Ulaştırmada Sürdürülebilirlik ve Küresel Politika Örnekleri - 1

Ulaştırma ve Kalkınma Enstitüsü (TDI_UKE) Amerikan İnşaat Mühendisleri Topluluğu’nun (ASCE_AİMT) kendine özgü enstitülerinden bir tanesidir. Çoğu enstitü gibi Ulaştırma ve Kalkınma Enstitüsü de (TDI_UKE) komitelere ev sahipliği yapmakta olup bunlar enstitü için bir yol ve alan tayin etmektedir. Ulaştırma ve Kalkınma Enstitüsü (TDI_UKE) komiteleri; havacılık, yük ve lojistik, altyapı sistemleri, demiryolu ve toplu ulaştırma, karayolu ve kalkınma gibi başlıklara sahiptir. Kalkınma konseyinin bir parçası olarak Ulaştırma ve Kalkınma Enstitüsü (TDI_UKE) sürdürülebilirlik ve çevre üzerine bir komiteye sahiptir. Sürdürülebilirlikteki bu komite, ulaştırma mühendisliği dâhilinde sürdürülebilirliğin bütün açıları ifade etmektedir. Bu kapsamda ulaştırma dâhilinde sürdürülebilirliğin dördüncü ve nihai uygulama alanında sürdürülebilirlikte bir bakışın nasıl geliştirilebildiğinin ortaya konması için söz konusu alanların dördü yer almaktadır:

1. Malzeme yeniden kullanımı: RAP (geri dönüştürülmüş asfalt kaplaması) ve RAS (geri dönüştürülmüş asfalt agregası)

2. Çok türlü ulaştırma

3. Akıllı ulaştırma sistemleri

4. Kaza iyileştirme unsurları

Asfalt karışımı; agrega ve bitüm bağlayıcıdan oluşmaktadır. Asfalt karışımının ağırlık olarak yaklaşık %93 ila %97’sini oluşturan agrega asfaltın üzerinden geçen araçların yükünü taşımada bir iskelet temini için tasarlanmaktadır. Ağırlıkça asfalt karışımının %3 ila %7’sini oluşturan bitüm bağlayıcısı agregayı bir arada tutmak ve trafik yüklemesi ile zemin hareketi süresince asfalt yapısına esneklik temin etmek için tasarlanmaktadır. Bununla beraber asfalt kaplaması zamana bağlı olarak havayla doğal temasa (aşınma) bağlı olarak esnekliğini kaybetmektedir. Aşınma; güneş ve rüzgârdan kaynaklı oksidasyon (paslanma) trafik hasarı ve nem hasarını içerebilir. Aşınma genellikle asfalt tabaka yapısının üst katmanı ile sınırlanmakta ve tipik olarak asfaltta 1,5-2,0’den yukarı aşmamaktadır. Dahası genelde bir asfaltın mevcut yüzey katmanına haddelenmekte ve onu yeni bir asfalt karışımı ile karıştırmaktadır. Asfaltın mevcut yüzey katmanına haddelenen malzeme, geri dönüştürülmüş asfalt kaplaması ya da RAP (GAK) olarak adlandırılmaktadır. RAP aşındırılmış olduğu halde halen asfalt betonunun faydasına olabilen özellikler ihtiva etmektedir. Ulusal Asfalt Kaplaması Birliği’ne (NAPA_UAKB) göre 2012 yılında 68,3 milyon tonun üzerindeki bir RAP, afsal karışımlarında kullanılmıştır. Bu RAP sadece agregaların yerini değiştirmek ile kalamamakta ve fakat aynı zamanda da kısmen de olsa bitümlü bağlayıcının da yerini değiştirmektedir. RAP kullanımı asfalt karışımında iyice yerleşmiş bir uygulamadır. Ulusal Otoyol Araştırmaları Programı Kooperatifi (NCHRP_UOAPK) asfalt karışımında RAP için karışım tasarımı, karışım performansı ve malzeme yönetimini sınayan kapsamlı bir çalışmayı icra etmektedir. Rapor; RAP kullanımının yüksek miktarlarda dahi uygun tasarım prosesi dâhilinde bütünü ile kabul edilebilir olduğunu fakat uygun performans için iyi yönetim uygulamalarının gerekli olduğunu ifade etmektedir. 

Asfalt karışımında bitümlü bağlayıcıyı tamamlayabilecek olan bir diğer malzeme ise geri dönüştürülmüş asfalt agregası ya da RAS olarak adlandırılmaktadır. Asfalt agregası hem üretim boyunca molozdan ve hem de yapıların hizmet ömrü tamamladıktan sonra çatılardaki malzemeden temin edilebilir. Belirli bir prosesten sonra RAS asfalt karışımında değerlendirilebilir. 2012 yılında NAPA 1,9 milyon tonluk RAS’ın asfalt karışımlarında kullanıldığını hesaplamıştır. RAS asfalt karışımında agrega yerine kullanılmaz iken 2012 yılı itibari ile Amerika Birleşik Devletleri (ABD) karayollarında RAS kullanımı, 2,1 milyon varillik bitümlü bağlayıcının kullanılması engelleyerek yaklaşık 228 milyon ABD Dolarlık tasarrufu temin etmiştir. RAP’ta bunun üzerine malzeme ve ekonomik tasarruflar görülmekte olup bu da Amerika Birleşik Devletleri (ABD) karayollarında yaklaşık 2 milyar ABD Doları ve 19 milyon varil bitümlü bağlayıcıya karşılık gelmektedir. Bitümlü bağlayıcıda RAS kullanımı RAP kullanımı kadar çok yaygın değil iken halen malzemenin uygun tasarımı ve yönetim uygulaması dâhilinde bitümlü bağlayıcıda RAS’tan başarılı bir şekilde faydalanılabileceğini gösteren çok sayıda araştırma bulunmaktadır. 

Hem RAP’ın ve hem de RAS’ın ham malzeme yerine ikamede kaliteli olduğu ispatlanmış iken RAP ve RAS’ın bağlayıcı oranının oksitlenme (paslanma) eğiliminde olup bu eğilimin de sertleşmeye yol açtığı görülmektedir. Hem RAP ve hem de RAS’ın her ikisi de petrol bazlıdır fakat hizmet ömürleri boyunca her ikisi de oksijene maruz kalmaktadır ve bitümlü bağlayıcı oksitli sertleşmeyle karşı karşıya kalmaktadır. Özetle oksitli sertleşme kutuplu ve oksijen içerikli kimyasal gruplar asfalt moleküllerin dâhil olduğunda ortaya çıkmaktadır. Oksitli sertleşme ve sertleşmenin diğer şekilleri ile ilgili daha fazla detay, Peterson’un 2009 yılındaki çalışmasında bulunabilir.