Odvětví asfaltových technologií v současné době čelí výzvám, jakými jsou například zvyšující se dopravní zatížení a také zvyšující se nároky na životnost vozovek pozemních komunikací. Jednou z alternativ, jak těmto výzvám čelit, může být použití vysoce polymerem modifikovaných asfaltových pojiv.
Pro praktické ověření vlastností asfaltové směsi s vysoce polymerem modifikovaným pojivem přímo na vozovce byl v rámci výzkumného projektu TE01020168 Centre for Effective and Sustainable Transport Infrastructure (CESTI) firmou Skanska a. s. v roce 2016 realizován referenční pokusný úsek.
Laboratorní porovnání vlastností asfaltových pojiv
Realizaci referenčního pokusného úseku předcházelo laboratorní porovnání vlastností vysoce polymerem modifikovaného pojiva, konvenčního pojiva typu PmB 25/55-65 a silničního asfaltu gradace 50/70. Pro přesnější určení vlastností asfaltového pojiva PmB 25/55-75 byla provedena řada laboratorních zkoušek. Aby bylo možné vlastnosti porovnat, byly laboratorní zkoušky provedeny také na konvenčním silničním asfaltu gradace 50/70 a na konvenčním PmB 25/55-65.
Viditelnými rozdíly poukazujícími na výrazně vyšší modifikaci pojiva PmB 25/55-75 ve srovnání s pojivem PmB 25/55-65 jsou výsledky vratné a silové duktility na nezestárlém pojivu.
Pokud se zaměříme na zkoušku stárnutí používanou dle metodiky EN pro modifikované asfalty, tedy kombinaci RTFOT + PAV, vidíme, že silniční asfalt prochází silnějším procesem stárnutí, ve srovnání s polymerem modifikovanými asfaltovými pojivy. A dále pokud bychom vycházeli pouze z tohoto srovnání, čím vyšší modifikace asfaltovéhopojiva, tím nižší účinky stárnutí a finálně vyšší životnost vozovky. Tyto výsledky jsou v souladu se zatím nejdelším výzkumem stárnutí pojiv ve vozovce, provedeným v rámci studie LAVOC [19] v letech 1988 - 2007, a poukazují na jisté hranice ve stárnutí vysoce modifikovaných asfaltů, po kterých již nedochází k dalším změnám v chemickém složení asfaltů, a tudíž také k žádnému dalšímu posunu ve fyzikálních vlastnostech.
Čtěte také: Hustota asfaltu: Nové vs. staré postupy
Porovnání vlastností asfaltových směsí
Směs ACO 11S PmB 25/55-75, která byla použita při realizaci referenčního pokusného úseku, byla svými vlastnostmi porovnána s konvenční směsí ACO 11S 50/70 a směsí ACO 11S PmB 25/55-65. Všechny tyto směsi mají stejnou křivku zrnitosti, liší se pouze v použitém asfaltovém pojivu a teplotě, při které se směsi hutní.
Směsi s modifikovaným asfaltovým pojivem vyžadují vyšší teploty hutnění, konkrétně 155 °C oproti 150 °C u směsi s konvenčním silničním asfaltem 50/70. To má za následek dosažení rozdílných hodnot objemových hmotností a následně mezerovitostí.
Parametry ITSR všech zkoušených směsí vyhovují požadavku ČSN EN 13 108-1, který je minimálně 80 %. Směs ACO 11S PmB 25/55-75 byla také podrobena zkoušce pojíždění kolem (odolnosti proti trvalým deformacím). Stejně tak byla této zkoušce podrobena i srovnávací směs ACO 11S 50/70 a také směs ACO 11S PmB 25/55-65. Ze směsí byly laboratorně připraveny zkušební desky tloušťky 40 mm, které byly zhutněny na 99,0 - 100,0 %. Jako vztažná hodnota byla použita objemová hmotnost zkušebního tělesa připraveného v rámci kontrolního rozboru směsi. Teplota hutnění zkušebních těles byla 155 °C pro směsi s polymerem modifikovaným asfaltovým pojivem a 150 °C pro směs se silničním asfaltem gradace 50/70.
