Asfalt a asfaltové směsi v pozemním stavitelství: Od výroby po recyklaci

Asfalt patří mezi živice, které se vyskytují v přírodě buď samostatně nebo ve spojení s jinými látkami, zejména v geologických vrstvách, které jsou známé jako naftonosné sedimenty. Také se získává z ropy jako zbytkový produkt po vakuové destilaci. Jedná se o nejhustší složku ropy s nejvyšším bodem varu. Asfalt je živičnatá látka skládající se z uhlíku, vodíku, kyslíku a někdy i dusíku. Je rozpustný v diethyletheru, sirouhlíku, terpentýnovém oleji a dehtových olejích.

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.

Složení a druhy asfaltu

Složení asfaltu

Složení asfaltu se pro praktické účely rozděluje na asfalteny (nositele tvrdosti) a malteny (olejovité látky zodpovědné za plastické a lepivé vlastnosti asfaltu). Dále se do asfaltové směsi přidávají podle potřeby další látky, které vylepšují vlastnosti výsledného materiálu nebo ho různě upravují.

Dělení asfaltu

Podle původu můžeme dělit asfalt na přírodní a umělý. Dále můžeme asfalt dělit podle typu užití na asfalt silniční a asfalt stavebně izolační. Existují různé druhy asfaltu, včetně přírodního, kamenouhelného, hnědouhelného, dehtového a umělého asfaltu.

Přírodní asfalt

Předchůdcem dnešních ropných asfaltů byl přírodní asfalt, který se těžil, nebo ještě těží, na několika místech světa. Naší zemi nejbližší je Albánie a okolí Mrtvého moře. Ze vzdálenějších lokalit lze jmenovat např. ostrov Trinidad v Karibském moři. Dle míst, kde se přírodní asfalt těžil, vznikly také názvy této izolační hmoty. Název "bitumen" (bitumenum) má původ v hebrejštině (okolí Mrtvého moře), název "asfalt" (asfaltos) má původ v řečtině dle místa těžby v Albánii, která byla součástí starověkého Řecka. V České republice se má správně používat slovo asfalt. Byť se používá i slovo bitumen, tak tento název nemá oporu v žádné normě. V Evropě se používá v některých jazycích slovo odvozené od řeckého asfaltos, v jiných jazycích od hebrejského bitumenum.

Čtěte také: Jezdecké disciplíny a terén

Přírodní asfalt neboli skálová pryskyřice je zařazován mezi horniny, konkrétně do kategorie zemních pryskyřic. Může mít pevný charakter s tvrdostí soli kamenné nebo se vyskytovat v kapalné formě. Je černý nebo černohnědý, má mastný lesk a hustotu v rozmezí 1,1 až 1,2 g/cm³. V kusech se vyskytuje v Mrtvém moři a v Asfaltovém jezeře (Pitch lake) na ostrově Trinidadu, kteréž jest pro obchod naleziště nejdůležitější; jako napustivo pronikl pískovce třetihorní (molasse) u Clermont-Ferrandu, břidlici v Tyrolsku u Seefelda, ve Francii u Autuna, u Buxi`er a j., vápence jurské ve Francii u Seyssela na Rhôně, ve Švýcarsku u Traversa, v Elsasku u Lobsanna. v Hannoversku u Limmera, v Tyrolsku u Seefelda; s jemným pískem smíšen jest u Chamali`ery, s pískem křemenitým ve Španělsku u Maesta. V míře nepatrné sklípkovitě v troušen vyskytuje se v Čechách u Malé Chuchle, Oustí n. L. a Semil, na Moravě u Chlebovic, Letovic, Místku a Mikulova, ve Slezsku u Bílska, Skočova a Těšína. Jiná naleziště jsou u Dubrovníka, Neapole, Chieta, na ostrově Brazze, na Kubě a v Jižní Americe.

Úprava asfaltu

• Oxidované asfalty: Uplatňují se 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.
• 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, neboť uvolňované páry z rozpouštědel představují vyšší nebezpečí požáru.
• 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.

Výroba asfaltových směsí v obalovnách

V našem prostředí 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.

