Moderní obalovny asfaltových směsí jsou precizně navržená zařízení, která přeměňují kamenivo, tekutý asfalt a přísady na vysoce kvalitní asfaltové směsi. Pochopení toho, jak tyto technologie fungují, pomáhá vlastníkům, dodavatelům a odborníkům ocenit jejich hodnotu v dnešních projektech výstavby silnic. Asfalt je živičnatá látka, která se získává buď přírodní cestou, nebo jako vedlejší produkt při frakční destilaci ropy. Je to směs různých sloučenin uhlovodíků (parafinů, olefinů, kyslíku, dusíku a síry).
To, co vídáme denně na silnicích, bychom však správně, technicky, neměli nazývat asfaltem, ale asfaltovou směsí. Asfaltová směs, která se využívá jako stavební materiál při výstavbě pozemních komunikací, je vlastně směs kameniva a asfaltu. Dále se do asfaltové směsi přidávají podle potřeby další látky, které vylepšují vlastnosti výsledného materiálu nebo ho různě upravují. Složení asfaltu se pro praktické účely rozděluje na asfalteny (nositele tvrdosti) a malteny (olejovité látky zodpovědné za plastické a lepivé vlastnosti asfaltu).
Typy asfaltu a jejich modifikace
Podle původu můžeme dělit asfalt na přírodní a umělý. Dále můžeme asfalt dělit podle typu užití na asfalt silniční a asfalt stavebně izolační.
Oxidované asfalty
Oxidované asfalty se uplatňují hlavně v izolačních výrobcích a v menší míře také v silničním stavitelství. Jedná se o proces profukování měkčích asfaltů a zbytků z destilace vzduchem při teplotách kolem 250 až 300 °C. Obecným nedostatkem oxidovaného asfaltového pásu je jeho malá tažnost za nízkých teplot. Také montáž tohoto typu asfaltových pásu není možná za nízkých teplot pod +5 °C.
Ředěné asfalty
Přidáním organických rozpouštědel vznikají ředěné asfalty. Výsledná látka má výrazně nižší viskozitu. Z důvodu vysokého množství rozpouštědel (40-50 % hmotnosti) se od používání těchto směsí upouští. Uvolňované páry z rozpouštědel totiž představují vyšší nebezpečí požáru.
Čtěte také: Beton svépomocí: Recept
Modifikované asfalty
Přidáváním kaučuků a termoplastů vznikají nové druhy asfaltů s lepšími vlastnostmi. Výsledná látka má vyšší bod měknutí s naopak nižším bodem lámavosti. Přidáním zmíněných polymerů se navíc docílí nárůstu tažnosti a vratné deformace. V praxi to znamená, že jsou modifikované asfalty odolnější vůči tvorbě mrazových trhlin a vyježděných kolejí. Modifikované asfaltové pásy se vyznačují vyšší tažností, menším stékáním a bývají i odolnější vůči stárnutí.
- Nejčastěji používaný elastomer pro modifikaci asfaltových pásů je takzvaný termoplastický kaučuk.
- Asfaltové pásy s modifikací APP vznikají přidáním atakticky (amorfního) polypropylenu, který zvýší bod měknutí. Tyto pásy se vyznačují vynikající odolností vůči UV záření. Jedná se o tužší materiál, který je i odolnější vůči bodovému zatížení, ale nemá tak elastický charakter jako pásy SBS.
Kompletní proces výroby asfaltových směsí v obalovně
Výroba asfaltu probíhá v několika fázích, které jsou koordinovány moderními řídicími systémy, jako je například as1 Control System, jenž zajišťuje konzistenci, efektivitu a bezpečnost díky senzorům v reálném čase a pokročilé automatizaci.
Fáze výroby:
- Studené dávkování
- Sušící buben & hořák
- Kontrola emisí
- Míchací zařízení (šaržová nebo kontinuální)
- Skladovací sila
- Expedice
1. Studené dávkování kameniva
Kameniva různé zrnitosti jsou skladována v jednotlivých zásobnících. Dávkovače s proměnnou rychlostí a pásové váhy dávkují každou frakci na sběrný pásový dopravník, což zajišťuje přesné třídění a konzistentní kvalitu směsi od první tuny. Volba materiálu kameniva ovlivňuje pórovitost a kvalitu asfaltové směsi. Samozřejmě se počítá i s předpokládanou zátěží. 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.
