Definition von ganzheitlichen Nachhaltigkeitskriterien für die Verkehrsinfrastruktur

Im Einklang mit dem Pariser Abkommen hat der Europäische Rat das Ziel unterstützt, die EU bis 2050 klimaneutral zu machen. Um die Ziele der nachhaltigen Entwicklung zu erreichen, ist es von entscheidender Bedeutung, die Nachhaltigkeit potenzieller Lösungen unter Berücksichtigung der Konstruktionsprinzipien, Baupraktiken und Infrastrukturmaterialien zu bewerten (SDGs). Der Kohlenstoff-Fußabdruck ist ein Maß für die gesamten Treibhausgasemissionen, die direkt und indirekt von einer Person, einer Organisation, einer Veranstaltung oder einem Produkt verursacht werden, und deckt die Emissionen während der gesamten Lebensdauer dieses Produkts oder dieser Dienstleistung ab. Um die „nachhaltigste“ Option zu wählen, sollten die berechneten Kohlenstoff-Fußabdrücke alternativer Lösungen miteinander verglichen werden. Der verkörperte Kohlenstoff (Embodied Carbon, EC), der als Indikator für die kumulativen Kohlenstoffemissionen in der gewählten Lösung verwendet wird, kann als die Rate der CO2-Emissionen definiert werden, die bei der Gewinnung, Herstellung und dem Transport des Materials freigesetzt werden. In den letzten Jahren ist das Umweltbewusstsein und die Anerkennung der Bedeutung einer Verringerung der Abfallproduktion und der Ausbeutung nicht erneuerbarer natürlicher Ressourcen zur Förderung einer nachhaltigen Entwicklung stetig gewachsen.

Die Bau- und Straßenbauindustrie gehört zu den größten Nutzern sowohl erneuerbarer als auch nicht-erneuerbarer natürlicher Ressourcen, und es ist unvermeidlich, dass sie im Mittelpunkt der Besorgnis über die Umweltauswirkungen steht. Der Bau und Betrieb von Straßen verbraucht während seiner gesamten Lebensdauer eine große Menge an Materialien. Die Auswahl und der Einsatz nachhaltiger Infrastrukturmaterialien spielen eine wichtige Rolle bei der Planung und dem Bau einer grünen Infrastruktur. Die Verkehrs- und Straßenbauindustrie setzt nachhaltige und wiederverwertbare Materialien für ihren Ober- und Unterbau ein, was der Straßenbauindustrie große Vorteile bringt.

Durchlässige Beläge bieten neue Möglichkeiten, die Verkehrsinfrastruktur zu erschließen und das Stadtklima zu verbessern. Aufgrund ihrer begrenzten Haltbarkeit werden herkömmliche Materialien für durchlässige Beläge nur punktuell in städtischen Gebieten eingesetzt. Daher ist die Entwicklung innovativer Infrastrukturmaterialien für dauerhafte durchlässige Beläge erforderlich. Eine vollständige Substitution von Bitumen durch ein innovatives synthetisches Bindemittel wird im Straßenbau bisher nur restriktiv eingesetzt, obwohl das Leistungspotenzial sowie die charakteristische Vielseitigkeit sehr hoch sind. Insbesondere im Hinblick auf die überlegte Nutzung von Rohstoffen kann Polyurethan (PU) als Alternative zu Bitumen eingesetzt werden.

Die erfolgreiche Entwicklung eines Hightech-Belagssystems kann zu einer leistungsfähigen und dauerhaften Verkehrsinfrastruktur beitragen. Insbesondere im Hinblick auf die begrenzte Haltbarkeit von herkömmlichem porösem Asphalt (PA) stellt durchlässiger PU-Asphalt eine wettbewerbsfähige Alternative dar. Das Potenzial von PU-Asphalt als hochbelastbarer, durchlässiger Belag konnte im Labormaßstab nachgewiesen werden. Die mechanischen und ökologischen Eigenschaften von PU-Asphalt sind im Vergleich zu konventionellen Referenzmaterialien deutlich verbessert.

Das Institut für Nachhaltigkeit im Bauwesen (INaB) der RWTH Aachen arbeitet gemeinsam mit dem Center for Building and Infrastructure Engineering (CBI) an einem Rahmenwerk zur Nachhaltigkeitsbewertung von Oberbaukonstruktionen in Straßenbelägen. Als Projektpartner will das INaB ein wissenschaftlich fundiertes System zur Nachhaltigkeitsbewertung entwickeln, das auch auf andere Bauwerke angewendet werden kann. Das Projekt ist in zwei Module unterteilt: eines für die Nachhaltigkeitsbewertung von Heißmischasphalt (HMA) und das andere für die Lebenszyklusbewertung von PU-Asphalt.

Der Rahmen für die Ökobilanz besteht aus der Definition der funktionellen Einheiten, der Nennung der Referenzflüsse, der Festlegung des Anwendungsbereichs und der Systemgrenzen sowie der Berechnungsmethode für die Durchführung der Ökobilanz. Die Ökobilanz für PU-Asphalt umfasst die Materialgewinnung, die Produktion und den Bau als Bewertung von der Wiege bis zum Tor. Sie wird dann mit dem konventionellen Szenario verglichen, gefolgt von einer Sensitivitäts- und Hotspot-Analyse.

Kontakt: Manouchehr Shokri M.Sc.

Tel.: +49 241 80 22766

E-Mail: manouchehr.shokri@inab.rwth-aachen.de