Životnost asfaltové vozovky: Problémy, prevence a inovativní řešení

Každá asfaltová komunikace prochází tzv. životním cyklem stavby, což je časové období od návrhu stavby přes její realizaci a užívání až do následné rekonstrukce. Její životnost před první generální opravou je v České republice obvykle stanovena na 25 let. Během nich neprobíhají konstrukční, ale pouze udržovací opravy, které jsou nutné k zachování sjízdnosti vozovky a bezpečnosti silničního provozu.

Problémy s asfaltovými vozovkami a jejich příčiny

Palčivým problémem všech asfaltových silnic je jejich opotřebení v čase, které s sebou přináší vznik trhlin a výtluků. Asi 95 procent všech silnic v České republice má horní vrstvu z asfaltových krytů, zejména mastixových. Robert Kawulok, jednatel společnosti RK Geofol s.r.o., která má letité zkušenosti s instalacemi sklovláknitých geomříží, k tomu dodává:

„Vznik trhlin nejmarkantněji ovlivňuje zvyšující se dopravní zatížení, zejména na silnicích nižších tříd, které na tato zatížení nejsou dimenzovány. U mnoha silnic dochází k rozšíření komunikace, což velmi často vede ke vzniku podélných trhlin mezi stávající a novou částí silnice. Dalším negativním faktorem jsou změny venkovních teplot, jež také významně přispívají ke vzniku trhlin.“

Mezi další faktory ovlivňující životnost asfaltových vozovek patří působení klimatických vlivů, zejména působení vlivu zimní údržby (solení) a vliv zejména těžké nákladní dopravy, které vedou k poškození nebo trvalé deformaci.

Dle Denisy Cihlářové, odbornice na konstrukci vozovky, je léto k provádění oprav zvlášť vhodné. Teploty vzduchu lépe odpovídají technologickým pokynům pro pokládku jednotlivých vrstev a zároveň je minimum srážek. Asfalt se pokládá při teplotách kolem 120 až 150 stupňů, takže s horkem nemá žádný problém.

Čtěte také: Využití OSB desek u střech s vazníky

Statistiky Světového ekonomického fóra řadí Českou republiku v kvalitě silnic na devětašedesáté místo za Mexikem nebo Maďarskem. Frekventovanější silnice, které má ve správě Ředitelství silnic a dálnic, kraje a velká města, jsou neustále monitorované. Speciální vozidla projíždějí jednotlivé úseky komunikací a vizuálně i experimentálně kontrolují stav vozovky. Nasbíraná data se vyhodnocují a pak se rozhoduje, které úseky je třeba opravit s vyšší prioritou. V dnešní době se rekonstrukce stíhají provádět až v době, kdy je stav komunikace havarijní, a to zejména na vesnicích. Například výtluky jsou záležitostí krytu, který se opotřebuje, protože jeho protismykové vlastnosti mají životnost jen asi čtyři až šest let.

Ekonomika údržby a prevence

Investiční náklady na výstavbu nové vozovky (včetně projektové dokumentace a vybavení komunikace) představují přibližně 60 až 70 % z celkových nákladů na danou komunikaci po dobu jejího životního cyklu. Výdaje na její běžnou letní údržbu činí pouze 3,5 % z celkových nákladů. Výdaje na plošnou vysprávku a kompletní náhradu obrusné vrstvy jsou pak samozřejmě mnohem vyšší a mohou činit až 18 % z celkových nákladů. Což odpovídá výsledkům studie Úřadu pro dopravu amerického státu Kalifornie (California Department of Transportation - Caltrans), podle které představují náklady na prevenci pouhou jednu šestinu výdajů, na které vychází generální oprava vozovky. Optimalizace plánu údržby komunikace a jeho dodržování prodlouží životnost takové vozovky až na 30 let.

Z daných údajů vyplývá, že preventivní údržba asfaltových komunikací snižuje celkové náklady, které je do nich nutné investovat v průběhu jejich životního cyklu. Cílem každého dobrého správce komunikace by mělo být, aby náklady na údržbu byly co nejnižší, a vozovka přitom byla co nejkvalitnější.

Inovativní technologie pro prodloužení životnosti

Mikrovlnná technologie FUTTEC

Revoluční řešení pro preventivní údržbu poruch asfaltových vozovek (výtluků a trhlin), založené na principu mikrovlnné technologie, poskytuje inovativní technologie FUTTEC. Společnost FUTTEC a.s. byla založena v roce 2011 s cílem vyvinout unikátní systém opravy výtluků na silnicích. Technologie, která je výsledkem dlouholetého výzkumu a zdokonalování, vznikla ve spolupráci s Ústavem chemických procesů Akademie věd ČR. Technologie FUTTEC je určena k trvalým opravám výtluků a dalších poruch asfaltových povrchů na pozemních komunikacích, cyklostezkách a dalších asfaltových plochách. Funguje na principu ohřevu asfaltových směsí pomocí mikrovlnné technologie, díky čemuž je zajištěn hloubkový ohřev opravovaného místa bez degradace asfaltové směsi. Výsledkem je vysoká pevnost a dlouhá životnost opraveného místa. Tato technologie je ukryta v srdci unikátního zařízení FT3, které společnost nabízí zákazníkům k prodeji. Mikrovlnná metoda opravy výrazně prodlužuje životnost těchto komunikací (a to až o 5 let).