2. Sušící buben a hořák
V protisměrném sušícím bubnu vnitřní lopatky převracejí kamenivo proudem horkého vzduchu. Hořáky mohou pracovat na zemní plyn, LPG, bioolej, vodík, dřevěný prach nebo jiná alternativní udržitelná paliva. Optimalizovaný přenos tepla snižuje spotřebu paliva až o 15-20 % ve srovnání se staršími paralelními konstrukcemi.
- Typické teploty výroby horké směsi: 140-170 °C
- Možnosti teplé směsi: 110-140 °C
3. Kontrola emisí
Vysoce účinný filtr zachytí více než 99,8 % prachu před uvolněním spalin. Sesbírané jemné částice jsou vráceny zpět do směsi, čímž se minimalizuje odpad. Volitelná řešení, jako je úprava modrého kouře nebo zařízení na snížení VOC, zajišťují splnění nejpřísnějších světových environmentálních standardů.
Čtěte také: Výroba jímky z betonu krok za krokem
4. Míchací zařízení - míchačka
- Šaržová obalovna: Zahřáté kamenivo je rozděleno do horkých zásobníků, zváženo a smícháno s asfaltem, filerem a přísadami v míchačce. Tento proces umožňuje změnu receptu během několika minut, což činí šaržová zařízení velmi flexibilními pro speciální směsi.
- Kontinuální obalovna: Sušení a míchání probíhá v jednom bubnu. Materiál proudí bez přerušení, což umožňuje vysokou průchodnost a nákladově efektivní výrobu. Technologie recyklace za tepla (RAH) umožňují integraci recyklovaného asfaltu ve vysokých podílech, což podporuje cíle udržitelnosti.
5. Skladovací sila a expedice
Hotová asfaltová směs je skladována v izolovaných silech, kde je dlouhodobě udržována cílová teplota a kvalita. To zabraňuje frontám nákladních vozidel, podporuje just-in-time logistiku a zajišťuje plynulé zásobování pokládkových týmů.
Klíčové komponenty obalovny asfaltových směsí
Automatizace a inteligentní řízení
Digitalizace hraje klíčovou roli v maximalizaci efektivity obalovny. Automatizace snižuje lidské chyby, zvyšuje bezpečnost a zajišťuje, že obalovny pracují s maximální efektivitou.
- Chytřejší správa receptů pro více směsí během jedné směny.
- Online sledování teplot, průtoků a energetických KPI.
- Prediktivní upozornění na údržbu prostřednictvím Plant Guard.
- Moduly Condition Monitoring a Maintenance Manager zvyšují provozuschopnost a spolehlivost.
Kontrola kvality a konečné specifikace
Online senzory sledují zrnitost kameniva, vlhkost a tok pojiva. Tato opatření zajišťují odolné vozovky, které splňují přísná výkonnostní kritéria a zároveň minimalizují přepracování a náklady během životního cyklu. Kombinace online senzorů, automatizovaného vážení a laboratorních testů zajišťuje splnění specifikací. Laboratorní testy asfaltu jsou klíčové, zejména pokud rekonstruujete silnici, frézujete asfalt, provozujete obalovnu nebo podnikáte v recyklaci asfaltu. Podle vyhlášky č. 130/2019 je nutný rozbor asfaltu.
Úspora energie v obalovnách
Energetická účinnost se zlepšuje, když je snížena potřeba tepla, procesy jsou stabilní a odpad je eliminován.
- Řízení vlhkosti kameniva pomocí zastřešení a dobré drenáže.
- Konzistentní dávkování studeného materiálu pro zamezení výkyvů sušícího bubnu.
- Udržování lopatek, těsnění, izolace a zarovnání sušícího bubnu pro zachování přenosu tepla.
- Nastavení hořáku a proudění vzduchu pro čisté, stabilní spalování.
- Výroba při nejnižší teplotě asfaltové směsi povolené specifikacemi.
- Zamezení opětovnému ohřevu díky disciplinovanému řízení sila a koordinovanému vysílání nákladních vozidel.
