Vedro ve městě je v létě k zbláznění. Dlouhodobě neprší a ani po krátké přeháňce nejde poznat, že pršelo. Asfalt je amorfní látka, která sice nemá určitou teplotu tání, ale postupně měkne a na prudkém sluníčku se začne měnit i na kapalinu. Teplota rozpáleného asfaltu může dosahovat klidně i kolem 50 °C.
Fyzikální důvody a důsledky rozpáleného asfaltu
Důvodů, proč je asfalt v létě tak horký, je celá řada. Začněme těmi fyzikálními. Vysoká teplota a UV záření patří k faktorům, které se podílejí na rychlém stárnutí asfaltových pásů a tím i na vznik jejich poruch. V našem klimatickém pásu dosahuje v letním období povrchová teplota asfaltových pásů 80 °C. Za krásného dne s přímým slunečním zářením a bez ochlazování větrem, kdy teplota vzduchu přesahuje 32 °C, to může být až 85 °C. Působením vysokých teplot asfaltové pásy rychle stárnou a výsledkem jsou puchýře i tzv. krokodýling (vznik trhlin připomínajících krokodýlí kůži).
Vliv na konstrukci a životnost vozovek
Při automobilovém provozu tak dochází k odtrhávání asfaltu z vozovky a jejímu následnému ničení. Vysoké teploty způsobují změnu struktury asfaltových vrstev. Asfalt se může deformovat, měkne a vytváří nebezpečné koleje nebo nerovnosti. V extrémních případech může dojít i k jeho prasknutí, což je problém především u starších komunikací s nedostatečným odvodem vody a tepla. Dopady těchto změn často přicházejí náhle - například po kombinaci tropického dne a prudké letní bouřky. Silnice, které nejsou pod dohledem, tak mohou během jediného dne projít skokovým zhoršením stavu. Na životnost a fungování povlakové izolace z asfaltového pásu má vliv více faktorů než jen klimatické podmínky. Důležitá je ochranná vrstva a záleží taky na tom, jaký je pod pásem podklad.
Asfaltové pásy a jejich odolnost
Asfaltový pás tvoří izolační hmota nanesená na výztužné vložce, která zajišťuje mechanické vlastnosti pásu. Žádná přesně daná pravidla, co se týče tloušťky nebo pevnosti asfaltových pásů, neexistují. Co však platí, je přímá úměra, že čím je hydroizolace odolnější proti vnějším klimatickým jevům (zejména UV záření a vysoké teplotě), tím je její životnost delší. Vysoce odolné proti UV záření a vysokým teplotám jsou asfaltové pásy s modifikací APP, navíc ještě chráněné hydrofobizovaným minerálním nebo keramickým posypem. Čistě oxidované asfalty, jejichž technické vlastnosti neodpovídají současnému klimatickému namáhání, se proto jako hydroizolace téměř nepoužívají. U všech izolačních materiálů, nejen asfaltových pásů, je důležité počítat s klimatickým namáháním. V případě asfaltových pásů jsou rozhodující zejména vysoké teploty. Proto je nutné, aby teplotní odolnost pásů - jako důležitý technický parametr - byla už z výroby nastavená tak, aby eliminovala vliv současného klimatu.
Důležitá je také role podkladu. Pokud je z vysoce absorpčního materiálu s velkou akumulační schopností, tak je pás tímto spojením výrazně ochlazovaný. Jiná situace nastává, pokud je pod asfaltovým pásem vysoce účinná tepelná izolace. Taková vrstva přijímá teplo zvenčí jen minimálně a výsledkem je maximálně nahřívaný pás. Ochlazuje ho jen sálání tepla do ovzduší nad střechou, na které má velký vliv rychlost větru.
Čtěte také: Tradice hrnků na plotě
Ochlazování silnic a kvalita ovzduší
A tak do ulic některých měst vyjíždějí kropicí vozy. I tam, kde to nebývalo nikdy zvykem, pomáhají s kropením silnic třeba místní dobrovolní hasiči. Proč se vlastně ulice v létě kropí? Důvodů je celá řada. Pokropením silnice vodou dojde k jejímu odpařování. Voda se na velkém povrchu silnice snadno vypařuje a tím odebírá teplo (skupenské teplo vypařování) silnici, kterou tak nárazově ochlazuje. Okolní ovzduší se při této činnosti příliš neochladí, jak si mnozí lidé myslí a s kropením ulic si to tak spojují. Přesto je kropení ulic pro kvalitu ovzduší prioritní. Dojde totiž ke smytí zvýšeného množství nahromaděného prachu z ulice do kanalizace. Na základě hygienických předpisů a požadavků se tak prašnost v obcích má snižovat použitím pitné vody. Možná se vám to zdá být plýtváním této běžné a dnes už také drahé kapaliny, ale má to rovněž řadu důvodů. Předně se tak dá voda do cisteren rychle načerpat z dostupných hydrantů vodovodní sítě a nemusí se pro ni zajíždět ve velkých městech například k řekám či nádržím. Při sprchování ulic může dojít k potřísnění sprchovanou vodou (často i ve formě vodní mlhy) chodců, kočárků s dětmi, psů a podobně. Důvodem je ten prach, který v létě lidem způsobuje celou řadu zdravotních problémů a komplikací.
Využití tepla z asfaltu: Road Energy Systems®
Se zajímavým řešením problematiky obnovitelných zdrojů energie přišla nizozemská firma Ooms Avenhorn Holding. Rozhodla se totiž využít energie z rozpáleného asfaltu. Zařízení nazvané Road Energy Systems® využívá schopnost asfaltového povrchu silnic absorbovat teplo. Absorpční schopnost je podpořena navíc černou barvou asfaltu. Získaná energie se užívá na chlazení budov v létě a vyhřívání v zimě. Firma je první na světě, která takové zařízení uvedla do provozu. V Scharwoude v Nizozemí zahájilo provoz 1. října 2000. Zařízení připomíná síť ohebných trubek, naplněných vodou, umístěných na speciálním roštu pod asfaltovým kobercem přímo na silnicích a cestách.
Jak systém funguje
Ohřátá voda pak putuje do podzemních zásobníků, tvořených tzv. aquifery, vodonosnými vrstvami písku, odkud je dále využívána. Teplo zde zůstane akumulované až několik měsíců. Přes léto se teplo z rozpáleného asfaltu naakumuluje a na podzim se začne využívat. Část tepla slouží v zimních měsících k vyhřívání silnice, část se vede do bytů, kde plní funkci topení. V létě systém funguje obráceně - voda z chladného vodního zdroje ochlazuje byty, pak se vede pod asfalt a ohřátá se injikuje (vtlačuje injektáží) do podzemních zásobníků. Nápad již funguje v praxi, asfalt tak vyhřívá činžovní dům, hangár nebo průmyslový park. Přestože zařízení není levné, údajně se vyplatí díky snížené spotřebě elektrické energie a především snížením emisí CO2. Ve srovnání s konvenčním systémem vytápění má zařízení 50% emise CO2 a v zimě minimalizuje použití soli na silnici.
Prediktivní údržba silnic v boji proti horku
Přehřátý asfalt, deformace povrchu, výtluky, které vzniknou během pár dní. První české kraje i správci proto začínají zavádět systémy prediktivní údržby. Ty využívají propojení dat z meteostanic, kamer i senzorů a ukazují, jak by v budoucnu mohla vypadat efektivní a bezpečná správa silnic. Prediktivní systémy nabízejí možnost, jak těmto situacím předcházet.
Bezpečnost díky datům
„Základem chytré údržby je propojení různých datových zdrojů - například čidel měřících teplotu povrchu, kamer sledujících aktuální provoz nebo laserového snímání nerovností vozovky. Díky tomu je možné včas detekovat přehřívající se úseky, které hrozí vznikem deformací nebo prasklin. Data zároveň umožňují sledovat vývoj závad ještě dříve, než jsou patrné pouhým okem,“ říká Robert Knap ze společnosti VARS. „Velkou výhodou je i možnost okamžité reakce na náhlé změny počasí, jako jsou přívalové deště nebo bouřky, které mohou situaci na vozovce dramaticky zhoršit. Prediktivní systémy tak nejen zvyšují bezpečnost, ale zároveň umožňují efektivnější a cílenější údržbu - místo zbytečných výjezdů se technika nasazuje tam, kde je skutečně potřeba.“
Čtěte také: Zamezte rosení plastových oken: Praktické tipy
Kooperativní dopravní systémy C-ITS a chytrá data v praxi
Data v reálném čase pomáhají i řidičům. Informace ze silničních systémů dnes putují nejen k silničářům, ale také do aplikací jako Mapy.cz či Google Maps. Řidiči se tak dozví o výtluku, koloně či uzavírce dřív, než na místo dorazí. Díky tomu mohou upravit trasu nebo styl jízdy. Systémy jsou napojeny také na IZS - záchranné složky tak mají o událostech přehled bez prodlev. V ČR se tato technologie začíná objevovat ve správě některých krajů nebo na vytížených dálničních úsecích. Kraj Vysočina využívá integrovaný systém INFRA‑FIM od společnosti VARS, který propojuje meteostanice, kamery i pasportizaci vozovek pro přesnější plánování údržby. Na dálnici D1 zase funguje mobilní liniové řízení, které v reálném čase upravuje rychlost podle dopravní zátěže nebo vývoje počasí.
