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Zusammenfassung
Infrastructure Victoria untersuchte die wirtschaftlichen Kosten und Vorteile von Investitionen in die Klimaanpassung des Straßennetzes. Bestimmte Anpassungsmaßnahmen, wie die Schaumbitumenstabilisierung (FBS), erhöhten zwar die Baukosten, erzielten aber eine positive Rendite. Die Renolith-verstärkte Zementstabilisierung stellt eine alternative Anpassungsmaßnahme dar. Sowohl Renolith als auch FBS schützen Straßen vor wasserbedingter Degradation. Renolith senkt jedoch die Straßenbaukosten. Bei Renolith entfällt der übliche Zielkonflikt zwischen Baukosten und Lebenszykluskosten. Verglichen mit dem herkömmlichen, ungebundenen Schotterstraßenbau ist die potenzielle Rendite unbegrenzt (d. h. niedrigere Baukosten). Und niedrigere Lebenszykluskosten).
Kontext
Stellungnahme von Engineers Australia vom Februar 2023 an den Ständigen Ausschuss des Repräsentantenhauses für Regionalentwicklung, Infrastruktur und Verkehr: Entwicklung eines widerstandsfähigen und nachhaltigen Straßennetzes in ländlichen, regionalen und abgelegenen Gebieten | Engineers Australia empfohlen:
…einschließlich klimaresistenterer und recycelter Materialien.
…stärkere Verwendung von Materialien mit wasserabweisenden Eigenschaften.
…die Prinzipien der Nachhaltigkeit, Resilienz und Kreislaufwirtschaft in allen Phasen des Anlagenlebenszyklus verankern.
Jüngste Forschungsergebnisse von Infrastructure Victoria (Den Sturm überstehen, 2024) gefunden:
Aufgrund der Auswirkungen des Klimawandels treten Überschwemmungen im Großraum Melbourne und im ländlichen Victoria immer häufiger auf, und die bestehenden Straßen im ganzen Bundesstaat sind nicht ausreichend widerstandsfähig, um ihren Auswirkungen standzuhalten.
Überschwemmungen stellen ein erhebliches Problem für die Straßeninfrastruktur dar und verursachen Schäden an verschiedenen Straßenkomponenten, darunter Fahrbahnoberflächen und -beläge, Dämme und Stützmauern, Durchlässe sowie Quer- und Längsentwässerungssysteme.
Infrastructure Victoria untersuchte die wirtschaftlichen Kosten und Vorteile von Investitionen in die Klimaanpassung des Straßennetzes. Acht Anpassungsmaßnahmen wurden bewertet. Eine dieser Maßnahmen wird im zugehörigen technischen Bericht berücksichtigt. Anpassung der Infrastruktur Victorias an den Klimawandel – Phase 3: Wirtschaftliche Analyse der Anpassung von Straßen Die Verwendung von Schaumbitumenstabilisierung (FBS) erfolgte.
Schaumbitumenstabilisierung
Die Schaumbitumenstabilisierung (FBS) ist ein Verfahren zur Fahrbahnsanierung, bei dem die Fahrbahnmaterialien entweder vor Ort oder in einer Mischanlage mit Bitumen und Kalk/Zement stabilisiert werden. Sie dient der Verbesserung der Festigkeit von körnigen Materialien bei gleichzeitiger Erhaltung der Flexibilität der Fahrbahn. Das Verfahren erzeugt Schaumbitumen, indem geringe Mengen Wasser und Luft unter hohem Druck in herkömmliches Straßenbitumen eingespritzt werden. Dadurch dehnt sich das Bitumen auf das bis zu 20-fache seines ursprünglichen Volumens aus (Austroads, 2017). Im aufgeschäumten Zustand umhüllt das Bitumen besonders effektiv feinere Partikel des Fahrbahnmaterials, bindet das Gemisch und macht es widerstandsfähiger gegen Schwind- und Quellvorgänge.FBS-Materialien und -Fahrbahnen standen über zehn Jahre im Mittelpunkt zahlreicher nationaler Forschungsprojekte, um ihre Leistungseigenschaften zu validieren und die Entwurfsansätze zu verbessern. Mit Unterstützung von Austroads, Straßenbaubehörden und Bauunternehmen umfasste diese Forschung auch großflächige Bauversuche auf wichtigen Hauptverkehrsstraßen. Das FBS-Bauverfahren ist 251 µT schneller als die herkömmliche Fahrbahnbauweise, und der Untergrund ist weniger lange freigelegt, wodurch das Baurisiko reduziert wird.
