Asfalt, produkt na bázi ropy, je směs minerálů a rozložené organické hmoty. Tato organická hmota pochází z jiného geologického období a její rozklad trval přibližně 140 milionů let. Asfalt podpírá především motorová vozidla. Asfalt se stal tak samozřejmou součástí naší krajiny, že málokdo se zamýšlí nad tím, odkud se vlastně vzal a jaká je jeho cesta od přírodního jevu až po dokonale namíchaný materiál moderních silnic.
Počátky - od starověku po středověk
Historie asfaltu začíná dávno před tím, než vznikly první silnice. Přírodní asfalt, známý také jako bitumen, se vyskytoval už ve starověku. Již staří Sumerové a Babyloňané ho používali jako lepidlo, tmel i hydroizolaci. Asfaltem utěsňovali lodě, stavby i zavlažovací kanály. Byl použit i v babylonské věži - zikkuratu. Egypťané ho dokonce využívali při mumifikaci. Asfalt (přirozený) byl ceněn již ve starověku a samo řecké jméno asfaltos (od ‚sfalťxw = upevňuji) svědčí o výtečných vlastnostech. Sloužil ve stavitelství za maltu, jak dokazují zříceniny babylónské a memfidské, a přispěl k zachování mumifikovaných mrtvol starých Egypťanů až do dnešní doby.
V Evropě platilo ještě před nástupem průmyslové revoluce, že silnice musí být v co nejhorším možném stavu, protože tak zbrzdí případný vpád nepřítele do země. První silnice stavěly už starověké civilizace. Významné jsou například silnice římského impéria, které byly dlážděné.
Na našem území se obchodníci pohybovali odedávna. Nálezy z 1. a 2. tisíciletí př. n. l. dokazují, že i naším územím proudily karavany soumarů a všemožní nosiči zboží. V knížecích hrobech u Bylan u Prahy zase najdeme pozůstatky čtyřkolových vozů o rozchodu 100 centimetrů, které táhli koně. Koně museli zdolávat spíše jen obyčejné stezky vysekané v poříčních porostech, někde překládané dřevěnými hatěmi (tedy svazky slámy nebo větví).
Keltské cesty sledují starší obchodní trasy vedoucí k Baltu a do Německa, navíc jsou ale budované nové, které spojují jednotlivá oppida a další sídla keltské populace. Germáni stezky v podstatě přebírají a totéž pak činí Slované. Z období mezi 5. stoletím př. n. l. až po začátek letopočtu tak víme o cestě vedoucí brodem přes Berounku mezi Lety a Řevnicemi či o úsecích dálkové obchodní cesty táhnoucí se Horno- a Dolnomoravským úvalem. Za zmínku stojí také cesty z doby Franské říše, například ta z Hostimského hradiska až k Tetínu. Až do raného středověku převažují zemní cesty uježděné vozy nebo ušlapané lidmi. Zpevnění kamenem se objevuje sporadicky, hatě jsou pokrývány zeminou nebo pískem.
Čtěte také: Odhalení historie sedlové střechy
Zlom přichází se vznikem českého státu za Přemyslovců. Obchodní styky jsou četnější, síť komunikací hustší. Nejvýznamnějšími jsou bezesporu „zemské stezky“, v roce 1000 jich je asi dvacet! Nesou sice honosný název „magna via“ nebo „magna strata“, jsou ale ve zcela nevyhovujícím stavu. Neutěšený stav se snaží změnit Karel IV., který prosazuje pravidelné opravy cest a strážná místa, která je mají bránit před loupežníky. První skutečnou silnicí je pak cesta z Prahy do Vídně budovaná právě za vlády Otce vlasti. Normou se stává výběr cel a mýt na hlavních stezkách, vybírá se také mostné (především od cizích obchodníků).
