V posledních letech se města potýkají s narůstajícími problémy spojenými s přehříváním městských částí v letním období a potřebou efektivněji zadržovat dešťovou vodu. Urbanizace má na srážky mnohem větší vliv, než jsme si dosud mysleli. Současně je dešťová voda významným faktorem ovlivňujícím životnost a kvalitu silničních povrchů, ať už asfaltových, nebo betonových.
Vliv urbanizace na srážky
Rozsáhlá studie publikovaná v časopise PNAS odhaluje, že urbanizace má na srážky mnohem větší vliv, než jsme si dosud mysleli. Tým vědců pod vedením Xinxin Sui z Texaské univerzity v Austinu analyzoval data z více než tisíce měst po celém světě. Jejich zjištění jsou pozoruhodná: více než 60 % sledovaných měst a jejich bezprostředního okolí dostává více srážek než okolní venkovské oblasti. Velikost těchto „městských deštivých ostrovů“ se za posledních 20 let téměř zdvojnásobila.
Horké a vlhké podnebí jako katalyzátor
Města jsou náchylnější k výrazným srážkovým anomáliím v teplém a vlhkém podnebí ve srovnání se studeným a suchým podnebím. Podobně jako obří skleník, kde čím teplejší a vlhčí je vzduch uvnitř, tím více se tvoří kondenzace na stěnách, fungují i města v teplém a vlhkém podnebí - stávají se jakýmisi „kondenzátory“ srážek v mnohem větším měřítku.
Pobřeží versus vnitrozemí
Pobřežní města mají tendenci zažívat větší extrémní srážky ve srovnání s okolními venkovskými oblastmi, zatímco vnitrozemská města v průměru vykazují menší intenzitu extrémních srážek. Tento rozdíl je zvlášť patrný u velkých měst, kde se projevuje efekt tzv. „městského tepelného ostrova“.
Fenomén městského tepelného ostrova
Města jsou obecně teplejší než jejich okolí kvůli velkému množství betonu, asfaltu a dalších materiálů, které absorbují teplo. Studie zjistila, že s každým zvýšením teploty městského tepelného ostrova o jeden stupeň Celsia se roční srážky v městských oblastech zvýší o 24,7 mm. Čím větší populace, tím větší srážkové anomálie, stejně jako městský tepelný ostrov.
Čtěte také: Co potřebujete vědět o OSB deskách
Nezahřívá je jenom slunce, ale i automobily a budovy. Materiály jako beton a asfalt, které městský povrch pokrývají, pak teplo účinně pohlcují a udrží je až do pozdní noci. Tento rozdíl se má podle britských vědců při zvyšování průměrné teploty ještě dále zvětšovat. V Londýně se například za posledních třicet let napočítalo pouze dvacet nocí, při nichž nejnižší teplota neklesla pod 20 stupňů Celsia. Avšak globální oteplování by mělo koncem století zvýšit jejich počet v průměru na tři až čtyři ročně.
Aerosoly: Neviditelní strůjci deště
Města jsou také hlavními zdroji aerosolů - drobných částic vznášejících se ve vzduchu. Tyto částice mohou působit jako kondenzační jádra pro tvorbu dešťových kapek. Ve městech s vysokou populací mají aerosoly a městské tepelné ostrovy velkou korelaci s ročním zvýšením srážek. Města produkují teplo (městský tepelný ostrov) a „suroviny“ (aerosoly), které společně vytvářejí ideální podmínky pro tvorbu srážek. Čím větší město, tím výkonnější tato „továrna“ je.
Srážkový katapult v akci
Průměrné roční srážky jsou nejvyšší přímo ve městech, ale extrémní srážky mají tendenci být nejintenzivnější v oblastech na návětrné straně města. Je to, jako by město fungovalo jako jakýsi „katapult“ pro extrémní srážky, vystřelující je za své hranice. Toto zjištění má významné důsledky pro plánování měst a prevenci povodní nejen v městských, ale i v příměstských oblastech.
Už dřívější výzkumy prokázaly, že velkoměsta si vytvářejí vlastní počasí, částečně odlišné od toho v jejich okolí. Například vzduch v amerických velkoměstech bývá už nyní o tři až pět stupňů teplejší než v nezastavěné krajině. Teplý vzduch v sobě obsahuje více vodní páry. Ve výšce se ochlazuje, pára se kondenzuje do mraků, z nichž pak může na město pršet, případně dokonce vznikají bouřky. Nad velkými brazilskými městy se blýská až dvakrát více než nad přírodní krajinou. V Praze je však situace odlišná kvůli množství prachu, který filtruje sluneční záření, a proto není ve městě výrazně tepleji než v přírodě.
Vliv deště na asfaltové a betonové vozovky
Jízda po nekvalitním povrchu se často objevuje na nejfrekventovanějších komunikacích, tedy dálnicích. Ať už jde o vyježděné koleje na asfaltu anebo díry ve spárách betonových panelů. Voda držící se na silnicích způsobuje nehody. Pokud nemáte zrovna zánovní pneumatiky s velmi hlubokým dezénem, stačí i docela běžný déšť, aby se na silnici drželo tolik vody, že může alespoň chvilkově zbavit auto kontaktu s pevným povrchem.
