Asfalty jsou tmavé plastické až tuhé podíly z ropy koloidního charakteru, obsahující zejména asfaltény, ropné pryskyřice a nejtěžší ropné olejové podíly. Nejčastějším způsobem získávání ropných asfaltů je pomocí fyzikální rafinace ropy, jejíž základní operací je dvoufázová destilace. První fází je tzv. atmosférická destilace, která je následovaná destilací vakuovou. Výsledkem tohoto procesu je tzv. asfalt primární.
Vlastnosti získaných primárních asfaltů je možné dále upravovat navazujícími procesy jako je oxidace - vzniká asfalt oxidovaný (polofoukaný) nebo tzv. extrakce vakuového zbytku - vzniká asfalt extrahovaný. Dalšími modifikacemi těchto asfaltů pomocí polymerů, emulgováním nebo např. U asfaltů se sledují zejména reologické vlastnosti - asfalty se nesmí lámat při nízké teplotě a trvalá deformace při vyšších teplotách nebo dlouhodobém zatížení musí být malá. Dalšími důležitými vlastnostmi asfaltů jsou fyzikálně chemické vlastnosti, chemické složení a povrchové vlastnosti, zejména přilnavost asfaltu ke kamenivu. Mezi nejdůležitější sledované vlastnosti asfaltů patří bod lámavosti a bod měknutí. Bod lámavosti je stav, kdy asfalt přestává být termoplastický a při ohybu vznikají trhlinky - asfalt se láme.
Hlavním uplatněním asfaltů je výstavba a údržba netuhých asfaltových vozovek. Vlastnosti asfaltů používaných v silničním stavitelství a údržbě jsou definované Českou technickou normou ČSN EN 12591.
Bezpečnost při manipulaci s horkým asfaltem
Asfalt je bezpečná látka, jež v horkém stavu představuje nebezpečný materiál, který může při nesprávném zacházení způsobit těžké popáleniny. Proto je třeba klást důraz na co nejúčinnější bezpečnostní a ochranná opatření a informovat o rizicích a nebezpečí při nakládání s asfalty s cílem zabránit případným nehodám. Silniční stavební asfalty včetně polymerem modifikovaných asfaltů se dodávají a skladují při teplotách do 200 °C, průmyslové asfalty se zpracovávají dokonce při teplotě do 230 °C. Při manipulaci, překládce a transportu asfaltů proto vždy hrozí určitá potenciální rizika a nebezpečí.
K hlavním rizikům a nebezpečím při zacházení s horkými asfalty patří těžké popáleniny (až do 3. stupně), vznik požáru a exploze přehřátého asfaltu, stejně jako přetečení nádrže v důsledku vniknutí vody. V nádržích s asfaltem se mohou navíc vytvořit a následně vznítit pyroforní, tj. samozápalné usazeniny. Dokonce i kontakt s nepatrným množstvím vody způsobuje u vtékajícího horkého asfaltu nebezpečné reakce. Voda se totiž okamžitě promění ve vodní páru a její objem se přitom zvětší až na 1 700násobek! Horký asfalt v tomto případě eruptivně a nekontrolovatelně velmi vysokou rychlostí uniká skrze napouštěcí otvor zpátky ven. Z tohoto důvodu je mimořádně důležité co nejpřesněji dodržovat pokyny v tabulce kompatibility předešlých nákladů (obrázek 1).
Čtěte také: Nejlepší běžecké boty na silnici
Při popáleninách horkým asfaltem se postižená místa zraněné osoby musí nejméně 15 minut držet pod tekoucí studenou vodou. Popáleniny očí je třeba nejméně 5 minut vyplachovat vodou. Vedle správného zacházení s asfaltem má také vybavení osobními ochrannými pracovními prostředky rozhodující význam pro bezpečnost při práci s asfalty. Na některých pracovištích se může požadovat i další ochranné vybavení, jako jsou ochranné brýle, chrániče sluchu či antistatický oděv.
H2S je toxický a hořlavý plyn, který je těžší než vzduch a může se hromadit v uzavřených prostorech. Při otevírání nádrže, vstupní šachty či poklopu skladovacích nádrží nebo autocisteren může dojít k výbuchu. Exploze hrozí také při uvolňování tlaku ventilačních otvorů a ventilů nebo během inspekce či čištění prázdných nádrží.
