αν.) Ιωάννης Ξενίδης Επικ. Καθηγητής Τομέα Μεταφορών, Συγκοινωνιακής Υποδομής, Διαχείρισης Έργων και Ανάπτυξης (Το.Με.Σ.Υ.Δ.Ε.Αν.) Θεσσαλονίκη, Νοέμβριος 2014

2

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το αντικείμενο της τεχνικής και οικονομικής αξιολόγησης των μεθόδων συντήρησης των οδοστρωμάτων. Κατανοώντας την αξία που έχει η διατήρηση της ποιότητας του οδικού δικτύου λόγω της διαδεδομένης χρήσης του, ευρέως, στο κοινωνικό σύνολο και ειδικότερα στους δημόσιους φορείς μέσω της αποτελεσματικότερης αξιοποίησης των περιορισμένων διαθέσιμων κεφαλαίων, αλλά και στους χρήστες μέσω της ελάττωσης του κόστους που δημιουργεί σε αυτούς ένα κακοσυντηρημένο οδικό δίκτυο διευρευνώνται οι σύγχρονες ανάγκες της συντήρησής του και οι μορφές και πηγές χρηματοδότησης των έργων αυτών. Επιπρόσθετα, μελετάται αν θεωρείται αποτελεσματικότερη στρατηγική συντήρησης ενός οδοστρώματος η εκτέλεση συχνών εργασιών πρόληψης ή αραιών εργασιών αποκατάστασης. Στη συνέχεια, αναλύονται τα κόστη που επέρχονται στους χρήστες και συμπεραίνεται αν οι εργασίες συντήρησης των οδοστρωμάτων έχουν ανταποδοτικό χαρακτήρα. Τέλος, επισημαίνεται το ζήτημα της οδικής ασφάλειας κατά την εκτέλεση εργασιών στις οδούς. iii

4 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Διοίκηση και Διαχείριση Τεχνικών Έργων», του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά όλους όσους συνέβαλαν με οποιονδήποτε τρόπο στην εκπόνηση αυτής της διπλωματικής, αλλά και όσους μου πρόσφεραν την αμέριστη συμπαράστασή τους σε όλο το ακαδημαϊκό έτος. Πρώτα απ όλα, λοιπόν, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα της διπλωματικής εργασίας μου, Καθηγητή κ. Μουρατίδη Αναστάσιο, για την ευκαιρία που μου έδωσε να ασχοληθώ με ένα αντικείμενο του ενδιαφέροντός μου, καθώς και για την πολύτιμη καθοδήγηση και προσφορά των γνώσεων και της εμπειρίας του. Επίσης ευχαριστώ τα υπόλοιπα μέλη της τριμελούς επιτροπής, κα. Κεχαγιά Φωτεινή Επίκουρη Καθηγήτρια και κ. Ξενίδη Ιωάννη Επίκουρο Καθηγητή, για την αποτελεσματική συνεργασία και τις χρήσιμες υποδείξεις τους στην ολοκλήρωση της παρούσας εργασίας. Θα ηθέλα να ευχαριστήσω ακόμη όσους συναδέλφους συνετέλεσαν με τις ιδέες και τα σχόλιά τους στον προβληματισμό της προσέγγισης του θέματος. Ευχαριστώ τον κ. Πατσούρα Ευθύμιο για την αμέριστη κατανόηση, την συμπαράστασή του και την ευελεξία που μου παρείχε ως προς τις επαγγελματικές μου υποχρεώσεις σε όλη τη διάρκεια του ακαδημαϊκού έτους. Επίσης, ευχαριστώ θερμά όλους τους φίλους μου που πίστεψαν σε εμένα, υπομονετικά στάθηκαν δίπλα μου και με ενθάρρυναν στην αντιμετώπιση των δυσκολιών. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω στην οικογένειά μου για την αμέριστη αγάπη τους και τη διαχρονική συμπαράστασή τους σε όλη τη διάρκεια των σπουδών μου, μέχρι σήμερα. Αφιερώνω την παρούσα εργασία στον αείμνηστο πατέρα μου που έφυγε νωρίς. Χαρίκλεια Δανιηλίδου Νοέμβριος 2014 iv

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ... iii ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... iv ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... v ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ... x ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΠΙΝΑΚΩΝ... xv ΠΕΡΙΛΗΨΗ... xvii ABSTRACT... xix 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Λόγοι μελέτης του θέματος Μεθοδολογία Δομή Σκοπός ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ Δομή οδοστρώματος Άσφαλτος Ιστορικά Ιδιότητες Αδρανή Ασφαλτομίγματα Κατηγορίες ασφαλτομιγμάτων Είδη οδοστρωμάτων ΦΘΟΡΕΣ ΚΑΙ ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ Γενικά Φθορές οδοστρωμάτων Φθορές εύκαμπτων οδοστρωμάτων Φθορές δύσκαμπτων οδοστρωμάτων Πρόωρη αστοχία των οδοστρωμάτων Αστοχία στο σχεδιασμό Αστοχία στην κατασκευή Ακαταλληλότητα των υλικών Αστοχία στη συντήρηση ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ Γενικά Επιφανειακές Επεξεργασίες v

6 4.2.1 Ήλωση (Bush Hammering) Χάραξη Εκτομή (Milling) Χάραξη Πριονισμός (Grooving) Διάστρωση υδροχλωρικού οξέος Αμμοβολή (Sand Blasting) Επιφανειακή Πύρωση (Flame Scouring) Απόξεση (Planing) Διάστρωση διαλύτου Επισκευές ρηγματώσεων Τοπικές επισκευές (Μπαλώματα) Επισκευές περιοχών Πορώδεις ασφαλτοτάπητες Ιδιότητες Εφαρμογή Παραγωγή και διάστρωση Ασφαλτοτάπητες με έμπηκτες ψηφίδες Ιδιότητες Εφαρμογή Διάστρωση Ασφαλτικές επαλείψεις (Ασφαλτικές επιστρώσεις) Ιδιότητες Εφαρμογή Διάστρωση Ασφαλτικοί λεπτοτάπητες Ιδιότητες Εφαρμογή Παραγωγή και διάστρωση Οι λεπτοτάπητες Microsurfacing Οι λεπτοτάπητες Thinlays Οδόστρωμα «Perpetual» Ανακύκλωση Προϊόντα ανακύκλωσης οδοστρωμάτων Μέθοδοι ανακύκλωσης Ιδιότητες Μέθοδοι συντήρησης δύσκαμπτων οδοστρωμάτων vi

7 4.8.1 Επίστρωση Ασφαλτικού Τάπητα Διάσπαση Σταθεροποίηση της πλάκας Ενίσχυση μέσω επίστρωσης πλάκας σκυροδέματος Σφράγιση και Συντήρηση Αρμών Ανύψωση Πλακών ΚΑΙΝΟΤΟΜΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ Γενικά Καινοτόμα υλικά στην κατασκευή οδοστρωμάτων Προκατασκευασμένα στοιχεία σκυροδέματος σε οδικά έργα Μηχανικές Ύλες Τσιμέντου (Engineered Cementious Composities ECC) Φωτοκαταλυτικά υλικά Ασφαλτομίγματα χαμηλών θερμοκρασιών Οδοστρώματα σκυροδέματος «Roller Compacted Concrete Pavement» Καινοτόμα υλικά στον εξοπλισμό οδοστρωμάτων Τεχνολογίες «Smart Highway» Ανακυκλώσιμα υλικά σε ασφαλτομίγματα Ανακυκλωμένο ασφαλτικό οδόστρωμα (Recycled Asphalt Pavement) Ανακυκλωμένα ασφαλτικά σανίδια Ανακυκλωμένα ελαστικά Ανακυκλωμένο γυαλί Ανακυκλωμένο σκυρόδεμα Ιπτάμενη τέφρα και τέφρα κλιβάνου Εναλλακτικά υλικά σε ασφαλτομίγματα Συνδετικό υλικό από μικροφύκη Συνδετικό υλικό τροποποιημένης ασφάλτου από λιπαρά οξέα σόγιας Οργανικές ενώσεις μοντμοριλλονίτη Απόβλητα μαγειρικών ελαίων και βιο-άσφαλτος Απόβλητα από κατακάθι καφέ Εφαρμογή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στα οδοστρώματα Ηλιακός συλλέκτης στην ασφαλτική στρώση Το μέλλον στα έργα οδοποιίας ΚΟΣΤΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΜΕΘΟΔΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ Χρηματοδότηση εργασιών συντήρησης vii

8 6.1.1 Κριτήρια και αρχές για την χρηματοδότηση οδικών έργων Πηγές κεφαλαίων των οδικών έργων Αξιολόγηση μεθόδων συντήρησης και απόδοσης οδοστρώματος Δημιουργία προβλήματος βελτιστοποίησης Ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής Συμπεράσματα Αποδοτικότητα μικρών και συχνών έναντι μεγάλων και αραιών συντηρήσεων οδοστρωμάτων Εφαρμογή Συμβολή νέων τεχνολογιών και τεχνικών στη μείωση του κόστους «Ανταπόδοση» του κόστους συντήρησης Κόστος του χρόνου μετακίνησης Κόστος λειτουργίας του οχήματος Κόστος ατυχημάτων Κόστος δυσφορίας Συμπεράσματα ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ Γενικά Επιλογή συντήρησης ανά μικρά ή μεγάλα χρονικά διαστήματα Επιλογή ταυτόχρονης ή σταδιακής αντιμετώπισης βλαβών οδοστρώματος Επιλογή τύπου ασφαλτικού λεπτοτάπητα Διάστρωση έγχρωμου τάπητα στην Λ.Ε.Α Αξιολόγηση μεθόδων συντήρησης Τεχνική αξιολόγηση Οικονομική αξιολόγηση ΜΕΤΡΑ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ Γενικά Ορισμός Ζώνης Περιοχής Εργοταξίου Αρχές ορθής σήμανσης Κατακόρυφη σήμανση Οριζόντια σήμανση Συντήρηση Διαδικασία Ελέγχου Μεθοδολογία εγκατάστασης και απομάκρυνσης εργοταξίου viii

9 8.9 Τυπικά σκαριφήματα κυκλοφοριακών ρυθμίσεων ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β ix

10 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 2.1: Διατομή τυπικού οδροστρώματος... 6 Εικόνα 2.2: Επιμέρους στρώσεις διατομής τυπικού οδοστρώματος... 7 Εικόνα 2.3: Βασικά συστατικά ασφαλτομίγματος... 8 Εικόνα 2.4: Πορώδες ασφαλτόμιγμα διπλής στρώσης (2L PA) Εικόνα 2.5: Επιφανειακή υφή της πορώδους ασφάλτου (αριστερά) σε σύγκριση με το ασφαλτικό σκυρόδεμα (δεξιά) Εικόνα 2.6: Στρώση κρύου ασφαλτικού μίγματος Εικόνα 2.7: Ταξινόμηση οδοστρωμάτων ανάλογα με την ελαστικότητά τους Εικόνα 3.1: Ρωγμές τύπου αλλιγάτορα Εικόνα 3.2: Ρωγμές στα άκρα του οδοστρώματος Εικόνα 3.3: Ρωγμές μεταξύ των λωρίδων διάστρωσης ή διαπλάτυνσης Εικόνα 3.4: Ρωγμές από ανάκλαση Εικόνα 3.5: Ρωγμές από ολίσθηση ταπήτων Εικόνα 3.6: Ρωγμές συρρίκνωσης Εικόνα 3.7: Ρωγμές στην τροχιά των τροχών Εικόνα 3.8: Τροχαυλακώσεις Εικόνα 3.9: Ρυτιδώσεις οδοστρώματος Εικόνα 3.10: Τοπικές διογκώσεις Εικόνα 3.11: Αποκόλληση αδρανών Εικόνα 3.12: Λακκούβα Εικόνα 3.13: Αποφλοίωση οδοστρώματος Εικόνα 3.14: Διάβρωση οδοστρώματος Εικόνα 3.15: Ανάδυση ασφάλτου λόγω υπερβολικής ποσότητας ασφάλτου Εικόνα 3.16: Αποκόλληση αδρανών, scaling Εικόνα 3.17: Θρυμματισμός των πλακών, spalling Εικόνα 4.1: Ήλωση οδοστρώματος Εικόνα 4.2: Χάραξη εκτομή οδοστρώματος (Milling) Εικόνα 4.3: Χάραξη πριονισμός οδοστρώματος (Grooving) Εικόνα 4.4: Αμμοβολή σε οδόστρωματα (Sand blasting) Εικόνα 4.5: Απόξεση οδοστρώματος (Planing) Εικόνα 4.6: Πορώδης ασφαλτοτάπητας Εικόνα 4.7: Διάστρωση θερμού ασφαλτομίγματος Εικόνα 4.8: Διάστρωση ψηφίδων στο θερμό ασφαλτόμιγμα Εικόνα 4.9: Οδοστρωσία ψηφίδων x

11 Εικόνα 4.10: Τομή ασύνδετου υλικού στους αρμούς Εικόνα 4.11: Διάστρωση ασφαλτικής επίστρωσης Εικόνα 4.12: Φρεζάρισμα πριν τη διάστρωση ασφαλτικού λεπτοτάπητα Εικόνα 4.13: Συμπύκνωση ασφαλτικού λεπτοτάπητα Εικόνα 4.14: Μηχανή παραγωγής ασφαλτικού λεπτοτάπητα Microsurfacing Εικόνα 4.15: Τόνοι χρησιμοποιούμενων RAP στις ΗΠΑ κατά τα έτη Εικόνα 4.16: Κατηγοριοποίηση των μεθόδων ανακύκλωσης με βάση την διαδικασία Εικόνα 4.17: Επιτόπια ανακύκλωση εν θερμώ Εικόνα 4.18: Διαδικασία ανακύκλωσης οδοστρωμάτων εν ψυχρώ Εικόνα 4.19: Μορφές επιτόπιας ανακύκλωσης εν ψυχρώ Εικόνα 4.20: Ανακύκλωση σε μόνιμη εγκατάσταση εν θερμώ Εικόνα 4.21: Διαδικασία ανακύκλωσης σε μόνιμη εγκατάσταση εν ψυχρώ Εικόνα 4.22: Επίστρωση πλάκας σκυροδέματος πάνω σε μια υφιστάμενη πλάκα.. 92 Εικόνα 5.1: Τοποθέτηση προκατασκευασμένου πάνελ από σκυρόδεμα Εικόνα 5.2: Τοποθέτηση οδοστρώματος Roller Compacted Concrete Εικόνα 5.3: Καινοτομία «Glowing Lines» Εικόνα 5.4: Καινοτομία «Dynamic Paint» Εικόνα 5.5: Διαδικασία παραγωγής ασφαλτομίγματος με ανακυκλωμένα ελαστικά Εικόνα 5.6: Εκμετάλλευση ηλιακής ενέργειας από το οδόστρωμα Εικόνα 5.7: Ηλιακός συλλέκτης στην ασφαλτική στρώση Εικόνα 6.1: Επίδραση του χρόνου συντήρησης στο επίπεδο εξυπηρέτησης Εικόνα 6.2: Μεγιστοποίηση της περιοχής κάτω από την καμπύλης απόδοσης Εικόνα 6.3: Διάγραμμα ροής της διαδικασίας ανάλυσης κόστους κύκλου ζωής (LCCA) για την επιλογή τύπου οδοστρώματος Εικόνα 6.4: Ποσοστιαία μεταβολή της EUAC ως συνάρτηση της αλλαγής του χρόνου ζωής του οδοστρώματος κατά ένα έτος Εικόνα 6.5: Καθαρή όφελος σε EUAC (και νεκρό σημείο) σε συνάρτηση με το είδος της συντήρησης Εικόνα 6.6: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης της ταχύτητας των Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος Εικόνα 6.7: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης της ταχύτητας των βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος xi

12 Εικόνα 6.8: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους των ανταλλακτικών Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος Εικόνα 6.9: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους των ανταλλακτικών βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος Εικόνα 6.10: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης των ωρών εργασίας συντήρησης των Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος Εικόνα 6.11: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης των ωρών εργασίας συντήρησης των βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος Εικόνα 6.12: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους υποτίμησης της αξίας των Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος Εικόνα 6.13: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους υποτίμησης της αξίας των βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος Εικόνα 6.14: Σχέση επιρροής της επιπεδότητας οδοστρωμάτων στο κόστος υποτίμησης της αξίας των οχημάτων Εικόνα 7.1: Γραφική απεικόνιση των αποτελεσμάτων επικαιροποίησης του κόστους των εναλλακτικών σεναρίων συντήρησης Εικόνα 8.1: Σήμανση Ζώνης Προειδοποίησης σε περιοχή οδικών έργων Εικόνα 8.2: Σήμανση Ζώνης Συναρμογής Εισόδου σε περιοχή οδικών έργων Εικόνα 8.3: Σήμανση Ζώνης Αποκατάστασης Κυκλοφορίας σε περιοχή οδικών έργων Εικόνα 8.4: «Μάτια γάτας» Εικόνα 8.5: «Φτερό καρχαρία» Εικόνα 8.6: Σήμανση Κ Εικόνα 8.7: Πινακίδα μεταβλητών μηνυμάτων (VMS) Εικόνα 8.8: Κινητή μονάδα σήμανσης Εικόνα 8.9: Πινακίδες Ρ-52α & Ρ-52δ Εικόνα 8.10: Φανός κινδύνου Εικόνα 8.11: Φορητά στηθαία ασφαλείας από πλαστικό Εικόνα 8.12: Ταινίες ακουστικής προειδοποίησης xii

13 Εικόνα Π1: Υποδειγματικό σκαρίφημα στένωσης λωρίδων Εικόνα Π2: Υποδειγματικό σκαρίφημα αποκλεισμού λωρίδας Εικόνα Π3: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα α) Εικόνα Π4: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα β) Εικόνα Π5: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και χωρίς μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα α) Εικόνα Π6: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και χωρίς μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα β) Εικόνα Π7: Υποδειγματικό σκαρίφημα μερικώς αντίθετης κίνησης (partial contraflow) (Τμήμα α) Εικόνα Π8: Υποδειγματικό σκαρίφημα μερικώς αντίθετης κίνησης (partial contraflow) (Τμήμα β) Εικόνα Π9: Υποδειγματικό σκαρίφημα εργοταξίου σε περιοχή κόμβου Εικόνα Π10: Υποδειγματικό σκαρίφημα εργασιών στο έρεσμα της οδού Εικόνα Π11: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος δεξιάς λωρίδας Εικόνα Π12: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος αριστερής λωρίδας Εικόνα Π13: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος δεξιάς και μεσαίας λωρίδας. 240 Εικόνα Π14: Υποδειγματικό σκαρίφημα εργασιών στο έρεισμα της οδού Εικόνα Π15: Υποδειγματικό σκαρίφημα στένωσης λωρίδας Εικόνα Π16: Υποδειγματικό σκαρίφημα παράκαμψης Εικόνα Π17: Υποδειγματικό σκαρίφημα εναλλάξ κυκλοφορίας των δύο κατευθύνσεων Εικόνα Π18: Υποδειγματικό σκαρίφημα κυκλικού κόμβου Εικόνα Π19: Υποδειγματικό σκαρίφημα στένωσης λωρίδας σε οδό με σημαντική κυκλοφορία Εικόνα Π20: Υποδειγματικό σκαρίφημα στένωσης λωρίδας σε οδό με μικρή κυκλοφορία Εικόνα Π21: Υποδειγματικό σκαρίφημα στένωσης λωρίδας Εικόνα Π22: Υποδειγματικό σκαρίφημα εναλλάξ κυκλοφορίας των δύο κατευθύνσεων Εικόνα Π23: Υποδειγματικό σκαρίφημα εργοταξίου σε περιοχή συμβολής οδών Εικόνα Π24: Υποδειγματικό σκαρίφημα εργοταξίου σε περιοχή συμβολής οδών με αποκλεισμό πρόσβασης xiii

14 Εικόνα Π25: Υποδειγματικό σκαρίφημα εργοταξίου επί του πεζοδρομίου Εικόνα Π26: Υποδειγματικό σκαρίφημα εργοταξίου επί του πεζοδρομίου με στένωση λωρίδας Εικόνα Π27: Υποδειγματικό σκαρίφημα αποκλεισμού λωρίδας σε κύρια αστική οδό Εικόνα Π28: Υποδειγματικό σκαρίφημα αποκλεισμού λωρίδας σε τοπική αστική οδό xiv

15 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 2.1: Ευρωπαϊκά πρότυπα αδρανών ανάλογα με τη χρήση τους Πίνακας 3.1: Κατηγοροποίηση φθορών εύκαμπτων οδοστρωμάτων ανάλογα με την προέλευση Πίνακας 3.2: Κατηγοροποίηση φθορών εύκαμπτων οδοστρώματων ανάλογα με την γεωμετρία τους Πίνακας 3.3: Κατηγοροποίηση φθορών δύσκαμπτων οδοστρώματων Πίνακας 4.1: Δραστηριότητες συντήρησης Πίνακας 4.2: Εφαρμογή επιφανειακών εργασιών σε ασφαλτικά οδοστρώματα και οδοστρώματα σκυροδέματος Πίνακας 4.3: Όρια κοκκομετρικών διαβαθμίσεων αδρανών για πορώδεις ασφαλτοτάπητες σύμφωνα με τις Ελληνικές Τεχνικές Οδηγίες Πίνακας 4.4: Όρια κοκκομετρικών διαβαθμίσεων αδρανών για πορώδεις ασφαλτοτάπητες σύμφωνα με προδιαγραφές της Εγνατίας Οδού Α.Ε Πίνακας 4.5: Διαφορές λεπτοτάπητα Microsurfacing και Slurry seal Πίνακας 4.6: Καταλληλότητα λεπτοτάπητα Microsurfacing και Slurry seal για κάθε φθορά Πίνακας 4.7: Κατηγοροποίηση φθορών και μεθόδων θεραπείας Πίνακας 4.8: Κατηγοροποίηση φθορών και μεθόδων θεραπείας δύσκαμπτων οδοστρωμάτων Πίνακας 6.1: Συνδυασμοί παραγόντων στα διαφορετικά σενάρια για την αξιολόγηση του κόστους - αποτελεσματικότητας Πίνακας 6.2: Επιρροή επιπεδότητας στην ταχύτητα των επιβατικών αυτοκινήτων 146 Πίνακας 7.1: Προγραμματισμός εργασιών συντήρησης Πίνακας 7.2: Συντελεστές εμπειρικού μοντέλου κατανάλωσης καυσίμου Πίνακας 7.3: Κατανομή κόστους τροχαίων ατυχημάτων για την περίοδο Πίνακας 7.4: Οι τιμές των παραμέτρων του κόστους των ατυχημάτων για την περίοδο στον ελλαδικό χώρο Πίνακας 7.5: Συγκεντρωτικά κόστη για τα σενάρια 1 και Πίνακας 7.6: Κατανομή κόστους εκτέλεσης εργασιών για τα σενάρια 1 και Πίνακας 7.7: Συγκριτική αποτίμηση των λεπτοταπήτων BBTM και τύπου slurry Πίνακας 7.8: Τεχνική αξιολόγηση αντιολισθηρών ταπήτων Πίνακας 7.9: Τεχνική αξιολόγηση αντιολισθηρών λεπτοταπήτων Πίνακας 7.10: Τεχνική αξιολόγηση επιφανειακών επεξεργασιών xv

16 Πίνακας 7.11: Διατύπωση προβλήματος εφαρμογής Πίνακας 7.12: Κόστος συντηρήσης φθορών του δεδομένου τμήματος οδικού δικτύου Πίνακας 7.13: Εκτιμώμενη διάρκεια εργασιών συντήρησης Πίνακας 7.14: Κόστος καθυστέρησης χρηστών λόγω των εκτέλεσης των εργασιών συντήρησης Πίνακας 7.14: Κόστος καθυστέρησης χρηστών λόγω επιδείνωσης της κατάστασης του οδοστρώματος Πίνακας 7.16: Κόστος καυσίμου οχημάτων Πίνακας 7.17: Υπολογισμός κόστος συντήρησης οχημάτων λόγω κατάστασης οδού Πίνακας 7.18: Συνολικό κόστος συντήρησης οχημάτων λόγω κατάστασης οδού Πίνακας 7.19: Κόστος ατυχημάτων λόγω εκτέλεσης εργασιών συντήρησης Πίνακας 7.20: Κόστος ατυχημάτων λόγω κατάστασης του οδοστρώματος Πίνακας 7.21: Συνολικά κόστη των δύο εναλλακτικών επιλογών συντήρησης Πίνακας 7.22: Αποτελέσματα επικαιροποίησης κόστους εναλλακτικών σεναρίων 189 Πίνακας 8.1: Ελάχιστες απαιτήσεις γεωμετρικών χαρακτηριστικών εργοταξιακής περιοχής σε οδούς Πίνακας 8.2: Τύποι πινακίδων ανά ζώνη στην περιοχή του εργοταξίου στην οδό. 195 Πίνακας Π.1: Συνολικά κόστη των σεναρίων 1 & Πίνακας Π.2: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=5% Πίνακας Π.3: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=6% Πίνακας Π.4: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=7% Πίνακας Π.5: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=8% Πίνακας Π.6: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=9% Πίνακας Π.7: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=10% Πίνακας Π.8: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=11% Πίνακας Π.9: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=12% Πίνακας Π.10: Παρούσα αξία των σεναρίων 1 & 2 για ρ=13% xvi

17 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το οδικό δίκτυο αποτελεί αναπόσπαστο μέρος των καθημερινών μετακινήσεων και ταυτόχρονα είναι μια υποδομή με μεγάλο κόστος τόσο κατασκευαστικό όσο και περιβαλλοντικό, η οποία αρχίζει να επιδεινώνεται άμεσως μετά την κατασκευή της εξαιτίας των φορτίων κυκλοφορίας που δέχεται, των περιβαλλοντικών συνθηκών και ενδεχόμενων αστοχιών. Για όλους αυτούς τους λόγους η ανάγκη της επιλογής της βέλτιστης τεχνικά και οικονομικά μεθόδου συντήρησης είναι επιτακτική. Μετά την κατανόηση της δομής και των συστατικών του οδοστρώματος, αναφέρονται οι φθορές και τα αίτιά τους, καθώς και οι αστοχίες που εμφανίζονται σε αυτά. Στη συνέχεια, περιγράφονται οι μέθοδοι συντήρησης, αλλά και η χρήση καινοτόμων υλικών και μεθόδων στην κατασκευή και τη συντήρηση των οδοστρωμάτων. Κατόπιν, αφού αναφερθούν οι πηγές χρηματοδότησης των εργασιών συντήρησης, καθώς και οι μέθοδοι αξιολόγησης των εναλλακτικών επιλογών συντήρησης (ανάλυση κόστους κύκλου ζωής), αναπτύσσονται προβλήματα αξιολόγησης των επεμβάσεων συντήρησης για διάφορες περιπτώσεις, από τα οποία προκύπτουν τα ακόλουθα συμπεράσματα. Δεν υπάρχει ορθή επέμβαση συντήρησης που να γενικεύεται σε όλα τα ομοειδή προβλήματα, καθώς κάθε περίπτωση έχει διαφορετικές συνθήκες και απαιτήσεις, με αποτέλεσμα η κατάλληλη επιλογή τόσο του τύπου του οδοστρώματος όσο και της μεθόδου συντήρησής του να ποικίλει. Ειδικότερα, η απόφαση υλοποίησης της αποδοτικότερης μεθόδου κατασκευής λαμβάνεται σύμφωνα με τα διαθέσιμα κεφάλαια επένδυσης, την στρατηγική του οργανισμού και τον βέλτιστο τεχνικά και οικονομικά προγραμματισμό συντήρησης, ο οποίος προκύπτει από την ανάλυση του κόστους του κύκλου ζωής των εναλλακτικών επιλογών και οδηγεί σε εξοικονόμηση άμεσα του οικονομικού οφέλους από την μείωση των κρατικών δαπανών, αλλά και έμμεσα σε οφέλη προς τους χρήστες. Επιπλέον, η συνεχής έρευνα η οποία διεξάγεται για την ανάπτυξη νέων υλικών και τεχνικών που έχουν ως στόχο την μεγαλύτερη αντοχή σε φθορές, τον περιορισμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και την μέγιστη οικονομική απόδοση, έχει ως αποτέλεσμα την ταχεία ανάπτυξη της χρήσης των ανακυκλώμενων υλικών στα ασφαλτομίγματα, τα οποία μπορεί να προέρχονται είτε από υφιστάμενα κατεστραμμένα οδοστρώματα είτε από απορρίματα άλλων ειδών, όπως είναι τα φθαρμένα ελαστικά, το γυαλί, η ιπτάμενη τέφρα, κ.ά. xvii

18 Κλείνοντας, αξίζει να αναφερθεί η σημασία της οδικής ασφάλειας κατά τη διάρκεια εκτέλεσης των έργων συντήρησης των οδοστρωμάτων, καθώς και τα μέτρα που πρέπει να λαμβάνονται σύμφωνα με την εθνική νομοθεσία. ΛΕΞΕΙΣ-ΚΛΕΙΔΙΑ: Οδοστρώματα, Συντήρηση, Καινοτομία, Τεχνική και οικονομική αξιολόγηση οδοστρωμάτων, Ανάλυση κόστους κύκλου ζωής xviii

19 ABSTRACT The road network is an integral part of daily trips and also it is an infrastructure with high cost both structural and environmental, which begin to deteriorate immediately after construction due to traffic loads that receives, environmental conditions and possible failures. For all these reasons, the need for selection of the optimum technical and economical method of maintenance is imperative. After understanding the structure and the components of road pavement, the deteriorations and their causes, as well as the failures that occur in them, are reported. Then, it is described the methods of maintenance, and the use of innovative materials and methods in construction and maintenance of pavements. Next, after mentioning the sources of funding for maintenance and the evaluation methods of maintenance alternatives (life cycle cost analysis), they are developed problems evaluating of maintenance interventions for different cases, from which following conclusions are warranted. There is no correct intervention maintenance that is suitable for all similar problems, because each case has different conditions and requirements, with the result that the appropriate selection of both the type of pavement and the method of preservation vary. In particular, the decision to implement a more efficient construction method is obtained according to the available investment funds, the organization's strategy and the optimal technical and economical planning of maintenance, which arises from the analysis of the life cycle costs of the alternatives and leads to direct savings of economic benefits by reducing government spending, but also indirectly benefits to users. In addition, ongoing research which is conducted to develop new materials and techniques that are aimed at greater resistance to wear, reduce environmental impact and maximum economic efficiency, has resulted in rapid growth in the use of recycled materials in asphalt mixtures, which can be sourced either from existing damaged road surfaces or other kinds of waste, such as worn tires, glass, fly ash, etc. Finally, it is worth mentioning the importance of road safety during project implementation of road maintenance, as well as measures that must be taken according to national legislation. KEYWORDS: Pavements, Maintenance, Innovation, Technical and economic evaluation of pavements, Life Cycle Cost Analysis xix

20 xx

21 Κεφάλαιο 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Λόγοι μελέτης του θέματος 1.2 Μεθοδολογία Δομή 1.3 Σκοπός

22 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Λόγοι μελέτης του θέματος Οι ασφαλτοστρωμένοι δρόμοι κατέχουν ένα πολύ σημαντικό ρόλο στην καθημερινή ζωή. Χρησιμοποιούνται ως ένα αναπόσπαστο μέρος της καθημερινότητας για κάθε μετακίνηση, καθώς παρέχουν πρόσβαση από πόρτα σε πόρτα τόσο για εμπορική χρήση όσο και για χρήση αναψυχής, αλλά και για την προσέγγιση προς υπόλοιπα μέσα μεταφοράς. Επιπλέον, κάθε είδους εμπόρευμα, όπως τα τρόφιμα, τα ποτά, αλλά και κάθε καταναλωτικό αγαθό που χρησιμοποιούμε κάθε μέρα, μεταφέρεται προς τους τελικούς χρήστες οδικώς. Περίπου το 90% του συνόλου των διαστρωμένων οδών είναι στρωμένοι με άσφαλτο. Η άσφαλτος παρέχει στους χρήστες των οδών, από φορτηγά έως πεζούς, μια συνεπή, ασφαλή και ανθεκτική επιφάνεια για τις μετακινήσεις τους, είτε τοπικά είτε παγκόσμια (EAPA, 2010). Οι δρόμοι αποτελούν τον πλέον διαδεδόμενο τρόπο μεταφοράς. Πρόσφατα στοιχεία σχετικά με τη μεταφορά των χερσαίων αγαθών και επιβατών στην Ευρώπη έδειξαν ότι πάνω από το 72% των προϊόντων και το 83% των επιβατών ταξιδεύουν οδικώς, παρά σιδηροδρομικώς, αεροπορικώς ή ακτοπλοϊκώς. Εντός του ευρωπαϊκού οδικού δικτύου υπάρχουν περίπου 6,1 εκ. χλμ. ασφαλτοστρωμένοι δρόμοι που συνδέουν μεγάλα αστικά κέντρα και μικρές κοινότητες σε όλη την έκταση της ηπείρου (EAPA, 2010). Παρά το γεγονός ότι η άσφαλτος χρησιμοποιείται κυρίως για την ασφαλτόστρωση οδών, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και να εφαρμοσθεί για διάφορους άλλους σκοπούς. Μεταξύ των άλλων, μπορεί να βρεθεί στους ακόλουθους τομείς (EAPA, 2010): Μεταφορές (πχ. δρόμοι, σήραγγες, υποστρώματα σιδηροδρομικών γραμμών ή διαδρόμων αεροδρομίων, διάδρομοι τροχοδρόμησης, κλπ), Αναψυχή (παιδικές χαρές, ποδηλατόδρομοι, δρόμοι για τρέξιμο, γήπεδα τένις, κλπ), Γεωργία (δάπεδα στάβλων, δάπεδα θερμοκηπίων, κλπ.), Βιομηχανία (λιμάνια, καταλύμματα υγειονομικής ταφής, χώροι εργασίας, κλπ.), Κατασκευή κτιρίων (δάπεδα, κλπ.). Καθώς, όμως, το 70% των εφαρμογών της, αφορά στο οδικό δίκτυο, περαιτέρω ανάλυση θα επικεντρωθεί σε αυτόν τον τομέα. Οι δρόμοι χρειάζονται και πρέπει να συντηρηθούν. Το βασικό καθήκον των κρατικών αρχών, που ευθύνονται για τις 2

23 υποδομές, είναι να αναπτύξουν και να διατήρησουν ένα οδικό δίκτυο που να παρέχει απρόσκοπτη και ασφαλή διέλευση σε όλες τις καιρικές συνθήκες. Οι δρόμοι υποστηρίζουν την ευημερία, την παραγωγικότητα και την ανταγωνιστικότητα των κοινοτήτων και των εμπορικών δραστηριοτήτων συμβάλλοντας στην οικονομική, κοινωνική και πολιτισμική ανάπτυξη. Ταυτόχρονα, αποτελούν έργα με μεγάλο κόστος, τόσο κατασκευαστικό όσο και περιβαλλοντικό, γεγονός που καθορίζει την σημαντικότητα της διατήρησής τους (EAPA, 2010). 1.2 Μεθοδολογία Δομή Για την εκπόνηση της εργασίας έγινε βιβλιογραφική έρευνα σε βιβλία, επιστημονικά άρθρα, μελέτες, πανεπιστημιακές εργασίες και στο διαδίκτυο. Το αντικείμενο προσεγγίσθηκε από την πλευρά της καινοτομίας και της τεχνολογικής εξέλιξης. Αφού, πρώτα, στο Κεφάλαιο 1 αναφέρονται οι λόγοι που οδήγησαν στην χρησιμότητα της μελέτης του θέματος, ακολούθως, στο Κεφάλαιο 2 δίνονται οι βασικές έννοιες των οδοστρωμάτων που αφορούν τη δομή τους, τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται (άσφαλτος και αδρανή), τα είδη των ασφαλτομιγμάτων, καθώς επίσης και τις κατηγορίες των οδοστρωμάτων. Στην συνέχεια, στο Κεφάλαιο 3 περιγράφονται οι φθορές που παρουσιάζουν τα οδοστρώματα, αφού έχουν ταξινομηθεί σύμφωνα με την ελαστικότητα των οδοστρωμάτων στα οποία εμφανίζονται (εύκαμπτα, δύσκαμπτα), και γίνεται αναφορά στις αιτίες που μπορούν να οδηγήσουν στην πρόωρη αστοχία ενός οδοστρώματος. Στην συνέχεια, στο Κεφάλαιο 4 διερευνούνται οι καινοτόμες μέθοδοι συντήρησης των οδοστρωμάτων και παρουσιάζονται μαζί με τις ήδη ευρέως διαδομένες. Κατόπιν, στο Κεφάλαιο 5 γίνεται αναφορά αποκλειστικά στις καινοτομίες. Μελετώνται τρόποι, τεχνικές και υλικά που βρίσκονται σε ερευνητικό στάδιο ή αρχίζουν να εφαρμόζονται πειραματικά στα οδικά οδοστρώματα και αυτές αφορούν τα υλικά κατασκευής, τα υλικά εξοπλισμού, ανακυκλώσιμα υλικά των ασφαλτομιγμάτων που εφαρμόζονται και διευρενώνται, καθώς επίσης και η εφαρμογή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην επιφάνεια των οδοστρωμάτων. Έπειτα, στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται η οικονομική σκοπιά του ζήτηματος. Πιο συγκεκριμένα, προσεγγίζονται οι πηγές χρηματοδότησης των έργων και τίθεται ο προβληματισμός της ορθότερης μεθόδου απόκτησης κεφαλαίων με σκοπό την συντήρηση του οδικού δικτύου. Στη συνέχεια, περιγράφεται ο τρόπος αξιολόγησης των εναλλακτικών επιλογών κατασκευής και συντήρησης και μελετώνται τα ερωτήματα (α) είναι αποδοτικότερη η στρατηγική των μικρών και συχνών έναντι των μεγάλων και αραιών συντηρήσεων; (β) η συμβολή 3

24 των νέων τεχνολογιών και τεχνικών μειώνει το κόστος; (γ) το κόστος συντήρησης έχει ανταποδοτικό χαρακτήρα; Κατόπιν, στο Κεφάλαιο 7 γίνεται εφαρμογή της οικονομικής αξιολόγησης των επεμβάσεων συντήρησης στα ακόλουθα προβλήματα: (α) συντήρηση ανά μικρά ή μεγάλα χρονικά διαστήματα, (β) ταυτόχρονη ή σταδιακή αντιμετώπιση των βλαβών του οδοστρώματος, (γ) επιλογή του τύπου ασφαλτικού λεπτοτάπητα, (δ) διάστρωση έγχρωμου τάπητα στην Λ.Ε.Α. Και έπειτα πραγματοποιείται τεχνική αξιολόγηση των μεθόδων συντήρησης και γίνεται εφαρμογή της οικονομικής αξιολόγησης στο ανωτέρω πρόβλημα (α) του ιδίου κεφαλαίου. Τέλος, στο Κεφάλαιο 8 αναφέρονται τα μέτρα που απαιτούνται κατά τη διάρκεια εκτέλεσης των εργασιών συντήρησης στις οδούς, και στο Κεφάλαιο 9 συγκεντρώνονται συνολικά τα συμπεράσματα που προέκυψαν. 1.3 Σκοπός Μέσω της κατανόησης της δομής, των συστατικών, της λειτουργίας αλλά και των φθορών των οδοστρωμάτων διερευνώνται οι ιδιότητες και οι τεχνικές απαιτήσεις τους και σε συνδυασμό με την έρευνα των οικονομικών δεδομένων που αφορούν την κατασκευή και τη συντήρησή τους, επιχειρείται η κατανόηση των σύγχρονων αναγκών της διαχείρισης των οδοστρωμάτων και προσεγγίζονται τα μέσα για την ικανοποίησή τους. 4

25 Κεφάλαιο 2 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 2.1 Δομή οδοστρώματος 2.2 Άσφαλτος 2.3 Αδρανή 2.4 Ασφαλτομίγματα 2.5 Είδη οδοστρωμάτων

26 2. ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 2.1 Δομή οδοστρώματος Οδόστρωμα ονομάζεται το τμήμα της υποδομής της οδού, το οποίο κατασκευάζεται για να χρησιμοποιηθεί από τα οχήματα κυκλοφορίας και να διανέμει τα φορτία κυκλοφορίας πριν φτάσουν στο έδαφος. Μια τυπική διατομή οδοστρώματος, όπως φαίνεται και στην Εικόνα 2.1 που ακολουθεί, ξεκινώντας από τις κατώτερες στρώσεις αποτελείται από το υπέδαφος και την διαμορφωμένη του στρώση, την στρώση υπόβασης, βάσης και τις ασφαλτικές στρώσεις (EAPA, 2010). Εικόνα 2.1: Διατομή τυπικού οδροστρώματος (Πηγή: EAPA, 2010) Υπέδαφος Τα χαρακτηριστικά και η κατάσταση του υπεδάφους καθορίζουν την ποιότητα και την μακροζωϊα του οδοστρώματος. Γι αυτό πριν τον σχεδιασμό ενός οδοστρώματος είναι απαραίτητη η γεωλογική έρευνα, ο εργαστηριακός έλεγχος και η μελέτη του εδάφους, ώστε να αναγνωριστούν τα χαρακτηριστικά και η κατάστασή του. Από τα συμπεράσματα αυτά λαμβάνεται η απόφαση του βέλτιστου σχεδιασμού, δηλαδή του τρόπου δημιουργίας της στρώσης διαμόρφωσης του φυσικού εδάφους έδρασης του οδοστρώματος. Σε κάποιες περιπτώσεις που το έδαφος δεν έχει τα κατάλληλα χαρακτηριστικά, ενδείκνυται η χρησιμοποίηση πρόσθετων υλικών, τα οποία μετά από ιδιαίτερη επεξεργασία το βελτιώνουν και το σταθεροποιούν (EAPA, 2010). Υπόβαση Οι στρώσεις που κατασκευάζονται πάνω από την διαμορφωμένη στρώση του υπεδάφους ονομάζονται στρώσεις υπόβασης. Σε αυτές χρησιμοποιούνται θραυστά υλικά ικανοποιητικής αντοχής, τα χαρακτηριστικά των οποίων δεν είναι απαραίτητο να έχουν τόσο υψηλές απαιτήσεις όσο τα υλικά των βάσεων. Σκοπός των 6

27 στρώσεων υπόβασης είναι η κατασκευή ενός οδοστρώματος διατομής μεγάλου πάχους με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς επίσης και η διανομή των φορτίων κυκλοφορίας που λαμβάνει από την υπερκείμενη στρώση βάσης πριν μεταβιβαστούν στο έδαφος (EAPA, 2010). Βάση Οι στρώσεις βάσεις κατασκευάζονται, όπως φαίνεται και στο σχήμα 2.1, μεταξύ των στρώσεων υπόβασης και των ασφαλτικών στρώσεων. Όπως και στις στρώσεις υπόβασης, για την κατασκευή τους χρησιμοποιούνται θραυστά αμμοχάλικα, μικρότερης κοκκομετρικής διαβάθμισης και υψηλότερων απαιτήσεων ποιότητας, προκειμένου να αντέχουν στις μεγαλύτερες καταπονήσεις, να διανέμουν αποτελεσματικά και να μεταβιβάζουν τα κυκλοφοριακά και περιβαλλοντικά φορτία με τέτοιο τρόπο ώστε οι υποκείμενες ασυμπύκνωτες στρώσεις να μην εκτίθονται σε υπερβολικές καταπονήσεις και πιέσεις. Αυτό συχνά συνεπάγεται τη συγκριτικά υψηλή ακαμψία των στρώσεων βάσης. Επίσης, οι στρώσεις βάσης θα πρέπει να έχουν επαρκή αντοχή σε κόπωση (EAPA, 2010). Εικόνα 2.2: Επιμέρους στρώσεις διατομής τυπικού οδοστρώματος (Πηγή: Λεβέντης, 2011) 7

28 Ασφαλτικές στρώσεις Στις ασφαλτικές στρώσεις ενός οδοστρώματος περιλαμβάνονται, γενικά, η ασφαλτική βάση (base course), η ισοπεδωτική στρώση, η συνδετική στρώση (binder course) και η επιφανειακή στρώση (surface course), η οποία απαιτείται να είναι αντιολισθηρή σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές των έργων οδοστρωσίας (Εικόνα 2.2) (EAPA, 2010; Λεβέντης, 2011). Η ασφαλτική στρώση αποτελεί το ανώτερο στρώμα του οδοστρώματος και πρέπει να αντέχει στον υψηλό κυκλοφοριακό φόρτο και περιβαλλοντικό που προκαλείται από τις τάσεις χωρίς να εμφανίζει μη ικανοποιητικές ρηγματώσεις και αυλακώσεις, προκειμένου να παρέχει άνεση στον χρήστη και συγχρόνως να εξασφαλίζει επαρκή αντίσταση έναντι ολίσθησης. Ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά, όπως η αντίσταση σε ολίσθηση, η μείωση του θορύβου και η ανθεκτικότητα (durability), καθορίζονται οι απαιτήσεις για τις ασφαλτικές στρώσεις. Σε μερικές περιπτώσεις, η ταχεία αποστράγγιση των επιφανειακών υδάτων είναι επιθυμητή, ενώ σε άλλες περιπτώσεις, η επιφανειακή στρώση (wearing course) πρέπει να είναι αδιαπέρατη, προκειμένου να κρατήσει το νερό έξω από τη δομή του οδοστρώματος. Ένα ευρύ φάσμα προϊόντων επιφανειακών στρώσεων (ασφαλτικών στρώσεων) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανάλογα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις κάθε περίπτωσης (EAPA, 2010). Συνεπώς, ανάλογα με την στρώση για την οποία προορίζεται, τις ιδιότητες και απαιτήσεις που πρέπει να ικανοποιεί, κάθε ασφαλτόμιγμα διαθέτει διαφορετική σύνθεση. Τα βασικά συστατικά του μέρη, ωστόσο, είναι η άσφαλτος και τα αδρανή υλικά, μεταξύ των οποίων δημιουργούνται και κενά αέρα. (Εικόνα 2.3). Προκειμένου να συνδεθούν τα αδρανή σε ένα συνεκτικό μίγμα χρησιμοποιείται ως συνδετικό υλικό η άσφαλτος (Λεβέντης, 2011). Εικόνα 2.3: Βασικά συστατικά ασφαλτομίγματος (Πηγή: Λεβέντης, 2011) 8

29 2.2 Άσφαλτος Ιστορικά Η άσφαλτος είχε χρησιμοποιηθεί για πρώτη φορά ως υλικό κατασκευής το 625 π.χ. στην Βαβυλώνα, σύμφωνα με τις καταγραφές. Ιστορικές αναφορές αποδεικνύουν την εξοικείωση των αρχαίων Ελλήνων με την άσφαλτο και τις ιδιότητές της, καθώς και την χρήση της από τους Ρωμαίους ως στεγανωτικό υλικό σε λουτρά, δεξαμενές και υδραγωγεία, ενώ από του Νοτιοαμερικάνους ως υλικό συντηρήσεων των σκαφών τους (Μέγας & Παπαδόπουλος, 2005). Με την κατασκευή των 180 μιλίων δρόμου στο Γιορκσάιρ γύρω στον 1750, η άσφαλτος ξεκίνησε να χρησιμοποιείται ως υλικό επίστρωσης. Οι έρευνες για το καλύτερο υλικό ασφαλτομίγματος και την καλύτερη μέθοδο κατασκευής οδήγησαν από την αρχική χρήση της ανθρακόπισσας ως συνδετικής ουσίας μέχρι το 1860, στην δημιουργία μίγματος καθαρής ασφάλτου με άμμο μια δεκαετία αργότερα, το Τότε, ξεκίνησε και η κατοχύρωση των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας από παραγωγούς ασφάλτου, η οποία είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη μεγάλου ανταγωνισμού μεταξύ τους και οδήγησε, τελικά, στην απαίτηση αυστηρότερων κριτηρίων από τους δημόσιους φορείς, δημιουργώντας, έτσι, για πρώτη φορά, τεχνικές προδιαγραφές για την κατασκευή των οδοστρωμάτων (Μέγας & Παπαδόπουλος, 2005). Η άσφαλτος, που προέρχεται από την διύλιση πετρελαίου, εμφανίστηκε πρώτη φορά στα μέσα του 1870 και από το 1907 ξεπέρασε την φυσική που χρησιμοποιούνταν μέχρι τότε (Μέγας & Παπαδόπουλος, 2005). Η έρευνα για καινοτομίες στην παραγωγή και την τοποθέτηση της ασφάλτου συνεχιζόταν καθώς η χρήση του αυτοκινήτου αυξάνοταν και, κατά συνέπεια, και η απαίτηση για περισσότερους και ποιοτικότερους δρόμους. (Μέγας & Παπαδόπουλος, 2005) Ιδιότητες Η άσφαλτος είναι ένα σκουρόχρωμο, στερεό υλικό (Vittoratos, 2014) που προέρχεται από το αργό πετρέλαιο και είναι είτε φυσική, όταν παράγεται με φυσικό τρόπο κάτω από την επίδραση βακτηριδίων, είτε τεχνητή, όταν παράγεται μέσω κλασματικής απόσταξης. Διαχωρίζεται σε δύο γενικές κατηγορίες σύμφωνα με τη χρήση της: στις ασφάλτους οδοστρωσίας και στις ασφάλτους για βιομηχανική χρήση, όπου οι δεύτερες προέρχονται από τις πρώτες μετά από περαιτέρω οξείδωση (Νικολαϊδης, 2002). 9

30 Οι άσφαλτοι οδοστρωσίας αποτελούν συνθετικό υλικό των ασφαλτομιγμάτων, όπως προαναφέρθηκε. 2.3 Αδρανή Το δεύτερο κύριο συστατικό των ασφαλτομιγμάτων είναι τα αδρανή. Τα αδρανή μπορεί να είναι είτε φυσικά συλλεκτά από φυσικές αποθέσεις είτε θραυστά λατομείου και πρέπει να ικανοποιούν συγκεκριμένες απαιτήσεις, οι οποίες τα καθιστούν κατάλληλα για την χρήση είτε ως συστατικά της ασφαλτικής στρώσης είτε και ως συστατικά των στρώσεων βάσης και υπόβασης. Τα χαρακτηριστικά τα οποία πρέπει να πληρούν είναι: η κοκκομετρική τους διαβάθμιση, η οποία καθορίζεται με τη μελέτη σύνθεσης και πρέπει να αποτελείται από αρκετές διαφορετικές διαβαθμίσεις μεγέθους, το σχήμα των κόκκων πρέπει να είναι κυβικό γωνιώδες και όχι στρογγυλεμένο, με αμελητέο ποσοστό πεπλατυσμένων κόκκων, η επιφανειακή τους υφή πρέπει να είναι τραχεία και όχι λειασμένη, η πλήρης απουσία επιβλαβών αργιλικών και οργανικών προσμίξεων, τα τεμάχια πρέπει να είναι απαλλαγμένα από σαθρά και εύθρυπτα μέρη, η απορροφητικότητα του πετρώματος πρέπει να είναι μικρή, η οποία εξασφαλίζεται με το μικρό πορώδες του υλικού, και, τέλος, η χημική συγγένεια του πετρώματος με το ασφαλτικό συνδετικό υλικό θα πρέπει να είναι τέτοια, ώστε να παρουσιάζεται αυξημένη αντίσταση στην αφαίρεση της ασφαλτικής μεμβράνης. (Δερζέκος et al., 200?) Τα ευρωπαϊκά πρότυπα που αναφέρονται στα χαρακτηριστικά των αδρανών, σύμφωνα με τη χρήση τους φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα. (Πίνακας 2.1) 10

31 Πίνακας 2.1: Ευρωπαϊκά πρότυπα αδρανών ανάλογα με τη χρήση τους Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ ΕΛΟΤ ΕΝ ΕΛΟΤ ΕΝ ΕΛΟΤ ΕΝ ΕΛΟΤ ΕΝ ΕΛΟΤ ΕΝ ΕΛΟΤ ΕΝ ΕΛΟΤ ΕΝ (Πηγή: Πάνου, 2009) Χρήση αδρανών Αδρανή για σκυρόδεμα Αδρανή για ασφαλτομίγματα οδοστρωμάτων Αδρανή για έρματα σιδηροδρόμων Αδρανή οδοποιίας και τεχνικών έργων (ασύνδετα ή σταθεροποιημένα) Αδρανή κονιαμάτων Ογκόλιθοι Ελαφρά αδρανή για σκυροδέματα, κονιάματα και ενέματα Ελαφρά αδρανή για εφαρμογές χύδης ή σταθεροποιημένες Τα αδρανή υλικά που χρησιμοποιούνται στα ασφαλτικά μίγματα μπορεί να είναι σπασμένος βράχος, άμμος, χαλίκι ή σκωρίες. 2.4 Ασφαλτομίγματα Για την καλύτερη απόδοση σε διαφορετικές εφαρμογές έχει δημιουργηθεί μια μεγάλη ποικιλία μιγμάτων ασφάλτου. Εξαιτίας των διαφορετικών απαιτήσεων (ποσοστό κυκλοφορίας, ποσοστό βαρέων οχημάτων, θερμοκρασία, καιρικές συνθήκες, απαιτήσεις μείωσης θορύβου, κλπ) η αντίστοιχη σύνθεση που χρησιμοποιείται πρέπει να έχει μια επαρκή ακαμψία και αντίσταση στην παραμόρφωση, ώστε να αντιμετωπίζει την εφαρμοζόμενη πίεση από τους τροχούς των οχημάτων από τη μία πλευρά, και από την άλλη πλευρά πρέπει να έχει επαρκή αντοχή στην κάμψη για να αντιστέκεται στον σχηματισμό των ρωγμών που προκαλούνται από τις διάφορες πιέσεις που του ασκούνται. Επιπλέον, η καλή εργασιμότητα κατά την εφαρμογή είναι απαραίτητη προκειμένου να εξασφαλισθεί ότι μπορούν να συμπυκνωθούν πλήρως, ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη αντοχή (EAPA, 2010). 11

32 2.4.1 Κατηγορίες ασφαλτομιγμάτων Τα ασφαλτικά μίγματα μπορούν να παραχθούν σε διαφορετικές θερμοκρασίες και κατατάσσονται σύμφωνα με το κριτήριο της θερμοκρασίας παραγωγής τους σε τρείς κατηγορίες: τα θερμά, τα ζεστά και τα κρύα μίγματα. Θερμό μίγμα ασφάλτου (Hot Mix Asphalt, HMA) Τα θερμά μίγματα ασφάλτου παράγονται σε θερμοκρασίες μεταξύ 150 και 180 ο C. Ανάλογα με τη χρήση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί διαφορετικό μίγμα ασφάλτου. Οι τύποι των επιφανειακών στρώσεων θερμού ασφαλτομίγματος είναι (EAPA, 2010): Ασφαλτικό σκυρόδεμα (Asphalt Concrete, AC) Λεπτή στρώση ασφαλτικού σκυροδέματος (Béton Bitumineux Mince, Thin Layer Asphalt Concrete, AC-TL, ΒΒΤΜ) Ασφαλτικό σκυρόδεμα πολύ λεπτών στρώσεων (Asphalt Concrete Very Thin Layers, AC-VTL) Ασφαλτικό σκυρόδεμα εξαιρετικά λεπτών στρώσεων (Asphalt Concrete Ultra Thin Layer, AC-UTL) Stone Mastic Asphalt (SMA) Θερμό κυλινδρούμενο ασφαλτόμιγμα (Hot Rolled Asphalt, HRA) Πορώδες ασφαλτόμιγμα (Porous Asphalt, PA) Πορώδες ασφαλτόμειγμα διπλής στρώσης (Double layered Porous Asphalt, 2L PA) Mastic Asphalt (MA) Μαλακή άσφαλτος (Soft Asphalt, SA) Εικόνα 2.4: Πορώδες ασφαλτόμιγμα διπλής στρώσης (2L PA) (Πηγή: EAPA, 2010) 12

33 Η επιλογή της επιφανειακής στρώσης εξαρτάται από τις λειτουργικές απαιτήσεις της επιφάνειας του οδοστρώματος. Αυτές θα μπορεί να είναι η υψηλή ανθεκτικότητα, η μείωση του θορύβου, η μεγάλη αντοχή σε ολίσθηση, η στεγανότητα, κλπ. (EAPA, 2010). Εικόνα 2.5: Επιφανειακή υφή της πορώδους ασφάλτου (αριστερά) σε σύγκριση με το ασφαλτικό σκυρόδεμα (δεξιά) (Πηγή: EAPA, 2010) Ζεστό μίγμα ασφάλτου (Warm Mix Asphalt, WMA) Ένα τυπικό ζεστό μίγμα ασφάλτου παράγεται σε θερμοκρασία περίπου ο C χαμηλότερη από ένα ισοδύναμο θερμό μίγμα ασφάλτου. Έτσι, καταναλώνεται λιγότερη ενέργεια τόσο κατά τη διάρκεια παραγωγής όσο και κατά τη διάρκεια των εργασιών οδοστρωσίας. Επιπλέον, η θερμοκρασία του μίγματος κατά την οδοστρωσία είναι χαμηλότερη, με αποτέλεσμα την βελτίωση των συνθηκών εργασίας για τους εργαζόμενους και την ταχύτερη παράδοση του δρόμου προς χρήση (EAPA, 2010). Ψυχρό μίγμα ασφάλτου (Cold Mix Asphalt, CMA) Ψυχρά μίγματα παράγονται χωρίς θέρμανση των συστατικών τους σε θερμοκρασίες 15 ο C. Αυτό είναι δυνατό μόνο λόγω της χρήσης είτε κάποιου διαλύτη (π.χ. βενζίνη) είτε ενός ειδικού ασφαλτικού γαλακτώματος (χωρίς πτητικές οργανικές ενώσεις συνδιασμένες με νερό), το οποίο διασπάται είτε κατά τη διάρκεια της συμπίεσης είτε κατά την ανάμιξη. Μετά τη διάσπαση, το σύνολο των στρώσεων των γαλακτωμάτων σε βάθος χρόνου αυξάνει τις δυνάμεις του (EAPA, 2010). Τα ψυχρά μίγματα συνιστώνται ιδιαίτερα για οδούς ελαφράς κυκλοφορίας (EAPA, 2010). Εφαρμόζονται, κυρίως, στη συντήρηση και αποκατάσταση, όπως για παράδειγμα σε πληρώσεις κενών και σφραγίσεις οδοστρωμάτων, καθώς και στην ανακύκλωση του ασφαλτικού οδοστρώματος εν ψυχρώ, ενώ καλό είναι να μην χρησιμοποιείται όταν μία οδός πρέπει να δωθεί άμεσα σε κυκλοφορία, λόγω του ότι 13

34 σκληραίνει με αργούς ρυθμούς, παρά τη μεγαλύτερη ευκαμψία του μίγματος και τον περιορισμό εμφάνισης ρωγμών. Εικόνα 2.6: Στρώση κρύου ασφαλτικού μίγματος (Πηγή: EAPA, 2010) 2.5 Είδη οδοστρωμάτων Τα οδοστρώματα κατάσσονται σε κατηγορίες ανάλογα το χαρακτηριστικό που προσεγγίζεται και μελετάται κάθε φορά. Ως προς τα υλικά και τον τρόπο κατασκευής τους διακρίνονται σε (Παναγοπούλου, 2011): οδοστρώματα με απλή σταθεροποίηση του εδάφους λιθόστρωτα κυκλοφοριόπηκτα σκυρωτά οδοστρώματα από σκυρόδεμα ασφαλτικά οδοστρώματα. Ως προς την ελαστικότητά τους διακρίνονται σε (Παναγοπούλου, 2011): εύκαμπτα ημιδύσκαμπτα δύσκαμπτα 14

35 Εικόνα 2.7: Ταξινόμηση οδοστρωμάτων ανάλογα με την ελαστικότητά τους (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Στα εύκαμπτα οδοστρώματα περιλαμβάνονται τα οδοστρώματα με απλή σταθεροποίηση του εδάφους, τα κυκλοφοριόπηκτα, τα σκυρωτά και τα ασφαλτικά. Η στρώση βάσης των ανωτέρω οδοστρωμάτων αποτελείται, συνήθως, από καλώς διαβαθμισμένο θραυστό αμμοχάλικο και κατασκευάζεται πάχους από cm. Αντίστοιχα, η υπόβαση κατασκευάζεται από καλώς διαβαθμισμένο αμμοχάλικο με πάχος cm (Παναγοπούλου, 2011). Στα ημιδύσκαμπτα οδοστρώματα η «στρώση βάσης συντίθεται από σταθεροποιημένο, κατεργασμένο αμμοχάλικο και έχει πάχος cm. Αντίστοιχα, σε οδοστρώματα αυτής της κατηγορίας που εξυπηρετούν μεγάλη κυκλοφορία, η στρώση της υπόβασής τους κατασκευάζεται από σταθεροποιημένο, κατεργασμένο αμμοχάλικο με πάχος cm» (Παναγοπούλου, 2011). Στα δύσκαμπτα οδοστρώματα περιλαμβάνονται τα λιθόστρωτα και τα οδοστρώματα από σκυρόδεμα (Μακρίδου και Πανιωράς, 2009). Η διατομή των οδοστρωμάτων αυτών, ξεκινώντας από τις υποκείμενες στρώσεις προς την υπερκείμενες, αποτελείται από το έδαφος εδράσεως, μία στρώση βάσης και τη στρώση από σκυρόδεμα. «Όταν ο φορέας των δύσκαμπτων οδοστρωμάτων παραλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος των τάσεων κυκλοφορίας, η βάση του οδοστρώματος λειτουργεί με σκοπό να αυξήσει τις τριβές της πλάκας κατά τις διαστολές και συστολές της και να εμποδίσει τα τριχοειδή. Γι' αυτούς τους λόγους συνιστάται το υλικό βάσεως να είναι απαλλαγμένο από συνδετική ύλη και να διαστρώνεται σε πάχος 30 cm ανεξάρτητα από το είδος του εδάφους» (Παναγοπούλου, 2011). Να σημειωθεί, ακόμη, ότι τα οδοστρώματα με απλή σταθεροποίηση του εδάφους, τα λιθόστρωτα, τα κυκλοφοριόπηκτα και τα σκυρωτά εφαρμόζονται σε λίγες και ειδικές περιπτώσεις, όπως για παράδειγμα σε περιοχές που έχουν χαρακτηρισθεί ως παραδοσιακοί οικισμοί. 15

36 16

37 Κεφάλαιο 3 ΦΘΟΡΕΣ ΚΑΙ ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 3.1 Γενικά 3.2 Φθορές οδοστρωμάτων 3.3 Πρόωρη αστοχία των οδοστρωμάτων

38 3. ΦΘΟΡΕΣ ΚΑΙ ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 3.1 Γενικά Τα οδοστρώματα δεν παραμένουν αναλοίωτα στον χρόνο. Καθημερινά πολλοί παράγοντες συμβάλλουν στην φθορά και επιδρούν στη συμπεριφορά τους. Πρωταρχικός παράγοντας της συνεχούς καταπόνησής τους αποτελεί ο κυκλοφοριακός φόρτος, καθώς και η ορθότητα της μελέτης διαστασιολόγησής τους, διότι ένα οδόστρωμα που έχει σχεδιαστεί για μικρότερα κυκλοφοριακά φορτία, θα εμφανίσει γρήγορα πολύ έντονες φθορές. Επιπλέον, οι συνθήκες του περιβάλλοντος, χημικής ή φυσικής προέλευσης, επιβαρύνουν την συμπεριφορά των οδοστρωμάτων. Τέλος, σημαντικά επιδρούν και παράγοντες που σχετίζονται με την κατασκευή τους, όπως η ποιότητα κατασκευής και η καταλληλότητα των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν. Για όλους αυτούς τους λόγους, η κατάσταση των οδοστρωμάτων συνεχώς μεταβάλλεται με φθίνουσα πορεία από την αρχική τους «πρότυπη» κατάσταση. 3.2 Φθορές οδοστρωμάτων Τα οδοστρώματα, όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενο κεφάλαιο, ταξινομούνται σε δύο μεγάλες κατηγορίες σύμφωνα με την ελαστικότητά τους (εύκαμπτα και δύσκαμπτα). Επομένως, οι φθορές που αναφέρονται σε αυτά κατηγοριοποιούνται ανάλογα με το είδος του οδοστρώματος, καθώς κάθε κατηγορία παρουσιάζει διαφοροποιήσεις ως προς τις καταπονήσεις που εμφανίζει εξαιτίας των διαφορετικών της χαρακτηριστικών. Οι επιμέρους φθορές των βασικών κατηγοριών μπορούν να ομαδοποιηθούν ανάλογα με την προέλευσή τους (Πίνακας 3.1) και ανάλογα με τη γεωμετρία τους (Πίνακας 3.2) για τα εύκαμπτα οδοστρώματα. Τα δύσκαμπτα οδοστρώματα έχουν περιορισμένο εύρος βλαβών λόγω των χαρακτηριστικών τους και οι φθορές τους μπορούν να κατανεμηθούν συνολικά με έναν τρόπο (Πίνακας 3.3), ο οποίος τείνει προς την κατηγοριοποίηση σύμφωνα με τη γεωμετρία (κυρίως για τις ρηγματώσεις). 18

39 Πίνακας 3.1: Κατηγοροποίηση φθορών εύκαμπτων οδοστρωμάτων ανάλογα με την προέλευση Εύκαμπτα Οδοστρώματα Είδος φθοράς Κατηγορία Τύπου αλλιγάτορα (alligator cracks) Στα άκρα του οδοστρώματος (edge cracks) Μεταξύ των λωρίδων διάστρωσης ή διαπλάτυνσης (lane and widening cracks) Ρηγματώσεις Από ανάκλαση (reflection cracks) Από ολίσθηση ταπήτων (slippage cracks) Συρρίκνωσης (shrinkage cracks) Στην τροχιά των τροχών (wheel path cracks) Ελικοειδείς Αυλακώσεις στις τροχιές των τροχών (channel or ruts) Παραμορφώσεις Κυματώσεις - ρυτιδώσεις (corrugations, wave) Τοπικές διογκώσεις (local upheaval) Τοπικές καθιζήσεις σε τομές οδοστρώματος (utility cut depressions) Αποκόλληση αδρανών (ravelling) Αποσύνθεση Λακκούβες (potholes) Αποφλοιώσεις (peeling) Λεία επιφάνεια οδοστρώματος Διάβρωση (stripping) Λείανση ανδρανών ολισθηρότητα (polished aggregate) Ανάδυση ασφάλτου Εξίδρωση (asphalt bleeding or flushing) (Πηγή: Νικολαϊδης, 2002; Μουρατίδης, 2006) 19