Budoucnost údržby je prediktivní
Správa silnic se pomalu posouvá od reaktivního přístupu ke skutečné prevenci. Místo zásahů po havárii nebo stížnosti je možné stav komunikací sledovat a vyhodnocovat v reálném čase - a zasahovat dříve, než dojde k poškození nebo nehodě. „Prediktivní údržba přináší zcela nový rozměr péče o dopravní infrastrukturu - jak v létě, tak v zimě. V teplých měsících systémy včas detekují přehřívající se úseky vozovky, kde hrozí změkčení asfaltu či vznik kolejí. Laserová měření navíc průběžně snímají stav povrchu s milimetrovou přesností a dokáží identifikovat vznikající deformace ještě dřív, než jsou patrné pouhým okem. V kombinaci s daty z meteostanic a kamer pak správci silnic dokážou rychle reagovat na bouřky, přívalové deště i tepelné extrémy,“ říká Robert Knap ze společnosti VARS.
Pokládka asfaltových směsí a její úskalí
Balená směs obsahuje asfalt, kamenivo, filer a další přísady. Její složení se liší podle konkrétních požadavků investora. „Množství směsi, které se namíchá, se určuje aktuálně na základě ranní přípravy a stavu stavby,“ vysvětluje Lukáš Spal. Vše se musí dobře plánovat, aby se balené nevyrobilo málo, nebo naopak moc. Z obalovny by měla mít balená teplotu kolem 170 °C, pro pokládku finišerem je optimum kolem 140 až 180 °C. Pracovní teplota pro válcování, tedy ukončení hlavního hutnění (uhlazení, žehlení) se pohybuje mezi 110 až 75 °C.
„Životnost nového povrchu mohou negativně ovlivnit především dvě věci - špatná směs z obalovny a technologická nekázeň při pokládce,“ vysvětluje Lukáš Spal. V prvním případě by tomu měla zabránit pravidelná certifikace obalovny. Navíc vyrobená asfaltová směs je pravidelně kontrolována v laboratoři. Ve druhém případě do hry vstupuje hned celá řada faktorů. Základem je ale správný podklad, problémem je hlavně měkké podloží (nedostatečně únosné podloží) a kaverny, poruchy stávajících konstrukčních vrstev, které by mohly vést k propadu vozovky.
Před pokládkou asfaltové směsi dochází ke spoustě dílčích prací, jako například odbourání nerovností, zametení povrchu, ošetření prasklin, podklad by měl být suchý a zbavený nečistot. Na takto připravený podklad se aplikuje spojovací postřik, ten je nutné nechat tzv. „vyštěpit“. Až je vše připraveno, teprve pak se na tento podklad pouští mechanizace. Zejména v intravilánech, tedy v obcích, se stavaři často potýkají i s nekázní obyvatel, kteří nedodržují zákazové značky a neřídí se pokyny vyškolených pracovníků. „Práce v intravilánech je obecně mnohem složitější než třeba při stavbě silnic či dálnic. Narážíme na větší problémy, je tu velký podíl ruční práce a častěji dochází ke zdržením. Správně by se měla balená směs vyklopit cca do dvou hodin od naložení. Během pokládky začalo mírně pršet: „Mírné mrholení až tak nevadí, alespoň se vyštěpený spojovací postřik nelepí na pneumatiky vozidel. Při hustém dešti se ale pokládat nesmí, protože hrozí rychlé ochlazení asfaltové směsi,“ vysvětluje Lukáš Spal. Stejně tak by se nemělo pracovat, klesne-li venkovní teplota pod pět stupňů. Důležitá měřená hodnota je na podkladu, na který se pokládá nová vrstva. Ta by měla vždy dosahovat minimální teploty +5 °C. Tady se opět bavíme o rychlém prochladnutí směsi, čímž se zkracuje doba zpracovatelnosti směsi, hlavně s ohledem na dostatečné hutnění.
Čtěte také: Důležitost zálivky betonu
Přeprava asfaltové směsi a její termoregulace
Už i v Česku se začínají objevovat tepelně izolované nástavby pro převoz teplé balené směsi. Na podvozku Tatry Phoenix 6×6 v barvách firmy Metrostav Infrastructure a.s. jsme si vyzkoušeli, jaké jsou přínosy nástavby od Schwarzmülleru. Z 12kubíkové korby Schwarzmüller s certifikovanou tepelnou izolací dle TÜV se nicméně sypala směs o teplotě 165°C, takže za tři hodiny čekání vychladla jen o deset stupňů. Plachta se používá jako tepelná izolace a zároveň i coby ochrana před deštěm a nečistotami.
Tabulka: Optimální teploty asfaltové směsi
| Fáze | Teplota (°C) | Poznámka |
|---|---|---|
| Z obalovny | ~170 | Teplota po namíchání |
| Pokládka finišerem | 140 - 180 | Optimální rozmezí pro pokládku |
| Válcování (hutnění) | 110 - 75 | Ukončení hlavního hutnění |
| Pokládka (okolní teplota) | >5 | Minimální venkovní teplota |
| Pokládka (teplota podkladu) | >5 | Minimální teplota podkladu |
tags: #proc #je #asfalt #v #lete #tak