Zakladatel společnosti FUTTEC Jiří Rušikvas k tomu dodává:

Čtěte také: Tipy pro kombinaci dlažby a dřevěné podlahy

„Mikrovlnná technologie pro preventivní opravy poruch asfaltových vozovek, kterou vyvíjíme ve spolupráci s Ústavem chemických procesů AV ČR a VUT v Brně, je jediná, která dokáže zachovat vlastnosti původního a doplňovaného asfaltového povrchu, jako je únosnost a protismykové vlastnosti. Na rozdíl od ostatních metod se při ní nepoužívá frézování a bourání a pracuje zcela beze švů: při opravě nevzniká spára, do níž by mohla zatékat voda a silnici dále narušovat.“

Geomříže GlasGrid

Společnost RK Geofol s.r.o. se zaměřuje na prodloužení životnosti asfaltových vozovek instalací geomříží GlasGrid, které brání pronikání trhlin. Tyto geomříže vyrábí společnost Saint-Gobain Adfors v Litomyšli.

Typy a aplikace geomříží GlasGrid

Obecně se typy sklovláknitých výztuží GlasGrid dělí na geomříže, kompozitní geomříže (kompozity) a kompozitní geomříže s hydroizolační funkcí. Dále se třídí podle pevností v tahu. Geomříže se využívají nejčastěji na hladké povrchy, resp. mezi 2 nové asfaltové vrstvy. Konkrétně geomříž GlasGrid má hlavní výhodu v jednoduché aplikaci díky samoadhezní vrstvě zajišťující dokonalé přilepení k povrchu. Tato aplikace je mnohem rychlejší a jednodušší na manipulaci. Tento typ samoadhezní mříže není nutno pokládat do spojovacího postřiku. Ten se aplikuje až po přilepení výztuže. Pro fixaci k povrchu není potřeba použít kotvicí prvky, což s sebou přináší další úsporu nejen času, ale i nákladů.

Kompozitní geomříže jsou kombinací výztužného prvku s textilií a slouží k aplikaci na frézované nebo starší stávající povrchy. Lepení k povrchu je zajištěno spojovacím postřikem aplikovaným těsně před pokládkou kompozitu.

Geomříže v asfaltových vrstvách primárně zabraňují vzniku reflexních trhlin. Většina trhlin vzniká vlivem deformací pod asfaltovými vrstvami. Výztuže GlasGrid dokáží při správné aplikaci prodloužit životnost asfaltových vrstev až trojnásobně. To samozřejmě sníží budoucí náklady na opravy. Podle zkušeností je možné říci, že se mohou snížit tyto náklady až o 50 %.

Čtěte také: Materiály pro izolaci dřevostavby

Aplikace geomříží GlasGrid

Geomříže GlasGrid mají výhodu oproti konkurenci zejména díky samoadhezní vrstvě, díky které se výrazně urychluje její aplikace. Na připravený asfaltový povrch se položí mříž samolepicí stranou směrem k povrchu. Následně se přejede těžkou mechanizací (např. válcem). Tím dojde k aktivaci vrstvy lepidla a geomříž bude dokonale přilepena k povrchu.

Další variantou jsou kompozity, které se aplikují na nerovné, resp. frézované povrchy. Tento typ výztuže se pokládá do čerstvého spojovacího postřiku a dotláčí se pomocí přítlačných válečků nebo košťat.

Příklady použití v ČR

Mezi nejzajímavější projekty, kde byl GlasGrid použit v ČR, patří rekonstrukce D52 Brno-Vídeň, která probíhala ve 3 etapách v letech 2015, 2016 a 2020. Dalším pěkným projektem byla rekonstrukce D48 Starý Jičín-Palačov. Několik významných aplikací bylo provedeno také na letišti Václava Havla v Praze. Dle Roberta Kawuloka se v ČR s testem porovnávajícím úseky s geomříží a bez ní nesetkal, ve všech případech aplikací šlo o celoplošnou výztuž bez možnosti porovnání. Výrobce však GlasGrid testuje. Konkrétně test na zrychleném zátěžovém modelu simulující nákladní automobilovou dopravu ve francouzském výzkumném centru IFSTTAR potvrzuje pozitivní vliv sklovláknité mříže na odolnost asfaltových vrstev vůči vzniku trhlin. Na nevyztužených sekcích se objevila první trhlina po 800 tisících cyklech, na konci testu bylo 70 % nevyztuženého povrchu pokryto trhlinami, zatímco vyztužená část odolala bez trhlin až do konce testu, což představuje 1,2 milionů cyklů. V ČR existují reference ukazující po několika letech odolnost vůči trhlinám, například použití samolepicí geomříže v Pardubicích, kde po pěti letech užívání opravené silnice nebyly zaznamenány žádné viditelné trhliny nebo výtluky.