40 Πίνακας 3.2: Κατηγοροποίηση φθορών εύκαμπτων οδοστρώματων ανάλογα με την γεωμετρία τους Εύκαμπτα Οδοστρώματα Είδος φθοράς Κατηγορία Τύπου αλλιγάτορα (alligator cracks) Διαμήκεις (longitudinal cracks) Ρηγματώσεις Εγκάρσιες (transverse cracks) Παραβολικές (slippage cracks) Πολυγώνου (block cracks) Αυλακώσεις στις τροχιές των τροχών (channel or ruts) Κοιλώματα (depressions) Παραμορφώσεις Διογκώσεις (bumps) Επωθήσεις (shoving) Κυματώσεις - ρυτιδώσεις (corrugations, wave) Λακκούβες (potholes) Αποφλοιώσεις (peeling) Επιφανειακές αλλοιώσεις Αποκόλληση αδρανών (ravelling) Ανάδυση ασφάλτου Εξίδρωση (asphalt bleeding or flushing) Διάβρωση (stripping) (Πηγή: Νικολαϊδης, 2002; Μουρατίδης, 2006) 20

41 Πίνακας 3.3: Κατηγοροποίηση φθορών δύσκαμπτων οδοστρώματων Δύσκαμπτα Οδοστρώματα Είδος φθοράς Κατηγορία Φθορές στους αρμούς Γωνιώδεις (γωνιακές) ρωγμές (edge cracks) Ρηγματώσεις Αρμοί Διαμήκεις ρωγμές (longitudinal cracks) Εγκάρσιες ρωγμές (transverse cracks) Διαγώνιες ρωγμές (diagonal cracks) Επιφανειακές αλλοιώσεις Καθιζήσεις Αποκόλληση αδρανών λεπίδωση (scaling) Αποσύνθεση Θρυμματισμός των πλακών (spalling) Άντληση (pumping) Ολισθηρότητα Λείανση αδρανών επιφάνειας (Πηγή: Νικολαϊδης, 2002; Μουρατίδης, 2006) Ακολούθως οι φθορές αναλύονται έχοντας ομαδοποιηθεί για τα εύκαμπτα οδοστρώματα σύμφωνα με την προέλευσή τους Φθορές εύκαμπτων οδοστρωμάτων Ρηγματώσεις (cracking) Ρωγμές τύπου αλλιγάτορα (alligator cracks) «Οι ρωγμές τύπου αλιγάτορα είναι διακλαδιζόμενες και αλληλοσυνδεόμενες ρωγμές που σχηματίζουν πολυγωνικά κομμάτια (μπλοκ) όμοια με αυτά του δέρματος του αλιγάτορα. Σε ορισμένες περιπτώσεις τα κομμάτια αυτά δίνουν τη εντύπωση ότι είναι σχεδόν έτοιμα να αποκολληθούν» (Νικολαϊδης, 2002). Αρχικά εμφανίζεται μια διαμήκης ρωγμή στη τροχιά των τροχών, η οποία με την επιπλέον καταπόνηση κατά την πάροδο του χρόνου εξελίσσεται στην ανωτέρω μορφή. 21

42 Οι ρωγμές αυτές εμφανίζονται εξαιτίας του μεγάλου βέλους κάμψης που αναπτύσσεται στις ασφαλτικές στρώσεις του οδοστρώματος, όταν με τη διαβροχή ή την εποχιακή αύξηση της υγρασίας στις υποκείμενες στρώσεις (υπεδάφος ή/και υπόβαση/βάση) μειώνεται η φέρουσα ικανότητά τους (Νικολαϊδης, 2002). Ακόμη, «η εμφάνισή τους συνδέεται με την υποδιαστασιολόγηση των στρώσεων κυκλοφορίας και οδοστρωσίας, καθώς και με φαινόμενα παγοπληξίας». Όταν το φαινόμενο εμφανίζεται σε εκτεταμένη επιφάνεια, σηματοδοτεί την λήξη του χρόνου ζωής της οδού (Μουρατίδης, 2006). Εικόνα 3.1: Ρωγμές τύπου αλλιγάτορα. (Πηγή: Ρωγμές στα άκρα του οδοστρώματος (edge cracks) «Οι ρωγμές αυτές είναι συνήθως επιμήκεις και παρατηρούνται περίπου cm από τα άκρα του οδοστρώματος με ή χωρίς εγκάρσιες διακλαδώσεις» προς το έρεισμα (Νικολαϊδης, 2002). Η έλλειψη πλευρικής υποστήριξης του οδοστρώματος στα σημεία αυτά, καθώς και η υποχώρηση των υποκείμενων στρώσεων εξαιτίας «της κακής συμπύκνωσης, της κακής αποστράγγισης, της δράσης του παγετού, της συρρίκνωσης λόγω ξηρασίας του εδάφους ή του μικρού πάχους των ασφαλτικών στρώσεων» προκαλούν την εμφάνιση του φαινομένου (Νικολαϊδης, 2002). 22

43 Εικόνα 3.2: Ρωγμές στα άκρα του οδοστρώματος (Πηγή: Ρωγμές μεταξύ των λωρίδων διάστρωσης ή διαπλάτυνσης (lane and widening cracks) «Οι ρωγμές αυτές εμφανίζονται μεταξύ των λωρίδων διάστρωσης ή της διαπλάτυνσης και είναι πάντοτε διαμήκεις, εκτός από τις περιπτώσεις της διακοπής των εργασιών» (Νικολαϊδης, 2002). Αποδίδονται σε κατασκευαστικές κακοτεχνίες, όπως είναι η διάστρωση τάπητα με μικρότερη ποσότητα ασφαλτομίγματος στη ραφή, η ανεπαρκής ή κακή συγκόλληση της κάθετης επιφάνειας της προηγούμενης λωρίδας διάστρωσης και η μείωση της θερμοκρασίας του μίγματος κατά την εκτέλεση των εργασιών. Όταν η ρωγμή εμφανίζεται πάνω στο σημείο που πραγματοποιήθηκε διαπλάτυνση της οδού, τότε πιθανόν να οφείλεται στην κακή συμπύκνωση των υποκείμενων νέων στρώσεων. Στις περιπτώσεις αυτές, όμως, πιθανόν να εμφανιστεί και άλλης μορφής αστοχία, κυρίως καθίζηση (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.3: Ρωγμές μεταξύ των λωρίδων διάστρωσης ή διαπλάτυνσης (Πηγή: 23

44 Ρωγμές από ανάκλαση (reflection cracks) Πρόκειται για ρωγμές διαφόρων μορφών και κατευθύνσεων, οι οποίες εμφανίζονται σε πρόσθετες ασφαλτικές στρώσεις (overlays) που κατασκευάστηκαν για την αποκατάσταση των σοβαρών φθορών του οδοστρώματος. Η μορφή των ρωγμών ακολουθεί τη μορφή των παλιών ρωγμών της επισκευασθείσας επιφάνειας. Οι ρωγμές ανάκλασης συνήθως «παρουσιάζονται σε ασφαλτικές στρώσεις πάνω σε δύσκαμπτα οδοστρώματα ή οδοστρώματα από βάση με ισχνό σκυρόδεμα ή ακόμη σε επιστρώσεις που έγιναν πάνω από παλιά εγκιβωτισμένα ερείσματα ή διαπλατύνσεις» (Νικολαϊδης, 2002). Οι ρωγμές αυτές δημιουργούνται εξαιτίας των μετακινήσεων του υπεδάφους ή της διόγκωσης και της συρρίκνωσής του (ύπαρξης αργιλικών υλικών και υγρασία) ή της κάθετης μετακίνησης των ανεξάρτητων ρηγματωμένων κομματιών της παλαιάς επιφάνειας, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα τις κάθετες και οριζόντιες μετακινήσεις του υποκείμενου οδοστρώματος (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.4: Ρωγμές από ανάκλαση (Πηγή: Παραβολικές ρωγμές από ολίσθηση ταπήτων (slippage cracks) Η μορφή των ρωγμών αυτών έχει σχήμα μισοφέγγαρου (Νικολαϊδης, 2002) κατά τη διεύθυνση κυκλοφορίας (Μουρατίδης, 2006). «Οι ρωγμές αυτές οφείλονται σε ολίσθηση του τάπητα κυκλοφορίας επί της υποκείμενης στρώσης λόγω κακής συνοχής» (Νικολαϊδης, 2002) και ισχυρών εφαπτομενικών φορτίων σε ζώνες πεδήσεως και μεγάλων κατά μήκος κλίσεων (Μουρατίδης, 2006). Η ολίσθηση του τάπητα μπορεί να οφείλεται στην απουσία συγκολλητικής επάλειψης ή στην ανεπαρκή και κακή συγκολλητική επάλειψη, την ύπαρξη χωμάτων, λαδιών αυτοκινήτου ή ύδατος. Πιο σπάνια, οι ρωγμές αυτές μπορεί να οφείλονται στη 24

45 μεγάλη περιεκτικότητα του ασφαλτομίγματος σε λεπτόκοκκα αδρανή ή ακόμη στην κακή συμπύκνωση της υπερκείμενης στρώσης (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.5: Ρωγμές από ολίσθηση ταπήτων (Πηγή: Ρωγμές συρρίκνωσης (shrinkage cracks) «Οι ρωγμές συρρίκνωσης είναι συνήθως ακανόνιστης μορφής, διακλαδιζόμενες και ως ένα βαθμό συνδεδεμένες μεταξύ τους, σχηματίζοντας μεγάλα πολυγωνικά μπλοκ με οξείες γωνίες και οφείλονται στη συρρίκνωση του ασφαλτομίγματος ή των υλικών της βάσης ή/και της υπόβασης». Το ασφαλτόμιγμα μπορεί να συρρικνωθεί όταν έχει μεγάλη περιεκτικότητα σε λεπτόκοκκα αδρανή και φίλλερ και υψηλό ποσοστό σκληρής ασφάλτου, καθώς και όταν ο κυκλοφοριακός φόρτος είναι μικρός (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.6: Ρωγμές συρρίκνωσης (Πηγή: Ρωγμές στην τροχιά των τροχών (wheel path cracks) «Είναι ρωγμές που εμφανίζονται στις τροχαυλακώσεις και είναι πάντοτε διαμήκεις». Τα αίτια εμφάνισής τους είναι είτε η κόπωση των ασφαλτομιγμάτων είτε η τοπική θραύση του οδοστρώματος λόγω της μειωμένης φέρουσας ικανότητας του υπεδάφους σε συνδυασμό με τα μεγάλα αξονικά φορτία και το μειωμένο (υπο- 25

46 διαστασιολογούμενο) πάχος των ασφαλτικών στρώσεων και της βάσεως του οδοστρώματος (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.7: Ρωγμές στην τροχιά των τροχών (Πηγή: Ελικοειδείς ρωγμές «Είναι οι ρωγμές που εμφανίζονται με ελικοειδή, μη διακλαδιζόμενη μορφή κατά μήκος του οδοστρώματος και όχι σε συγκεκριμένη θέση. Η εμφάνιση των ρωγμών αυτών οφείλεται συνήθως στη δράση του παγετού και στην κόπωση του οδοστρώματος» (Νικολαϊδης, 2002). Μπορεί να οφείλεται, όμως, και στα φυσικά χαρακτηριστικά των αδρανών και του κονιάματος, τη γεωγραφική θέση της προέλευσής τους και το μέγιστο μέγεθος των αδρανών Παραμορφώσεις (στρεβλώσεις) της επιφάνειας (surface distortion) Οι παραμορφώσεις αναφέρονται στην μη επιπεδότητα ενός οδόστρωματος. Οι βλάβες αυτές επιδρούν τόσο στην ασφάλεια όσο και στην άνεση κατά την οδήγηση και μπορεί να οφείλονται στην ελαστοπλαστική συμπεριφορά ή τη χαμηλή ευστάθεια των ασφαλτομιγμάτων, στην κακή συμπύκνωση των στρώσεων και στην καθίζηση του υπεδάφους (Νικολαϊδης, 2002) Αυλακώσεις στις τροχιές των τροχών (channel or ruts) «Οι αυλακώσεις αυτές είναι καναλοποιημένες καθιζήσεις κατά μήκος της τροχιάς των τροχών». Ονομάζονται και τροχαυλακώσεις. Η καθίζηση συμβαίνει σταδιακά, φτάνοντας στο μέγιστο βάθος της στο κέντρο της τροχιάς των τροχών. Οφείλεται στην παραμένουσα παραμόρφωση του ασφαλτομίγματος, στην καθίζηση των στρώσεων λόγω κακής συμπύκνωσης και στην πλευρική μετακίνηση ή συμπίεση μιας ή περισσοτέρων στρώσεων κάτω από την επίδραση των αξονικών φορτίων, συνήθως βαρειάς κυκλοφορίας (Νικολαϊδης, 2002). 26

47 Εικόνα 3.8: Τροχαυλακώσεις (Πηγή: Κυματώσεις ρυτιδώσεις (wave corrugations) «Οι κυματώσεις, ή ρυτιδώσεις ή πτυχώσεις, είναι μια μορφή πλαστικής μετακίνησης που έχει ως αποτελέσμα την τοπική διόγκωση της επιφάνειας υπό μορφή κυματώσεων (Νικολαϊδης, 2002) πυκνής διάταξης κατά την εγκάρσια έννοια της οδού (Μουρατίδης, 2006). Οι παραμορφώσεις αυτές όταν έχουν αραιή και ακανόνιστη διάταξη ονομάζονται κυματώσεις (wave) (Μουρατίδης, 2006), ενώ όταν η πλαστική μετακίνηση είναι τοπική, ονομάζεται επώθηση (shoving)» (Νικολαϊδης, 2002). Οι ρυτιδώσεις ή απωθήσεις εμφανίζονται σε σημεία της οδού που αναπτύσσονται υψηλές διατμητικές τάσεις (περιοχές φρεναρίσματος, ανωφέρειες και κατωφέρειες) και δεν συνοδεύονται από ρηγματώσεις (Νικολαϊδης, 2002). Τα αίτια εμφάνισή τους είναι η χαμηλή ευστάθεια του ασφαλτομίγματος και η πλαστική παραμόρφωσή του. Η χαμηλή ευστάθεια αποδίδεται συνήθως στο υψηλό ποσοστό ασφάλτου, στη χρήση ασφάλτου με χαμηλό ιξώδες (μαλακή άσφαλτος με διεισδυτικότητα μεγαλύτερη των 100 pen), στο υψηλό ποσοστό άμμου έναντι χονδρόκοκκων αδρανών, στη χρήση φυσικών (μη θραυστών και στρογγυλευμένων) αδρανών, στην ύπαρξη κενών στο μίγμα μικρότερα της ελάχιστης τιμής και στη μη πλήρη εξάτμιση των διαλυτών των διαλυμάτων (Νικολαϊδης, 2002). 27

48 Εικόνα 3.9: Ρυτιδώσεις οδοστρώματος (Πηγή: Τοπικές καθιζήσεις - Κοιλώματα (local depressions) Είναι τοπικές βυθίσεις της στάθμης της οδού με περιορισμένη έκταση (Μουρατίδης, 2006). Το βύθισμα που δημιουργείται κατακρατεί νερό και αποτελεί αιτία επιταχυνόμενης καταστροφής του οδοστρώματος, αλλά και κίνδυνος για τους χρήστες της οδού, λόγω ολισθηρότητας, πάγου κ.τ.λ. Οφείλονται στην μηχανική ανεπάρκεια των στρώσεων που οδηγεί σε τοπική καθίζηση καθώς η κυκλοφορία είναι βαρύτερη της προβλεφθείσας ή στην ελαττωματική κατασκευή του οδοστρώματος, η οποία αναφέρεται σε κακές συνθήκες αποστράγγισης ή έλλειψη εγκιβωτισμού (Νικολαϊδης, 2002) Τοπικές διογκώσεις (local upheaval) «Οι διογκώσεις (bumps) του οδοστρώματος είναι οι τοπικές προς τα πάνω μετακινήσεις του οδοστρώματος» (Μουρατίδης, 2006) «που χαρακτηρίζονται από διακλαδιζόμενες ρηγματώσεις» (Νικολαϊδης, 2002) (Εικόνα 3.10). «Οφείλονται σε τοπική διόγκωση του υπεδάφους, της υπόβασης ή της βάσης και σπανίως των ασφαλτικών στρώσεων. Η συνηθέστερη αιτία που προκαλεί τη διόγκωση είναι η διαστολή του εγκλωβισμένου νερού κατά την διάρκεια του χειμώνα λόγω παγετού», χωρίς να αποκλείεται και η επίδραση της υγρασίας σε διογκούμενα εδαφικά υλικά (Νικολαϊδης, 2002). Επιπλέον, μπορεί να οφείλονται στις υψηλές θερμοκρασίες και στον ερπυσμό, καθώς συχνά εμφανίζονται σε ζώνες πεδήσεως όπου ασκούνται μεγάλα εφαπτομενικά φορτία (Μουρατίδης, 2006). 28

49 Εικόνα 3.10: Τοπικές διογκώσεις (Πηγή: Τοπικές καθιζήσεις σε τομές οδοστρώματος (utility cut depressions) Πρόκειται για καθιζήσεις που αναπτύσσονται στην επιφάνεια του οδοστρώματος λόγω της τομής ενός τμήματος του οδοστρώματος για την εγκατάσταση δικτύων κοινής ωφέλειας ή την επισκευή φθοράς (Technical Manual, 1992). «Οφείλονται στην κακή συμπύκνωση των υλικών επίχωσης των εγκαρσίων τομών, που ανοίγονται κυρίως από οργανισμούς κοινής ωφέλειας ή ιδιώτες» (Νικολαϊδης, 2002) Αποσύνθεση (disintegration) Αυτή η μορφή της αστοχίας των οδοστρωμάτων επιδρά στην επιδείνωση της δομικής τους κατάστασης. Το οδόστρωμα υφίσταται αποσύνθεση όταν θρυμματίζεται σε μικρά ασύνδετα κομμάτια. Σε αυτή την περίπτωση, αν δεν συντηρηθεί άμεσα, απαιτείται η αποκατάσταση της ασφαλτικής του στρώσης (Νικολαϊδης, 2002) Αποκόλληση αδρανών (ravelling) Πρόκειται για την μορφή της αποσύνθεσης του οδοστρώματος (weathering) κατά την οποία αρχικά το συνδετικό υλικό οξειδώνεται και έπειτα τα αδρανή αποκολλώνται προοδευτικά απο την επιφάνεια (ravelling) (Μουρατίδης, 2006). (Εικόνα 3.11). «Η απογύμνωση της επιφάνειας, που ονομάζεται και «ψώριασμα», αρχίζει συνήθως από τα άκρα του οδοστρώματος προς το κέντρο και αρχικά αποκολλώνται τα λεπτόκοκκα υλικά και έπειτα τα χονδρόκοκκα. Όταν ξεκινά το φαινόμενο, η επιφάνεια αποκτά σχετική τραχύτητα. Κατόπιν, εμφανίζονται μικρές «φωλιές», οι οποίες αρχίζουν να πυκνώνουν και να μεγαλώνουν δημιουργώντας λακκούβες» (Νικολαϊδης, 2002). 29

50 Τα αίτια που οδηγούν στην αποκόλληση των ανδρανών είναι η χαμηλή περιεκτικότητα του μίγματος σε άσφαλτο, η χρήση μη καθαρών αδρανών, η κατασκευή του τάπητα σε χαμηλές θερμοκρασίες ή με βροχή, η υπερθέρμανση της ασφάλτου, η χρήση ανδρανών που έχουν την τάση να αποσυντίθενται και η μη επαρκής συμπύκνωση (για τα ψυχρά ασφαλτομίγματα) (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.11: Αποκόλληση αδρανών (Πηγή: Λακκούβες (potholes) Οι λακκούβες είναι οπές διάφορων μεγεθών και μορφής λεκανών μέσα στο οδόστρωμα (Εικόνα 3.12). Μια λακκούβα προκαλείται από την παρουσία νερού στην υποκείμενη εδαφική στρώση και τα φορτία κυκλοφορίας που διέρχονται από την πληγείσα περιοχή. Η εισαγωγή νερού στις υποκείμενες στρώσεις αποδυναμώνει την υποστήριξη του εδάφους, ενώ ταυτόχρονα ο κυκλοφοριακός φόρτος δημιουργεί κόπωση και τελικά θραύση στην κακώς υποστηριζόμενη επιφανειακή ασφαλτική στρώση στην περιοχή αυτή. Η συνεχιζόμενη δράση της κυκλοφορίας εκτινάσσει τόσο την άσφαλτο όσο και το υποκείμενο εδαφικό υλικό με αποτέλεσμα τη δημιουργία οπής στο οδόστρωμα. Όμως, όπως προαναφέρθηκε, λακκούβες μπορούν να δημιουργηθούν και μετά από επιδείνωση της αποκόλλησης των αδρανών από την επιφάνεια του οδοστρώματος. Οφείλονται στις αδυναμίες του ασφαλτομίγματος ή της δομής του οδοστρώματος. Αυτές μπορεί να είναι: η έλλειψη συνδετικού υλικού στο ασφαλτόμιγμα, το μειωμένο πάχος του τάπητα κυκλοφορίας, μια τοπική αστοχία κατά την κατασκευή των στρώσεων, κυρίως της βάσης, και η κακή τοπική αποστράγγιση της οδού (Νικολαϊδης, 2002). 30

51 Εικόνα 3.12: Λακκούβα (Πηγή: Αποφλοιώσεις (peeling) «Αποφλοιώσεις είναι τοπικές ή εκτεταμένες ζώνες όπου ο επιφανειακός τάπητας κυκλοφορίας έχει αποκολληθεί και αποσπαστεί από την υποκείμενη ασφαλτική στρώση». Το φαινόμενο οφείλεται στην κακή συγκόλληση των στρώσεων σε συνδυασμό με τις ισχυρές τάσεις στην διεπιφάνεια των ανωτέρω στρώσεων (Μουρατίδης, 2006). Εικόνα 3.13: Αποφλοίωση οδοστρώματος (Πηγή: Διάβρωση (stripping) Διάβρωση παρατηρείται σε ένα οδόστρωμα «όταν εμφανίζονται σκύρα στην επιφάνεια κυκλοφορίας του λόγω απόσπασης και καταστροφής του συνδετικού υλικού». Τα αίτιά της είναι η κακή κοκκομετρική διαβάθμιση και η ανεπαρκής πρόσφυση του συνδετικού επί των αδρανών (Μουρατίδης, 2006). 31

52 Εικόνα 3.14: Διάβρωση οδοστρώματος (Πηγή: Λεία επιφάνεια οδοστρώματος Η λεία επιφάνεια του οδοστρώματος είναι ένας τύπος φθοράς που επιδρά στην ασφάλεια και την εξυπήρετηση των χρηστών και όχι στην δομική κατάστασή του. Είναι άμεσα συνδεδεμένη με την ολισθηρότητα και κατ επέκταση με τα τροχαία ατυχήματα, γι αυτό θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη σημασία στην αναγνώριση και την άμεση αποκατάσταση της αντιολισθηρής ικανότητας της επιφάνειας του οδοστρώματος (Νικολαϊδης, 2002) Λείανση ανδρανών ολισθηρότητα (polished aggregate) Πρόκειται για φθορά των αδρανών λόγω της κυκλοφορίας, με αποτέλεσμα η επιφάνεια του οδοστρώματος να γίνεται λεία και ολισθηρή. Οφείλεται στη χρήση ακατάλληλων σκληρών αδρανών (ασβεστολιθικών υλικών) (Νικολαϊδης, 2002). Επίσης, μπορεί να συμβαίνει λόγω της βύθισης των χονδρόκοκκων αδρανών στο ασφαλτόμιγμα υπό την επίδραση της κυκλοφορίας, αλλά και της κακής εκτίμησης της αντοχής τους Ανάδυση ασφάλτου (asphalt bleeding or flushing) «Ανάδυση είναι το φαινόμενο της κάθετης μετακίνησης της ασφάλτου μέσα στο ασφαλτόμιγμα και η εμφάνισή της στην επιφάνεια του οδοστρώματος, δημιουργώντας έναν ασφαλτικό υμένα που υπερκαλύπτει τα αδρανή» (Νικολαϊδης, 2002) (Εικόνα 3.15). Παρατηρείται σαν μια μεβράνη ασφαλτικού υλικού στην επιφάνεια του οδοστρώματος, η οποία συχνά εμφανίζει μια γυαλιστερή, σαν καθρέφτη, επιφάνεια που μπορεί να γίνεται κολλώδης (Pavement Interactive, 2011). 32

53 Η ανάδυση της ασφάλτου εμφανίζεται κατά τους θερινούς μήνες, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών. Οφείλεται στην υπάρξη περίσσειας ασφάλτου στο ασφαλτόμιγμα ή στον ψεκασμό πλέον της απαιτούμενης ποσότητας συγκολλητικής ή προεπάλειψης (μόνο σε τάπητες πάχους mm). Επιπλέον, μπορεί να οφείλεται στην ύπαρξη ασφαλτικών διαλυτών που μεταφέρουν την άσφαλτο στην επιφάνεια και στην βαριά κυκλοφορία που επιφέρει πρόσθετη συμπίεση στα ασφαλτόμιγματα που είναι πλούσια σε άσφαλτο (Pavement Interactive, 2011). Εικόνα 3.15: Ανάδυση ασφάλτου λόγω υπερβολικής ποσότητας ασφάλτου (Πηγή: Φθορές δύσκαμπτων οδοστρωμάτων Οι φθορές που εμφανίζουν τα δύσκαμπτα οδοστρώματα κατανέμονται σε τέσσερις κατηγορίες, όμοιες με αυτές των ευκάμπτων οδοστρωμάτων, δηλαδή τις ρηγματώσεις, τις επιφανειακές παραμορφώσεις, την αποσύνθεση της επιφάνειας και τη λείανση της επιφάνειας (Νικολαϊδης, 2002) Ρηγματώσεις Αρμοί Οι συχνότερες φθορές των δύσκαμπτων οδοστρωμάτων είναι οι ρωγμές που εμφανίζονται λόγω των θερμοκρασιακών αυξομειώσεων και της επαναλαμβανόμενης φόρτισης. Για τον περιορισμό των ρωγμών κατασκευάζονται αρμοί (διαστολής, συστολής και στρέβλωσης διαμήκεις αρμοί), που όμως προκαλούν πρόβλημα με τη συντήρησή τους, καθώς δημιουργούνται ρηγματώσεις από την μη έγκαιρη συντήρηση (Νικολαϊδης, 2002). 33

54 Φθορές στους αρμούς Οι φθορές που εμφανίζουν οι αρμοί αφορούν την αποκόλληση του υλικού πληρώσεως, που χρησιμοποιείται για την στεγάνωσή τους, και την ρηγμάτωση πλησίον του αρμού. Συχνά παρατηρείται και θραύση μαζί με αποκόλληση τμήματος των ακμών του αρμού (Νικολαϊδης, 2002). Το φαινόμενο οφείλεται στη γήρανση και στην οξείδωση του υλικού πληρώσεως, ενώ η ρηγμάτωση στην χαμηλή αντοχή του σκυροδέματος σε συνδυασμό με τα μεγάλα φορτία κυκλοφορίας (Νικολαϊδης, 2002) Γωνιώδεις (γωνιακές) ρωγμές (edge cracks) Οι ρωγμές αυτές εμφανίζονται στις γωνίες των πλακών. Απαιτούν την έγκαιρη συντήρηση, καθώς κινδυνεύουν με πλήρη αποκόλληση του ρηγματωμένου τμήματος από την πλάκα, και οφείλονται στην κακή υποστήριξη της πλάκας από το έδαφος έδρασης (Νικολαϊδης, 2002) Διαμήκεις ρωγμές (longitudinal cracks) Διαμήκεις ρωγμές ονομάζονται αυτές που εμφανίζονται παράλληλα με τον άξονα του οδοστρώματος. Παρουσιάζονται εξαιτίας της συστολής της πλάκας και της ανυπαρξίας κατάλληλου αριθμού διαμήκων αρμών. Επιπλέον, μπορεί να δημιουργηθούν λόγω της διαστολής της υποκείμενης στρώσης, των τάσεων στρέβλωσης σε συνδυασμό με τα φορτία κυκλοφορίας, ή της μειωμένης υποστήριξης του εδάφους έδρασης (Νικολαϊδης, 2002) Εγκάρσιες ρωγμές (transverse cracks) Εγκάρσιες ονομάζονται οι ρωγμές που εμφανίζονται σχεδόν κάθετα με τον άξονα του οδοστρώματος και συνήθως στο κέντρο της πλάκας. Οφείλονται στην υπερφόρτιση και στην ανάπτυξη μεγάλων ροπών κάμψης, στην έλλειψη επαρκούς αριθμού εγκαρσίων αρμών και στην ύπαρξη ασθενούς εδάφους (Νικολαϊδης, 2002) Διαγώνιες ρωγμές (diagonal cracks) Διαγώνιες ονομάζονται οι ρωγμές που δημιουργούνται στις γωνίες των πλακών σχηματίζοντας μεγαλύτερα τρίγωνα από αυτά που σχηματίζονται από τις γωνιώδεις ρωγμές. Οι αιτίες ανάπτυξής τους είναι οι ίδιες με αυτές των γωνιωδών ρωγμών (Νικολαϊδης, 2002). 34

55 Επιφανειακές παραμορφώσεις Στα δύσκαμπτα οδοστρώματα οι επιφανειακές παραμορφώσεις που εμφανίζονται είναι μόνο οι καθιζήσεις. Οι διαφορικές καθιζήσεις δημιουργούνται λόγω ενός ενδεχόμενου ανεπαρκούς συστήματος μεταφοράς φορτίων από πλάκα σε πλάκα, ή στην περαιτέρω συμπύκνωση ή συστολή του εδάφους έδρασης (Νικολαϊδης, 2002) Αποσύνθεση (disintegration) Η επιφάνεια των δύσκαμπτων οδοστρωμάτων μπορεί να υποστεί αποσύνθεση δύο τύπων. Αυτές είναι η αποκόλληση των λεπτόκοκκων και χονδρόκοκκων ανδρανών και ο θρυμματισμός των ακμών και των γωνιών των πλακών. Επιπρόσθετα, μια ακόμη φθορά που εμφανίζεται στην επιφάνειά τους μπορεί να χαρακτηριστεί και η άντληση (Νικολαϊδης, 2002) Αποκόλληση αδρανών λεπίδωση (scaling) Η αποκόλληση αδρανών, ή αλλιώς λεπίδωση, οφείλεται στην κακή ανάμιξη του μίγματος, στη χρήση ακατάλληλων αδρανών, στις ακαταλάλληλες συνθήκες πήξης του σκυροδέματος και στη χημική δράση του άλατος που πιθανόν να χρησιμοποιείται για την αποφυγή δημιουργίας πάγου στο οδοστρώμα (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.16: Αποκόλληση αδρανών, scaling (Πηγή: sealwizekc.com) Θρυμματισμός των πλακών (spalling) Ο θρυμματισμός των πλακών στις ακμές (spalling) και στις γωνίες οφείλεται κυρίως στη διαστολή αυτών και, σε κάποιες περιπτώσεις, στις μεγάλες ανωστικές πιέσεις του υπεδάφους. Σε αυτά συντελούν, ακόμη, το ασθενές σκυρόδεμα, η πιθανότητα 35

56 εγκλοβισμού αδρανών μέσα στον αρμό και η κακή κατασκευή του αρμού (Νικολαϊδης, 2002). Εικόνα 3.17: Θρυμματισμός των πλακών, spalling (Πηγή: Άντληση (pumping) Άντληση ονομάζεται η ανάδυση ύδατος και λεπτόκοκκου υλικού στην επιφάνεια κυκλοφορίας. Εμφανίζεται στα δύσκαμπτα οδοστρώματα, καθώς οι αρμοί προσφέρουν διόδους ροής σε ποσότητες εγκλωβισμένου νερού, και πραγματοποιείται υπό τη δράση των φορτίων των οχημάτων. Οφείλεται στην κακή απορροή και αποστράγγιση, αλλά και στην ακατάλληλη κοκκομετρική σύνθεση των στρώσεων του οδοστρώματος Ολισθηρότητα επιφανείας Η ολισθηρότητα στην επιφάνεια των δύσκαμπτων οδοστρωμάτων παρατηρείται εξαιτίας της λείανσης των λεπτόκοκκων και χονδρόκοκκων ανδρανών (Νικολαϊδης, 2002). 3.3 Πρόωρη αστοχία των οδοστρωμάτων Τα οδοστρώματα μπορούν να αστοχήσουν πρόωρα εξαιτίας πολλών παραγόντων, οι τέσσερις βασικοί λόγοι που μπορεί να οφείλεται η αστοχία τους είναι (Orr, 2006): Ο σχεδιασμός, Η κατασκευή, Η ακαταλληλότητα των υλικών, Η συντήρηση. Γενικά, όταν ένας δρόμος ή μία οδός αστοχήσει, η αστοχία μπορεί να οφείλεται σε πολλούς παράγοντες, αλλά συνήθως ένας από τους τέσσερις είναι ο πιο κρίσιμος (Orr, 2006). 36

57 3.3.1 Αστοχία στο σχεδιασμό Οι περισσότεροι δρόμοι δεν είναι ειδικά σχεδιασμένοι. Η χάραξή τους έχει υλοποιηθεί πάνω σε προγενέστερους δρόμους και μονοπάτια και εξελίχθηκε σε σύγχρονα οδοστρώματα. Αυτό δεν σημαίνει ότι πρέπει να έχουν πλήρως αναπτυγμένο τον τεχνικό σχεδιασμό για την αποκατάσταση κάθε οδικού δικτύου. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι δρόμοι λειτουργούν μια χαρά. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά ζητήματα που πρέπει να εξεταστούν (Orr, 2006). Για παράδειγμα, σε δρόμους με χαμηλό κυκλοφοριακό όγκο, η σημαντικότερη πρόκληση του σχεδιασμού αφορά τον καιρό και τις συνθήκες αποστράγγισης. Αν η αποστράγγιση έχει υλοποιηθεί σωστά και ο δρόμος έχει κατασκευαστεί τηρώντας τις ελάχιστες προδιαγραφές για το πάχος και την ποιότητα του οδοστρώματος, θα πρέπει να αντέξει ικανοποιητικά. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές αποτυχίες εξαιτίας του σχεδιασμού, οι οποίες μπορούν να αποδωθούν στους ακόλουθους παράγοντες (Orr, 2006): Υποδιαστασιολόγηση. Ένας δρόμος που δεν μπορεί να αντέξει τα φορτία για τα οποία έχει σχεδιαστεί είναι υποδιαστασιολογημένος. Αυτό θα μπορούσε να οφείλεται σε μια αστοχία των προβλεπομένων συνθηκών, όπως η αύξηση στην κυκλοφορία φορτηγών. Για παράδειγμα, θα πρέπει να σχεδιαστούν νέοι δρόμοι όταν αλλάζει η χρήση γης κάποιων περιοχών σε βιομηχανική και εμπορική λόγω της βαριάς κυκλοφορίας που θα εξυπηρετούν. Αποτυχία στην πρόβλεψη των μελλοντικών συνθηκών. Ακόμη και αν ο δρόμος έχει κατασκευαστεί σύμφωνα με προδιαγραφές ποιότητας, μπορεί να υπάρχει πρόωρη αστοχία, εάν υπάρχουν συνθήκες που έχουν αγνοηθεί κατά το σχεδιασμό. Η έλλειψη καλής αποστράγγισης οδηγεί σε πιο συχνές πρόωρες βλάβες. Σε αρκετές περιπτώσεις, το πρόβλημα αυτό δεν αποτελεί ένα πρόβλημα λόγω κατασκευής ή υλικών. Γι αυτό τον λόγο όταν πριν από την παράδοση και την χρήση του έργου γίνεται η επιθεώρησή του, πρέπει να αξιολογείται η ποιότητα της αποστράγγισής του. Αλλαγές μετά την κατασκευή. Μόλις κατασκευαστεί ένα τμήμα του οδοστρώματος, είναι πιθανό μέρος της εκτρεπόμενης κυκλοφορίας να χρησιμοποιεί το νέο δρόμο. Αν δεν έχει προβλεφθεί αυτός ο αυξημένος κυκλοφοριακός φόρτος, ο δρόμος μπορεί να αστοχήσει πολύ σύντομα. Η κατάσταση επιβαρύνεται περισσότερο αν παρουσιαστεί επιπλέον κίνηση 37

58 βαρέων οχημάτων την άνοιξη, την περιόδο που οι φακοί του πάγου δίνουν αυξημένη υγρασία στο οδόστρωμα. Κάποια παραδείγματα αστοχίας εξαιτίας του σχεδιασμού είναι τα εξής (Orr, 2006): Πάρα πολύ λεπτή ασφαλτική επικάλυψη για τα φορτία κυκλοφορίας (Πάρα πολύ παχειά, επίσης, δεν είναι επιθυμητή, καθώς αποτελεί σπατάλη χρημάτων). Η αποτυχία πρόβλεψης μιας διόγκωσης στο οδόστρωμα. Η σφράγιση με ασφαλτικές επαλείψεις ενός οδοστρώματος με σοβαρές ρηγματώσεις και βλάβες. Η κακή επιλογή και ανεπαρκής εκτέλεση της μεθόδου σφράγισης των ρωγμών του οδοστρώματος. Η χρήση σταθεροποιητή από ασφαλτικό σκυρόδεμα (asphalt cement), όταν η περιεκτικότητα σε λεπτόκοκκα αδρανή (fines) είναι υπερβολικά υψηλή (πάνω από περίπου 12%) Αστοχία στην κατασκευή Ακριβώς όπως ο σχεδιασμός, έτσι και η κακή ποιότητα κατασκευής μπορεί να οδηγήσει έναν δρόμο σε πρόωρη αστοχία. Πολλές κατασκευαστικές αστοχίες δεν εμφανίζονται ως ελαττώματα για πολλά χρόνια, γι αυτό είναι δύσκολο να προσδιοριστεί η αιτία της αστοχίας. Είτε η κατασκευή γίνεται με ίδια μέσα (in-house) είτε με σύμβαση, είναι σημαντικό να γίνει σωστά (Orr, 2006). Η εκπαίδευση του εργατικού δυναμικού για τις περιπτώσεις αυτεπιστασίας, αλλά και του επιβλέποντα για τις περιπτώσεις ανάθεσης της κατασκευής του έργου αποτελούν σημαντικά ζητήματα για την εξασφάλιση της ποιοτικής ολοκλήρωσής του (Orr, 2006). Η κατασκευή μπορεί να είναι το πιο δύσκολο βήμα, επειδή υπάρχουν τόσα πολλά πρακτικά θέματα και προβλήματα για τα οποία πρέπει να δοθεί κατάλληλη απάντηση. Η βασική εκπαίδευση σε συνδυασμό με την πρακτική άσκηση, καθώς και η παράλληλη απόκτηση εμπειρικής γνώσης, συμβάλλουν ικανοποιητικά στην ορθή εκτέλεση των εργασιών. Ωστόσο, οι πολύπλοκες και εξειδικευμένες εργασίες εξακολουθεούν να ενέχουν δυσκολίες και προβληματισμούς και να εγκυμούν κινδύνους για ενδεχόμενες κατασκευαστικές αποτυχίες (Orr, 2006). Οι παράγοντες, οι οποίοι ευθύνονται για αυτές τις αστοχίες περιγράφονται παρακάτω (Orr, 2006). 38

59 Κακή ποιότητα κατασκευής. Ένα έργο με άριστη μελέτη εάν δεν υλοποιηθεί σωστά, δεν μπορεί να έχει διάρκεια. Συνηθισμένο πρόβλημα αποτελεί η αστοχία της συμπύκνωσης της επιχωμάτωσης σε λεπτά στρώματα. Μπορεί η κατασκευή να είναι γρηγορότερη αν γίνει σε χοντρά στρώματα, όμως η επανάληψη των εργασιών για την διόρθωση του προβλήματος μετά την ενδεχόμενη καθίζηση δεν είναι μια καλή εναλλακτική λύση. Η αντιμετώπιση των ζητημάτων κατασκευής παρέχεται μέσω της κατάρτισης. Χρήση ακατάλληλου εξοπλισμού. Η χρήση του λάθους εργαλείου για τη συντήρηση του οδοστρώματος μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρη αστοχία. Ένας οδοστρωτήρας με ελαστικό κύλινδρο πρέπει να χρησιμοποιείται σε οδοστρώματα για ασφαλτική επάλειψη. Ένας μεταλλικός κύλινδρος οδοτρωτήρα υπερβολικού βάρους μπορεί να συντρίψει και να θραύσει τα αδρανή. Η παράλειψη της χρήσης ενός εργαλείου του εξοπλισμού μπορεί, επίσης, να προκαλέσει προβλήματα. Για παράδειγμα, αν τα αδρανή μιας στρώσης βάσης παραμείνουν χωρίς συμπύκωση επειδή κανένας οδοστρωτήρας δεν είναι διαθέσιμος, είναι μια κακή λύση. Η εσφαλμένη χρήση του εξοπλισμού. Ακόμα κι αν υπάρχουν τα σωστά εργαλεία του εξοπλισμού, είναι σημαντικό να τα χρησιμοποιηθούν σωστά. Χρησιμοποιώντας ένα συμπιεστή για το «σβήσιμο» των ρωγμών μπορεί να εισέλθει νερό στις ρωγμές. Είναι σημαντική η γνώση της καταλληλότητας των εργαλείων του εξοπλισμού, καθώς και η χρήση τους. Η αποτυχία ακολουθίας των σχεδίων. Για τη συντήρηση του οδοστρώματος δεν απαιτούνται σχέδια μηχανικού, αλλά αρκεί ως ένα πολύτιμο εργαλείο η καταγραφή των βημάτων και η διατήρηση ενός πλάνου. Παραδείγματα αυτών των καλών σχεδιασμών περιλαμβάνουν χαράξεις, παρακάμψεις, υλικά, βήματα κατασκευής, και σχέδια σε περίπτωση κακών καιρικών συνθηκών. Χωρίς σχέδιο δεν υπάρχει η γνώση του λάθους. Η έλλειψη της εκπαίδευσης. Πολύ σημαντικό στοιχείο της σωστής εκτέλεσης των εργασιών είναι η γνώση του τρόπου υλοποίησής τους. Γι αυτό τον λόγο αξίζει η επένδυση στην παροχή κατάρτισης για όλους τους εργαζομένους. Μπορεί να συμβαίνει κατά τη διάρκεια της εργασίας, με συνομιλίες στα διαλείμματα, με ωριαία εκπαίδευση σε συναντήσεις της εκάστοτε ένωσης, ή με ημερήσια κατάρτιση από κάποιο πρόγραμμα ή προμηθευτή. Επιλογή λανθασμένης εποχής του χρόνου ή κακές καιρικές συνθήκες. Οι καιρικές συνθήκες δεν μπορούν να ελεγχθούν, ωστόσο είναι δυνατόν να 39

60 αποδωθούν ευθύνες για τον χειρισμό τους. Μια επιφανειακή συντήρηση που τοποθείται τον Οκτώβριο, δεν είναι πιθανό να λειτουργήσει όπως μία που τοποθετείται τον Ιούλιο. Από την άλλη πλευρά, αν έβρεχε κατά τη διάρκεια της κατασκευής τον Ιούλιο, δεν είναι πιθανό να έγινε πολύ καλά και τότε. Η γνώση των περιορισμών της κάθε επισκευής είναι μείζονος σημασίας. Ενδεικτικά παραδείγματα της αποτυχίας στην κατασκευή αποτελούν: Η αποτυχία συμπύκνωσης της τοπικής εξυγίανσης με ψυχρό ασφαλτικό μίγμα που περιέχει ανακυκλωμένα κομμάτια ελαστικών, Η αποτυχία να τοποθετηθούν τα αδρανή σε ασφαλτικές επαλείψεις (chip seal) πριν τη διάσπαση των ασφαλτικών γαλακτωμάτων, Η χρήση ενός συμπιεστή αέρα χωρίς διαχωριστή ελαίου/νερού για τον καθαρισμό των ρωγμών (μπορεί να εισαχθεί νερό και να προκληθεί απώλεια των συνδέσμων), Η διάστρωση πάνω σε μια βάση που δεν είναι κατάλληλα προετοιμασμένη, Η υλοποίηση εργασιών με ασφαλτικά γαλακτώματα μετά τα τέλη Οκτωβρίου (ή σε οποιαδήποτε κρύα ημέρα) Ακαταλληλότητα των υλικών Η χρήση του λάθους υλικού στο σωστό μέρος ή του σωστού υλικού σε λάθος θέση μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρη αστοχία. Μερικές φορές τα προβλήματα είναι προφανή, ενώ άλλες φορές δεν δείχνουν να σχετίζονται με την επιλογή του υλικού. Οι σημαντικότεροι λόγοι στους οποίους μπορεί να αποδοθεί μια αποτυχία λόγω των υλικών είναι (Orr, 2006): Λάθος υλικό. Το λάθος υλικό οδηγεί σε πρόωρη αστοχία. Κλασικό παράδειγμα αποτελεί η χρήση βρώμικου χαλικιού στη βάση. Η χρήση του λιγότερο δαπανηρού υλικού μπορεί να οδηγήσει σε πολύ μεγαλύτερα έξοδα στην μέλλον. Γι αυτό είναι απαραίτητη η κατανόηση των περιορισμών του συγκεκριμένου προϊόντος πριν τη χρήση. Το υλικό δεν πληροί τις προδιαγραφές. Κατά την επιλογή των υλικών, είναι απαραίτητη η πιστοποίηση ότι πληρούν τις προδιαγραφές. Προτείνεται ο δειγματοληπτικός έλεγχος των προϊόντων στο εργοτάξιο. Όμως, δεν είναι πάντα δυνατή η λήψη δείγματος μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής. Λανθασμένη τοποθέτηση του υλικού. Εάν το υλικό έχει τοποθετηθεί εσφαλμένα, μπορεί να προκαλέσει πρόωρη αστοχία. Θα μπορούσε να είναι είτε κατασκευαστικό πρόβλημα είτε πρόβλημα λόγω του υλικού. Μερικές 40

61 φορές, το πρόβλημα είναι η αποτυχία της τοποθέτησης ενός στοιχείου χρησιμοποιώντας μια νεότερη τεχνική. Ασυμβατότητα με άλλα υλικά. Το κόστος της ασυμβατότητας των συστατικών παρατίθεται σχεδόν κάθε φορά που αποτυγχάνει ένα οδόστρωμα με ασφαλτική επάλειψη (chip seal), αν και στην πραγματικότητα, αυτό δεν συμβαίνει σχεδόν ποτέ. Πολύ συνηθισμένη είναι η χρήση σκονισμένων ανδρανών που δεν συγκρατούν τα ασφαλτικά γαλακτώματα. Όταν παρουσιαστεί αυτό το πρόβλημα, οι συνέπειες μπορεί να είναι δραματικές. Κάποια παραδείγματα των αποτυχιών λόγω των υλικών είναι (Orr, 2006): Η εφαμοργή ασφαλτικής επάλειψης (chip seal) πάνω στην επιφάνεια ασφαλτικής βάσης μετά από απόλληση του ασφαλτοτάπητα χωρίς να προηγηθεί διάστρωση τάπητα, Η χρήση ασφαλτικού γαλακτώματος για την πλήρωση ρηγματώσεων, καθώς σε ρηγματώσεις με διάκενο 2-3 mm απαιτείται η εφαρμοφή ασφαλτικής μαστίχης (άσφαλτος με λεπτόκοκκα αδρανή), ενώ σε περισσότερο εκτεταμένες ρηγματώσεις απαιτείται ανακατατασκευή της επιφάνειας του οδοστρώματος, Η χρήση ψυχρού ασφαλτομίγματος σε περίπτωση τακτικής επισκευής (μπάλωμα) με εσφαλμένη τεχνική, Η χρήση σκονισμένων ή υγρών ανδρανών σε εργασίες συντήρησης της επιφάνειας Αστοχία στη συντήρηση Το πρόβλημα της συντήρησης παρουσιάζεται στο ότι δεν είναι αρκετή. Πρόκειται για ένα ζήτημα προϋπολογισμού, προγραμματισμού και επικοινωνίας, που μερικές φορές είναι πολύ δύσκολο να ξεπεραστεί. Μόλις αποφασιστεί η εκτέλεση μιας συντήρησης είναι σημαντική η υπενθύμιση ότι όλες οι τεχνικές συντήρησης έχουν σχεδιαστεί για να ταιριάζουν με συγκεκριμένες συνθήκες και πρέπει να κατασκευάζονται κατάλληλα χρησιμοποιώντας τα σωστά υλικά. Η πρόωρη αστοχία της συντήρησης οδοστρώματος είναι συνήθως μια αποτυχία του σχεδιασμού, της κατασκευής, ή των υλικών (Orr, 2006). Σχεδιασμός. Το πρώτο βήμα στον σχεδιασμό είναι η επιλογή της σωστής επισκευής για την επιδιόρθωση του προβλήματος. Σε πάρα πολλές περιπτώσεις, η επιλογή της επισκευής γίνεται με μη-τεχνικούς λόγους. Επιπλέον, πολλές συντηρήσεις γίνονται χωρίς σχεδιασμό. Γνωρίζοντας τι 41

62 χρειάζεται να γίνει μπορεί να υλοποιηθεί η σωστή επισκευή, γεγονός που αποτελεί ένα από τα πιο κρίσιμα βήματα στο σχεδιασμό της συντήρησης του οδοστρώματος. Κατασκευή. Μετά την επιλογή της τεχνικής συντήρησης, απαιτείται η σωστή κατασκευή της. Η αποτυχία της σωστής υλοποίησης της επισκευής συντήρησης είναι μια σημαντική αιτία για την πρόωρη αστοχία του οδοστρώματος. Υλικό. Η χρήση του σωστού υλικού είναι κρίσιμης σημασίας. Μπορεί να κοστίζει λιγότερο η αγορά ενός φθηνότερου χαλικιού, η επιδιόρθωση, ή το γαλάκτωμα, αλλά είναι τεράστιο το κόστος αντικατάστασης εάν αποτύχει πρόωρα. 42

63 Κεφάλαιο 4 ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ 4.1 Γενικά 4.2 Επιφανειακές επεξεργασίες 4.3 Πορώδεις ασφαλτοτάπητες 4.4 Ασφαλτοτάπητες με έμπηκτες ψηφίδες 4.5 Ασφαλτικές επαλείψεις 4.6 Ασφαλτικοί λεπτοτάπητες 4.7 Ανακύκλωση 4.8 Μέθοδοι συντήρησης δύσκαμπτων οδοστρωμάτων

64 4. ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ 4.1 Γενικά Η ορολογία που αναφέρεται στη διατήρηση του οδοστρώματος σε αποδεκτό επίπεδο εξυπηρέτησης μεταβάλλεται από χώρα σε χώρα. Στην Ελλάδα χρησιμοποιείται ο όρος «συντήρηση», ενώ διεθνώς συναντώνται και οι όροι: συνεχής συντήρηση, προληπτική συντήρηση, διορθωτική συντήρηση, κύρια συντήρηση, αποκατάσταση, ενίσχυση και αναζωογόνηση του οδοστρώματος (Νικολαϊδης, 2002). Συνεχής συντήρηση (routine maintenance) πραγματοποιείται με ένα σύνολο εργασιών που εκτελούνται συνεχώς σε ημερήσια, εβδομαδιαία, μηνιαία ή ετήσια βάση και αυτά αφορούν τα στοιχεία που συνθέτουν μια οδό. Οι εργασίες αυτές περιλαμβάνουν α) τον καθαρισμό της επιφάνειας του οδοστρώματος, του συστήματος αποστράγγισης, της σήμανσης, καθώς και την αποψίλωση των πρανών, το κλάδεμα των δέντρων και της φύτευσης, β) την αποκαταστάση των φθορών γύρω από τα φρεάτια επίσκεψης, των φθορών της σήμανσης και του φωτισμού, γ) την αντικατάσταση των κατεστραμμένων στηθαίων ασφαλείας, σημάτων, κλπ., δ) την χειμερινή συντήρηση του οδοστρωμάτος, δηλαδή τον εκχιονισμό και την πρόληψη της δημιουργίας πάγου στην επιφάνεια του οδοστρώματος. Συνεπώς, συμπεραίνεται ότι η συνεχής συντηρήση εξυπηρετεί την χρήση την οδού και δεν ασχολείται με τη δομή της (Νικολαϊδης, 2002). Η προληπτική συντήρηση (preventive maintenance) διεξάγει εργασίες που έχουν ως σκοπό να προλάβουν την προώρη εμφάνιση φθορών, άρα την πρόωρη καταστροφή του οδοστρώματος (Νικολαϊδης, 2002). Η διορθωτική συντήρηση (corrective maintenance) έχει ως σκοπό την διόρθωση των ατελειών της επιφάνειας του οδοστρώματος, οι οποίες είναι επικίνδυνες για την ασφάλεια των χρηστών (Νικολαϊδης, 2002). Οι εργασίες της προληπτικής και της διορθωτικής συντήρησης δεν είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους και σε αυτές περιλαμβάνονται: η σφράγιση ρωγμών, η πλήρωση των λάκκων, η τοπική εξυγίανση (μπαλώματα), οι ασφαλτικές επαλείψεις (surface dressing), η σφραγιστική με slurry και οι εργασίες για την αποκατάσταση της ολισθηρότητας και της ομαλότητας της επιφάνειας (Νικολαϊδης, 2002). Η κύρια συντήρηση ή αποκατάσταση οδοστρώματος ή αναζωογόνηση οδοστρώματος (demand maintenance) περιλαμβάνει εργασίες που σκοπό τους 44

65 έχουν την πλήρη αποκατάσταση της ποιότητας του οδοστρώματος. Αυτές αφορούν την κατασκευή ασφαλτικής στρώσης πάχους τουλάχιστον 25 mm (ασφαλτική επίστρωση) από νέα ή ανακυκλωμένα υλικά, μετά ή άνευ ισοπεδωτικής στρώσης ή/και φρεαζαρίσματος της παλαιάς επιφάνειας του οδοστρώματος, ώστε το οδόστρωμα να ενισχυθεί άμεσα και να είναι ικανό να παραλάβει μεγαλύτερα αξονικά φορτία (Νικολαϊδης, 2002). O Πίνακας 4.1 εξηγεί πώς αυτές οι διαφορετικές κατηγορίες συντήρησης εντάσσονται σε ένα σχέδιο διαχείρισης οδοστρωμάτων. Πίνακας 4.1: Δραστηριότητες συντήρησης Είδος συντήρησης Προγραμματισμένη; Εκτελείται πριν τη φθορά; Επεκτείνει τη ζωή του οδοστρώματος; Συνεχής (Routine) Ναι Όχι απαραίτητα Μερικές φορές Προληπτική (Preventive) Ναι Ναι Ναι Διορθωτική (Corrective) Γενικά Όχι Ναι Κύρια (Demand) Όχι Όχι Όχι απαραίτητα (Πηγή: Orr, 2006) Συνεπώς, συμπεραίνεται ότι η συντήρηση έχει σκοπό της τη διατήρηση της ποιοτικής κατάστασης του οδοστρώματος όσο το δυνατόν πλησιέστερα της αρχικής. Όμως, οι επαναλαμβανόμενες συντηρήσεις στο πέρασμα του χρόνου δεν είναι δυνατό να επιτύχουν αυτόν τον σκοπό. Αυτό συμβαίνει διότι ο χρόνος δημιουργεί φθορά, όπως κόπωση του οδοστρώματος, μείωση της ποιότητάς του ως συνέπεια των καιρικών συνθηκών και του αυξημένου κυκλοφοριακού φόρτου. Επομένως, η αποκατάσταση των ασφαλτικών, κυρίως, στρώσεων κρίνεται απαραίτητη (Νικολαϊδης, 2002). Ως αποκατάσταση ενός οδοστρώματος ονομάζονται οι εργασίες που συμβάλλουν στην πλήρη αποκατάσταση της ποιότητας του οδοστρώματος με ταυτόχρονη ενίσχυσή του, ώστε να μπορεί να αναλάβει μεγαλύτερα αξονικά φορτία και, έτσι, να αυξήσει την διάρκεια ζωής του. Αυτές οι εργασίες αφορούν την κατασκευή ασφαλτικής επίστρωσης (overlay) μεταβλητού πάχους, σύμφωνα με τις απαιτήσεις, και τις εργασίες που προαπαιτούνται αλλά και έπονται αυτής (Νικολαϊδης, 2002). 45

66 Σύμφωνα με το Asphalt Institute, ως αποκατάσταση χαρακτηρίζεται μια επέμβαση όταν το πάχος της ασφαλτικής επίστρωσης είναι τουλάχιστον 25 mm, διαφορετικά ονομάζεται συντήρηση (Νικολαϊδης, 2002). Στις παραγράφους που ακολουθούν περιγράφονται σύντομα οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη συντήρηση των φθαρμένων οδοστρώματων, αλλά και για τη βελτίωση των επιφανειακών τους χαρακτηριστικών. Οι τεχνικές αυτές, αναφέρονται ως τεχνικές συντήρησης και εκτελούνται για τον σκοπό αυτό. Ορισμένες, όμως, μπορούν να εκτελεσθούν και σε νέα οδοστρώματα ειδικών απαιτήσεων (Μουρατίδης, 2006). 4.2 Επιφανειακές Επεξεργασίες Οι εργασίες που πραγματοποιούνται στην επιφάνεια ενός οδοστρώματος στοχεύουν στην επαναφορά της αντιολισθητικής του ικανότητας, η οποία φθείνει σταδιακά με τη δράση των φορτίων κυκλοφορίας. Στις τεχνικές των επιφανειακών επεξεργασιών περιλαμβάνονται μηχανικές και χημικές επεμβάσεις στην επιφανειακή στρώση του οδοστρώματος, αλλά δεν περιλαμβάνονται τεχνικές διάστρωσης νέων ταπήτων (Μουρατίδης, 2006) Ήλωση (Bush Hammering) Αυτή η εργασία επισκευάζει τη φυσική φθορά την οποία υπόκεινται το οδόστρωμα. Πιο συγκεκριμένα, συνίσταται στην τράχυνση (αγρίεμα) της επιφάνειας και πραγματοποιείται με τη χρήση μηχανήματος. Το μηχάνημα διαθέτει πολλά μικρά σφυριά από σκληρυμένο ατσάλι, το οποίο ονομάζεται «bush hammering». Αυτά τα σφυριά αγριεύουν τη συνολική επιφάνεια δημιουργώντας νέες αιχμηρές γωνιακές ακμές στην επιφάνεια του δρόμου. Η μέθοδος αυτή δεν είναι κατάλληλη για την συντήρηση των αυλακώσεων της επιφάνειας. Όμως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πριν την εφαρμογή νέας ασφαλτικής στρώσης σε μια υπάρχουσα επιφάνεια, καθώς βοηθάει στην αποτελεσματικότερη συγκόλληση μεταξύ τους (Μουρατίδης, 2006). 46

67 Εικόνα 4.1: Ήλωση οδοστρώματος (Πηγή: KUTTER, 2014) Χάραξη Εκτομή (Milling) Ονομάζεται και φρεζάρισμα και είναι η διαδικασία της απομάκρυνσης τουλάχιστον ενός τμήματος της επιφάνειας μιας ασφαλτοστρωμένης περιοχής, όπως ενός δρόμου, μιας γέφυρας, ή ενός πάρκινγκ. Το φρεζάρισμα αφαιρώντας πλήρως αρκετό πάχος λειαίνει την επιφάνεια με τη χρήση μηχανήματος (Lightbreather, 2014). Το μηχάνημα αυτό φέρει έναν κύλινδρο με παράλληλους οριζόντιους άξονες σε σχήμα κλωβού. Πάνω σε αυτούς τους άξονες στερεώνονται χαλύβδινες λεπίδες, οι οποίες περιστρέφοντας τον κύλινδρο και τους άξονες χαράσουν την επιφάνεια (Μουρατίδης, 2006). Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί λόγοι για τους οποίους το φρεζάρισμα μπορεί να υπερισχύσει έναντι μιας απλής νέας ασφαλτόστρωσης πάνω στην υπάρχουσα επιφάνεια (Lightbreather, 2014). Εικόνα 4.2: Χάραξη εκτομή οδοστρώματος (Milling) (Πηγή: Lightbreather, 2014) Η ανακύλωση της επιφάνειας του οδοστρώματος είναι ένας από τους βασικούς λόγους για το φρεζάρισμα της επιφάνειας μιας οδού. Χρησιμοποιείται ευρέως για αυτό τον σκοπό, καθώς η ασφαλτική επιφάνεια απομακρύνεται και αλέθεται μέχρι να επαναχρησιμοποιηθεί ως συστατικό του νέου ασφαλτοτάπητα. Για τις ασφαλτικές 47

68 επιφάνειες, το προϊόν του φρεζαρίσματος είναι ένας «αναγεννημένος» ασφαλτοτάπητας (reclaimed asphalt pavemet RAP), ο οποίος μπορεί να ανακυκλωθεί με άσφαλτο θερμού ασφαλτομίγματος (hot mix asphalt) συνδυάζοντας με νέα υλικά αδρανών και ασφαλτικό τσιμέντο ως συνδετικό υλικό (Lightbreather, 2014). Το φρεζάρισμα μπορεί, επίσης, να αφαιρέσει τις επιφανειακές φθορές του οδοστρώματος προσδίδοντας καλύτερη ποιότητα οδήγησης, αλλά και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής στο οδόστρωμα. Μερικά από τα προβλήματα που μπορεί να αντιμετωπίσει είναι η αποκόλληση αδρανών, η ανάδυση ασφάλτου, οι τροχαυλακώσεις, οι επωθήσεις, καθώς και η φθορά από τροχαία ατυχήματα και πυρακαγιά (Lightbreather, 2014). Τέλος, η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για να ελέγξει ή να αλλάξει το ύψος ενός μέρους ή του συνόλου του δρόμου, ώστε να εφαρμόζεται η υψομετρική μελέτη, ιδίως στην αστική οδοποιία στις θέσεις των κρασπέδων, των φρεατίων, κλπ., ή ακόμη για τροποποιήσει την κλίση ή την καμπυλότητα του δρόμου (Lightbreather, 2014) Χάραξη Πριονισμός (Grooving) Η εργασία χάραξης πριονισμού ενός οδοστρώματος είναι μια διαδικασία κατά την οποία ειδικά σχεδιασμένες μηχανές εξοπλισμένες με κυκλικές διαμαντοφόρες λεπίδες χρησιμοποιούνται για την δημιουργία μικρών καναλιών αποστράγγισης πάνω στην επιφάνεια του οδοστρώματος (Un., 2012) Οι λεπίδες είναι τοποθετημένες σε σταθερή απόσταση πάνω σε έναν οριζόντιο άξονα, και ψύχονται συνεχώς με νερό που αντλείται από ένα βυτίο, το οποίο στη συνέχεια ανακτάται μέσω ενός συστήματος κενού. Με την περιστροφή του άξονα οι λεπίδες δημιουργούν εγκοπές στην επιφάνεια του οδοστρώματος κατά την κίνηση του μηχανήματος. Αυτές οι εγκοπές μπορούν να κατασκευαστούν είτε εγκάρσια είτε κατά μήκος της επιφάνειας σε οδοστρώματα τόσο σκυροδέματος όσο και ασφάλτου. Ο «πριονισμός» της επιφάνειας ενός δρόμου βελτιώνει σημαντικά την πρόσφυση σε βρεγμένο οδόστρωμα και κατ επέκταση μπορεί να μειώσει τα οδικά ατυχήματα κατά τη διάρκεια δυσμενών καιρικών συνθηκών. (Un., 2012) 48

69 Εικόνα 4.3: Χάραξη πριονισμός οδοστρώματος (Grooving) (Πηγή: Un., 2012) Διάστρωση υδροχλωρικού οξέος Η διάστρωση με διάλυμα υδροχλωρικού οξέος πραγματοποιείται σε οδοστρώματα σκυροδέματος που δεν περιέχουν ασβεστολιθικά αδρανή. Το διάλυμα είναι 20 βαθμών σε αναλογία 50% και διαχέεται σε ποσότητα 0,2 0,5 lit/m 2. Η αντίδραση του διαλύματος με την επιφάνεια του οδοστρώματος διαρκεί 15 λεπτά και κατόπιν εκτελείται η έκπλυση της επιφάνειας για να απομακρυνθεί η περίσσεια οξέος και παραγώγων αλάτων (Μουρατίδης, 2006) Αμμοβολή (Sand Blasting) Η αμμοβολή είναι μια βιομηχανική διαδικασία με την οποία τα περίσσεια υλικά μπορούν να αφαιρεθούν από μία επιφάνεια. Δύο βασικά συστήματα, το σύστημα αναρρόφησης και το σύστημα τροφοδοσίας βαρύτητας/ πίεσης, χρησιμοποιώντας την πίεση του αέρα σε συνδυασμό με ένα αποξεστικό υλικό (abrasive), το οποίο συνήθως είναι επεξεργασμένη άμμος, εκτοξεύουν το υλικό μέσω ενός ακροφυσίου με πίεση και, έτσι, απομακρύνονται οι προσμίξεις από την επιφάνεια του στόχου. Ως αποξεστικά υλικά μπορούν ακόμη να χρησιμοποιηθούν πέραν της άμμου, ρινίσματα χαλκού και μικρές ψιφίδες (Un., n.d.a). Εικόνα 4.4: Αμμοβολή σε οδόστρωματα (Sand blasting) (Πηγή: Sandblasting, n.d.) 49

70 4.2.6 Επιφανειακή Πύρωση (Flame Scouring) Η τεχνική της επιφανειακής πύρωσης εφαρμόζεται σε οδοστρώματα σκυροδέματος και χρησιμοποιεί φλόγιστρα ασετυλίνης (3.000 ο C), τα οποία προκαλούν ελαφρά ρυτίδωση στην επιφάνεια του σκυροδέματος. «Τα φλόγιστρα μπορεί να είναι τοποθετημένα στη σειρά κατά την εγκάρσια έννοια, ώστε να δημιουργούν μια ενιαία επιφάνεια, αλλά και να έχουν διάκενα μεταξύ τους προκειμένου να σχηματίζονται πτυχώσεις» (Μουρατίδης, 2006) Απόξεση (Planing) Η απόξεση είναι μια διαδικασία αποξήλωσης της επιφανειακής στρώσης μικρού πάχους, η οποία διενεργείται με τη χρήση μηχανήματος. Το μηχάνημα φέρει μια περιστρεφόμενη οριζόντια λεπίδα, η οποία αλέθει το ασφαλτικό σκυρόδεμα και κατόπιν το υλικό οδηγείται κατευθείαν μέσα σε ένα φορτηγό (Μουρατίδης, 2006). Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται ευρέως στην αστική οδοποιία, καθώς η συνεχής διάστρωση ασφαλτοταπήτων δημιουργεί πρόβλημα ανύψωσης της ερυθράς της οδού (Μουρατίδης, 2006). Ακόμη, το πλάνισμα μιας οδού είναι μια ιδανική και οικονομικότερη εναλλακτική λύση συγκριτικά με την προμήθεια αδρανών από το λατομείο κατά την ανακατασκευή των οδοστρωμάτων, καθώς προμηθεύει με ανδρανή μετά από μια διαδικασία μικρότερου κόστους, και επιπλέον τα αδρανή αυτά είναι ιδανικότερα για την κατασκευή ασφαλτομιγμάτων (Τhe surfacing company, n.d.). Επιπλέον, συνιστάται ως μια μέθοδος φιλική προς το περιβάλλον, καθώς ελαχιστοποιεί τα απόβλητα της ανακατασκευής των οδοστρωμάτων (Τhe surfacing company, n.d.). Εικόνα 4.5: Απόξεση οδοστρώματος (Planing) (Πηγή: Τhe surfacing company, n.d.) 50