Za vlády Václava IV. se ale množí případy, kdy si obchodníci „zkracují“ cesty postranními stezkami a travnatými pěšinami využívanými domácím obyvatelstvem. Král Václav proto poručí městům Kadaň, Louny a dalším, aby obchodníkům se solí a obilím, kteří jezdí po cestách postranních, udělovaly pokuty. Povinně vybíraná mýta bohužel vlastníci půdy na opravy často nepoužívají. Z cest jsou pouhé vyšlapané pruhy země bez zpevnění a odvodnění, mnohdy tak vyježděné, že obchodníci raději jezdí kolem nich. Vše zhoršila vlna husitské revoluce, kdy se cesty mění v bahno a nikdo se o ně nestará.
S 16. stoletím dochází k dalším změnám. Například nařízení z roku 1548 požaduje, aby lesy okolo hlavních cest byly vykáceny do vzdálenosti 360 metrů.
Vzestup štěrkových a asfaltových silnic
Posun v silniční dopravě přichází až s Karlem VI. Habsburským v první polovině 18. století. Objevuje se rakouská metoda výstavby - na urovnanou pláň se kladou ploché lomové kameny a mezery mezi nimi se vyplní zahliněným štěrkem. Na vrch se rozprostře 20 centimetrů vysoká vrstva menších lomových kamenů zpevněná pískem a navrch se ještě položí hrubý štěrk. Jím vystavěné cesty vydrží i 30 let! Cesta z Prahy přes Čáslav, Vysoké Mýto a Brno do Vídně je hotová až v roce 1774.
V 19. století se objevuje parní vůz, v roce 1876 se představuje vynález spalovacího motoru. Auto a motocykl jsou na světě o deset let později. Nevýhodou této doby je, že se nové silnice sice budují, stávající ale chátrají, navíc jsou snižovány stavy cestářů a silničních dozorců. Koncem století se situace zlepšuje, staré nezpevněné cesty jsou upraveny na silnice a dobudovává se hustá síť velkoryse budovaných okresních silnic.
Čtěte také: jak dopravit beton na staveniště
Slovo „makadam“ znamená vynález speciálního druhu štěrkové cesty vyvinuté Johnem Loudonem McAdamem kolem roku 1819. Dobrá makadamová cesta byla tvořena třemi vrstvami štěrku - největší kameny byly vespod a směrem k povrchu se jejich průměr zmenšoval. Makadam byl opakovaně proléván velmi řídkou asfaltovou hmotou, tak aby zatekl co možná nejhlouběji a zpevnil spodní vrstvu. Asfalt byl nejprve používán na chodníky. Stalo se tak někdy kolem roku 1820. O desetiletí později je asfalt běžně dokumentován na chodnících Londýna a Paříže a ještě o něco později v amerických městech. První asfalt byl přirozeného původu, těžil se na Trinidadu, v Alpách a na řadě dalších míst. Asfaltový chodník byl velký, s nadšením přijímaný vynález. Nejenom, že chodcům umožňoval pohodlnou chůzi, ale zároveň město izoloval od škodlivé podzemní vlhkosti (tehdy se ještě věřilo, že nakažlivé nemoci mají svůj původ v parách, které stoupají ze země). Asfalt rovněž tlumil hluk.
Cesta k asfaltové silnici trvala další dvě desetiletí. Asfalt se v létě rozehříval a byl hněten úzkými obručemi kočárů a drožek. Kolem roku 1850 byl asfalt již běžně k vidění v ulicích Berlína a dalších evropských měst. S radostí jej vítali Emile Zola, Gustave Flaubert či Guy de Maupassant jako jedinečný materiál pro promenády. Jejich hrdinové a hrdinky konečně mohli vést zamilované či hořké rozhovory přímo na ulicích, aniž by se rozptylovali obavami, do které louže šlápnou.