- Přizpůsobení otáček motorů skutečné potřebě a odstranění neefektivnosti ventilátorů a stlačeného vzduchu.
- Použití automatizace obalovny k stabilizaci dávkování, sledování klíčových ukazatelů výkonnosti a rychlému provádění korekcí.
- Podpora školením obsluhy, krátkými audity po změnách a jasnými postupy pro spuštění a odstavení.
Funkce udržitelnosti
- Vysoká schopnost zpracování recyklovaného asfaltu: Recyklační systémy umožňují až 100% zpracování recyklovaného asfaltu v závislosti na konfiguraci obalovny.
- Alternativní paliva: Hořáky Ammann mohou používat vodík, LPG, zemní plyn, bioolej a CO₂-neutrální možnosti jako je dřevný prach.
- Optimalizace energie: Měniče frekvence a pokročilé digitální monitorování snižují spotřebu energie.
- Nízkoemisní balíčky.
Druhy asfaltových směsí
Asfaltový beton je bez nadsázky nejoblíbenějším materiálem pro úpravu různých povrchů, nejen silnic. Asfaltový beton lze rozdělit do určitých kategorií:
Čtěte také: Materiály na dřevěný plot
- horký asfalt
- teplý asfaltový beton
- litý asfaltový beton
- studená asfaltová směs
Dále je možné separovat podle složení, zrnitosti, pórovitosti a dalších kategorií. Zvláštností složení horkého asfaltu je použití viskózní bitumen. To je důvod, proč se horký asfalt zahřívá na teplotu 110-130 °C, protože při nižší teplotě se směs viskózní bitumen začíná tuhnout.
Výhody horkého asfaltu
Rozšířené použití horkého asfaltu je způsobeno jeho výkonnostními charakteristikami. Vlastnosti horkého asfaltu jsou relevantní i pro silnice a dálnice s vysokým zatížením.
- vysoká tvrdost hotového povlaku
- dobrá odolnost proti opotřebení
- dlouhá životnost
- vysoká odolnost proti vlhkosti
- dobrá hladkost povrchu
- relativně nízké náklady
- schopnost snadno provádět opravy výmolů nebo rozsáhlých oprav
Srovnání různých druhů asfaltového betonu
| Druh asfaltového betonu | Trvanlivost | Odolnost proti opotřebení | Životnost | Odolnost proti vlhkosti |
|---|---|---|---|---|
| Horký asfalt | Vysoký | Vysoký | Dost vysoko | Poměrně vysoká |
| Studená směs asfaltu | Průměr | Průměr | Průměrný | Průměr |
| Litý asfaltový beton | Poměrně vysoká | Vysoký | Vysoký | Vysoký |
Složení asfaltových směsí
Složení jakékoli asfaltové směsi, včetně horkého asfaltu, může být různé. Záleží na úrovni kvality hotového nátěru, který požadujete. Každý typ asfaltového betonu má však společné složky:
- plnivo - písek a/nebo kameny
- minerální prášky
- pojivový prvek - bitumen
- polymery
- možné přísady
Účely asfaltových kompozic
| Druh složení asfaltu | Jmenování |
|---|---|
| Písčitá asfaltová směs | Pro malé náklady, které nezahrnují provoz vozidel |
| Štěrková směs nebo drcený asfalt | Pro střední a těžké zatížení. V současné době je častěji nahrazován drceným kameninovým litým asfaltem |
| Drcený kámen-litina asfaltová směs | Pro vážné a vysoké zatížení |
Drcený kamenný litý asfalt je považován za jednu z nejlepších možností, proto se používá při stavbě dálnic s vysokým zatížením. Kameny vytvářejí pevný rám pro povrch vozovky a minimalizují možné deformace.
Technologie pokládky horkého asfaltu
Technologický postup částečně závisí na tom, kde a za jakým účelem se nátěr instaluje. Při pokládce se horký asfalt zahřeje na teplotu 110-130 °C, protože obsahuje viskózní bitumen. Bez ohřevu tento typ asfaltového betonu ztratí své vlastnosti. Také se doporučuje instalovat horký asfalt během teplejších měsíců, od pozdního jara do začátku podzimu. Požadovaná teplota vzduchu není nižší než +5 °C, v nouzových případech až -10 °C.
Technologie pokládky horkého asfaltu při stavbě silnice:
- Komplexní geodetické průzkumy.
- Přípravné práce: vyklizení prostoru, odstranění překážek apod.
- Vývoj půdy: odstranění, urovnání, naplnění, zhutnění atd.
- Pokládka geotextilie.
- Zasypání vrstvy písku.
- Instalace geomříže.
- Výplň drceného kamene.
- Výstavba asfaltových vozovek.
Na celém procesu se samozřejmě podílí silniční technika. Je nutné kopat, sypat, přivážet a odebírat materiály, ohřívat asfaltovou směs a také hutnit a dusat vrstvy. Technologie pro pokládku horkého asfaltu na malých plochách znamená stejný postup, avšak v menším měřítku.
Tloušťka asfaltové vrstvy v závislosti na zatížení
Tloušťka asfaltové vrstvy závisí na účelu nátěru. Čím větší zatížení, tím silnější vrstvu je třeba vyrobit. Roli hraje i základní materiál. Základní materiál je nejrelevantnější při konstrukci vozovek. Stanovení tloušťky vrstvy v tomto případě vyžaduje také zohlednění zatížení pásu. Obecně však platí, že čím méně odolný podklad, tím silnější vrstvy asfaltu je potřeba vyrobit.
| Zatížení | Příklady použití |
|---|---|
| Lehké zatížení | Cesty, chodníky, zahradní cesty, venkovní plochy |
| Střední zatížení | Parkoviště, garážové plochy, příjezdové cesty |
| Značná zátěž | Silnice převážně pro osobní automobily |
| Silný provoz | Silnice, které budou často využívány těžkými vozidly |
| Vysoká zátěž | Komunikace, na kterých se předpokládá silný provoz těžkých vozidel |
Asfaltové pásy: Použití a typy
Asfaltový pás je tradiční hydroizolační materiál na bázi asfaltu, který se zpravidla skládá z povrchové úpravy, výztužné vložky a krycí vrstvy. Nejčastěji se s asfaltovými pásy setkáváme při izolaci plochých střech v hydroizolační, pojistné nebo parotěsné vrstvě. Také ve spodní konstrukci staveb nachází asfaltový pás široké uplatnění, ať už jako izolace proti zemní vlhkosti, izolace proti radonu nebo tlakové či prosakující vodě. Asfaltové pásy lze také použít ve skladbách šikmých střech a podlah.
Složení asfaltových pásů
Původně byla horní povrchová úprava asfaltových pásů opatřena pouze pískováním, aby se zabránilo slepování pásů navinutých v roli. Asfaltový pás, který je určen na vrchní vrstvu střešních krytin, bývá opatřen horním břidličným posypem. I když má tento posyp několik barevných odstínů, estetika není jediný důvod, proč se na asfaltový pás používá.
Typy nosných vložek:
- Ze skleněné rohože: Cenově dostupnější asfaltové pásy, které ovšem mají nižší pevnost v tahu. Skelné materiály jsou obecně odolnější vůči ohni.
- Z kovové fólie: Výztužná vložka může být tvořena i tenkou kovovou fólií. Nejčastěji hliníkovou, ale lze se setkat i s měděnou nebo z nerezové oceli.
- Ze syntetických vláken: Nejčastěji polyesterová syntetická vlákna jsou dnes užívána v řadě asfaltových pásů s vysokými parametry.
Pro dosažení lepších vlastností se proto používají i kombinace různých typů nosných vložek. Propracovanější variantou pro kombinaci vlastností jsou tzv. spřažené nosné vložky, kde se jedná o skutečné propojení různých typů vložek v jednu, například polyesterové rouno a skelnou tkaninu nebo mřížku.
Montáž asfaltových pásů
Významnou roli při montáži hraje teplota a povětrnostní podmínky. Doporučené minimální teploty pro pokládku modifikovaných asfaltových pásů jsou alespoň +5 °C. Naopak při vysokých teplotách, kdy asfaltová vrstva měkne, vzniká riziko poškození pásu například prošlápnutím. Také hrozí zabudování napětí vlivem roztažnosti materiálu při vysokých teplotách. Při pokládce by se měly jednotlivé pásy překrývat po spádu, tak aby voda volně stékala přes spoje. V případě pokládky ve sklonu do 5° se doporučuje klást asfaltové pásy rovnoběžně s okapem.