Srovnání asfaltových a cementobetonových vozovek

Životnost samotného cementobetonového krytu je delší než u asfaltových vozovek. Mluvíme o desítkách let a z dlouhodobého hlediska je i ekonomicky výhodnější. Na rozdíl od asfaltu zde nevznikají nebezpečné vyjeté koleje, kde by se hromadila srážková voda a mohlo dojít k aquaplaningu. Co se týče samotného těsnění spár mezi jednotlivými deskami, zde životnost není tak dlouhá a je potřeba provádět obnovu těsnění desek, čímž se prodlužuje životnost celé cementobetonové dálnice. Dnes jsou betonové směsi hodně suché, ale zároveň plastické. Používá se 4frakční spodní vrstva betonu, aby se docílilo co možná nejlepší plynulosti křivky zrnitosti. Používá se max. zrno do spodní vrstvy 32 mm z důvodu lepší kostry betonu a s tím je spojená lepší polohová stabilita kluzných trnů a kotev. Do horní vrstvy se snažíme frakci 4/8 odebírat od jednoho dodavatele vzhledem k jeho kvalitě, pokud je k dostání. Betony jsou více plastické, co se týče materiálů, ty jsou dostupné. Problémem může být vzdálenost, z jaké se vozí na danou stavbu, což zvyšuje cenu. Problém je s frakcí 4/8, která tvoří protismykové vlastnosti povrchu vozovky, a které je nedostatek.

Kdy preferovat betonové vozovky?

Každý materiál má svá pozitiva a negativa. Co se týče dálničních tahů, zatížených silnic I. třídy, tunelů, kruhových objezdů, zatížených křižovatek, komunikací, které se nacházejí u průmyslových zón, lomů, velkých továren a podobně, je lepší beton. V České republice jsou betonové vozovky realizovány výhradně pouze na některých silnicích dálničního typu. Jsou to velmi zatížené komunikace, ale jsou i komunikace I. třídy, které vykazují velkou hustotu dopravy, kde by měl být určitě také cementobetonový kryt.

Příklady staveb s cementobetonovými vozovkami v ČR

Z velké části se jedná o dálnice D1, D2, D5, R48. Dále letištní plochy, například na vojenském letišti v Praze Kbelích nebo v Českých Budějovicích. V tunelech je poslední realizací úsek Prešov západ - Prešov Jih na slovenské D1. Největší výzvou byla modernizace D1 úsek 23 - Ostrovačice, kdy se během jedné stavební sezóny položilo 10 km cementobetonového krytu v obou směrech dálnice.

Experimentální postřiky pro regeneraci asfaltové vozovky

Dne 15. 8. byla provedena prohlídka pravého jízdního pruhu dálnice D1 v úseku 8,0 až 7,0 (mezi sjezdy Čestlice a Průhonice), vrstva SMA 11 stáří cca 4 roky. Cílem experimentu bylo posoudit drsnost povrchu po provedeném postřiku.

Práce proběhly dne 11. 9. za dobrého počasí (polojasno, teplota 16 °C až 19 °C, mírný vítr). Provedeny byly postřiky v délce vždy 250 m.

Dílčí úsek 1: Společnost Rekma s.r.o.

Na tomto úseku bylo v první části zvoleno dávkování KAE v množství 0,25 kg/m2 (v přepočtu 0,09 kg/m2 zbytkového asfaltového pojiva). V druhé části bylo dávkování zvýšeno na 0,29 kg/m2 (v přepočtu 0,10 kg/m2 zbytkového pojiva). Pojivo vyštěpilo za 50−55 minut. Pro posouzení technologického úletu kameniva byla aplikována frakce 0−1 v množství 0,25 kg/m2. Doba k úplnému odsátí byla 30-40 minut. Na tomto úseku bylo také použito dávkování 20 g/m2.

Dílčí úsek 3: Společnost Bitunova s.r.o.

Společnost Bitunova s.r.o. provedla postřik regenerační KAE typu C 35B4. V první části bylo zvoleno dávkování KAE v množství 0,25 kg/m2 (v přepočtu 0,09 kg/m2 zbytkového asfaltového pojiva), v druhé části bylo dávkování zvýšeno na 0,29 kg/m2 (v přepočtu 0,10 kg/m2 zbytkového pojiva). Silnice byla otevřena do dopoledne následujícího dne, ale bylo doporučeno omezit rychlost na 5-7 dnů na 100 km/h, tato podmínka však nebyla splněna.

V roce 2020 budou provedeny vývrty na jednotlivých úsecích a tyto analyzovány pro další vizuální posouzení stavu.

Úsek Společnost Typ postřiku Dávkování KAE (kg/m2) Zbytkové pojivo (kg/m2) Doba štěpení/odsátí Doporučená rychlost
1 Rekma s.r.o. Regenerační KAE 0,25 / 0,29 0,09 / 0,10 50-55 min -
3 Bitunova s.r.o. Regenerační KAE typu C 35B4 0,25 / 0,29 0,09 / 0,10 - 100 km/h (5-7 dní)

tags: #životnost #asfaltové #vozovky

Oblíbené příspěvky: