Asfalt: Od starověkého pojiva k moderním silnicím

Asfalt je černá až tmavě hnědá hmota na bázi bitumenu, která se používá především jako pojivo ve směsích pro stavbu silnic, chodníků, parkovišť a také jako součást hydroizolace. Historie asfaltu začíná dávno před tím, než vznikly první silnice. Přírodní asfalt, známý také jako bitumen, se vyskytoval už ve starověku. Staří Sumerové a Babyloňané ho používali jako lepidlo, tmel i hydroizolaci. Asfaltem utěsňovali lodě, stavby i zavlažovací kanály a Egypťané ho dokonce využívali při mumifikaci.

Co je asfalt a jak vzniká?

Základ asfaltu tvoří bitumen, což je těžká složka ropy vznikající při jejím zpracování. Asfalt je živičná 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). Dále se získává z ropy jako zbytkový produkt po vakuové destilaci. Jedná se o nejhustší složku ropy s nejvyšším bodem varu. Asfalty jsou tmavé plastické až tuhé podíly z ropy koloidního charakteru. Obsahují zejména asfaltény, ropné pryskyřice a nejtěžší ropné olejové podíly.

Způsoby získávání asfaltu

• Přírodní asfalt: Vyskytuje se buď samostatně, nebo ve spojení s jinými látkami, zejména v geologických vrstvách známých jako naftonosné sedimenty.
• Ropný asfalt: Získává se nejčastějším způsobem pomocí fyzikální rafinace ropy, jejíž základní operací je dvoufázová destilace. První fází je tzv. atmosférická destilace, která je následovaná destilací vakuovou. Výsledkem tohoto procesu je tzv. asfalt primární.
• Krakovací asfalty: Mohou se získávat v průběhu krakovacích procesů.
• Extrakční asfalty: Např. propanové asfalty, získané extrakčními procesy.

Složení a vlastnosti asfaltu

Složení asfaltu se pro praktické účely rozděluje na asfalteny (nositele tvrdosti) a malteny (olejovité látky zodpovědné za plastické a lepivé vlastnosti asfaltu). Asfalt je živičnatá látka skládající se z uhlíku, vodíku, kyslíku a někdy i dusíku. Je rozpustný v diethyletheru, sirouhlíku, terpentýnovém oleji a dehtových olejích. Tento materiál je sám o sobě velmi lepkavý a při vyšších teplotách měkne. U asfaltů se sledují zejména reologické vlastnosti - asfalty se nesmí lámat při nízké teplotě a trvalá deformace při vyšších teplotách nebo dlouhodobém zatížení musí být malá. Dalšími důležitými vlastnostmi asfaltů jsou fyzikálně chemické vlastnosti, chemické složení a povrchové vlastnosti, zejména přilnavost asfaltu ke kamenivu. Mezi nejdůležitější sledované vlastnosti asfaltů patří bod lámavosti a bod měknutí. Bod lámavosti je stav, kdy asfalt přestává být termoplastický a při ohybu vznikají trhlinky - asfalt se láme.

Druhy 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.

Hlavní typy asfaltů dle úpravy

• Oxidované asfalty: Vznikají procesem profukování měkčích asfaltů a zbytků z destilace vzduchem při teplotách kolem 250 až 300 °C. Uplatňují se hlavně v izolačních výrobcích a v menší míře také v silničním stavitelství.
• Ředěné asfalty: Vznikají přidáním organických rozpouštědel. Výsledná látka má výrazně nižší viskozitu. Od používání těchto směsí se upouští kvůli vysokému množství rozpouštědel a nebezpečí požáru.
• Modifikované asfalty: Vznikají přidáváním kaučuků a termoplastů a mají lepší vlastnosti. 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.
• Asfaltová emulze: Asfalt rozptýlený ve vodě, který se po nanesení a odpaření vody chová jako běžný asfalt. Používá se pro opravy a některé technologické postupy.

Vlastnosti asfaltů používaných v silničním stavitelství a údržbě jsou definované Českou technickou normou ČSN EN 12591.

Čtěte také: Jaké dřevo na nábytek?

Asfaltové směsi a jejich použití

Asfaltová směs, která se využívá jako stavební materiál při výstavbě pozemních komunikací, je vlastně směs kameniva a asfaltu. Do samotné asfaltové směsi pak kromě asfaltového pojiva vstupuje kamenivo různých frakcí, někdy i příměsi jako pryžový granulát ze starých pneumatik nebo minerální prášek. Dále se do asfaltové směsi přidávají podle potřeby další látky, které vylepšují vlastnosti výsledného materiálu nebo ho různě upravují. Dnes je asfalt sofistikovaná směs kameniva, písku a asfaltového pojiva, doplněná o moderní přísady.