V roce 1874 bylo zjištěno, že asfaltování silnic je mnohem prospěšnější než dláždění kamenem; neboť kamenná dlažba vyžaduje věčně opravy. V amerických velkých městech se tohoto způsobu již od několika let též všeobecně užívá. Též v některých městech evropských, jako v Paříži, Londýně, Petrohradě a Vídni dějí se pokusy s touto dlažbou a všude jsou výsledky velmi uspokojivé. V Berlíně provádí dlažbu anglická společnost, která má ve Val de Traver ve Švýcarsku zvláštní doly, ve kterých výbornou, bituminosní (živičnatou) hmotu dobývá. Tato se dováží po železnici do Berlína, kde se až na 130° R (162,5 °C) zahřívá a ve zvláštních k tomu účelu zřízených vozech na určitá místa silnic dováží. Dříve se však taková místa pokryjí neproniknutelnou vrstvou betonu, a pak teprve se vypouští hmota asfaltová, která mívá ještě asi 100° tepla. Dále se pak roztékající hmota ve vrstvě asi 5 cm silné železnými mřížemi pěchuje a povrch pak válci 2-3000 kilogramů těžkými rovná a hladí. Skoro ve dvou hodinách je dlažba hotova a může se po ní jezdit. Je-li hmota asfaltová jen poněkud dobrá, vydrží takto dlážděná silnice nejméně 15 roků, aniž by se musela opravovat. Prachu a bláta je na takových silnicích mnohem méně, než na obyčejných a rachocení vozů přestává. V Londýně je hmotou asfaltovou z Val de Travers pokryto již přes 25.000 čtverečních metrů silnic.
Československo a rozvoj asfaltových silnic
V roce 1895 už má Československo 531 kilometrů silnic! I proto jsou Čechy v roce 1918 v rozpadajícím se Rakousku-Uhersku na prvním místě v hustotě silniční sítě. A v celé Evropě jsme na místě čtvrtém! První světová válka opět zanechala cesty zdevastované. V nové republice mají státní čili erární silnice předepsanou výšku kameniny 55 centimetrů a štěrku 20 centimetrů. U zemských silnic je to 35 a 15 centimetrů, u okresních a obecních 25 až 20 a 10 centimetrů.
Asfaltové silnice v Čechách vznikaly až poté, co se asfalt pro úpravu povrchů komunikací začal používat ve městech. Na počátku dvacátých let dvacátého století začaly intenzivní práce na územním plánu města v Hradci Králové (arch. Gočár). Plány výstavby zahrnovaly rovněž systém vnějšího dopravního okruhu s radiálami směřujícími do centra města, mezi nimiž se střídají obytné čtvrti s plochami zeleně. Veškeré povrchy komunikací byly řešeny jako asfaltové.
Čtěte také: Vlastnosti asfaltových pásů
Růst automobilové dopravy nutí silničáře a stát neuspokojivý stav silnic důsledně řešit. Silnice proto dostávají od roku 1927 nový kabát z drobnějšího kameniva obalovaného asfaltem nebo směsí dehtu a asfaltu. Další inovací jsou jemné asfaltové betony používané od 30. let. Jejich pojivem je asfalt přírodní či petrolejový a pokládají je nové stroje - takzvané finišery.
Směs asfaltu a kameniva, která je dnes základní složkou živičného povrchu silnic, vynalezl roku 1900 Američan Frederick J. Warren. Rafinovaný ropný asfalt vzniká při zahřívání ropy na 525 °C. To, co bylo roku 1874 teprve čtyřletou technologickou novinkou, je dnes gigantickým celosvětovým průmyslem s každoročním obratem přesahujícím 50 miliard dolarů.
Přes 85 % nově vyrobeného asfaltu končí jako pojivo ve směsích pro povrch silnic, další velká část je důležitým materiálem pro výstavbu přehrad či mostů, kde se využívá hydroizolačních nebo lepivých schopností tohoto produktu frakční destilace ropy.