Čtěte také: Důležitost ochrany čerstvého betonu
Silničáři se potýkají s náročnými podmínkami při opravách vozovek. Horké počasí způsobuje, že se teplá obalovaná směs, kterou používají na větší vysprávky vozovek, zpracovává při teplotě 140 stupňů Celsia. Při pocení asfaltu se na silnicích vytvářejí malé bublinky a prasklinky. Takto poškozené úseky se posypávají kamennou drtí. Závady, které kvůli horku potkaly D5 či Pražský okruh, se stávají nejčastěji na kontaktu dvou různých povrchů, například betonu a asfaltu, což je případ dálničních mostních konstrukcí.
Beton vs. Asfalt: Životnost a odolnost
Na nové dálnice se však většinou už používá beton. Betonový povrch je trvanlivější, takže nevyžaduje tak časté opravy jako povrch asfaltový. Příkladem je dálnice D5, kde betonový povrch po dobu zhruba 13 let provozu nevyžadoval zásadní rekonstrukce, zatímco živice mezi Prahou a Plzní se obnovuje průběžně. Pořizovací náklady jsou u betonu vyšší než u asfaltu, pokud se však k tomu připočtou náklady na zhruba 20letý provoz (tak dlouho vydrží beton bez zásahu), pak se cena v podstatě vyrovná. Životnost asfaltu je totiž v závislosti na intenzitě provozu 7 až 15 let. Na betonové vozovce se nikdy nevyjedou koleje, u asfaltové vozovky k tomu dochází poměrně často a hlavně brzy. Nevýhoda betonových vozovek je jejich rekonstrukce, protože se musí postupovat po celcích.
„Betonový povrch je lepší, protože déle vydrží. Ovšem podle mých zkušeností je příjemnější jízda po asfaltu,“ uvádí řidič. Jízda po betonu je celkově hlučnější a je v autě znát. Technologie výrazně pokročily, takže beton položený v osmdesátých letech je podstatně hlučnější než ten současný.
Inovativní řešení pro správu dešťové vody a opravy vozovek
Drenážní beton
Unikátní řešení využívá dešťovou vodu, která se svádí ze zpevněných i zelených ploch systémem drenážního potrubí. Dešťová voda se neodvádí kanalizací, vsakuje se v daném místě a zlepšuje klima především v urbanizovaném prostředí. Při výrobě drenážního betonu se využívá kamenivo, v jehož křivce zrnitosti chybí jemná frakce. Nejčastěji se používá kamenivo frakce 4/8 mm. Drcené kamenivo s ostrými tvary zrn je vhodnější pro svou protiskluznost. U běžného betonu se dosahuje mrazuvzdornosti pomocí provzdušnění. Pomocí provzdušňujících přísad vznikají v betonu uzavřené vzduchové póry, které tvoří expanzní prostor pro led a chrání beton před poškozením. Drenážní beton lze i probarvit minerálními pigmenty.
Orientační skladba pro pochozí plochu tvoří drenážní beton o tloušťce 150 mm s podkladní vrstvou z kamenné drti tloušťky 200 mm. Podloží musí být dostatečně zhutnělé a propustné. Výsledná pevnost drenážního betonu je výrazně ovlivněna mírou zhutnění. Drenážní beton se vyrábí v tužších konzistencích S1 a S2 a dopravuje se v čerstvé podobě z betonárny na stavbu zpravidla na korbě sklápěče. Beton lze ukládat jak strojně, tak ručně. Drenážní beton je třeba chránit před zanesením zeminou a jinými nečistotami, aby nedošlo ke snížení funkčních vlastností. Je tedy nevhodný v místech sesouvající se zeminy. Příkladem realizace je městský park Gaštanica v Bratislavě, kde byl použit drenážní beton ZAPA DROP. Zadržování srážek v urbanizovaném prostředí je součástí pilotního projektu, kdy se Bratislava připravuje na změnu klimatu.
Čtěte také: jak na betonáž v nepříznivém počasí
Propustný beton Topmix Permeable
Britská společnost Tarmac přichází s novinkou Topmix Permeable, betonem, který částečně absorbuje a ve zbytku propouští vodu, která se nachází na jeho povrchu. Dokáže odvést 4 tisíce litrů během jediné minuty. Povrch je vyroben z velkých částeček asfaltu, které mezi sebou mají prostor, a právě jím voda odtéká do sutě pod povrchem. Část se jí tu zadrží, zbytek je odveden drenáží do jakéhokoli systému schopného vodu odvést dále. Na povrchu cesty se tedy nedrží voda, netvoří se kaluže, potůčky ani nic na tenhle způsob. I při ohromné průtrži mračen zůstane tenhle povrch jen vlhký, nebude na něm stát voda.
Koncept betonu propouštějícího vodu není nový, používá se už dlouho jako podkladová vrstva pro běžný asfaltový nebo betonový povrch silnice. Firma Tarmac ho ale upravila tak, že může fungovat i jako povrch, můžou po něm chodit lidé a jezdit automobily. Kromě vyšší ceny nesmí voda v útrobách takto postavené silnice zmrznout. Naopak výhodou je, že část vody, která se uchová uvnitř takovéto vozovky, se v horkých měsících bude odpařovat a tak pomůže ochladit městské ulice. Také není použitelná na silnicích, kudy jezdí velmi těžká auta či tam je extrémně hustý provoz. Je tak použitelná zejména na méně frekventovaných okreskách, v ulicích měst či parkovištích.
Studená asfaltová směs CANADER-mix
Studená asfaltová směs CANADER-mix je směs kvalitního drceného kameniva předepsané křivky zrnitosti, pojiva složeného z normálně tuhnoucího asfaltu a ředidla s modifikovanou přísadou I. A. R. Přísada dodává studené asfaltové směsi vlastnosti umožňující dlouhodobé skladování, její snadnou zpracovatelnost i za nepříznivých povětrnostních podmínek při teplotách až do -10 °C.
Studený asfalt CANADER-mix umožňuje úsporné provádění výsprav výtluků a drobných oprav asfaltových povrchů za nepříznivých povětrnostních podmínek, jako za deště, sněhu, náledí a mrazu. Vždy je třeba počítat s tím, že asfaltová směs zůstává déle plastická, neboť asfaltové pojivo obsahuje ředidlo, které musí odvětrat a vstřebat se do okolí opravovaného místa. Je třeba dodržovat zásadu, že asfaltová směs CANADER-mix je vhodná pouze pro opravy malého rozsahu (do 1m2) a na plochy většího rozsahu, jako jsou např. vjezdy do garáží, je nutné použít horkou asfaltovou směs.
Rovněž studená asfaltová směs není vhodná k aplikaci do míst extrémně namáhaných pomalou a brzdící dopravou, nebo provozem vysokozdvižných vozíků. Při provádění oprav je třeba menšího počtu pracovníků. Lze využít pracovních sil a mechanizmů mimo hlavní stavební sezonu. Opravy lze provádět i na velké vzdálenosti a na práce malého rozsahu, aniž by docházelo ke zhoršování kvality prováděných oprav. Možnost provádění drobných oprav vozovek v zimním období řeší problémy s včasným prováděním oprav. Po rozprostření směsi je třeba ji řádně zhutnit pěchem, vibrační deskou nebo ručním válečkem. Při provádění oprav hlubších výtluků, zejména pak překopů, je nutné studenou asfaltovou směs pokládat po vrstvách max. 5 cm.
Studený asfalt CANADER-mix byl podroben předepsaným zkouškám v Akreditované laboratoři ČVUT, Fakulta stavební, katedra silničních staveb. Zkoušky prokázaly, že studená asfaltová směs nemá negativní vliv na kvalitu vody, ani na další složky životního prostředí.
| Parametr | Asfalt | Beton | Drenážní beton | Studená asfaltová směs CANADER-mix | Topmix Permeable |
|---|---|---|---|---|---|
| Životnost | 7-15 let | ~20 let | Vysoká (při správné údržbě) | Pro malé opravy | Nižší než běžný beton/asfalt (nepoužitelné pro těžký provoz) |
| Pořizovací náklady | Nižší | Vyšší | Vyšší | Úsporné | Vyšší |
| Odolnost proti kolejím | Často se tvoří | Nikdy se netvoří | Vysoká | Nelze použít pro extrémně namáhaná místa | Nelze použít pro extrémně namáhaná místa |
| Vliv deště | Drží vodu, riziko aquaplaningu | Drží vodu, riziko aquaplaningu | Vsakuje vodu v daném místě | Opravy za deště možné | Absorbuje a propouští vodu bleskově |
| Chlazení měst | Ne | Ne | Zlepšuje klima vsakováním vody | Ne | Odpařuje vodu, pomáhá chladit ulice |
| Použití v zimě | Vyžaduje opravy (výtluky) | Mrazuvzdornost pomocí provzdušnění | Citlivý na zamrznutí vody | Zpracovatelnost do -10 °C | Voda v útrobách nesmí zmrznout |
| Hluk při jízdě | Příjemnější | Hlučnější (záleží na technologii) | Nespecifikováno | Nespecifikováno | Nespecifikováno |
Vliv dešťové vody na čerstvý beton
Vliv dešťové vody na čerstvý beton je kritický. Pokud beton není 100% chráněný proti přímému dopadu kapek a voda proteče škvírami, mohou se na povrchu objevit louže. Jedná se o základové pásy, tedy beton je v zemi. Silný déšť druhý den po betonáži může mít vliv na kvalitu betonu.
Teplota při betonáži by neměla klesnout pod 5 stupňů Celsia. Přes den je teplo, ale v noci teplota může klesnout k hranici 5 stupňů. Pod 5 stupňů dochází k přerušení tuhnutí, což znamená, že proces tuhnutí se zastaví, dokud teplota opět nestoupne. To může negativně ovlivnit konečnou pevnost a trvanlivost betonu.
tags: #vliv #deště #na #asfalt #a #beton