Typy asfaltových betonů

Asfaltový beton je bez nadsázky nejoblíbenějším materiálem pro úpravu různých povrchů. Lze jej rozdělit do kategorií:

• Horký asfalt
• Teplý asfaltový beton
• Litý asfaltový beton
• Studená asfaltová směs

Dále je možné separovat podle složení, zrnitosti, pórovitosti a dalších kategorií. V tomto článku se budeme podrobně věnovat horkému asfaltu, který je nejoblíbenější ze všech typů asfaltového betonu.

Horký asfalt

„Horký asfalt - druh asfaltobetonové směsi, která se při pokládce zahřeje na teplotu 110-130 °C, protože obsahuje viskózní bitumen. Má vysoké pevnostní vlastnosti, dlouhou životnost a zvýšenou odolnost proti vlhkosti.”

Výhody horkého asfaltu

Rozšířené použití horkého asfaltu je způsobeno jeho výkonnostními charakteristikami. Navíc vlastnosti horkého asfaltu jsou relevantní i pro silnice a dálnice s vysokým zatížením.

Čtěte také: Jezdecké disciplíny a terén

• 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 horkého asfaltu s jinými druhy

Složení horkého asfaltu

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

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. Volba materiálu kameniva ovlivňuje pórovitost a kvalitu asfaltové směsi. Samozřejmě se počítá i s předpokládanou zátěží. Existují 3 hlavní složení asfaltových směsí: písková asfaltová směs, drcený asfalt nebo štěrková směs a drcený kamenný litý asfalt.

Účely asfaltových kompozic

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. Tento typ asfaltového betonu také obsahuje vláknitá aditiva pro stabilizaci, která pomáhá bitumenu neroztékat se. Kromě toho má horký asfalt na bázi drceného kamene-tmelu delší životnost ve srovnání s jinými kompozicemi za stejných podmínek.

Pokládka a aplikace asfaltu

Pokládce asfaltu předchází příprava podkladu. Ten musí být dostatečně únosný, zhutněný a často se opatřuje podkladní vrstvou z kameniva nebo betonu. Poté se pokládá horká asfaltová směs, většinou pomocí finišeru, který ji rozprostře do požadované tloušťky a sklonu. Následuje hutnění asfaltu pomocí válců. Hlavní výhodou asfaltu je jeho pružnost a možnost relativně snadných oprav. Povrch lze obnovovat, překrývat novou vrstvou nebo postupně udržovat bez nutnosti kompletní výměny celé konstrukce.

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.

Čtěte také: Průvodce hroty na kolečkové lyže

Technologie pokládky horkého asfaltu při stavbě silnice:

1. Komplexní geodetické průzkumy
2. Přípravné práce: vyklizení prostoru, odstranění překážek apod.
3. Vývoj půdy: odstranění, urovnání, naplnění, zhutnění atd.
4. Pokládka geotextilie
5. Zasypání vrstvy písku
6. Instalace geomříže
7. Výplň drceného kamene
8. Výstavba asfaltových vozovek

Na celém procesu se samozřejmě podílí silniční technika. Technologie pro pokládku horkého asfaltu na malých plochách znamená stejný postup, avšak v menším měřítku. Také při zajišťování povlaků, které nebudou vážně ovlivněny, můžete geomříž opustit. Jeho hlavním úkolem je rovnoměrné rozložení bodového zatížení od automobilů s cílem prodloužit životnost vozovky. Není také nutné používat velkou silniční techniku. Stále je však vhodné hutnit pomocí speciálních válečků, aby byl zajištěn nejlepší výsledek. V některých případech je hutnění ručními nástroji povoleno, pokud mluvíme pouze o minimálním zatížení povlaku.

Tloušťka asfaltové vrstvy

Tloušťka asfaltové vrstvy závisí na účelu nátěru. Čím větší zatížení, tím silnější vrstvu je třeba vyrobit. Roli hraje i základní materiál.

Tloušťka asfaltové vrstvy v závislosti na zatížení

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.

Použití asfaltu v praxi

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.