Moderní obalovny asfaltových směsí Ammann jsou precizně navržená zařízení, která přeměňují kamenivo, tekutý asfalt a přísady na vysoce kvalitní asfaltové směsi. Pochopení toho, jak tyto technologie fungují - a jaké technologie Ammann integruje do každého systému - pomáhá vlastníkům, dodavatelům a odborníkům ocenit jejich hodnotu v dnešních projektech výstavby silnic.

Fáze výroby asfaltových směsí

Každý krok je koordinován systémem as1 Control System, přičemž senzory v reálném čase a pokročilá automatizace zajišťují konzistenci, efektivitu a bezpečnost.

1. Studené dávkování: 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.
2. Sušící buben a hořák: V protisměrném sušícím bubnu vnitřní lopatky převracejí kamenivo proudem horkého vzduchu. Hořáky Ammann 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.
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.
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. Řešení jako Plant Guard a as1 řídící systém zefektivňují provoz. Automatizace snižuje lidské chyby, zvyšuje bezpečnost a zajišťuje, že obalovny pracují s maximální efektivitou.
• Úspora energie: Energetická účinnost se zlepšuje, když je snížena potřeba tepla, procesy jsou stabilní a odpad je eliminován. Je důležité řídit vlhkost kameniva, udržovat konzistentní dávkování studeného materiálu, udržovat lopatky, těsnění, izolaci a zarovnání sušícího bubnu, nastavit hořák a proudění vzduchu pro čisté, stabilní spalování a vyrábět při nejnižší teplotě asfaltové směsi povolené specifikacemi.
• 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.

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.

Často kladené otázky o provozu obalovny

• Jak dlouho trvá montáž obalovny? Mobilní a na přepravu optimalizované obalovny jsou navrženy pro rychlou montáž, přičemž předem smontované moduly zkracují samotnou dobu instalace. Stacionární obalovny vyžadují více času kvůli základům a inženýrským sítím.
• Jaké materiály vstupují do asfaltové směsi? Kamenivo, tekutý asfalt, recyklovaný asfalt, prach z minerálního kameniva a volitelné přísady (např. polymery, vlákna, přísady pro horkou směs).
• Jaká je běžná výstupní teplota? 140-170 °C pro horkou asfaltovou směs; 110-140 °C pro teplou asfaltovou směs.
• Jak je během výroby zajištěna kontrola kvality? Kombinace online senzorů, automatizovaného vážení a laboratorních testů zajišťuje splnění specifikací.
• Může jedna obalovna vyrábět více receptů během jedné směny? Ano - šaržové obalovny umožňují rychlé změny receptů, zatímco kontinuální obalovny využívají dvojité dávkovací systémy nebo krátké proplachy pro přechody.

Využití asfaltu

Využití asfaltu je v dnešní době velice široké a zdaleka se neomezuje jen na silniční výstavbu. 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. Asfalt se hojně využívá ve stavebnictví, především v dopravním stavitelství jako pojivo v asfaltovém betonu pro výstavbu silnic, chodníků a dalších dopravních infrastrukturních prvků.

Čtěte také: Průvodce hroty na kolečkové lyže

Modifikované asfalty pro extrémní zatížení

Nikdy v historii se po vozovkách nepohybovalo tolik vozidel. A jejich počet roste každým dnem. S přibývajícím dopravním zatížením narůstají i požadavky na únosnost a kapacitu silniční sítě. Pro splnění těchto nároků je třeba volit takové materiály, které odolají zatížení dlouhou řadu let.

Polymerem modifikované asfalty STYRELF jsou vhodné k výrobě asfaltových směsí s nejvyššími nároky. Dokazují to již přes 30 let na vozovkách v těch nejtěžších podmínkách. Typickým příkladem použití řady STYRELF jsou vozovky se značným dopravním zatížením, jako jsou například dálnice a rychlostní silnice. Díky své odolnosti proti trvalým deformacím a vzniku nízkoteplotních a únavových trhlin je řada STYRELF ideálním řešením také pro mosty, letiště a skladovací prostory v přístavech.