71 4.2.8 Διάστρωση διαλύτου Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται σε περιπτώσεις εξίδρωσης ασφάλτου με σκοπό την δέσμευση της περίσσειας του συνδετικού υλικού. Ο διαλύτης που χρησιμοποιείται μπορεί να είναι το λευκό οινόπνευμα και διαχέεται σε ποσότητα 0,2 0,4 kg/m 2. Έπειτα, ακολουθεί η διάστρωση άμμου λατομείου για την δέσμευση των υγρών ουσιών και ο καθαρισμός της επιφάνειας του οδοστρώματος (Μουρατίδης, 2006). Στον Πίνακα 4.2 φαίνονται συνοπτικά οι περιπτώσεις στις οποίες μπορούν να εφαρμοστούν οι ανωτέρω μέθοδοι σε ασφαλτικά οδοστρώματα και σε οδοστρώματα σκυροδέματος Επισκευές ρηγματώσεων Η μέθοδος της επισκευής των ρωγμών (crack repairs) επιλέγεται όταν οι ρωγμές είναι στενές (1/4 1 ίντσα) και δεν έχουν επιδεινωθεί στα άκρα. Οι επισκευές των ρωγμών εμπίπτουν, γενικά, σε δύο κατηγορίες εργασιών: της σφράγισης και της πλήρωσης. Η σφράγιση εμποδίζει τη διείσδυση νερού και υλικών στη ρωγμή, ώστε να την κάνει «ενεργή». Ως ενεργή ονομάζεται μια ρωγμή που κινείται σημαντικά (περισσότερο από το 1/8 ίντσας) λόγω καιρικών συνθηκών ή κυκλοφοριακών φορτίων. Η πλήρωση μειώνει τη διήθηση του νερού σε μια ρωγμή μη-ενεργή. Ως υλικό επισκευής χρησιμοποιείται συνήθως το ασφαλτόμιγμα ψυχρής εφαρμογής και η ασφαλτική μαστίχη (Orr, 2006) Τοπικές επισκευές (Μπαλώματα) Η δημιουργία μπαλωμάτων (patching) είναι μια δραστηριότητα που πραγματοποιείται καθ όλη τη διάρκεια του έτους για να διατηρήσει βατή την επιφάνεια των οδοστρωμάτων. Οι περισσότερες επιδιορθώσεις γίνονται για την πλήρωση λάκκων. Λακκούβες, ρωγμές ολίσθησης και άλλες ατέλειες του οδοστρώματος μπορούν, επίσης, να επισκευαστούν καλύτερα με τοπικές επισκευές (μπαλώματα), όμως, δεν μπορούν να επιδιορθώθουν προβλήματα στη βάση. Υπάρχουν τρεις τύποι μπαλωμάτων: ψυχρού ασφαλτομίγματος, θερμού ασφαλτομίγματος «ημιμόνιμο» και επιδιόρθωσης με σπρέι (spray patching). Η τοπική επισκευή του οδοστώματος είναι μια πολύ οικονομική μέθοδος, αν εκτελεστεί σωστά (Orr, 2006). 51

72 Επισκευές περιοχών Σε αντίθεση με την τοπική επισκευή, η επισκευή περιοχής (area repair) περιλαμβάνει μια πιο εκτεταμένη επισκευή. Η επιδιόρθωση μιας περιοχής περιλαμβάνει την περικοπή και την αντικατάσταση ενός τμήματος του δρόμου. Είναι σχετικά ακριβή μέθοδος για την επισκευή μιας περιοχής, αλλά δεδομένου ότι διορθώνει τυχόν προβλήματα στη βάση δεν είναι σπάταλη και μπορεί να είναι η καλύτερη εναλλακτική λύση για δρόμους με μικρές επικίνδυνες περιοχές (Orr, 2006). Πίνακας 4.2: Εφαρμογή επιφανειακών εργασιών σε ασφαλτικά οδοστρώματα και οδοστρώματα σκυροδέματος Επεξεργασία Ασφαλτικό οδόστρωμα Οδόστρωμα σκυροδέματος Ήλωση Ναι. Μικρή διάρκεια Ναι Εκτομή Ναι. Μικρή διάρκεια Ναι Πριονισμός Ναι. Μικρή διάρκεια Ναι Υδροχλωρικό οξύ Όχι Εκτόξευση άμμου Ναι. Μικρή διάρκεια Ναι Πύρωση Όχι Ναι Απόξεση Ναι Ναι Διάλυση Ναι Όχι Ναι. Μη ασβεστολιθικά αδρανή Επισκευή ρωγμών Ναι. Μικρή διάρκεια Ναι. Μικρή διάρκεια Τοπικές επισκευές Ναι. Μικρή διάρκεια Ναι. Μικρή διάρκεια Επισκευή περιοχών Ναι Ναι (Πηγή: Μουρατίδης, 2006) 4.3 Πορώδεις ασφαλτοτάπητες Πορώδεις ασφαλτοτάπητες (porous or pervious surfacings) ονομάζονται «οι ασφαλτικοί τάπητες υψηλής διαπερατότητας που χρησιμοποιούνται ως στρώσεις κυκλοφορίας με σκοπό την ταχεία αποστράγγιση των υδάτων μέσω των πόρων της κατασκευής» (Μουρατίδης, 2006). Χαρακτηριστικό των ασφαλτομιγμάτων αυτών είναι το μεγάλο ποσοστό κενών αέρος (>18%), το οποίο επιτρέπει την γρήγορη 52

73 αποστράγγιση των επιφανειακών βρόχινων υδάτων και επιφέρει μείωση του θορύβου επαφής ελαστικού/οδοστρώματος (Νικολαϊδης, 2002). Για την επιτεύξη του μεγάλου ποσοστού κενών χρησιμοποιείται στην σύστασή του μεγάλη αναλογία χονδρόκοκκων συστατικών και ενδιάμεσο κενό σε κλάσμα της κοκκομετρικής καμπύλης (Μουρατίδης, 2006). Εικόνα 4.6: Πορώδης ασφαλτοτάπητας (Πηγή: Porous pavement, 2011) Ιδιότητες Η τεχνική αυτή επιλέγεται κυρίως για δύο βασικούς λόγους, οι οποίοι είναι (Μουρατίδης, 2006): «η αύξηση της οδικής ασφαλείας, λόγω της εξάλειψης του κινδύνου της υδρολίσθησης, καθώς και του φαινουμένου εκτίναξης επιφανειακού ύδατος (πιτσίλισμα), αλλά και λόγω της βελτίωσης της ορατότητας ως προς τη σήμανση και προς τα φώτα και τους προβολείς των οχημάτων η μείωση του κυκλοφοριακού θορύβου, λόγω δημιουργίας κατάλληλης επιφανειακής μακροϋφής και σύστασης μίγματος». Τα μειονεκτήματα των μιγμάτων αυτών είναι (Νικολαϊδης, 2002): η ταχύτερη οξείδωση της ασφάλτου, η μικρή αντοχή του μίγματος στις αυξομειώσεις της περιεκτικότητας της ασφάλτου, η μικρότερη διάρκεια ζωής σε σχέση με μίγματα κλειστού τύπου (περί τα 20 έτη), 53

74 η μείωση της αποτελεσματικότητας και λειτουργικότητας αυτών λόγω πλήρωσης των κενών με σκόνες και άμμο, η απαίτηση για ύπαρξη καλής υποκείμενης στεγανής επιφάνειας με ικανοποιητική εγκάρσια κλίση, η μείωση της φέρουσας ικανότητας της στρώσης σε σύγκριση με μίγματα κλειστού τύπου και, τέλος, η απαίτηση μεγαλύτερης ποσότητας άλατος κατά τη χειμερινή συντήρηση προς αποφυγή δημιουργίας πάγου. «Τα πρώτα τρία μειονεκτήματα επιλύονται, κατά μεγάλο βαθμό, με τη χρήση τροποποιημένης ασφάλτου, ενώ τα υπόλοιπα δεν θεωρούνται τόσο σοβαρά ώστε να μειώσουν την αποτελεσματικότητα και τη χρησιμότητα των μιγμάτων αυτών» (Νικολαϊδης, 2002). Εφαρμόζεται σε νέες κατασκευές σε οδούς με σημαντική κυκλοφορία και για την συντήρηση παλαιών οδοστρωμάτων. Σε περιπτώσεις εφαρμογής ως μέθοδο αποκατάστασης παλαιού οδοστρώματος απαιτείται ο έλεγχος επάρκειας της φέρουσας ικανότητας του υποκείμενου οδοστρώματος και της διασφάλισης της ικανοποιητικής συγκόλλησης της τελικής στρώσης Εφαρμογή Η τεχνική αυτή ξεκίνησε να εφαρμόζεται στην Ευρώπη την δεκαετία του 80 και σήμερα χρησιμοποιείται ευρέως στο Βέλγιο, την Ολλανδία, τη Γαλλία και την Ισπανία (Μουρατίδης, 2006). Η επιλογή της αναλογίας των συστατικών, καθώς και η κοκκομετρική διαβάθμιση διαφέρει από χώρα σε χώρα. Το μίγμα ενός πορώδους ασφαλτοτάπητα χαρακτηρίζεται από το ποσοστό των κενών και το κλάσμα κενού κοκκομετρίας. Επειδή αυτό το είδος ασφαλτοτάπητα θεωρείται ανοιχτού τύπου σύστασης, διέπεται από αυστηρές προδιαγραφές σχετικά με τις μηχανικές κυρίως ιδιοτήτες των ανδρανών (Μουρατίδης, 2006). Το συνιστώμενο πάχος του πορώδους τάπητα είναι 40 mm και βασική προϋπόθεση αποτελεί η χρήση σκληρών αδρανών, μη ασβεστολιθικών, κατάλληλων για αντιολισθηρές στρώσεις (Νικολαϊδης, 2002). Η άσφαλτος που χρησιμοποιείται συνήθως είναι τροποποιημένη άσφαλτος (ελαστομερής ή πολυμερής) και η συνηθής περιεκτικότητά της στο μίγμα κυμαίνεται από 3,5% - 5,0%. Οι τροποιημένοι άσφαλτοι που χρησιμοποιούνται παράγονται με την προσθήκη ελαστομερών και πλαστομερών, όπως ίνες, πολυμερή και καουστούκ 54

75 (Νικολαϊδης, 2002). «Υπερβολικά μικρά ποσοστά ασφάλτου δημιουργούν προϋποθέσεις για αποσύνθεση του τάπητα (disintegration), ενώ αντίστοιχα τα μεγάλα ποσοστά ασφάλτου μπορεί να οδηγήσουν στον διαχωρισμό (segregation) των συστατικών κατά την μεταφορά τους στο εργοτάξιο για διάστρωση» (Μουρατίδης, 2006). Στην Ελλάδα η χρήση των πορωδών ασφαλτικών ταπήτων είναι πολύ περιορισμένη. Στις πειραματικές τους εφαρμογές σε Θεσσαλονίκη και Ιωάννινα οι κοκκομετρίες που χρησιμοποιηθήκαν διαφέρουν από τις προδιαγραφές της Αγγλίας (TRRL) και του Βελγίου. Οι προτεινόμενες από τις Τεχνικές Οδηγίες κοκκομετρικές διαβαθμίσεις, όπως φαίνονται στον Πίνακα 4.3, είναι όμοιες με αυτές της προδιαγραφής ASTM D 3515 για ανοιχτού τύπου αντιολισθηρές στρώσεις, χωρίς να χαρακτηρίζονται ως μίγματα πορώδους σύνθεσης (Νικολαϊδης, 2002). Πίνακας 4.3: Όρια κοκκομετρικών διαβαθμίσεων αδρανών για πορώδεις ασφαλτοτάπητες σύμφωνα με τις Ελληνικές Τεχνικές Οδηγίες Μέγεθος κόσκινου τετραγωνικής οπής (ASTM) Ονομαστικό μέγεθος μεγίστου κόκκου 12,5 mm 9,5 mm Ποσοστό διερχόμενο (%) 19,00 mm (3/4'') 12,50 mm (1/2'') 9,50 mm (3/8'') 4,75 mm (No 4) 2,36 mm (No 8) 1,18 mm (No 16) 0,30 mm (No 50) 0,07 mm (No 200) Συνιστώμενο πάχος στρώσης 4-5 cm 3-4 cm (Πηγή: Νικολαϊδης, 2002) Το 2001 η Εγνατία Οδός Α.Ε. εξέδωσε σχετικές προδιαγραφές για ασφαλτομίγματα πορώδους σύνθεσης. Τα όρια της κοκκομετρικής διαβάθμισης του μίγματος φαίνονται στον Πίνακα 4.4 (Νικολαϊδης, 2002). 55

76 Πίνακας 4.4: Όρια κοκκομετρικών διαβαθμίσεων αδρανών για πορώδεις ασφαλτοτάπητες σύμφωνα με προδιαγραφές της Εγνατίας Οδού Α.Ε. Μέγεθος κόσκινου Ποσστό διερχόμενο (%) 20 mm 14 mm 10 mm 6,3 mm 4 mm 2 mm 0,50 mm 0,063 mm (Πηγή: Νικολαϊδης, 2002) Παραγωγή και διάστρωση Παράγεται στις ίδιες εγκαταστάσεις με τα συνήθη ασφαλτομίγματα. Επειδή η ψύξη των ασφαλτομιγμάτων που διαστρώνονται σε λεπτό πάχος είναι ταχεία, οι θερμοκρασίες παραγωγής είναι κάπως υψηλότερες, από τις αντίστοιχες των ασφαλτομιγμάτων συνήθους πάχους. Ειδικότερα, η θερμοκρασία ανάμιξης (θερμοκρασία στην έξοδο του αναμικτήρα) πρέπει να είναι C. Οι πορώδεις τάπητες εδράζονται πάνω σε στρώσεις ασφαλτοσκυροδέματος πυκνής σύνθεσης και κατάλληλης επίκλισης, ώστε να εξασφαλίζεται η ομαλή απορροή των ομβρίων, χωρίς να εισέρχεται νερό στις υποκείμενες στρώσεις. Λόγω του μικρού πάχους των πορωδών ταπήτων, απαιτείται συγκολλητική επάλειψη με μικρή ποσότητα ασφαλτικού γαλακτώματος για την αποφυγή δημιουργίας επιφάνειας ολίσθησης του τάπητα πάνω στην επιφάνεια έδρασης, καθώς και για πρόσθετη στεγανοποίηση της επιφανείας της στρώσης έδρασης. Το ασφαλτόμιγμα διαχέεται με χρήση διανομέα ασφάλτου και με την προσθήκη αραιωμένου ασφαλτικού γαλακτώματος (με περιεκτικότητα 30% σε άσφαλτο) και διαστώνεται σε όλο το πλάτος του δρόμου, χωρίς κατά μήκος ραφές. Αν αυτό δεν είναι δυνατόν (π.χ. λόγω παρεμπόδισης της κυκλοφορίας), η ένωση των λωρίδων γίνεται με προσεκτική θέρμανση της ήδη κατασκευασμένης επιφανείας, ώστε να μην εμποδίζεται η απορροή. Στις κατά μήκος ή εγκάρσιες στον άξονα της οδού ραφές δεν επιτρέπεται η επάλειψη με ασφαλτικό, ή η κατασκευή αρμού συγκόλλησης, λόγω παρεμπόδισης της απορροής των ομβρίων. Η συμπύκνωση πραγματοποιείται 56

77 με ελαφρά κυλίνδρωση με τη χρήση οδοστρωτήρα 8-10 t με λείους κυλίνδρους (συνήθως αρκούν 1-2 διελεύσεις). Σε περίπτωση βροχής, δυνατού ανέμου ή θερμοκρασιών κάτω των 20 C, οι εργασίες διακόπτονται, όπως επίσης και όταν υπάρχει νερό στην επιφάνεια έδρασης των πορωδών ταπήτων (Υπ. Οικονομίας & Οικονομικών, 2007). 4.4 Ασφαλτοτάπητες με έμπηκτες ψηφίδες «Η τεχνική αυτή συνίσταται στην διάστρωση ενός ασφαλτοτάπητα χωρίς χονδρόκοκκα συστατικά, στην επιφάνεια του οποίου εμπήγνυται εν θερμώ προεπηλειμμένες ψηφίδες (precoated chippings)» (Μουρατίδης, 2006) Ιδιότητες Αυτοί οι ασφαλτοτάπητες παρουσιάζουν ικανοποιητική αδιαπερατότητα και επαρκή μηχανική αντοχή, ιδιαίτερα έναντι ερπυσμού, και ως αποτέλεσμα διατηρούν τα επιφανειακά χαρακτηριστικά του οδοστρώματος σε καλή κατάσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα (Μουρατίδης, 2006) Εφαρμογή Εφαρμόζονται ιδιαίτερα σε περιπτώσεις οδών ταχείας κυκλοφορίας, καθώς και σε τμήματα οδών υψηλής επικινδυνότητας λόγω των υψηλών δεικτών αντιολισθηρότητας, που είναι δυνατόν να επιτευχθούν και τοποθετούνται στην πρώτη σειρά των αντιολισθητικών στρώσεων κυκλοφορίας και θεωρούνται ως μέσο θεραπείας της ολισθηρότητας (Μουρατίδης, 2006) Διάστρωση Για την εφαρμογή αυτής της τεχνικής απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή ως προς την επιλογή των ψηφίδων (κοκκομετρία, σκληρότητα, αντοχή σε φθορά, στίλβωση), ως προς τα μηχανήματα διάστρωσης και τις συνθήκες κατασκευής (ρυθμός διάστρωσης, θερμοκρασία) (Μουρατίδης, 2006). Η εκτέλεση των εργασιών ξεκινά με τη διάστρωση του θερμού ασφαλτομίγματος (Hot Rolled Asphalt HRA) από τη μηχανή οδοστρωσίας (φίνισερ) στο απαιτούμενο πάχος μέχρι τη γραμμή και το επίπεδο που καθορίζει την περιοχή. Το πάχος του τάπητα θα πρέπει να είναι κατάλληλο για το μέγεθος των σκύρων και το ποσοστό των χονδρόκοκκων αδρανών του ασφαλτικού μίγματος (Summers, 2008). 57

78 Εικόνα 4.7: Διάστρωση θερμού ασφαλτομίγματος (Πηγή: Summers, 2008) Έπειτα, ακολουθεί η διάστρωση των ψηφίδων (σκύρων). Η ποιότητα του μηχανήματος της διασποράς (ψηφιδιέρα) και του εργατοτεχνικού προσωπικού που το λειτουργεί υπαγορεύουν σε μεγάλο βαθμό το αν το θερμό ασφαλτόμιγμα και οι ψηφίδες που θα διαστρωθούν θα δημιουργήσουν μια αποδεκτή επιφάνεια σε εμφάνιση και οδική ποιότητα. Μια κακοσυντηρημένη ψηφιδιέρα θα είναι πολύ δύσκολο να παράγει ένα καλό οδόστρωμα (Summers, 2008). Οι ψηφίδες κατανέμονται ομοιόμορφα σε ποσότητα 12 kgs/m 2, η οποία συνήθως είναι επαρκής για να δημιουργήσουν βάθος υφής 1,5 mm., καθώς εμπήγνυνται στην καυτή στρώση του ασφαλτομίγματος (Summers, 2008). Εικόνα 4.8: Διάστρωση ψηφίδων στο θερμό ασφαλτόμιγμα (Πηγή: Summers, 2008) Κατόπιν, ακολουθεί η συμπύκνωση, η οποία χαρακτηρίζεται ως μια επιδέξια διαδικασία. Τα σκύρα δεν πρέπει να διαστρωθούν ούτε σε πολύ υψηλή θερμοκρασία, καθώς θα «εξαφανιστούν» στο ασφαλτόμιγμα, αλλά ούτε και σε πολύ 58

79 χαμηλή, καθώς τότε δύναται σύντομα να κινδυνέψουν με αποκόλληση (Summers, 2008). Ιδιαίτερη προσοχή επιβάλλεται σε περιπτώσεις ψυχρού περιβαλλοντικού αέρα, οπότε συστήνεται τα τρία μηχανήματα (φίνισερ, ψηφιδιέρα και οδοστρωτήρας) να εργάζονται πολύ στενά μεταξύ τους (Summers, 2008). Εικόνα 4.9: Οδοστρωσία ψηφίδων (Πηγή: Summers, 2008) Τέλος, πραγματοποιείται η κοπή των αρμών. Είναι καλή πρακτική η δημιουργία κάθετων αρμών, οι οποίοι αφαιρούν το χαλαρό και ασυμπίεστο υλικό και κατόπιν, στο πλήρες συμπιεσμένο τμήμα του αρμού περιχύνεται ζεστή πίσσα και, έτσι, παράγεται ένας ισχυρός σύνδεσμος. Συνήθως αναγνωρίζεται ότι το τμήμα που πρέπει να κοπεί βρίσκεται σε απόσταση ίση με το βάθος της στρώσης, ώστε να βρεθεί η υγιής και συμπυκνωμένη άσφαλτος (Summers, 2008). Εικόνα 4.10: Τομή ασύνδετου υλικού στους αρμούς (Πηγή: Summers, 2008) 59

80 Ένας σωστά κομμένος και βαμμένος αρμός θα διαρκέσει επ 'αόριστον και υπάρχουν πολλά ανάλογα παραδείγματα. Δυστυχώς, όμως υπάρχει σχεδόν ένας ίσος αριθμός παραδειγμάτων αποτυχημένων αρθρώσεων που έχουν λάβει ή θα χρειαστεί να λάβουν διορθωτική επέμβαση. Σε ορισμένες περιπτώσεις μάλιστα οι αρθρώσεις μπορεί να είναι τόσο κακές, που να αποτελούν τον λόγο για την πρόωρη ανάπλαση του οδοστρώματος της περιοχής (Summers, 2008). Πριν την παράδοση της οδού σε κυκλοφορία πραγματοποιείται επιμελής καθαρισμός της επιφάνειας κυκλοφορίας για να απομακρυνθούν τυχόν ψηφίδες που δεν ενσωμάτωθηκαν στον τάπητα (Μουρατίδης, 2006). Μια σωστά σχεδιασμένη, κατασκευασμένη, αποθηκευμένη, μεταφερόμενη και διαστρωμένη ασφαλτική επιφάνεια με έμπηκτες ψηφίδες έχει τη δυνατότητα ζωής για τριάντα χρόνια (Summers, 2008). 4.5 Ασφαλτικές επαλείψεις (Ασφαλτικές επιστρώσεις) Ασφαλτικές επαλείψεις ή ασφαλτικές επιστρώσεις (surface dressings ή chip seal ή sprayed seal ή tar and chip) ονομάζονται «οι επιφανειακές στρώσεις ασφαλτικών οδοστρωμάτων, των οποίων η κατασκευή πραγματοποιείται μέσω μιας απλής και συγκεκριμένης τεχνικής. Στην τεχνική αυτή, πάνω σε μια υφιστάμενη επιφάνεια κυκλοφορίας, στεγνή και καθαρή, διαχέεται συνδετικό ασφαλτικό υλικό (καθαρή ή τροποποημένη άσφαλτος, γαλακτώματα, μίγματα ασφάλτων και πίσσας) και ακολουθεί η διάστρωση των ανδρανών και η συμπύκνωση της στρώσεως» (Μουρατίδης, 2006) Ιδιότητες Η τεχνική των ασφαλτικών επαλείψεων δεν επιφέρει αύξηση της μηχανικής αντοχής του οδοστρώματος, ιδιαίτερα σε περίπτωση απλής (single-layer) ασφαλτικής επίστρωσης. Αντίθετα, η διπλή επίστρωση επιφέρει μια μικρή αύξηση της μηχανικής αντοχής (Μουρατίδης, 2006). Τα μειονεκτήματα που παρουσιάζει είναι (Μουρατίδης, 2006): η ευασθησία στις κλιματικές συνθήκες, η αδυναμία στην βελτίωση της μηχανικής αντοχής του οδοστρώματος, η ακαταλληλότητα σε περιπτώσεις έντονων αστοχιών επιπεδότητας (πτυχώσεων, κοιλωμάτων, παραμορφώσεων, αυλακώσεων) της επιφάνειας κυκλοφορίας, η συχνή εμφάνιση προβλημάτων θορύβου, 60

81 η εμφάνιση εξίδρωσης (ανάδυση ασφάλτου) σε υψηλές θερμοκρασίες, η χαλαρή σύνδεση που παρουσιάζεται συχνά σε σημαντική ποσότητα αδρανών, με αποτέλεσμα τα αδρανή να εκτινάσσονται κατά την κυκλοφορία των οχημάτων και να προκαλούν φθορές σε αυτά (θραύση ανεμοθωράκων) Εφαρμογή Υπάρχουν τρία είδη ασφαλτικών επαλείψεων: η απλή επίστρωση, η διπλή επίστρωση και η απλή επάλειψη με διπλή επίστρωση αδρανών. «Μπορούν να τοποθετηθούν, κατά τη συντήρηση των οδικών δικτύων, σε υδατόπηκτα οδοστρώματα, ασφαλτοτάπητες, χαλικόστρωτες οδούς και οδοστρώματα σκυροδέματος, καθώς και σε πορώδεις ασφαλτοτάπητες με διπλή επάλειψη (δύο στρώσεις συνδετικού υλικού)» (Μουρατίδης, 2006). Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται για την αντιμετώπιση των ακόλουθων περιπτώσεων των ασφαλτικών οδοστρωμάτων (Μουρατίδης, 2006): Κάλυψη των καταστραμμένων στρώσεων κυκλοφορίας και σφράγιση τυχόν ρωγμών, Επαναφορά ικανοποιητικής συμπεριφοράς έναντι ολισθηρότητας, Μείωση του ρυθμού φθοράς των επιφανειακών ασφαλτοταπήτων, Τροποποίηση του χρώματος της επιφάνειας κυκλοφορίας είτε για λόγους κυκλοφοριακών ρυθμίσεων είτε για λόγους ορατότητας και ασφάλειας Διάστρωση Αρχικά, η πίσσα, συνήθως με τη μορφή γαλακτώματος, σε κατάλληλο ποσοστό ψεκάζεται πάνω στην επιφάνεια του οδοστρώματος από την ράβδο ψεκασμού, η οποία βρίσκεται στο πίσω μέρος ενός μεγάλου βυτιοφόρου που περιέχει το γαλάκτωμα ασφάλτου (Tarstone Surfacing Ltd, n.d.). Ως συνδετικό υλικό χρησιμοποιούνται ασφαλτικά διαλύματα, γαλακτώματα αλλά και τροποποιημένη άσφαλτος για τις δύσκολες θέσεις της οδού. Απαραίτητη είναι η προεργασία καθαρισμού, καθώς και η διάστρωση προεπάλειψης. Η ασφαλτική προεπάλειψη ή σφραγιστική στρώση συνιστάται σε επιφάνειες χαλικόστρωτων οδών ή ρηγματωμένων οδοστρωμάτων, ενώ η συγκολλητική επάλειψη σε επιφάνειες πλακών σκυροδέματος (Μουρατίδης, 2006). Έπειτα, πάνω στην πίσσα εφαρμόζονται αμέσως τα σκύρα του κατάλληλου μεγέθους με τη χρήση ενός «διασκορπιστή», της ψηφιδιέρας, που ρυμουλκείται 61

82 συνήθως πίσω από το φορτηγό που περιέχει τα σκύρα (Tarstone Surfacing Ltd, n.d.). Κατόπιν, σε μικρή απόσταση από την ψηφιδιέρα (<50 m) ακολουθεί ο οδοστρωτήρας για την συμπύκνωση της στρώσης. Συνήθως 3 4 διελεύσεις με ταχύτητα 8 10 km/h είναι ικανοποιητικά. Μετά το τέλος των εργασιών η λωρίδα παραδίδεται σε κυκλοφορία (Μουρατίδης, 2006). Για να διεξαχθούν οι εργασίες απαραίτητη προϋπόθεση είναι η θερμοκρασία να είναι μεγαλύτερη των 10 ο C χωρίς βροχόπτωση και η επιφάνεια να είναι ενιαία, στεγνή και καθαρή. Όσο αφορά τους αρμούς, πρέπει να σφραγίζονται προκαταρκτικά για την αποφυγή δημιουργίας ανωμαλιών στην επιφάνεια κατά την διάστρωση (Μουρατίδης, 2006). Εικόνα 4.11: Διάστρωση ασφαλτικής επίστρωσης (Πηγή: Surface dressing, n.d.) Η άσφαλτος της ασφαλτικής επίστρωσης, καθώς ασφαλίζει τα σκύρα στην υφιστάμενη επιφάνεια, σφραγίζει το παλιό οδόστρωμα εμποδίζοντας, έτσι, την είσοδο του νερού, διότι το νερό, αν επιτραπεί να εισέλθει στις υποκείμενες στρώσεις, θα προκαλέσει σοβαρή βλάβη στην αντοχή/φέρουσα ικανότητα του δρόμου έχοντας ως αποτέλεσμα την πρόωρη αστοχία του δρόμου (Tarstone Surfacing Ltd, n.d.). Τα σκύρα αποκαταστούν την υφή της ασφαλτικής επιφάνειας, η οποία έχει λειανθεί εξαιτίας της φθοράς από την κυκλοφορία, συμβάλλοντας έτσι σημαντικά στην πρόληψη ατυχημάτων λόγω ολίσθησης (Tarstone Surfacing Ltd, n.d.). Στις ασφαλτικές επαλείψεις απαιτείται η χρήση αδρανών υψηλής ποιότητας (σκληρά, καθαρά, ανθεκτικά σε φθορά και στίλβωση) (Μουρατίδης, 2006). Η ασφαλτική επάλειψη δεν προσθέτει δύναμη στο οδόστρωμα, αλλά διατηρεί ένα υγιές οδόστρωμα σε μια ισχυρή κατάσταση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Οι πιο συχνές της αστοχίες είναι η απόσπαση των αδρανών και η εξίδρωση, οι οποίες οφείλονται σε κατασκευαστικές αστοχίες (Tarstone Surfacing Ltd, n.d.). 62

83 Σκοπός της τεχνικής αυτής είναι η δημιουργία ένος σταθερού μωσαϊκού από αδρανή συνδεδεμένο με ασφάλεια στην επιφάνεια του δρόμου, το οποίο παρέχει μια ολοκληρωμένη στεγανοποίηση εμποδίζοντας την είσοδο του νερού μέσα στο οδόστρωμα, και μια φρέσκια σκληρή επιφανειακή στρώση ανθεκτική στην ολίσθηση (Tarstone Surfacing Ltd, n.d.). 4.6 Ασφαλτικοί λεπτοτάπητες «Ασφαλτικοί τάπητες πάχους από 1 4 cm ονομάζονται λεπτοτάπητες (thin overlays ή slurry seal) και χρησιμοποιούνται ως επενδύσεις σε νέες κατασκευές, αλλά ιδιαίτερα για συντήρηση υφιστάμενων οδοστρωμάτων» (Μουρατίδης, 2006) Ιδιότητες «Οι λεπτοτάπητες συντίθενται από συμβατικά μίγματα συνεχούς κοκκομετρίας αδρανών, ενώ ως συνδετικό υλικό χρησιμοποιείται καθαρή άσφαλτος στα θερμά μίγματα και ασφαλτικά γαλακτώματα στα ψυχρά μίγματα. Σε πολλές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται και τροποποιημένες άσφαλτοι. Στην αστική οδοποιία έχουν αναφερθεί και κατασκευές που χρησιμοποιούν ασφαλτικά διαλύματα (cut-backs) για κατασκευή στρώσεων πάχους 1,5 cm. Η διάστρωση στην περίπτωση αυτή γίνεται σε θερμοκρασία ο C» (Μουρατίδης, 2006). Με τη χρήση τους επί υφισταμένων οδοστρωμάτων έχουν ως στόχο την συντήρηση και τη βελτίωση των επιφανειακών τους χαρακτηριστικών. Ειδικότερα, Βελτιώνουν την επιφανειακή υφή του οδοστρώματος και μειώνουν την ολισθηρότητά του, Εξαλείφουν το φαινόμενο της εκτόξευσης ύδατος από την επιφάνεια κυκλοφορίας, Χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία νέων ταπήτων σε αστικές περιοχές, όπου το πάχος του ασφαλτοτάπητα πρέπει να διατηρείται σε συγκεκριμένα όρια, Μειώνουν το θόρυβο, Δημιουργούν νέα στεγανή επιφάνεια στο οδόστρωμα, η οποία προστατεύει τις υποκείμενες στρώσεις. Οι λεπτοτάπητες, κατά κανόνα, κατασκευάζονται με υψηλής ποιότητας ασφαλτικά υλικά. Ως εκ τούτου τα πλεονεκτήματά τους είναι (Μουρατίδης, 2006): Η υψηλή αντοχή σε κόπωση και γήρανση Η καλή συμπεριφορά υπό υψηλές θερμοκρασίες 63

84 Η αντίσταση σε διάβρωση και αποκόλληση του συνδετικού υλικού (stripping) Η απλή εφαρμογή (ως ψυχρά, συνήθως, μίγματα) Η δυνατότητα αποκατάστασης αστοχιών επιπεδότητας Εφαρμογή Οι ασφαλτικοί λεπτοτάπητες είναι κατάλληλοι ως θεραπεία σε οδοστρώματα τα οποία (Clifford, 2012): Έχουν τις ακόλουθες βλάβες: o «ξηρής όψεος», λεπτά οδοστρώματα, που είναι πορώδη και διαπερατά, o έχουν αρχίσει να εμφανίζουν εκδορές, o έχουν εκτεταμένες ρωγμές και είναι υπερβολικά λεπτά για σφράγιση των ρωγμών τους o έχουν ρωγμές στην επιφάνεια, οι οποίες είναι εκτεταμένες για να επισκευαστούν μόνο με σφράγιση και o έχουν κράσπεδο, το οποίο δεν επιτρέπει στρώσεις με μεγάλα πάχη. Εμφανίζουν τα παρακάτω χαρακτηριστικά: o δεν έχουν δομική βλάβη (κόπωση), o δεν εμφανίζουν αξιόλογες αυλακώσεις (<¼ της ίντσας), o έχουν επαρκή απομένουσα δομική αντοχή για να διαρκέσει η θεραπεία συντήρησης. Κάθε κράτος έχει διαφορετικές απαιτήσεις στην διαβάθμιση και τη συνολική ποιότητα των ανδρανών. Εξ ορισμού τα αδρανή που χρησιμοποιούνται σε έναν ασφαλτικό λεπτοτάπητα πρέπει να έχουν μικρό ονομαστικό μέγιστο μέγεθος αδρανών (nominal maximum aggregate size NMAS). Για παράδειγμα, σε επιστρώσεις που είναι 1,5 ίντσες (37,5 mm) ή λιγότερο, το NMAS πρέπει να είναι 12,5 mm και μικρότερο, προκειμένου η υπερύψωση της ερυθράς στην αναλογία NMAS να διατηρείται από 3:1 έως 5:1, ώστε να εξασφαλίζεται επαρκής συμπύκνωση (NAPA, 2009). Η ποιότητα των αδρανών που απαιτείται εξαρτάται από τον τύπο του υφιστάμενου οδοστρώματος, την προβλεπόμενη κίνηση, και την ταχύτητα των οχημάτων που χρησιμοποιούν το οδόστρωμα. Οι απαιτήσεις των χονδρόκοκκων και των λεπτόκοκκων αδρανών ποικίλλουν ανάλογα με τοπικά διαθέσιμα υλικά, καθώς και τα επίπεδα κυκλοφορίας (NAPA, 2009). 64

85 Όσο αφορά το συνδετικό υλικό, στις περισσότερες περιπτώσεις η ποιότητά του καθορίζεται σύμφωνα με το κλίμα και το επίπεδο της κυκλοφορίας για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Το σύστημα ταξινόμησης της απόδοσης (Performance Grade System, PG system), στο οποίο τα συνδετικά υλικά κατατάσσονται ανάλογα με την επίδοσή τους μετά από μια σειρά δοκιμών, επιτρέπει την επιλογή του κατάλληλου ασφαλτικού σκυροδέματος σύμφωνα με τις υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες κατά τις οποίες θα διεξαχούν οι εργασίες και το επίπεδο του ισοδύναμου μονού αξονικού φορτίου (equivalent single axle loads, ESAL). Οι πρακτικές που εφαρμόζονται διαφέρουν από χώρα σε χώρα (NAPA, 2009) Παραγωγή και διάστρωση Τα μίγματα που έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιηθούν σε λεπτοτάπητες είναι ουσιαστικά πρότυπα ασφαλτικά μίγματα που έχουν μικρό NMAS αδρανών. Υπό την έννοια αυτή, δεν διαφέρουν από αυτά που παράγονται σε μια μονάδα ασφαλτομιγμάτων σε καθημερινή βάση. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες ιδιαιτερότητες στην παραγωγή, την τοποθέτηση και τις δοκιμές, οι οποίες απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή λόγω της συμπεριφοράς των μιγμάτων με μικρό NMAS (NAPA, 2009). Ειδικότερα, τα ασφαλτικά μίγματα με μικρό NMAS περιέχουν συχνά μια σχετικά μικρή ποσότητα χονδρών αδρανών. Έτσι, τα αδρανή λαμβάνονται από ένα ή δύο αποθέματα. Συνήθως, εάν συμμετέχουν πολλαπλά αποθέματα, σχετίζεται με την ανάμιξη της φυσικής και παρασκευασμένης άμμου. Είναι σημαντικό η αποθήκευση να γίνει σωστά, προκειμένου να διατηρηθεί η κατάλληλη διαβάθμιση. Για παράδειγμα, ο διαχωρισμός των αποθεμάτων χρησιμοποιώντας έναν «μεταφορέας στοιβάγματος» μπορεί να δημιουργήσει μεταβλητότητα στη διαβάθμιση κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Υπερβολική μεταβλητότητα στη διαβάθμιση δημιουργεί μια αντίστοιχη ογκομετρική μεταβλητότητα, που οδηγεί σε μέρη του μίγματος τα οποία μπορεί να εμφανίσουν αυλακώσεις και άλλα που μπορεί να εμφανίσουν εκδορές (NAPA, 2009). Πρέπει, επίσης, να αναγνωριστεί ότι τα λεπτόκοκκα αδρανή συνήθως περιέχουν πολύ περισσότερη υγρασία από τα χονδρόκοκκα και για αυτό τον λόγο πρέπει να χρησιμοποιούνται καλές πρακτικές στα αποθέματα για τον έλεγχο της υγρασίας. Καλή πρακτική περιλαμβάνει (NAPA, 2009): 1. επίστρωση κάτω από το απόθεμα 2. κλίση για να στραγγίζει το νερό μακριά από το εργοστάσιο 65

86 3. δημιουργία του αποθέματος από την υγρή πλευρά και λήψη από την ξηρή πλευρά, για φορτηγά που κατασκευάζουν σωρούς, και 4. κάλυψη του αποθέματος, εάν είναι απαραίτητο για την προαστασία του από κατακρήμνιση. Η ανάγκη της ελαχιστοποίησης του νερού είναι πιο σημαντική για το κόστος και την ποιότητα των προϊόντων. Το εργοτάξιο γενικά εκτελεί με βραδύτερο ρυθμό την παραγωγή μιγμάτων με μικρό NMAS από αυτά που έχουν μεγαλύτερα αδρανή. Οι λόγοι για αυτό είναι (NAPA, 2009): 1. η επικάλυψη των διαβαθμισμένων αδρανών απαιτεί περισσότερη άσφαλτο, καθώς έχει μεγαλύτερο εμβαδόν επιφάνειας 2. τα λεπτόκοκκα αδρανή έχουν υψηλότερη περιεκτικότητα σε υγρασία και απαιτούν μεγαλύτερο χρόνο στεγνώματος, και 3. το παχύτερο πέπλο γύρω από τα αδρανή στην ξήρανση ή την παραγωγή του τυμπάνου. Η αφαίρεση της υγρασίας του αποθέματος ωφελεί τη λειτουργία του εργοταξίου, διότι λιγότερο καύσιμο θα χρειαστεί για να θερμάνει τα αδρανή και αυτό θα συμβάλει στην αύξηση της παραγωγής. Σημειώνεται ότι υπάρχει 10% εξοικονόμηση καυσίμου για κάθε 1% μείωση στην περιεκτικότητα υγρασίας. Σε κανονική λειτουργία ζεστού μίγματος, οι θερμοκρασίες των εργοταξίων είναι γενικά υψηλότερες από ότι για άλλα μίγματα με μεγαλύτερα αδρανή. Αυτό είναι ένα παράδειγμα όπου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί θερμό μίγμα για να μειώσει τις θερμοκρασίες των εργοταξίων, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα. Όταν χρησιμοποιείται θερμό μίγμα, το πιο σημαντικό όλων είναι να εξασφαλισθεί η πλήρης ξήρανση των αδρανών (NAPA, 2009). Εάν πρόκειται να προστεθούν στο μίγμα συστατικά από ανακυκλωμένο ασφαλτοτάπητα (reclaimed asphalt pavement, RAP), τότε πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία για το μέγεθος και τη συνοχή τους. Η θραύση και η διαλογή των συστατικών των RAP πρέπει να διασφαλίσει ότι το μέγιστο μέγεθός τους δεν υπερβαίνει το NMAS του μίγματος. Η περιεκτικότητα σε άσφαλτο και η διαβάθμιση του RAP πρέπει να μετρώνται και να ελέγχονται για την βεβαίωση των πραγματικών τους μεγεθών με ακρίβεια τους (NAPA, 2009). Η αποθήκευση των μιγμάτων με μικρό NMAS πρέπει να ακολουθεί την πρακτική που ακολουθείται σε κάθε ασφαλτόμιγμα. Τα σιλό αποθήκευσης πρέπει να είναι μονωμένα για να ελαχιστοποιηθεί η πτώση της θερμοκρασίας του μίγματος, εάν οι 66

87 εργασίες πρόκειται να πραγματοποιηθούν σε μερικές ώρες. Παρά το γεγονός ότι ο διαχωρισμός είναι λιγότερο πιθανό πρόβλημα σε αυτά τα μίγματα, μπορεί παρ 'όλα αυτά να συμβεί. Έτσι, προτείνεται η φόρτωση του φορτηγού να ολοκληρωθεί σε πολλαπλές σταγόνες από 3 έως 5, ανάλογα με το μέγεθος του οχήματος. Ανάλογα με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και τη διάρκεια της απόστασης, μπορεί να είναι σκόπιμο να τοποθετηθεί ένας μουσαμάς πάνω από το φορτίο του φορτηγού για να αποφευχθεί η υπερβολική απώλεια θερμοκρασίας ή ο σχηματισμός επιφανειακής κρούστας, που θα μπορούσε να οδηγήσει σε διαχωρισμό της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της επίστρωσης (NAPA, 2009). Οι τεχνολογίες των ζεστών ασφαλτικών μιγμάτων (warm mix asphalt, WMA) μπορεί να είναι ιδιαιτέρως πλεονεκτικές στην παραγωγή και την κατασκευή των μιγμάτων ασφαλτικών λεπτοταπήτων. Οι τεχνολογίες αυτές κάνουν το ασφαλτόμιγμα πιο εύκολο στην εφαρμογή και την συμπίεσή του σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από ότι τα παραδοσιακά θερμά ασφαλτομίγματα (hot mix asphalt, HMA). Το ζεστό μίγμα προσφέρει ευκαιρίες σε ενδεχόμενη (NAPA, 2009): 1. αύξηση της διάρκειας των αποστάσεων 2. διάστρωση σε λίγο χαμηλότερες θερμοκρασίες, ακόμη και σε την πιο λεπτούς τάπητες 3. επίτευξη πυκνότητας σε χαμηλότερες θερμοκρασίες 4. παράταση της περιόδου επίστρωσης, και 5. διάστρωση πάνω από ρωγμές με σφραγιστικό υλικό, ελαχιστοποιώντας τις ανωμαλίες της επιφάνειας που συχνά συνδέονται με αυτούς τους τύπους επικαλύψεων. Επιπρόσθετα, υπάρχουν κι άλλα λειτουργικά και περιβαλλοντικά οφέλη από τη χρήση των ζεστών ασφαλτικών μιγμάτων. Μία από τις κύριες ανησυχίες της απόδοσης ενός λεπτοτάπητα, κατά τη διάστρωσή του, είναι ο δεσμός μεταξύ του παλαιού οδοστρώματος και της νέας επικάλυψης. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην προετοιμασία της επιφάνειας του υφιστάμενου οδοστρώματος, καθώς και στην εφαρμογή της συγκολλητικής ουσίας. Πέρα από αυτό, οι λειτουργίες της επίστρωσης και της συμπύκνωσης μπορεί να προχωρήσουν κανονικά, μολονότι ο έλεγχος του κονιάματος είναι ζωτικής σημασίας για την εξασφάλιση του κατάλληλου πάχους του τάπητα πάνω σε στρώματα αυτής της λεπτότητας (NAPA, 2009). Σε περιπτώσεις που μπορεί να εφαρμοστεί, το φρεζάρισμα της παλιάς επιφάνειας συμβάλλει στην απομάκρυνση των ελαττωμάτων που θα μπορούσαν να 67

88 αντανακλούν μέσα από τη νέα επικάλυψη και δίνει την ευκαιρία να επιτευχθεί καλύτερη ποιότητα οδοστρώματος μέσω της επίστρωσης σε μια λεία επιφάνεια (NAPA, 2009). Εικόνα 4.12: Φρεζάρισμα πριν τη διάστρωση ασφαλτικού λεπτοτάπητα (Πηγή: NAPA, 2009) Το φρεζάρισμα (milling) βοηθά την επιφάνεια να τραχύνει κι, έτσι, παρέχει ένα μεγαλύτερο βαθμό αντίστασης έναντι διάτμησης προς την επιφάνεια του οδοστρώματος μειώνοντας τις πιθανότητες αστοχιών λόγω ολίσθησης και επώθησης. Στην πραγματικότητα, έχει αποδειχτεί ερευνητικά ότι η τοποθέτηση μιας επικάλυψης κατευθείαν σε τραχειά επιφάνεια είναι πιο ευεργετική για την αντοχή της σύνδεσης της επικάλυψης από την τοποθέτηση μιας στρώσης συγκόλλησης σε μία λεία επιφάνεια. Η χρήση αυτοματοποιημένων ελέγχων ποιότητας και λειτουργίας της μηχανής φρεζαρίσματος στη σωστή ταχύτητα βελτιώνει την ομαλότητα. Η άλεση της παλιάς επιφάνειας παρέχει, επίσης, υλικό που μπορεί να ανακυκλωθεί χρησιμοποιώντας το σε νέα μίγματα ασφάλτου. Η φρέζα πρέπει να έχει τέτοιο βάρος, ώστε να είναι κατάλληλη για το έργο. Μεγάλες φρέζες που κινούνται πάνω από ελαφρές κατασκευές οδοστρωμάτων μπορεί να βλάψουν το οδόστρωμα λόγω της υπερφόρτωσής του. Μόλις ολοκληρωθεί η άλεση, η παλαιά επιφάνεια του οδοστρώματος πρέπει να σαρωθεί για να καθαριστεί από όλα τα υπολείμματα και τη σκόνη προκειμένου για να διευκολυνθεί η συγκόλληση (NAPA, 2009). Η συγκολλητική επιφάνεια είναι ζωτικής σημασίας για τη σύνδεση της νέας επικάλυψης στο παλιό οδόστρωμα, ειδικά σε μη φρεζαρισμένες επιφάνειες. Επειδή η επικάλυψη είναι λεπτή, η διασύνδεση μεταξύ του παλαιού και του νέου οδοστρώματος είναι πολύ κοντά με τις διατμητικές δυνάμεις που δημιουργούνται από τα οχήματα κατά την πέδηση και τις στροφικές κινήσεις (NAPA, 2009). Κατά την επίστρωση, το καλύτερο είναι η μηχανή διάστρωσης (φίνισερ) να κινείται συνεχώς, ώστε να ταιριάζει με την παράδοση του υλικού από το εργοτάξιο. Αυτός ο 68

89 τρόπος εμποδίζει την έναρξη και τη διακοπή, που μπορεί να οδηγήσει σε ανώμαλη επιφάνεια και να έχει ως αποτέλεσμα την κακή ποιότητα κύλισης. Αν η εκκίνηση και ο τερματισμός του διαστρωτήρα είναι απαραίτητα, τότε το καλύτερο είναι να σταματήσει και να αρχίσει γρήγορα προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η τραχύτητα της στρώσης. Μια συσκευή μεταφοράς υλικού μπορεί να λειτουργήσει με αύξηση του υλικού του θαλάμου για να συμβαδίσει με τις απαιτήσεις υλικού επίστρωσης, καθώς και παρέχοντας πρόσβαση σε περιοχές όπου τα φορτηγά μπορεί να έχουν δυσκολία στους ελιγμούς (NAPA, 2009). Ο στόχος της συμπύκνωσης ενός ασφαλτικού λεπτοτάπητα είναι η αύξηση της σταθερότητας του τάπητα και η σφράγιση των κενών του υλικού, ώστε να καταστεί όσο το δυνατόν περισσότερο αδιαπέρατο. Σε ένα μίγμα με μικρό NMAS, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με χαμηλότερη πυκνότητα από ότι ένα μίγμα με μεγαλύτερα αδρανή, καθότι η σαφής τάση είναι η διαπερατότητα να μειώνεται δραματικά όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των αδρανών (NAPA, 2009). Εικόνα 4.13: Συμπύκνωση ασφαλτικού λεπτοτάπητα (Πηγή: NAPA, 2009) Ωστόσο, οι μετρήσεις της πυκνότητας στους λεπτοτάπητες δεν είναι αποτελεσματική μέθοδος. Κατόπιν τούτου, η πυκνότητα της στρώσης στους λεπτοτάπητες επιτυγχάνεται καλύτερα χρησιμοποιώντας έναν στατικό, χαλύβδινο, κύλινδρο συμπίεσης (οδοστρωτήρα), όπως απαιτείται και από τις προδιαγραφές. Οι δονητικοί οδοστρωτήρες δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σε λεπτοτάπητες που το πάχος τους είναι λιγότερο από περίπου μία ίντσα, διότι μπορεί να προκαλέσουν σχίσιμο ή τραχύτητα του τάπητα (NAPA, 2009). 69

90 4.6.4 Οι λεπτοτάπητες Microsurfacing Οι λεπτοτάπητες αυτής της μορφής χρησιμοποιούνται ως θεραπεία συντήρησης της επιφάνειας των οδοστρωμάτων. Ιδιότητες Το μίγμα τους αποτελείται από ένα γαλάκτωμα τροποποιημένης ασφάλτου με πολυμερή υλικά, διαβαθμισμένα αδρανή, ορυκτό υλικό πληρώσεως, νερό και πρόσθετα υλικά (MTAG, 2008). Στα ορυκτά υλικά πλήρωσης περιλαμβάνονται το τσιμέντο τύπου Portland, που δεν παρασύρεται από τον αέρα, και η υδράσβεστος που είναι απαλλαγμένη από σβώλους. Θεωρούνται μέρος των ξηρών αδρανών και χρησιμοποιούνται ως ενισχυτικά μίγματος για να βελτιώσουν τη συνοχή και να απορροφήσουν το νερό από το γαλάκτωμα βοηθώντας το να διασπαστεί γρηγορότερα μετά την τοποθέτηση. Το νερό πρέπει να είναι τέτοιας ποιότητας ώστε η άσφαλτος να μην διαχωριστεί από το γαλάκτωμα πριν την διάστρωση του μίγματος. Τα πρόσθετα, τα οποία δρουν ως επιβραδυντικά και είναι χρήσιμα όταν οι θερμοκρασίες αυξάνονται κατά τη διάρκεια της ημέρας, μπορεί να είναι γαλακτωματοποιητικά διαλύματα, θειικό αργίλιο, ή χλωριούχο αργίλιο (MTAG, 2008). Τα μίγματα microsurfacing είναι πάντοτε ρητινούχα και οδηγούνται σε σκλήρυνση, όχι μετά από διάσπαση του γαλακτώματος, όπως τα συνηθισμένα μίγματα, αλλά ως εναιώρημα μετά από μια χημική αντίδραση (MTAG, 2008). Ακόμη, εάν στα συστατικά του χρησιμοποιείται latex, το γαλάκτωμα μπορεί να ονομάζεται latex-τροποποιημένο (latex-modified, LM) (MTAG, 2008). Ακολούθως περιγράφονται στον Πίνακα 4.5 οι τεχνικές διαφορές του λεπτοτάπητα Microsurfacing και του λεπτοτάπητα Slurry seal ως προς τα συστατικά, τα χαρακτηριστικά των μιγμάτων και την εφαρμογή τους. 70

91 Πίνακας 4.5: Διαφορές λεπτοτάπητα Microsurfacing και Slurry seal Διαφορές σε: Λεπτοτάπητας Microsurfacing Λεπτοτάπητας Slurry seal Ασφαλτικό γαλάκτωμα Πάντα με τροποποιημένα πολυμερή, γρήγορη σύνθεση Εφικτό και με τροποποιημένα πολυμερή Ποιότητα αδρανών/ Διαβάθμιση Αυστηρότερες απαιτήσεις στη δοκιμή ισοδύναμου άμμου, χρήση μόνο των τύπων II και III Δυνατή η χρήση των τύπων I, II ή III Πρόσθετα Χημική διάσπαση ανεξάρτητη σε μεγάλο βαθμό από τις καιρικές συνθήκες Η διάσπαση και η σκλήρυνση εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες Δυσκαμψία Μίγματος/ Εξοπλισμός Εφαρμογές (Πηγή: MTAG, 2008) Σκληρότερο μίγμα, χρήση κοχλιών για διασπορά και δευτερεύουσα δονούμενη συμπύκνωση Ίδιες όπως το slurry seal & πλήρωση αυλακώσεων, νυχτερινή εργασία, διόρθωση των ανωμαλιών σε μικρές επιφάνειες Πιο μαλακό μίγμα, χρήση ελκόμενου μηχανήματος Διόρθωση αποκόλλησης αδρανών, οξειδωμένων οδοστρωμάτων, αποκατάσταση της αντίστασης ολίσθησης Η τεχνική αυτή είναι οικονομικά αποδοτική και έχει μέσο όρο ζωής των επιδόσεών της 5 έως 7 χρόνια. Στα οφέλη της συγκαταλέγονται (MTAG, 2008): η ελαχιστοποίηση οξείδωσης/γήρανσης, μείωση της διείσδυσης του νερού, διόρθωση φθορών λόγω αποκόλλησης αδρανών και αποσάθρωσης, η αντίσταση σε ολίσθηση, η βελτίωση της αισθητικής, και η διόρθωση αυλακώσεων και μικρών ανωμαλιών στην επιφάνεια. 71

92 Παραγωγή και διάστρωση Οι απαιτήσεις της τεχνικής των λεπτοταπήτων microsurfacing σε εξοπλισμό είναι παρόμοιες με εκείνες των slurry seal, δηλαδή τα κύρια μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση των εργασιών είναι μια συνεχής, αυτοπροωθούμενη μονάδα και ένα προσαρμοσμένου σε αυτήν φορτηγό. Εικόνα 4.14: Μηχανή παραγωγής ασφαλτικού λεπτοτάπητα Microsurfacing (Πηγή: MTAG, 2008) Προετοιμασία Επιφάνειας Βασικό στοιχείο πριν την έναρξη των εργασιών αποτελεί η προετοιμασία της επιφάνειας του οδοστρώματος. Αυτή περιλαμβάνει την αποκατάσταση της δομικής ακεραιότητας και των λειτουργικών χαρακτηριστικών απόδοσης του οδοστρώματος μέσω της σφράγισης των ρωγμών και της δημιουργίας μπαλωμάτων, καθώς επίσης και ο καθαρισμός της επιφάνειας με σκούπισμα ή πλύση υψηλής πίεσης, αλλά και με αφαίρεση του ελαστικού στεγανοποιητικού των ρωγμών και των θερμοπλαστικών σημάνσεων (MTAG, 2008). Οι επιτρεπόμενες συνθήκες εφαρμογής της μεθόδου απαιτούν θερμοκρασία 10 C (50 F) και άνω, ακόμη και κατά τις βραδινές ώρες. Επιπλέον, οι εργασίες δεν πρέπει να ξεκινήσουν, εάν η βροχή είναι επικείμενη και εάν αναμένεται παγετός μέσα σε 24 ώρες (Πηγή: MTAG, 2008). 72

93 Ακόμη, οι εργασίες έναρξης και διακοπής πρέπει να διασφαλίσουν ευκρινείς, ομοιόμορφες αρθρώσεις και άκρα. Εφαρμογή Η τεχνική χρησιμοποιείται για τη συντήρηση οδοστρωμάτων με θερμά ασφαλτομίγματα στο οδικό δίκτυο (όλα τα επίπεδα κυκλοφορίας), στους τροχόδρομους και τους διαδρόμους κυκλοφορίας των αεροδρομίων, σε γέφυρες και άνω διαβάσεις (MTAG, 2008). Χρησιμοποιείται για τη διόρθωση και βελτίωση (MTAG, 2008): της αποκόλλησης αδρανών και της αποσάθρωσης, της απώλειας τριβής, της αισθητικής, των αυλακώσεων και ανωμαλιών της επιφάνειας. Και για την πρόληψη και μείωση (MTAG, 2008): της γήρανσης και οξείδωσης του ασφαλτικού σκυροδέματος, της διήθησης των επιφανειακών υδάτων, της υποβάθμισης του οδοστρώματος. Ενώ δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οδοστρώματα με δομικά ελαττώματα, όπως (MTAG, 2008): αλλιγατορικές ρωγμές, εν εξελίξει τροχαυλακώσεις, εξογκώματα και κοιλότητες, λακκούβες. Η καταλληλότητα των τεχνικών Microsurfacing και Slurry seal για κάθε φθορά που εμφανίζουν τα οδοστρώματα και για την οποία μπορεί να εφαρμοστούν παρουσιάζεται στον Πίνακα

94 Πίνακας 4.6: Καταλληλότητα λεπτοτάπητα Microsurfacing και Slurry seal για κάθε φθορά Φθορά οδοστρωμάτων Επιφανειακές ρωγμές Λεπτοτάπητας Slurry seal Λεπτοτάπητας Microsurfacing Πρόωρες διαμήκεις χ χ Τριχοειδείς χ χ Κυματώσεις ή επωθήσεις - Χ Αυλακώσεις Συνεκτική βάση - Χ Μη συνεκτική βάση - - Αποκόλληση αδρανών Χ Χ Ανάδυση ασφάλτου - Χ Λείανση - Ολισθηρότητα Χ Χ Πλήρωση λακκούβας Μόνο τοπική επισκευή - - Επισκευή βάσης Χ Χ Απώλεια προφίλ (άκρα, κλπ) - Χ (Πηγή: MTAG, 2008) Οι λεπτοτάπητες Microsurfacing μετά την κατασκευή τους χρειάζονται ορισμένες συντηρήσεις. Αυτές μπορεί να είναι (MTAG, 2008): η κυλίνδρωση με πνευματικούς οδοστρωτήρες, η οποία μπορεί να ενσωματωθεί για να περιορισθεί η ποσότητα της απώλειας των αδρανών, το σκούπισμα, το οποίο πρέπει να γίνει ακριβώς πριν από την έναρξη της κυκλοφορίας και σε περιόδους που καθορίζονται από το επίπεδο της απώλειας των αδρανών για να αποφεύγονται οι ζημιές των παρμπρίζ, και η λείανση, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μειώσει τους χρόνους διάσχισης των δρόμων ή των διασταυρώσεων που έχουν κλείσει. 74

95 4.6.5 Οι λεπτοτάπητες Thinlays Η Εθνική Ένωση Ασφαλτικών Οδοστρωμάτων (National Asphalt Pavement Association, NAPA) βοήθησε στην οργάνωση ενός νέου ασφαλτικού λεπτοτάπητα, που ονομάζεται και Thinlays, χρησιμοποιώντας θερμή άσφαλτο και ανακυκλωμένα υλικά. Η εφαρμογή του έγινε στο κέντρο της πόλης Nashville (πρωτεύουσα της Πολιτείας Tenn των Η.Π.Α.) για τη συντήρηση του αστικού αυτοκινητόδρομου, πραγματοποιώντας πολλές μειώσεις στις υποδομές κοινής ωφέλειας και δίνοντας επιπλέον 10 χρόνια ζωής με αυτήν την «πράσσινη» (οικονομικά και περιβαλλοντικά) θεραπεία συντήρησης με ασφαλτικό λεπτοτάπητα. Όταν χρησιμοποιούνται για τη συντήρηση οδοστρωμάτων, οι Thinlays μπορεί να βοηθήσουν τις υπηρεσίες διαχείρισης οδικών συντηρήσεων να διαχειριστούν καλύτερα την κατάσταση του οδοστρώματος σε συνδυασμό με τα λιγοστά κονδύλια. Επίσης, μπορούν να συμβάλουν στην αύξηση της δομικής ικανότητας των οδοστρωμάτων, όταν χρησιμοποιούνται σε καλοφτιαγμένα οδοστρώματα (NAPA, 2014a). Οι ασφαλτικοί λεπτοτάπητες είναι μια μέθοδος, που έχει αποδείξει στο πέρασμα του χρόνου ότι παρατείνει τη διάρκεια ζωής σε δομές οδοστρωμάτων που έχουν ακόμα επισκευάσιμο σχήμα (NAPA, 2014a). Ιδιότητες Η τεχνική βιωσιμότητα της χρήσης του λεπτοτάπητα Thinlays έχει αποδειχθεί σε έρευνες, μελέτες πεδίου, έργα επίδειξης, δοκιμές και αναλύσεις μακροπρόθεσμης απόδοσης. Τα σημαντικά βήματα προόδου στα υλικά, στο σχεδιασμό μίγματος και στην κατασκευή των επιφανειακών στρωμάτων κατά τη διάρκεια των τελευταίων λίγων δεκαετιών έχουν αυξήσει το φάσμα των εφαρμογών των ασφαλτικών λεπτοταπήτων, ειδικά για τη συντήρηση. Η έρευνα έχει δείξει ότι οι ασφαλτικοί λεπτοτάπητες (NAPA, 2014b): έχουν καλύτερες επιδόσεις από άλλες θεραπείες συντήρησης οδοστρωμάτων σε περισσότερες καταστάσεις των οδοστρωμάτων και επίπεδα κυκλοφορίας, όταν χρησιμοποιούνται σωστά, είναι ασφαλείς, μειώνουν το κόστος και είναι βιώσιμοι, μέσω της ενσωμάτωσης ανακυκλωμένων υλικών, η κατασκευή τους είναι γρήγορη, με λιγότερες επιπτώσεις για τους οδηγούς, αλλά και πρόσθετα περιβαλλοντικά οφέλη, όπως η μείωση του θορύβου, παρέχουν μια λεία οδηγική επιφάνεια, 75

96 βελτιώνουν την ποιότητα της οδού, και μειώνουν την κατανάλωση καυσίμου σε σύγκριση με τραχιά οδοστρώματα. Πριν την συντήρηση του οδοστρώματος πρέπει να εξεταστεί η δομή του. Αν η συντήρηση του οδοστρώματος τείνει να επικεντρωθεί στα λειτουργικά οφέλη που αποκομίζονται από τη διατήρηση της επιφάνειάς του, το όφελος από την προστασία της δομής του οδοστρώματος είναι πραγματικό και χρήζει αναγνώρισης. Οι λεπτοτάπητες Thinlays μπορούν να βελτιώσουν πραγματικά τη δομική ικανότητα των οδοστρωμάτων, που είναι δομικά υγιή, παρατείνοντας σε μεγάλο βαθμό τη διάρκεια ζωής τους. Με την ελαχιστοποίηση των τάσεων στο κάτω μέρος του ασφαλτοτάπητα, οι πιέσεις περιορίζονται στην επιφάνεια, όπου είναι εύκολα διαχειρίσιμες μέσω των ταπήτων Thinlays και άλλων θεραπειών συντήρησης (NAPA, 2014b). Εφαρμογή Σε περιπτώσεις που η προς τα πάνω ρωγμάτωση λόγω κόπωσης που εμφανίζεται στην επιφανειακή στρώση δεν υπάρχει στα χαμηλότερα επίπεδα του οδοστρώματος, ο λεπτοτάπητας Thinlays μπορεί να τοποθετηθεί στρατηγικά για να κατασκευάσει ένα μακράς διαρκείας οδόστρωμα «Perpetual» στο πέρασμα του χρόνου. Επειδή τα οδοστρώματα «Perpetual» έχουν σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιούν την κόπωση στα χαμηλότερα επίπεδα από την ασφαλτική στρώση του οδοστρώματος, η περιοδική συντήρηση της ασφαλτικής επιφάνειας είναι το μόνο που απαιτείται για την διατηρήση της καλής λειτουργικής τους κατάστασης (NAPA, 2014b) Οδόστρωμα «Perpetual» Οδόστρωμα «Perpetual» είναι το όνομα που επινοήθηκε για να περιγράψει ένα εύκαμπτο οδόστρωμα τριών στρωμάτων. Πρόκειται για μια ιδέα σχεδιασμού και κατασκευής ενός τύπου οδοστρώματος (Newcomb, Willis and Timm, n.d.). Η εφαρμογή του παράγει έναν μεγάλης αντοχής ασφαλτοτάπητα που μπορεί να αντισταθεί στη δομική κόπωση λόγω των τάσεων για μεγάλο χρονικό διάστημα (τουλάχιστον 50 ετών) και, ως εκ τούτου, το αποτέλεσμα είναι ένα οδόστρωμα με μεγάλη διάρκεια ζωής. Αυτές οι μακροχρόνιες δομικές βάσεις μπορεί να διατηρούνται οικονομικά αντικαθιστώντας μόνο την επιφανειακή στρώση, καθώς δεν απαιτείται η καθολική αφαίρεση και αντικατάστασή τους (Newcomb, Willis and Timm, n.d.). 76