Litý asfalt
Asfaltová směs litého asfaltu (zkratka MA z anglického Mastic Asphalt) neobsahuje žádné vzduchové mezery a nedochází u ní k zaklínění zrn kameniva - kamenivo zde netvoří kostru jako u běžné asfaltové směsi. Použití litého asfaltu je různorodé - od obrusných vrstev silnic a dálnic přes budování architektonicky zajímavých chodníků či trvanlivých a odolných dopravních a skladovacích ploch až po ochranné vrstvy izolace mostních objektů.
Vzhledem k tomu, že veškeré účinky zatížení přenáší asfaltové pojivo, používají se asfalty tvrdé (TSA) či vysoce modifikované (PmB) ztužené navíc vyšším podílem vápencové moučky (tzv. filleru). Teplota ovzduší při pokládce litého asfaltu musí být min. -5 °C při pokládce na vozovkách, na nemotoristických komunikacích dokonce min. -10 °C. Litý asfalt se vyrábí podle harmonizované normy ČSN EN 13108-6 a Ministerstvo dopravy ČR pro práci s ním vydalo Technické kvalitativní požadavky (Kapitola 8). Norma ČSN EN 13108 zavádí pro litý asfalt jakostní třídy I až V, přičemž v technické dokumentaci stavby by měl být vždy uveden požadavek projektanta na tuto jakostní třídu.
Tyto se na rozdíl od běžných asfaltových směsí připravují za vyšších teplot (expediční teplota běžné směsi je do 180 °C, u litého asfaltu okolo 220 °C) a vyžadují delší přípravu (výkon obalovny je v té chvíli max. 50 t/h). Cena tuny litého asfaltu je zejména díky vysokému obsahu asfaltu a vyšší technologické náročnosti poměrně vysoká, na druhou stranu mají lité asfalty nejen v dopravním stavitelství své nezastupitelné místo, například díky své trvanlivosti.
Použití litého asfaltu dle typu směsi:
- MA 8: chodníky a jiné nemotoristické komunikace.
- MA 11: ochranné vrstvy izolace na mostech, křižovatky, parkoviště, silnice a dálnice.
- MA 16: stejné použití jako u MA 11.
Historie a budoucnost silnic
První silnice stavěly už starověké civilizace. Významné jsou například silnice římského impéria, které byly dlážděné. 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.
Dnes se asfalt zpracovává hlavně z ruské parafinické ropy v síti takzvaných obaloven. Těch se v České republice nachází více než stovka. Z jednotlivých obaloven jsou pak asfaltové směsi dopravovány přímo na místa staveb, aby bylo možné asfalt nanášet ještě teplý.
Stavbu silnice můžeme snadno přirovnat k stavbě běžného domu či jakéhokoli jiného stavebního objektu. Silnice má své základy, jednotlivé vrstvy a nakonec vrstvu finální z jemného asfaltu - řekněme plochou střechu. A pokud je špatně vybudované podloží a tedy všechny nezbytné práce na vrstvách pod černým asfaltem, je k ničemu sebelepší materiál.
Asfalt je oblíbenou látkou hlavně díky jednoduchosti jeho zpracování a možnému využití ihned po vychladnutí. V porovnání například s betonovou vozovkou vyniká asfalt také snazší údržbou v případě poškození. Pokud chtěla stavební firma či investor uspořit (vydělat), byly použité nekvalitní materiály, což se nyní zásadně projevuje.
Recyklace asfaltu
Původní asfaltová směs se odfrézuje, použijí se speciální asfaltová pojiva obohacená oživovací složkou a tak se obnoví původní výkonnostní vlastnosti směsi. Vývojem speciálních asfaltových pojiv pro recyklaci přispíváme k cirkulární ekonomice a ke snižování objemu stavebního odpadu. „Chceme se stále více zaměřovat na odolnější polymerem modifikované asfalty a asfalty pro recyklaci. Co nejvíce asfaltu se má vracet zpátky do vozovky,“ potvrzuje Michael Machalla, který má provoz v Kouřimi na starosti.
tags: #vyroba #asfaltu #zacler #proces