FBS eignet sich möglicherweise nicht zur Verstärkung aller Arten von bestehenden Fahrbahnbelägen. Die Eignung wird hauptsächlich durch die Messung der ingenieurtechnischen Eigenschaften des vorhandenen Fahrbahnbelags bestimmt. Beispielsweise bestehen die Fahrbahnen im Südwesten Victorias typischerweise aus Schlacke und sind daher möglicherweise nicht für FBS geeignet.
Die Studie ergab, dass FBS zwar die Kosten für den Straßenbau erhöhte, aber einen positiven Return on Investment (ROI) erzielte.
Stabilisierung
FBS ist eine Stabilisierungstechnik. Es gibt viele. Jede hat in bestimmten Szenarien ihre Vorteile. Austroads AGPT04D-19 Staaten:
Der Einsatz von Stabilisierungstechnologien zur Stabilisierung und zum Recycling von Materialien für den Bau und die Instandhaltung von Fahrbahnen ist weithin als kosteneffektive Methode zur Verbesserung der Langzeitleistung und zur Reduzierung der Gesamtlebensdauerkosten moderner, stark befahrener Fahrbahnen anerkannt.
Zementstabilisiert vs. Renolith vs. FBS
Die Zementstabilisierung ist eine sehr schnelle und kostengünstige Baumethode, neigt jedoch zu Schwindrissen, die das Eindringen von Wasser begünstigen können. Renolith ist ein Nanopolymer zur Verbesserung der Zementstabilisierung, das diese Einschränkung behebt und die Materialeigenschaften verbessert. Es reduziert die Durchlässigkeit und ist hochgradig widerstandsfähig gegenüber Schrumpf-/Quelleffekten. Ähnlich wie FBS verringert Renolith das Risiko von Wasserschäden erheblich.
Die Grundannahme des Berichts von Infrastructure Victoria ist, dass zusätzliche Investitionen erforderlich sind, um die Widerstandsfähigkeit von Straßen zu verbessern. Durch die Umstellung auf Renolith – eine nanotechnologiegestützte Zementstabilisierung – lassen sich jedoch sowohl die Widerstandsfähigkeit als auch die Stabilität verbessern. reduzierte Baukosten Dies kann gleichzeitig erreicht werden. Mit Renolith entfällt der übliche Zielkonflikt zwischen Baukosten und Lebenszykluskosten. Im Vergleich zum herkömmlichen, ungebundenen Bauen ist der potenzielle Return on Investment unendlich (d. h. niedrigere Baukosten). Und niedrigere Lebenszykluskosten).
Das folgende Diagramm veranschaulicht das Konzept.
Die Renolith-verstärkte Zementstabilisierung ist von hoher Bedeutung. nachhaltig. Es wird zur Herstellung hochleistungsfähiger Tragschichten für Fahrbahnen aus einer Vielzahl von Materialien wie Sand, Ton, Schluff, Kies und Schotter eingesetzt. Seine Leistungsfähigkeit hat sich auf über 70 Millionen Quadratmetern Fahrbahnbelag bewährt, darunter Autobahnen, Schnellstraßen und zahlreiche befestigte und unbefestigte Straßen. Viele dieser Fahrbahnen wurden in feuchten und widrigen Umgebungen errichtet, beispielsweise im Polarkreis, in den Sümpfen Sibiriens und im Monsungebiet Südostasiens.
Nachfolgend werden die wichtigsten Merkmale der einzelnen Techniken zusammengefasst.
Abschluss
Der Klimawandel erhöht die Risiken für das Straßennetz. Straßen sind besonders anfällig für extreme Wetterereignisse. Bestimmte Anpassungsmaßnahmen, wie die Schaumbitumenstabilisierung (FBS), können diese Risiken verringern. Die Renolith-verstärkte Zementstabilisierung stellt eine alternative Anpassungsmaßnahme dar. Sowohl Renolith als auch FBS schützen Straßen vor wasserbedingten Schäden. FBS erhöht jedoch die Kosten, während Renolith die Baukosten tatsächlich senkt. Bei Renolith entfällt der übliche Zielkonflikt zwischen Baukosten und Lebenszykluskosten. Verglichen mit dem herkömmlichen, ungebundenen Schotterbau ist der potenzielle Return on Investment unbegrenzt (d. h. niedrigere Baukosten). Und niedrigere Lebenszykluskosten).
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