97 Η ασφαλτική στρώση βάσης πρέπει να αντιστέκεται στην τάση για ρωγμές κόπωσης λόγω κάμψης εξαιτίας των επαναλαμβανόμενων φορτίων κυκλοφορίας. Από το 2001, μια σειρά εργαστηριακών μελετών έχουν ξεκινήσει να χαρακτηρίζουν την οριακή αντοχή σε κόπωση των ασφαλτομιγμάτων και να ανακαλύπτουν τους υποκείμενους μηχανισμούς της, καθώς και να επινοούν τρόπους για την πρακτική εφαρμογή αυτής της έννοιας στο σχεδιασμό ενός ανθεκτικού οδοστρώματος «perpetual» (Newcomb, Willis and Timm, n.d.). Η ενδιάμεση ή συνδετική στρώση πρέπει να συνδυάζει τις ιδιότητες της σταθερότητας και αντοχής. Η σταθερότητα αυτής της στρώσης μπορεί να επιτευχθεί με την επαφή πέτρας με πέτρα των αδρανών και με τη χρήση συνδετικού υλικού στην κατάλληλη θερμοκρασιακή διαβάθμιση. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στην επιφανειακή στρώση πάχους 4 ιντσών του οδοστρώματος, όπου οι υψηλές πιέσεις που προκαλούνται από τα φορτία των τροχών μπορούν να προκαλέσουν αυλακώσεις λόγω διατμητικής αστοχίας (Newcomb, Willis and Timm, n.d.). Η εσωτερική τριβή που απαιτείται στο συσσωμάτωμα μπορεί να αποκτηθεί χρησιμοποιώντας θρυμματισμένη πέτρα ή χαλίκι και εξασφαλίζοντας τη συνοχή των αδρανών υλικών (Newcomb, Willis and Timm, n.d.). Οι απαιτήσεις της επιφανειακής στρώσης εξαρτώνται από τις κυκλοφοριακές συνθήκες, το περιβάλλον, την τοπική εμπειρία και την οικονομία. Στις απαιτήσεις των ιδιοτήτων περιλαμβάνονται η αντοχή σε αυλακώσεις και επιφανειακές ρωγμές, η καλή τριβή, ο μετριασμός της εκτόξευσης ύδατος, και η ελαχιστοποίηση του θορύβου. Αυτές οι εκτιμήσεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην επιλογή ενός κατάλληλου ασφαλτομίγματος «Stone Matrix Asphalt» (SMA) (Newcomb, Willis and Timm, n.d.). 4.7 Ανακύκλωση Η ανακύκλωση των ασφαλτικών υλικών είναι «μια τεχνική που συνίσταται στην ανάκτηση, επεξεργασία και αναδιάστρωση των συστατικών των ασφαλτοταπήτων, δηλαδή της ασφάλτου και των ανδρανών» (Μουρατίδης, 2006). Η πρώτη ενεργειακή κρίση οδήγησε στην αύξηση του κόστους του πετρελαίου, και κατ επέκταση και της ασφάλτου. Παράλληλα, η περιβαλλοντική επιβάρυνση εξαιτίας της ραγδαίας αύξησης των κατασκευών, καθώς και η απαίτηση για συνεχή βελτίωση, οδήγησε τη βιομηχανία να στραφεί στην ανακύκλωση. Οι πρώτες εφαρμογές πραγματοποιήθηκαν στις Η.Π.Α. στα μέσα της δεκαετίας του 1970, και 77

98 αργότερα, η τεχνική επεκτάθηκε στην Ευρώπη, όπου την επόμενη δεκαετία σημείωσε εκρηκτική πρόοδο (Μουρατίδης, 2006). Το χαρακτηριστικό των ασφαλτικών οδοστρωμάτων που συμβάλλει στην συνεχή ανάπτυξη της μεθόδου αυτής είναι το μεγάλο ποσοστό ανακυκλωσιμότητά της. Τα ασφαλτικά οδοστρώματα είναι ως 100% ανακυκλώσιμα. Σύμφωνα με έρευνα του 2011 από την Federal Highway Administration και την National Asphalt Pavement Association, πολύ μικρό ποσοστό ασφαλτικού οδοστρώματος, λιγότερο από 1%, διατίθεται σε χώρους υγειονομικής ταφής (Toiyabe, 2014) Προϊόντα ανακύκλωσης οδοστρωμάτων Η ανακύκλωση ενός οδοστρώματος μπορεί να γίνει είτε σε μεγάλη κλίμακα (επιτόπια ανακύκλωση ασφάλτου ή ανακύκλωση ασφάλτου σε μόνιμες εγκαταστάσεις) είτε σε μικρότερη κλίμακα. Στην ανακύκλωση ασφάλτου μικρής κλίμακας, το ασφαλτικό υλικό που λαμβάνεται διαχωρίζεται σε τρεις διαφορετικές κατηγορίες (Toiyabe, 2014): Cookies ασφαλτόστρωση. Πρόκειται για κομμάτια του φυσικού ασυμπίεστου θερμού ασφαλτομίγματος που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επιδιόρθωση λακκουβών. Η χρήση των κομματιών αυτών έχει ερευνηθεί ότι είναι μια λιγότερο ακριβή, με μικρότερης έντασης εργασία και πιο ανθεκτική εναλλακτική λύση για την επισκευή λακκουβών (μπαλώματα) με ψυχρό ασφαλτόμιγμα. Ανακυκλωμένο ασφαλτικό οδόστρωμα (reclaimed asphalt pavement, RAP). Κομμάτια ασφάλτου που έχουν αφαιρεθεί από ένα δρόμο, ένα πάρκινγκ ή μια δευτερεύουσα οδό θεωρούνται RAP. Επειδή η ασφαλτική στρώση έχει συμπιεστεί, το RAP είναι ένα πυκνότερο υλικό της ασφάλτου και συνήθως χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ανακυκλωθεί από ότι η ασφαλτόστρωση cookies. Ασφάλτος ως προϊόν φρεζαρίσματος (Millings asphalt). Μικρά κομμάτια ασφάλτου που παράγονται με μηχανική λείανσης των επιφανειών της ασφάλτου ονομάζονται asphalt millings. Μεγάλα τμήματα millings που έχουν μια πλούσια, μαύρη απόχρωση που δείχνει την υψηλή τους περιεκτικότητα σε άσφαλτο είναι καλύτερα για τον σκοπό της ανακύκλωσης της ασφάλτου. Οι επιφάνειες που φρεζάρονται συνιστάται να γίνεται σε πλήρες βάθος (full depth milling), όταν επιλέγονται για ανακύκλωση φρεζαρισμένα ασφαλτικά. Η φρεζαρισμένη άσφαλτος πλήρους βάθους περιέχει, συνήθως, προσμίξεις 78

99 υπόβασης, όπως χαλίκι, λάσπη και άμμο. Αυτές οι προσμίξεις της υπόβασης διαφεύγουν από την αρχική άσφαλτο με πετρέλαιο, το οποίο στεγνώνει το υλικό κατά τη διαδικασία της ανακύκλωσης. Σημειώνεται, ακόμη, ότι η άσφαλτος που προέρχεται από άσφαλτο είναι καλύτερη από την άσφαλτο που προέρχεται από σκυρόδεμα. Όταν φρεζαριστεί το ασφαλτικό σκυρόδεμα, η σκόνη που δημιουργείται δεν είναι συμβατή με ασφαλτικά προϊόντα, διότι δεν είναι άσφαλτος. Σύμφωνα με στοιχεία που συνέλεξε η NAPA (2014c), η χρήση των υλικών RAP τα τελευταία χρόνια απεικονίζεται στην Εικόνα 4.15, στην οποία παρατηρείται ότι το μεγαλύτερο ποσοστό των RAP αξιοποιείται σε θερμά ασφαλτομίγματα. Εικόνα 4.15: Τόνοι χρησιμοποιούμενων RAP στις ΗΠΑ κατά τα έτη (Πηγή: NAPA, 2014c) Μέθοδοι ανακύκλωσης Η ανακύκλωση του ασφαλτικού μίγματος μπορεί σε γενικές γραμμές να καταταχθεί σε δύο κατηγορίες, την ανακύκλωση σε μόνιμη εγκατάσταση και την επιτόπια ανακύκλωση. Εάν το RAP έχει τροποποιηθεί σε εργοστάσιο, μακριά από το εργοτάξιο, τότε η διαδικασία είναι γνωστή ανακύκλωση σε μόνιμη εγκατάσταση. Στην επιτόπια διαδικασία ανακύκλωσης το RAP τροποποιείται στη θέση που είναι διαθέσιμο. Περαιτέρω, η θέρμανση του RAP δημιουργεί επιπλέον κατηγοριοποίηση των μεθόδων ανακύκλωσης. Εάν εφαρμόζεται θερμότητα, τότε η διαδικασία είναι γνωστή ως ανακύκλωση εν θερμώ. Στην περίπτωση εν ψυχρώ ανακύκλωσης, τα 79

100 παλιά υλικά συνδέονται χρησιμοποιώντας κάποιο μέσο ανακύκλωσης (όπως γαλάκτωμα χαμηλού ιξώδους) χωρίς την εφαρμογή θερμότητας. Η συνολική κατηγοριοποίηση των μεθόδων ανακύκλωσης οδοστρωμάτων παρουσιάζεται σχηματικά στην Εικόνα 4.15 (Animesh and Aravind, n.d.). Εικόνα 4.16: Κατηγοριοποίηση των μεθόδων ανακύκλωσης με βάση την διαδικασία (Πηγή: Animesh and Aravind, n.d.) Ένας άλλος τρόπος κατηγοριοποίησης θα μπορούσε να βασίζεται στο βάθος του παλαιού οδοστρώματος που απομακρύνθηκε. Εάν οι ανώτερες στρώσεις του οδοστρώματος αστοχήσουν, τότε τα άνω στρώματα θα αφαιρεθούν και θα διαστρωθούν ξανά. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως επιφανειακή ανακύκλωση. Ωστόσο, εάν η βάση αστοχήσει, τότε τα στρώματα του οδοστρώματος μέχρι το στρώμα βάσης απομακρύνονται και κατασκευάζονται ξανά. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως πλήρης αποκατάσταση. Οι ακόλουθες παράγραφοι περιγράφουν περαιτέρω τις διάφορες διαδικασίες ανακύκλωσης με βάση την κατηγοριοποίηση που φαίνεται στην Εικόνα 4.15 (Animesh and Aravind, n.d.) Επιτόπια ανακύλωση εν θερμώ Στην τεχνική αυτή, αρχικά, το οδόστρωμα που πρόκειται να ανακυκλωθεί θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία, χρησιμοποιώντας την κατάλληλη διάταξη θέρμανσης. Αυτό διευκολύνει στην ευκολότερη αφαίρεση των υλικών. Μετά τη θέρμανση, η επιφάνεια του οδοστρώματος χαράσσεται στο απαιτούμενο βάθος. Περαιτέρω, ανάλογα με τις απαιτήσεις, προστίθενται φυσικά αδρανή και συνδετικό υλικό. Το υλικό αναμιγνύεται καλά και συμπιέζεται στο απαιτούμενο πάχος. Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου είναι (Animesh and Aravind, n.d.): 80

101 καταναλώνει λιγότερο χρόνο, τουλάχιστον στην διακοπή της κυκλοφορίας που προκαλείται, το κόστος μεταφοράς είναι λιγότερο, καθώς τα υλικά δεν χρειάζεται να μεταφερθούν, επιτυγχάνεται εξοικονόμηση υλικών, άρα ως μέθοδος θεωρείται φιλική προς το περιβάλλον, τα μηχανήματα που απαιτούνται είναι ογκώδης φύσεως, αλλά επαρκή για τις απαιτήσεις, το οποίο αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα για την επιτόπια ανακύκλωση σε αστικές περιοχές. Εικόνα 4.17: Επιτόπια ανακύκλωση εν θερμώ (Πηγή: Asphalt Recycling and Reclaiming Association, ARRA) Υπάρχουν τρεις διαφορετικές μέθοδοι για την ανακύκλωση εν θερμώ ενός οδοστρώματος (Kutter, n.d.): 1. Αναμόρφωση (reshape). Πρόκειται για ανακατασκευή χωρίς να μεταβάλλεται η σύνθεση της ασφάλτου (χωρίς προσθήκη νέου υλικού), 2. Αναδιάστρωση (repave). Πρόκειται για επαναδιάστρωση του παλαιού οδοστρώματος με προσθήκη υλικού χωρίς ανάμιξη, 3. Επανάμιξη (remix). Πρόκειται για νέα ασφαλτόστρωση με μια αλλαγή στη σύνθεση της ασφάλτου (ανάμιξη παλαιού υλικού οδοστρώματος με νέο ασφαλτικό μίγμα). Επιτόπια ανακύλωση εν θερμώ με τη μέθοδο της αναμόρφωσης (reshape) Στη μέθοδο αυτή η επιφάνεια του οδοστρώματος θερμαίνεται με υπέρυθρες ακτίνες σε θερμοκρασία 120 ο 130 ο C και επανέρχεται στην αρχική της κατάσταση χωρίς 81

102 πρόσμιξη υλικού. Με τη βοήθεια κοχλιών διενεργείται μια εγκάρσια κατανομή του αναμοχλευθέντος υλικού κατά τέτοιο τρόπο, ώστε ο διαστρωτήρας που ακολουθεί να μπορεί να διαστρώσει το υλικό σύμφωνα με την διατομή και σε σταθερό πάχος. Το υλικό που ενδεχομένως περισσεύει απομακρύνεται από τα πλάγια του οδοστρώματος. Η συμπύκνωση του επαναδιαστρωθέντος τάπητα γίνεται αμέσως με βαρείς στατικούς ή δονητικούς συμπυκνωτές και πρέπει να ολοκληρωθεί πριν πέσει η θερμοκρασία της στρώσης που υφίσταται επεξεργασία. Για την εφαρμογή της μεθόδου πρέπει: το οδόστρωμα να έχει τη σωστή διατομή και να μην παρουσιάζει μεγάλες ανωμαλίες (αλλιώς απαιτείται πλάνισμα και φρεζάρισμα της επιφάνειας), το υπάρχον ασφαλτικό υλικό του ασφαλτοτάπητα να έχει σωστή κοκκομετρική διαβάθμιση αδρανούς υλικού και σωστή αναλογία σε άσφαλτο, η άσφαλτος να μην έχει υποστεί χημικές αλλοιώσεις (π.χ. οξείδωση) σε προχωρημένο βαθμό. Επιτόπια ανακύλωση εν θερμώ με τη μέθοδο της αναδιάστρωσης (repave) Η τεχνική αυτή είναι παρόμοια με την προηγούμενη. Το οδόστρωμα μετά την θέρμανσή του με υπέρυθρες ακτίνες, αναμοχλεύεται σε βάθος 3 4 cm. Κατόπιν, η αναμοχλευομένη στρώση του παλαιού οδοστρώματος διαμορφώνεται και αναθερμαίνεται, ενώ συγχρόνως διαστρώνεται πάνω σε αυτή ένας λεπτοτάπητας (πάχους 3 cm) από νέο ασφαλτόμιγμα. Τέλος, πραγματοποιείται η συμπύκνωση της διπλής στρώσης ασφαλτομίγματος. Αν το παλαιό ασφαλτόμιγμα έχει υποστεί αλλοιώσεις χημικής φύσεως, αυτές αντιμετωπίζονται από την κάλυψή του με τη νέα επίστρωση. Εφαρμόζεται για την ενίσχυση του οδοστρώματος ή για την κατασκευή στρώσης κυκλοφορίας με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά (αντιολισθηρή στρώση κυκλοφορίας). Επιτόπια ανακύλωση εν θερμώ με τη μέθοδο της επανάμιξης (remix) Με την μέθοδο επανάμιξης ο παλαιός ασφαλτοτάπητας θερμαίνεται και αναμοχλεύεται σε βάθος περίπου 5 cm. Στη συνέχεια, το παλαιό ασφαλτόμιγμα αναμιγνύεται με νέο συμπληρωματικό ασφαλτόμιγμα σε θερμαινόμενο ειδικό αναμικτήρα του μηχανήματος ανακύκλωσης και το νέο μίγμα που παράγεται διαστρώνεται και κυλινδρώνεται, ώστε να επέλθει η συμπύκνωσή του. Είναι δυνατή, στη συνέχεια, να ακολουθήσει η διάστρωση και πρόσθετης ασφαλτικής στρώσης (τεχνική remix-plus), για να αυξηθεί η φέρουσα ικανότητα του 82

103 οδοστρώματος ή για να δημιουργηθεί μια στρώση κυκλοφορίας με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά (π.χ. αντιολισθηρή στρώση κυκλοφορίας). Η μέθοδος αυτή συμβάλει στην διόρθωση: της κοκκομετρικής διαβάθμισης του αδρανούς υλικού, του ποσοστού της ασφάλτου στο μίγμα, και του είδους της ασφάλτου. Απαραίτητη προϋπόθεση για την εφαρμογή της μεθόδου είναι η σχετική ομοιομορφία του ασφαλτομίγματος, ως προς τη διαβάθμιση των υλικών και το ποσοστό της ασφάλτου Επιτόπια ανακύλωση εν ψυχρώ Στην επιτόπια διαδικασία ανακύκλωσης εν ψυχρώ, πρώτα, το οδόστρωμα χαράσσεται με τον σκαριφητήρα. Το χαραγμένο υλικό συνθλίβεται στην απαιτούμενη διαβάθμιση. Στη συνέχεια, προστίθεται η απαιτούμενη ποσότητα φυσικών αδρανών υλικών και συνδετικού υλικού σε ψυχρή μορφή (γαλάκτωμα). Έπειτα, συμπιέζεται και αφήνεται για αερισμό. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας τα πρόσθετα, όπως τσιμέντο, ταχεία άσβεστος, υπτάμενη τέφρα, μπορεί να χρησιμοποιηθούν. Οι ιδιότητες αυτής της μεθόδου ανακύκλωσης εν ψυχρώ είναι (Animesh and Aravind, n.d.): Μεριμνά για την τοπική γεωμετρική διόρθωση και τη διόρθωση των καταπονήσεων του οδοστρώματος, όπως των επιφανειακών ρωγμών. Ούσα μια επιτόπια διαδικασία, το κόστος έλξης είναι πολύ χαμηλό. Η ποιότητα του αέρα, που συνδέεται με τα προβλήματα κατά τη διάρκεια της κατασκευής, είναι σχεδόν αμελητέα σε σύγκριση με την μέθοδο θερμού μίγματος. Παρόμοια με την επιτόπια διαδικασία ανακύκλωσης εν θερμώ, τα απαιτούμενα μηχανήματα είναι ογκώδη και πρέπει να είναι διαθέσιμος επαρκής χώρος ελιγμών για τη λειτουργία του εξοπλισμού. Η λωρίδα κυκλοφορίας πρέπει να κλείσει για ορισμένο χρονικό διάστημα, ώστε να διαθετεί επαρκής χρόνος για την ωρίμανση του νέου διαστρωμένου τάπητα. Ιδιαίτερη σημασία πρέπει να δοθεί στην περιεκτικότητα σε υγρασία (όταν χρησιμοποιείται ασφαλτικό γαλάκτωμα), καθώς επηρεάζει τον έλεγχο της διαβάθμισης, την ανάμιξη και την κατεργασιμότητα του ανακυκλωμένου μίγματος σε μεγάλο βαθμό. 83

104 Υπάρχουν τρεις μορφές της τεχνικής της επιτόπιας ανακύκλυσης εν ψυχρώ. Η επαναχρησιμοποίηση του υλικού του οδοστρώματος μπορεί να γίνει: 1. χωρίς την προσθήκη υλικών, 2. με επιφανειακή προσθήκη υλικών, 3. με προσθήκη σταθεροποιητικών μέσων. Εικόνα 4.18: Διαδικασία ανακύκλωσης οδοστρωμάτων εν ψυχρώ (Πηγή: Κατσάκου & Κόλιας, 2006) Επιτόπια ανακύκλωση εν ψυχρώ χωρίς προσθήκη υλικών Στην πιο απλή τεχνική επιτόπιας ψυχρής ανακύκλωσης, το υπάρχον υλικό οδοστρώματος επαναχρησιμοποιείται χωρίς την προσθήκη οποιουδήποτε νέου υλικού (αδρανή υλικά ή σταθεροποιητικοί παράγοντες). Στη μέθοδο αυτή απαιτούνται ένα μηχάνημα ανακύκλωσης και ένα βυτιοφόρο όχημα μεταφοράς νερού. Καθώς κινείται η μηχανή, το υπάρχον υλικό οδοστρώματος αποξηλώνεται, θρυμματίζεται και αναμιγνύεται με το νερό που προέρχεται από το βυτιοφόρο. Κατόπιν, το μίγμα ισοπεδώνεται είτε με τη χρήση διάταξη ισοπέδωσης της μηχανής, εφόσον διαθέτει, είτε με ισοπεδωτή. Τέλος, συμπυκνώνεται από έναν δονητικό οδοστρωτήρα λείων κυλίνδρων. Το νερό που χρησιμοποιείται στην τεχνική αυτή, συμβάλει στην βελτίωση της περιεκτικότητας του μίγματος σε υγρασία και, στη 84

105 συνέχεια, στην επίτευξη υψηλού βαθμού συμπύκνωσης (Μερκούρι & Νικηφοριάδης, 2012). Επιτόπια ανακύκλωση εν ψυχρώ με επιφανειακή προσθήκη υλικών Στις περιπτώσεις που απαιτείται βελτίωση των υλικών του οδοστρώματος με νέα αδρανή, τότε τα αδρανή μεταφέρονται στην οδό με ανατρεπόμενα φορτηγά και εναποτίθενται σε σωρούς. Στη συνέχεια, διανέμονται ομοιόμορφα πάνω στην επιφάνεια με τη χρήση είτε του ισοπεδωτή είτε του αυτοκινούμενου διανομέα. Τα διασκορπισμένα χαλαρά υλικά αναμιγνύονται με το αποξηλωμένο υλικό του οδοστρώματος κατά τη διέλευση του μηχανήματος ανακύκλωσης και επαναδιαστρώνονται. Έπειτα, το εμπλουτισμένο ανακυκλωμένο υλικό ισοπεδώνεται και συμπυκνώνεται με δονητικό οδοστρωτήρα (Μερκούρι & Νικηφοριάδης, 2012). Επιτόπια ανακύκλωση εν ψυχρώ με προσθήκη σταθεροποιητικών μέσων Η τεχνική αυτής της μορφής είναι ανάλογη με αυτήν της επιφανειακής προσθήκης υλικού, όταν οι σταθεροποιητικοί παράγοντες είναι σε μορφή σκόνης, όπως το τσιμέντο και ο ασβέστης, και δεν εφαρμόζεται εντός κατοικημένων περιοχών, καθώς επίσης και όταν πνέουν άνεμοι, επειδή η δημιουργία σκόνης επιβαρύνει το περιβάλλον και αλλοιώνει την ποσότητα των σταθεροποιητικών παραγόντων (Μερκούρι & Νικηφοριάδης, 2012). Εναλλακτικά, η προσθήκη τσιμέντου ή υδράσβεστου μπορεί να γίνει με τη χρήση μονάδας παρασκευής αιωρήματος, που φέρει δεξαμενές νερού και τσιμέντου ή ασβέστου. Τα υλικά αυτά αναμιγνύονται σχηματίζοντας ένα πολτοποιημένο αιώρημα που διοχετεύεται μέσω σωλήνα στο μηχάνημα ανακύκλωσης που ακολουθεί. Η πιο σύγχρονη τεχνική προβλέπει τη χρήση ασφάλτου σαν σταθεροποιητικό παράγοντα (ασφαλτικό γαλάκτωμα ή αφρώδης άσφαλτος). Στην περίπτωση αυτή η άσφαλτος μεταφέρεται σε βυτιοφόρο όχημα και διοχετεύεται στο μηχάνημα ανακύκλωσης μέσω σωλήνα. Είναι δυνατόν η τεχνική αυτή να κάνει χρήση επιπλέον και άλλου σταθεροποιητικού παράγοντα (τσιμέντο ή υδράσβεστος), οπότε είτε το συμπληρωματικό υλικό διαστρώνεται σε μορφή σκόνης, είτε χρησιμοποιείται η μονάδα παρασκευής αιωρήματος, που παρεμβάλλεται μεταξύ του βυτιοφόρου μεταφοράς ασφάλτου και του μηχανήματος ανακύκλωσης. Οι εργασίες ολοκληρώνονται με την ισοπέδωση και συμπύκνωση του ανακυκλωμένου υλικού. 85

106 Εικόνα 4.19: Μορφές επιτόπιας ανακύκλωσης εν ψυχρώ (Πηγή: Μερκούρι & Νικηφοριάδης, 2012) Ανακύκλωση σε μόνιμη εγκατάσταση εν θερμώ Σε αυτή τη διαδικασία, το RAP συνδυάζεται με την απαιτούμενη ποσότητα σε ασφαλτούχο συνδετικό υλικό και φυσικά αδρανή σε μια εγκατάσταση θερμού μίγματος. Το προκύπτον μίγμα θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία και αναμιγνύεται καλά. Το θερμό μίγμα μεταφέρεται στον χώρο επίστρωσης, τοποθετείται, και συμπιέζεται στο απαιτούμενο επίπεδο συμπύκνωσης (Animesh and Aravind, n.d.). Τα χαρακτηριστικά αυτής της τεχνικής είναι (Animesh and Aravind, n.d.): κύριο πλεονέκτημά της είναι ότι οι ιδιότητες του μίγματος και η απόδοσή του είναι συγκρίσιμη με αυτή του γνήσιου φυσικού μίγματος, 86

107 ο έλεγχος της ποιότητας είναι καλύτερος σε σχέση με αυτόν της επιτόπιας ανακύκλωσης εν θερμώ, καθώς το RAP είναι ευαίσθητο στην υγρασία, πρέπει να δίνεται προσοχή κατά την αποθήκευσή του, απαιτείται λιγότερος χώρος εργασίας για την τοποθέτηση του ανακυκλωμένου μίγματος, ως εκ τούτου, είναι κατάλληλο για τους δρόμους όπου η δεξιά λωρίδα είναι κάπως περιορισμένη, το RAP δεν πρέπει να εκτίθενται σε εξαιρετικά υψηλή θερμοκρασία, καθώς προκαλεί ρύπανση που οφείλεται σε καπνίζουσες εκπομπές. Εικόνα 4.20: Ανακύκλωση σε μόνιμη εγκατάσταση εν θερμώ (Πηγή: Astec, Inc.) Ανακύκλωση σε μόνιμη εγκατάσταση εν ψυχρώ Αυτή είναι η παρόμοια διαδικασία με αυτής της μόνιμης εγκατάστασης εν θερμώ, εκτός από ότι δεν περιλαμβάνει καθόλου θέρμανση, και ως εκ τούτου στις περισσότερες των περιπτώσεων χρησιμοποιείται ως συνδετικό υλικό το ασφαλτικό γαλάκτωμα. Πριν την κατασκευή του νέου ασφαλτομίγματος, ελέγχεται η ποιότητα και τα χαρακτηριστικά του αποθηκευμένου υλικού RAP. Σε περίπτωση που αποκλίνουν από τις προβλεπόμενες ιδιότητες, προστίθενται κατάλληλα αδρανή υλικά ή ακόμη και πρόσθετα σταθεροποιητικά υλικά, για τη βελτίωση της σύστασης του μίγματος. Όλα τα υλικά αναμιγνύονται στις προβλεπόμενες ποσότητες μέσα σε θάλαμο βίαιης ανάμιξης, ώστε να προκύψει τελικά ένα απόλυτα ομοιογενές υλικό οδοστρωσίας. Ο ακριβής έλεγχος του χρόνου ανάμιξης είναι σημαντικός, διότι η 87

108 υπερβολική ανάμιξη μπορεί να προκαλέσει πρόωρη διάσπαση της γαλακτωματοποιημένης ασφάλτου, αλλά και η λιγότερη ανάμιξη έχει ως αποτέλεσμα την ανεπαρκή επικάλυψη των αδρανών (Animesh and Aravind, n.d.). Η διαδικασία πραγματοποιείται σε τρεις φάσεις (Μερκούρι & Νικηφοριάδης, 2012), όπως φαίνονται στην Εικόνα Φάση 1: αφαίρεση υπάρχοντος οδοστρώματος και μεταφορά του υλικού προς τη μόνιμη εγκατάσταση, Φάση 2: επεξεργασία, έλεγχος και βελτίωση του υλικού, Φάση 3: μεταφορά για διάστρωση και συμπύκνωση στον τόπο του έργου. Εικόνα 4.21: Διαδικασία ανακύκλωσης σε μόνιμη εγκατάσταση εν ψυχρώ (Πηγή: Μερκούρι & Νικηφοριάδης, 2012) Τα χαρακτηριστικά αυτής της τεχνικής είναι: Η αποθήκευση των ανακυκλωμένων υλικών για μελλοντική χρήσε σε άλλες οδούς, Η τήρηση της αναλογίας του ασφαλτομίγματος με ακρίβεια, 88

109 Η διατήρηση της ομοιογένειας του μίγματος των ανδρανών με τη βελτίωση, και τον εμπλουτισμό τους με πρόσθετα αδρανή, Η δυνατότητα θρυμματισμού σκληρών υλικών οδοστρώματος, που δεν είναι εφικτή στις επιτόπιες μεθόδους Ιδιότητες Η ανακύκλωση ασφαλτικού υλικού προσφέρει εξοικονόμηση στο κόστος υλικών, το κόστος ενέργειας, και το συνολικό κόστος εργασίας. Επιπλέον, υπάρχει ένα πρόσθετο όφελος από την διατήρηση των φυσικών πόρων, όπως είναι το περιβάλλον. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα μίγματα με RAP παράγουν ισοδύναμης ή βελτιωμένης απόδοσης ασφαλτομίγματα συγκριτικά με τα συμβατικά. Μίγματα με RAP αναμένεται να εμφανίσουν κόπωση με βραδύτερο ρυθμό από ότι μίγματα με φυσικά υλικά. Αυτό αποδίδεται στο συνδετικό υλικό του RAP, το οποίο όλα τα συσταστικά του έχουν ήδη υποστεί οξείδωση, με αποτέλεσμα το ποσοστό της σκλήρυνσης του μίγματος του RAP να επιβραδύνεται. 89

110 Πίνακας 4.7: Κατηγοροποίηση φθορών και μεθόδων θεραπείας ΘΕΡΑΠΕΙΑ ΦΘΟΡΕΣ Τοπικές διογκώσεις ΑΠΟΞΕΣΗ ΕΠΙΣΚΕΥΗ (Μπάλωμα) ΣΦΡΑΓΙΣΗ 90 ΑΣΦΑΛΤΙΚΗ ΕΠΙΣΤΡΩΣΗ ΛΕΠΤΟ- ΤΑΠΗΤΕΣ Χ ΧΧ Ε Ε Κυματώσεις ΧΧ Χ Ε ΧΧ Ρυτιδώσεις ΧΧ ΧΧ Τοπικές βυθίσεις ΧΧ Ε Ε Ε Στρεβλώσεις Ε ΧΧ ΧΧ Χ Αυλακώσεις ΧΧ Χ Ε ΧΧ Χ Επωθήσεις Χ Ε Ε ΧΧ Ε Αλλιγατορικές ρωγμές Ρωγμές πολυγώνου Διαμήκεις ρωγμές Ρωγμές στα ίχνη των τροχών Ρωγμές παρά το έρεισμα Μαιανδρικές ρώγμες Εγκάρσιες ρωγμές Ρωγμές ανάκλασης Ρωγμές ολίσθησης Απώλεια ψηφίδων Απόσπαση αδρανών Στίλβωση αδρανών Χ Ε ΧΧ ΧΧ Ε Ε Χ Χ Χ ΧΧ Ε Ε ΧΧ Ε Ε Ε Ε Χ Χ Χ Ε Ε Χ Χ Ε Ε Χ Ε Χ Χ Ε Ε Χ Ε Χ Ε Χ Χ Ε Ε Χ Ε Ε Χ ΧΧ Χ Ε ΧΧ ΧΧ Ε Ε Χ Χ Εξίδρωση Χ Ε Χ Ε Λακκούβες ΧΧ Ε Ε Χ Περιτυπώματα Ε Χ Ε Χ Χ Ε Άντληση ύδατος Ε Ε Ε Κακή απορροή Χ Ολισθηρότητα Ε Χ ΧΧ Ε Ε = Πρακτική που σπάνια εφαρμόζεται Χ = Πρακτική που χρησιμοποιείται σε ορισμένες χώρες ΧΧ = Συνήθης πρακτική (Πηγή: Μουρατίδης, 2006) ΑΝΑΚΥ- ΚΛΩΣΗ

111 4.8 Μέθοδοι συντήρησης δύσκαμπτων οδοστρωμάτων Τα δύσκαμπτα οδοστρώματα παρουσιάζουν λιγότερες φθορές από τα εύκαμπτα. Οι φθορές αυτές μπορούν να διακριθούν σε δύο βασικές κατηγορίες, τις λειτουργικές και τις δομικές. Οι λειτουργικές φθορές αφορούν βλάβες λόγω φθοράς της πλάκας σκυροδέματος, όπως είναι η αποσάθρωση, η αποσύνθεση, οι ρωγμές, κλπ, ενώ οι δομικές φθορές αναφέρονται στην ανεπάρκεια, κυρίως, της φέρουσας ικανότητας μεταξύ της πλάκας σκυρόδεματος, της υπόβασης και του εδάφους έδρασης. Τέτοια παραδείγματα είναι η δημιουργία ανισοσταθμίας (faulting) στις θέσεις των ρωγμών, οι διαμπερείς ρωγμές, τα φαινόμενα άντλησης και εμφάνισης ύδατος στην επιφάνεια, κλπ. Για την αντιμετώπιση των βλαβών αυτών εφαρμόζονται οι τεχνικές που περιγράφονται ακολούθως (Μουρατίδης, 2006) Επίστρωση Ασφαλτικού Τάπητα Η τοποθέτηση επιφανειακού ασφαλτοτάπητα αποτελεί την πιο συνηθισμένη μέθοδο συντήρησης δύσκαμπτων οδοστρώματων. Η μέθοδος εφαρμόζεται για να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά λειτουργικές φθορές. Μάλιστα, σε ορισμένες περιπτώσεις που απαιτείται αυξημένη δομική αντοχή, ο επιφανειακός ασφαλτοτάπητας μπορεί να ενισχυθεί με γεωμεμβράνες ή ειδικά συνθετικά πλέγματα (grids). Με αυτόν τον τρόπο προλαμβάνεται η δημιουργία ρωγμών εξ ανακλάσεως (reflective cracking) στις πλάκες που φέρουν ρωγμές πολυγώνου ή αλλιγατορικές (Μουρατίδης, 2006) Διάσπαση Σταθεροποίηση της πλάκας Η διάσπαση της πλάκας και η βύθιση των τεμαχίων στην υπόβαση (crack and seat technique) αποτελεί μια τεχνική αντιμετώπισης των δομικών βλαβών ενός οδοστρώματος, που υποδεικνύουν ότι βρίσκεται στο τελικό στάδιο της ζωής του και, ειδικότερα, αφορά την ανακατασκευή των οδοστρωμάτων από άοπλο σκυρόδεμα. Η εφαρμογή της τεχνικής διαχωρίζεται σε τρεις φάσεις (Μουρατίδης, 2006): 1 η Φάση. Στην πρώτη φάση η πλάκα σκυροδέματος τεμαχίζεται και διασπάται σε τεμάχια διαστάσεων cm με τη χρήση ειδικού εξοπλισμού. 2 η Φάση. Σε αυτή τη φάση τα τεμάχια του σκυροδέματος βυθίζονται στο υπόστρωμα από θραυστό ή φυσικό αμμοχάλικο και σταθεροποιούνται μηχανικά με τη χρήση οδοστρωτήρων μεγάλου βάρους (μεγαλύτερου των 91

112 30 t), ώστε να τοποθετηθούν σταθερά. Κατόπιν, ακολουθεί η προσθήκη αδρανών υλικών και η επανασυμπύκνωση της στρώσης. 3 η Φάση. Στην τελική φάση διαστρώνονται οι ασφαλτοτάπητες βάσης και κυκλοφορίας, συνολικού πάχους cm. Σε κάποιες περιπτώσεις, για την αποφυγή των επιφανειακών αστοχιών και των ρωγμών εξ ανακλάσεως, μπορούν να προστεθούν ίνες στα ασφαλτομίγματα των επιφανειακών ταπήτων Ενίσχυση μέσω επίστρωσης πλάκας σκυροδέματος Η τεχνική της επίστρωσης πλάκας σκυροδέματος πάνω σε μια υφιστάμενη πλάκα (overlay) συμβάλει στην συντήρηση αλλά και την ενίσχυση του οδοστρώματος, καθώς βελτιώνει τα επιφανειακά χαρακτηριστικά και αυξάνει την φέρουσα ικανότητά της. Μπορεί, συνεπώς, να επηρεάσει τόσο την λειτουργική όσο και την δομική κατάσταση του οδοστρώματος. Εφαρμόζεται σε υφιστάμενες πλάκες σκυροδέματος που διατηρούν ένα ποσοστό της αρχικής φέρουσας ικανότητάς τους (Μουρατίδης, 2006). Εικόνα 4.22: Επίστρωση πλάκας σκυροδέματος πάνω σε μια υφιστάμενη πλάκα (Πηγή: Οι επιστρώσεις μπορούν να διακριθούν σύμφωνα με (Μουρατίδης, 2006): το υλικό, σε επιστρώσεις απλού, οπλισμένου ή με ίνες σκυροδέματος, τη μέθοδο τοποθέτησης, με σύνδεση (bonded) ή χωρίς σύνδεση (unbonded), το πάχος της στρώσης, σε εξαιρετικά λεπτές (έως 3 cm), πολύ λεπτές (3 5 cm) και λεπτές (5 10 cm). Τα κύρια στάδια της διαδικασίας κατασκευής με την τεχνική αυτή περιλαμβάνουν: τον καθαρισμό της επιφάνειας, 92

113 την δημιουργία τραχειάς επιφάνειας μέσω εκτόξευσης νερού υπό πίεση ή φρεζαρίσματος, την διάστρωση λεπτής συνδετικής στρώσης (συνήθως τσιμεντοκονία ή αμμοτσιμεντοκονία), την διάστρωση της νέας στρώσης σκυροδέματος πάνω στην υγρή επιφάνεια του οδοστρώματος Σφράγιση και Συντήρηση Αρμών Η συντήρηση των αρμών αποτελεί το σπουδαιότερο στοιχείο της διατήρησης των δύσκαμπτων οδοστρωμάτων, τόσο λειτουργικά όσο και δομικά, και «περιλαμβάνει της ακόλουθες ενέργειες (Μουρατίδης, 2006): απομάκρυνση του παλαιού υλικού αποκατάσταση της διατομής (εφόσον απαιτείται) καθαρισμό του αρμού επαναπλήρωση του αρμού» Τα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πλήρωση των αρμών είναι ασφαλτικά, πολυμερή πλαστικά, σιλικόνες, κλπ, και επιλογή τους εξαρτάται από τις κλιματικές συνθήκες. Κάποιες από τις μεθόδους που έχουν εφαρμοστεί για την σφράγιση και συντήρηση των αρμών είναι (Μουρατίδης, 2006): Η αποκατάσταση της λειτουργικότητας των ράβδων σύνδεσης με απομάκρυνση των υφισταμένων ράβδων και προσθήκη νέων, Η ενσωμάτωση στις θέσεις των αρμών ειδικών συσκευών, οι οποίες παραλαμβάνουν και μεταβιβάζουν φορτία (σύστημα LCPC Freyssinet) Ανύψωση Πλακών Η τεχνική αυτή αντιμετωπίζει την εμφάνιση υψομετρικών μεταβολών στις πλάκες σκυροδέματος. Μια πλάκα σκυροδέματος χάνει την κατακόρυφή της θέση, χωρίς όμως να χάνει την δομική της αντοχή, εξαιτίας της απώλειας λεπτόκοκκου υλικού στην βάση ή και το έδαφος έδρασης, ή της κακής λειτουργίας των μηχανισμών αποστράγγισης αποχέτευσης (Μουρατίδης, 2006). Οι εργασίες που περιλαμβάνονται σε αυτή την τεχνική συντήρησης είναι (Μουρατίδης, 2006): Η ανύψωση της πλάκας στην κανονική υψομετρική της θέση με τη βοήθεια κατάλληλου και εξειδικευμένου μηχανικού εξοπλισμού, 93

114 Η έγχυση ενέματος τσιμεντοκονίας ή συνθετικών ρητινών (με πίεση ή με δημιουργία κενού) για την πλήρωση του κενού κάτω από την πλάκα. Πίνακας 4.8: Κατηγοροποίηση φθορών και μεθόδων θεραπείας δύσκαμπτων οδοστρωμάτων ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΥΝΤΗ- ΡΗΣΗΣ ΕΙΔΟΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΠΡΟΣΔΟ- ΚΕΙΜΟΥ ΖΩΗΣ Σφράγιση αρμών και ρωγμών Μειώνει την διείσδυση της υγρασίας και το ασυμπίεστο υλικό. Μειώνει την άντληση και τα ελαττώματα Αμφισβητήσιμο για μακροπρόθεσμη αποτελεσματικότητα 3 8 έτη Συντηρητικό Μεταγενέστερη τοποθέτηση αποχέτευσης στα άκρα Αποστραγγίζει τα επιφανειακά υδάτα. Μειώνει την ανύψωση, τις ρωγμές και άλλες βλάβες λόγω υγρασίας Μπορεί να επιταχύνει την αποσάθρωση, αν δεν διατηρηθεί καλά. Δεν συνιστάται, αν η βάση δεν περιέχει υπερβολική ποσότητα λεπτόκοκκου υλικού Διάρκεια ζωής του υφιστάμενου οδοστρώματος Επισκευή μερικού βάθους Επισκευή έναντι θρυμματισμού και φθοράς, χωρίς αφαίρεση ολόκληρης της πλάκας Η επισκευή πλήρους βάθους είναι απαραίτητη, όταν η βλάβη εκτείνεται κάτω 1/3 του πάχους της πλάκας 3 10 έτη Λειτουργικό Φρεζάρισμα Παρέχει λεία επιφάνεια με καλή υφή. Μειώνει τον θόρυβο Η τραχύτητα θα επιστρέψει, εάν οι υποκείμενες αιτίες δεν αντιμετωπιστούν 8 12 έτη Λεπτή επικάλειψη ασφαλτικού σκυροδέματος Επαναφέρει τη λειτουργική ικανότητα, όπως την οδηγική συμπεριφορά, αλλά αυξάνει τη δομική ικανότητα ασήμαντα Ευαισθησία σε ρωγμές εξ ανακλάσεως 5 15 έτη 94

115 Επαναφορά δομικής ικανότητας Επαναφορά δομικής ικανότητας για τη μείωση ρωγμών, ανυψώσεων και αποσάθρωσης αρμών Οδοστρώματα που εμφανίζουν φθορές σχετικές με το υλικό δεν είναι κατάλληλα για μετασκευή της γραμμής κεντραρίσματος έτη Δομικό Εγκάρσια ενίσχυση Διατηρεί τις διαμήκεις ρωγμές ή τους αρμούς και εμποδίζει στο άνοιγμά τους Εφαρμόζεται σε εύλογες καταστάσεις και δεν μπορεί να αποτρέψει δευτερογενείς ρωγμές ή διάδοση ρωγμών έτη Στεγανοποίηση πλάκας Επαναφέρει την ομοιόμορφη στήριξη από την πλήρωση των κενών και μειώνει τις γωνιακές εκτροπές, ανυψώσεις και ρωγμές Δύσκολο να εντοπίσει περιοχές που υποστηρίζονται πλημμελώς, περιορισμούς στις κλιματολογικές συνθήκες και μπορεί να αυξήσει την ζημιά αν αρθεί πλάκα 3 6 έτη Αφαίρεση και επισκευή Επισκευή πλήρους βάθους Κατάργηση όλων των αποσαθρώσεων στην φθαρμένη περιοχή. Επαναφορά δομικής ικανότητας αρθρώσεων και ρωγμών Οι επιπλέον αρμοί που εισήχθησαν σε επισκευές πλήρους βάθους μπορεί να προσθέσουν τραχύτητα στο οδόστρωμα έτη (Πηγή: Freeman, Jung and Zollinger, 2008) 95

116 96

117 Κεφάλαιο 5 ΚΑΙΝΟΤΟΜΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 5.1 Γενικά 5.2 Καινοτόμα υλικά στην κατασκευή 5.3 Καινοτόμα υλικά στον εξοπλισμό 5.4 Ανακυκλώσιμα υλικά σε ασφαλτομίγματα 5.5 Εναλλακτικά υλικά σε ασφαλτομίγματα 5.6 Εφαρμογή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στα οδοστρώματα 5.7 Το μέλλον στα έργα οδοποιίας

118 5. ΚΑΙΝΟΤΟΜΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 5.1 Γενικά Η τάση στην κατασκευή και συντήρηση οδοστρωμάτων περιλαμβάνει την ανάπτυξη νέων υλικών και τεχνικών που στόχο έχουν την μείωση του κόστους, την βελτίωση της ποιότητας, άρα κατά συνέπεια την μεγαλύτερη αντοχή σε φθορές, αλλά και τον περιορισμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Από τις πλέον διαδομένες μεθόδους είναι η αντικατάσταση των ανδρανών με την χρήση είτε εναλλακτικών υλικών είτε υλικών που μπορούν να ανακυκλωθούν. Ακόμη, μπορούν να εφαρμοστούν τεχνικές θραύσης με λιγότερη κατανάλωση ενέργειας. Όσο αφορά τα εναλλακτικά υλικά, χρησιμοποιούνται τόσο στην παραγωγή όσο και στην οδοστρωσία μιγμάτων ασφάλτου και σκυροδέματος. 5.2 Καινοτόμα υλικά στην κατασκευή οδοστρωμάτων Προκατασκευασμένα στοιχεία σκυροδέματος σε οδικά έργα Μηχανικές Ύλες Τσιμέντου (Engineered Cementious Composities ECC) Στην κατασκευή ενός δύσκαμπτου οδοστρώματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν προκατασκευασμένα προεντεταμένα τμήματα σκυροδέματος. Το μήκος τους είναι 3-4,5 μέτρα και καλύπτουν μία ή δύο λωρίδες κυκλοφορίας. Στα πλεονεκτήματά τους συγκαταλέγονται η ταχύτατη εγκατάσταση δημιουργώντας ελάχιστη ενόχληση στην κυκλοφορία και η συναρμολόγηση ανεξάρτητα των καιρικών συνθηκών. Τα πάνελ παράγονται σε εργοστάσιο προκατασκευασμένων με καθορισμένα υλικά, μορφοποιούνται και ενοποιούνται κατάλληλα και σκληραίνουν υπό ελεγχόμενες συνθήκες, ελαχιστοποιώντας την πιθανότητα λαθών και εμφάνισης απροόπτων στην κατασκευή (Van Dam et al., 2011). Η τοποθέτησή τους μπορεί να γίνει είτε σε ώρες χαμηλής κυκλοφορίας (νυχτερινές ώρες), είτε και εκτός του έργου σε ένα ήδη προετοιμασμένο έδαφος ή σε ένα υφιστάμενο παλαιότερο οδόστρωμα. Στην πρώτη περίπτωση το αποτέλεσμα διαρκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, μειώνοντας την ανάγκη συχνών συντηρήσεων και συνεπώς και των διαστημάτων ανακοπής της κυκλοφορίας, ενώ στη δεύτερη περίπτωση επιτρέπεται η δυνατότητα για κατασκευή ελαφρύτερων κατασκευών, πιο ανθεκτικών και κατασκευασμένων με αυστηρότερους ελέγχους, αλλά και η χρήση 98

119 εναλλακτικής στρώσης κυκλοφορίας των οδοστρωμάτων με ειδικά επιφανειακά χαρακτηριστικά ή με φωτοκαταλυτικό οδόστρωμα ή υψηλής ανακλαστικότητας επιφάνεια (Van Dam et al., 2011). Η ανάπτυξη των προκατασκευών στα δομικά έργα έγινε μέσω της ανάπτυξης ορισμένων μηχανικών υλών τσιμέντου. Πρόκειται για ιδιαίτερα όλκιμα υλικά με βάση το τσιμέντο, τα οποία παρουσιάζουν ελαστικότητα και πλαστικότητα όπως τα όλκιμα μέταλλα και ικανότητα για φορές μεγαλύτερη καταπόνηση από το σκυρόδεμα. Τα συστατικά των μιγμάτων των προκατασκευών είναι παρόμοια με αυτά του οπλισμένου σκυροδέματος, όπως το τσιμέντο, η άμμος, το νερό, οι ίνες και τα χημικά πρόσθετα. Λόγω της ολκιμότητας το είδος των υλών τσιμέντου έχει μεγάλη ανθεκτικότητα και, επομένως, μπορούν να περιληφθούν στα συστατικά του βιομηχανικά απόβλητα, όπως είναι η ιπτάμενη τέφρα, απόβλητα άμμου χυτηρίων και σκόνη τσιμεντοκαμίνου, χωρίς να υφίσταται επιπτώσεις στην επίδοση. Λόγω της υψηλής ολκιμότητας είναι δυνατόν τα συστατικά των μηχανικών υλών τσιμέντου να είναι κοχλιωμένα μεταξύ τους, παρόμοια με μεταλλικά εξαρτήματα. Αυτό συμβάλλει στην επιτάχυνση της κατασκευής και επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση των δομικών τμημάτων. Κάτι τέτοιο, όμως, δεν μπορεί να εφαρμοστεί όταν τα προκατασκευασμένα κομμάτια πρέπει να συνδεθούν με τσιμέντο επί του έργου, λόγω του ότι είναι εύθραυστα. Τα υλικά αυτά είναι κατάλληλα να χρησιμοποιηθούν στις προκατασκευές οδικών έργων. Η ταχύτητα και η αποδοτικότητα των προκατασκευών μπορεί να βελτιωθεί μέσω της προσέγγισης της βιωσιμότητας με μικρότερους χρόνους κατασκευής και εργασιών, αλλά και δημιουργώντας μικρή ποσότητα αποβλήτων (Lepech, 2010). Σημαντικό είναι να αναφερθούν τα περιβαλλοντικά οφέλη. Το κυριότερο πλεονέκτημά τους είναι η εξοικονόμηση υλικών. Επιτυγχάνεται σε προκατασκευασμένα πάνελ που κατασκευάζονται σε εργοστάσια, καθώς αυτά σκληρύνονται με ατμό, και έτσι, χρησιμοποιείται λιγότερο σκυρόδεμα και περισσότερο ανακυκλώμενα υλικά, όπως τέφρα και σκωρία υψικαμίνου. Επιπρόσθετα, η χρήση προεντεταμένου σκυροδέματος επιτρέπει τη μείωση του πάχους της πλάκας σκυροδέματος, οδηγώντας σε μείωση έως 42% στην κατανάλωση υλικών. Ακόμη, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις περιορίζονται καθώς τα ελαφρύτερα και λεπτότερα πάνελ είναι ευκολότερο να μεταφερθούν στο έργο (Hertel, 2012). Τέλος, τα προκατασκευασμένα πάνελ από σκυρόδεμα μπορούν να εφαρμοσθούν και στην περίπτωση αποκατάστασης ενός οδοστρώματος με την αντικατάσταση του 99

120 αποσαθρωμένου τμήματος με προκατασκευασμένες πλάκες (Hertel, 2012). Στην Εικόνα 5.1 παρουσιάζεται η τοποθέτηση των πάνελ. Εικόνα 5.1: Τοποθέτηση προκατασκευασμένου πάνελ από σκυρόδεμα (Πηγή: Tyson S. and Merritt D, 2005) Φωτοκαταλυτικά υλικά Τα φωτοκαταλυτικά αυτοκαθαριζόμενα υλικά έχουν την ικανότητα να διαλύουν τα οξείδια του αζώτου που σχηματίζονται όταν καίγονται καύσιμα σε υψηλές θερμοκρασίες, όπως καύσιμα αυτοκινήτων, αεροσκαφών, κλπ. Τα υλικά αυτά αναπτύχθηκαν με τη βοήθεια της νανοτεχνολογίας και σκοπός τους είναι η μείωση των επιπτώσεων των αερίων ρύπων, τόσο στο περιβάλλον όσο και στον άνθρωπο. Ειδικότερα, μπορεί να προληφθεί ο σχηματισμός όζοντος, η αιθαλομίχλη μέχρι και φωτοχημικές αντιδράσεις με υδρογονάνθρακες. Παρακάτω παρουσιάζεται η διαδικασία δράσης των υλικών αυτών (Κατσιώτης, n.d.). Το φωτοκαταλυτικό σκυρόδεμα περιέχει τους φωτοκαταλύτες, οξείδια μετάλλων ή σουλφίδια με κυρίαρχο το διοξείδιο του τιτανίου ανάμεσα σε αυτά. Το διοξείδιο του τιτανίου προτιμάται εξαιτίας της ισχυρής οξειδωτικής ισχύος στην υπεριώδη ακτινοβολία, της χημικής του σταθερότητας και της μη τοξικότητας. Ανάλογα στους φωτοκαταλύτες οι ιδιότητες που εμπεριέχονται είναι η αδράνειά τους στην απουσία του φωτός, η πολύ καλή δυνατότητα διάσπασης ανόργανων και οργανικών ουσιών, η ευκολία στη χρήση τους, το χαμηλό τους κόστος και η αντίσταση στη φωτοδιάσπαση. Εξαιτίας αυτών των ιδιοτήτων, λοιπόν, στην επιφάνεια του οδοστρώματος, λόγω του άπλετου φωτός του ηλίου και της υπεριώδους ακτινοβολίας, γίνεται διάλυση των οξειδίων του αζώτου σε νιτρικά άλατα, τα οποία 100

121 απομακρύνονται εύκολα με το νερό της βροχής. Επιπλέον, το διοξείδιο του τιτανίου παγιδεύει και διαχωρίζει βλαβερές οργανικές ενώσεις από τον αέρα, καθαρίζοντάς τον από αυτές (Κατσιώτης, n.d.). Επίσης, τα φωτοκαταλυτικά υλικά συντελλούν και στον αυτοκαθαρισμό τους. Σε αντίθεση με το σκυρόδεμα, όπου οι ρύποι σταθεροποιούνται μέσα στους πόρους, σε περίπτωση πλυσίματος το στρώμα νερού έλκεται μεταξύ του ρύπου και της επιφάνειας παρασέρνοντας τους ρύπους μαζί του και απομακρύνοντάς τους (Κατσιώτης, n.d.). Συμπεραίνεται ότι η καινοτόμα αυτή μέθοδος είναι προσοδοφόρο να χρησιμοποιηθεί, καθώς επιδρά θετικά στην αέρια ρύπανση, χωρίς την επιπλέον χρήση αντιδραστήρων, και επιπλέον τα παραγόμενα νιτρικά άλατα μπορούν να διατεθούν ως ανακυκλώσιμο υλικό για την παρασκευή λιπασμάτων. Ακολούθως, δίνονται κάποια παραδείγματα εφαρμογής των φωτοκαταλυτικών υλικών σε οδικά έργα και τιμές αντίστοιχων σε κάθε περίπτωση μετρήσεων, που υποδηλώνουν την επιτυχή εφαρμογή τους. Μείωση οξειδίων του αζώτου: o Στην Ολλανδία έγινε καταμέτρηση της ποιότητας του αέρα 0,5-1,5 μέτρα πάνω από την επιφάνεια του εδάφους σε έναν πολυσύχναστο δρόμο, συγκριτικά σε ένα τμήμα όπου υπήρχαν επιστρώσεις φωτοκαταλυτικού σκυροδέματος και σε ένα άλλο που δεν υπήρχαν. Τα αποτελέσματα που εξείχθησαν έδωσαν μείωση από 25% - 45% των επιπέδων των οξειδίων του αζώτου (PCA, n.d.). o Στο Παρίσι σε πολυσύχναστο δρόμο ( οχήματα/ημέρα) εφαρμόστηκε στο ένα τμήμα (μήκους 300 μέτρων) συμβατικός τύπος σκυροδέματος και στο άλλο (μήκους 300 μέτρων) πειραματική στρώση επικάλυψης φωτοκαταλυτικού σκυροδέματος. Έπειτα, από μετρήσεις ενός έτους της ποιότητας του αέρα και των υδάτων απορροής από το οδόστρωμα παρατηρήθηκε μείωση των οξειδίων του αζώτου κατά 20% στο δεύτερο τμήμα. o Στη Σουηδία σε έξοδο της σήραγγας Göta στο Γκέτεμποργκ εφαρμόσθηκε σαν επικάλυψη/βαφή στην επιφάνεια φωτοκαταλυτικό υλικό, που ενεργοποιείται σύμφωνα με έρευνες και από την ορατή ακτινοβολία, με αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη μείωση του διοξειδίου του αζώτου στον αέρα και κατά συνέπεια τη μείωση της αέριας ρύπανσης μέσα στη σήραγγα (Beeldens, 2008). 101

122 Αμελητέες διαφορές της ποιότητας του τσιμέντου: Στην πολιτεία Μιζούρι των Η.Π.Α. σε έρευνα που έγινε για τον έλεγχο της ποιότητας του φωτοκαταλυτικού τσιμέντου έναντι των συνηθισμένων τσιμέντων έδειξαν ότι δεν υπάρχουν σημαντικές διαφορές στην αντοχή, στη διαπερατότητα, στην αντιπαγετική αντίσταση και στη συμβατότητα με πρόσμικτα στοιχεία (PCA, n.d.). Διάσπαση ρύπων: Μέσω εργαστηριακών δοκιμών και πραγματικών καταστάσεων έχει επαληθευτεί η ικανότητα των φωτοκαταλυτικών δομικών υλικών να διασπούν του ρύπους. Συγκεκριμένα, με αντικατάσταση 5% κ.β. δομικού υλικού με φωτοκαταλύτη προκαλείται διάσπαση ρύπων έως και 60% με έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία για διάρκεια 24 ωρών, ενώ μπορεί να συμβεί και ολική αποδόμηση εάν αυξηθεί ο χρόνος έκθεσης του υλικού στην υπεριώδη ακτινοβολία (Κατσιώτης, n.d.) Ασφαλτομίγματα χαμηλών θερμοκρασιών Όπως ήδη αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 2.4.1, τα ασφαλτομίγματα διακρίνονται σε ζεστά, θερμά και ψυχρά. Η μείωση της θερμοκρασίας παραγωγής και διάστρωσής τους, καθώς και η χρήση των ψυχρών ασφαλτομιγμάτων έχουν σημαντικά περιβαλλοντικά και όχι μόνο οφέλη. Αναλυτικότερα, αυτά είναι (NAPA, 2010): Η μικρότερη κατανάλωση ποσοτήτων ενέργειας και καυσίμων, η οποία έχει αποτέλεσμα την ελάττωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, Ο μικρότερος χρόνος θέρμανσης και η παραγωγή λιγότερου ποσοστού σκόνης, εκπομπών και οσμών, που επιδρούν θετικά στους εργαζομένους, Η χρήση του σε περιοχές οδοστρωμάτων που δεν μπορούν να επιτευχθούν οι θερμοκρασίες του συμβατού ασφαλτομίγματος και η παράταση του χρόνου διάστρωσής του, Ο αυξημένος χρόνος ζωής του χάριν στην μικρή πιθανότητα γήρανσης και ρηγμάτωσης του συνδετικού υλικού και στην αποδοτικότερη συμπύκνωση με τη χρήση λιγότερης ενέργειας εξαιτίας του χαμηλότερου ιξώδους, Η δυνατότητα αξιοποίησης των ανακυκλώσιμων υλικών, Η μείωση του κόστους των καυσίμων. 102

123 5.2.4 Οδοστρώματα σκυροδέματος «Roller Compacted Concrete Pavement» Στα έργα οδοποιίας το σκυρόδεμα αποτελεί βασικό συστατικό. Όμως, το τσιμέντο Πόρτλαντ εκπέμπει με τη χρήση του μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, με αποτέλεσμα να έχουν ανακαλυφθεί νέοι τρόποι μείωσης των επιπτώσεων αυτού. Μία νέα τεχνική που χρησιμοποιείται είναι το Roller Compacted Concrete Pavement. Αυτό περιέχει τα συστατικά του συμβατού τύπου σκυροδέματος, αλλά σε διαφορετικές αναλογίες, περιέχοντας λιγότερο υλικό τσιμέντου και πλήρωσης. Τα θετικά που προσφέρει είναι η χρήση ανακυκλώσιμων υλικών, η υψηλή επιφανειακή ανακλαστικότητα, η γρήγορη κατασκευή και το ότι δεν είναι δαπανηρό σχετικά με τα συμβατικά οδοστρώματα (Van Dam et al., 2011). Εικόνα 5.2: Τοποθέτηση οδοστρώματος Roller Compacted Concrete (Van Dam et al., 2011) 5.3 Καινοτόμα υλικά στον εξοπλισμό οδοστρωμάτων Τεχνολογίες «Smart Highway» Το στούντιο Roosengaarde και η εταιρία Heijimans στην Ολλανδία έχουν εφαρμόσει ορισμένες καινοτόμες ιδέες, όταν στην χώρα γίνονται πολλές έρευνες πάνω στην ανάπτυξη του σύγχρονου, ανταποκρινόμενου στις επιταγές του αιώνα, «Έξυπνου Αυτοκινητοδρόμου» (Smart Highway). Μία από τις ιδέες αυτές είναι οι «Glowing Lines». Μια φωσφορίζουσα πούδρα αντικαθιστά τις βαμμένες διαγραμμίσεις. Αυτή η πούδρα φορτίζεται από τον ήλιο κατά τη διάρκεια της ημέρας και φωσφορίζει έως και 10 ώρες κατά τη διάρκεια της νύχτας, εξαλείφοντας την ανάγκη επιπλέον φωτισμού στην οδό. Στην Εικόνα 5.3 παραθέτεται το αποτέλεσμα αυτής της εφαρμογής. 103

124 Εικόνα 5.3: Καινοτομία «Glowing Lines» (Πηγή: Mogg, 2014) Μία άλλη καινοτομία αποτελεί η «Dynamic Paint», μία ειδική βαφή που παρέχει πληροφορίες στους χρήστες της οδού αναλόγως της θερμοκρασίας που επικρατεί. Η ίδια ενεργοποιείται από τη θερμοκρασία. Τα μηνύματα που στέλνονται στους χρήστες είναι οπτικά πάνω στην επιφάνεια του οδοστρώματος. Για παράδειγμα, όταν το οδόστρωμα είναι ολισθηρό και κρύο εμφανίζονται πάνω του κρύσταλλοι πάγου που πληροφορούν για τις συνθήκες τους χρήστες, όπως φαίνεται στην Εικόνα 5.4. Εικόνα 5.4: Καινοτομία «Dynamic Paint» (Πηγή: Mogg, 2014) 104

125 5.4 Ανακυκλώσιμα υλικά σε ασφαλτομίγματα Η προστασία των φυσικών πόρων, η μείωση του αρχικού κόστους μέσω της μη απαίτησης διάθεσης των απορριμάτων των οδικών έργων σε χώρους υγειονομικής ταφής και η ανεπάρκεια αδρανών υψηλής ποιότητας οδηγούν στην ολοένα και μεγαλύτερη ανάπτυξη της αξιοποίησης των ανακλώσιμων υλικών. Η μέθοδος εφαρμόζεται όλο και περισσότερο στην συντήρηση οδικών έργων μέσω της χρήσης ανακυκλώσιμων ή άλλων εναλλακτικών υλικών. Τα υλικά αυτά μπορεί να προέρχονται από: Κατεδαφίσεις και κατασκευές (πλακάκια, σκυρόδεμα, τούβλα), Οδοποιία (άσφαλτος), Εκσκαφές. Τα ανακυκλωμένα υλικά περιορίζουν ή και αντικαθιστούν τη χρήση των αδρανών, όπως αναφέρθηκε και στο Κεφάλαιο 4.7, αλλά αξιοποιούνται και ως υλικά πληρώσεως έναντι της ασφάλτου και του σκυροδέματος Πόρτλαντ στα ασφαλτικά οδοστρώματα και στα οδοστρώματα σκυροδέματος. Εδώ, το ζήτημα προσεγγίζεται από την πλευρά των υλικών που χρησιμοποιούνται ως συστατικά ή ως πρόσθετα σε μίγματα οδοστρωμάτων. Η καταλληλότητα για την εκάστοτε χρήση των ανακυκλωθέντων υλικών προσδιορίσζεται από τα φυσικά χαρακτηριστικά, τη διάρκεια ζωής, τη γεωτεχνική συμπεριφορά, και τη συμβατότητά τους με το περιβάλλον (Edil, 2013), ενώ η ποιότητά τους συνολικά εξαρτάται από την ποιότητα των υλικών που υποβάλλονται σε επεξεργασία, τη μέθοδο επεξεργασίας και διαχωρισμού που χρησιμοποιείται, καθώς και τον βαθμό της τελικής επεξεργασίας που υφίστανται. Σε κάθε περίπτωση τα ανακυκλώσιμα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι διαφορετικά. Υλικά πλήρωσης στην παραγωγή ασφαλτικού οδοστρώματος αποτελούν το καουτσούκ ελαστικών, η ιπτάμενη τέφρα, το γυαλί, τα ασφαλτικά σανίδια σκεπής, οι σκωρίες και η πορσελάνη, ενώ για αντικατάστασή του εφαρμόζονται καουτσούκ ελαστικών, ασφαλτικά σανίδια και απόβλητα πολυμερών. Από την άλλη, ως υποκατάστατο αδρανούς στην παραγωγή σκυροδέματος με τσιμέντο Πόρτλαντ εμφανίζονται η ιπτάμενη τέφρα, η πυριτική παιπάλη, οι κόκκοι σκωρίας υψικαμίνου, η πορσελάνη και η τοιχοποιία από πυλό. Τα τρία πρώτα υλικά που προαναφέρθηκαν μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως αντικατάσταση του συνδετικού υλικού για το σκυρόδεμα αυτό, ενώ ως εναλλακτικά υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα ελαστικά οχημάτων, οι οργανικοί διαλύτες και οι εκπομπές σωματιδίων. (Gadja and VanGeem, 2001). 105

126 Παρακάτω αναφέρονται λεπτομερέστερα τα διάφορα ανακυκλώσιμα υλικά που παρουσιάζονται στα έργα οδοποιίας, μειώνουν τις επιπτώσεις τους προς το περιβάλλον και είναι φιλικά προς αυτό Ανακυκλωμένο ασφαλτικό οδόστρωμα (Recycled Asphalt Pavement) Παρασκευάζεται με αφαίρεση και επεξεργασία του ασφαλτικού οδοστρώματος που ήδη υπάρχει σε οδική αρτηρία, με αποτέλεσμα να μειώνει τις ποσότητες ασφάλτου που απαιτούνται. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την παρασκευή ζεστού όσο και ψυχρού ασφαλτομίγματος. Ως ζεστό ασφαλτόμιγμα εφαρμόζεται σε εύκαμπτη βάση, έχοντας κάποιες φορές και καλύτερη συμπεριφορά όσον αφορά την ακαμψία, τη σκληρότητα και την ψύξη απόψυξη συγκριτικά με τα φυσικά αδρανή. Εφαρμοζόμενο κατά 30% σε επιστρώσεις έχει παρατηρηθεί ότι δεν μεταβάλλει την συμπεριφορά του οδοστρώματος, ενώ είναι πιο ανθεκτικό στη γήρανση και στη δράση νερού σε σχέση με το ασφαλτόμιγμα φυσικών αδρανών (Hertel, 2012). Τα πλεονεκτήματα, λοιπόν, που προκύπτουν από τη χρήση του είναι η μείωση των απαιτούμενων φυσικών πόρων και των αποβλήτων που αναπόφευκτα προκύπτουν από τις υποδομές. Με τον τρόπο αυτό, μειώνεται και το κόστος των κατασκευών, αφού δεν απαιτούνται νέοι χώροι απόθεσης και μεταφοράς των αποβλήτων, ενώ ελαττώνεται και η κατανάλωση ενέργειας Ανακυκλωμένα ασφαλτικά σανίδια Τα ανακυκλωμένα ασφαλτικά σανίδια προέρχονται από παροπλισμένες σκεπές και κομμάτια μόνωσης, που περιέχουν ίνες, σκληρούς κόκκους πετρωμάτων, υλικά πληρώσεων και 30% περίπου ασφαλτομάζα κατά βάρος. Αν και εμπεριέχουν τη δυσκολία αφαίρεσης από αυτά ξένων σωμάτων (καρφιά, επικαλύψεις), προσφέρουν τα πλεονεκτήματα του περιορισμού στην χρήση φυσικών πόρων, καθώς και της μείωσης των αυλακώσεων και των ρηγματώσεων που δημιουργούνται λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονται στο οδόστρωμα (Hertel, 2012) Ανακυκλωμένα ελαστικά Ως υποκατάστατο στην οδοστρωσία χρησιμοποιούνται τα παλιά ελαστικά των οχημάτων. Από την ανακύκλωση αυτών προκύπτει ένα υλικό, οι ίνες χάλυβα, που αυξάνει τη συνοχή των μιγμάτων και προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα έναντι της ασφάλτου και του σκυροδέματος. 106

127 Η διαδικασία παραγωγής μπορεί να είναι υγρού ή ξηρού τύπου. Τα ολόκληρα χρησιμοποιημένα ελαστικά μετατρέπονται σε μορφή σκόνης, η οποία μαζί με τη θερμή άσφαλτο και τα αδρανή αναμιγνύεται παράγοντας το τελικό προϊόν. Η διαδικασία απεικονίζεται στην Εικόνα 5.5 (Sulyman et al., 2014). Εικόνα 5.5: Διαδικασία παραγωγής ασφαλτομίγματος με ανακυκλωμένα ελαστικά (Sulyman et al., 2014) Σύμφωνα με έρευνες είναι 12% φθηνότερο, ενώ εάν ληφθεί υπ όψιν ο κύκλος ζωής του, περιορίζει την κατανάλωση ενέργειας κατά 40%. Επίσης, διπλή είναι και η οικολογική του ωφέλεια, αφού βοηθά στην επαναχρησιμοποίηση ενός προϊόντος από τα εργοστάσια ανακύκλωσης ελαστικών, που υπό άλλες συνθήκες θα κατέληγε στις χωματερές. Αυτό συμβαίνει λόγω του ότι μεγάλη ποσότητα καουτσούκ, που δεν μπορεί να αξιοποιηθεί από τη χαλυβουργία, εμπεριέχεται στο χάλυβα ακόμα και μετά τον διαχωρισμό, παρόλο που αυτός αντιστοιχεί στο 15% του βάρους ενός λάστιχου. Συγκεκριμένα, οι ποσότητες που μένουν αναξιοποίητες είναι μεγάλες, αναλογιζόμενοι ότι μόνο στην Ευρώπη ανακυκλώνονται ετησίως 2,3 εκατομμύρια τόνοι ελαστικών. Στα παραπάνω πλεονεκτήματα μπορεί να συνυπολογιστεί και το γεγονός ότι το ανακυκλώσιμο αυτό υλικό είναι πλήρως ανακυκλώσιμο και μετά το τέλος της ζωής του, σε αντίθεση με την άσφαλτο, αφού με κατάλληλη κατεργασία μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί για νέο οδόστρωμα. Επίσης, σύμφωνα με πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε επιστημονικά ιδρύματα που συμμετείχαν στο ευρωπαϊκό πρόγραμμα Ecolanes, μέσα σε αυτά και το πανεπιστήμιο του Σέφιλντ, αποδείχθηκε ότι το υλικό μπορεί να ανταπεξέλθει σε αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως 107

128 είναι οι ακραίες θερμοκρασίες και η υψηλή υγρασία, χωρίς να εμφανίσει φθορές. Επιπρόσθετα, μετά από προσθήκη μιας πολύ λεπτής επίστρωσης από άσφαλτο πάνω στην οδό επιλύθηκαν προβλήματα αυξημένου θορύβου και κραδασμών, μειώνοντας κατά συνέπεια την κατανάλωση καυσίμου των διερχόμενων οχημάτων μέχρι και 10%. Όσον αφορά τις μηχανικές του ιδιότητες, αυξάνει, σύμφωνα με έρευνες, την ευκαμψία των οδοστρωμάτων περιορίζοντας έως και 20% την εμφάνιση ρωγμών. Το υλικό αυτό παρουσιάζει μεγαλύτερη αντοχή έναντι της ασφάλτου, συγκεκριμένα εμφανίζει ελάχιστες φθορές σε διάρκεια ετών, συνεπάγοντας μικρότερα έξοδα συντήρησης και καθιστώντας το φιλικότερο προς το περιβάλλον, αφού δεν χρειάζεται συχνά επιδιωρθώσεις (Hertel, 2012). Τα μειονεκτήματα που εμφανίζονται από τη χρήση αυτού του ανακυκλώσιμου υλικού είναι η μείωση της εργασιμότητας του μίγματος από τη χρήση των ελαστικών, απαιτώντας έτσι υψηλότερες θερμοκρασίες για τη συμπύκνωσή του, με αποτέλεσμα να χρειάζεται μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας και να προκύπτει μεγαλύτερο κόστος (Hertel, 2012) Ανακυκλωμένο γυαλί Το ανακυκλωμένο γυαλί, ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό αδρανούς προσμίγματος και διατηρεί τις αρχικές του ιδιότητες μετά την ανακύκλωσή του, δεν είναι κατάλληλο για χρήση σε στρώσεις κυκλοφορίας και επηρεάζει τη συμπεριφορά του οδοστρώματος. Το πρώτο συμβαίνει εξαιτίας της εμφάνισης αδύναμης πρόσφυσης με την άσφαλτο, η οποία δημιουργεί εκδορές, ενώ το δεύτερο εξαιτίας των προσμίξεων που περιέχει, όπως είναι η ζάχαρη, το χαρτόνι και το χαρτί, καθιστώντας το ακατάλληλο υλικό ως υποκατάστατο αδρανούς (Hertel, 2012) Ανακυκλωμένο σκυρόδεμα Το ανακυκλώσιμο σκυρόδεμα είναι κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί στις στρώσεις βάσης των εύκαμπτων οδοστρωμάτων. Προέρχεται από σύνθλιψη οδοστρώματος σκυροδέματος σε συγκεκριμένη διαβάθμιση, από κράσπεδα και πεζοδρόμια. Κατά την χρήση του για την παρασκευή νέου σκυροδέματος πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν ότι πρέπει να αφαιρεθούν από αυτό θραύσματα και ότι εμπεριέχονται κομμάτια χάλυβα οπλισμού. Κύρια διαφορά του με το ανακυκλώμενο ασφαλτικό οδόστρωμα είναι η υψηλή του ικανότητα συγκράτησης νερού και υγρασίας, παρά την μεγάλη ικανότητα αποστράγγισης, ενώ σημαντικό είναι να αναφερθεί πως 108

129 αποτελεί άνυδρο σκυρόδεμα, το οποίο αντιδρώντας με το νερό αυξάνει την αντοχή και τον χρόνο ζωής του (Edil, 2013) Ιπτάμενη τέφρα και τέφρα κλιβάνου Η ιπτάμενη τέφρα είναι ένα λεπτόκοκκο υλικό που προκύπτει από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μετά την καύση άνθρακα. Αποτελεί ένα απόβλητο υλικό, λοιπόν, σε μορφή σκόνης και σωματιδίων. Χρησιμοποιείται έναντι του τσιμέντου, πρόσθετο στο σκυρόδεμα (προσδίδοντας μεγαλύτερης διάρκειας ζωής αντοχή), διαβρωτικό πλήρωσης, παράγοντα σταθεροποίησης του υπεδάφους οδού και υλικό βάσης για οδοστρώματα σε μαλακό υπέδαφος (Edil, 2013). Τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει χρησιμοποιούμενο ως σταθεροποιητής του υπεδάφους οδού είναι η αύξηση της ακαμψίας, της αντοχής και η ανθεκτικότητα στην ψύξη απόψυξη, καθώς και βελτίωση σε πολλές ιδιότητες. Επίσης, εμφανίζει μεγάλη ικανότητα αποστράγγισης και κάτω από πολύ δυσμενείς συνθήκες, λόγω της μεγάλης διαπερατότητάς της. Μειώνει την υδραυλική αγωγιμότητα, την διόγκωση και την πλαστικότητα και αυξάνει από την άλλη τον έλεγχο συμπιεστότητας του εδάφους και την υγρασία. Ως υποκατάστατο του τσιμέντου, συμβάλλει στον περιορισμό της κατανάλωσης ενέργειας, καθώς οι διαδικασίες των ενεργειακών απαιτήσεων αντικαθιστώνται. Τέλος, όπως και σε όλες τις περιπτώσεις ανακυκλωμένων υλικών, δεν απαιτείται επιπλέον χώρος απόθεσης των υλικών σε χώρους υγειονομικής ταφής και μετά από διαδικασίες ελέγχου και αξιολόγησης του υπεδάφους, είναι δυνατόν να εξαλειφθεί ο κίνδυνος μόλυνσης των υπογείων υδάτων, σε αμμώση εδάφη με υψηλή ικανότητα υδραυλικής αγωγιμότητας και σε υπόγεια ύδατα με μικρό σχετικά βάθος (Edil, 2013). Η τέφρα κλιβάνου είναι κατάλληλη για χρήση ως υλικό βάσης οδοστρωσίας, υλικό κατασκευής οδοστρωμάτων πάνω σε μαλακό υπέδαφος, λεπτό αδρανές για τη στρώση κυκλοφορίας, διαρθρωτικό υλικό πλήρωσης και προϊόν ελέγχου του πάγου. Είναι πολύ κοντά με το κλίνκερ τσιμέντου, οπτικά με τα φυσικά αδρανή - αλλά είναι ελαφρύτερη και πιο εύθραυστη και έχει αποστραγγιστική ιδιότητα όπως και η άμμος (Edil, 2013). 5.5 Εναλλακτικά υλικά σε ασφαλτομίγματα Στα συνηθέστερα εναλλακτικά συνδετικά υλικά περιλαμβάνονται τα ορυκτά καύσιμα, το σογιέλαιο, το φοινικέλαιο, τα φυτικά έλαια, τα υπολείμματα ελαίων των κινητήρων, τα κατάλοιπα σταφυλιού, τα απόβλητα των χοίρων και πυρολυμένα υλικά. Έχει 109

130 παρατηρηθεί ότι τα περισσότερα, αν όχι όλα, από αυτά τα εναλλακτικά συνδετικά υλικά περιέχουν κάπως παρόμοιες χημικές συνθέσεις με εκείνες των συμβατικών συνδετικών υλικών της ασφάλτου (υδρογονάνθρακες, αρωματικά, κορεσμένα, και ασφαλτένια, κ.λπ.). Ωστόσο, οι δοκιμές δείχνουν σημαντική μεταβλητότητα στις ιδιότητες των εναλλακτικών συνδετικών. Επιπλέον, ο μηχανισμός τροποποίησης (χημικός) της ασφάλτου με εναλλακτικά συνδετικά υλικά εξαρτάται από τη βάση της και ως εκ τούτου δεν είναι καλά κατανοητός. Είναι ζωτικής σημασίας να αξιολογηθεί η τεχνική σκοπιμότητα της ενσωμάτωσης των εναλλακτικών συνδετικών υλικών μέσα από συμβατικά συνδετικά υλικά ασφάλτου για τη χρήση τους στα οδοστρώματα (TRB, 2012) Συνδετικό υλικό από μικροφύκη Τα μικροφύκη ελήφθησαν από την Alpha Biotech στο Assérac, στην Γαλλία. Για την προετοιμασία τους, αρχικά, απομακρύνθηκε το μεγαλύτερο μέρος των υδατοδιαλυτών πρωτεϊνών με την μέθοδο της φυγοκέντρησης. Τα υπολείμματα των μικροφυκών, τα οποία περιέχουν περίπου 80% νερό, καταψύχθηκαν και στη συνέχεια ξηράνθηκαν με ψύξη για μία εβδομάδα στους -90 C. Κατόπιν, χρησιμοποιήθηκε μια συσκευή για την εκχύλιση των λιπιδίων από τα μικροφύκη και στη συνέχεια μέσω κατεργασίας τους με υπερήχους πραγματοποιήθηκε κλασματοποίηση του ελαίου σε δύο μέρη, ένα διαλυτό και ένα αδιάλυτο (TRB, 2012). Τα συμπεράσματα που προέκυψαν οδήγησαν τους μελετητές ότι η χρήση αυτού του συνδετικού υλικού πρέπει να είναι εφικτή. Τα απομονωμένα κλάσματα λιπιδίου που μελετήθηκαν είναι κατασκευασμένα από ένα πολυμερές λιπαρού οξέος (που κοινώς ονομάζονται algaenans) και εναιωρούνται σε ένα ελεύθερο λιπαρό οξύ του ελαίου. Αυτά τα ιξωδοελαστικά υλικά, που λιώνουν με τη θερμότητα, παρουσιάζουν ρεολογικές ιδιότητες παρόμοιες με εκείνες της ασφάλτου. Επιπλέον, ένας συντονισμός αυτών των ιδιοτήτων μπορεί να επιτευχθεί με την προσαρμογή του ποσοστού του algaenans στο έλαιο (TRB, 2012). Ενώ μόνο ένα κλάσμα του υπολείμματος μικροφυκών εξετάστηκε στην παρούσα έρευνα, είναι απαραίτητη η έρευνα των καινοτόμων και των περιβαλλοντικά καθαρών διαδικασιών (π.χ. πρωτόκολλα χαμηλών ενεργειακών απαιτήσεων και χωρίς διαλύτες), που θα επιτρέψει την πλήρη αξιοποίηση του συνολικού υπολείμματος (TRB, 2012). 110

131 Άλλα υπολείμματα, από άλλες ποικιλίες μικροφυκών, πρέπει επίσης να μελετηθούν, προκειμένου να γενικευτούν τα αποτελέσματα αυτά (TRB, 2012) Συνδετικό υλικό τροποποιημένης ασφάλτου από λιπαρά οξέα σόγιας Ένα εναλλακτικό συνδετικό υλικό πρέπει να είναι τεχνικά συμβατό με τα άλλα υλικά για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή και στην οδοστρωσία ασφαλτικών στρώσεων. Το σογιέλαιο έχει χημικά συστατικά παρόμοια με της ασφάλτου. Οι μοριακές δομές της ασφάλτου μπορούν να ταξινομηθούν είτε ως έλαια, ρητίνες, και ασφαλτένια, είτε ως ένα μίγμα πολικών και μη πολικών μορίων. Οι συνδετικές ιδιότητες της ασφάλτου οφείλονται στις λειτουργικές ομάδες του πολικού ή ασφαλτενίου τμήματος του συνδετικού. Τα χαρακτηριστικά ροής αποδίδονται στα μόρια με ιδιότητες ελαίου. Καρβοξυλικά οξέα υπάρχουν στο πολικό τμήμα της ασφάλτου και η μοριακή δομή τους έχει ένα μη πολικό αλλά και ένα πολικό άκρο. Το έλαιο σόγιας περιέχει λιπαρά οξέα μακράς αλυσίδας που ταιριάζουν σύμφωνα με την κατάταξη των καρβοξυλικών οξέων. Ελάχιστες πληροφορίες υπάρχουν σε σχέση με το πώς τα φυτικά λιπαρά οξέα αλληλεπιδρούν με την άσφαλτο. Αναμένεται οι υδρογονάνθρακες παρόμοιας μοριακής δομής των δύο υλικών να είναι συμβατοί και ως εκ τούτου μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην υπάρχουσα παραγωγή και εξοπλισμό διάστρωσης (TRB, 2012). Τα κύρια συμπεράσματα από την έρευνα αυτή είναι ότι το σογέλαιο είναι ένας εύλογος, βιώσιμος τροποποιητής ως συνδετικό υλικό ασφάλτου και ότι μειώνει το ιξώδες και την ακαμψία των συνδετικών υλικών της ασφάλτου. Αυτή η ικανότητα ρευστοποίησης εφαρμόζεται ιδιαίτερα σε σκληρά συνδετικά υλικά (π.χ. ανακυκλωμένη άσφαλτος), με σκοπό να καταστούν πιο λειτουργικά. Οι θερμοκρασίες ανάμιξης και συμπύκνωσης μειώνονται ακόμα περισσότερο, καθώς προστίθενται περισσότερα λιπαρά οξέα, γεγονός που αποδίδεται στα μεγαλύτερα μόρια που υπάρχουν στο συνδετικό υλικό. Ο σύνθετος συντελεστής, που προσδιορίζεται από τη δοκιμή υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας το δυναμικό ρεόμετρο διάτμησης, μείωσε την τιμή του σε μία δεδομένη θερμοκρασία. Η επίδραση της μείωσης είναι μικρότερη καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται. Συμπερασματικά, συνιστάται τα διάφορα ανακυκλωμένα συνδετικά υλικά ασφάλτου να αναμιγνύονται με μικρά ποσοστά ελαίων σόγιας (TRB, 2012). 111

132 5.5.3 Οργανικές ενώσεις μοντμοριλλονίτη Τρεις τύποι αργίλου του μοντμοριλλονίτη (Mt) (ένας φυσικός και δύο οργανικοί) με 4% κ.β. χρησιμοποιήθηκαν για να τροποποιήσουν ασφάλτους με διαφορετικούς βαθμούς διείσδυσης. Για την παρατήρηση των δομών του Μt στην άσφαλτο χρησιμοποιήθηκε η περίθλαση ακτίνων Χ (X-ray diffraction, XRD) Επίσης, για να γίνει ο Mt περισσότερο συμβατός με τα πολυμερή, συνήθως, χρησιμοποιούνται μερικές επιφανειακώς δραστικές ουσίες, όπως το άλας τεταρτοταγούς αμμωνίου. Έτσι, η κανονικά υδρόφιλη επιφάνεια πυριτικού άλατος μετατρέπεται σε οργανόφιλη (TRB, 2012). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι οργανικοί Mt βελτιώνουν τη βραχυπρόθεσμη αντοχή στη γήρανση της ασφάλτου βάσης. Οι ιδιότητες φραγμού των στρωμάτων του Mt που εμποδίζουν τη διείσδυση του οξυγόνου είναι ο κύριος λόγος για αυτή τη βελτίωση. Ένας άλλος λόγος μπορεί να είναι η μείωση της πτητικότητας των ελαιωδών συστατικών της ασφάλτου εξαιτίας αυτών των ιδιοτήτων φραγμού (TRB, 2012). Ωστόσο, παρατηρήθηκε λιγότερο αποτελεσματική βελτίωση της γήρανσης μετά την προσομοίωση με σκληρές συνθήκες και, κατά συνέπεια, ένας ορισμένος βαθμός συσσώρευσης του Μt, που όμως δεν θα συμβεί υπό φυσικές συνθήκες (TRB, 2012). Λόγω της λειτουργίας φραγμού και των σταθερών φυσικοχημικών ιδιοτήτων, οι οργανικοί Mt μπορεί να είναι μια εναλλακτική λύση για τροποποιητές που χρησιμοποιούνται στην ορυκτή άσφαλτο, ώστε να διατηρείται η αντοχή της ασφάλτου στα οδοστρώματα (TRB, 2012) Απόβλητα μαγειρικών ελαίων και βιο-άσφαλτος Με σκοπό την αντικατάσταση ή την μείωση της χρήσης ασφάλτου που προέρχεται από το πετρέλαιο, αναζητήθηκαν εναλλακτικά υλικά ως συνδετικό υλικό φιλικά προς το περιβάλλον, που κατασκευάζονται με πράσινη τεχνολογία. Αυτή η οικολογική άσφαλτος ονομάζεται βιο-άσφαλτος (bioasphalt). Για την παραγωγή της ερευνάται η χρήση βιομάζας ή βιολογικών αποβλήτων (TRB, 2012). Με μια θερμοχημική διαδικασία υγροποίησης διεξήχθη η μετατροπή της κοπριάς των χοίρων σε βιο-πετρέλαιο και το παραμένον βαρύ υπόλειμμα χρησιμοποιήθηκε ως τροποποιητής ασφάλτου (δηλαδή biobinder). Αναφέρθηκε ότι η βιο-άσφαλτος με την προσθήκη κοπριάς χοίρων παρουσίασε βελτιωμένες ιδιότητες σε χαμηλή θερμοκρασία, αλλά υποβίβασε την αντοχή έναντι αυλακώσεων σε υψηλές θερμοκρασίες (TRB, 2012). 112

133 Μελέτη διεξήχθει σχετικά με την αξιοποίηση των κλασματοποιημένων βιο-ελαίων στην άσφαλτο. Σε τρεις διαφορετικές πηγές βιομάζας (ξύλο δρυός, switchgrass, και κοτσάνια καλαμποκιού) εφαρμόστηκε πυρόλυση για την δημιουργία κλασματοποιημένων βιολογικών συνδετικών υλικών (biobinder). Τα ηλεκτροστατικά ιζήματα αυτών των βιομαζών αναμίχθηκαν με άσφαλτο σε τρία διαφορετικά ποσοστά (3%, 5%, και 9%) κατά βάρος του συνολικού συνδετικού υλικού. Η μελέτη διαπίστωσε σημαντικά οφέλη από την ανάμιξη του βιο-ελαίου που λαμβάνεται από ξύλο δρυός και switchgrass με τα παραδοσιακά συνδετικά υλικά από πολυμερή τροποποιημένης ασφάλτου. Η χημική σύνθεσή τους δείχνει ομοιότητα μεταξύ της βιο-ασφάλτου και της συμβατικής ασφάλτου. Τα ευρήματα έδειξαν ότι η προσθήκη biobinder μπορεί να βελτιώσει τις ιδιότητες έναντι αυλακώσεων, ενώ διακυβεύεται η χαμηλότερη θερμική απόδοση. Επιπλέον, το biobinder μειώνει την ενέργεια θραύσης σε ενδιάμεσες θερμοκρασίες σε σύγκριση με τη συμβατική άσφαλτο υπό μονοτονική φόρτιση, που δείχνει μειωμένη αντίσταση σε ρωγμές λόγω κόπωσης, ενώ αυξάνει την ευαισθησία στην αυλάκωση του συνδετικού υλικού (TRB, 2012). Σύμφωνα με την Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (U.S. Environmental Protection Agency), περίπου 3 δισεκατομμύρια γαλόνια αποβλήτων μαγειρικών ελαίων συλλέγονται ετησίως από εστιατόρια και επιχειρήσεις τροφίμων στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αυτά τα απόβλητα του μεγειρικού λαδιού μπορούν να πολυμερισθούν για την παραγωγή ασφάλτου. Μελετήθηκε η απόδοση αυτού του μίγματος για την παραγωγή ζεστού ασφαλτομίγματος (HMA) (TRB, 2012). Με την προσθήκη βιο-ασφάλτου στα ζεστά ασφαλτομίγματα μειώνεται το δυναμικό μέτρο ελαστικότητας του μίγματος, μειώνεται η αντοχή έναντι αυλακώσεων, είναι περισσότερο επιρρεπή σε αποτυχία λόγω κόπωσης, όμως, βελτιώνεται η αντοχή σε θερμική πυρόλυση στις χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό συμβαίνει καθώς τα μίγματα βιο-ασφάλτου είναι ιδιαίτερα όλκιμα ακόμη και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από τα συμβατικά μίγματα. Τέλος, να σημειωθεί ότι όλα τα μίγματα βιο-ασφάλτου πέρασαν τις ελάχιστες απαίτησεις της AASHTO TSR (0,8) (TRB, 2012). Συνοψίζοντας, η βιο-άσφαλτος μπορεί να είναι μια πολλά υποσχόμενη υποψήφια εναλλακτική λύση για συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας. Ωστόσο, για υψηλότερη θερμοκρασία απαιτείται περαιτέρω τροποποίηση, ώστε να αυξηθεί την απόδοσή της κατά των αυλακώσεων (TRB, 2012). 113

134 5.5.5 Απόβλητα από κατακάθι καφέ Υπάρχει ένας προβληματισμός σχετικά με την επίδραση των τροποποιητών στην ευαισθησία του συνδετικού υλικού αναφορικά με την οξειδωτική σκλήρυνση κατά την γήρανση. Οι κόκκοι καφέ έχουν αναγνωριστεί για τις αντιοξειδωτικές ιδιότητες του χλωρογενικού και καφεϊκού οξέως των συστατικών τους. Αυτή η μελέτη διερεύνησε την επίδραση της τροποποίησης του μίγματος με κόκκους καφέ στις ιδιότητες ρεολογίας και γήρανσης του ασφαλτικού συνδετικού υλικού. Στο πείραμα που πραγματοποιήθηκε αναμίχθηκε σκέτο συνδετικό υλικό με 2 έως 8% κατά βάρος είτε ξηρούς κόκκους καφέ είτε απόβλητα από κατακάθια καφέ (TRB, 2012). Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κόκκοι καφέ πρακτικά δεν αλλάζουν την ευαισθησία της θερμοκρασίας της βάσης του συνδετικού υλικού. Ωστόσο, η ταχύτητα οξείδωσης των τροποποιημένων με καφέ συνδετικών υλικών αυξάνει με την αύξηση της συγκέντρωσης του υλικού του καφέ μετά είτε τη βραχυπρόθεσμη είτε τη μακροπρόθεσμη γήρανση, αλλά δεν υπερβαίνει το ρυθμό οξείδωσης της βάσης του συνδετικού υλικού. Το συμπέρασμα είναι ότι οι κόκκοι του καφέ που προστέθηκαν θεωρήθηκε ότι εξυπηρέτησαν το ασφαλτικό συνδετικό υλικό ως διαλύτης και όχι ως αντιοξειδωτικό (TRB, 2012). Τα απόβλητα του καφέ είναι διαθέσιμα σε βιομηχανικές ποσότητες με μικρό ή καθόλου κόστος. Επιπλέον, τα κατακάθια καφέ αναγνωρίζονται για την αντιοξειδωτική δράση τους για τα βιολογικά προϊόντα (TRB, 2012). Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι το κατακάθι του καφέ απέτυχε να αποτρέψει την οξείδωση του συνδετικού υλικού βάσης. Η αύξηση της συγκέντρωσης των κόκκων καφέ, ωστόσο, δεν επηρέασε τη γήρανση του δείκτη του τροποποιημένου συνδετικού υλικού, γεγονός που οδηγεί σε χαμηλότερη ευαισθησία στη σκλήρυνση των μιγμάτων αυτών (TRB, 2012). Τέλος, πρέπει να υπογραμμιστεί ότι μόνο η επιτόπια μακροπρόθεσμη αξιολόγηση των επιδόσεων τυχόν εναλλακτικών συνδετικών υλικών μπορεί να προσφέρει μια οριστική απάντηση σχετικά με τη χρηστικότητα και την πρακτικότητά τους στα οδοστρώματα (TRB, 2012). 5.6 Εφαρμογή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στα οδοστρώματα Οι καθαρές μορφές ενέργειας, όπως είναι για παράδειγμα η ηλιακή ενέργεια, η αιολική, η γεωθερμική κλπ., είναι δυνατόν να συμβάλλουν με φιλικά προς το περιβάλλον μέσα στην αντιμετώπιση του προβλήματος της κατανάλωσης ενέργειας σε όλους τους τομείς. Στη συγκεκριμένη κατεύθυνση, θα λειτουργούσε προς όφελος 114

135 της βιώσιμης ανάπτυξης η παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις περιοχές των οδικών έργων. Αυτά βρίσκονται σε άμεση συσχέτιση με το περιβάλλον και για αυτό το λόγο είναι εφικτή η εκμετάλλευση της ενέργειας από φυσικές πηγές. Είναι γεγονός, πως τα οδικά έργα καταλαμβάνουν μεγάλες εκτάσεις γης, συνεπώς, προσφέρονται για την παραγωγή ενέργειας με την εκμετάλλευση των εκτάσεων αυτών Ηλιακός συλλέκτης στην ασφαλτική στρώση Μια καινοτόμα εγκατάσταση που έχει αναπτυχθεί είναι η τοποθέτηση ηλιακού συλλέκτη στην επιφάνεια της ασφαλτικής στρώσης. Το σύστημα του ηλιακού συλλέκτη αποτελείται από αγωγούς, οι οποίοι ενσωματώνονται στην επιφάνεια του οδοστρώματος, και περιέχουν ένα κατάλληλο κυκλοφορούν υγρό (Bobes-Jesus et al., 2012). Η θερμοκρασία του οδοστρώματος που δημιουργείται από την ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να φτάσει τους 70 ο C. Το υγρό που περιέχεται στους αγωγούς έχει χαμηλότερη θερμοκρασία, και ως εκ τούτου, η θερμότητα μεταφέρεται από το οδόστρωμα στο υγρό των αγωγών, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας του υγρού και την μείωση της θερμοκρασίας του οδοστρώματος. Έτσι, παράλληλα, περιορίζεται η επίδραση που παρουσιάζει το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας και ο κίνδυνος παραμορφώσεων στης επιφάνειας του οδοστρώματος. Η μεταφορά θερμότητας πραγματοποιείται μέσω αγωγής, συναγωγής και ακτινοβολίας (Bobes-Jesus et al., 2012). Η αξιοποίηση της θερμότητας στο κυκλοφορούν υγρό των αγωγών του συλλέκτη μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους. Αρχικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί τον χειμώνα για την τήξη του χιονιού σε παγωμένους δρόμους. Επίσης, μπορεί να συμβάλλει στη βελτίωση της θερμικής άνεσης σε παρακείμενα της οδού κτίρια (Bobes-Jesus et al., 2012). Επιπλέον, το καλοκαίρι μπορεί να αποθηκεύεται για να χρησιμοποιείται κατά τους χειμερινούς μήνες ως πηγή θέρμανσης των κτιρίων (Wu et al., 2009). Η περίπτωση της αντικατάστασης της ασφάλτου με σκυρόδεμα είναι εφικτή, αλλά όχι αποδοτική, καθώς η άσφαλτος λόγω του μαύρου χρώματός της παρουσιάζει μεγαλύτερο συντελεστή απορροφητικότητας (Bobes-Jesus et al., 2012). Επιπλέον, η υψηλή θερμοκρασία στην ασφαλτική επιφάνεια μπορεί να διατηρείται και να αποδίδει ενέργεια για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από ότι στους συμβατικούς ηλιακούς συλλέκτες (Wu et al., 2009). 115

136 Εικόνα 5.6: Εκμετάλλευση ηλιακής ενέργειας από το οδόστρωμα (Wu et al., 2009) Στην Εικόνα 5.6 απεικονίζεται ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης της ηλιακής ενέργειας με τους συλλέκτες που βρίσκονται στην επιφάνεια του ασφαλτικού οδοστρώματος. Η ηλιακή ακτινοβολία θερμαίνει το οδόστρωμα οδηγώντας σε διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στο υγρό που βρίσκεται στο εσωτερικό των αγωγών και το οδόστρωμα. Έπειτα, μέσω συναγωγής η θερμότητα μεταφέρεται από την ασφαλτική στρώση στο υγρό των αγωγών και κατόπιν, μέσω συναγωγής, από την ασφαλτική στρώση στη βάση. Αν οι αγωγοί τοποθετηθούν σε μικρότερα βάθη, προκύπτει εύλογα μεγαλύτερη εξαγωγή ενέργειας. Όμως, με την τοποθέτησή τους σε μικρά βάθη αναπτύσσονται μεγαλύτερες πιέσεις στο οδόστρωμα, με αποτέλεσμα τη μείωση της διάρκειας ζωής του (Wu et al., 2009). Γενικά, το σύστημα αυτό συνιστάται να εφαρμόζεται σε οδούς με χαμηλούς κυκλοφοριακούς φόρτους, καθώς και σε περιοχές στάθμευσης. Το συγκεκριμένο σύστημα υλοποιήθηκε επιτυχώς σε διάφορες περιοχές με ποικίλες επικρατούσες κλιματολογικές συνθήκες, όπως για παράδειγμα την Ελβετία, την Ιαπωνία, την Ολλανδία, την Αγγλία, την Κίνα, την Ισπανία και τις ΗΠΑ. Δύναται να εφαρμοστεί τόσο κατά τη διαδικασία κατασκευής νέων οδών όσο και σε περιπτώσεις συντήρησης υφιστάμενων οδοστρωμάτων (Bobes-Jesus et al, 2012). Παρόλο που ο συγκεκριμένος τύπος ηλιακού συλλέκτη παρουσιάζει χαμηλότερη απόδοση από αυτήν ενός συμβατικού, έχει την ικανότητα παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας, ώστε να ικανοποιεί μέρος των αναγκών θέρμανσης στις γειτονικές 116

137 εγκαταστάσεις και κτίρια, και να συμβάλλει θετικά στην οδική ασφάλεια (Wu et al, 2009). Εικόνα 5.7: Ηλιακός συλλέκτης στην ασφαλτική στρώση (Πηγή: A closer view of the Asphalt Solar Collector System, 2011) 5.7 Το μέλλον στα έργα οδοποιίας Παρά την μεγάλη πληθώρα των προϊόντων, των τεχνικών και των θεραπειών που υπάρχουν και μπορούν να ικανοποιούν όλες τις ανάγκες και τις απαιτήσεις των οδοστρωμάτων, η έρευνα δεν παύει. Σύμφωνα με την Radison (2013), οι οχτώ καινοτομίες που αφορούν προϊόντα οδοστρωμάτων και τεχνικές κατασκευής και οδηγούν στο μέλλον των έργων οδοποιίας είναι οι εξής. 1. Μείωση θορύβου. Μερικές αναλύσεις κόστους-οφέλους έδειξαν ότι η χρήση ασφάλτου, η οποία μειώνει τα επίπεδα θορύβου, είναι περισσότερο αποτελεσματική από την κατασκευή ηχοπετασμάτων οδηγώντας στην μελέτη των μιγμάτων με αυτή την ιδιότητα. Ένα από αυτά είναι το «Durawhisper», το οποίο αποτελεί προϊόν της Lafarge και ενδείκνειται για χρήση σε κατοικημένες περιοχές. 2. Παραγωγή φιλική στο περιβάλλον. Ως αποτέλεσμα της εστίασης στις πράσινες τεχνολογίες που διαπερνούν τη βιομηχανία, τα ασφαλτομίγματα που αναπτύσσονται έχουν λγότερες δυσμενείς επιδράσεις στο περιβάλλον κατά την κατασκευή τους. Η παραγωγή του θερμού ασφαλτομίγματος «Duraclime» της Lafarge γίνεται με χαμηλότερη θερμοκρασία, οσμή, καπνό, κατανάλωση καυσίμου και οι εκπομπές μειώνονται κατά τη διάρκεια της κατασκευής. 117

138 3. Συστατικά φιλικά στο περιβάλλον. Ένας άλλος τρόπος που οι κατασκευαστές κάνουν τους δρόμους πιο βιώσιμους από περιβαλλοντική σκοπιά είναι με τη χρήση ανακυκλωμένων υλικών στο μίγμα. Για παράδειγμα, η Καναδική εταιρεία Canadian Road Builders Inc. προσφέρει ένα μίγμα, το οποίο ονομάζεται «Vegecol», κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από ανανεώσιμες πηγές, με υλικό φυτικής βάσης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλες οδικές αρτηρίες, καθώς και σε μονοπάτια για πεζοπορία και ποδηλασία. Το μίγμα αυτό παράγεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία και επιπλέον, δεν περιέχει συστατικά πετροχημικών που μολύνουν τα νερά. 4. Μοντελοποίηση μέσω υπολογιστών. Η μοντελοποίηση μέσω του υπολογιστή χρησιμοποιείται πολύ περισσότερο για το σχεδιασμό των κατασκευών, προς όφελος των φορολογουμένων και οδηγεί σε καλύτερες επιδόσεις στα οδοστρώματα. Η χρήση τους είναι πολύ πιο αποτελεσματική, καθώς δίνουν τη δυνατότητα να δοκιμαστεί οποιαδήποτε ιδέα και παρέχουν αμέσως τα αποτελέσματα, συμπεριλαμβανομένων των επιπτώσεων του κόστους. 5. Οδοστρώματα με τεχνικές συγκέντρωσης νερού. Κατασκευασμένες χρησιμοποιώντας πορώδη άσφαλτο ή διαπερατό σκυρόδεμα, οι ασφαλτικές επιφάνειες που συγκεντρώνουν νερό επιτρέπουν τα όμβρια ύδατα να στραγγίζουν μέσω της επιφάνειας σε μια υποκείμενη λεκάνη. Τα προϊόντα αυτά λειτουργούν αποτελεσματικά σε χώρους στάθμευσης, επιτρέποντας στους ιδιοκτήτες να συλλέγουν την απορροή και να την αποθηκεύουν για χρήσεις όπως η επιτόπια άρδευση. Ακόμη, οι πορώδεις ασφαλτοτάπητες βοηθούν στο φιλτράρισμα των ιζημάτων από την απορροή του νερού, το οποίο είναι ένα άλλο σημαντικό όφελος. Η δυσκολία που ενέχουν, όμως, αυτοί οι τάπητες είναι η διατήρηση της διαπερατότητάς τους τους χειμερινούς μήνες. Για την αντιμετώπιση αυτού, πειραματικά, εφαρμόζεται η στρατηγική της αμμόστρωσης κατά τη διάρκεια του χειμώνα. 6. Οδοστρώματα μακράς διάρκειας ζωής (Perpetual). Αυτά τα οδοστρώματα έχουν σχεδιαστεί για να διαρκέσουν περίπου 50 χρόνια, σε σύγκριση με τα συμβατικά οδοστρώματα που σχεδιάζονται με διάρκεια ζωής 20 χρόνων. Η ανθεκτικότητά τους οφείλεται στα συστατικά της ανώτερης ασφαλτικής στρώσης και την ικανότητα για μοντελοποίηση και ανάλυση των συστημάτων του δρόμου πριν από την κατασκευή. Σε αυτά τα οδοστρώματα οι ρωγμές κόπωσης εμφανίζονται όταν η αντοχή σε εφελκυσμό στο κάτω μέρος της 118

139 ασφάλτου υπερβαίνει το όριο. Έτσι, το νόημα είναι να σχεδιαστούν (design) από κάτω προς τα πάνω. Το πρώτο μακράς διάρκειας οδόστρωμα που σχεδιάστηκε κατασκευάστηκε στο Red Hill Valley Parkway στο Hamilton στον Καναδά το Το κάτω στρώμα είναι ένα πλούσιο μίγμα βάσης, ένα ειδικά σχεδιασμένο μίγμα γεμάτο με άσφαλτο, τσιμέντο, που είναι ουσιαστικά άφθαρτο, και ως εκ τούτου εξαιρετικά ανθεκτικό στις ρωγμές. Τα μεσαία και ανώτερα στρώματα είναι κατασκευασμένα από υψηλής ποιότητας Superpave ασφαλτομίγματα που αντιστέκονται στις αυλακώσεις, τις ρωγμές και τη φθορά. Το οδόστρωμα αυτό φθείρεται μόνο στην επιφανειακή του στρώση, ενώ οι υποκείμενες του στρώσεις παραμένουν υγιείς. Έτσι, οι εργασίες επισκευής πρέπει να γίνονται μόνο κάθε 20 χρόνια περίπου και, επειδή περιλαμβάνουν μόνο το άλεσμα και την αντικατάσταση της επιφάνειας, μπορεί να γίνουν σε μία νύχτα. 7. Πλήρους βάθους αποκατάσταση: Η επισκευή των δρόμων περιελάμβανε παραδοσιακά την αφαίρεση του παλιού ασφαλτοτάπητα και την ανάσυρσή του για διάθεση εκτός του χώρου. Η πλήρους βάθους αποκατάσταση είναι μία τεχνική επισκευής στην οποία η παλιά άσφαλτος αναμιγνύεται με χαλίκια της υποκείμενης και ο προκύπτων συνδυασμός άσφαλτος/χαλίκι χρησιμοποιείται για να σχηματίσει τη βάση ενός νέου δρόμου. Η ανάμιξη της ασφάλτου με τα χαλίκια έχει αποδειχθεί ότι παράγει ένα υλικό βάσης καλύτερης ποιότητας, εξοικονομεί το κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την αφαίρεση της παλιάς ασφάλτου από την περιοχή και μειώνει την ποσότητα των νέων αδρανών που χρησιμοποιούνται. 8. Συνεργασία. Δεν είναι ένα προϊόν ή μια τεχνική οδοποιίας, αλλά επηρεάζει την ποιότητα των δρόμων. Οι εντός βιομηχανίας συνεργάτες η ομάδα κατασκευαστών, η μεταφορά ανθρώπων από όλα τα επίπεδα της κυβέρνησης, οι σύμβουλοι μηχανικοί ανταλλάσουν πληροφορίες και βέλτιστες πρακτικές, καθώς λαμβάνουν μια πολύ πιο συνεργατική προσέγγιση στη δημιουργία μιας λύσης. Έτσι, το αποτέλεσμα είναι η συνέχιση για καλύτερα προϊόντα και ακόμη περισσότερη καινοτομία. 119

140 120

141 Κεφάλαιο 6 ΚΟΣΤΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΜΕΘΟΔΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 6.1 Χρηματοδότηση εργασιών συντήρησης 6.2 Αξιολόγηση μέθοδων συντήρησης και απόδοσης οδοστρώματος 6.3 Αποδοτικότητα μικρών και συχνών έναντι μεγάλων και αραιών συντηρήσεων 6.4 Συμβολή νέων τεχνολογιών και τεχνικών στη μείωση του κόστους 6.5 «Ανταπόδοση» του κόστους συντήρησης

142 6. ΚΟΣΤΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΜΕΘΟΔΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 6.1 Χρηματοδότηση εργασιών συντήρησης Τα δημόσια έργα, και ιδιαίτερα αυτά που αφορούν την κατασκευή του εθνικού και διεθνούς οδικού δικτύου, αποτελούν έργα με υψηλές απαιτήσεις κεφαλαίου. Το κεφάλαιο αυτό μπορεί να προέρχεται από πόρους του δημοσίου, ιδιωτικά κεφάλαια μέσω ιδίων κεφαλαίων αλλά και τραπεζικών δανείων των επενδυτών, ευρωπαϊκά κονδύλια, καθώς και από τη συμβολή των χρηστών μέσω των εσόδων των διοδίων. Ειδικότερα, ένα οδικό έργο μπορεί να υλοποιηθεί είτε με την κλασική μορφή ενός δημόσιου έργου είτε με την μορφή της παραχώρησης του έργου. Σε περιπτώσεις κλασικών δημόσιων έργων η χρηματοδότηση γίνεται με μέριμνα του κράτους, που τα κεφάλαια αντλούνται είτε από το Πρόγραμμα Δημοσίων Επενδύσεων (φόροι, εσωτερικός δανεισμός, εξωτερικός δανεισμός) είτε από κοινοτικούς πόρους (επιδότηση από Κοινοτικά Ταμεία ή Ευρωπαϊκα Προγράμματα Χρηματοδότησης Έργων). Επιπλέον, η μελέτη, η κατασκευή, η συντήρηση και η λειτουργία του έργου γίνονται αποκλειστικά με ευθύνη του κράτους και τα έσοδα που προέρχονται από την εκμετάλλευση του έργου ενισχύουν τον κρατικό προϋπολογισμό (Παπαϊωάννου, n.d.). Σε περιπτώσεις παραχώρησης δημόσιων έργων, ο κύριος του έργου (δημόσιο) μεταβιβάζει σε έναν εξωτερικό φορέα που δημιουργείται αποκλειστικά για αυτόν τον σκοπό (παραχωρησιούχος εταιρεία) ολικώς ή μερικώς τις υποχρεώσεις χρηματοδότησης, μελέτης, κατασκευής και συντήρησης του έργου, καθώς και μέρος ή το σύνολο των προνομίων εκμετάλλευσής του για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Συνήθως προτείνεται όταν σκοπός είναι η συμμετοχή και του ιδιωτικού τομέα. Έτσι, διακρίνονται δύο περιπτώσεις (Παπαϊωάννου, n.d.): η «συγχρηματοδότηση» των έργων, στην οποία ένα τμήμα του κόστους κατασκευής, κυρίως μέσω μη επιστρεπτέων επιχορηγήσεων, καθώς και εγγυήσεις σε ορισμένα από τα δάνεια που συνήφθησαν με σκοπό τη χρηματοδότηση της κατασκευής καλύπτονται από το δημόσιο, η «αυτοχρηματοδότηση», στην οποία τα κεφάλαια της παραχωρησιούχου εταιρείας προέρχονται από ιδιώτες (ίδια κεφάλαια και δάνεια που έχουν συνάψει οι τελευταίοι με χρηματοπιστωτικούς οργανισμούς), και η κρατική συμμετοχή είναι μηδενική. 122

143 Η επιλογή του ποσοστού συμμετοχής δημοσίου και ιδιωτικού τομέα στην εταιρεία παραχώρησης (100% δημόσια, Σύμπραξη Δημόσιου και Ιδιωτικού Τομέα (ΣΔΙΤ) ή Public Private Partnership (PPP), 100% ιδιωτική), εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η βιωσιμότητα του έργου, ο χαρακτήρας του, ο εντοπισμός, η κάλυψη και η συμμετοχή στους κινδύνους/υποχρεώσεις και το κόστος των κεφαλαίων (Παπαϊωάννου, n.d.). Και στις δύο περιπτώσεις χρηματοδότησης της κατασκευής του οδικού δικτύου, ο χρήστης καταβάλλοντας το αντίτιμο των διοδίων πληρώνει για το τμήμα του δρόμου που χρησιμοποιεί (τιμολόγηση αξίας χρήσης) (Παπαϊωάννου, n.d.). Τα τελευταία χρόνια, τα έσοδα των διοδίων έχουν δώσει με επιτυχία μεγάλη ανακούφιση στην παροχή και στη συντήρηση αυτών των δρόμων, οι οποίοι είναι γενικά σε καλύτερη κατάσταση συγκρινόμενοι με ένα μεγάλο μέρος του υπόλοιπου οδικού δικτύου που χρηματοδοτείται από πιστώσεις του εκάστοτε Υπουργείου Οικονομικών. Πριν την ενδελεχή μελέτη της χρηματοδοτικής θεωρίας των προϊόντων του δημόσιου τομέα είναι απαραίτητο, από πολιτική άποψη, για χώρες με περιορισμένους οικονομικούς πόρους και «στενή» φορολογική βάση να εστιάσουν στην ευημερία και στην αναπτυξιακή οικονομική φιλοσοφία, για να διασφαλίσουν την «αποτελεσματικότητα της κατανομής των πόρων», που περικλείει την παροχή κρατικών υποδομών με βάση την «προσέγγιση της οριακής κοστολόγησης». Με απλά λόγια, αυτό σημαίνει ότι παρέχονται μόνο όσες υπηρεσίες είναι οικονομικά δικαιολογημένες. Οι δρόμοι με διόδια επιτρέπουν να γίνει αυτό. Από την άλλη πλευρά, μπορεί να υποστηριχθεί ότι η κατάσταση έχει κοινωνικές και πολιτικές ευθύνες απέναντι στους πολίτες της, οι οποίες επισκιάζουν τις αυστηρές οικονομικές αρχές. Αυτές οι δύο μεγάλες φιλοσοφίες πρέπει να εξισορροπούνται στη χρηματοδότηση του οδικού δικτύου, χωρίς να αγνοείται πως δεν υπάρχει μόνο μία ορθή μέθοδος χρηματοδότησης (Mitchell, 2012) Κριτήρια και αρχές για την χρηματοδότηση οδικών έργων Σύμφωνα με μια διεθνή μελέτη έχουν προσδιοριστεί τα ακόλουθα κριτήρια που πρέπει να χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση εναλλακτικών προσεγγίσεων κατά την επιλογή της χρηματοδότησης στα οδικά έργα (Mitchell, 2012): Επάρκεια σε σχέση με την απόδοση συγκρινόμενη με τις ανάγκες, την ανταπόκριση του πληθωρισμού, τη σταθερότητα των εσόδων στο πέρασμα του χρόνου και τις δυνατότητες για απαιτούμενες αυξήσεις, 123

144 Ίδια κεφάλια σε σχέση με την ικανότητα πληρωμής, και τα οφέλη που λαμβάνονται, καθώς και σε σχέση με τη γεωγραφική περιοχή, Αποδοτικότητα σε σχέση με την πληρωμή των δαπανών που επιβάλλονται σε άλλους, την άσκηση καλύτερων αποφάσεων για επενδύσεις, τη δημιουργία αντικινήτρων για περιττές μετακινήσεις και τη δυνατότητα οικονομικής ανάπτυξης, Απλότητα όσον αφορά τα διοικητικά, το κόστος συμμόρφωσης και επιβολής, καθώς και την αποφυγή του δυνητικού κόστους και των επιπτώσεών του στις επενδύσεις. Ορισμένες αρχές πρέπει, επίσης, να ακολουθούνται για την ανάπτυξη μιας προσέγγισης χρηματοδότησης. Αυτές είναι (Mitchell, 2012): Η αξιολόγηση των αναγκών με σαφήνεια μέσω της ενσωμάτωσης του φυσικού και οικονομικού προγραμματισμού, Η ενσωμάτωση ενός επαρκούς και προσιτού επιπέδου χρηματοδότησης, Η έμφαση ώστε οι επενδύσεις να ανταποκρίνονται στις εθνικές και επενδυτικές ανάγκες των πελατών, τη συμμετοχή του κοινού στον καθορισμό των αναγκών και των επιπέδων χρηματοδότησης, μεταξύ άλλων μέσω της χρήσης των εγκαταστάσεων, Η συμπερίληψη της πλήρους κοστολόγησης και τιμολόγησης για την παροχή της οδικής υποδομής, Η παροχή προβλέψιμων επιπέδων χρηματοδότησης, Η παροχή νομοθετικής αναθεώρησης, Η βεβαίωση ότι τα κεφάλαια είναι δίκαια και ορθολογικά κατανεμημένα Πηγές κεφαλαίων των οδικών έργων Οι χρηματοδοτικοί πόροι που απαιτούνται από οποιαδήποτε κυβέρνηση, προκειμένου να διαχειριστεί τις υποθέσεις της, η έκταση και η μορφή του ρόλου του κράτους στη χρηματοδότηση των δημόσιων αγαθών, όπως οι δρόμοι, αποτελούν αντικείμενο συζητήσεων για αιώνες. Ενώ υπάρχει μόνο μία πηγή χρηματοδότησης, ο χρήστης του δρόμου, ο κατάλληλος μηχανισμός για την αύξηση των κεφαλαίων έχει συζητηθεί ξανά και ξανά. Ουσιαστικά, υπάρχουν μόνο δύο προσεγγίσεις, η μέθοδος των «τιμών» ή τιμολόγησης, η οποία περιλαβάνει την χρέωση των χρηστών, και η μέθοδος του «φόρου», η οποία περιλαμβάνει τις πιστώσεις της κυβέρνησης από τη γενική φορολογία για την παροχή υπηρεσιών προς το κοινό. Και οι δύο μέθοδοι έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Σε γενικές γραμμές η 124

145 μέθοδος της τιμολόγησης είναι πιο δίκαιη και ευνοεί την οικονομική αποτελεσματικότητα, ενώ η μέθοδος της φορολόγησης διευκολύνει το ρόλο της «χρηματοπιστωτικής και οικονομικής αναδιανομής» της κυβέρνησης (Mitchell, 2012). Η σημαντική καθυστέρηση στην απαιτούμενη χρηματοδότηση για την επαρκή ανάπτυξη και συντήρηση του οδικού δικτύου οδηγεί τις υπεύθυνες αρχές στην λύση της εγκαταστάσης διοδίων στις οδούς. Μέσω των εσόδων από τα διόδια αποκτάται εισόδημα τόσο για την κατασκευή νέων δρόμων όσο και για την συντήρηση των ήδη υφισταμένων (Mitchell, 2012). Ωστόσο, η πολιτική των διοδίων στις συμβάσεις παραχώρησης του Ελληνικού Δημοσίου, ιδίως την τωρινή περίοδο της οικονομικής κρίσης, αποδείχθηκε προβληματική εξαιτίας των ακριβών και πυκνών διοδίων. Για αυτό τον σκοπό σχεδιάζεται νέα πολιτική, η οποία περιλαμβάνει (Παπαϊωάννου, 2011): Με δαπάνη του Δημοσίου: o Σταθεροποίηση της τιμής των διοδίων κάτω από το προβλεπόμενο στις συμβάσεις επίπεδο για τρία έτη (ενδεχομένως και με τήρηση διαφορετικών πρακτικών ισοδυνάμου αποτελέσματος), o Προοδευτική αποκατάσταση στο προβλεπόμενο συμβατικά επίπεδο στην επόμενη τριετία, o Επιδότηση διοδίου για κάποιες κατηγορίες χρηστών από πόρους κοινωνικής πολιτικής (π.χ. άτομα με αναπηρία), o Σημαντική μείωση διοδίων στα υπό κατασκευή τμήματα, π.χ. έως 50% στο τμήμα Κόρινθος - Πάτρα. Εμπορική Πολιτική Παραχωρησιούχου o Αναλογική ηλεκτρονική πληρωμή ή μέτρα ισοδυνάμου αποτελέσματος για χρήστες που διαμένουν πλησίον των Μετωπικών Σταθμών Διοδίων (ΜΣΔ), o Εκπτωτική πολιτική για τους συχνούς χρήστες. Στρατηγικό στόχο αποτελεί η εφαρμογή ενός πλήρους ηλεκτρονικού συστήματος συλλογής διοδίων, σύμφωνα με το οποίο κάθε όχημα φέρει μια κάρτα συνδεδεμένη με έναν μοναδικό λογαριασμό και η ροή οχημάτων πραγματοποιείται ελεύθερα σε όλους τους αυτοκινητόδρομους. Σκοπός του συστήματος είναι η αναλογική χρέωση των χρηστών και επιχειρείται στο πλαίσιο της διαλειτουργικότητας του Διευρωπαϊκού Οδικού Δικτύου εντός των τριών επόμενων ετών. Για την εφαρμογή του, όμως, απαιτούνται κατάλληλες νομοθετικές ρυθμίσεις, κυρίως για την 125

146 αντιμετώπιση των παραβατών και τη διαχείριση των πληρωμών (Παπαϊωάννου, 2011). Σημειώνεται, ακόμη, πως ανεξάρτητα του μηχανισμού εξασφάλισης κεφαλαίων, ο προϋπολογισμός για την παροχή δημόσιων υπηρεσιών είναι κατά κύριο λόγο μια πολιτική διαδικασία διαπραγμάτευσης, και η απόκτηση κεφαλαίων από τις οδικές αρχές για την εκτέλεση των καθηκόντων τους εναπόκειται στο Υπουργείο Οικονομικών και τους πολιτικούς (Mitchell, 2012). Διευρευνώντας το ζήτημα της επιλογής της καλύτερης μεθόδου συγκέντρωσης κεφαλαίων από τους χρήστες, διαπιστώνεται πως περισσότερα από 200 χρόνια πριν, ο οικονομολόγος Adam Smith, ιδρυτής της επιστημονικής μελέτης των δημοσίων οικονομικών, πρότεινε ότι η μέθοδος «των τιμών» ήταν η καλύτερη προσέγγιση για τη χρηματοδότηση δημόσιων αγαθών. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα, η ανοδική πορεία των οικονομικών του σοσιαλισμού οδήγησε τις κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο να αρχίζουν να ελέγχουν σημαντικό τμήμα της εγχώριας οικονομίας, με καταστροφικές συνέπειες σε γενικές γραμμές. Αυτή η παλίρροια γύρισε πίσω στο Ηνωμένο Βασίλειο κατά τη διάρκεια του τελευταίου μέρους του 20ου αιώνα, όπου η οικονομία του ενισχύθηκε σημαντικά. Κι άλλες κυβερνήσεις ακολούθησαν τη προσέγγιση αυτή οδηγώντας, μεταξύ άλλων, στην παροχή ορισμένων δρόμων, συμπεριλαμβανομένων και αυτών που χρηματοδοτούνται από διόδια, οι οποίοι διαφορετικά δεν θα είχαν κατασκευαστεί ή βελτιωθεί λόγω της προτεραιότητας σε πολλές άλλες πιο κοινωνικές κρατικές παροχές για τα οικονομικά των χωρών, όπως η υγεία, η παιδεία και η ασφάλεια (Mitchell, 2012). Για την αύξηση των εσόδων χρηματοδότησης του κόστους των δημόσιων αγαθών, όπως είναι οι δρόμοι, οι δύο γενικές πηγές εσόδων θεωρούνται συνήθως από τους φορείς χάραξης πολιτικής, δηλαδή το όφελος των χρηστών (τιμή) και η δυνατότητα καταβολής (φόρος). Η βασική διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι το πρώτο (τιμή) κατευθύνεται στην οικονομική αποτελεσματικότητα της κατανομής των σπανίων πόρων μεταξύ των ανταγωνιστικών χρηστών, ενώ ο φόρος επικεντρώνεται στις πτυχές των ιδίων κεφαλαίων ή της κατανομής του εισοδήματος. Μια πολύ σύντομη περιγραφή των πτυχών των δύο διαφορετικών επιλογών που πρέπει να ληφθούν υπόψη από τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής παρέχεται παρακάτω, καθώς δεν υπάρχει τίποτα στην οικονομική θεωρία που να δείχνει μια προτίμηση εφαρμογής είτε της τιμολόγησης είτε της φορολόγησης για τη χρηματοδότηση των δρόμων, διότι 126

147 είναι μια επιλογή που ασκείται από τους φορείς χάραξης πολιτικής εκ μέρους των κοινωνίας (Mitchell, 2012). Η τιμολογιακή πολιτική Έχει προταθεί ότι η χρέωση της άμεσης χρήσης ή η τιμολόγηση είναι πιο αποτελεσματική και αποδεκτή επιλογή από τη γενική φορολογία για την παροχή των οιονεί δημόσιων στόχων, όπως οι δημόσοι δρόμοι, για τους ακόλουθους λόγους (Mitchell, 2012): Χωρίς το μηχανισμό συμψηφισμού της τιμής της αγοράς, θα προκύψει αναποτελεσματικότητα στις επενδυτικές αποφάσεις. Η τιμολόγηση παρέχει ένα μηχανισμό, ο οποίος θα μπορούσε να συμβάλλει στην αποφυγή συμφόρησης ή υπερβολικής χρήσης των εγκαταστάσεων. Τα τέλη χρήσης (τιμολόγηση) είναι προτιμότερα από τη χρηματοδότηση μέσω γενικής φορολόγησης των οιονεί δημόσιων αγαθών (δρόμοι), τα οποία υπόκεινται στην αρχή του αποκλεισμού και δεν προσδίδουν θετικά εξωτερικά αποτελέσματα στην κοινωνία. Αντίθετα, οι αρνητικές εξωτερικότητες, όπως η ρύπανση του περιβάλλοντος, καθιστούν αναγκαία την επιβολή των διοδίων, το κόστος των οποίων δεν θα πρέπει να απορροφηθεί από το γενικό φορολογούμενο. Έχει προστεθεί υποστήριξη για την τιμολογιακή προσέγγιση από τον ισχυρισμό ότι «η χρηματοδότηση του γενικού ταμείου θα μπορούσε να φέρει μια υπερπροσφορά των οιονεί δημόσιων αγαθών με μια ελαστική τιμή της ελαστικότητα ζήτησης». Ο Mitchell, σε μια διδακτορική διατριβή, επεσήμανε ότι, από τα τέσσερα είδη της οικονομικής δραστηριότητας της κυβέρνησης που περιγράφονται στα περισσότερα κείμενα στα δημόσια οικονομικά τη διανομή, τη σταθεροποίηση, τη ρύθμιση και την παραχώρηση όσον αφορά την παροχή των δρόμων, η παραχώρηση της λειτουργίας από την κυβέρνηση είναι το μόνο επίμαχο σημείο, και ότι ο ατελής ανταγωνισμός είναι το μόνο σημαντικό επιχείρημα για την παροχή των δρόμων μέσω της φορολόγησης παρά της τιμολόγησής τους (Mitchell, 2012). Ενώ η αγορά για το οδικό δίκτυο σε γενικές γραμμές δεν είναι ανταγωνιστική αλλά με φυσικές μονοπωλιακές συνθήκες, φαίνεται να ενισχύεται η περίπτωση για δημόσια ρύθμιση της παροχής του οδικού δικτύου, που δεν εμποδίζει την εφαρμογή της τιμολόγησης στην χρηματοδότηση των οδικών έργων, δεδομένου ότι αυτή, σε αντίθεση με τη φορολόγηση, καθιστά δυνατή την επίτευξη των στόχων της αποτελεσματικής κατανομής των πόρων στην περίπτωση των δρόμων. Κατά πόσον 127

148 η αποτελεσματική κατανομή των πόρων είναι στην πραγματικότητα ο στόχος που πρέπει να επιδιωχθεί είναι μία πολιτική, η οποία πρέπει να εισαχθεί στην οικονομική θεωρία ως εξωγενής παράγοντας. Αυτή είναι μια επιλογή που αντιμετωπίζει η πολιτική της οδικής χρηματοδότησης (Mitchell, 2012). Η πολιτική της φορολόγησης Η φορολογία είναι ένα από τα τρία κύρια μέσα πολιτικής που συμβάλλουν σε μεγάλο βαθμό στην μακροοικονομική σταθεροποίηση της χώρας. Επίσης,οι δημοσιονομικές μεταβιβαστικές πληρωμές μπορούν να βοηθήσουν στην κυβερνητική λειτουργία της «αναδιανομής του εισοδήματος» μεταξύ ατόμων και μεταξύ των περιφερειών. Ωστόσο, η αυξανόμενη ζήτηση των δημοσίων υπηρεσιών στις περισσότερες χώρες του κόσμου μπορεί να συμβάλει στην επέκταση των προϋπολογισμών και των δημοσιονομικών ελλειμμάτων, και θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο τη βέλτιστη ανάπτυξη και την πλήρη απασχόληση (Mitchell, 2012). Σε αντίθεση με αυτή την άποψη είναι το αίσθημα των ανενημέρωτων μελών του κοινού, ιδίως στις αναπτυσσόμενες χώρες, ότι η πλειονότητα των δημοσίων υπηρεσιών πρέπει να παρέχεται δωρεάν. Αυτό είναι το μεγαλύτερο εμπόδιο για την αποδοχή της πολιτικής της τιμολόγησης του οδικού δικτύου. Η διεθνής και ιδιαίτερα η τοπική εμπειρία δείχνει ότι κάθε αύξηση της εφαρμογής των τελών χρήσης ή των τιμών αντιμετωπίζεται με αντιδράσεις από εκείνους που μέχρι τώρα έχουν λάβει αυτές τις υπηρεσίες με μηδενικό κόστος. Φαίνεται, επίσης, ότι οι συντονισμένες προσπάθειες για την μετάβαση σε χρέωση των χρηστών (τιμή) ως ένα φορολογικό σύστημα εσόδων λαμβάνει ελάχιστη ή καμία υποστήριξη από τους πολιτικούς, παρά τα εμπορικά και άλλα πλεονεκτήματα και τη διανεμητική αποτελεσματικότητά της (Mitchell, 2012). Κριτήρια για την προτίμηση της φορολογικής πολιτικής αντί της τιμολόγησης είναι τα ακόλουθα (Mitchell, 2012): Όταν το βραχυπρόθεσμο οριακό κόστος μιας επιπλέον μονάδας προϊόντος είναι μηδενικό και η τιμή της ελαστικότητας ζήτησης για το αγαθό είναι υψηλά ανελαστική, προτιμάται γενικά η φορολόγηση χρήσης. Η τιμολόγηση χρήσης των οιονεί δημόσιων αγαθών με κοινά χαρακτηριστικά κατανάλωσης θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια σοβαρή έλλειψη προσφοράς του εμπορεύματος. Για παράδειγμα, η εγκατάσταση διοδίων σε δρόμους χωρίς επαρκείς κυκλοφοριακούς φόρτους θα μπορούσε να έχει ως 128

149 αποτέλεσμα υψηλά τέλη διοδίων και κατά συνέπεια μείωση της χρήσης του οδικού δικτύου. Το κόστος της χορήγησης ενός συστήματος τιμολόγησης των χρηστών μπορεί να είναι απαγορευτικό σε σύγκριση με το γενικό φορολογικό σύστημα χρηματοδότησης. Οι αναδιανεμητικοί στόχοι μιας κυβέρνησης τάσσονται υπέρ του γενικού φορολογικού συστήματος χρηματοδότησης όσον αφορά τα οιονεί δημόσια αγαθά. 6.2 Αξιολόγηση μεθόδων συντήρησης και απόδοσης οδοστρώματος Η Διαχείριση Οδοστρωμάτων, με την ευρύτερη έννοια του όρου, περιλαμβάνει όλες τις δραστηριότητες που αφορούν τον μακροπρόθεσμο προγραμματισμό, το σχεδιασμό, την κατασκευή, συντήρηση και αποκατάσταση του τμήματος του οδοστρώματος ενός προγράμματος δημοσίων έργων. Η Συντήρηση Οδοστρωμάτων είναι, ως εκ τούτου, μια ειδική συνιστώσα της Διαχείρισης Οδοστρωμάτων, που δίνει έμφαση στην επέκταση της διάρκειας ζωής των οδοστρωμάτων μέσω της χρήσης της προληπτικής συντήρησης και μικρότερων δραστηριοτήτων αποκατάστασης (Luhr et al., 2010). Ακόμα κι αν δεν είναι δυνατόν να διαχωριστεί η Συντήρηση Οδοστρωμάτων από τη διαδικασία Διαχείρισης Οδοστρωμάτων, υπάρχει σημαντικό όφελος από τη βελτιστοποίηση των δραστηριοτήτων που σχετίζονται με τη Συντήρηση Οδοστρωμάτων. Κάθε οικονομική επέκταση της διάρκειας ζωής ενός οδοστρώματος έχει σημαντικό όφελος στο μακροπρόθεσμο κόστος του κύκλου ζωής του. Οι προληπτικές εργασίες συντήρησης μπορεί να παρατείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του οδοστρώματος (ή να το προφυλάξουν από την πρόωρη αστοχία) (Luhr et al., 2010). Αυτή η έννοια, της εκτέλεσης συντηρήσεων κατά τη διάρκεια της ζωής ενός οδοστρώματος, απεικονίζεται στο Σχήμα 6.1, όπου η έγκαιρη συντήρηση είναι λιγότερο δαπανηρή από την αποκατάσταση που θα εκτελεστεί αφού η δομή έχει επιδεινωθεί (Luhr et al., 2010). 129

150 Εικόνα 6.1: Επίδραση του χρόνου συντήρησης στο επίπεδο εξυπηρέτησης (Πηγή: Luhr et al., 2010) Δημιουργία προβλήματος βελτιστοποίησης Ο εντοπισμός του σημείου στο οποίο επιτυγχάνεται η καλύτερη απόδοση του οδοστρώματος με το χαμηλότερο μακροπρόθεσμο κόστος, μπορεί να γίνει με τη διαμόρφωση ενός προβλήματος βελτιστοποίησης (Luhr et al., 2010). Για την ποσοτικοποίηση της απόδοσης ενός οδοστρώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας δείκτης της κατάστασής του. Το Υπουργείο Μεταφορών της Πολιτείας της Ουάσιγκτον (Washington State Department of Transportation, WSDOT) χρησιμοποιεί τρεις δείκτες κατάστασης για την αξιολόγηση της απόδοσης της ασφαλτικής στρώσης του οδοστρώματος: PSC (για δομή του οδοστρώματος, κυρίως ρωγμές), PPC (για το προφίλ του οδοστρώματος, ή τραχύτητα), και PRC (για οδοστρώματα με αυλακώσεις). Όλα αυτά ποσοτικοποιούνται σε μια κλίμακα από 0 έως 100, και το Σύστημα Διαχείρισης των Οδοστρωμάτων της Πολιτείας της Ουάσιγκτον (Washington State Pavement Management System, WSPMS) εκτιμά ότι η αποκατάσταση είναι απαραίτητη όταν ένας από τους τρεις δείκτες φτάνει την τιμή των 50. Η αξία των 50, αρχικά, δικαιολογείται από την αξιολόγηση του κύκλου ζωής των διαφορετικών τιμών «ενεργοποίησης», αλλά αυτή η διαδικασία έχει, επίσης, χρησιμοποιηθεί για πολλά χρόνια στο WSDOT και ιστορικά έχει αποδειχθεί ότι είναι μια αποτελεσματική πολιτική για την αποκατάσταση του οδοστρώματος (Luhr et al., 2010). 130

151 Αντί για τον καθορισμό του επιπέδου του δείκτη κατάστασης οδοστρώματος στο 50 ως περιορισμό, θα ήταν δυνατόν να μεγιστοποιηθεί η περιοχή κάτω από την καμπύλη του δείκτη κατάστασης οδοστρώματος ως η αντικειμενική συνάρτηση βελτιστοποίησης του προβλήματος (Εικόνα 6.2) (Luhr et al., 2010). Εικόνα 6.2: Μεγιστοποίηση της περιοχής κάτω από την καμπύλης απόδοσης (Πηγή: Luhr et al., 2010) Η έναρξη των σοβαρών δημοσιονομικών περιορισμών, ιδιαίτερα κατά τα τελευταία αρκετά χρόνια, όταν οι τιμές των κατασκευών έγιναν πολύ ασταθείς και έθεσαν σοβαρούς περιορισμούς στον αριθμό των έργων που μπορεί να χορηγηθούν για ένα δεδομένο έτος, άσκησαν καθοδικές πιέσεις σχετικά με τους στόχους απόδοσης των οδοστρωμάτων. Υπάρχει πίεση για ώθηση του δείκτη κατάστασης του οδοστρώματος σε χαμηλότερα επίπεδα ενεργοποίησης, επειδή απλά τα κεφάλαια δεν είναι διαθέσιμα για την εφαρμογή της βέλτιστης στρατηγικής αποκατάστασης. Έτσι, η αντικειμενική συνάρτηση αλλάζει από τη μια τη μεγιστοποίηση της απόδοσης υπό το πλαίσιο των περιορισμών του προϋπολογισμού, και από την άλλη την ελαχιστοποίηση του μακροπρόθεσμου κόστους κάτω από τους ελάχιστους περιορισμούς απόδοσης. Πρακτικά, οι ελάχιστες απαιτήσεις απόδοσης βασίζονται συνήθως στην ασφάλεια και την πολιτική πίεση. Αν οι δρόμοι επιδεινωθούν σε μια τόσο κακή κατάσταση που δεν είναι πια ασφαλείς ή πολλοί πολίτες διαμαρτύρονται, τότε ο περιορισμός των επιδόσεων έχει επιτευχθεί (Luhr et al., 2010). 131

152 Για τους σκοπούς της διαχείρισης των οδοστρωμάτων, μια αυθαίρετη τιμή του δείκτη ενεργοποίησης της κατάστασης του οδοστρώματος θα μπορούσε να επιλεγεί ως ο ελάχιστος περιορισμός απόδοσης. Ωστόσο, αυτό μπορεί να μην είναι απαραίτητο. Αν η έννοια που φαίνεται στην Εικόνα 6.1 είναι σωστή, τότε το υψηλότερο κόστος της εκτέλεσης αποκαταστάσεις μετά την κατασκευή του οδοστρώματος, το οποίο έχει καταστραφεί εξαιτίας της αναβαλλόμενης συντήρησης, θα περιορίσει την πιθανότητα το οδόστρωμα να είναι σε τόσο κακή κατάσταση, ώστε να μην είναι ασφαλές ή σε αποδεκτή κατάσταση (Luhr et al., 2010). Οι μεταβλητές απόφασης του προβλήματος βελτιστοποίησης είναι οι εργασίες συντήρησης και αποκατάστασης. Εδώ δημιουργείται πρόβλημα, αν χρησιμοποιείται κοινός ορισμός για τη Συντήρηση Οδοστρωμάτων, η οποία περιλαμβάνει μόνο την προληπτική συντήρηση, τη συντήρηση ρουτίνας, και μικρές αναπλάσεις (ορίζεται ως η μη σημαντική αύξηση της δομής του οδοστρώματος). Είναι αδύνατο να διαχωρίσουμε την προληπτική συντήρηση από μεγάλες ή μικρές αναπλάσεις στην αξιολόγηση της μακροπρόθεσμης στρατηγικής για ένα οδόστρωμα. Ακόμα κι αν η προληπτική συντήρηση είναι συνήθως πολύ χαμηλότερου κόστους, θα επηρεάσει το χρονοδιάγραμμα των πιο δαπανηρών θεραπειών αποκατάστασης, για αυτό πρέπει και οι δύο δραστηριότητες να συμπεριληφθούν στη συνολική ανάλυση κόστους του κύκλου ζωής της στρατηγικής του οδοστρώματος (Luhr et al., 2010). Η μεταβλητή απόφασης γίνεται: ποιά δραστηριότητα συντήρησης/αποκατάστασης έχει επιλεγεί, και πότε υλοποιείται; Μια ενδεικτική λίστα των δυνητικών δραστηριοτήτων είναι (Luhr et al., 2010): Σφράγιση ρωγμών Σφράγιση ρωγμών και επιδιόρθωση Πολτός στεγανοποίησης Ασφαλτική επικάλυψη (chip seal) Λεπτοτάπητας Microsurfacing Φρεζάρισμα (milling) Φρεζάρισμα και πλήρωση (μικρή ή μεγάλη) (mill & fill) Επικάλυψη (μικρή ή μεγάλη) Ανακατασκευή Κάθε μία από αυτές τις δραστηριότητες έχει ένα κόστος στον οργανισμό και ένα σχετικό κόστος χρήσης (ανάλογα με τις συνθήκες κυκλοφορίας και κατασκευής). Εξετάζοντας την επίδραση των μεταβλητών απόφασης στην αντικειμενική συνάρτηση διαπιστώνεται πως στο σημείο αυτό, το πρόβλημα βελτιστοποίησης δεν 132

153 είναι υπερβολικά περίπλοκο. Η αντικειμενική συνάρτηση έχει απλοποιηθεί σε μια συνάρτηση ελαχιστοποίησης του μακροπρόθεσμου (κύκλου ζωής) κόστους, και είναι δυνατόν να δημιουργεί κόστος για όλες τις πιθανές δραστηριότητες. Η δυσκολία εμφανίζεται στον προσδιορισμό της επίδρασης κάθε μίας δραστηριότητας στην απόδοση/κατάσταση του οδοστρώματος συγκριτικά με την επόμενη δραστηριότητα συντήρησης/αποκατάστασης, καθώς και της επιρροής που ασκεί το χρονοδιάγραμμα της μιας δραστηριότητας στο χρονοδιάγραμμα της επόμενης (Luhr et al., 2010). Το ζήτημα αυτό, δηλαδή το πώς σχετίζονται οι δραστηριότητες συντήρησης (μεταβλητές απόφασης) με την απόδοση του οδοστρώματος, μπορεί να ονομαστεί η «αποτελεσματικότητα της συντήρησης». Ο λόγος που την καθιστά δύσκολη στην ποσοτικοποίησή της είναι το μεγάλο εύρος παραγόντων που επηρεάζουν την απόδοση του του οδοστρώματος, καθώς είναι πολύ δύσκολο να διαχωριστούν τα «συγκεχυμένα αποτελέσματα» από αυτούς τους παράγοντες και να οριστούν συγκεκριμένες σχέσεις αιτίας αποτελέσματος για διάφορες δραστηριότητες συντήρησης (Luhr et al., 2010). Η συλλογή και ανάλυση των δεδομένων που σχετίζονται με την αποτελεσματικότητα και την απόδοση της συντήρησης του οδοστρώματος είναι ένα πολύ δύσκολο έργο. Ακόμα κι αν οι ενότητες της μελέτης είναι στατιστικά σχεδιασμένες, το οποίο αποτελεί μια σημαντική βελτίωση σε σχέση με ιστορικά δεδομένα από τις βάσεις δεδομένων, διάφοροι άλλοι παράγοντες παρεμβαίνουν με τη σαφή μοντελοποίηση των δεδομένων (Luhr et al., 2010): Η διακύμανση στην κατάσταση των δεδομένων της έρευνας, Η φυσική διακύμανση στις δομές του οδοστρώματος, Η δυσκολία στην χρήση βάσεων δεδομένων της διαχείρισης οδοστρωμάτων Ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής Η ανάλυση κόστους του κύκλου ζωής (Life-Cycle Cost Analysis) είναι μια βασική μεθοδολογία για την αξιολόγηση των εναλλακτικών στρατηγικών αποκατάστασης του οδοστρώματος. Τα βήματα που εμπλέκονται στη μεθοδολογία της LCCA έχουν ως εξής (Walls and Smith, 1998): 1. Καθορισμός εναλλακτικών στρατηγικών σχεδιασμού, 2. Προσδιορισμός της συχνότητας (χρόνου) της δραστηριότητας, 3. Εκτίμηση του κόστους του οργανισμού, 4. Εκτίμηση του κόστους χρήσης, 133

154 5. Καθορισμός του κόστους του κύκλου ζωής. Το πρώτο βήμα στη διαδικασία της LCCA είναι ο καθορισμός των ρεαλιστικών επιλογών σχεδιασμού. Για κάθε πιθανή επιλογή, είναι σημαντικό να καθορίστουν οι αρχικές δραστηριότητες κατασκευής ή αποκατάστασης, καθώς και να προβλεφθούν οι μελλοντικές δραστηριότητες αποκατάστασης και συντήρησης και οι συχνότητες αυτών των επιμέρους δράσεων. Ως εκ τούτου, πρέπει να δημιουργηθεί ένα πρόγραμμα δραστηριοτήτων για κάθε επιλογή του σχεδιασμού. Το επόμενο βήμα είναι να εκτιμηθεί το κόστος για όλες τις δραστηριότητες. Συνιστάται να συμπεριλαμβάνονται όχι μόνο τα άμεσα έξοδα του οργανισμού (δραστηριότητες κατασκευής ή συντήρησης), αλλά και το κόστος του χρήστη, έτσι ώστε να παρέχεται μια καλύτερη εικόνα των επιπτώσεων της συντήρησης/επισκευής (Hass, Tighe and Falls, 2005). Μετά τον προσδιορισμό του κόστους για κάθε πιθανή επιλογή, μπορεί να υπολογιστεί το συνολικό κόστος του κύκλου ζωής για κάθε ανταγωνιστική εναλλακτική λύση. Η LCCA χρησιμοποιεί την προεξόφληση να μετατρέψει τις μελλοντικές δαπάνες σε παρούσες αξίες, έτσι ώστε το κόστος ζωής των διαφόρων εναλλακτικών λύσεων να μπορεί να συγκριθεί άμεσα. Στην Εικόνα 6.3 φαίνονται ενδεικτικά οι δαπάνες που θα μπορούσαν να συμπεριληφθούν στον υπολογισμό, καθώς και η διαδικασία της LCCA. Όλα τα έξοδα της LCCA χωρίζονται σε τέσσερις ομάδες: την κατασκευή, τον οργανισμό, τον χρήστη και το περιβαλλοντικό κόστος. Τα έξοδα αυτά υπολογίζονται ξεχωριστά για κάθε ανταγωνιστική εναλλακτική λύση. Αν μία από τις εναλλακτικές λύσεις δεν περιλαμβάνει κάποιο κόστος, τότε και οι άλλες πρέπει να εξαιρέσουν αυτό το κόστος: μόνο τότε μπορούν οι εναλλακτικές λύσεις είναι δίκαια συγκρίσιμες. Για παράδειγμα, εάν μία εναλλακτική λύση περιλαμβάνει την οδική σήμανση στην LCCA, τότε και οι άλλες εναλλακτικές λύσεις πρέπει να την συμπεριλάβουν. Ορισμένες από τις δαπάνες που μπορεί να είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθούν, η ένταξή τους είναι προαιρετική. Για τη δίκαιη σύγκριση όλων των δυνατοτήτων, η περίοδος ανάλυσης και το προεξοφλητικό επιτόκιο πρέπει να είναι ίδια για όλες τις εναλλακτικές λύσεις. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για να συγκρίνουν το κόστος κύκλου ζωής. Η πιο συνηθισμένη είναι η μέθοδος της Καθαρής Παρούσας Αξίας ΚΠΑ (NPW, Net Present Worth), η σχέση κόστους-οφέλους (λόγος Β/C), ο εσωτερικός βαθμός απόδοσης (IRR, Internal Rate of Return), και η μέθοδος του Ισοδύναμου Συνολικού Ετήσιου Κόστους (EUAC, Equivalent Uniform Annual Cost), με τις πιο δημοφιλείς να είναι οι μεθόδοι του IRR και της NPW. 134

155 Στις συνιστώσες της οικονομικής ανάλυσης συγκαταλέγονται: η επιλογή της μεθόδου αξιολόγησης, ο ορισμός της περιόδου ανάλυσης (τουλάχιστον 35 έτη), ο προσδιορισμός του επιτοκίου προεξόφλησης και η υλοποίηση της ανάλυσης ευαισθησίας. Εικόνα 6.3: Διάγραμμα ροής της διαδικασίας ανάλυσης κόστους κύκλου ζωής (LCCA) για την επιλογή τύπου οδοστρώματος (Πηγή: Scheving, 2011) Στις περισσότερες αξιολογήσεις του κόστους του κύκλου ζωής, το κόστος της προληπτικής συντήρησης είναι μικρό σε σύγκριση με την αποκατάσταση ή τα κόστη του χρήστη, ώστε σπάνια ελέγχονται οι μακροπρόθεσμες δαπάνες. Ωστόσο, εάν λαμβάνεται το αποτέλεσμα της προληπτικής συντήρησης στη διάρκεια ζωής του οδοστρώματος, τότε η επίδραση της συντήρησης στο κόστος του κύκλου ζωής γίνεται σημαντική (Luhr et al., 2010). Για παράδειγμα, εάν η διάρκεια ζωής μιας αποκατάστασης των $ ανά λωρίδα μιλίων αναμένεται να είναι 15 χρόνια, τότε το Ισοδύναμο Ενιαίο Ετήσιο Κόστος (Equivalent Uniform Annual Cost, EUAC) για την απόδοση της περιόδου αυτής είναι $ ανά έτος (υποθέτοντας 4% επιτόκιο προεξόφλησης). Εάν εφαρμοστεί κάποιο είδος προληπτικής συντήρησης που επεκτείνει τη διάρκεια ζωής 135

156 κατά ένα έτος (έως 16 έτη), τότε η EUAC γίνεται $ ετησίως (μείωση 4,5%). Έτσι, εφόσον η προληπτική συντήρηση (και συναφείς δαπάνες του χρήστη) δεν κοστίζει περισσότερο από 800 $ EUAC, τότε η δραστηριότητα συντήρησης είναι αποδοτική (καθαρό όφελος > 0 $). Η έννοια της ποσοστιαίας μεταβολής της EUAC ως συνάρτηση της αλλαγής της διάρκειας ζωής κατά ένα έτος απεικονίζεται στην Εικόνα 6.4 Το παράδειγμα που περιγράφεται στα 16 έτη φαίνεται επίσης στην εικόνα (Luhr et al., 2010). Εικόνα 6.4: Ποσοστιαία μεταβολή της EUAC ως συνάρτηση της αλλαγής του χρόνου ζωής του οδοστρώματος κατά ένα έτος (Luhr et al., 2010) Για να αξιολογηθεί η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας των προληπτικών δραστηριοτήτων συντήρησης σε διαφορετικές χρονικές στιγμές στη διάρκεια ζωής μιας κατασκευής του οδοστρώματος, μια σειρά από δραστηριότητες, δαπάνες, και χρονοδιαγράμματα αναλύθηκαν κατά τον προσδιορισμό της EUAC του κύκλου ζωής για κάθε σενάριο. Το τροποποιημένο σενάριο τότε ήταν σε σύγκριση με το "do nothing" βασικό σενάριο με κόστος αποκατάστασης $ ανά λωρίδα μιλίων και διάρκεια ζωής 15 έτη. Τα διάφορα σενάρια αναπτύχθηκαν μεταβάλοντας τους ακόλουθους παράγοντες (Luhr et al., 2010): Τύπος δραστηριότητας συντήρησης: σφράγιση ρωγμών (crack sealing), σφράγιση ρωγμών και τοπικές επισκευές (crack sealing & patching), λεπτοτάτητας (chip seal)), Έτος της δραστηριότητας συντήρησης: (έτος 5, έτος 10, έτος 15), 136

157 Κόστος της δραστηριότητας συντήρησης: (5.000 $, $, $ ανά λωρίδα μιλίων). Έτη προσθήκης στη διάρκεια ζωής του οδοστρώματος, λόγω της συντήρησης: (από 0 έως 10 έτη, ανάλογα με το σενάριο). Ο Πίνακας 6.1 παραθέτει τα διάφορα σενάρια, και τα αποτελέσματα: Καθαρή διαφορά της EUAC (εκφρασμένη σε $ / έτος), Καθαρή ποσοστιαία διαφορά σε EUAC, Συντελεστής οφέλους/κόστους (υπολογίζεται από το όφελος EUAC διαιρούμενο με το κόστος της θεραπείας συντήρησης) 137

158 Πίνακας 6.1: Συνδυασμοί παραγόντων στα διαφορετικά σενάρια για την αξιολόγηση του κόστους - αποτελεσματικότητας (Πηγή: Luhr et al., 2010) Τύπος συντήρησης που εκτελέσθηκε Κόστος μελλοντικής συντήρησης (ανά λωρίδα μιλίων) Αξία συντήρησης Επισκευάσιμη αξία ζωής που προστέθηκε από την εκτέλεση της συντήρησης (έτη) Συνολική επισκευάσιμη ζωή πριν την αποκατάσταση (έτη) Έτη μελλοντικής εκτελούμενης συντήρησης (έτη) Καθαρό όφελος (Δ EUAC) Καθαρό όφελος EAUC (%) Δ Οφέλους / Παράγοντα Κόστους Do nothing $ - Μέγιστη $ - 0,0% 0,0 Do nothing $ - Μέση $ - 0,0% 0,0 Do nothing $ - Χωρίς όφελος $ - 0,0% 0,0 Σφράγιση ρωγμών $ Μέγιστη $ ,5% 13,1 Σφράγιση ρωγμών $ Μέγιστη $ ,1% 10,8 Σφράγιση ρωγμών $ Μέγιστη $ ,6% 7,0 Σφράγιση ρωγμών $ Μέση $ ,4% 6,9 Σφράγιση ρωγμών $ Μέση $ ,3% 5,7 Σφράγιση ρωγμών $ Μέση $ 560 3,1% 3,3 Σφράγιση ρωγμών $ Χωρίς όφελος $ ,1% 0,0 Σφράγιση ρωγμών $ Χωρίς όφελος $ ,7% 0,0 Σφράγιση ρωγμών $ Χωρίς όφελος $ ,4% 0,0 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Μέγιστη $ ,9% 6,6 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Μέγιστη $ ,7% 5,4 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Μέγιστη $ ,2% 6,5 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Μέση $ ,6% 3,4 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Μέση $ ,8% 2,9 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Μέση $ ,3% 3,5 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Χωρίς όφελος $ ,1% 0,0 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Χωρίς όφελος $ ,4% 0,0 Σφράγιση ρωγμών και μπαλώματα $ Χωρίς όφελος $ ,8% 0,0 Λεπτοτάτητας chip seal $ Μέγιστη $ ,7% 2,8 Λεπτοτάτητας chip seal $ Μέγιστη $ ,5% 3,4 Λεπτοτάτητας chip seal $ Μέγιστη $ ,3% 3,5 Λεπτοτάτητας chip seal $ Μέση $ ,9% 1,5 Λεπτοτάτητας chip seal $ Μέση $ ,1% 1,8 Λεπτοτάτητας chip seal $ Μέση $ ,4% 1,9 Λεπτοτάτητας chip seal $ Χωρίς όφελος $ ,4% 0,0 Λεπτοτάτητας chip seal $ Χωρίς όφελος $ ,8% 0,0 Λεπτοτάτητας chip seal $ Χωρίς όφελος $ ,7% 0,0 138

159 Τα αποτελέσματα της ανάλυσης που φαίνονται στον Πίνακα 6.1 δείχνουν ότι σημαντική εξοικονόμηση κόστους μπορεί να πραγματοποιηθεί με τα περισσότερα σενάρια θεραπειών συντήρησης. Τα σενάρια με το ελάχιστο επίπεδο (δεν υπάρχει αλλαγή στη διάρκεια ζωής ως αποτέλεσμα της θεραπείας συντήρησης) είναι οι μόνες περιπτώσεις που δείχνουν μια απώλεια (αρνητική καθαρή EUAC), όπως ήταν αναμενόμενο. Όλα τα άλλα σενάρια εμφάνισαν θετικό καθαρό όφελος (όπου οι αποταμιεύσεις σε EUAC ήταν μεγαλύτερες από το κόστος της θεραπείας συντήρησης) (Luhr et al., 2010). Εικόνα 6.5: Καθαρή όφελος σε EUAC (και νεκρό σημείο) σε συνάρτηση με το είδος της συντήρησης (Πηγή: Luhr et al., 2010) Στην Εικόνα 6.5 απεικονίζεται το «νεκρό σημείο» (breakeven point), που είναι ο αριθμός των ετών που αυξάνει τη διάρκεια ζωής των υπηρεσιών, στον οποίο έχει ισορροπήσει το κόστος της δραστηριότητας συντήρησης. Η εικόνα δείχνει ότι μόνο ένα επιπλέον έτος ζωής απαιτείται για την «πληρωμή» των λιγότερο ακριβών δραστηριοτήτων της σφράγισης ρωγμών και επιδιόρθωσης μπαλωμάτων. Μόνο τρία επιπλέον χρόνια ζωής του οδοστρώματος απαιτείται για την αποπληρωμή του λεπτοτάπητα chip seal. Παρόλο που τα αποτελέσματα του γραφήματος προέρχονται μόνο από ένα συγκεκριμένο σύνολο σεναρίων της εφαρμογής, σε γενικές γραμμές δείχνουν ότι το χαμηλό κόστος της προληπτικής συντήρησης εύκολα ισορροπείται με μικρές μόνο αυξήσεις στη ζωή του οδοστρώματος (Luhr et al., 2010). 139

160 Η αξιολόγηση του καθαρού οφέλους (όπου καθορίζονται οι EUAC των δαπανών) είναι ο καλύτερος τρόπος σύγκρισης των διαφορετικών στρατηγικών των οδοστρωμάτων και του κόστους του κύκλου ζωής, καθώς προβλέπει τη στρατηγική με το χαμηλότερο κόστος. Ωστόσο, εάν τα κεφάλαια δεν είναι διαθέσιμα για την υλοποίηση της στρατηγικής με το χαμηλότερο κόστος, τότε μια υποκατηγορία με «βέλτιστες στρατηγικές» μπορεί να είναι η καλύτερη εναλλακτική λύση. Αυτό το είδος της αξιολόγησης αναλύεται καλύτερα με τη χρήση του λόγου οφέλους-κόστους (Luhr et al., 2010) Συμπεράσματα Συνολικά, διαπιστώνεται πως υπάρχουν ακόμη πολλά άγνωστα στη σχέση μεταξύ της συντήρησης και της απόδοσης του οδοστρώματος. Η προληπτική συντήρηση μπορεί να αποδειχθεί ως μια οικονομικά αποδοτική δραστηριότητα, όταν η σχέση αιτίου αποτελέσματος μεταξύ της συντήρησης και της απόδοσης του οδοστρώματος είναι κατανοητή. Επειδή οι δραστηριότητες της προληπτικής συντήρησης είναι μικρού κόστους, χωρούν μόνο μικρές βελτιώσεις στην απόδοση του οδοστρώματος για να ισορροπήσουν το κόστος της συντήρησης. Η πιο δύσκολη πτυχή αυτής της ανάλυσης είναι να προσδιορίσει πότε και πώς διαφορετικές δραστηριότητες συντήρησης επηρρεάζουν την απόδοση του οδοστρώματος, και κατά πόσο. Σημαντικές μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί χωρίς οριστικά συμπεράσματα για την αποτελεσματικότητα της συντήρησης. Αναπτύχθηκαν γενικές κατευθυντήριες γραμμές σχετικά με τις βέλτιστες πρακτικές, αλλά χρειάζεται περισσότερη ποσοτικοποίηση όσον αφορά την αποτελεσματικότητα των διαφορετικών τύπων της προληπτικής συντήρησης (Luhr et al., 2010). Ένας από τους κύριους λόγους που καθιστά δύσκολο τον προσδιορισμό της σχέσης αιτίας-αποτελέσματος μεταξύ της συντήρησης και της απόδοσης του οδοστρώματος είναι η μεγάλη ποικιλία στη δομή του οδοστρώματος, και στις δραστηριότητες συντήρησης και την απόδοση του οδοστρώματος, με αποτέλεσμα από τα δεδομένα αυτά δύσκολα να προσδιορίζονται συγκεκριμένα συμπεράσματα. Συνεχώς ερευνάται η βελτίωση των μεθόδων με τη μελέτη της απόδοσης των θεραπειών συντήρησής τους. Οι μετρήσεις που λαμβάνονται και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στην ανάλυση πρέπει να γίνονται προσεκτικά, ώστε να διαχωρίζονται οι επιδράσεις της μεταβλητότητας των δεδομένων (Luhr et al., 2010). Η συντήρηση των οδοστρωμάτων είναι μια εξαιρετικά σημαντική πτυχή της διαχείρισης των οδοστρώματων, και θα πρέπει να αξιολογείται στο πλαίσιο του 140

161 κόστους του κύκλου ζωής και της απόφασης για την αποκατάστασή τους. Σε πολλές περιπτώσεις, το αρχικό κόστος κατασκευής είναι ο κύριος παράγοντας εξέτασης, καθώς μπορεί να μην ληφθούν οι μελλοντικές δαπάνες συντήρησης και αποκατάστασης. Με την αξιολόγηση του κόστους του κύκλου ζωής, όμως, μακροπρόθεσμα επιτυγχάνεται εξοικονόμηση χρημάτων (Scheving, 2011). Καθώς η πρόοδος στην κατανόηση των σχέσεων συντήρησης συνεχίζει, η βελτιστοποίηση των στρατηγικών διαχείρισης του οδοστρώματος είναι πιο εύκολη να επιτευχθεί (Luhr et al., 2010). Να σημειωθεί, ακόμη, ότι οι παράγοντες κόστους είναι διαφορετικοί για κάθε χώρα και δεν είναι εύκολο να γίνει ακριβής εκτίμηση για όλους τους παράγοντες κόστους, ειδικά για παράδειγμα σε περιπτώσεις οδοστρωμάτων σκυροδέματος για περιοχές που δεν εφαρμόζονται ευρέως, λόγω της έλλειψης εμπειρίας για το υλικό αυτό. Επίσης, υπάρχουν αβεβαιότητες που εμπλέκονται στην εκτίμηση του μελλοντικού κόστος των υλικών και της εργασίας. Θα πρέπει να αναφερθεί, τέλος, ότι η τιμή του υλικού είναι ένα πολύ ευαίσθητο θέμα, το οποίο συνήθως εξαρτάται από το μέγεθος του έργου και τη θέση του (Scheving, 2011). 6.3 Αποδοτικότητα μικρών και συχνών έναντι μεγάλων και αραιών συντηρήσεων οδοστρωμάτων Απαντώντας στο ερώτημα αν οι περιοδικές, μικρές συντήρησεις είναι περισσότερο συμφέρουσες από ότι μια μακροπρόθεσμη, μεγάλη συντήρηση λαμβάνεται υπόψιν σύμφωνα με την έρευνα των Heggie και Vickers (1998) ότι η κακή συντήρηση των δρόμων αυξάνει επιπλέον το μακροπρόσθεσμο κόστος της συντήρησης του οδικού δικτύου. Για πάραδειγμα, υλοποιώντας συντηρήσεις στο οδόστρωμα κάθε 15 έτη το κόστος αντιστοιχεί περίπου σε $/km. Αν ο δρόμος επιτραπεί να επιδεινωθεί για μια περίοδο μεγαλύτερη των 15 ετών, τότε το κόστος της αποκατάστασής του θα είναι περίπου $/km. Αυτό σημαίνει, δηλαδή, ότι η αποκατάσταση των οδών κάθε έτη έχει μεγαλύτερο από το τριπλάσιο κόστος, και είναι 35% ακριβότερη σε όρους καθαράς παρούσας αξίας με ετήσιο επιτόκιο 12%. Στο ίδιο συμπέρασμα καταλήγει και η μελέτη των Li, Luhr, Mahoney και Uhlmeyer (2013) αναφέροντας πως η συνεχιζόμενη υποχρηματοδότηση της αποκατάστασης του οδοστρωμάτων δημιουργεί μεγάλες καθυστερήσεις στα έργα, οι οποίες τελικά μειώνουν την ποιότητα του οδικού δικτύου και οδηγούν σε υπέρογκο μακροπρόθεσμο κόστος λόγω της ανάγκης αντικατάστασης πια του οδοστρώματος. 141

162 6.3.1 Εφαρμογή Ακολούθως παρατίθεται μέσω της εφαρμογής του Rispen (2012) στο οδικό δίκτυο της περιοχής Drum Point η μεθοδολογία της αξιολόγησης των μεθόδων της περιοδικής αναζωογόνησης και της μακροπρόσθεσμης επαναδιάστρωσης των οδοστρώματων. Η αναζωογόνηση ενός οδοστρώματος παρατείνει τη διάρκεια ζωής του από 15 έως σχεδόν 30 χρόνια. Η ανάγκη αναζωογόνησης ενός οδοστρώματος είναι κατά μέσον όρο 5 έτη από τη διάστρωση ή την επαναδιάστρωσή του. Αν αυτό δεν καταστεί δυνατό, σημαίνει ότι θα δημιουργηθεί η ανάγκη της εκ νέου διάστρωσης της επιφάνειας της οδού σε 5 8 χρόνια με πολύ μεγαλύτερο κόστος. Ενδεικτικά, αναφέρεται πως το κόστος της αναζωογόνησης είναι $ και το κόστος της επαναδιάστρωσης είναι $. Αυτό συνεπάγεται ότι δεν επιδέχεται αναβολή και η αναζωογόνηση πρέπει να εφαρμοστεί πριν το οδόστρωμα επιδεινωθεί σημαντικά λόγω γήρανσης. Η διαδικασία της αναζωογόνησης είναι οικονομικά αποδοτική για την παράταση της ζωής των δρόμων, αν εφαρμοστεί εγκαίρως ανθεκτικά οδοστρώματα. (Li et al., 2013). Πρέπει να εφαρμοστεί πριν γίνουν ορατές οι επιπτώσεις της γήρανσης, μετά από τρία ή περισσότερα χρόνια από την αρχική διάστρωση της επιφάνειας της οδού, ενώ η επιφάνεια πρέπει να εμφανίζει μόνο μικρή απώλεια των επιφανειακών αδρανών και τριχοειδείς ρωγμές με αλλιγατορικό σχήμα λιγότερες από το 10% της επιφάνειας. Η καλή διαχείριση των δρόμων απαιτεί συντήρηση των ασφαλτικών επικαλύψεων των οδοστρωμάτων. Η αναζωογόνηση έχει αξιολογηθεί και χρησιμοποιείται παγκοσμίως. Τα πενήντα χρόνια χρήσης της δείχνουν ότι είναι μια δοκιμασμένη μέθοδος για την παράταση της διάρκειας ζωής των οδοστρωμάτων με χαμηλό κόστος. Ο τρόπος δράσης της μεδόδους της αναζωογόνησης έχει ως εξής. Με το πέρασμα του χρόνου, η άσφαλτος υφίσταται γήρανση, τα στοιχεία πετρελαίου του συνδετικού υλικού οξειδώνονται και η άσφαλτος χάνει τις ελαστικές της ιδιότητες και γίνεται εύθραυστη, οπότε το οδόστρωμα εμφανίζει ρωγμές και μέσω των κύκλων ψύξηςαπόψυξης καταστρέφεται. Τότε, η αναζωογόνηση αντιστρέφει τη διαδικασία της γήρανσης με την προσθήκη των απαιτούμενων κλασμάτων πετρελαίου για την αύξηση της ελαστικότητας του συνδετικού υλικού. Σε αντίθεση με τις διαδικασίες σφράγισης, η αναζωογόνηση διαμορφώνεται έτσι ώστε τα απαραίτητα κλάσματα 142

163 πετρελαίου να συνεχίσουν την πορεία τους κάτω από την επιφάνεια του δρόμου και να ανανεώσουν το συνδετικό υλικό. Το κόστος της θεωρείται αποτελεσματικό, διότι είναι φθηνότερη η απόκτηση και η μεταφορά του χημικού προϊόντος για την αναζωογόνηση, το οποίο είναι μόνο ένα κλάσμα του συνδετικού υλικού, από ότι να πραγματοποιηθεί επίστρωση του οδοστρώματος (πάχους 2 ιντσών) με μίγμα αδρανών και συνδετικού υλικού ασφάλτου/πετρελαίου. Επιπλέον, η διαδικασία εφαρμογής της αναζωογόνησης είναι απλούστερη και φθηνότερη από ότι η επανακατασκευή του οδοστρώματος. Είναι γνωστά ότι: Το οδικό δίκτυο του Drum Point έχει 15,3 μίλια δρόμων. Πρόκειται για κανονικό οδόστρωμα σε ένα ημι-αγροτικό περιβάλλον και αναμένεται να διαρκέσει περίπου 15 χρόνια σε καλή κατάσταση. Η αναζωογόνηση των 15,3 μιλίων θα κοστίσει περίπου 2,30 $/γραμμικό πόδι (ή $/μίλι), με συνολικό κόστος $ (εκτίμηση εργολάβου). Εκτιμάται ότι η εκ νέου διάστρωση των 15,3 μίλιων πάχους 2 ιντσών με μίγμα στρώσης ασφάλτου και αδρανών θα κοστίσει τουλάχιστον 45,00 $/γραμμικό πόδι (ή $/μίλι), με συνολικό κόστος $. Αυτό το κόστος αφορά μόνο την νέα ασφαλτόστρωση. Συγκρίνοντας το κόστος της αναζωογόνησης με εκείνο του νέου οδοστρώματος, αν για παράδειγμα το ισόρροπο σημείο (break-even point) είναι 9 ¼ μήνες, η αναζωογόνηση «αποπληρώνεται», αν η διάρκεια ζωής του οδοστρώματος επεκταθεί 9 ¼ μήνες ή περισσότερο. Η εμπειρία έχει δείξει ότι η αναζωογόνηση, ορθά χρησιμοποιούμενη, προσθέτει 3 5 χρόνια ζωής σε ένα οδόστρωμα. Έτσι, ισχύουν: Εάν η αναζωογόνηση προσθέτει 1 χρόνο ζωής στην επιφάνεια του δρόμου, εξοικονομεί (1/15) x 45 $ = 3.00 $ / γραμμικό πόδι (το οποίο είναι ήδη κάτω του ισόρροπου σημείου). Εάν προσθέτει 3 χρόνια της ζωής στην επιφάνεια του δρόμου, εξοικονομεί (3/15) x 45 $ = 9 $ / γραμμικό πόδι. Εάν προσθέτει 5 χρόνια της ζωής στην επιφάνεια του δρόμου, εξοικονομεί (5/15) x 45 $ = 15 $ / γραμμικό πόδι. Έτσι, μία εφαρμογή της αναζωογόνησης, με κόστος 2,30 $ / γραμμικό πόδι μπορεί να αναμένεται για να σώσει μεταξύ 9 15 $ / γραμμικό πόδι του δρόμου και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του οδοστρώματος από 3 έως 5 χρόνια. 143

164 Ένας άλλος τρόπος είναι η γνώση του κόστους της προσθήκης μιας πλήρους 15 ετούς διάρκειας ζωής στο δρόμο. Η εφαρμογή αναζωογόνησης 4 φορές κατά τη διάρκεια των 15 ετών έχει συνολικό κόστος 9,28 $ / γραμμικό πόδι. Και κατόπιν, γίνεται σύγκριση αυτού με το κόστος του επαναδιάστρωσης της επιφάνειας του δρόμου για 45 $ / γραμμικό πόδι. Για τον υπολογισμό του κόστους της επαναδιάστρωσης του οδικού δικύου, εάν ο χρόνος ζωής του είναι 15 χρόνια, για να αντικατασταθεί 1 μίλι/έτος από τα 15,3 μίλια δρόμων κοστίζει περίπου $/έτος ( $/15). Ως εκ τούτου, όταν τα οδοστρώματα φθείρονται λόγω της γήρανσης της άσφαλτου, η υπεύθυνη υπηρεσία πρέπει να διαθέτει προϋπολογισμό $/έτος για 15 έτη, συνολικά $ επιπλέον από τις άλλες τρέχουσες δραστηριότητές της και τα έξοδα συντήρησης δρόμων. 6.4 Συμβολή νέων τεχνολογιών και τεχνικών στη μείωση του κόστους Από όποια οπτική και αν γίνει η προσέγγιση του ζητήματος, συμπεραίνεται πως η νέα τεχνολογία και οι νέες τεχνικές κατασκευής και συντήρησης οδοστρωμάτων συμμετέχουν αποτελεσματικά στην μείωση του κόστους. Πρώτα απ όλα, η χρήση ανακυκλώμενων ασφαλτικών στρώσεων ως συστατικά των νέων ασφαλτομιγμάτων έχει διπλό όφελος, οικονομικό και περιβαλλοντικό. Επιπλέον, στη χρήση των ανακυκλώμενων υλικών προστίθενται και αυτά που προέρχονται από άλλα είδη υλικών, όπως τα παλαιά ελαστικά οχημάτων, και τα οποία ενσωματώνονται στα ασφαλτομίγματα. Η συνεχής έρευνα επιχειρεί να εισαγάγει και εναλλακτικές μορφές ανακυκλώσιμων υλικών, όπως τα απορρίματα φυτικών ελαίων ή κόκκων καφέ, ως πρόσθετα συστατικά. Για την εφαρμογή μιας τέτοιας μορφής καινοτομίας σε ευρεία κλίμακα θα πρέπει, αφού πρώτα έχει διασφαλιστεί η ικανοποιητική αποδοτικότητα μέσω των τεχνικών χαρακτηριστικών που απαιτούνται (αντοχή, αντίσταση ολίσθησης, κλπ), να έχει επιτευχθεί ότι η επεξεργασία, η παραγωγή και η διάστρωση του νέου αυτού ασφαλτικού μίγματος θα γίνει με τέτοιο τρόπο, ώστε να είναι οικονομικότερος από τον συμβατό ή να αποτελεί συμφέρουσα λύση μετά από αξιολόγηση του κόστους του κύκλου ζωής του. Ακόμη, η τεχνολογική πρόοδος δημιουργεί νέο πλήρως εφοδιασμένο εξοπλισμό, ο οποίος σε πολλές περιπτώσεις μπορεί να συνδυάσει την εφαρμογή επιμέρους διαδοχικών εργασιών με τη χρήση ενός μηχανήματος. Έτσι, οι εργασίες πραγματοποιούνται με ταχύτητα, ακρίβεια και οικονομία. 144

165 Επιπλέον, εξοικονόμηση μπορεί να επιτευχθεί και μέσω της ενεργειακής εκμετάλλευσης του οδικού δικτύου. Για παράδειγμα, σημαντική πρόοδος γίνεται για την μείωση του λεγόμενου «Heat Island effect». Οι τεχνικές αυτές συνίστανται στη δημιουργία ενός οδοστρώματος υψηλής ανακλαστικότητας, όπως είναι η εκτέλεση εργασιών συντήρησης με υλικό ανοιχτού χρώματος, το οποίο απορροφά λιγότερη ακτινοβολία, δηλαδή θερμαίνεται λιγότερο, διατηρεί την επιφάνεια του οδοστρώματος κρύα, με αποτέλεσμα να σχηματίζει αυλακώσεις και να εμφανίζει γήρανση πιο αργά. Με αυτόν τον τρόπο, ο ρυθμός επιδείνωσης του οδοστρώματος μειώνεται σημαντικά, επομένως και η ανάγκη για συντήρηση, το οποίο με τη σειρά του συνεπάγεται την μείωση του κόστους. Ανάλογη εφαρμοφή, τέλος, αποτελεί η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών εντός της ασφαλτικής επιφάνειας, η οικονομική αξιολόγηση της οποίας πρέπει να διερευνηθεί. Και σε αυτή την περίπτωση η θερμοκρασία του οδόστρωματος διατηρείται σε χαμήλοτερα επίπεδα και επομένως, ο ρυθμός φθοράς λόγω των υψηλών θερμοκρασιών βαίνει μειούμενος, με αποτέλεσμα την μείωση του κόστους. 6.5 «Ανταπόδοση» του κόστους συντήρησης Το οικονομικό κόστος της κακής συντήρησης του οδικού δικτύου επιβαρύνει κυρίως τους χρήστες. Όταν επιτρέπεται η επιδείνωση της κατάστασης της οδού, κάθε χρηματική μονάδα που εξοικονομείται από την μη υλοποίηση της συντήρησης αυξάνει το κόστος μετακίνησης, καθώς και το καθαρό οικονομικό κόστος στο σύνολό της (Heggie and Vickers, 1998). Οι συνέπειες των χρηστών από την ελλειπή συντήρηση των οδοστρώματων επιδρούν σε τέσσερις παράγοντες (Παναγοπούλου, 2011): Το κόστος του χρόνου μετακίνησης, Το κόστος λειτουργίας του οχήματος, Το κόστος ατυχημάτων, Το κόστος δυσφορίας Κόστος του χρόνου μετακίνησης Ο χρόνος μετακίνησης αποτελεί βασικό μέτρο αξιολόγησης των συγκοινωνιακών έργων. Μια εκ των συνιστωσών που συντελούν στην καθυστέρηση του χρόνου διαδρομής είναι η μέτρια ή κακή κατάσταση του οδοστρώματος με αποτέλεσμα την μείωση της ταχύτητας κυκλοφορίας. 145

166 Έρευνες που έχουν διεξαχθεί στο παρελθόν δεν έχουν οδηγήσει σε ταυτόσημα συμπεράσματα στο ζήτημα της επιρροής της επιπεδότητας του οδοστρώματος στην ταχύτητα κυκλοφορίας. Ενδεικτικά αποτελέσματα παρουσιάζονται στον Πίνακα 6.2, όπου η επιπεδότητα του οδοστρώματος εκφράζεται σε μονάδες IRI (Παναγοπούλου, 2011). Πίνακας 6.2: Επιρροή επιπεδότητας στην ταχύτητα των επιβατικών αυτοκινήτων Χώρα Αναφορά Μείωση της ταχύτητας (km/h) για μοναδιαία αύξηση του IRI (m/km) Βραζιλία Geipot (1982) 2,00 Καραϊβική Morosiuk and Abaynayaka (1982) 0,62 Ινδία CRRI (1982) 2,57 Κένυα Waternatada (1981) 0,64 (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Εικόνα 6.6: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης της ταχύτητας των Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) 146

167 Εικόνα 6.7: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης της ταχύτητας των βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Από τις γραφικές παραστάσεις των Εικόνων προκύπτει ότι η ταχύτητα των οχημάτων μεταβάλλεται σημαντικά με την αυξανόμενη επιδείνωση της κατάστασης του οδοστρώματος. Ειδικότερα, όταν ο δείκτης παρούσας λειτουργικότητας (PSI) έχει τιμή μεγαλύτερη του 2, η κυκλοφορία διεξάγεται ομαλά, ενώ όταν λαμβάνει τιμές μικρότερες ή ίσες του 2, η ταχύτητα μειώνεται σημαντικά, καθώς η επιδείνωση του οδοστρώματος είναι αισθητή στους χρήστες. Συνεπώς, το κόστος του χρόνου μετακίνησης λαμβάνεται υπόψιν στον υπολογισμό του κόστους του κύκλου ζωής ενός οδοστρώματος όταν η κατάστασή του είναι σε οριακό σημείο, δηλαδή όταν PSI Κόστος λειτουργίας του οχήματος Το κόστος λειτουργίας του οχήματος αποτελείται από τρεις επιμέρους παράγοντες: Το κόστος καυσίμου, Το κόστος των εργασιών συντήρησης των οχημάτων, και Το κόστος υποτίμησης της αξίας του οχήματος. Το κόστος του καυσίμου εξαρτάται από το καταναλωθέν καύσιμο, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζεται από το μήκος της διαδρομής, τον τύπο και την κατάσταση του κινητήρα, την ταχύτητα, τον κυκλοφοριακό φόρτο, τις οδηγικές συνθήκες και την 147

168 γεωμετρία της οδού. Στη διαχείριση οδοστρωμάτων ενδιαφέρει το κόστος του καυσίμου που εξαρτάται από την κατάσταση του οδοστρώματος και όχι το γενικό κόστος (Παναγοπούλου, 2011). Στο κόστος συντήρησης οχημάτων λαμβάνεται, επίσης, το κόστος της επιπλέον φθοράς που προκαλείται σε αυτά εξαιτίας της κατάστασης του οδοστρώματος και αναφέρεται τόσο στο κόστος των ανταλλακτικών, όσο και στο κόστος εργασίας. Οι σχέσεις αυτές για Ι.Χ. και για βαρέα οχήματα φαίνονται στις Εικόνες (Παναγοπούλου, 2011). Εικόνα 6.8: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους των ανταλλακτικών Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) 148

169 Εικόνα 6.9: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους των ανταλλακτικών βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Εικόνα 6.10: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης των ωρών εργασίας συντήρησης των Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) 149

170 Εικόνα 6.11: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης των ωρών εργασίας συντήρησης των βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Από τις γραφικές παραστάσεις συμπεραίνεται πως όσο ο δείκτης παρούσας λειτουργικότητας (PSI) είναι μικρός τόσο το κόστος των ανταλλακτικών και των εργασιών συντήρησης λαμβάνει υψηλότερες τιμές. Τέλος, όσο αφορά το κόστος υποτίμησης της αξίας του οχήματος, αυτό μεταβάλλεται ανάλογα με την κατηγορία του οχήματος (Εικόνα ). Στην εικόνα 6.14 απεικονίζεται η εκτίμηση της επιρροής της επιπεδότητας του οδοστρώματος στην ετήσια απόσβεση διαφόρων τύπων οχημάτων. (Παναγοπούλου, 2011). 150

171 Εικόνα 6.12: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους υποτίμησης της αξίας των Ι.Χ. οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Εικόνα 6.13: Γραφική παράσταση απεικόνισης της σχέσης του κόστους υποτίμησης της αξίας των βαρέων οχημάτων σε συνάρτηση με την κατάσταση του οδοστρώματος (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) 151

172 Εικόνα 6.14: Σχέση επιρροής της επιπεδότητας οδοστρωμάτων στο κόστος υποτίμησης της αξίας των οχημάτων (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Στο λειτουργικό κόστος των οχημάτων μπορεί, ακόμη, να ληφθεί υπόψη ο χρόνος ακινητοποίησης του οχήματος για επισκευή, καθώς και η ζημιά του μεταφερόμενου φορτίου. (Heggie & Vickers, 1998) Κόστος ατυχημάτων Γίνεται εύκολα αντιληπτό πως ένα οδόστρωμα που έχει εμφανίσει φθορές συμβάλλει στην μείωση την οδικής ασφάλειας, ιδιαίτερα σε συνδυασμό με την ύπαρξη κακών καιρικών συνθηκών (βροχόπτωση). Η κατάσταση ενός οδοστρώματος αποτελεί τον έναν εκ των τριών παραγόντων μαζί με την ανθρώπινη συμπεριφορά και την κατάσταση του οχήματος που συμμέτεχουν στην ευθύνη ενός τροχαίου ατυχήματος (Αντωνίου Κ. & Δανέλλη Μυλωνά Β., 2014). Οι φθορές των οδοστρωμάτων που επηρεάζουν την οδική ασφάλεια σχετίζονται κυρίως με την κατάσταση της επιφανειακής στρώσης και πιο συγκεκριμένα την επιφανειακή υφή, την ολισθηρότητα, τα προβλήματα ομαλότητας κατά την διαμήκη (επιπεδότητα) και κατά την εγκάρσια έννοια (αυλακώσεις) (Παναγοπούλου, 2011). Κάθε τροχαίο ατύχημα επιφέρει ένα κόστος, είτε μέσω των υλικών ζημιών είτε μέσω του κόστους περίθαλψης τυχόν τραυματιών. Σύμφωνα με τον Σύλλογο Ελλήνων 152

173 Συγκοινωνιολόγων, το ετήσιο κοινωνικοοικονομικό κόστος των οδικών ατυχημάτων στην Ελλάδα εκτιμάται σε 3 δισεκατομμύρια ευρώ. Όσο αφορά το κόστος της ανθρώπινης ζωής, μεταξύ άλλων περιλαμβάνεται πέραν του ιατρικού κόστους, το κόστος αποκατάστασης, η απώλεια παραγωγικής ικανότητας, τα κόστη των ασφαλιστικών ταμείων καθώς και ό,τι άλλο σχετίζεται με αυτά (Λιλιοπούλου, 2014). Έτσι, συνεπάγεται ότι κάθε επένδυση που πραγματοποιείται στην βελτίωση και τη συντήρηση του οδικού δικτύου έχει ως αποτέλεσμα την μείωση του κόστους των τροχαίων ατυχημάτων. Σύμφωνα με τον Mitchell (2012), κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας, η μείωση των τροχαίων ατυχημάτων λόγω της συντήρησης των οδών εξοικονόμησε εκατοντάδες δισεκατομμύρια Κόστος δυσφορίας Ο παράγοντας της κυκλοφοριακής δυσφορίας και άνεσης των χρηστών εξαρτάται, πρωτίστως, από το συνολικό επίπεδο ανάπτυξης της κάθε χώρας. Ο δυσχερής ποσοτικός προσδιορισμός του μεγέθους τους, οδηγεί συχνά στην παράλειψη της επιρροής τους στις μελέτες συντήρησης των οδοστρωμάτων. Ωστόσο, οι εκτιμήσεις που έχουν πραγματοποιηθεί μπορούν να χαρακτηριστούν ως υποκειμενικές, καθώς αναπτύχθηκαν με βάση τις προσωπικές απόψεις ενός δείγματος των χρηστών (Παναγοπούλου, 2011) Συμπεράσματα Λαμβάνοντας υπόψη ως σύνολο τις επιμέρους επιδράσεις των παραγόντων, που επιδρούν οι χρήστες λόγω της κακής ή ελλειπούς συντήρησης των οδοστρωμάτων, συμπεραίνεται πως η ορθή διαχείριση του οδικού δικτύου είναι μείζονος σημασίας, καθώς το αθροιστικό κόστος που προκύπτει είναι υπέρογκο. Επομένως, προκύπτει πως το κόστος της συντήρησης είναι αποδοτικό σε σχέση με το κόστος των οφελειών που κερδίζεται. Στο ίδιο αποτέλεσμα έχει καταλήξει και η έρευνα των Heggie and Vickers (1998), μετά από αξιολόγηση των στρατηγικών συντήρησης σε 33 χώρες, η οποία αποδεικνύει ότι η συντήρηση των οδοστρωμάτων είναι ιδιαίτερα αποδοτική, με ετήσια αναλογία του συντελεστή οφέλους κόστους να κυμαίνεται από 1,4 ως 44,8. Αυτό σημαίνει ότι σε ετήσια βάση κάθε δολάριο που δαπανάται σε επιδιόρθωσεις και επιστρώσεις οδοστρωμάτων εξοικονομείται τουλάχιστον 1,4 $ λειτουργικού κόστους και μπορεί φτάσει τα 44 $ ανάλογα με τον όγκο της κυκλοφορίας. 153

174

175 Κεφάλαιο 7 ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 7.1 Γενικά 7.2 Επιλογή συντήρησης ανά μικρά ή μεγάλα χρονικά διαστήματα 7.3 Επιλογή ταυτόχρονης ή σταδιακής αντιμετώπισης βλαβών οδοστρώματος 7.4 Επιλογή τύπου ασφαλτικού λεπτοτάπητα 7.5 Διάστρωση έγχρωμου τάπητα στην Λ.Ε.Α.

176 7. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΟΔΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ 7.1 Γενικά Κατά τη διαδικασία επιλογής της βέλτιστης λύσης, η οποία αφορά τόσο την διαστασιολόγηση για την κατασκευή ενός νέου οδοστρώματος όσο και την διαχείριση ενός υφιστάμενου οδοστρώματος πραγματοποιείται ανάλυση του κόστους του κύκλου ζωής των εναλλακτικών επιλογών κατά την οποία συνεκτιμώνται το κόστος κατασκευής, το κόστος συντήρησης, καθώς επίσης και το κόστος που λαμβάνουν οι χρήστες και το περιβάλλον. Η μεθοδολογία αντιμετώπισης αυτών των προβλημάτων παρουσιάζεται στα ζητήματα που ακολουθούν. 7.2 Επιλογή συντήρησης ανά μικρά ή μεγάλα χρονικά διαστήματα Τίθεται ο προβληματισμός εάν είναι οικονομικά συμφέρουσα η λύση της συντήρησης ενός τμήματος του οδικού δικτύου κάθε 5 έτη με την εφαρμογή μιας τεχνικής Α ή κάθε 10 έτη με την εφαρμογή μιας πολύ σοβαρότερης και πλέον δαπανηρής τεχνικής Β. Για την εκτίμηση της βέλτιστης οικονομικά λύσης εφαρμόζεται η ανάλυση του κόστους του κύκλου ζωής του οδοστρώματος. Στην συγκεκριμένη περίπτωση, αναζητείται η προσέγγιση της οικονομικής αξιολόγησης ως προς το βέλτιστο χρονικό προγραμματισμό των εργασιών συντήρησης, συνεπώς, το αρχικό κόστος κατασκευής του έργου είναι δεδομένο, δεν μεταβάλλεται και ως εκ τούτου μπορεί να μην ληφθεί υπόψιν. Καταρχήν, διατυπώνονται τα εναλλακτικά σενάρια για την συντήρηση του οδοστρώματος κατά την περίοδο ανάλυσης και προσδιορίζονται τα κόστη που αντιστοιχούν σε κάθε ένα από αυτά, ώστε μετά την επικαιροποίηση των οικονομικών μεγεθών με την εφαρμογή της μεθόδου Παρούσας Αξίας να προκύψουν τα τελικά συμπεράσματα. Θεωρώντας ότι το οδόστρωμα έχει διαστασιολογηθεί για 20 έτη και στο 20 ο έτος θα πραγματοποιηθεί η ανακατασκευή του, διαμορφώνονται δύο εναλλακτικά σενάρια: Σενάριο 1: Στο οδόστρωμα εκτελούνται κάθε 5 έτη εργασίες συντήρησης Α. Σενάριο 2: Στο οδόστρωμα εκτελούνται κάθε 10 έτη εργασίες συντήρησης Β. 156

177 Λαμβάνοντας ότι το κόστος των εργασιών Α είναι Κ Α και το κόστος των εργασιών Β είναι Κ Β, με Κ Β > Κ Α, ο προγραμματισμός και τα αντίστοιχα κόστη των εργασιών συντήρησης φαίνονται στον Πίνακα 7.1. Πίνακας 7.1: Προγραμματισμός εργασιών συντήρησης Έτος Σενάριο 1 Κόστος Σεναρίου 1 Σενάριο 2 Κόστος Σεναρίου 2 5 Συντήρηση Α Κ Α Συντήρηση Α Κ Α Συντήρηση Β Κ Β 15 Συντήρηση Α Κ Α - - Το κόστος των παρεμβάσεων συντήρησης κάθε μιας εναλλακτικής περιλαμβάνει το κόστος των υλικών, των μηχανημάτων και των εργατών που απαιτούνται για την εκτέλεση των εργασιών. Στη συνέχεια, υπολογίζεται το κόστος των χρηστών, το οποίο όπως αναφέρθηκε στην παράγραφο 6.5 αποτελείται από τέσσερις παράγοντες: το κόστος του χρόνου μετακίνησης, το κόστος λειτουργίας του οχήματος, το κόστος ατυχημάτων και το κόστος δυσφορίας. Υπολογισμός κόστους του χρόνου μετακίνησης Η αύξηση του χρόνου μετακίνησης, η οποία είναι αποτέλεσμα της μείωσης της ταχύτητας των οχημάτων, μπορεί να οφείλεται τόσο στην εγκατάσταση του εργοταξίου επί της οδού, που συνεπάγεται νέες κυκλοφοριακές ρυθμίσεις στην περιοχή, όσο και στις εκτεταμένες φθορές της επιφάνειας του οδοστρώματος. α) Λόγω εκτέλεσης εργασιών Το κόστος λόγω της καθυστέρησης εξαρτάται από το είδος της εργασίας που εκτελείται κατά τη διάρκεια της συντήρησης, τη διάρκεια της δραστηριότητας και τον αριθμό των οχημάτων που θα καθυστερήσουν. Ειδικότερα, υπολογίζονται σύμφωνα με τις ημερήσιες αποδόσεις κάθε εργασίας η χρονική διάρκεια που απαιτείται για την εκτέλεση κάθε εργασίας σε ημέρες. Παράλληλα, υπολογίζεται το κόστος του χρόνου καθυστέρησης των χρηστών λόγω της μείωσης της ταχύτητας των διερχόμενων οχημάτων στην περιοχή εκτέλεσης των έργων. Η ελάττωση της μέσης ταχύτητας των διερχόμενων οχημάτων συνεπάγεται 157

178 αύξηση του χρόνου μετακίνησης, από την οποία προκύπτει ο χρόνος καθυστέρησης ανά όχημα, αναγόμενος στο τυπικό μήκος (1 km). Για παράδειγμα, με ταχύτητα 85 km/h τα οχήματα διανύουν 1 km σε χρόνο 0,70 min, ενώ με ταχύτητα 40 km/h χρειάζονται χρόνο 1,50 min. Επομένως, η μείωση της ταχύτητας από 85 km/h σε 40 km/h έχει ως αποτέλεσμα 1,50-0,70 = 0,80 min καθυστέρηση σε κάθε όχημα που διανύει απόσταση 1 km. Επιπλέον, με δεδομένα το μέσο ωριαίο κόστος καθυστέρησης των οχημάτων και τον συνολικό ημερήσιο αριθμό των οχημάτων κυκλοφορίας ανά κατεύθυνση υπολογίζεται το κόστος του χρήστη ανά ημέρα και ανά εργασία, καθώς και το συνολικό κόστος καθυστέρησης του χρήστη ανά εργασία συντήρησης. Το συνολικό κόστος καθυστέρησης του χρήστη αναγόμενο ως προς την επιφάνεια που συντηρείται (m 2 ) λαμβάνεται υπόψιν στην ανάλυση του κόστους του κύκλου ζωής. Στην συγκεκριμένη περίπτωση, θεωρείται ότι αν ο χρόνος των εργασιών Α είναι Τ 1, τότε ο χρόνος των εργασιών Β θα είναι 1,5 Τ 1. Επομένως, αντίστοιχα το κόστος C Χα1 για το σενάριο 1 γίνεται 1,50 C Χα1 για το σενάριο 2. β) Λόγω επιδείνωσης της κατάστασης του οδοστρώματος Όπως αναφέρθηκε και στην παράγραφο 6.5.1, το κόστος καθυστέρησης στον χρόνο μετακίνησης των χρηστών εξαιτίας της κακής κατάστασης του οδοστρώματος λαμβάνεται υπόψιν όταν η τιμή του δείκτη PSI 2. Θεωρείται, λοιπόν, ότι κατά το σενάριο 1 λόγω των τακτικών συντηρήσεων ο δείκτης δεν λαμβάνει κρίσιμες τιμές, οπότε στην περίπτωση αυτή το κόστος αγνοείται (C Χβ1 =0). Ενώ στην περίπτωση του σεναρίου 2, λαμβάνεται το επιπλέον κόστος καθυστέρησης C Χβ2, καθώς η επιφανειακή φθορά του οδοστρώματος εκτιμάται ότι είναι μεγαλύτερη, ώστε ο δείκτης να λάβει τιμή μικρότερη του 2. Υπολογισμός κόστους λειτουργίας του οχήματος Το κόστος λειτουργίας του οχήματος αποτελείται από τρεις επιμέρους παράγοντες: το κόστος καυσίμου, το κόστος εργασιών συντήρησης των οχημάτων και το κόστος υποτίμησης της αξίας του οχήματος. Το κόστος της κατανάλωσης καυσίμου δίνεται από τη σχέση: FC 0 = α 0 + (α 1 / S) + α 2 S 2 + α 3 RISE+ α 4 FALL + α 5 IRI (7.1) 158

179 όπου FC 0 : η κατανάλωση καυσίμου σε lt/1000 km, S: η ταχύτητα του οχήματος σε km/h, IRI: ο δείκτης επιπεδότητας σε m/km, RISE: η ανοδική κλίση της οδού σε m/km, FALL: η καθοδική κλίση της οδού σε m/km, και α 0 - α 5 : σταθερές, οι οποίες εκτίμηθηκαν κατόπιν μελετών για διάφορες κατηγορίες οχημάτων, όπως φαίνεται στον Πίνακα 7.2. Η κατάναλωση του καυσίμου που σχετίζεται με την κατάσταση του οδόστρωματος περιγράφεται στο τελευταίο σκέλος της εξίσωσης, δηλαδή FC = α 5 IRI (7.2) όπου FC: η κατανάλωση καυσίμου εξαιτίας της κατάστασης του οδοστρώματος (lt/1000 km). Πίνακας 7.2: Συντελεστές εμπειρικού μοντέλου κατανάλωσης καυσίμου (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Από τoν Πίνακα 7.2 προκύπτουν οι τιμές της σταθεράς α 5, η οποία έχει τιμή 0,47 για τα Ι.Χ. οχήματα και 0,86 για τα βαρέα οχήματα. Άρα, η εξίσωση 7.2 γίνεται: FC = [0,86 TR + 0,47 (1 TR)] IRI (7.3) όπου TR: το ποσοστό βαρέων οχημάτων 159

180 Το κόστος καυσίμου υπολογίζεται από το γινόμενο της κατανάλωσης και της τιμής του καυσίμου. Λαμβάνοντας ότι οι δύο τύποι οχημάτων καταναλώνουν διαφορετικά είδη καυσίμων (τα Ι.Χ. οχήματα συνήθως αμόλυβδη βενζίνη, ενώ τα βαρέα οχήματα πετρέλαιο κίνησης) και επιπλέον, μετατρέποντας τον δείκτη επιπεδότητας IRI σε δείκτη παρούσας λειτουργικότητας PSI σύμφωνα με τη σχέση 7.4, τελικά το κόστος των καυσίμου διαμορφώνεται ως εξής (σχέση 7.5): IRI = - 0,18 ln (0,2 PSI) (7.4) C καυσ = - L / 1000 [0,1548 TR P d + 0,0846 (1 TR) P un ] ln (0,2 PSI) (7.5) όπου C καυσ : το κόστος καυσίμου λόγω φθοράς του οδοστρώματος ( /όχημα), TR: το ποσοστό βαρέων οχημάτων, P d : η μέση τιμή του πετρελαίου κίνησης ( /lt), P un : η μέση τιμή της αμόλυβδης βενζίνης ( /lt), και L: το μήκος του τμήματος που συντηρείται (km). Από την ανωτέρω σχέση 7.5 συμπεραίνεται ότι όσο η φθορά της επιφάνειας του οδοστρώματος αυξάνεται, δηλαδή η τιμή του δείκτη PSI ελαττώνεται, τόσο το κόστος καυσίμου λόγω της κατάστασης της οδού αυξάνεται. Συνεπώς, C καυσ2 > C καυσ1. Το κόστος συντήρησης οχημάτων περιλαμβάνει το κόστος της επιπλέον φθοράς που προκαλείται σε αυτά εξαιτίας της κατάστασης του οδοστρώματος και αναφέρεται τόσο στο κόστος των ανταλλακτικών, όσο και στο κόστος εργασίας. Όπως φαίνεται στις Εικόνες για τιμές του PSI > 2 το κόστος των ανταλλακτικών αλλά και το κόστος εργασίας δεν είναι σημαντικά, συνεπώς για την περίπτωση του σεναρίου 1 μπορεί να αγνοηθεί (C συντ1 =0). Αντίθετα, το επιπλέον κόστος C συντ2 πρέπει να ληφθεί στο σενάριο 2. Το κόστος υποτίμησης της αξίας του οχήματος μεταβάλλεται ανάλογα με την κατηγορία του οχήματος όπως φαίνεται στις Εικόνες Αντίστοιχα με το κόστος συντήρησης των οχημάτων, τόσο στα Ι.Χ. όσο και στα βαρέα οχήματα, η κατάσταση του οδόστρωματος με δείκτη PSI > 2, δεν επιδρά σημαντικά στην υποτίμηση της αξίας των διερχόμενων οχημάτων (C υποτ1 =0). Αντίθετα, όσο οι τιμές του δείκτη μειώνονται, τόσο περισσότερο αυξάνεται η φθορά που δέχονται τα 160

181 οχήματα με αποτέλεσμα την όλο και μεγαλύτερη υποτίμηση της αξίας τους. Επομένως, το κόστος C υποτ2 λαμβάνεται στην περίπτωση του σεναρίου 2. Υπολογισμός κόστους ατυχημάτων Τα τροχαία ατυχήματα που μπορούν να συνεκτιμηθούν στην παρούσα αξιολόγηση αποδίδονται είτε στις νέες κυκλοφοριακές συνθήκες που προσδίδει στην περιοχή η εγκατάσταση του εργοταξίου κατά την εκτέλεση των εργασιών είτε στην κακή επιφανειακή κατάσταση του οδοστρώματος λόγω της κακής ή ελλειπούς συντήρησής του. α) Λόγω εκτέλεσης εργασιών Τα ποσοστά ατυχημάτων σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας της οδού για διαφορετικές κατηγορίες οδοστρωμάτων και τύπους ατυχημάτων (θανατηφόρα, μη θανατηφόρα) είναι γνωστά. Ώστε, το κόστος των ατυχημάτων να υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας το μοναδιαίο κόστος για κάθε τύπο ατυχήματος, το ποσοστό των ατυχημάτων ανά όχημα (σύμφωνα με την απόσταση που έχει διανύσει) και το όχημα απόσταση που διένυσε (ο κυκλοφοριακός όγκος για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα πολλαπλασιάζεται με το μήκος του έργου). Όσο αφορά τα ποσοστά των ατυχημάτων σε περιοχές εγκατάστασης εργοταξίων επί των οδών τα στοιχεία που υπάρχουν είναι περιορισμένα και δείχνουν ότι τα ποσοστά των ατυχήματων σε αυτές τις κυκλοφοριακές συνθήκες είναι περίπου τρεις φορές υψηλότερα από τα ποσοστά των ατυχημάτων σε ομαλές συνθήκες κυκλοφορίας. Το κόστος των ατυχημάτων λόγω της εκτέλεσης εργασιών υπολογίζεται συνήθως πολλαπλασιάζοντας τη διαφορά του ποσοστού των ατυχημάτων που συμβαίνουν όταν εκτελούνται εργασίες συντήρησης στις οδούς από αυτά σε κανονικές κυκλοφοριακές συνθήκες (π.χ., περίπου τρία) με τις δαπάνες των ατυχημάτων σε κανονικές συνθήκες που θα αναμενόταν (από τον παραπάνω υπολογισμό) για το μήκος και τη διάρκεια της εργοταξιακής ζώνης. Αν το κόστος των ατυχημάτων σε κανονικές συνθήκες εξαρτάται κυρίως από το επίπεδο εξυπηρέτησης του οδοστρώματος, τότε οι διαφορετικές εναλλακτικές λύσεις συντήρησης που εκτελούνται με το ίδιο χρονοδιάγραμμα δεν αναμένεται να διαφέρουν και ως εκ τούτου δεν χρειάζεται να ληφθούν υπόψη στην ανάλυση του κόστους κύκλου ζωής των εναλλακτικών λύσεων. Ωστόσο, εάν υπάρχει διαφορετικός χρονικός προγραμματισμός των εργασιών συντήρησης, τότε το κόστος 161

182 των ατυχημάτων εξαιτίας των εργοταξίων επί των οδών ενδέχεται να διαφέρει σημαντικά σε κάθε περίπτωση (Correa et al., 2003). Συνεπώς, αν C Α1 είναι το κόστος σε κανονικές κυκλοφοριακές συνθήκες, στην περίπτωση της εγκατάστασης του εργοταξίου επί της οδού για το σενάριο 1 το κόστος γίνεται 3 C Α1 (διότι έχει διάρκεια Τ 1 ), ενώ για το σενάριο 2 γίνεται 3x1,50 C Α1 = 4,50 C Α1 (διότι έχει διάρκεια 1,50 Τ 1 ). β) Λόγω κακής κατάστασης του οδοστρώματος Για τον υπολογισμό του κόστους των ατυχημάτων που οφείλονται στην κατάσταση (επιδείνωση) του οδοστρώματος απαιτείται, πρώτα, ο προσδιορισμός του αριθμού τους, ο οποίος προκύπτει από την σχέση 7.5 (Παναγοπούλου, 2011): (7.6) όπου E α : ο αριθμός των ατυχημάτων σε ένα χρόνο εξαιτίας της κατάστασης του οδοστρώματος (ατυχήματα/έτος) Q: η ετήσια μέση κυκλοφορία (οχήματα/έτος) L: το μήκος του τμήματος που συντηρείται (km) Στη συνέχεια, μέσω της προσέγγισης της οικονομικής αποτίμησης των συνεπειών, υπολογίζεται το συνολικό κόστος των ατυχημάτων λόγω της κατάστασης του οδοστρώματος λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα της κατανομής του κόστους των ατυχημάτων για την περίοδο σύμφωνα με τον Πίνακα 7.3. Οπότε η σχέση υπολογισμού του συνολικού κόστους διαμορφώνεται ως εξής: C ατυχ = Ε α [0,47 Ν + 0,08 Σ τ + 0,07 Ε τ + 0,03 Α ν + 0,04 Α σ + 0,14 Α ε + 0,16 Α ζ ] (7.7) όπου C ατυχ : Ε α : Ν: Σ τ : Ε τ : το κόστος των ατυχημάτων εξαιτίας της κατάστασης του οδοστρώματος ( /έτος) ο αριθμός των ατυχημάτων σε ένα χρόνο εξαιτίας της κατάστασης του οδοστρώματος (ατυχήματα/έτος) το συνολικό κόστος των νεκρών ( /ατύχημα) το συνολικό κόστος των σοβαρά τραυματιών ( /ατύχημα) το συνολικό κόστος των ελαφρά τραυματιών ( /ατύχημα) 162

183 Α ν : Α σ : Α ε : Α ζ : το συνολικό κόστος των ατυχημάτων με νεκρούς ( /ατύχημα) το συνολικό κόστος των ατυχημάτων με σοβαρά τραυματίες ( /ατύχημα) το συνολικό κόστος των ατυχημάτων με ελαφρά τραυματίες ( /ατύχημα) το συνολικό κόστος των ατυχημάτων με υλικές ζημιές ( /ατύχημα) Πίνακας 7.3: Κατανομή κόστους τροχαίων ατυχημάτων για την περίοδο Συνιστώσες κόστους τροχαίων ατυχημάτων Ποσοστό (%) επί του συνολικού ετήσιου κόστους Νεκροί 47% Σοβαρά Τραυματίες 8% Ελαφρά Τραυματίες 7% Ατυχήματα με Νεκρούς 3% Ατυχήματα με Σοβαρά Τραυματίες 4% Ατυχήματα με Ελαφρά Τραυματίες 14% Ατυχήματα με μόνο Υλικές Ζημιές 16% ΣΥΝΟΛΟ 100% (Πηγή: Λιακόπουλος, 2002) Οι τιμές των παραμέτρων του κόστους των ατυχημάτων διαφοροποιούνται ανάλογα με την περιοχή αλλά και με το κόστος των υπηρεσιών που απαιτούνται μετά από κάθε ατύχημα (πυροσβεστική, δικαστικά έξοδα, ασφαλιστικές εταιρίες, ΕΚΑΒ). Ενδεικτικές τιμές των παραμέτρων αυτών για τον ελλαδικό χώρο την περίοδο έχουν προκύψει από διάφορες έρευνες και δίνονται στον Πίνακα 7.4.

184 Πίνακας 7.4: Οι τιμές των παραμέτρων του κόστους των ατυχημάτων για την περίοδο στον ελλαδικό χώρο (Πηγή: Παναγοπούλου, 2011) Από τα παραπάνω συνεπάγεται ότι καθώς το οδόστρωμα φθείρεται (ο δείκτης PSI μειώνεται), τόσο αυξάνεται ο αριθμός των ατυχημάτων σύμφωνα με τη σχέση 7.5, άρα αυξάνεται το κόστος των ατυχημάτων λόγω της κατάστασης του οδοστρώματος. Αυτό σημαίνει ότι το κόστος για το σενάριο 2 είναι μεγαλύτερο από αυτό του σεναρίου 1, δηλαδή C ατυχ2 > C ατυχ1. Το κόστος δυσφορίας Το κόστος δυσφορίας δεν λαμβάνεται υπόψιν στην ανάλυση του κόστους του κύκλου ζωής λόγω της πολυπλοκότητας και της υποκειμενικότητας των μέχρι τώρα εκτιμήσεών του. Ακόμη, δημιουργείται κόστος προς το περιβάλλον. Η λειτουργία των οδικών έργων, και ειδικότερα, η επιδείνωση της κατάστασης των οδοστρωμάτων, προκαλεί αύξηση της ρύπανσης της ατμόσφαιρας ως απόρροια της αυξημένης κατανάλωσης καυσίμου των οχημάτων, καθώς επίσης και αύξηση των επιπέδων θορύβου του οδικού δικτύου της περιοχής. Όμως, λόγω των περιορισμένων δεδομένων για τον προσδιορισμό του κόστους αυτού, στην εξέταση της παρούσας περίπτωσης, δεν λάμβανεται υπόψιν. 164

185 Πίνακας 7.5: Συγκεντρωτικά κόστη για τα σενάρια 1 και 2 Σενάριο 1 Σενάριο 2 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος Κόστος κατασκευής Κόστος οργανισμού (συντήρησης) Κόστος χρηστών Χρόνου μετακίνησης Λειτουργίας οχήματος Κ Α Κ Α Κ Α - Κ Β - C Χα1 C Χα1 C Χα1-1,50 C Χα C Χβ2 - Καυσίμου C καυσ1 C καυσ1 C καυσ1 C καυσ1 C καυσ2 C καυσ1 Συντήρησης οχήματος C συντ2 - Υποτίμησης αξίας οχήματος Ατυχημάτων C υποτ2-3 C Α1 3 C Α1 3 C Α1-4,50 C Α1 C ατυχ1 C ατυχ1 C ατυχ1 C ατυχ1 C ατυχ2 C ατυχ1 Δυσφορίας Κόστος περιβάλλοντος Για να συγκριθούν τα κόστη του ανωτέρω πίνακα 7.5 πρέπει να επικαιροποιηθούν με τη μέθοδο παρούσας αξίας. Επιπλέον, όσο μεταβάλλεται η τιμή που λαμβάνει το επιτόκιο προεξόφλησης, είναι δυνατόν να προκύπτει ως συμφέρουσα λύση η επιλογή του έτερου σεναρίου. Γενικά, συμπεραίνεται ότι το κόστος του χρήστη για το σενάριο 2 είναι μεγαλύτερο από ότι για το σενάριο 1, με επισήμανση πως στην περίπτωση των τριών επαναλήψεων των εργασιών συντήρησης (σενάριο 1) τόσο η καθυστέρηση του χρόνου μετακίνησης όσο και ο κίνδυνος ατυχημάτων σχεδόν τριπλασιάζεται σε αντίθεση με την περίπτωση του σεναρίου 2 όπου τα ανωτέρω κόστη είναι μεν αυξημένα αλλά εμφανίζονται μία φορά. Άρα, τελικά, δεν είναι σαφές το προβάδισμα του ενός σεναρίου και απαιτείται επιπλέον διερεύνηση, καθώς το αποτέλεσμα εξαρτάται από τα μεγέθη του κόστους κάθε παράγοντα αλλά και από το επιτόκιο προεξόφλησης. 165

186 7.3 Επιλογή ταυτόχρονης ή σταδιακής αντιμετώπισης βλαβών οδοστρώματος Σε δεδομένο τμήμα οδοστρώματος ο τάπητας εμφανίζει μείωση της αντιολισθηρής του ικανότητας, καθώς και φθίνουσα φέρουσα ικανότητα. Η μεν αντιμετώπιση της ολισθηρότητας είναι επιτακτική και πρέπει να εκτελεστεί άμεσα, η δε αντιμετώπιση της ελάττωσης της φέρουσας ικανότητας μπορεί να πραγματοποιηθεί βραχυπρόθεσμα. Αναζητείται η συμφέρουσα οικονομικά επιλογή για την αποκατάσταση των βλαβών του οδοστρώματος. Οι εναλλακτικές λύσεις για την συντήρηση του ανωτέρω τμήματος έχουν ως εξής: Σενάριο 1: Διάστρωση αντιολισθηρού τάπητα άμεσα και αποξήλωσή του αργότερα για την ενίσχυση της φέρουσας ικανότητας. Σενάριο 2: Ταυτόχρονη επιδιόρθωση της ελάττωσης της φέρουσας ικανότητας και της ολισθηρότητας του οδοστρώματος άμεσα. Θεωρείται ότι για την διάστρωση του αντιολισθηρού ασφαλτοτάπητα το κόστος των εργασιών είναι Κ αντ., ενώ για την βελτίωση της φέρουσας ικανότητας του οδοστρώματος και τη διάστρωση του ασφαλτοτάπητα το κόστος είναι Κ εν.+κ αντ. Πίνακας 7.6: Κατανομή κόστους εκτέλεσης εργασιών για τα σενάρια 1 και 2 Έτος Σενάριο 1 0 Τ έτη Αντιολισθηρός τάπητας Αποξήλωση, ενίσχυση φέρουσας ικανότητας και διάστρωση αντιολισθηρού τάπητα Κόστος Σεναρίου 1 Κ αντ. Σενάριο 2 Ενίσχυση φέρουσας ικανότητας και διάστρωση αντιολισθηρού τάπητα Κ εν.+κ αντ. - Κόστος Σεναρίου 2 Κ εν.+κ αντ. Ακόμη, στην περίπτωση αυτή, επιπτώσεις προς τους χρήστες μπορεί να θεωρηθεί ότι δημιουργούνται στο σενάριο 1, εφόσον εξαιτίας της μειωμένης φέρουσας ικανότητας του οδοστρώματος εμφανίζονται φθορές στην επιφάνειά του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την επιπλέον αύξηση του ήδη μεγάλου συνολικού κόστους λόγω της επανάληψης μέρους των εργασιών. 166

187 Επομένως, το σενάριο 2 κατατάσσεται ως καλύτερη επιλογή από πλευρά κόστους. Η απάντηση, όμως, δεν είναι μονοσήμαντη, διότι θα πρέπει να ληφθεί υπόψιν η διαθεσιμότητα των κεφαλαίων για την πραγματοποίηση των εργασιών. 7.4 Επιλογή τύπου ασφαλτικού λεπτοτάπητα Τίθεται το ζήτημα της επιλογής του κατάλληλου τύπου ασφαλτοτάπητα μεταξύ ενός λεπτοτάπητα ημίκλειστου τύπου και ενός απλού λεπτοτάπητα τύπου slurry. Ως λεπτοτάπητας ημίκλειστου τύπου λαμβάνεται ο ασφαλτικός τάπητας BBTM (Béton Bitumineux Très Mince). Σε αυτή την περίπτωση το ζήτημα της αξιολόγησης των δύο εναλλακτικών επιλογών περιλαμβάνει, πρωτίστως, την διευρεύνησή τους από τεχνικής πλευράς. Οι τάπητες ΒΒΤΜ (Béton Bitumineux Très Mince), οι οποίοι ξεκίνησαν να εφαρμόζονται στη Γαλλία και διεθνώς είναι γνωστοί ως VTAC (Very Thin Layer) (Brosseaud, n.d.), δημιουργούν μια πολύ λεπτή ασφαλτική στρώση κατασκευασμένη από θερμό ασφαλτόμιγμα με πάχος μικρότερο από 50 mm. Σύμφωνα με το γαλλικό πρότυπο, η πολύ λεπτή ασφαλτική επιφάνεια είναι στρώση πάχους mm, με ελάχιστο πάχος σε κάθε σημείο τα 15 mm (Androjić et al., 2014). Οι ιδιότητες και τα πλεονεκτήματα των ασφαλτικών λεπτοταπήτων BBTM είναι (Androjić et al., 2014; Brosseaud, n.d.): επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής σε οδοστρώματα που έχουν εμφανίσει αυλακώσεις και θερμικές ρωγμές, καθώς και σε αυτά που τα υλικά τους έχουν υποστεί κόπωση λόγω των φορτίων κυκλοφορίας και των θερμοκρασιακών μεταβολών, βελτιώνουντην αντοχή και την παραμορφωσιμότητα της υπάρχουσας δομής, αναβαθμίζουν αισθητικά την τελική στρώση του οδοστρώματος, και παρέχουν οδηγική άνεση, ενισχύουν την φέρουσα ικανότητα, αν και δεν αποτελούν δομική στρώση, δημιουργούν μια στεγανή επιφάνεια στο νερό, αυξάνουν την αντίσταση σε ολίσθηση, συμβάλει στην μείωση του θορύβου μεταξύ ελαστικών και οδοστρώματος (από -2 db έως -4 db) η επιφάνεια διαθέτει ορισμένη ικανότητα αποστράγγισης, και ως εκ τούτου, μειώνουν το φαινόμενο εκτόξευσης ύδατος, 167

188 δεν προαπαιτούν πάντοτε φρεζάρισμα της υποκείμενης στρώσης προκειμένου να μην αυξηθεί το επίπεδο της επιφάνειας, βελτιώνουν την ομαλότητα της παλιάς επιφάνειας οδοστρώματος έως ένα ορισμένο σημείο, πραγματοποιούν μικρότερη σπατάλη στις ποσότητες των αδρανών και του ασφαλτικού υλικού, και δεν απαιτούν καμία τροποποίηση στις εγκαταστάσεις για την παραγωγή του ασφαλτομίγματος. Οι απλοί λεπτοτάπητες τύπου slurry, όπως προαναφέρθηκε στο κεφάλαιο 4.6, διαστρώνονται με πάχος mm και έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες (Μουρατίδης, 2006): βελτιώνουν την επιφανειακή υφή του οδοστρώματος και μειώνουν την ολισθηρότητά του, εξαλείφουν το φαινόμενο της εκτόξευσης ύδατος από την επιφάνεια κυκλοφορίας, χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία νέων ταπήτων σε αστικές περιοχές, όπου το πάχος του ασφαλτοτάπητα πρέπει να διατηρείται σε συγκεκριμένα όρια, μειώνουν το θόρυβο, δημιουργούν νέα στεγανή επιφάνεια στο οδόστρωμα, η οποία προστατεύει τις υποκείμενες στρώσεις, έχουν υψηλή αντοχή σε κόπωση και γήρανση, είναι ανθεκτικοί στις υψηλές θερμοκρασίες, αντιστέκονται σε διάβρωση και αποκόλληση του συνδετικού υλικού (stripping), έχουν απλή εφαρμογή (ως ψυχρά, συνήθως, μίγματα), μπορούν να επισκευάζουν αστοχίες επιπεδότητας. Ο κύριος σκοπός της εφαρμογής τους είναι η αντιμετώπιση της ολισθηρότητας των οδών. Τα βασικά χαρακτηριστικά τους παρουσιάζονται συγκριτικά στον πίνακα που ακολουθεί (Πίνακας 7.7), από τον οποίο συμπεραίνεται ότι το προβάδισμα των λεπτοταπήτων ΒΒΤΜ έγκειται στην επιπλέον φέρουσα ικανότητα που προσδίδουν και κατ επέκταση στην αύξηση της διάρκειας ζωής των οδοστρωμάτων. 168

189 Πίνακας 7.7: Συγκριτική αποτίμηση των λεπτοταπήτων BBTM και τύπου slurry Ιδιότητες λεπτοταπήτων Τύπου ΒΒΤΜ Τύπου slurry Διάρκεια ζωής 7-10 έτη 7-12 έτη Αντοχή Χ Χ Φέρουσα ικανότητα Χ Στεγανότητα Χ Χ Αντίσταση σε ολίσθηση Χ Χ Θόρυβος Χ Χ Εκτόξευση ύδατος Χ Χ Ομαλότητα Χ Χ (Πηγή: Androjić et al., 2014; Brosseaud, n.d.; Μουρατίδης, 2006) Για την τελική επιλογή της εναλλακτικής λύσης συνεκτιμώνται πέραν των ιδιοτήτων που απαιτούνται για την περίπτωση του οδοστρώματος στο οποίο επρόκειτο να πραγματοποιηθούν οι εργασίες συντήρησης και το οικονομικό κόστος. Οι λεπτοτάπητες ΒΒΤΜ είναι περισσότερο αποτελεσματικοί τεχνικά, αλλά και πιο δαπανηροί. Συνεπώς, αξιολογείται εάν η ενίσχυση της φέρουσας ικανότητας είναι επιθυμητή ή απαραίτητη, προκειμένου λόγω των τεχνικών αναγκών να απορριφθεί κάποια από τις δύο λύσεις. 7.5 Διάστρωση έγχρωμου τάπητα στην Λ.Ε.Α. Ερευνάται η περίπτωση της διάστρωσης έγχρωμου ασφαλτοτάπητα στην Λωρίδα Έκτακτης Ανάγκης (Λ.Ε.Α.). Συνιστάται ως βέλτιστη επιλογή το πορτοκαλί χρώμα, καθώς διαφέρει από το κόκκινο, που σηματοδοτεί τον κίνδυνο και το κίτρινο, που χρησιμοποιείται σε ορισμένες περιοχές ως οριζόντια διαγράμμιση. Για την εφαρμογή του μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε έγχρωμος ασφαλτοτάπητας με έμπηκτες ψηφίδες είτε βαφική ύλη στο υπάρχον ασφαλτόμιγμα. Η δεύτερη επιλογή, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί σε κάθε τύπου ασφαλτομίγματα θεωρείται ως περισσότερο τεχνικά εφικτή επιλογή για χρήση στην Λ.Ε.Α. των αυτοκινητοδρόμων. Ειδικότερα, ένα από τα σκευάσματα που εφαρμόζονται είναι το ITEROXID 100%-K 169

190 της ιταλικής ITERCHIMICA S.R.L. Προστίθεται με δοσολογία 4% επί της συνολικής ποσότητας του ασφαλτομίγματος και για μεγαλύτερη φωτεινότητα του χρώματος συνοδεύεται με το πρόσμικτο ITERLENE 1301, με δοσολογία 0,3% επί της συνολικής ποσότητας του ασφαλτομίγματος (Un., n.d.b). Τα οφέλη τόσο προς τους χρήστες της οδού όσο και προς τον κύριο του έργου έγκειται στην αύξηση της οδικής ασφάλειας, καθώς ο έντονος χρωματισμός θα λειτουργεί αποτρεπτικά στην κίνηση των οχημάτων εντός αυτής, με αποτέλεσμα: την αποφυγή συγκρούσεων με σταυθμευμένα οχήματα, την άμεση πρόσβαση διέλευση οχημάτων έκτακτης ανάγκης (τροχαία, ασθενοφόρα, πυροσβεστικά οχήματα) σε περιπτώσεις ατυχημάτων, τον περιορισμό των οικονομικών ζημιών και λοιπών επιπτώσεων λόγω οδικών συμβάντων, τη βελτίωση της ορατότητας και την ευδιάκριτη οριοθέτηση της λωρίδας κυκλοφορίας με τη Λ.Ε.Α. σε συνθήκες μειωμένης ορατότητας, όπως ομίχλη, χιονόπτωση. Τα οφέλη αυτά μπορούν να κριθούν ως πολύ σημαντικά, όμως δεν μπορούν να αποτιμηθούν με ακριβεία ως προς την οικονομική τους απόδοση. Εξαρτάται από τα διαθέσιμα κεφάλαια, τη στρατηγική της αξιοποίησής τους, καθώς και από τη διάθεση πολιτείας και πολιτών να πληρώσουν για να αυξήσουν την οδική ασφάλεια (willingness to pay), δηλαδή να σώσουν μια ζωή. 7.6 Αξιολόγηση μεθόδων συντήρησης Τεχνική αξιολόγηση Για την συγκριτική αξιολόγηση των μεθόδων συντήρησης πρέπει να επιλεγούν σε ομοειδείς κατηγορίες. Επιπλέον, κάθε τεχνική προσδίδει γενικά κάποια χαρακτηριστικά στον τάπητα τον οποίο κατασκευάζει, ωστόσο για την συγκριτική αξιολόγηση κρίνεται αποτελεσματικότερο να πραγματοποιηθεί σε συγκεκριμένα ασφαλτομίγματα, καθώς οι ιδιότητές τους μεταβάλλονται με την αλλαγή της σύστασή τους. Τα κριτήρια σύμφωνα με τα οποία αξιολογούνται οι επεμβάσεις συντήρησης οδοστρωμάτων είναι: Η καταλληλότητα εφαρμογής, με την έννοια της αποτελεσματικότητας έναντι της αντιολισθηρότητας, της ομαλότητας, της βελτίωσης της επιφανειακής υφής και την αντιμετώπιση των επιφανεικών φθορών. 170

191 Η δομική αντοχή, η οποία περιγράφει την δυνατότητα ενίσχυσης της φέρουσας ικανότητας που προσθέτει στο οδόστρωμα ο νέος τάπητας. Η ευχέρεια κατασκευής, η οποία αφορά την ευκολία εφαρμογής σε έργα στον ελλαδικό χώρο, λόγω ευκολίας διάθεσης των απαιτούμενων πόρων (υλικών και μηχανημάτων). Η διάρκεια ζωής, η οποία αναφέρεται στην μέση αναμενόμενη διάρκεια ζωής των επεμβάσεων, όπως έχει προσδιοριστεί από μελέτες. Το κόστος κατασκευής, όπως διαμορφώνεται κατά μέσο όρο ανά τετραγωνικό μέτρο οδοστρώματος. Η πρώτη ομάδα επεμβάσεων περιλαμβάνει τους ακόλουθους τύπους αντιολισθηρών ταπήτων: Αντιολισθηρός τάπητας από ααφαλτικό σκυρόδεμα τύπου 1, Αντιολισθηρός τάπητας BBM, Τάπητας Stone Mastic Asphalt (SMA), Πορώδης ασφαλτικός τάπητας. Ο τάπητας από ασφαλτικό σκυρόδεμα πυκνής σύνθεσης (κλειστού τύπου) με κατάλληλα σκληρά αδρανή πάχους 40 mm λαμβάνεται ότι έχει μέση αναμενόμενη διάρκεια ζωής 7 έτη. Πρόκειται για τον τύπο 1 των ελληνικών προδιαγραφών, ο οποίος περιέχει αδρανή με ονομαστικό μέγεθος 12,5 mm ή 9,5 mm, με απαιτούμενα χαρακτηριστικά που ικανοποιούνται από τα φυσικά πετρώματα που αφθονούν στον ελλαδικό χώρο. Εφαρμόζεται προσφέροντας (Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., 2006): αντιολισθηρότητα, ενίσχυση και στεγανότητα του οδοστρώματος, χωρίς να επιτυγχάνεται μεγάλο βάθος επιφανειακής τραχύτητας. Η καλύτερη επιφανειακή τραχύτητα, με αποτέλεσμα την καλύτερη διατήρηση της αντίστασης σε ολίσθηση και σε υψηλές ταχύτητες, μπορεί να επιτευχθεί με το μίγμα ασφαλτικού σκυροδέματος τύπου 2 (Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., 2006). Ο αντιολισθητικός τάπητας BBM πάχους 40 mm έχει μέση διάρκεια ζωής 8-12 έτη. Πρόκειται για λεπτό ασφαλτικό τάπητα των γαλλικών προδιαγραφών (Béton Bitumineux Mince) με διεθνή ονομασία TAC (Thin Layer Surfacing), ο οποίος μπορεί να εφαρμοστεί σε περιπτώσεις μικρής έκτασης επιφανειακών αστοχιών και παρέχει (Brosseaud, n.d.): αντιολισθηρότητα ικανοποιητική επιφανειακή υφή. 171

192 Ο τάπητας με μίγμα Stone Mastic Asphalt (SMA) με άσφαλτο 50/60 πάχους 40 mm λαμβάνεται με μέση διάρκεια ζωής έτη. Το μίγμα Stone Mastic Asphalt (SMA) έχει υψηλή περιεκτικότητα σε χονδρόκοκκα αδρανή, που συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζοντας έναν πέτρινο σκελετό, o οποίος αντιστέκεται στις μόνιμες παραμόρφωσεις, και κατόπιν προστίθεται η ασφαλτική μαστίχη (mastic asphalt) και το υλικό πλήρωσης (filler). Τέλος, το μίγμα συμπληρώνεται με ίνες για να την επαρκή σταθερότητα της ασφάλτου και την αποτροπή του διαχωρισμού του συνδετικού υλικού κατά τη μεταφορά και τοποθέτηση του μίγματος. Η τυπική σύνθεση ενός μίγματος SMA περιλαμβάνει 70-80% χονδρόκοκκα αδρανή, 8-12% υλικό πλήρωσης, 6-7% συνδετικό υλικό και 0,3% ίνες (Un., 2014). Στα πλεονεκτήματά του περιλαμβάνονται (Un., 2014): η καλή επιφανειακή υφή, η ανθεκτικότητα (durability), η αντοχή έναντι παραμορφώσεων στην επιφανειακή στρώση. Τα μειονεκτήματά του αφορούν (Un., 2014): το αυξημένο κόστος των υλικών, την αύξηση του χρόνου ανάμιξης και προσθήκης του υλικού πληρώσεως, ο οποίος μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της παραγωγικότητας, τις πιθανές καθυστερήσεις στη διάθεση του οδοστρώματος στην κυκλοφορία, καθώς η θερμοκρασία του μίγματος πρέπει να φτάσει στους 40 C για την πρόληψη της απομάκρυνσης του συνδετικού υλικού προς την επιφάνεια (εξίδρωση, bleeding), την χαμηλή αρχική αντίσταση ολίσθησης έως ότου το πάχος της μεμβράνης του συνδετικού υλικού φθαρεί από την επιφάνεια λόγω της κυκλοφορίας, η οποία μπορεί να αντιμετωπιστεί με φρεζάρισμα της επιφάνειας πριν τη διάθεση της οδού στην κυκλοφορία (Un., 2014). Αυτό το είδος τάπητα δεν έχει χρησιμοποιηθεί στην Ελλάδα. Ο πορώδης τάπητας με ελαστομερή τροποποιημένη άσφαλτο πάχους 40 mm λαμβάνεται πως έχει μέση διάρκεια ζωής 15 έτη. Στα χαρακτηριστικά του περιλαμβάνεται (Μουρατίδης, 2006): η εξάλειψη του κινδύνου της υδρολίσθησης και της εκτίναξης επιφανειακού ύδατος, η μείωση του κυκλοφοριακού θορύβου. Η προσθήκη της τροποποιημένης ασφάλτου στο ασφαλτικό μίγμα συμβάλλει στην αντιμετώπιση της ταχύτερης οξείδωσης της ασφάλτου, της μικρής αντοχής του 172

193 μίγματος στις αυξομειώσεις της περιεκτικότητας της ασφάλτου και της μικρότερης διάρκεια ζωής σε σχέση με μίγματα κλειστού τύπου, που εμφανίζονται σε αυτό το είδος τάπητα. Συγκεντρωτικά, τα στοιχεία των ανωτέρω αντιολισθητικών ταπήτων παρουσιάζονται στον Πίνακα 7.8. Πίνακας 7.8: Τεχνική αξιολόγηση αντιολισθηρών ταπήτων Κριτήρια αξιολόγησης Αντιολισθηροί τάπητες Ασφαλτικό σκυρόδεμα τύπου Ι Τάπητας ΒΒΜ Τάπητας Stone Mastic Asphalt (SMA) Πορώδης Ταπήτας Πάχος στρώσης 40 mm 40 mm 40 mm 40 mm Καταλληλότητα Αντιολισθηρότητα Χ Χ Ομαλότητα Μετά 2 ο έτος Χ Χ Επιφανειακή υφή Χ Χ Χ Επιφανειακές φθορές Χ Χ Χ Δομική αντοχή Χ Ευχέρεια κατασκευής Χ Χ Διάρκεια ζωής 7 έτη 10 έτη 12 έτη 15 έτη Κόστος /m 2 14 /m /m /m 2 (Πηγή: Un., 2014; Μουρατίδης, 2006; Νικολαϊδης, 2002; Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., 2006) Η επόμενη ομάδα επεμβάσεων περιλαμβάνει τις τεχνικές επαναφοράς των ανιολισθηρών ιδιοτήτων με τη χρήση ασφαλτικών λεπτοταπήτων. Σε αυτούς περιλαμβάνονται: Τάπητας με έμπηκτες ψηφίδες (precoated chipping), Τάπητας τύπου Slurry seal, Τάπητας Microsurfacing, Ασφαλτικές επαλείψεις Surface dressings Οι ασφαλτικοί τάπητες με έμπηκτες ψηφίδες με πάχος 14 cm έχουν μέση διάρκεια ζωής 10 έτη. Στις ιδιότητές τους συγκαταλέγονται (Μουρατίδης, 2006): υψηλή αντιολισθηρότητα, 173

194 ικανοποιητική αδιαπερατότητα, επαρκή μηχανική αντοχή, ιδιαίτερα έναντι ερπυσμού, διατηρούν τα επιφανειακά χαρακτηριστικά για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο ασφαλτικοί λεπτοτάπητες ή τάπητες τύπου slurry seal με πάχος 15 mm έχουν μέση διάρκεια ζωής 7-12 έτη, και παρέχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά (Μουρατίδης, 2006): αύξηση αντιολισθηρότητας βελτίωση της επιφανειακής υφής, υψηλή αντοχή σε κόπωση και γήρανση δυνατότητα αποκατάστασης αστοχιών επιπεδότητας. Ο λεπτοτάπητας Μicrosurfacing με τροποποιημένο ασφαλτικό γαλάκτωμα πάχους 15 mm λαμβάνεται με μέση διάρκεια ζωής 7 έως 12 έτη. Στα οφέλη του συγκαταλέγονται (MTAG, 2008): η ελαχιστοποίηση οξείδωσης/γήρανσης, η μείωση της διείσδυσης του νερού, η διόρθωση των φθορών λόγω αποκόλλησης αδρανών και αποσάθρωσης, η αντίσταση σε ολίσθηση, η βελτίωση της αισθητικής, η διόρθωση αυλακώσεων και μικρών ανωμαλιών στην επιφάνεια. Όμως, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οδοστρώματα με δομικά ελαττώματα, όπως οι αλλιγατορικές ρωγμές, οι εν εξελίξει τροχαυλακώσεις, οι τοπικές διογκώσεις, οι κοιλότητες και οι λακκούβες (MTAG, 2008). Οι ασφαλτικές επαλείψεις (surface dressings) κατασκευάζονται σε πάχος 6-14 mm και έχουν μέση διάρκεια ζωής 10 έτη. Στις ιδιότητές του περιλαμβάνονται: αντιολισθηρότητα, σφράγιση ρωγμών και μείωση του ρυθμού φθοράς του οδοστρώματος, αδυναμία στην βελτίωση της μηχανικής αντοχής, ακαταλληλότητα σε περιπτώσεις έντονων αστοχιών επιπεδότητας. Συγκεντρωτικά, στον Πίνακα 7.9 παρουσιάζονται συγκριτικά τα χαρακτηριστικά των ανωτέρω αντιολισθηρών λεπτοταπήτων. 174

195 Πίνακας 7.9: Τεχνική αξιολόγηση αντιολισθηρών λεπτοταπήτων Κριτήρια αξιολόγησης Λεπτοτάπητες Τάπητας με έμπηκτες ψηφίδες (precoated chipping) Τάπητας Slurry seal Τάπητας Microsurfacing Ασφαλτικές επαλείψεις Surface dressings Πάχος στρώσης 14 mm 6 mm 15 mm 6-14 mm Καταλληλότητα Αντιολισθηρότητα X Χ Χ X Ομαλότητα Επιφανειακή υφή Χ Χ Χ X Επιφανειακές φθορές X Χ Δομική αντοχή Ευχέρεια κατασκευής Χ Χ Διάρκεια ζωής 10 έτη 7-12 έτη 7-12 έτη 10 έτη Κόστος 4.50 /m 2 5 /m 2 6 /m 2 4 /m 2 (Πηγή: MTAG, 2008; RSTA, n.d.; Μουρατίδης, 2006; Νικολαϊδης, 2002) Τέλος, επιλέγονται να συγκριθούν οι τεχνικές επιφανειακής επεξεργασίας των οδοστρωμάτων, και πιο συγκεκριμένα οι εξής: Ήλωση (Bush hammering), Χάραξη εκτομή (Milling), Εκτόξευση άμμου (Sand blasting), Απόξεση (Planing). Η ήλωση (Bush hammering) επισκευάζει τη φυσική φθορά την οποία υπόκεινται το οδόστρωμα μέσω της τράχυνσης (αγρίεμα) της επιφάνειάς του, η οποία έχει μικρή διάρκεια ζωής περίπου 3-5 έτη και κόστος 4 /m 2. Επομένως, συμβάλλει: στην μείωση της ολισθηρότητας, στην καλύτερη επιφανειακή υφή. Η χάραξη εκτομή (Milling) ή αλλιώς φρεαζάρισμα χρησιμοποιείται ευρέως αφαιρώντας μέρος της επιφάνειας. Το αποτέλεσμα των εργασιών διαρκεί 3 έτη και έχει ως σκοπό (Lightbreather, 2014): την αφαίρεση των επιφανειακών φθορών, 175

196 την αντιμετώπιση της αποκόλλησης των αδρανών, της ανάδυσης ασφάλτου, των τροχαυλακώσεων, των επωθήσεων, καθώς και των φθορών λόγω τροχαίων ατυχημάτων και πυρακαγιάς στην επιφάνεια του οδοστρώματος, την συμβολή στην ανακύκλωση του ασφαλτοτάπητα. Οι εργασίες της εκτόξευσης άμμου (Sand blasting) αποτελούν μια δαπαναρή επιλογή, η οποία έχει τις ακόλουθες ιδιότητες (Un., n.d.a). αφαίρεση περίσσειων υλικών από την επιφάνεια, αύξηση αντιολισθηρότητας, βελτίωση επιφανειακής υφής. Η απόξεση (Planing) πραγματοποιείται σε μικρό πάχος της επιφανειακής στρώσης αλέθοντάς την κατά mm. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνει (Μουρατίδης, 2006): αύξηση της αντιολισθηρότητας, βελτίωση της επιφανειακής υφής, αποξήλωση των μη εκτεταμένων επιφανειακών φθορών. Τα χαρακτηριστικά των ανωτέρω επιφανειακών εργασιών συγκριτικά παρουσιάζονται στον πίνακα Πίνακας 7.10: Τεχνική αξιολόγηση επιφανειακών επεξεργασιών Επιφανειακές επεξεργασίες Κριτήρια αξιολόγησης Ήλωση (Bush hammering) Χάραξη εκτομή (Milling) Εκτόξευση άμμου (Sand blasting) Απόξεση (Planing) Καταλληλότητα Βάθος 30 mm mm Αντιολισθηρότητα X X X X Ομαλότητα Χ Επιφανειακή υφή X Χ Χ Επιφανειακές φθορές Χ Χ Ευχέρεια κατασκευής Χ Χ Διάρκεια ζωής 3-5 έτη 3 έτη Κόστος 4.00 /m /m /m /m 2 (Πηγή: OECD, 2008; Μουρατίδης, 2006) 176

197 7.6.2 Οικονομική αξιολόγηση Λαμβάνοντας υπόψη τα αποτελέσματα των παραπάνω παραγράφων προσεγγίζεται η οικονομική αξιολόγηση του προβλήματος της συντήρησης ενός τμήματος του οδικού δικτύου με μικρές ή με μεγάλες και πιο δαπανηρές εργασίες συντήρησης. Το δεδομένο τμήμα δρόμου μήκους 10 km και πλάτους 10 m έχει διαστασιολογηθεί για διάρκεια ζωής 20 έτη. Η επιφανειακή του στρώση έχει κατασκευαστεί από αντιολισθηρό ασφαλτικό σκυρόδεμα πυκνής σύνθεσης (τύπου 1) των ελληνικών προδιαγραφών και αναμένεται να εμφανίσει την εξής συμπεριφορά στα χρονικά διαστήματα που περιγράφονται: Το 5 ο έτος παρατηρούνται ρωγμές στο 2% της επιφάνειας και τοπικές καθιζήσεις στο 10% της επιφάνειας. Το 10 ο έτος η αντίσταση έναντι ολίσθησης έχει μειωθεί σημαντικά. Επιπλέον, εφόσον οι τοπικές καθιζήσεις δεν συντητηρηθούν αυξάνονται σε 15 % και εξελίσσονται σε μικρές λακκούβες, οι οποίες καταλαμβάνουν το 10% της επιφάνειας. Επιπλέον, εξελίσσονται και οι ρωγμές στο 5% της επιφάνειας. Ενώ αν πραγματοποιηθούν εργασίες, οι ρωγμές μεταβάλλονται στο 3% και οι τοπικές καθιζήσεις στο 12% της επιφάνειας της οδού. Στο 15 ο έτος στην πρώτη περίπτωση οι λακκούβες εκτείνονται επιπλέον 8%, οι τοπικές καθιζήσεις φτάνουν το 23 % και οι ρωγμές αποτελούν το 10% της επιφάνειας, Ενώ στην δεύτερη περίπτωση οι ρωγμές καταλαμβάνουν το 5% και οι τοπικές καθιζήσεις φτάνουν το 15% και δημιουργούνται λακκούβες κατά το 7% της επιφάνειας της οδού. Στο 20 ο έτος απαιτείται ανακατασκευή του οδοστρώματος. Για την μεν πρώτη περίπτωση, αντί της ανακατακευής θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί φρεζάρισμα σε στρώσεις, διάστρωση του ισοπεδωτικού τάπητα και στη συνέχεια κατασκευή του αντιολισθηρού τάπητα. Συγκεντρωτικά, οι φθορές του οδοστρώματος, οι κατάλληλες για αυτές επέμβασεις συντήρησης, καθώς και το κόστος τους φαίνονται στους ακόλουθους πίνακες 177

198 Πίνακας 7.11: Διατύπωση προβλήματος εφαρμογής Εμβαδόν οδικού τμήματος: m 2 ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Έκταση φθορών σε ποσοστό επί της επιφάνειας της οδού 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη Ρωγμές 2 % 3 % 5 % Τοπικές καθιζήσεις 10 % 12 % 15 % Λακκούβες % Ολισθηρότητα % % ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη Ρωγμές 2 % 5 % 10 % Τοπικές καθιζήσεις 10 % 15 % 23 % Λακκούβες - 10 % 18 % Ολισθηρότητα % % Οι κατάλληλες εργασίες συντήρησης για κάθε μια από τις φθορές που εμφανίζονται είναι: Οι ρωγμές πληρώνονται με αμμάσφαλτο ή άλλα συνθετικά υλικά με κόστος 6.50 /m 2. Οι τοπικές καθιζήσεις αντιμετωπίζονται με διάστρωση θερμού ή ψυχρού ασφαλτομίγματος, αφού προηγηθεί συγκολλητική, με κόστος 3.00 /m 2. Οι λακκούβες απαιτούν εξυγίανση τοπικά με ή χωρίς τετραγωνισμό της περιοχής και διάστρωση θερμού ή ψυχρού ασφαλτομίγματος, αφού προηγηθεί συγκολλητική και στη συνέχει ισοπεδωτική στρώση, με κόστος /m 2. Η ολισθηρότητα αντιμετωπίζεται με διάστρωση τάπητα τύπου slurry, με κόστος 5.00 /m 2. Λαμβάνοντας επιπλέον ότι στην περίπτωση του σεναρίου 1, όπου οι εργασίες συντήρησεις πραγματοποιούνται κάθε 5 έτη, το κόστος της ανακατασκευής μπορεί να είναι /m 2 για τις εργασίες του φρεζαρίσματος σε στρώσεις, της διάστρωσης του ισοπεδωτικού τάπητα και της κατασκευής του αντιολισθηρού τάπητα, ενώ στην περίπτωση του σεναρίου 2, όπου οι εργασίες συντήρησεις πραγματοποιούνται κάθε 10 έτη, το κόστος της ανακατασκευής είναι /m

199 Πίνακας 7.12: Κόστος συντηρήσης φθορών του δεδομένου τμήματος οδικού δικτύου Εμβαδόν οδικού τμήματος: m 2 ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Κόστος ( /m 2 ) Κόστος εργασιών συντήρησης φθορών ( ) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη Πλήρωση ρωγμών Διάστρωση θερμού ή ψυχρού ασφαλτομίγματος μετά από συγκολλητική Τοπική εξυγίανση Διάστρωση τάπητα τύπου slurry Ανακατασκευή ΣΥΝΟΛΟ: ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη Πλήρωση ρωγμών Διάστρωση θερμού ή ψυχρού ασφαλτομίγματος μετά από συγκολλητική Τοπική εξυγίανση Διάστρωση τάπητα τύπου slurry Ανακατασκευή ΣΥΝΟΛΟ: Το κόστος των χρηστών Υπολογισμός κόστους του χρόνου μετακίνησης α) Λόγω εκτέλεσης εργασιών Λαμβάνοντας ως δεδομένα τις ακόλουθες ημερήσιες αποδόσεις των εργασιών υπολογίζεται ο απαιτούμενος χρόνος (σε ημέρες) για κάθε εργασία. 179

200 Πλήρωση ρωγμών Διάστρωση θερμού ή ψυχρού ασφαλτομίγματος μετά από συγκολλητική Τοπική εξυγίανση Διάστρωση τάπητα τύπου slurry Ανακατασκευή (σεναρίου 1) Ανακατασκευή (σεναρίου 2) : m 2 /ημέρα : m 2 /ημέρα : m 2 /ημέρα : m 2 /ημέρα : m 2 /ημέρα : m 2 /ημέρα Πίνακας 7.13: Εκτιμώμενη διάρκεια εργασιών συντήρησης Εμβαδόν οδικού τμήματος: m 2 ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Απόδοση (m 2 /ημέρα) Διάρκεια εργασιών (ημέρες) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη Πλήρωση ρωγμών Διάστρωση θερμού ή ψυχρού ασφαλτομίγματος μετά από συγκολλητική Τοπική εξυγίανση Διάστρωση τάπητα τύπου slurry Ανακατασκευή ΣΕΝΑΡΙΟ 2 ΣΥΝΟΛΟ: Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη Πλήρωση ρωγμών Διάστρωση θερμού ή ψυχρού ασφαλτομίγματος μετά από συγκολλητική Τοπική εξυγίανση Διάστρωση τάπητα τύπου slurry Ανακατασκευή ΣΥΝΟΛΟ:

201 Επιπλέον, θεωρείται ότι η μέση ταχύτητα των οχημάτων της οδού στο τμήμα εκτέλεσης εργασιών μειώνεται από 80 km/h σε 40 km/h. Αυτό σημαίνει πως κάθε όχημα που διανύει απόσταση 1 km χρειάζεται επιπλέον χρόνο 0.70 min. Επομένως, η συνολική καθυστέρηση για το μήκος των 10 km είναι 7 min/όχημα, δηλαδή 0.12 h/όχημα. Το μέσο ωριαίο κόστος καθυστέρησης των οχημάτων συμπεριλαμβανομένου του κόστους του οδηγού εκτιμάται για τα μεν επιβατικά οχήματα σε 5.50 /h, για τα δε εμπορικά οχήματα /h. Θεωρώντας, ακόμη, ότι ο ημερήσιος συνολικός αριθμός των οχημάτων είναι με τα εμπορικά οχήματα να αποτελούν το 40% της κυκλοφορίας, συμπεραίνουμε πως εξυπηρετούνται 2.500*0.60=1.500 επιβατικά και εμπορικά οχήματα. Επομένως, το συνολικό κόστος καθυστέρησης υπολογίζεται: επιβατικά οχήματα: 0.12 h/όχημα * 5.50 /h * οχήματα * (ημ. εργασίας) εμπορικά οχήματα: 0.12 h/όχημα * /h * οχήματα * (ημ. εργασίας) Πίνακας 7.14: Κόστος καθυστέρησης χρηστών λόγω των εκτέλεσης των εργασιών συντήρησης Εμβαδόν οδικού τμήματος: m 2 ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Κόστος καθυστέρησης χρηστών λόγω των εκτέλεσης των εργασιών συντήρησης ( ) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη Διάρκεια εργασιών Κόστος επιβατικών Κόστος εμπορικών ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη Διάρκεια εργασιών Κόστος επιβατικών Κόστος εμπορικών ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: β) Λόγω επιδείνωσης της κατάστασης του οδοστρώματος Το κόστος καθυστέρησης στον χρόνο μετακίνησης των χρηστών εξαιτίας της κακής κατάστασης του οδοστρώματος λαμβάνεται υπόψιν όταν η τιμή του δείκτη PSI

202 Θεωρείται ότι στην περίπτωση του σεναρίου 1 ο δείκτης PSI > 2, σε κάθε χρονική περίοδο, ενώ στην περίπτωση του σεναρίου 2 ο δείκτης λαμβάνει κρίσιμες τιμές. Το κόστος υπολογίζεται με την παραδοχή ότι ο χρόνος που χρειάζονται τα οχήματα αυξάνεται το 10 ο έτος κατά 5% και το 15 ο έτος κατά 15% του αρχικού χρόνου. Ο αρχικός χρόνος με ταχύτητα 80 km/h είναι: h/όχημα, άρα το επιπλέον κόστος ανά είδος οχήματος για την 5 ετία υπολογίζεται για το 10 ο έτος: επιβατικά οχήματα: h/όχημα * 5% * 5.50 /h * οχ. * 365 ημ. * 5 έτη εμπορικά οχήματα: h/όχημα * 5% * /h * οχ. * 365 ημ. * 5 έτη και για το 15 ο έτος: επιβατικά οχήματα: h/όχημα * 15% * 5.50 /h * οχ. * 365 ημ. * 5 έτη εμπορικά οχήματα: h/όχημα * 15% * /h * οχ. * 365 ημ. * 5 έτη Πίνακας 7.15: Κόστος καθυστέρησης χρηστών λόγω επιδείνωσης της κατάστασης του οδοστρώματος Εμβαδόν οδικού τμήματος: m 2 ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Κόστος καθυστέρησης χρηστών λόγω επιδείνωσης της κατάστασης του οδοστρώματος ( ) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη Κόστος επιβατικών Κόστος εμπορικών ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: Υπολογισμός κόστους λειτουργίας οχήματος Το κόστος της κατανάλωσης καυσίμου υπολογίζεται από τη σχέση (7.5), όπως φαίνεται στην παράγραφο 7.2. Για τον υπολογισμό του συνολικού κόστους η σχέση διαμορφώνεται ως εξής: ΣC καυσ. = - L / 1000 [0,1548 Ν TR P d + 0,0846 N ΝTR P un ] ln (0,2 PSI) * 365 * 5 Όπου ΣC καυσ : το κόστος καυσίμου λόγω φθοράς του οδοστρώματος ( ), N TR : ο αριθμός των βαρέων οχημάτων, N ΝTR : ο αριθμός των επιβατικών οχημάτων, 182

203 P d : η μέση τιμή του πετρελαίου κίνησης ( /lt), P un : η μέση τιμή της αμόλυβδης βενζίνης ( /lt), L: το μήκος του τμήματος που συντηρείται (km). Θεωρείται ότι η τιμή του PSI μεταβάλλεται και λαμβάνει τις τιμές που φαίνονται στον Πίνακα 7.16, και με δεδομένη την μέση τιμή των καυσίμων, 1.45 /lt για το πετρέλαιο κίνησης και 1.80 /lt για την αμόλυβδη βενζίνη υπολογίζεται το κόστος των καυσίμων σύμφωνα με την σχέση 7.5. Πίνακας 7.16: Κόστος καυσίμου οχημάτων Κόστος καυσίμου οχημάτων ( ) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη PSI ΣC καυσ ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη PSI ΣC καυσ Όσο αφορά το κόστος των ανταλλακτικών και το κόστος εργασίας για τη συντήρηση των οχημάτων, λαμβάνονται ως δεδομένα ότι τα επιβατικά οχήματα έχουν μέσο κόστος ανταλλακτικών 300 ανά km (άρα 30 ανά km) και κόστος εργασίας 12 /h ανά km με μέση διάρκεια εργασιών 2.50 ώρες, και ότι τα βαρέα οχήματα έχουν μέσο κόστος ανταλλακτικών 500 ανά km (άρα 10 ανά km) και κόστος εργασίας 15 /h ανά km με μέση διάρκεια εργασιών 14 ώρες. Ακόμη, από τα διαγράμματα των εικόνων υπολογίζονται τα επιπλέον ποσοστά των απαιτούμενων ανταλλακτικών και ωρών εργασίας λόγω της κατάστασης του οδοστρώματος. Οι υπολογισμοί του κόστους λειτουργίας των οχημάτων εξαιτίας της κατάστασης του οδοστρώματος φαίνονται στον πίνακα

204 Πίνακας 7.17: Υπολογισμός κόστος συντήρησης οχημάτων λόγω κατάστασης οδού ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Επιβατικά Κόστος συντήρησης οχημάτος ( /1000 km ανά όχημα) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη PSI Ανταλλ. %/1000 km Κόστος ανταλλακτικών Εργασία h/1000 km Κόστος εργασίας Κόστος επιβατικών ( /1000 km ανά όχημα) Εμπορικά Ανταλλ. %/1000 km Κόστος ανταλλακτικών Εργασία h/1000 km Κόστος εργασίας Κόστος εμπορικών ( /1000 km ανά όχημα) ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Επιβατικά Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη PSI Ανταλλ. %/1000 km Κόστος ανταλλακτικών Εργασία h/1000 km Κόστος εργασίας Κόστος επιβατικών ( /1000 km ανά όχημα) Εμπορικά Ανταλλ. %/1000 km Κόστος ανταλλακτικών Εργασία h/1000 km Κόστος εργασίας Κόστος εμπορικών ( /1000 km ανά όχημα)

205 Τα κόστη του πίνακα 7.17 στο κόστος ενός οχήματος ανά km. Το συνολικό κόστος των διερχόμενων οχημάτων υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τον ετήσιο φόρτο με τα έτη και μετατρέποντας σε κατάλληλο μήκος δρόμου, δηλαδή επιβατικά οχήματα: Κόστος /1000km οχ. * οχ. * 365 ημ. * 5 έτη / 100 km εμπορικά οχήματα: Κόστος /1000km οχ. * οχ. * 365 ημ. * 5 έτη / 100 km και παρουσιάζεται στον πίνακα Πίνακας 7.18: Συνολικό κόστος συντήρησης οχημάτων λόγω κατάστασης οδού ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Επιβατικά Κόστος επιβατικών ( /1000 km ανά όχημα) Συνολικό κόστος επιβατικών οχημάτων ( /10 km) Εμπορικά Κόστος εμπορικών ( /1000 km ανά όχημα) Συνολικό κόστος εμπορικών οχημάτων ( /10 km) Συνολικό κόστος συντήρησης οχημάτων ( /10 km) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Επιβατικά Κόστος επιβατικών ( /1000 km ανά όχημα) Συνολικό κόστος επιβατικών οχημάτων ( /10 km) Εμπορικά Κόστος εμπορικών ( /1000 km ανά όχημα) Συνολικό κόστος εμπορικών οχημάτων ( /10 km) Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ:

206 Tο κόστος υποτίμησης της αξίας του οχήματος στην παρούσα εφαρμογή λόγω της δυσκολίας του να προσδιοριστεί δεν λαμβάνεται υπόψη. Υπολογισμός κόστους ατυχημάτων α) Λόγω εκτέλεσης εργασιών Με δεδομένα ότι το συνολικό ετήσιο κόστος των ατυχημάτων ανέρχερται στα 3 δις ευρώ, όπως αναφέρθηκε στο κεφάλαιο 6.5.3, και το συνολικό μήκος του ελληνικού οδικού δικτύου είναι περίπου km, θεωρώντας πως το κόστος αυτό κατανέμεται σε ατυχήματα που πραγματοποιούνται ισοπίθανα στους δρόμους όλης της επικράτειας και έχουν πραγματοποιηθεί σε κανονικές συνθήκες, υπολογίζεται το μέσο κόστος ατυχημάτων υπό φυσικές συνθήκες, το οποίο προκύπτει περίπου για ένα έτος σε /km, δηλαδή το μέσο ημερήσιο κόστος ατυχημάτων είναι /km, άρα στα 10 km /ημέρα σε κανονικές συνθήκες κυκλοφορίας. Γνωρίζοντας ότι όταν πραγματοποιούνται εργασίες συντήρησης στο οδικό δίκτυο, η συχνότητα των τροχαίων ατυχημάτων τριπλασιάζεται (Correa et al., 2003), το κόστος των ατυχημάτων λόγω της εκτέλεσης εργασιών συντήρησης υπολογίζεται 3 * /ημ.* (ημέρες εργασιών), όπως φαίνεται στον πίνακα Πίνακας 7.19: Κόστος ατυχημάτων λόγω εκτέλεσης εργασιών συντήρησης Μέσο ημερήσιο κόστος ατυχημάτων σε κανονικές συνθήκες για μήκος 10 km: ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Κόστος ατυχημάτων λόγω των εκτέλεσης εργασιών συντήρησης ( ) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη Διάρκεια εργασιών ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη Διάρκεια εργασιών ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: β) Λόγω κακής κατάστασης του οδοστρώματος Ο αριθμός των ατυχημάτων που συμβαίνουν λόγω της κατάστασης του οδοστρώματος δίνεται από τη σχέση (7.6). Κατόπιν, ο αριθμός αυτός πολλαπλασιάζεται με το μέσο κόστος των ατυχημάτων, όπως υπολογίστηκε 186

207 παραπάνω, αναγόμενη ανά έτος, δηλαδή το μέσο κόστος είναι /ημέρα, το οποίο συνεπάγεται /έτος για το δεδομένο μήκος των 10 km. (7.6) όπου E α : ο αριθμός των ατυχημάτων (ατυχήματα/έτος) Q: η ετήσια μέση κυκλοφορία (οχήματα/έτος) L: το μήκος του τμήματος που συντηρείται (km) Πίνακας 7.20: Κόστος ατυχημάτων λόγω κατάστασης του οδοστρώματος ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Επιβατικά Κόστος ατυχημάτων λόγω κατάστασης οδοστρώματος ( ) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη PSI Ε α (αρ./έτος) Ε α (αρ.) Εμπορικά Ε α (αρ./έτος) Ε α (αρ.) Σύνολο Ε α ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ: ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Επιβατικά Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη PSI Ε α (αρ./έτος) Ε α (αρ.) Εμπορικά Ε α (αρ./έτος) Ε α (αρ.) Σύνολο Ε α ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ:

208 Πίνακας 7.21: Συνολικά κόστη των δύο εναλλακτικών επιλογών συντήρησης ΣΥΝΟΛΙΚΑ ΚΟΣΤΗ ( ) 5 ο έτος 10 ο έτος 15 ο έτος 20 ο έτος ΣΕΝΑΡΙΟ 1 Εργασίες συντήρησης κάθε 5 έτη Κόστος συντηρήσεων Κόστη χρηστών Χρόνου μετακίνησης λόγω εργασιών Χρόνου μετακίνησης λόγω φθοράς οδοστρώματος Λειτουργίας οχήματος Καυσίμου Συντήρησης οχήματος Υποτίμησης αξίας Ατυχημάτων Λόγω εκτέλεσης έργων Λόγω φθοράς οδοστρώματος ΣΥΝΟΛΟ: ΣΕΝΑΡΙΟ 2 Εργασίες συντήρησης κάθε 10 έτη Κόστος συντηρήσεων Κόστη χρηστών Χρόνου μετακίνησης λόγω εργασιών Χρόνου μετακίνησης λόγω φθοράς οδοστρώματος Λειτουργίας οχήματος Καυσίμου Συντήρησης οχήματος Υποτίμησης αξίας Ατυχημάτων Λόγω εκτέλεσης έργων Λόγω φθοράς οδοστρώματος ΣΥΝΟΛΟ:

209 Τα συνολικά κόστη για κάθε ένα σενάριο μετατρέπονται επικαιροποιούνται για διάφορες τιμές του επιτοκίου. Από τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στον πίνακα 7.22 συμπεραίνεται πως συμφέρουσα είναι επιλογή του σεναρίου 1, καθώς έχει το άθροισμα του επικαιροποιημένου κόστους του έχει μικρότερη τιμή. Επιπλέον, όσο η τιμή του επιτοκίου αυξάνεται τόσο αυξάνεται και η διαφορά κόστος του σεναρίου 2 (Εικόνα 7.1), που σημαίνει ότι η επιλογή είναι περισσότερο συμφέρουσα. Πίνακας 7.22: Αποτελέσματα επικαιροποίησης κόστους εναλλακτικών σεναρίων Επιτόκιο επικαιροποιήσης Άθρ. Παρούσας Αξίας Σεναρίου 1 Άθρ. Παρούσας Αξίας Σεναρίου 2 5% % % % % % % % % Εικόνα 7.1: Γραφική απεικόνιση των αποτελεσμάτων επικαιροποίησης του κόστους των εναλλακτικών σεναρίων συντήρησης 189

210 190

211 Κεφάλαιο 8 ΜΕΤΡΑ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ 8.1 Γενικά 8.2 Ορισμός Ζώνης Περιοχής Εργοταξίου 8.3 Αρχές ορθής σήμανσης 8.4 Κατακόρυφη σήμανση 8.5 Οριζόντια σήμανση 8.6 Συντήρηση 8.7 Διαδικασία Ελέγχου 8.8 Μεθοδολογία εγκατάστασης και απομάκρυνσης εργοταξίου 8.9 Τυπικά σκαριφήματα κυκλοφοριακών ρυθμίσεων

212 8. ΜΕΤΡΑ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ 8.1 Γενικά Κατά τη διάρκεια εκτέλεσης εργασιών συντήρησης στο οδικό δίκτυο πραγματοποιούνται προσωρινές κυκλοφοριακές ρυθμίσεις για το χρονικό διάστημα που διαρκούν οι εργασίες. Σε αυτές συγκαταλέγονται η μερική ή πλήρης διακοπή της κυκλοφορίας, το κλείσιμο λωρίδων κυκλοφορίας, ο αποκλεισμός μέρους ή όλου του οδοστρώματος της οδού, και επιπλέον, λαμβάνονται μέτρα για την ενημέρωση των χρηστών μέσω ειδικής εργοταξιακής σήμανσης. Όλες οι παραπάνω ειδικές ρυθμίσεις κυκλοφορίας καθορίζονται στην εθνική Νομοθεσία (ΕΓΝΑΤΙΑ ΟΔΟΣ Α.Ε., 2004) και είναι απαραίτητες, καθώς η έλλειψη ή η απουσία των απαραίτητων μέτρων θέτει σε κίνδυνο τους διερχόμενους οδηγούς και το εργατικό δυναμικό του εργοταξίου. Σε αυτή την περίπτωση η ευθύνη αποδίδεται στον ανάδοχο εργολάβο και οι συνέπειες του ατύχηματος επιβαρύνουν τόσο τους άμεσα συμμετέχοντες όσο και το κοινωνικό σύνολο, όπως προαναφέρθηκε στο κεφάλαιο Ορισμός Ζώνης Περιοχής Εργοταξίου Τα ελάχιστα υποχρεωτικά μέτρα που απαιτούνται να λαμβάνονται στις περιοχές εκτέλεσης εργασιών περιγράφονται στον ισχύοντα Κώδικα Οδικής Κυκλοφορίας, Κ.Ο.Κ (ΦΕΚ 50/Α/ ), καθώς και στις τεχνικές προδιαγραφές που καθορίζονται στην Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. με Αριθ. ΔΙΠΑΔ/οικ/502 (ΦΕΚ 946/Β/ ). Σύμφωνα με την ανωτέρω Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε (ΦΕΚ 946/Β/ ), η περιοχή που διεξάγονται τα οδικά έργα ονομάζεται «εργοταξιακή ζώνη» και ως τέτοια ορίζεται «κάθε περιοχή του οδικού δικτύου που άμεσα ή έμμεσα επηρεάζεται από εκτελούμενα έργα επί της οδού ή την άμεση γειτνίαση αυτής, κατά τρόπο που αυτά να προξενούν, με οποιανδήποτε μορφή, μεταβολή των κανονικών συνθηκών κυκλοφορίας. Είναι έννοια ευρύτερη από την «περιοχή έργων» καθ όσον εκτείνεται και πέραν αυτής, λόγω της αναγκαίας τοποθέτησης συστημάτων ελέγχου (πινακίδων και διαγραμμίσεων σήμανσης και άλλων σχετικών στοιχείων προειδοποίησης) και εκτός της περιοχής έργων». Στον Πίνακα 8.1 που ακολουθεί φαίνονται οι ελάχιστες απαιτήσεις των γεωμετρικών χαρακτηριστικών της εργοταξιακής περιοχής σε οδούς υπεραστικής, περιαστικής και αστικής περιοχής, όπως περιγράφονται στην παράγραφο 1.7 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (ΦΕΚ 946/Β/ ). 192

213 Πίνακας 8.1: Ελάχιστες απαιτήσεις γεωμετρικών χαρακτηριστικών εργοταξιακής περιοχής σε οδούς Γεωμετρικά Χαρακτηριστικά Υπεραστική περιοχή Περιαστική περιοχή Αστική περιοχή Ελάχιστο πλάτος λωρίδας κυκλοφορίας Ελάχιστο ελεύθερο ύψος κυκλοφορίας 3.25 m 3.25 m 2.75 m 4.40 m 3.80 m 3.80 m Μέγιστη κατά μήκος κλίση 6.0% (7.0%) 6.0% (7.0%) 10.0% Ελάχιστες πλευρικές αποστάσεις (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ ) 0.75 m 0.75 m 0.75 m Η περιοχή του εργοταξίου διακρίνεται σε έξι ζώνες (Κεφ. 1, Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε.) (ΦΕΚ 946/Β/ ), οι οποίες είναι οι εξής: 1) Ζώνη Προειδοποίησης. Στην ζώνη αυτή δεν μεταβάλλονται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της οδού και τοποθετείται προειδοποιητική σήμανση, που σκοπό έχει την προετοιμασία των οδηγών για τις νέες κυκλοφοριακές συνθήκες λόγω του εργοταξίου. Συνήθως, το μήκος της κυμαίνεται από μέτρα, εντός των οποίων πραγματοποιείται μείωση του ορίου ταχύτητας, με βήμα 20 χλμ/ώρα για τις υπεραστικές και περιαστικές οδούς και με βήμα 10 χμλ/ώρα στις αστικές οδούς. 2) Ζώνη Συναρμογής Εισόδου Στη ζώνη συναρμογής εισόδου μειώνεται ο αριθμός ή/και το πλάτος των λωρίδων κυκλοφορίας ή/και η κυκλοφορία μεταβαίνει σε άλλον διάδρομο (π.χ. παλαιά οδό, παράπλευρη οδό). Το μήκος της μπορεί να είναι μέτρα και τα γεωμετρικά της χαρακτηριστικά περιγράφονται στην παράγραφο 1.2, του Κεφαλαίου 1 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (ΦΕΚ 946/Β/ ) 3) Μεταβατική Ζώνη Εισόδου Η ζώνη αυτή έχει μήκος 100 μέτρα στις περιαστικές και υπεραστικές οδούς και 30 μέτρα στις αστικές και ο ρόλος της είναι η προστασία των εργαζομένων που βρίσκονται στην κύρια εργοταξιακή ζώνη. 4) Ζώνη Εργων Η ζώνη έργων έχει μήκος όσο το μήκος των διεξαγώμενων έργων και η κυκλοφορία γίνεται παραπλεύρως αυτών. Περεταίρω γεωμετρικοί περιορισμοί περιγράφονται 193