Snižování hlučnosti pomocí tichého asfaltu
Hluk z dopravy nás venku provází prakticky na každém kroku a navzdory zavřeným oknům často i doma. Někdy si jej už ani neuvědomujeme, ale i tak jde o významný rizikový faktor pro naše zdraví. Světová zdravotnická organizace WHO stanovila jako Mezinárodní den proti hluku 21. duben.
Na hluku ze silniční dopravy se podílejí zejména tři zdroje. Při nižších rychlostech dominuje hluk motoru. Při vyšších rychlostech než 30 km/h u osobních aut a 50 km/h u nákladních automobilů však už začíná převažovat valivý hluk vznikající při kontaktu pneumatiky s vozovkou. Aerodynamický hluk narůstá úměrně s rychlostí vozidla a nejvíce se projevuje mimo obydlené aglomerace. Na hodnoty vnějšího hluku ze silniční dopravy v reálném provozu má vliv i řada dalších faktorů. ŘSD uvádí, že „závisí na intenzitě, skladbě, rychlosti a plynulosti dopravy, dále na podélném sklonu nivelety, druhu a stavu vozovky, okolní zástavbě, konfiguraci terénu, stínění, odrazech zvuku a meteorologických podmínkách.“ Pokud jde o města, odrazy zvuku mezi vysokými domy podél frekventovaných ulic mají za následek podstatně vyšší hladinu hluku než na otevřených komunikacích.
Výrobci mohou snížit hluk zejména úpravami vedoucími k co nejtiššímu chodu motoru, vhodnou konstrukcí a dezénem použitých pneumatik, správně řešenou geometrií či odpružením podvozku. Hlučnost silniční dopravy lze omezit také změnami, které vedou k jejímu zklidnění. Může jít například o snížení počtu jízdních pruhů, zúžení vozovky či omezení rychlosti jízdy. Uvažovat je také možné o zákazu vjezdu některých druhů vozidel (typicky nákladních), ale je přitom nutné mít pro ně alternativní objízdné řešení. V úvahu dále připadají pásy zeleně, ideálně stromů a keřů. Stále oblíbenější jsou i tramvajové pásy s travním porostem, které však hlavně absorbují hluk generovaný provozem na kolejích.
Čtěte také: Jak ochránit lak auta při čištění asfaltu
V místě styku kol s vozovkou vznikají vibrace a tření, které se pak přenášejí jako valivý hluk do okolí. Míra tohoto hluku úzce souvisí s povrchem vozovky a vzorkem pneumatik. Až překvapivě pozitivní výsledky přinesly testy hlučnosti nového silničního povrchu, který byl pokusně položen vloni na podzim na silnici 1. Do asfaltu byl přidán pryžový granulát, který se získává drcením ojetých pneumatik. Měření hluku při odvalování pneumatiky potvrdilo snížení hlučnosti povrchu minimálně 3 dB oproti koberci mastixovému a 4 dB oproti asfaltovému betonu. Jeden z hlavních důvodů, proč i lidské ucho vnímá provoz na novém gumoasfaltovém povrchu jako výrazně tišší, je pokles hlučnosti provozu ve vysokých tónech, na které je náš sluch citlivý. V těchto vysokých tónech je pokles na novém úseku o 4 až 6 dB. Byl použit i druhý způsob měření, kdy byly mikrofony umístěny ve vzdálenosti sedm a půl metru od projíždějících vozidel. Ve srovnání s asfaltovým betonem došlo ke snížení hlučnosti v průměru o 5,6 dB(A), při průměrné rychlosti vozidel 82,3 km/h. U povrchu s mastixovým kobercem činilo snížení hluku 3,8 dB(A) při průměrné rychlosti vozidel 85,2 km/h. „Naměřené hodnoty nám ukázaly, že gumoasfaltová porézní vrstva prokazatelně pohlcuje dopravní a vnější hluk. Komunikace osazená vrchní vrstvou z takzvaného gumoasfaltu má podle Petra Sadovského, výkonného ředitele společnosti RPG Recycling, hned několik výhod. „Taková vozovka je především elastická a odolná vůči povětrnostním podmínkám," prohlásil Petr Sadovský. Přitom ani z hlediska bezpečnosti či údržby nepřináší nový povrch žádné problémy. Testována byla také rovnost povrchu, kluzkost nebo drenážní schopnost.