Kde se používá horký asfalt:

• Běžné silnice
• Federální dálnice
• Rychlostní silnice
• Dálnice
• Letiště
• Parkoviště
• Při výstavbě chodníků
• Pro dláždění dvorů
• Pro lokality v příměstských oblastech
• Při úpravě cest v oblastech
• Pro výstavbu sportovišť
• Pro jiné účely

Horký asfalt se používá i na opravy silnic. Tento typ asfaltového betonu dobře přilne k dalším vrstvám, což zajišťuje vysokou kvalitu výtluků a velkých oprav.

Nejznámější je využití na komunikacích, kde tvoří asfaltová vozovka vrchní obrusná vrstva nebo také nižší podkladní vrstvy vozovkové konstrukce. Asfalt však není jen na silnicích. Uplatňuje se na plochých střechách jako součást hydroizolace, na terasách jako pochůzná vrstva, v garážích, na parkovacích plochách i na cyklostezkách.

Nevýhody a moderní přístup

Nevýhodou asfaltu je citlivost na extrémní teploty a špatně provedené detaily. Při vysokých teplotách může měknout, při nízkých praskat. Pokud není dobře navržené odvodnění, vznikají louže, voda proniká do konstrukce a urychluje její poškození. Častou chybou je podcenění podkladu. Sebelepší asfaltová směs nevyřeší problém, pokud leží na měkkém nebo nedostatečně zhutněném základě. U střech a teras bývá chybou nevhodně zvolený typ asfaltu nebo nedostatečné provedení detailů kolem prostupů, atik a vpustí.

Recyklace a udržitelnost

Moderní přístup klade důraz na recyklaci asfaltu a snižování zátěže na životní prostředí. Staré vozovky se frézují, materiál se zpracuje a vrací zpět do nových směsí jako recyklované kamenivo s obsahem pojiva. Úspornější návrh konstrukce, kvalitní asfaltobeton a pravidelná údržba mohou prodloužit životnost vozovek a snížit množství odpadu. Asfalt se navíc dá opakovaně recyklovat, což z něj činí jeden z nejšetrnějších stavebních materiálů současnosti. 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.

Výroba asfaltu v Kouřimi

V Kouřimi, ve středních Čechách, se ročně vyrobí až 100 000 tun asfaltu. Skladování asfaltu zde má dlouhou tradici, sahající do konce 60. let minulého století. V roce 2018 zde byla postavena moderní modifikační jednotka, která míchá asfalt s polymerem, čímž se sklad asfaltu proměnil v jednu z nejmodernějších výrobních jednotek v oboru bitumenu.

Asfalt po příjezdu do závodu TotalEnergies v Kouřimi se uskladní, otestuje v laboratoři a zaznamená. Podle přání zákazníků se namíchá výsledný produkt - silniční asfalt, polymerem modifikovaný asfalt a případně průmyslový asfalt. Hotové objednávky se odesílají v horkém stavu v silničních či železničních cisternách, případně v blocích zastudena balených do PE fólie i ve formě granulátu. Asfalt po zpracování následně většinou míří do tzv. obaloven, které patří stavebním firmám.

Největší chloubou je polymerem modifikovaný asfalt (PMB), který využívá patent ze 70. let. Asfalt s polymerem je výrazně odolnější, v létě dobře chrání před horkem a v zimě naopak před nízkými teplotami. Zjednodušeně vzniká tak, že se granule polymeru, které vypadají jako polystyren, smíchají s asfaltem a aditivy. Polymerem modifikovaný asfalt je vhodný na silnice a dálnice. A také na skladové plochy a parkoviště kamionů, které by jinak na základním asfaltovém povrchu vyjížděly „koleje“ kvůli kolům zahřátým dlouhými jízdami po dálnicích. Výrobu tohoto asfaltu s vynikajícími vlastnostmi umožnila výstavba modifikační jednotky, do které bylo investováno 1,5 milionu USD.

Nabízejí se také asfalty o teplotě nižší až o 40 stupňů, které není třeba tolik zahřívat, což pro zákazníky při manipulaci a vykládce znamená cenné úspory energií. A pro pracovníky jsou práce při pokládce méně namáhavé. Některé inovace mají úžasný dopad na kvalitu života, například schopnost dodat asfaltové pojivo, které „nesmrdí“ typickým asfaltovým odérem, ale voní po borovici.

tags: #jakeho #skupenstvi #je #asfalt

Oblíbené příspěvky:

• Elegantní řešení s leštěného betonu
• Život a dílo Loly Skrbkové-Pfeifferové
• Betonové sloupy vs. ocelové trubky plněné betonem
• Byty na prodej v Poděbradech
• Zesílení krovu tesařskými vruty