214 στην παράγραφο 1.4, του Κεφαλαίου 1 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (ΦΕΚ 946/Β/ ). 5) Ζώνη Συναρμογής Εξόδου Στη ζώνη αυτή η διατομή της οδού μετατρέπεται από εργοταξιακή σε κανονική και τα γεωμετρικά της χαρακτηριστικά πρέπει να ταυτίζονται με αυτά της ζώνης συναρμογής εισόδου. 6) Ζώνη Αποκατάστασης της Κυκλοφορίας Πρόκειται για την τελευταία ζώνη, στην οποία η κανονική διατομή και ο διάδρομος κυκλοφορίας και των δύο κατευθύνσεων έχουν πλέον αποκατασταθεί. Έχει μήκος 50 μέτρα στις περιαστικές και υπεραστικές οδούς και 20 μέτρα στις αστικές. Επίσης, διαθέτει κατάλληλη ρυθμιστική σήμανση, για την ενημέρωση της ολοκλήρωσης της εργοταξιακής ζώνης. Οι εργοταξιακές ζώνες διακρίνονται σε τρεις βασικούς τύπους σύμφωνα με τη διάρκεια και τον τύπο των έργων (Εισαγωγή, Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε.) (ΦΕΚ 946/Β/ ). Αυτές είναι: Έργα μεγάλης διάρκειας, στα οποία οι ζώνες παραμένουν πάντοτε σταθερές, Έργα μικρής διάρκειας, στα οποία οι ζώνες διατηρούνται σταθερές, και Έργα μικρής διάρκειας, στα οποία οι ζώνες είναι κινητές. 8.3 Αρχές ορθής σήμανσης Στις βασικές αρχές της ορθής οδικής σήμανσης συγκαταλέγονται (Εισαγωγή, Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε.) (ΦΕΚ 946/Β/ ): Η έγκαιρη, σταδιακή και πλήρης ενημέρωση των κινουμένων στις οδούς, Η προειδοποίηση για τη μορφή και το είδος του εμποδίου, Η ρύθμιση της κινήσεως, Η τοποθέτηση συνεπούς, κατανοητής αλλά και κοινής σήμανσης για όλα τα εργοτάξια κατά μήκος ενός οδικού άξονα Η υλοποίηση του ακριβή αριθμού πινακίδων, καθώς δεν πρέπει να λείπει ούτε μία απολύτως αναγκαία πινακίδα αλλά ταυτόχρονα δεν πρέπει να μην υπάρχει ούτε μία επιπλέον των απαραίτητων, Η πληροφόρηση δεν πρέπει να δίνεται πολύ νωρίτερα της θέσης εκτελέσεως των έργων, Η μέριμνα πρόβλεψης για άμεση εξυπήρετηση και διέλευση των οχημάτων έκτακτης ανάγκης (ασθενοφόρων, πυροσβεστικών οχημάτων, περιπολικών αστυνομίας). 194

215 Ζώνη Προειδοποίησης Ζώνη Συναρμογής Εισόδου Μεταβατική Ζώνη Εισόδου Ζώνη Έργων Ζώνη Συναρμογής Εξόδου Ζώνη Αποκατάστασης της Κυκλοφορίας Τεχνική και οικονομική αξιολόγηση των μεθόδων συντήρησης οδοστρωμάτων Επίπλεον, σημειώνεται ότι όλα «τα μέσα σήμανσης τoπoθετoύνται με μέριμνα και ευθύνη των εργoληπτών ή των εκτελoύντων τις εργασίες», και «οι φoρείς πoυ κατασκευάζoυν ή αναθέτoυν την κατασκευή σε τρίτoυς υπoχρεoύνται να ελέγχoυν την τoπoθέτηση των μέσων σήμανσης» (παράγραφος 3, άρθρο 9, Κ.Ο.Κ.) (ΦΕΚ 50/Α/ ). 8.4 Κατακόρυφη σήμανση Η υποχρέωση τοποθέτησης πινακίδων σήμανσης ορίζεται στην παράγραφο 1 του άρθρου 9 του Κ.Ο.Κ. (ΦΕΚ 50/Α/ ). Πιο συγκεκριμένα, στο Κεφάλαιο 2 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (ΦΕΚ 946/Β/ ) καθορίζονται οι τύποι των πινακίδων σήμανσης που απαιτούνται για κάθε περίπτωση εργοταξιακής ζώνης στο οδικό δίκτυο και οι οποίοι παρουσιάζονται στον Πίνακα 8.2. Πίνακας 8.2: Τύποι πινακίδων ανά ζώνη στην περιοχή του εργοταξίου στην οδό Ζώνες Εργοταξίου Τύποι Πινακίδων Προειδοποίησης έργων (Κ-20) Χ Χ Χ Ορίου ταχύτητας (Ρ-32) Χ Χ Χ Χ Χ Τέλος ορίου ταχ. (Ρ-37) Χ Πληροφοριακές (Π-69, 69α, 70, 70α) Χ (Π-74, 75, 76, 77, 78, 79) Χ Χ Χ Χ Ρυθμιστικές (Ρ-30) Χ (Ρ-52) Χ Χ Χ Άρση των ρυθμίσεων (Ρ-36) Χ Πρόσθετη (Πρ-1) Χ (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ ) 195

216 Στη ζώνη προειδοποίησης η μείωση της ταχύτητας πραγματοποιείται με βήμα 20 χμλ/ώρα στις περιαστικές και υπεραστικές οδούς και 10 χλμ/ώρα στις αστικές. Εικόνα 8.1: Σήμανση Ζώνης Προειδοποίησης σε περιοχή οδικών έργων (Πηγή: Ζαφειρόπουλος, n.d.) Στη ζώνη συναρμογής εισόδου οι πινακίδες οριοθέτησης της συναρμογής (Π-77 ή Π78) με τους αναλάμποντες φανούς τοποθετούνται κάθε 10 μέτρα. Εικόνα 8.2: Σήμανση Ζώνης Συναρμογής Εισόδου σε περιοχή οδικών έργων (Πηγή: Ζαφειρόπουλος, n.d.) Το όριο ταχύτητας (Ρ-32) της μεταβατικής ζώνης εισόδου έχει την ίδια ένδειξη με αυτή της εργοταξιακής ζώνης. Στην ζώνη έργων αυτές οι πινακίδες (Ρ-32) επαναλαμβάνονται κάθε 500 μέτρα, όταν το μήκος του εργοταξίου είναι μεγαλύτερο των 500 μέτρων, και οι πινακίδες οριοθέτησης των έργων (Π-77 ή Π78) κάθε 20 μέτρα, η πρώτη και η τελευταία εκ των οποίων συνοδεύονται με αναλάμποντα φανό. Εικόνα 8.3: Σήμανση Ζώνης Αποκατάστασης Κυκλοφορίας σε περιοχή οδικών έργων (Πηγή: Ζαφειρόπουλος, n.d.) Τα βασικά κατασκευαστικά χαρακτηριστικά των πινακίδων σήμανσης οδικών έργων, όπως περιγράφονται στο Κεφ. 3 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., είναι: 196

217 Οι πινακίδες της εργοταξιακής σήμανσης είναι του ιδίου μεγέθους με αυτές της μόνιμης σήμανσης, Το εξωτερικό περίγραμμα υπόβαθρο των πινακίδων είναι ορθογώνιου σχήματος και κίτρινου χρώματος. Ειδικότερα, φαίνεται στις Εικόνες , Τα υλικά κατασκευής τους είναι τα ίδια με αυτά της μόνιμης σήμανσης, με εξαίρεση το οπισθαντανακλαστικό υλικό της πρόσθιας επιφάνειας, το οποίο πρέπει να είναι μιας κατηγορίας ανώτερο, Η στήριξη σε έργα μακράς διάρκειας πρέπει να γίνεται με πάκτωση στο έδαφος, όπως η μόνιμη σήμανση, ενώ σε έργα μικρής διάρκειας οι κινητές πινακίδες πρέπει να στηρίζονται σε κατάλληλες βάσεις (παράγραφος 3.4). Το ελάχιστο ύψος του κάτω άκρου της πινακίδος ορίζεται σε 1,20 μέτρα για τις περιαστικές και υπεραστικές οδούς και σε 2,30 μέτρα για αστκές και πρέπει να τοποθετούνται σε πλευρική απόσταση 0,50 1,50 μέτρο από το όριο του διαδρόμου κυκλοφορίας. Είναι δυνατή η χρήση αναδιπλούμενων πινακίδων (roll-up signs). 8.5 Οριζόντια σήμανση Την κατακόρυφη σήμανση απαραίτητα συνοδεύει και η αντίστοιχη οριζόντια σήμανση. Όπως περιγράφεται στο Κεφ. 4 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., η οριζόντια προσωρινή εργοταξιακή σήμανση υλοποιείται με κίτρινο χρώμα διαγράμμισης, το οποίο μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε με ειδικό χρώμα διαγράμμισης είτε με αυτοκόλλητες ταινίες άριστης ποιότητας και αντανακλαστικότητας και έχει τις ίδιες διαστάσεις με αυτές της μόνιμης σήμανσης. Η υπάρχουσα μόνιμη οριζόντια σήμανση πρέπει να απαλείφεται. Επιπλέον, σε κρίσιμες κυκλοφοριακές καταστάσεις επιβάλλεται η χρήση πρόσθετων στοιχείων με σκοπό την έντονη διακριτοποίηση της νέας οριζόντιας σήμανσης. Αυτή επιτυγχάνεται μέσω της τοποθέτησης ανακλαστήρων οδοστρωμάτων, που ονομάζονται «μάτια γάτας», κίτρινου χρώματος ή/και με ειδικούς τριγωνικούς οριοδείκτες, που λέγονται και «φτερά καρχαρία», και οι οποίοι πληρούν τις απαιτήσεις των Ευρωπαϊκών Προτύπων (ΕΝ1463-1). 197

218 Εικόνα 8.4: «Μάτια γάτας» (Πηγή: Un., 2010) Εικόνα 8.5: «Φτερό καρχαρία» (Πηγή: Πτερύγιο διπλής όψης, n.d) Τα παραπάνω ειδικά πρόσθετα μέσα εφαρμόζονται στις εξής περιπτώσεις (Κεφ. 4, Υπ Απόφαση): Σε ζώνες συναρμογής Σε διατομές περιορισμένου πλάτους (κάτω από 7,50 μέτρα για υπεραστικές και 6,50 μέτρα για αστικές οδούς) με διεξαγωγή και των δύο κατευθύνσεων κυκλοφορίας από έναν κλάδο οδού. Σε θέσεις όπου η οριογραμμή της οδού δεν απέχει ικανή απόσταση (κάτω του 1,00 μέτρου) από το άκρο του οδοστρώματος ή/και στην περίπτωση ύπαρξης εμποδίων πλησίον της οριογραμμής. Ακόμη, αναφορικά με την φωτεινή σηματοδότηση, στην παράγραφο 5.1 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., επισημαίνεται πως η χρήση της πρέπει να αποφεύγεται. Ωστόσο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί εντός αστικών δικτύων, όταν απαιτείται εξαιτίας κυκλοφοριακών λόγων, καθώς και όταν η νέα ρύθμιση της κυκλοφορίας επιβάλλει αντιστρεπτή ροή. Στις περιπτώσεις αυτές, η ύπαρξη φωτεινών σηματοδοτών πρέπει να προαναγγέλεται με την κατάλληλη σήμανση (Κ-21, Πρ-1). Εικόνα 8.6: Σήμανση Κ-21 (Πηγή: K 21 E, n.d) Συπληρωματικά της ανωτέρω εργοταξιακής σήμανσης, δύναται σε ειδικές περιπτώσεις (κυρίως σε αυτοκινητόδρομους με υψηλούς φόρτους) η χρήση πινακίδων μεταβλητών μηνυμάτων (variable message signs, VMS) σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές και τα Ευρωπαϊκά Πρότυπα.

219 Εικόνα 8.7: Πινακίδα μεταβλητών μηνυμάτων (VMS) (Πηγή: TANCo, n.d) Ο εξοπλισμός εργοταξιακής σήμανσης, σύμφωνα με την παράγραφο 5.2 και 5.3 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., διαχωρίζεται σε εξοπλισμό καθορισμού των διαδρόμων κυκλοφορίας και σε εξοπλισμό κατευθύνσεως και αποκλεισμού. Ο εξοπλισμός καθορισμού των διαδρόμων κυκλοφορίας περιλαμβάνει: Κυκλοφοριακούς κώνους, Πινακίδες οριοθέτησης έργων (Π-77 και Π-78), οι οποίες τοποθετούνται ανά 20 μέτρα στη ζώνη έργων και ανά 10 μέτρα στη ζώνη συναρμογής, Εξοπλισμό αποκλεισμού λωρίδων, που μπορεί να περιλαμβάνει ένα όχημα αποκλεισμού λωρίδων ή ρυμουλκούμενο φορείο (trailer) (κινητή μονάδα σήμανσης) και αποτελείται από μια τυποποιημένη φωτεινή διάταξη, η οποία απεικονίζει την πινακίδα Ρ-52α ή Ρ-52δ, και ένα φωτεινό αναλάμπον σήμα (βέλος) σε σχήμα τόξου για την καθοδήγηση της κυκλοφορίας, Εικόνα 8.8: Κινητή μονάδα σήμανσης (Πηγή: Κινητό τρέιλερ, n.d.) Εικόνα 8.9: Πινακίδες Ρ-52α & Ρ-52δ (Φ.Ε.Κ. 50/Α/ , 2007) Φανούς κινδύνου, οι οποίοι είναι αναλάμπουσες λυχνίες (λάμπες) κίτρινου χρώματος και τοποθετούνται πάνω από τις πινακίδες Π-77, Π-78 στη ζώνη συναρμογής και στην πρώτη και τελευταία πινακίδα στη ζώνη έργων. 199

220 Εικόνα 8.10: Φανός κινδύνου (Πηγή: Φανός αναλάμπων, n.d) Ο εξοπλισμός κατευθύνσεως και αποκλεισμού αποτελείται από: Φορητά στηθαία ασφαλείας από σκυρόδεμα ή άλλο υλικό, τα οποία χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό των αντίθετων ρευμάτων κυκλοφορίας, καθώς και της περιοχής των έργων, όπου απαιτείται. Όπως ορίζεται στην παράγραφο 2 του άρθρου 9 του Κ.Ο.Κ. (ΦΕΚ 50/Α/ ), τα όρια των περιοχών που εκτελούνται εργασίες και oι χώρoι εναπόθεσης υλικών πρέπει να επισημαίνoνται με συνεχή ή διακεκoμμένα εμπόδια, τα oπoία να έχoυν εναλλασσόμενες λωρίδες ερυθρoύ και λευκoύ χρώματoς. Αν τα εμπόδια αυτά δεν είναι αντανακλαστικά, πρέπει να διαθέτουν αντανακλαστικά στoιχεία και σταθερά φώτα χρώματoς ερυθρoύ ή παλλόμενα φώτα χρώματος βαθύ κίτρινoυ. Kατ εξαίρεση, φώτα και αντανακλαστικά στoιχεία: α) oρατά μόνo από τη μία κατεύθυνση της κυκλoφoρίας, που δηλώνουν ότι διεξάγονται εργασίες στην απέναντι πλευρά της oδoύ, πρέπει να είναι λευκά. β) ορατά και από τις δύο κατευθύνσεις, που δηλώνουν ότι διεξάγονται εργασίες μεταξύ των δύo κατευθύνσεων της οδού, πρέπει να είναι λευκά ή κίτρινα ανoικτoύ χρώματoς. Εικόνα 8.11: Φορητά στηθαία ασφαλείας από πλαστικό (Πηγή: Πλαστικά στηθαία, n.d.) 200

221 Ανακλαστήρες οδοστρώματος και πρόσθετα αντανακλαστικά στοιχεία σήμανσης, οι οποίοι συνδυάζονται με την οριζόντια σήμανση και είναι κίτρινου χρώματος, Ταινίες ακουστικής προειδοποίησης, οι οποίες τοποθετούνται ως αυτοκόλλητα στο οδόστρωμα με διεύθυνση κάθετη προς τον άξονα της οδού. Εικόνα 8.12: Ταινίες ακουστικής προειδοποίησης (Πηγή: MARTSOS, n.d.) 8.6 Συντήρηση Στο Κεφ. 7 της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. γίνεται μνεία για την συντήρηση της εργοταξιακής σήμανσης που απαιτείται. Η συντήρηση διακρίνεται σε τακτική και έκτακτη. Η τακτική παραγματοποιείται σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές σύμφωνα με το πρόγραμμα που έχει καθοριστεί, και περιλαμβάνει: Τον τακτικό έλεγχο της σήμανσης και των στοιχείων ασφάλισης, για τον εντοπισμό όσων χρήζουν συντήρησης ή αντικατάστασης, Το πρόγραμμα συντήρησης/αντικατάστασης των ανωτέρω στοιχείων, που βασίζεται στις εκθέσεις του τακτικού ελέγχου και υλοποιείται εντός 24 ωρών από το πέρας αυτού. Η έκτακτη συντήρηση μπορεί να απαιτηθεί ως απόρροια οδικών ατυχημάτων, ακραίων καιρικών συνθηκών, κλοπών, βανδαλισμών, κλπ. Ο υπεύθυνος ασφαλείας ενημερώνεται από τους υπευθύνους κάθε εργοταξιακής ζώνης, καθώς επίσης και από τον τοπικό Σταθμό της Τροχαίας για τυχόν περιστατικά που έχουν προκαλέσει φθορά στη σήμανση/ασφάλιση. Μετά τον εντοπισμό των φθορών, ο ανάδοχος οφείλει άμεσα να αντικαταστήσει/συντηρήσει τα εν λόγω στοιχεία. 201

222 8.7 Διαδικασία Ελέγχου Η διαδικασία του ελέγχου πραγματοποιείται σε διαδοχικά βήματα (Κεφ. 8, Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε.) (ΦΕΚ 946/Β/ ). Πρώτα, εκπονείται η μελέτη της εργοταξιακής σήμανσης και ασφάλισης με μέριμνα και ευθύνη του αναδόχου του έργου, η οποία στη συνέχεια εγκρίνεται από την επιβλέπουσα υπηρεσία. Οι μελέτες οφείλουν να ακολουθούν το ισχύον Νομοθετικό Πλαίσιο (Κώδικας Οδικής Κυκλοφορίας, Νόμος εκτέλεσης έργων και απαιτήσεις των τεχνικών προδιαγραφών της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. με Αριθ. ΔΙΠΑΔ/οικ/502). Σε περιπτώσεις οδών που συντρέχουν ειδικοί λόγοι μεταβολής της κυκλοφορίας (αναγκαστική μείωση της ταχύτητας, περιορισμός της κυκλοφορίας) με απόφαση του οικείου Δημοτικού ή Κοινοτικού Συμβουλίου μπορεί να ορίζεται η δημιουργία ειδικών διαμορφώσεων ή η τοποθέτηση κινητών εμποδίων στο οδόστρωμα (παρ. 5, άρθρο 52, Κ.Ο.Κ.) (ΦΕΚ 50/Α/ ). Κατόπιν, διεξάγεται ο έλεγχος της εφαρμογής στην πράξη από την διευθύνουσα υπηρεσία. Στη συνέχεια, η διαδικασία εξακολουθεί να ελέγχεται διαρκώς, τόσο από τον ανάδοχο σε διαστήματα μικρότερα των 3 ημερών, όσο και από την επιβλέπουσα υπηρεσία σε διαστήματα μικρότερα των 10 ημερών. Τέλος, μετά το πέρας των εργασιών ο ανάδοχος και η επιβλέπουσα υπηρεσία πραγματοποιούν έλεγχο αποξήλωσης των προσωρινών μέτρων (οριζόντιας και κατακόρυφης σήμανσης, ασφάλισης) και αποκατάστασης των μόνιμων. Για τη διαδικασία του ελέγχου κάθε εργοταξιακής ζώνης εφαρμόζεται ειδικό έντυπο καταγραφής, σύμφωνα με το υποδείγμα που υπάρχει στο παράρτημα της Απόφασης Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. 8.8 Μεθοδολογία εγκατάστασης και απομάκρυνσης εργοταξίου Το ζήτημα του προγραμματισμού των ενεργειών και της σύνταξης της μελέτης τροποποίησης της κυκλοφορίας, μέσω του κλεισίματος κυκλοφοριακών λωρίδων, προσεγγίζεται με γνώμονα την ασφάλεια και την βέλτιστη εξυπηρέτηση των χρηστών και των εργαζομένων του εργοταξίου. Ειδικότερα, θα πρέπει (Κεφ. 9, Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε.) (ΦΕΚ 946/Β/ ): Να εφαρμόζεται ένα σχέδιο κυκλοφοριακής ρύθμισης με την ελάχιστη καθυστέρηση για τους χρήστες, Να δημιουργούνται ασφαλείς περιοχές έργων, Να δημιουργούνται σαφείς ζώνες ασφάλειας στις παρακείμενες περιοχές, Να σχεδιάζονται ασφαλείς διαδρομές για την κίνηση των πεζών, 202

223 Να παρέχεται ασφαλής πρόσβαση για εργαζόμενους και οχήματα για τη διέλευσή τους εντός και εκτός εργοταξίου. Να πραγματοποιούνται ασφαλείς διαδικασίες για την τοποθέτηση και αφαίρεση σημάνσεων. Οι εργασίες εγκατάστασης και αφαίρεσης της σήμανσης θα πρέπει να διεξάγονται σε ώρες μειωμένου κυκλοφοριακού φόρτου. Η διαδικασία της εγκατάστασης και απομάκρυσης του εργοταξίου εκτελείται σε τρία βήματα: 1. Προγραμματισμός Προέλεγχος, κατά το οποίο πρέπει να ικανοποιούνται τα εξής: i. Ορισμός υπεύθυνου για το κλείσιμο/άνοιγμα των λωρίδων, και γνωστοποίηση του στο υπόλοιπο προσωπικό, ii. Χρήση ιματισμού υψηλής αντανακλαστικότητας από τους εργαζομένους (παρ. 4, αρ. 44, Κ.Ο.Κ.) (ΦΕΚ 50/Α/ ), iii. Η κατάλληλη σήμανση που πρέπει να φέρουν τα οχήματα, iv. Η γνωστοποίηση του χρονικού προγραμματισμού των εργασιών, v. Η εκπαίδευση του προσωπικού, vi. Η διευκρίνηση των καθηκόντων και υποχρεώσεων κάθε εργαζόμενου, vii. Η φορτο-εκφόρτωση των πινακίδων από την πλευρά του οχήματος που δεν συνορεύει με τηνκυκλοφορία, viii. Η προστασία του προσωπικού με τη χρήση οχήματος αποκλεισμού λωρίδας, ix. Η σαφής σήμανση των εισόδων εξόδων του εργοταξίου, x. Η πρόβλεψη για τη διέλευση οχημάτων άμεσης ανάγκης, xi. Καθορισμός συγκεκριμένων διαδικασιών για την απομάκρυνση ή κάλυψη των μη ισχυουσών πινακίδων xii. Η εκτέλεση των έργων απομάκρυνσης της προσωρινής σήμανσης πρέπει να ακολουθεί παρόμοιες διαδικασίες. 2. Προετοιμασία. Στο στάδιο αυτό ο ανάδοχος πριν την έναρξη της εργασίας οφείλει να υλοποιήσει τα ακόλουθα: i. Να ελέγξει, επισκευάσει, αντικαταστήσει ή προμηθευτεί εξοπλισμό σημάνσεως (όπως στήριγματα, κώνους, πινακίδες οριοθέτησης, φανούς, κλπ), τυχόν εγκεκριμένες μη τυποποιημένς σημάνσεις, εξοπλισμό ασφαλείας, υψηλής ευκρίνειας ιματισμό για το προσωπικό και ειδικά οχήματα για κινητά φράγματα, 203

224 ii. Να διευθετήσει την μεταφορά του ανωτέρω εξοπλισμού στη σωστή σειρά για την διευκόλυνση στην συλλογή και απομάκρυσή του, iii. Να επικοινωνείται η πληροφορία στους εργαζομένους σχετικά με τη συχνότητα των δραστηριοτήτων, τα καθήκοντα και τις υποχρεώσεις τους, iv. Να ελέγχονται τα οχήματα, ο εξοπλισμός και το προσωπικό για την ορθή εφαρμογή των οδηγιών πριν την έναρξη της δραστηριότητας. 3. Μεθοδολογία για τοποθέτηση και απόσυρση σημάνσεων, όπου περιγράφονται οι αρχές που διέπουν την εκάστοτε διαδικασία. Οι βασικές αρχές εγκατάστασης/τοποθέτησης σημάνσεως περιλαμβάνουν: Η τοποθέτηση των σημάνσεων μπορεί να γίνει σε ένα ή δύο στάδια, Η σήμανση ξεκινά με την τοποθέτηση της πινακίδας (Κ-20), Το όχημα μεταφοράς της σήμανσης πρέπει να μην εμπλακεί με την κυκλοφορία και να θέσει σε λειτουργία τους προειδοποιητικούς φανούς, Μετά την στάθμευσή του, πρέπει να προστατεύεται με τις σημάνσεις Ρ-52α ή Ρ-52δ, είτε ακόμη και με τη χρήση οχήματος αποκλεισμού λωρίδας σε κάποιες περιπτώσεις, Η εκφόρτωση των πινακίδων και λοιπών σημάνσεων πρέπει να γίνεται δεξιά ή πίσω από το όχημα. Το όχημα μεταφοράς σήμανσης μεταβαίνει στο επόμενο σημείο ακολουθούμενο από το όχημα αποκλεισμού λωρίδας (εφόσον υφίσταται), Με τον ίδιο τρόπο τοποθετούνται οι κώνοι και οι πινακίδες οριοθέτησης έργων κατά τη ροή της κυκλοφορίας, Μετά την ολοκλήρωση της τοποθέτησης της σήμανσης, τα δύο οχήματα πρέπει να απενεργοποιήσουν τους προειδοποιητικούς φανούς και να εισέλθουν στην κυκλοφορία. Οι βασικές αρχές για απόσυρση σημάνσεων περιλαμβάνουν: Οι τεχνικές μοιάζουν με αυτές της τοποθέτησης, με κύρια διαφορά στη συχνότητα των σταδίων, Πριν την έναρξη των εργασιών αφαίρεσης της σήμανσης ελέγχεται διεξοδικά αν έχουν απομακρυνθεί υλικά, μηχανήματα, μπάζα και εργαζόμενοι από το οδόστρωμα, Η προειδοποιητική σήμανση (Κ-20) παραμένει μέχρι να ολοκληρωθεί η αφαίρεση όλων των υπολοίπων σημάνσεων, Το όχημα που συλλέγει τις σημάνσεις ακολουθείται από ένα όχημα αποκλεισμού λωρίδας, 204

225 Πρώτα αφαιρούνται οι κώνοι και οι πινακίδες οριοθέτησης των έργων, Κατόπιν, τα δύο οχήματα ξεκινούν να συλλέγουν από την τελευταία τοποθετημένη σήμανση (Ρ-36) συνεχίζοντας με αντίθετη σειρά της τοποθέτησης, Τελευταία αφαιρούνται οι σημάνσεις έργου (Κ-20), Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία αφαίρεσης των σημάνσεων, τα δύο οχήματα απενεργοποιούν τους προειδοποιητικούς φανούς και εισέρχονται στην κυκλοφορία. 8.9 Τυπικά σκαριφήματα κυκλοφοριακών ρυθμίσεων Στο Παράρτημα παρουσιάζονται τα τυπικά σκαριφήματα ομαδοποιημένα κατά είδος οδού και διάρκεια, όπως καθορίζονται στην Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (Κεφ. 10) (ΦΕΚ 946/Β/ ). 205

226

227 Κεφάλαιο 9 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ

228 9. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ανάγκη της κατασκευής και του εκσυγχρονισμού των δρόμων προκύπτει από την ανάπτυξη της κυκλοφορίας και από την καθημερινή φθορά εξαιτίας των φορτίων κυκλοφορίας και της έκθεσης στις περιβαλλοντικές συνθήκες και έχει ως αποτέλεσμα την απαίτηση περαιτέρω μελετών σχετικά με την επιλογή των οδοστρωμάτων. Οι οργανισμοί επιδιώκουν να καταστήσουν πιο ενημερωμένες και ολοκληρωμένες τις επενδυτικές αποφάσεις, γιατί η επιλογή του τύπου του οδοστρώματος έχει μεγάλο αντίκτυπο στις μελλοντικές δαπάνες και το επίπεδο των υπηρεσιών για τους χρήστες. Τα οδοστρώματα από την ημέρα που θα κατασκευαστούν εκτίθονται σε φθορά. Αυτή μπορεί να προέρχεται από τα φορτία κυκλοφορίας, τις καιρικές συνθήκες και τους περιβαλλοντικούς ρύπους. Επιπλέον, ελοχεύει ο κίνδυνος μιας πιθανής πρόωρης αστοχίας, η οποία μπορεί να οφείλεται σε αστοχία στον σχεδιασμό, την κατασκευή, την συντήρηση ή την επιλογή ακατάλληλων υλικών. Η φυσική επιδείνωση ενός οδόστρωματος δεν μπορεί να αποφευχθεί, η πρόωρή του αστοχία, όμως, επειδή οφείλεται σε παράγοντες που μπορούν να προβλεφθούν, μπορεί να αποτραπεί. Από τεχνικής πλευράς δεν υπάρχει καλύτερη ή αποτελεσματικότερη μέθοδος συντήρησης ενός οδοστρώματος, καθώς τα συστατικά του κάθε ασφαλτομίγματος διαφέρουν από περίπτωση σε περίπτωση, όπως επίσης και οι φθορές που εμφανίζονται και επομένως, και οι ανάγκες που δημιουργούνται. Πριν την απόφαση επιλογής της κατάλληλης μεθόδου συντήρησης πρέπει να εξετάζεται η δομή του και να αναγνωρίζονται ο βαθμός φθοράς και οι απαιτήσεις του. Σημαντικό σημείο της αποτελεσματικότητας μιας μεθόδου αποτελεί η σωστή εφαρμογή της, διότι ακόμη και αν είναι υψηλής δαπάνης, τα μακροπρόθεσμα οφέλη της την καταστούν βιώσιμη. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι τα δύσκαμπτα οδοστρώματα, διότι εφόσον έχουν κατασκευαστεί άρτια, παρουσιάζουν λίγοτερες φθορές από αυτές των εύκαμπτων. Προϋποθέτουν, όμως, μεγάλο αρχικό κεφάλαιο επένδυσης, και δυνατότητα εύκολης προμήθειας των υλικών από την περιοχή, εφόσον από τεχνικής σκοπιάς κριθεί ως η καλύτερη εναλλακτική λύση. Σε περίπτωση, όμως, αστοχίας απαιτείται μεγαλύτερο κόστος για την αποκατάστασή τους. 208

229 Ιδιαίτερη μνεία γίνεται για την ανακύκλωση των οδοστρωμάτων. Αποτελεί μια ευρέως διαδεδομένη παγκοσμίως μέθοδο, η οποία έχει διπλό πλεονέκτημα, αφενός την μείωση του κόστους παραγωγής και διάστρωσης και αφετέρου το περιβαλλοντικό όφελος τόσο λόγω της εξοικονόμησης φυσικών πόρων όσο και λόγω του περιορισμού των ποσοτήτων προς διάθεση σε χώρους υγειονομικής ταφής. Όσο αφορά τα ανακυκλώσιμα υλικά που χρησιμοποιούνται στα ασφαλτομίγματα, η πλέον επικρατούσα και βιώσιμη τεχνικά και οικονομικά μέθοδος είναι η ανακύκλωση του ασφαλτικού οδοστρώματος (RAP). Σε μικρή κλίμακα δύναται να χρησιμοποιηθούν ανακυκλωμένα ασφαλτικά σανίδια, καθώς μειώνουν τις αυλακώσεις και τις ρηγματώσεις. Τα ανακυκλωμένα ελαστικά φαίνονται να είναι 12% φθηνότερα ως πρώτη ύλη, δημιουργούν ασφαλτικά μίγματα ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες, στην εμφάνιση ρωγμών και με μικρότερα έξοδα συντήρησης, αν και η κατασκευή τους έχει μεγάλο κόστος χάρη στην απαίτηση υψηλών θερμοκρασιών κατά την συμπύκνωσή τους. Το ανακυκλωμένο γυαλί χρησιμοποιείται ως αδρανές υλικό στις στρώσεις βάσης και υπόβασης. Το ανακυκλωμένο σκυρόδεμα χαρακτηρίζεται από την ικανότητα συγκράτησης νερού και υγρασίας αυξάνοντας την αντοχή του και τον χρόνο ζωής του. Τέλος, η ιπτάμενη τέφρα χρησιμοποιείται κυρίως ως υποκατάστατο του τσιμέντου, ενώ η τέφρα κλιβάνου ως υλικό βάσης οδοστρωσίας. Τα εναλλακτικά υλικά που μελετήθηκαν, αν και βρίσκονται ακόμη σε πρώιμο στάδιο έρευνας, κατέληξαν ότι: τα μικροφύκη μετά από επεξεργασία αποκτούν παρόμοιες ιδιότητες με αυτές της ασφάλτου, άρα η χρήση τους ως συνδετικό υλικό πρέπει να είναι εφικτή, το σογιέλαιο θα μπορούσε να αξιοποιηθεί ως συνδετικό υλικό βιώσιμου τροποποιητή, καθώς μειώνει το ιξώδες και την ακαμψία των συνδετικών υλικών της ασφάλτου, οι οργανικές ενώσεις μοντμοριλλονίτη θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτικοί τροποποιητές στην ορυκτή άσφαλτο, παρόλο που δεν ήταν αποτελεσματικοί στην προσομοίωση με σκληρές συνθήκες, τα απόβλητα μαγειρικών ελαίων που δημιουργούν τη βιο-άσφαλτο θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, ενώ για υψηλότερη θερμοκρασία απαιτείται επιπλέον έρευνα με σκοπό την κατάλληλη τροποποίηση του μίγματος, τέλος, τα απόβλητα από το κατακάθι του καφέ αν και δεν κατάφεραν να αποτρέψουν την οξείδωση του συνδετικού υλικού της βάσης, εξακολουθεί να μελετάται η συμπερφορά τους, καθώς δεν εχει καθοριστεί η οριστική απάντηση για τη χρηστικότητά τους στα οδοστρώματα. 209

230 Όσο αφορά την ενεργειακή εκμετάλλευση των οδοστρωμάτων, σπουδαία καινοτομία αποτελεί η εγκατάσταση ηλιακού συλλέκτη στην ασφαλτική στρώση του οδοστρώματος, καθώς προσφέρει πολλαπλά οφέλη, τα οποία θα πρέπει να διερευνηθούν περεταίρω για την οικονομική αξιολόγησή του. Αυτά είναι η μείωση της θερμοκρασίας του οδοστρώματος που έχει ως αποτέλεσμα την ελάττωση των παραμορφώσεων της επιφάνειας και η αξιοποίηση της θερμότητας (ως μέσο τήξης του χιονιού και ως πηγή θέρμανσης). Το μέλλον της οδοποιίας εστιάζεται στην μείωση του θορύβου των οδοστρωμάτων, στην παραγωγή μιγμάτων με φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο, στη χρήση συστατικών φιλικών στο περιβάλλον, στη μοντελοποίηση των έργων, στην εφαρμογή οδοστρωμάτων που εξοικονομούν νερό (πορώδη οδοστρώματα) και αυτών με μεγάλη διάρκεια ζωής (οδοστρώματα Perpetual), καθώς και στην πλήρους βάθους αποκατάσταση των οδοστρωμάτων. Από οικονομικής πλευράς, τα οδικά έργα είτε κατασκευαστούν με την μέθοδο της παραχώρησης είτε όχι, η αποκλειστική πηγή χρηματοδότησης για την εξασφάλιση κεφαλαίου για τις εργασίες συντήρησής τους είναι ο χρήστης. Οι μηχανισμοί είσπραξης κεφαλαίων από τους χρήστες είναι η τιμολόγηση και η φορολόγηση, η δε επιλογή εφαρμογής της καταλληλότερης διεξάγεται μέσω πολιτικών κριτηρίων. Κατά τη διαδικασία αξιολόγησης των μεθόδων συντήρησης των οδοστρωμάτων δημιουργείται ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης, στο οποίο τίθεται ως περιορισμός της αντικειμενικής συνάρτησης η καθορισμένη τιμή του δείκτη κατάστασης του οδοστρώματος και ως μεταβλητές απόφασης οι εργασίες συντήρησης και αποκατάστασης. Η συλλογή και ανάλυση των δεδομένων που σχετίζονται με την αποτελεσματικότητα και την απόδοση της συντήρησης του οδοστρώματος είναι ένα πολύ δύσκολο έργο, καθώς η σχέση μεταξύ της συντήρησης και της απόδοσης του οδοστρώματος ελλοχεύει ακόμη άγνωστα στοιχεία που εμποδίζουν την προσέγγιση της αξιολόγησης των εναλλακτικών λύσεων ως ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης. Η σύγκριση των εναλλακτικών σεναρίων και μεθόδων γίνεται με την ανάλυση του κόστους του κύκλου ζωής (LCCA) λαμβάνοντας υπόψη τις αποφάσεις και τον προγραμματισμό των συντηρήσεων και της αποκατάστασης του οδοστρώματος. Σε αυτή την ανάλυση, παρόλο που το κόστος της προληπτικής συντήρησης είναι μικρό, η επίδραση των αποτελεσμάτων της στη διάρκεια ζωής του οδοστρώματος και κατά συνέπεα στον κύκλο ζωής του είναι σημαντική. 210

231 Η πιο δύσκολη πτυχή αυτής της ανάλυσης είναι ο προσδιορισμός του πότε και πώς οι διαφορετικές δραστηριότητες συντήρησης επηρρεάζουν την απόδοση του οδοστρώματος, και κατά πόσο. Οι παράγοντες του κόστους των υλικών διαφέρουν σε κάθε χώρα και περιοχή, καθώς εξαρτώνται σημαντικά από τη κατά τόπους διαθεσιμότητά τους, και επιπλέον, μεταβάλλονται σύμφωνα με το μέγεθος του έργου και την ζητούμενη ποσότητα. Επίσης, είναι αδύνατη η ακριβής εκτίμηση του κόστους και της πρόβλεψης της συμπεριφοράς για τύπους οδοστρωμάτων που δεν έχουν εφαρμοστεί στην εκάστοτε περιοχή και συνεπώς δεν υπάρχουν εμπειρικές γνώσεις. Η συντήρηση ενός οδοστρώματος επιτυγχάνει μεγαλύτερα οφέλη όταν εκτελείται σε ήδη ανθεκτικές επιφάνειες. Όσο η φθορά των οδοστρωμάτων αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου, η μόνη μέθοδος συντήρησης που θα μπορεί να εφαρμοστεί είναι η αποκατάσταση της επιφανειακής τους στρώσης, η οποία έχει πολύ μεγάλο κόστος. Αυτό συνεπάγεται πως οι μικρές έγκαιρες συντηρήσεις έχουν σημαντικό όφελος στην αντοχή και την κατάσταση του οδοστρώματος, όμως, δεν μπορούν να εφαρμόζονται συνεχώς, καθώς παρά την βελτίωση που προσδίδουν, η αντοχή του οδοστρώματος εξακολουθεί να φθείνει και η μέθοδος που μπορεί να συμβάλει στην σημαντική ενίσχυσή του είναι η αποκατάσταση. Η ελλειπής συντήρηση επιφέρει σημαντικά κόστη τους χρήστες (κόστος του χρόνου μετακίνησης, λειτουργίας του οχήματος, ατυχημάτων και κόστος δυσφορίας). Αθροιστικά, τα κόστη αυτά επιφέρουν μεγαλύτερη επιβάρυνση από ότι το κόστος της έγκαιρης συντήρησης, με αποτέλεσμα η συντήρηση να θεωρείται πως αποκτά ανταποδοτικό χαρακτήρα. Επιπλέον, δεν θα πρέπει να παραμελείται η σημασία των μέτρων που πρέπει να λαμβάνονται για την ενημέρωση και οριοθέτηση της εγκατάστασης των εργοταξίων επί των οδών, πρωτίστως, από την πλευρά της ασφάλειας των διερχομένων χρηστών και του εργατικού δυναμικού και, έπειτα, από την οικονομική πλευρά των επιπτώσεων που μπορεί να προκαλέσει. Συνοψίζοντας, συμπεραίνεται ότι η έρευνα για καινοτομία τόσο με την δημιουργία νέων δομών οδοστρωμάτων όσο και με τη χρήση καινοτόμων αλλά και ανακυκλώσιμων υλικών πάσης φύσεως ως συστατικά των ασφαλτομιγμάτων έχουν ως σκοπό την βελτίωση της ποιότητας και της αντοχής του οδοστρώματος για μεγάλη διάρκεια, δηλαδή την αύξηση της αποτελεσματικότητάς τους, η οποία επιτυγχάνεται κατά την κατασκευή αλλά και κατά την συντήρηση του οδικού δικτύου. 211

232 Παράλληλα, λαμβάνεται η υπόψιν ο παράγοντας του κόστους μέσα από την αξιολόγηση του κύκλου ζωής του οδοστρώματος. Έτσι, όχι μόνο το άμεσο όφελος της μικρότερης δαπάνης αυξάνεται, καθώς τα διαθέσιμα κεφάλαια προς επένδυση είναι περιορισμένα και ζητείται η μέγιστη απόδοσή τους, αλλά και το έμμεσο όφελος που λαμβάνουν οι χρήστες και το περιβάλλον, μέσω της εξοικονόμησης ενέργειας των καυσίμων και της υπερβάλλουσας φθοράς των οχημάτων, της μείωσης των τροχαίων ατυχημάτων, της αξιοποίησης του χρόνου των μετακινήσεων και της παροχής στην κυκλοφοριακής άνεσης, τα οποία με τη σειρά τους έχουν ως αποτελέσμα την ελάττωση της επιβάρυνσης του περιβάλλοντος. Μάλιστα, αυτό το όφελος μπορεί να πολλαπλαστεί συνδυάζοντας καινοτόμα συστήματα στους αυτοκινητόδρομους που σκοπό έχουν είτε τη μείωση της περιβαλλοντικής ρύπανσης είτε την ενεργειακή εκμετάλλευση της θερμότητας της επιφάνειάς τους. Καθοριστικό ρόλο στην λήψη αποφάσεων κατέχει η διαχείριση των οδοστρωμάτων, η οποία μέσω της οικονομοτεχνικής μελέτης επιτυγχάνει την βέλτιστη απόδοση της επιλεγείσας λύσης για τα δεδομένα κεφάλαια και τις εκάστοτε συνθήκες της οδού. 212

233 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΛΛΗΝΟΓΛΩΣΣΗ Αντωνίου Κ. και Δανέλλη Μυλωνά Β., 2014 [audio online] Δημόσια και ιδιωτικά. Αθήνα FM. Sunday 10 August Available at: < [Accessed at 20 October 2014] Δερζέκος Χ., Μπίλλα Ε., Τσιάβου Ε., Φωτόπουλος Α., Χρυσοβελίδου Δ., 200?, Οδηγός Δομικών Υλικών: Ο ρόλος των αδρανών στο ασφαλτόμιγμα. < 2.htm> ΤΕΕ [Accessed 8 September 2014] ΕΓΝΑΤΙΑ ΟΔΟΣ Α.Ε., 2004, Οδηγίες Λειτουργίας Εγνατίας Οδού. [pdf] Αθήνα. Available at: < %CE%BD%CE%B9%CF%83%CE%BC%CF%8C%CF%82%20%CE%9B%CE%B5 %CE%B9%CF%84%CE%BF%CF%85%CF%81%CE%B3%CE%AF%CE%B1%CF %82%20%CE%95%CE%B3%CE%BD%CE%B1%CF%84%CE%AF%CE%B1%CF %82%20%CE%9F%CE%B4%CE%BF%CF%8D.pdf> [Accessed 10 October 2014] Ζαφειρόπουλος, n.d. [image online] Available at: < > [Accessed 9 November 2014] [K 21 E], n.d. [image online] Available at: < > [Accessed 9 November 2014] Κατσάκου Μ., Κόλιας Σ., 2006, [pdf] Μηχανικά χαρακτηριστικά ανακυκλωµένων µε τσιµέντο µιγµάτων θραυστού αµµοχάλικου και φρεζαρισµένου ασφαλτοµίγµατος. 15ο Συνέδριο Σκυροδέματος, ΤΕΕ, ΕΤΕΚ, Αλεξανδρούπολη, Οκτωβρίου, 2006 Available at: < [Accessed 25 September 2014] Κατσιώτης, n.d., [pdf] Φωτοκαταλυτικά δομικά υλικά. Θεωρία και εφαρμογές. Available at: < 3.pdf> [Accessed 13 October 2014] 213

234 [Κινητό τρέιλερ], n.d. [image online] Available at: < 8> [Accessed 9 November 2014] Λεβέντης Α., 2011 [pdf] Εκτίμηση παραμέτρων σύνθεσης ασφαλτομιγμάτων στο εργαστήριο μέσω γεωφυσικών μεθόδων. Διπλωματική Εργασία, Ε.Μ.Π. Available at: <dspace.lib.ntua.gr/bitstream/handle/ /4924/leventisa_dielectric.pdf?sequ ence=3> [Accessed 5 September 2014] Λιακόπουλος Δ., 2002 [pdf] Ανάπτυξη προτύπου για τον υπολογισμό των οικονομικών ωφελειών από τη μείωση του αριθμού των οδικών ατυχημάτων. Διπλωματική Εργασία. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Available at: < [Accessed 31 October 2014] Λιλιοπούλου Μ., 2014, [online] Τα τροχαία μάς κοστίζουν ετησίως 3 δις. Ιn: Yahoo Ειδήσεις. Friday 10 October Available at: < [Accessed 20 October 2014] Μακρίδου Π. και Πανιωράς Γ., 2009, [pdf] Σύγχρονα υλικά στην κατασκευή και συντήρηση των έργων οδοποιϊας. Πτυχιακή εργασία. Α.Τ.Ε.Ι.Θεσσαλονίκης Available at:< %20Panioras%20%5BMain%5D.pdf?sequence=1> [Accessed 9 September 2014] Μέγας Ν & Παπαδόπουλος Μ, 2005 [pdf] Κατασκευή οδοστρωμάτων Ιστορική εξέλιξη των μεθόδων: Ιστορία της ασφάλτου. Πτυχιακή εργασία. Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης Available at: < [Accessed 5 September 2014] Μερκούρι Χρ. & Νικηφοριάδης Λ., 2012 [pdf] Ανακατακευή οδοστρωμάτων με τη μέθοδο της ψυχρής ανακύκλωσης. Πτυχιακή εργασία. Α.Τ.Ε.Ι. Θεσσαλονίκης Available at: < [Accessed 5 September 2014] 214

235 Μουρατίδης Α., 2006, Διαχείριση οδών και Οδικών Έργων. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Υπηρεσία Δημοσιευμάτων Νικολαϊδης Αθ., 2002, Οδοποιϊα: Οδοστρώματα, Υλικά και Έλεγχος Ποιότητας. 2 η έκδοση. Θεσσαλονίκη: Μ. Τριανταφύλλου & Σία Παναγοπούλου Μ., 2011 [pdf] Σύστημα οικονομικής και περιβαλλοντικής διαχείρισης οδοστρωμάτων με χρήση γενετικών αλγορίθμων. Διατριβή Διπλώματος Ειδίκευσης. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Πολυτεχνική Σχολή, Πανεπιστήμιο Πατρών. Available at:< ou(pol).pdf> [Accessed 26 August 2014] Πάνου Θ., 2009 [pdf] Ποιότητα Αδρανών Υλικών. Available at: < [Accessed 8 September 2014] Παπαϊωάννου Π., 2011, [pptx] Συμβάσεις Παραχώρησης Αυτοκινητοδρόμων: Πολιτική Διοδίων, Σημειώσεις διαλέξεων ΠΜΣ ΔΔΤΕ στο μάθημα Αξιολόγηση Χρηματοδότηση έργων Παπαϊωάννου Π., n.d., [docx] Συνεργασίες ιδιωτικού και δημόσιου τομέα (PPPs), Σημειώσεις διαλέξεων ΠΜΣ ΔΔΤΕ στο μάθημα Αξιολόγηση Χρηματοδότηση έργων [Πλαστικά στηθαία], n.d. [image online] Available at: < safety.gr/proionta/proionta-eidikon-hriseon/plastika- sththaia#!prettyphoto[gallerya20ddebc3a]/1/ > [Accessed 9 November 2014] [Πτερύγιο διπλής όψης], n.d. [image online] Available at: < [Accessed 9 November 2014] [ΤΥΠΟΙ ΠΙΝΑΚΙΔΩΝ ΑΝΑ ΖΩΝΗ] n.d. [image online] Available at: < 215

236 sa.gr/tinymce/jscripts/tiny_mce/plugins/imagemanager/images/aaaaa.png> [Accessed 7 October 2014] Υπ. Οικονομίας & Οικονομικών, 2007 [online] 540. AΣΦΑΛΤΙΚΑ Τεχνικές Οδηγίες. Ηλεκτρονική Βιβλιοθήκη Κ.Π.Σ. Available at: < D htm> [Accessed 21 September 2014] Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., [pdf] Προσωρινές Εθνικές Τεχνικές Προδιαγραφές Αντιολισθηρή στρώση σφαλτικού σκυροδέματος. Available at: < [Accessed 5 November 2014] [Φανός αναλάμπων], n.d. [image online] Available at: < > [Accessed 9 November 2014] ΦΕΚ 50/Α/ , ΝΟΜΟΣ ΥΠ ΑΡΙΘΜ Τροποποιήσεις διατάξεων του Κώδικα Οδικής Κυκλοφορίας (κωδ. ν. 2696/1999, Φ.Ε.Κ. 57/Α ) [pdf] Αθήνα: Εθνικό Τυπογραφείο. Available at: < dsfk_htil9lgdkf53uixsx942cdyqxsqynuqagcf0ifb9hi6qsytmqekehlwnfqm gjsa5wisluvnrwo1okqse4blotspewyhszf8p8uqwb_zfijj_9qxnurz2qdm3pae81_3lv1svrs vguokjgllao4qef> [Accessed 10 October 2014] ΦΕΚ 946/Β/ , AΠΟΦΑΣΗ Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. Αριθμ. ΔΙΠΑΔ/οικ/502 ΈγκρισηΤεχνικής Προδιαγραφής Σήμανσης Εκτελούμενων Οδικών Έργων εντός και εκτός κατοικημένων περιοχών ως ελάχιστα όρια. [pdf] Αθήνα: Εθνικό Τυπογραφείο. Available at: < ZjhPkGl5MXD0LzQTLf7MGgcO23N88knBzLCmTXKaO6fpVZ6Lx3UnKl3nP8NxdnJ 5r9cmWyJWelDvWS_18kAEhATUkJb0x1LIdQ163nV9K-- td6siuyz0wsi2tmmydp_fem9blzksr9hauf_wjfrneayiyzqj> [Accessed 10 October 2014] 216

237 ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ [A closer view of the Asphalt Solar Collector System under construction on the bridge in Rotterdam] [image online] 2011 Available at: < [Accessed 12 October 2014] Androjić I., Kaluđer G and Kaluđer F., 2014 [pdf] Influence of grading on the thinlayer asphalt concrete properties. Available at: < =8&ved=0CB4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fhrcak.srce.hr%2Ffile%2F173020&ei=wt 5XVLb2OfCN7AbtjIG4Bw&usg=AFQjCNHXWXk- QPNPP03Nl8mdXj5V1yQRTg&sig2=PFTabUr0T- 0XKaMOIHpS0g&bvm=bv ,d.ZGU> [Accessed 3 November 2014] Animesh D. and Aravind K, n.d. [pdf] Bituminous pavement recycling. Department of Civil Engineering, IIT Kanpur. Available at: < 0recycling.pdf> [Accessed 26 September 2014] Beeldens A., 2008 [pdf] NR2C New Road Construction Concepts. Towards reliable, green, safe & smart and human infrastructure in Europe. Air purification by pavement blocks: NOx reduction by pavement blocks. Available at: < [Accessed 13 October 2014] Bobes-Jesus V., Pascual-Munoz P., Castro-Fresno D., Rodriguez-Hernandez J., Asphalt solar collectors: A literature review. Applied Energy [e-journal] Vol.102, p Available through: Aristotle University Thessaloniki at website: < [Accessed 12 October 2014] Brosseaud Y., n.d. [pdf] Evolution of Asphalt Mixes Innovations in France, High modulus mixes New wearing courses, Recycling Warm Asphalt IFSTTAR. Available at: < 217

238 PDF/F009x6_PPT_LCPC_Yves_Brosseaud_Evolution_of_asphalt_mixesinnovations-WMA_RAP_EME.pdf> [Accessed 3 November 2014] Clifford U., 2012 [pdf] Thin Asphalt Overlays for Pavement Preservation. Mid-Year Asphalt Pavement Technical Seminar. Flexible Pavements of Ohio. Available at: < ferences/thin%20overlays%20for%20pvmt%20preservation.pdf> [Accessed at 21 September 2014] Correa C.E., Hall K.T., Carpenter S.H. and Elliott R.P., 2003 [pdf] Guidelines for lifecycle cost analysis of pavement rehabilitation strategies. Available at: < [Accessed 31 October 2014] EAPA (European Asphalt Pavement Association), 2010, Asphalt Applications. [online] Available at: < [Accessed 2 September 2014] EAPA (European Asphalt Pavement Association), 2010, Asphalt. [online] Available at: < [Accessed 2 September 2014] EAPA (European Asphalt Pavement Association), 2010, What is Asphalt. [online] Available at: < [Accessed 2 September 2014] Edil T.B.,2013. [pdf] Characterization of recycled materials for sustainable construction, Proc. 8th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, September Available at: < [Accessed 13 October 2014] Freeman T., Jung Y. and Zollinger D., 2008 [pdf] GUIDELINES FOR ROUTINE MAINTENANCE OF CONCRETE PAVEMENT. Project Title: Develop Guidelines for Routine Maintenance of Concrete Pavement. Report Texas Transportation Institute. Available at: 218

239 < [Accessed 25 September 2014] Gajda, J. W., and M. G. VanGeem., [pdf] A Comparison of Six Environmental Impacts of Portland Cement Concrete and Asphalt Cement Concrete Pavements. PCA R&D Serial No. 2068, Portland Cement Association. Available at: < SN2068.pdf> [Accessed 13 October 2014] Hass, R., Tighe, S. L., & Falls, L. C., 2005 [pdf] Beyond Conventional LCCA: Long Term Return on Pavement Investments Annual Conference of the Transportation Association of Canada. Calgary. Available at: < [Accessed at 20 October 2014] Heggie I., Vickers P., 1998, Commercial management and financing of roads [ebook type] World Bank technical paper, no Washington, D.C. : World Bank, 1998 Available at: < ancing+of+roads+maintenance&ots=qfdzps_fsn&sig=jpzgrxvwb4j0biyezupjtczzx 6M&redir_esc=y#v=onepage&q=financing%20of%20roads%20maintenance&f=false > [Accessed 9 October 2014] Hertel A., [pdf] Incorporating Pavement Sustainability Into Municipal Best Practices, Master thesis, University of Waterloo, Master of Applied Science, Waterloo, Ontario, Canada. Available at: < nce=1> [Accessed 12 October 2014] KUTTER, 2014 [pdf] Bush hammering method Available at: < [Accessed 17 September 2014] 219

240 Kutter, n.d. [online] Hot Recycling/Remix Remix compact Reshape. Available at: < [Accessed 26 September 2014] Lepech M., 2010, [online] CIFE Seed Project: Sustainable Design and Manufacturing of Prefabricated Durable Infrastructure, University of Stanford. Available at: < [Accessed 12 October 2014] Li J., Luhr D., Mahoney J., Uhlmeyer J., 2013 [pdf] Evaluation of maintenance effectiveness for WSDOT pavement network. Available at: < WSDOT.pdf> [Accessed 3 October 2014] Lightbreather, 2014 [online] Pavement milling. Available at: < [Accessed 19 September 2014] Luhr D., Kinne Ch., Uhlmeyer J., Mahoney J., 2010, [pdf] What We Don t Know About Pavement Preservation In: First International Conference on Pavement Preservation, Newport Beach CA, April Available at: < 20We%20Dont%20Know%20About%20Pav%20Pres.pdf> [Accessed 15 October 2014] MARTSOS, n.d. [image online] Available at: < > [Accessed 9 November 2014] Mitchell M., 2012 [online] A résumé of road financing with particular reference to tolling. Civil Engineering: Magazine of the South African Institution of Civil Engineering. Vol.20.6, p Available at: < [Accessed 16 October 2014] 220

241 Mogg T., 2014 [image online] Available at: < [Accessed 12 October 2014] MTAG (Maintenance Technical Advisory Guide), 2008 [pdf] Chapter 9 Microsurfacing.pdf> [Accessed 30 September 2014] NAPA (National Asphalt Pavement Association), 2009 [pdf] Thin Asphalt Overlays for Pavement Preservation. Information Series 135. Available at: < [Accessed 21 September 2014] NAPA (National Asphalt Pavement Association), 2014a [online] Thin Overlays. Available at: < [Accessed 22 September 2014] NAPA (National Asphalt Pavement Association), 2014b [pdf] Thinlays: The Pavement Preservation Tool of Choice. NAPA Position on Thin Asphalt Overlays for Pavement Preservation. Available at: < [Accessed 22 September 2014] Microsurfacing Available at: < NAPA (National Asphalt Pavement Association), 2014c, [pdf], IS 138 4th Annual Asphalt Pavement Industry Survey on Recycled Materials and Warm-Mix Asphalt Usage: , p.12. Available at: < WMA_Survey_Final.pdf> [Accessed 20 October 2014] Newcomb D., Willis R. and Timm D., n.d. [pdf] Perpetual Asphalt Pavements: A Synthesis. Asphalt Pavement Alliance IM-40. Available at: < avementsynthesis2010.pdf> [Accessed 23 September 2014] OECD, 2008 [online] Long-Life Surfaces for Busy Roads International Transport Forum. OECD Publishing Available at: 221

242 < ad+milling+cost+per+m2&source=bl&ots=z6bj4gfr6q&sig=j9pmlsdzmlo3_craf MXgo1vtPS8&hl=el&sa=X&ei=q3tfVLPTBoXfavXGguAN&ved=0CDQQ6AEwAw#v= onepage&q&f=false> [Accessed 9 November 2014] Orr D., 2006, [pdf] Pavement Maintenance. Cornell Local Roads Program. Available at: < [Accessed a18 September 2014] Pavement Interactive, 2011 [online] Bleeding. Available at: < [Accessed 14 September 2014] Radison T., 2013 [online] 8 innovations in road surface products and techniques. On-Site Magazine - March Available at: < innovations-in-road-surface-products-and-techniques/ /?&er=na> [Accessed 3 October 2014] PCA (Portland Cement Association ), n.d. [online] Available at: < [Accessed 13 October 2014] [Porous pavement on Percy Street (between 9th & 10th and Christian & Catherine)], 2011 [image online] Available at: < [Accessed 20 September 2014] Rispen A., 2012 [pdf] Rejuvenation vs. Re-Paving our Drum Point Subdivision Roads Available at: < [Accessed 3 October 2014] RSTA, n.d. [online] Surface Products & Treatments Available at: < [Accessed 6 November 2014] 222

243 [Sandblasting] n.d. [image online] Available at: < [Accessed 19 September 2014] Scheving A.G., [pdf] Life Cycle Cost Analysis of Asphalt and Concrete Pavements. Thesis M.Sc. Available at: < phalt_and_concrete_pavements.pdf> [Accessed at 18 October 2014] Sulyman, M., Sienkiewicz, M., Haponiuk, J., [pdf] Asphalt Pavement Material Improvement: A Review. International Journal of Environmental Science and Development. Vol. 5, no. 5, p Available at: < D631.pdf> [Accessed 10 October 2014] Summers C., 2008 [online] Hot rolled asphalt and precoated chippings. The Idiots' Guide to Highways Maintenance. Available at: < [Accessed 21 September 2014] [Surface dressing in Berkshire, Oxfordshire and UK wide], n.d. [image online] Available at: < [Accessed 21 September 2014] TANCo, n.d. [image online] Available at: < > [Accessed 9 November 2014] Tarstone Surfacing Ltd, n.d. [online] What is Surface Dressing. Available at: < [Accessed 21 September 2014] Technical Manual, 1992 [e-book type] Maintenance and repair of surface areas. p Departments of the Army, Navy, and Air Force University of Virginia. Available at:< TENANCE+AND+REPAIR+OF+SURFACE+AREAS++UNIVERSITY+OF+VIRGINIA &source=bl&ots=argrgzjvrb&sig=noruwgmnxivh86uyyy_uhelh4ue&hl=el&sa= X&ei=bFFFVMLFGsGsygPYuYDADQ&ved=0CB4Q6AEwAA#v=onepage&q=MAINT 223

244 ENANCE%20AND%20REPAIR%20OF%20SURFACE%20AREAS%20%20UNIVER SITY%20OF%20VIRGINIA&f=false> [Accessed 12 September 2014] Τhe surfacing company, n.d., [online] Road planing Available at: < [Accessed 20 September 2014] Thodesen C., Carrera A., Dawson A., 2010, [pdf] Future rehabilitation and maintenance & cost-benefit study of alternative solutions. Available at: < [Accessed 14 October 2014] Toiyabe, 2014 [online] Asphalt concrete. Available at: < [Accessed 26 September 2014] TRB (Transportation Research Board), [pdf] Alternative Binders for Sustainable Asphalt Pavements. Transportation Research Circular E-C165. Washington, D.C. Available at: < [Accessed 14 October 2014] Tyson S. and Merritt D, TxDOT had nearly 340 precast panels fabricated and installed on the frontage road near I-35 in Georgetown, TX, as part of a demonstration project in Here, workers guide a partial width precast panel into place] [image online] Available at: < [Accessed 12 October 2014] Un., 2014 [online] Stone mastic asphalt Available at: < [Accessed 5 November 2014] Un., 2012 [online] Get into the Groove. Asphalt Contractor. Available at: < [Accessed 19 September 2014] 224

245 Un., 2010 [image online] Available at: < [Accessed 9 November 2014] Un., n.d.a [online] What is sandblasting? Building and Carpentry. Available at: < sandblasting> [Accessed 19 September 2014] Un., n.d.b [pdf] TEXNIKH ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ITEROXID 100%-K ITERLENE 1301, Εργοστασίου ITERCHIMICA S.R.L, Ιταλίας Available at: < [Accessed 2 November 2014] Van Dam T., Taylor P., Fick G., Gress D., VanGeem M., Lorenz E., 2011 [pdf] Sustainable Concrete Pavements: A manual of Practice, National Concrete Pavement Technology Center, Iowa State University. Available at: < [Accessed 12 October 2014] Vittoratos Chr., 2014 [online]: Available at: < 84%CE%BF%CF%82> [Accessed 5 September 2014] Walls, J. I., & Smith, M [pdf] Life-Cycle Cost Analysis in Pavement Design- Interim Technical Bulletin. Report No.FHWA-SA Available at: < DD26BC8/0/LCCA_TB.pdf> [Accessed 19 October 2014] Wu S., Chen M., Wang H., Zhang Y., [pdf] Laboratory study of thermal conductive asphalt concrete, International Journal of Pavement Research Technology Vo 2, No 4, p Chinese Society of Pavement Engineering. Available at: < [Accessed 12October 2014] 225

246 226

247 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α Σε συνέχεια του Κεφαλαίου 8, παρουσιάζονται τα τυπικά σκαριφήματα των κυκλοφοριακών ρυθμίσεων πριν την εγκατάσταση ενός εργοταξίου επί της οδού για την εκτέλεση έργων συντήρησης, όπως καθορίζονται στην Απόφαση Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (Κεφ. 10) (ΦΕΚ 946/Β/ ). Τα σκαριφήματα είναι ομαδοποιημένα σύμφωνα με το είδος της οδού και τη διάρκεια παραμονής του εργοταξίου (διάρκεια έργων). Ειδικότερα, παρουσιάζονται οι εξής περιπτώσεις: Αυτοκινητόδρομοι Εργοτάξια μακράς διάρκειας Αυτοκινητόδρομοι Εργοτάξια μικρής διάρκειας (σταθερά ή κινητά) Υπεραστικές οδοί (Εκτός αυτοκινητοδρόμων) Εργοτάξια μακράς διάρκειας Υπεραστικές οδοί (Εκτός αυτοκινητοδρόμων) Εργοτάξια μικρής διάρκειας (σταθερά ή κινητά). Στα σκαριφήματα αυτά αποτυπώνεται η ελάχιστη σήμανση που απαιτείται σε κάθε περίπτωση. Συνεπώς, πρέπει να μελετώνται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε εργοταξίου και όπου κρίνεται σκόπιμο να προστίθεται επιπλέον σήμανση, όπως για παράδειγμα σε σημεία με μειωμένη ορατότητα.

248 Αυτοκινητόδρομοι Εργοτάξια μακράς διάρκειας Εικόνα Π1: Υποδειγματικό σκαρίφημα στένωσης λωρίδων (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ ), Σχέδιο 1.1.1) 228

249 Εικόνα Π2: Υποδειγματικό σκαρίφημα αποκλεισμού λωρίδας (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ , Σχέδιο 1.1.2) 229

250 Εικόνα Π3: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα α) (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ , Σχέδιο 1.1.3α) 230

251 Εικόνα Π4: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα β) (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ , Σχέδιο 1.1.3β) 231

252 Εικόνα Π5: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και χωρίς μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα α) (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ , Σχέδιο 1.1.4α) 232

253 Εικόνα Π6: Υποδειγματικό σκαρίφημα κλεισίματος λωρίδων με αντίθετη κίνηση (contraflow) και χωρίς μείωση αριθμού λωρίδων κίνησης (Τμήμα β) (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ , Σχέδιο 1.1.4β) 233

254 Εικόνα Π7: Υποδειγματικό σκαρίφημα μερικώς αντίθετης κίνησης (partial contraflow) (Τμήμα α) (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ , Σχέδιο 1.1.5α) 234

255 Εικόνα Π8: Υποδειγματικό σκαρίφημα μερικώς αντίθετης κίνησης (partial contraflow) (Τμήμα β) (Πηγή: ΦΕΚ 946/Β/ , Σχέδιο 1.1.5β) 235