Asfaltové pásy

Asfaltový pás je dostupný a lety prověřený hydroizolační materiál, který pomáhá k dlouhé odolnosti a životnosti budov. Asfalt, jako materiál prověřila léta. Je totiž mimořádně stabilní v průběhu času. Díky krátké destilaci vyžaduje k získávání méně energie při vzniku minimálního množství odpadu (v porovnání s mnoha jinými izolačními materiály na jiné než asfaltové bázi). Na rozdíl od dříve používaného (karcinogenního) dehtu, představuje jen minimální zátěž a riziko pro lidstvo.

Skladba asfaltového pásu

Asfaltový pás (někdy též asfaltová lepenka) je tvořen několika vrstvami, které přímo definují vlastnosti a účel použití asfaltového pásu. Nejčastěji se skládá z nosné vložky, na kterou jsou aplikovány krycí asfaltové vrstvy. Spodní i vrchní krycí asfaltové vrstvy jsou ještě opatřeny vhodnou povrchovou úpravou.

• Nosná vložka: Určuje použití asfaltového pásu (hydroizolace, ochrana proti radonu aj.).
• Krycí asfaltové vrstvy: Určují technické vlastnosti pásu (teplotní odolnosti, ohyb). Jsou složeny z asfaltu spojeného s plnivem. Plnivo zvyšuje bod měknutí asfaltového pásu, stálost (stékavost) a umožňuje nanesení silnější vrstvy na nosnou vložku.
• Povrchové úpravy krycích vrstev: Mají ochranné i estetické účely (UV ochrana, zbarvení).

Z hlediska teplot se u asfaltového pásu sledují:

Čtěte také: Celý článek o Asfaltu II

• Ohyb: Kdy ještě nedochází ke vzniku prasklin.
• Stálost: Teplota, kdy krycí vrstva ze svisle umístěného asfaltového pásu nestéká.
• Bod měknutí: Kdy krycí vrstva změkne.

Dělení asfaltových pásů

Asfaltové lepenky se vyrábějí ve třech základních typech z hlediska aplikace:

• Typ A: Není určený k natavení, je bez krycí vrstvy asfaltu (jen impregnovaná vložka).
• Typ R: Není určený k natavení, s krycí asfaltovou vrstvou do 1 mm.
• Typ S: Klasický natavitelný pás z oxidovaného asfaltu, nebo natavitelné asfaltové pásy z modifikovaného asfaltu SBS.

Podle krycí vrstvy:

• Oxidovaný asfaltový pás: Bývá zpravidla nejlevnější a je určen pro méně náročná použití. Stárnutím křehne a má nízkou odolnost vůči UV záření. Zkouška ohybu se pro oxidovaný asfaltový pás provádí při 0 °C. Pro výrobu je použit vysoce oxidovaný asfalt.
• Modifikované asfaltové pásy:
  • SBS modifikovaný asfaltový pás: Díky přidání elastomeru (tj. syntetický kaučuk) je elastický, odolný proti stárnutí a vzniku prasklin při nízkých teplotách. Stupeň modifikace pro asfaltový pás lze odvodit od výrobcem uváděné teploty ohybu. Od -15 °C (upravená modifikace), po -25 °C (plná modifikace).
  • APP modifikovaný asfaltový pás: Asfaltový pás modifikovaný ataktickým polypropylenem (APP) je dobře zpracovatelný v širokém pásmu teplot a odolný proti UV záření. Tyto asfaltové pásy sice nemají schopnost elasticity, ale disponují vysokou teplotní stálostí (až 130 °C) při ohybu od -5 °C do -15 °C. Svými vlastnostmi jsou předurčeny pro použití v jižních státech a hydroizolaci střech s vyšším spádem.

Podle tloušťky:

• Asfaltový pás typ A: Tloušťka do 1 mm, který není určený k natavení. Je bez krycí asfaltové vrstvy (jen impregnovaná nosná vložka).
• Asfaltový pás typ R: Tloušťka do 2,5 mm, který není určený k natavení. Má spodní a horní krycí asfaltovou vrstvu tloušťky do 1 mm.
• Asfaltový pás typ S: Tloušťka 4-5 mm, určený k natavení pásu z oxidovaného asfaltu nebo natavitelných asfaltových pásů z modifikovaného asfaltu SBS.

Podle použití:

• Izolace staveb: Vodorovná i svislá izolace proti radonu, hydroizolace zemní vlhkosti - izolace základů, izolace proti vodě (tlakové a prosakující vody).
• Střešní pásy: Podklad pro asfaltové šindele a lepenku na střechu, finální střešní pásy, krytiny pro zahradní domky.
• Parozábrany: S nízkou i vysokou požární zátěží, parozábrany pro ploché střechy.
• Dočasné ochranné zakrytí.

Životnost asfaltového pásu

Životnost asfaltového pásu je zcela závislá na typu krycí vrstvy, kvalitě výroby a správné aplikaci (pokládání svařování asfaltového pásu). Pohybovat se tak může v širokém rozsahu od 5 do 50 (a více) let. Pro zachování kvality je nutné skladovat nepoužitý asfaltový pás v suchu a chráněný před přímým slunečním světlem. Nebude tak stárnout vlivem UV záření.

Výroba asfaltového pásu

Úplným základem je přípravna asfaltových hmot, kde je připravena směs předem stanovené kvality v dostatečném množství k dodání na výrobní linku pro výrobu asfaltového pásu. Výrobní linka se skládá z odvíjecího zařízení nosné vložky, vyhřívacích válců nosné vložky, impregnační vany, povlakové vany, posypového zařízení (pro výrobu asfaltových pásů s posypem) a zařízení pro nanesení krycí ochranné folie. Dále je součástí sekce chlazení asfaltového pásu a případná další zařízení pro nanášení asfaltových hmot, speciálních posypových, nebo foliových povrchů + zásobníková věž hotového výrobku, svinovací, balící zařízení, balení a paletizace.

Klíčové kroky výroby:

1. Homogenizace asfaltové směsi: Asfaltová směs se co nejlépe rozpustí. To je velice důležité zvláště u modifikovaných asfaltů, kdy je žádoucí co nejdokonalejší rovnoměrné rozptýlení modifikátoru v základním asfaltu.
2. Nanesení směsi na nosnou vložku: Je jádrem výroby asfaltových pásů. Používané vložky jsou: hadrová lepenka, skelná rohož, skelná tkanina, polyesterové rouno, vložky kombinované z těchto materiálů a vložky kovové. Směs se nanáší průchodem penetrované vložky vanou s kapalnou asfaltovou směsí. Nanesením směsi na vložku a průchodem přes kalibrovací válec se docílí požadované tloušťky pásu.
3. Separace proti slepení: Po nanesení směsi a vymezení tloušťky se nanáší na vrchní stranu hrubozrnný, nebo jemnozrnný posyp (jemnozrnný pro podkladní asfaltové pásy, hrubozrnný pro vrchní pásy.) Na spodní stranu se zpravidla vkládá polyethylenová folie, pískový posyp, snímací folie, nebo polypropylenová folie.
4. Chlazení: Směsi se nanáší při teplotě 150° C a vyšší, aby všechny předcházející operace mohly proběhnout v kapalném stavu. Od výstupu z nanášecí vany se již pouze chladí a horký (ale již tuhý) pás prochází sérií vodou vnitřně chlazených válců. V nich dochází k zatlačení posypů do teplého asfaltu. Na konci linky je pás ochlazen na teplotu přibližně 25° C a prochází přes tzv. kompenzátor do baličky, kde se stočí do rolí o požadované délce.
5. Balení: Po stočení do rolí se na každou z nich umístí identifikační údaje, uloží se na paletu a umístí do zastřešeného skladu.

Recyklace asfaltových směsí a stavebního odpadu

Máte pro vás dobrou zprávu - ať už frézujete asfalt, rekonstruujete silnici nebo provozujete obalovnu asfaltu, už nemusíte s asfaltem nakládat jen jako s odpadem. Vyhláška č. 130/2019 totiž stanovuje kritéria, při jejichž splnění znovuzískaná asfaltová směs přestává být odpadem a stává se vedlejším produktem.