Dále byly směsi ACO 11S PmB 25/55-75 a ACO 11S PmB 25/55-65 podrobeny zkoušce nízkoteplotních vlastností a tvorbě trhlin pomocí jednoosé zkoušky tahem. Pro tuto zkoušku byla z každé směsi připravena a zkoušena 3 zkušební tělesa o rozměrech 50 × 50 × 200 mm. Z výsledků zkoušky nízkoteplotních vlastností asfaltových směsí ACO 11S PmB 25/55-65 a ACO 11S PmB 25/55-75 je patrné, že asfaltová směs s vysoce polymerem modifikovaným pojivem je méně náchylná na tvorbu mrazových trhlin.
Realizace a hodnocení pokusného úseku
Vlastní pokládka pokusného úseku obrusné vrstvy zhotovené ze směsi ACO 11S s vysoce polymerem modifikovaným asfaltovým pojivem od firmy TOTAL (PmB 25/55-75 Styrelf) byla realizována firmou Skanska a. s. v říjnu roku 2016. V předmětné směsi ACO 11S, která byla použita při realizaci pokusného úseku, bylo použito vysoce polymerem modifikované asfaltové pojivo PmB 25/55-75.
Čtěte také: Nejlepší běžecké boty na silnici
Při pokládce byla sledována především zpracovatelnost a zhutnitelnost směsi. Při strojní pokládce nebyly pozorovány žádné rozdíly proti strojní pokládce konvenční asfaltové směsi ACO 11S, ať už se silničním asfaltem gradace 50/70 nebo s konvenčním PmB 25/55-65. Znatelný rozdíl byl však při ruční pokládce v místech, kde nebyla strojní pokládka možná. Směs vykazovala již za teploty kolem 160 °C vysoký stupeň soudržnosti a byla obtížně zpracovatelná.
Následně po pokládce byl proveden hutnicí pokus. Míra zhutnění asfaltové vrstvy byla kontrolována pracovníky laboratoře společnosti Skanska Asfalt s. r. o., radiosondou Troxler 4640B. Měření bylo prováděno po každém pojezdu válce a výsledky měření jsou uvedeny v tabulce č. 1. 2. 3.
Cílem výše popsaného dílčího výzkumného úkolu vypracovaného v rámci výzkumného projektu CESTI bylo praktické ověření použití asfaltové směsi s asfaltovým pojivem s vyšším stupněm modifikace polymerem, než je v současné praxi silničního stavitelství v ČR běžné.
Nejprve byly laboratorně stanoveny vybrané parametry vysoce polymerem modifikovaného asfaltového pojiva PmB 25/55-75, které byly následně porovnány s parametry konvenčního PmB 25/55-65 a běžného silničního asfaltu gradace 50/70. Dalším krokem pro kvantifikaci možných přínosů použití vysoce polymerem modifikovaných asfaltových pojiv v praxi bylo porovnání jejich vlastností s vlastnostmi konvenčního polymerem modifikovaného asfaltového pojiva a běžně používaného silničního asfaltu přímo v asfaltové směsi. Finálním krokem pak byla konečná realizace vybraného referenčního pokusného úseku s použitím vysoce polymerem modifikovaného asfaltového pojiva od společnosti TOTAL ČR s. r. o. PmB 25/55-75 Styrelf.
S ohledem na výsledky laboratorních zkoušek asfaltových pojiv lze očekávat lepší vlastnosti a vyšší životnost asfaltových směsí s modifikovaným asfaltovým pojivem ve srovnání se směsí se standardním silničním asfaltem. Vysoce modifikované asfaltové pojivo PmB 25/55-75 vykazuje výrazně vyšší odolnost pojiva proti stárnutí a elasticitu, ve srovnání se „standardním“ polymerem modifikovaným asfaltovým pojivem PmB 25/55-65. Od asfaltové směsi s vyšším stupněm modifikace polymerem lze tedy očekávat vyšší odolnost proti tvorbě únavových a nízkoteplotních trhlin a vyšší odolnost proti tvorbě trvalých deformací.
Čtěte také: Jak ochránit lak auta při čištění asfaltu
Při realizaci pokusného úseku bylo prokázáno, že asfaltovou směs s vysoce modifikovaným asfaltovým pojivem PmB 25/55-75 je možné vyrábět standardním způsobem bez jakýchkoli úprav obalovacího centra. Asfaltová směs je na stavbě strojně dobře zpracovatelná, vyšší náročnost zpracování ovšem přináší při ruční pokládce. Zhutnitelnost asfaltové vrstvy je velice dobře srovnatelná se směsmi s konvenčně modifikovanými asfaltovými pojivy, což bylo prokázáno nedestruktivní zkouškou míry zhutnění radiosondou Troxler.
tags: #asfalt #objemova #hmotnost