Současné technologie a výhled do budoucna
Dnes obecně známý koncept antropocénu, jehož jsou antropické horniny zřejmou kategorií, je geochronologický termín, který popisuje poslední údobí planetární historie podle dopadu lidí na zemskou kůru. Souhrn všech fyzických struktur, které lidé vytvořili v průběhu historie, je nesporně geologický. Se svými 580 000 km² pokrývají 0,6 % veškeré obyvatelné pevniny, tedy přibližně rozlohu Francie. V Evropě je tato hodnota na 2,3 % rozlohy, což je zhruba velikost Bulharska. Orná půda, jen poměrně (osmnáctkrát) jiný druh umělé struktury, pokrývá 37,7 % obyvatelné pevniny neboli o něco málo více, než je rozloha celé Asie.
V Česku rozeznáváme podle zákona o pozemních komunikacích tři třídy silnic. Silnice I. třídy především pro dálkovou a mezistátní dopravu, silnice II. třídy pro dopravu mezi okresy a silnice III. třídy určené k vzájemnému spojení obcí nebo jejich napojení na ostatní pozemní komunikace. Čtvrtou a samostatnou skupinou jsou pak dálnice. Vlastníkem dálnic a silnic I. třídy je v ČR stát. Silnice II. a III. třídy vlastní kraje.
Asfaltová směs se skládá z 95 % kameniva. To pak dá nové komunikaci barvu. Samotný asfalt představuje pouhých 5 % hmoty. Je tedy pouhým pojivem většinového kameniva. Po prvních úvahách a náčrtech je nutné provést geologický průzkum celé trasy. Důležité je znát stav a složení podloží a množství vody v podloží. Novou silnici či její rekonstrukci je následně nutné vyprojektovat. Návrh komunikace musí být trvale udržitelný z hlediska dopravní kapacity a stavbu je nutné vhodně začlenit do krajiny nebo sídla. S výstavbou nové komunikace samozřejmě souvisí i geodetické práce.
V okamžiku, kdy máme zajištěny všechny dokumenty i finance, může se začít stavět. Nejprve je odstraněna a zvlášť uložena cenná ornice (platí pro novou komunikaci), nebo odstraněny nevyhovující vrstvy komunikace staré. Následně se musíme zbavit i nevyhovující zeminy, která má špatnou únosnost a kvalitu. Veškeré kroky výstavby, i tyto první fáze, je nutné průběžně kontrolovat a hodnotit. V členitých terénech můžeme vybagrovanou zeminu využít k vysypání náspů, čímž ušetříme za materiál i dopravu.
Na podkladové vrstvy je ukládána nosná drenážní asfaltová vrstva, čili velmi hrubá směs asfaltu s mnoha mezerami. Až na ni ukládáme směs jemnou a teprve nakonec takzvaný obrus. Beton je naprosto adekvátním materiálem. Dokonce déle vydrží, jeho nevýhodou jsou však vyšší pořizovací náklady a náročnost realizace. A pokud dojde k poškození, je velmi náročná i oprava (s výjimkou betonové zámkové dlažby). Naprosto nemožné je použít beton jako povrch komunikace na mostech a můstcích, kde by promrzal a navíc by konstrukci příliš zatížil.
Již několik desetiletí existují asfalty s příměsí recyklovaného papíru, jehož celulózová vlákna zvyšují odolnost proti působení vody, a tím životnost vozovky. Zkoušejí se asfalty, do nichž se přidává granulát získaný recyklací pneumatik z nákladních automobilů, které obsahují vyšší podíl přírodního kaučuku, čímž vzniká tzv. gumoasfalt. Švédové testují směs, ve které asfalt nahrazuje lignin - důležitá organická látka tvořící čtvrtinu rostlinné biomasy na Zemi.
Asfalt má ještě jednu skvělou vlastnost - dá se jednoduše a dost účinně recyklovat. Pokusy co dělat s asfaltem se zatím ubírají dvěma směry. Prvním je barevný nátěr asfaltového povrchu a druhým je použití strukturovaných materiálů - např. kombinace slámy a asfaltu, která se dá použít jako zateplovací omítka. Jinou možnost vidíme na okrajích špatně upravených asfaltových ploch. Na měkčím podloží se vrstva asfaltu rozláme do podoby bahenních prasklin, kterými prorůstá tráva, takže i asfaltový povrch může mít něco z přírody a vsakovat srážky.
Vývoj silničních materiálů a technologií v průběhu času
Následující tabulka shrnuje klíčové materiály a technologie používané při výstavbě silnic v různých historických obdobích.
| Období | Typ silnice/materiál | Charakteristika |
|---|---|---|
| Starověk (Sumerové, Babyloňané, Egypťané) | Přírodní asfalt (bitumen) | Používán jako lepidlo, tmel, hydroizolace pro lodě, stavby, zavlažovací kanály, mumifikace. |
| Starověký Řím | Dlážděné silnice | Významné a odolné silnice římského impéria. |
| Raný středověk (České země) | Zemní cesty, hatě | Uježděné vozy, ušlapané lidmi. Sporadické zpevnění kamenem, hatě pokrývané zeminou/pískem. |
| Vrcholný středověk (Karel IV.) | Zemské stezky („silné cesty“) | Snaha o pravidelné opravy a ochranu před loupežníky. První skutečná silnice z Prahy do Vídně. |
| 18. století (Karel VI.) | Rakouská metoda výstavby | Urovnaná pláň, ploché lomové kameny, zahliněný štěrk, vrstva menších kamenů zpevněná pískem, hrubý štěrk. |
| Kolem 1819 | Makadamové cesty | Tři vrstvy štěrku (největší dole, menší nahoře), proléváno řídkou asfaltovou hmotou. |
| Kolem 1820-1850 | Asfaltové chodníky | První použití asfaltu na chodnících v Londýně, Paříži, později i v amerických a evropských městech. |
| 1874 | Asfaltované silnice (Val de Travers) | Vrstva betonu, horká asfaltová hmota (cca 5 cm), pěchování, válcování. Odolnost 15+ let. |
| 1900 | Směs asfaltu a kameniva (Frederick J. Warren) | Základní složka živičného povrchu silnic. |
| 1927 | Asfaltový „kabát“ | Drobnější kamenivo obalované asfaltem nebo směsí dehtu a asfaltu. |
| 30. léta 20. století | Jemné asfaltové betony | Pojivo přírodní či petrolejový asfalt, pokládka finišery. |
| 1938-1939 | Betonové dálnice | Vládní nařízení počítající se stavbou dálniční sítě (Praha-Brno-Zlín-Prešov). |
| Současnost | Asfaltové směsi s moderními přísadami | Kamenivo, písek, asfaltové pojivo, recyklovaný papír, granulát z pneumatik (gumoasfalt), lignin. Možnost recyklace. |
Asfalt versus beton - volba materiálu
V zásadě je však úplně jedno, po čem jezdíme, zda po asfaltu či betonu. Mohutný celosvětový lobbing v zásadě skoro všude prosazuje komunikace asfaltové, beton je však naprosto adekvátním materiálem. Dokonce déle vydrží, jeho nevýhodou jsou však vyšší pořizovací náklady a náročnost realizace. A pokud dojde k poškození, je velmi náročná i oprava (s výjimkou betonové zámkové dlažby). Naprosto nemožné je použít beton jako povrch komunikace na mostech a můstcích, kde by promrzal a navíc by konstrukci příliš zatížil. V mnoha případech dokonce připadá v úvahu i volba materiálů. V některých památkově chráněných lokalitách se prostě nevyhneme kamenné dlažbě (takzvané kočičí hlavy), jinde lze použít beton, například betonovou dlažbu, ale i svazované betonové panely. Hustá doprava způsobuje častá stání na asfaltu, který je ovšem určený především k pojezdům.
V 19. století byly stavěné štěrkové silnice, 30. až 60. léta 20. století byla érou silnic dlážděných (symbolický návrat k starému Římu) a za Hitlera se objevily první dálnice z betonu. Až teprve na konci 60. let se asfalt stal dominantním materiálem pro silnice.
tags: #jak #se #v #minulosti #stavely #asfaltove