Když směs splní kritéria stanovená vyhláškou, můžete s ní nakládat jako s vedlejším produktem. Ale abyste se dozvěděli, jak přesně směs můžete využít, musíte nejdříve zjistit, do které kategorie spadá - vyhláška asfaltovou směs dělí do čtyř různých kategorií (tříd), a to podle obsahu polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU).

Kategorie asfaltových směsí pro recyklaci

Aby bylo možné asfalt zařadit do příslušné třídy a rozhodnout tak, co s ním, je potřeba provést vzorkování. Rozbor asfaltu musí provést akreditovaná laboratoř nebo akreditované odborné pracoviště a počet vzorků, které je potřeba odebrat, se odvíjí od velikosti stavby.

• U diagnostickým průzkumem posuzované, opravované či obnovované stavby, která bude vybourávána, musíte analyzovat alespoň jeden vzorek na 20 000 m² s dílčím vzorkem na každých 5000 m².
• Z už vybourané znovuzískané asfaltové směsi - například v obalovnách - si vyhláška žádá jeden vzorek za každých 20 000 tun.

Vzorek navíc musí odebrat proškolená osoba. Další věcí, kterou si musíte pohlídat, je to, kterou část vozovky budete frézovat. Pokud chcete frézovat jen svrchní vrstvu, stačí provést odběr a analýzu pouze z této vrstvy.

Pokud rozbor odhalí, že asfalt kritéria nesplňuje, nezoufejte. Pořád ještě není prohráno - zkuste zanalyzovat jednotlivé vrstvy silnice. Ve většině případů je znečištěná jen jedna z vrstev, nebo dokonce jen její část. Když se vám podaří odhalit, že kritériím neodpovídá jen část vozovky, můžete minimalizovat množství odpadu, který se musí skládkovat nebo upravit na místě za studena. A pokud ne, pořád ještě můžete asfalt smysluplně využít (v souladu s požadavky vyhlášky pro třídu 3 a 4).

Zhutnění asfaltové směsi

Pokud se ve vyspravovaném místě nachází voda, je třeba se jí úplně zbavit například koštětem. Na opravované místo je nutné nasypat tolik materiálu, aby mírně převyšoval hloubku tohoto místa. Vysypanou a rovnoměrně rozprostřenou hmotu lze zhutnit několika způsoby. Pro dosažení požadované pevnosti doporučujeme použít vibrační desku, ruční pěch nebo silniční válec. V krajním případě lze zhutnit hmotu pouze lopatou nebo využít kola automobilu.

Stavební a demoliční odpad

Nezapomínejte na recyklaci a uložení stavebního odpadu, který může pocházet z přebytečných materiálů z vyklízení staveniště, výstavby, výkopových prací, renovací, demolicí, a dokonce i prací na silnici. Stavební odpad je jakákoli látka, hmota nebo věc, která vzniká v důsledku stavebních prací či demoličních prací. Přes polovinu z celkové produkce všech odpadů v ČR tvoří právě stavební a demoliční odpady. Před odvozem suti je nutno oddělit jiné příměsi jako je např. papír, dřevo, igelit. Čistou stavební suť je třeba (pokud to bude možné) rozdělit do skupin: betony, cihly a živice. Velikost stavebního odpadu nesmí být větší než: 40 x 40 x 40 cm. Směsi nebo oddělené frakce betonu, cihel, tašek a keramických výrobků neuvedené pod č. Asfaltové směsi neuvedené pod č. Máte malé množství jiného odpadu? Uložte ho do vhodných pytlů a nechte ho odvézt spolu se sutí k nám. Je třeba upozornit řidiče, že kromě sutí veze i jiné materiály.

tags: #asfalt #v #ulozen #zemine #informace

Oblíbené příspěvky:

• Výměna nebo oprava pracovní desky
• Výběr plotovek a prken
• Vše o plechových krytinách malých formátů
• Jak se bránit proti vadám u nových staveb?
• Objemová hmotnost smrku