Pokud je na vozovce položen „tichý asfalt“, může klesnout hladina valivého hluku o čtyři i více decibelů oproti běžnému asfaltovému povrchu. Asfaltové směsi, které snižují valivý hluk, mívají kromě speciálních složek i více vzduchových mezer. Tichý povrch vozovky je oproti klasickému nejen o něco dražší, ale zejména je nutné ho kvůli ucpávání pórů 2krát ročně nákladně čistit vysokotlakým splachem a příměsí čističe (a to nad rámec běžného úklidu prováděného 1-2krát týdně). Při této řádné péči pak mohou protihlukové vlastnosti tichému asfaltu vydržet až osm let. Pořízení tichého asfaltu a jeho údržba je tedy nákladnější než v případě běžného asfaltu. Nízkohlučný asfalt v Praze slouží od roku 2010, kdy byl položen hned ve dvou lokalitách. Konkrétně šlo o ulici Slezskou v úseku U Vodárny - náměstí Míru a Poděbradskou ulici v úseku Hloubětínská - Kolbenova (později byl prodloužen až k Milovické). Dnes se už „tichý asfalt“ v hlavním městě nachází na celkem 19 komunikacích.
Srovnání tichého asfaltu s běžnými povrchy
| Typ povrchu | Snížení hlučnosti oproti běžnému asfaltovému povrchu | Další vlastnosti |
|---|---|---|
| Gumoasfalt (s pryžovým granulátem) | Min. 3 dB oproti mastixovému koberci, 4 dB oproti asfaltovému betonu (ve vysokých tónech 4-6 dB, průměrně 5,6 dB(A) při 82,3 km/h) | Elastický, odolný vůči povětrnostním podmínkám, bezpečný, bezproblémová údržba |
| Tichý asfalt (se speciálními složkami a vzduchovými mezerami) | 4 a více dB | Vyšší pořizovací náklady, nutnost dvojnásobné roční údržby (vysokotlaký splach) kvůli ucpávání pórů, životnost protihlukových vlastností až 8 let |
Recyklace asfaltu a její dopady na životní prostředí
Asfalt má ještě jednu skvělou vlastnost - dá se jednoduše a dost účinně recyklovat. Když vyfrézovanou asfaltovou směs znovu použijeme, mluvíme o recyklaci. Proces recyklace asfaltu lze v podstatě přirovnat k recyklaci PET lahví nebo starého skla. Při opravě staré vozovky se poničená vozovka odstraní za pomoci silniční frézy. Vyfrézovaný materiál se následně odveze na speciální sběrné místo pro asfaltových recyklát, do recyklačního dvora nebo na obalovnu. Tam se materiál zpracuje k dalšímu použití. Za tímto účelem se asfaltová směs dále drtí a prosévá, čímž vzniká tzv. Životní cyklus asfaltových směsí při použití recyklace.
Při výrobě asfaltové směsi se používá asfaltové pojivo. Jedná se o ropný destilát a v zájmu životního prostředí je nezbytné omezovat jeho využívání. R-materiál již toto pojivo obsahuje a jeho využitím tak šetříme nejen kamenivo, ale také spotřebu ropného produktu. Společnost STRABAG v Rakousku použije v současné době 385 000 tun recyklovaného asfaltu ročně a věří v technologii recyklace asfaltu. Nejmodernější obalovna asfaltových směsí v Hausleitenu dokáže teoreticky vyrábět asfalt se 100% podílem recyklátu. Obalovna asfaltových směsí STRABAG Asfalt ve Vinařicích nedaleko Prahy rovněž umožňuje výrobu asfaltové směsi s využitím až 100% recyklovaného materiálu, a to díky paralelnímu sušícímu bubnu. Můžeme tak při výrobě asfaltových směsí výrazně šetřit neobnovitelné zdroje, neboť se snižuje objem nově nakupovaného asfaltového pojiva a kameniva. Zastřešené boxy pro uložení jemného kameniva a R-materiálu jsou zárukou toho, že materiál přicházející do výroby bude mít nižší vlhkost a na jeho sušení bude třeba menší množství energie.
Historické a environmentální problémy: PAU v asfaltových vrstvách
Dopravní infrastruktura má dlouhý a složitý vývoj. Nejvýznamnější pokrok v technologiích pro konstrukční vrstvy vozovek byl zaznamenán na přelomu 19. a 20. století s počátkem novodobého využívání přírodních asfaltů a uměle získaných dehtů z černého uhlí jakožto pyrolytických zbytků z výroby koksu nebo svítiplynu. S ohledem na cenu a dostupnost a vlastně i vhodné vlastnosti byly dehty nebo různé směsi dehtu s asfaltem hojně používány jako pojiva pro různorodé technologie stmelených vrstev vozovek. Problémem je však skutečnost, že našim předkům nebyly známy negativní účinky látek na lidské zdraví a životní prostředí, byť o existenci PAU věděli.
Čtěte také: Asfaltové práce
Právě technologie v konstrukčních stmelených vrstvách vyvinuté na přelomu 19. a 20. století s masivním rozvojem ve 30. letech 20. století a zejména po 2. světové válce až do konce 80 let, jsou největším problémem, který se dá dnes označit jako významná ekologická zátěž z minulosti. Dehtová či směsná asfalto-dehtová pojiva jsou nejvýznamnějším zdrojem kontaminace PAU v současnosti ve vozovkách pozemních komunikací. PAU, jak je známo, jsou v jen velmi málo rozpustné ve vodě, ale podléhají přirozené degradaci a rozpadu na mikročástice, které jsou pak vlivem změny vodního režimu schopny migrovat nejen do spodních částí konstrukčních vrstev, ale často vlivem vzlínání při plné saturaci v období bohatých na srážky i do vrstev nad nimi ležících. Dochází tak k sekundární kontaminaci okolních vrstev.
Jako sekundární a novodobou kontaminaci lze pak identifikovat například kontaminace z pneumatik (rozpad gumy pneumatik vlivem otěru o povrch vozovky). Kontaminace PAU v pneumatikách vzniká zejména díky aditivům použitých při jejich výrobě. Dalším významným zdrojem sekundární novodobé kontaminace jsou ropné látky, a to zplodiny ze spalování ropných pohonných hmot a obecně úkapy pohonných hmot či olejů při provozu vozidel. Rovněž tak k sekundární kontaminaci mohlo dojít z různých, v minulosti používaných postřiků v AC souvrství (regeneračních, rejuvenační či spojovacích), které mohly obsahovat různé příměsi, a to například z recyklovaných olejů či různých speciálních výrobních přísad. K sekundární povrchové kontaminaci PAU rovněž dochází v oblastech, kde jsou spalována fosilní paliva, tedy v průmyslových oblastech, ale i v intravilánech měst a obcí. Zplodiny ze spalování dlouhodobě v malém množství kontaminují povrch okolního území, a tedy nejen samotný kryt vozovky, ale samozřejmě i všechny okolní plochy, tedy lesy, louky a pole.
Legislativa a technologie zpracování materiálů s PAU
S ohledem na nejednoznačnost a jistý nepořádek v předpisové základně byla v roce 2019 vydána první legislativa, která se specificky zabývá PAU v asfaltových vrstvách vozovek. Resortní předpisy MD ČR již řadu let rovněž řeší problematiku PAU, a to v TP 105, TP 150 a částečně i TP 210. Aktuálně s platností k 1. 10. 2023 byla novelizována vyhláška 130/2019 Sb. a nahrazena vyhláškou 283/2023 Sb. Novela vyhlášky byla iniciována na základě čtyřleté účinnosti tohoto předpisu a nově nabitými zkušenostmi z projektové přípravy a realizace staveb. Bylo nezbytné do vyhlášky zahrnout i nejproblematičtější historickou vrstvu, a to PM - penetrační makadam se shodnými principy posuzování jako AC vrstvy. S ohledem na nehomogenitu konstrukčního složení vozovek bylo rovněž nutné zpřísnit kritéria pro odběr vzorků.
V kontextu výše uvedených předpisů a zejména pak TP 150 MD ČR byly v minulosti zavedeny technologie pro zpracování materiálů s nadlimitním obsahem PAU. Jednalo se o předpis MD ČR TP 162, následně TP 208 a nyní do normy převedeného předpisu ČSN 73 6147 - Recyklace konstrukčních vrstev vozovek za studena. Primárně se jedná o technologii recyklace za studena na místě, nově pak i dle vyhl. 283/2023 Sb. s možností výroby směsi v mobilním míchacím centru na zřízené a schválené mezideponii. Recyklace spočívá v principu pasivace PAU přidáním asfaltového pojiva do frézovaného materiálu původních vrstev vozovky, a to obvykle AC, PM a nestmelených podkladních vrstev typu štěrkodrť (ŠD), kalené štěrky (KŠ) atd. Lze tak vyrobit recyklovanou vrstvu s označením RS A. Mnohem více, s ohledem na vyšší parametry a lepší vlastnosti vrstvy se pak používá hydraulicky stmelená recyklovaná vrstva RS CA, kdy pasivace PAU proběhne shodně přidáním asfaltového pojiva (asfaltová emulze nebo pěna), a navíc s přidáním hydraulického pojiva (cement, směsná hydraulická silniční pojiva nebo speciální anorganická pojiva).
Nově dle vyhl. 283/2023 Sb. se nám nabízí možnost pasivace PAU ve vrstvě recyklace při použití speciálního anorganického pojiva, samozřejmě při prokázání pasivace PAU pomocí výluhové zkoušky. Vzniká tak částečně tuhá vrstva s pevnostní charakteristikou ekvivalentu hydraulicky stmelené vrstvy SC C3/4, respektive u RS A v pevnosti SC C 1,5/2,0. Nejčastěji se vrstvy realizují se zrnitostí 0/63 případně 0/45 či 0/32 mm.
Problémy s laboratorními analýzami PAU a jejich klasifikací
Analýzy PAU provádí v ČR řada laboratoří a některé z nich jsou akreditovány i na měření PAU v asfaltových matricích. Vždy je totiž podstatné, aby laboratoř nejen uměla tyto látky měřit, ale byla schopna je i měřit v tak obtížné matrici jako je asfaltový materiál. V oboru analýz PAU v asfaltových matricích vzniká potřeba porovnání a porovnatelnosti výsledků v analytických laboratořích. Vzhledem k tomu, že asfaltové matrice představují specifický typ vzorků, je třeba, aby laboratoře měly k dispozici porovnávací vzorek se známým obsahem PAU pro účely mezilaboratorního porovnávání.
V současné době se mimo technických podmínek MD ČR (TP) posuzuje obsah PAU v asfaltové matrici dle vyhlášky MŽP 283/2023, do loňského roku se posuzoval obsah PAU dle vyhlášky MŽP 130/2019 Sb. Obě vyhlášky klasifikují asfaltové materiály dle obsahu sumy PAU do čtyř tříd ZAS-T1 až ZAS-T4. V nové vyhlášce 283/2023 Sb. se předpokládá, že u materiálů třídy ZAS-T3 a ZAS-T4 se následně budou provádět analýzy výluhu těchto vzorků dle tab. 2.1 této vyhlášky, která je svým rozsahem i limitními hodnotami totožná jako tab. 10.1 třída IIa vyhlášky 273/2021 Sb. K této problematice jsme z databáze výsledků naší laboratoře statisticky zpracovali výsledky více než 3 000 ks vzorků pro stanovení PAU v asfaltových matricích. Vzorky jsme rozčlenili dle jednotlivých vrstev vozovky (obrusná - ACO, ložná - ACL, podložní - ACP a penetrační makadam - PM) a provedli porovnání výsledků se zatříděním do jednotlivých tříd vyhlášky 130/2019 Sb.
Výsledkem tohoto porovnání je, že pro vzorky z vrstev ACO, ACL a ACP je více než 75 % vzorků zařazeno do třídy ZAS-T1, ostatní třídy odpovídají jednotkám %. Pouze pro penetrační makadam bylo 53 % vzorků zařazeno do třídy ZAS-T4. Vzorky odpovídající zařazení do ZAS-T3 a ZAS-T4 byly poté podrobeny analýzám ve výluhu dle tab. 10.1 výluhová třída IIa vyhlášky 273/2021 Sb. Tato analýza je třeba v případě, že by se daný materiál měl ukládat na skládku jako odpad. Nebo, mohou tyto stejné rozbory porovnané s limity tab. 2.1 vyhlášky 283/2023 Sb. sloužit pro účely posouzení, zda je třeba materiál pasivovat na místě. Kritický ukazatel, u nějž lze předpokládat, že by mohl vykazovat nadlimitní výsledky je sumární ukazatel vyluhovaného organického uhlíku (DOC). Z cca 350 ks provedených výluhů byl jediný, který pro tento ukazatel dosáhl koncentrace 86 mg/l. Z tohoto výsledku vyplývá, že tento materiál by musel být uložen na skládku nebezpečného odpadu (limit pro DOC 100 mg/l) a nikoliv jako všechny ostatní vzorky na skládku ostatního odpadu (limit 80 mg/l).
tags: #asfalt #po #projetí #tanku #účinky