Litý Asfalt MA: Vlastnosti, Použití a Inovace v Českém Silničním Stavitelství

Asfaltové povrchy představují nejrozšířenější typ stmelených vrstev, které se využívají pro kryty vozovek. Asfaltová vrstva vzniká rozprostřením čerstvě vyrobené směsi zhutněné silničními válci. Asfaltová směs se vyrábí v obalovnách smícháním kameniva různých frakcí a asfaltovým pojivem. Důležitou složkou směsi jsou složky do velikosti 2 mm, které při smíchání s asfaltovým pojivem tvoří maltu k fixaci kamenné kostry.

Další důležitou složkou v asfaltové směsi jsou vzduchové mezery. Asfaltové pojivo, které má jinou tepelnou roztažnost než kamenivo, může díky těmto mezerám zejména v letních měsících, kdy teplota povrchu vozovky dosahuje nad 50 °C, vyplňováním těchto vzduchových mezer dilatovat. Pokud by byla mezerovitost menší než cca 2 % celkového objemu, mohlo by docházet k odtlačování hrubých zrn a tím i ke ztrátě protismykových vlastností. Naopak velká mezerovitost, cca nad 5 % celkového objemu, by mohla způsobit pronikání vody do povrchu a tím zejména v zimních měsících porušení krytu trhlinami (oddělování hrubých zrn od pojiva).

Výjimku tvoří litý asfalt, který se nehutní a hrubé kamenivo má pouze výplňový charakter. Litý asfalt MA (Mastic Asphalt) neobsahuje žádné vzduchové mezery a nedochází u něj k zaklínění zrn kameniva - kamenivo zde netvoří kostru jako u běžné asfaltové směsi.

Charakteristika a Použití Litého Asfaltu MA

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. Podle zařazení do určité jakostní třídy potom podléhá konstrukční vrstva z litého asfaltu specifickému systému zkoušení (mimo jiné se zjišťuje číslo tvrdosti a přírůstek čísla tvrdosti) a účelu použití.

Čtěte také: Přečtěte si více o kreativním využití barevného betonu

V izolačním systému je třeba zajistit dobré spojení všech vrstev. Pro spojení ochranné a izolační vrstvy z asfaltových pásů jsou předepsány hodnoty přilnavosti v tahu při +23 °C (min. 0,4 N/mm2) v ČSN 73 6242. V ČR je (podobně jako v Německu) předepsána minimální teplota litých asfaltů při pokládce 200 °C. To je důležité respektovat také při zhotovení ochranné vrstvy na izolační vrstvy.

Typy Litého Asfaltu dle Použití

  • 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.

Minimální tloušťka MA může být dvojnásobek horní meze zrnitosti použitého kameniva (např. pro MA 11 je to min. 22 mm v 1 vrstvě pokládky).

Výroba Litého Asfaltu v České Republice

Ostravská společnost JANKOSTAV má s výrobou a pokládkou litých asfaltů více než 30 let zkušeností. První kotel litého asfaltu zde byl uvařen již v roce 1991. V průběhu let firma provozovala souběžně tři mobilní vařiče litého asfaltu. Díky svým zkušenostem získala na Severní Moravě výhradní postavení v pokládce litých asfaltů.

V současné době JANKOSTAV provozuje formou dceřiné společnosti Obalovna Ostrava s.r.o. obalovnu asfaltových směsí, která umožňuje i výrobu litých asfaltů. Ty 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. Pro pokládku litého asfaltu disponuje JANKOSTAV nejen četami vyškolených a zkušených asfaltérů, ale především potřebnou technikou, kdy najednou může být k zákazníkovi dovezeno až 50 tun směsi. Pokládka může být provedena strojně speciálním finišerem na litý asfalt (samohybnou vyhřívanou roztírací lištou) na přání zákazníka a pokud to umožňují provozní poměry na stavbě.

Výroba asfaltových směsí představuje významnou součást podnikatelské činnosti SILNICE GROUP a.s., a to konkrétně v rámci specializované divize umístěné v Měcholupech u Žatce. Pro výrobu těchto směsí je využíváno špičkové technologické zařízení AMMANN CB 180, které bylo uvedeno do provozu v roce 2005. Toto zařízení dosahuje výrobní kapacity 180 tun za hodinu a je vybaveno plně automatizovaným řídícím systémem, jenž umožňuje rychlou a efektivní kontrolu nad celým výrobním procesem a zároveň dovoluje bezprostřední reakci na měnící se výrobní podmínky. Zařízení také zahrnuje moderní recyklační linku, která od roku 2009 dokáže recyklovat stavební odpad, což je v souladu s environmentální politikou společnosti a zároveň to přináší ekologické benefity.

Čtěte také: Elegance a funkčnost: Betonový nábytek

Inovace a Recyklace v Asfaltových Směsích

Recyklace vozovek se stává důležitým pilířem silničního stavitelství a vzhledem k omezenosti přírodních zdrojů bude mít do budoucna stále větší vliv na udržitelnost stavu vozovek v ČR. Je tak snahou co nejvíce využívat recyklované materiály do konstrukcí tuhých či netuhých vozovek. V dnešní době již není na R-materiál z velké části pohlíženo pouze jako na stavební odpad, ale čím dál více do popředí se dostává jeho opětovné využití v asfaltových směsích pro konstrukce netuhých vozovek.

Dokladem toho je mimo jiné vyhláška č. 130/2019 Sb., která definuje, za jakých podmínek přestává být asfaltová směs odpadem, resp. se stává vedlejším produktem. Úplnou novinkou je pak nově vzniklá česká národní norma ČSN 73 6141 Požadavky na použití R-materiálu do asfaltových směsí, z prosince 2020, která specifikuje požadavky na postupy pro získávání, úpravu, homogenizaci, skladování, zkoušení a kontrolu R-materiálu určeného k použití jako složky - stavební materiál - pro výrobu asfaltových směsí za horka.

Výzkum Asfaltových Směsí s Vyšším Obsahem R-materiálu

V rámci výzkumu v laboratořích Ústavu pozemních komunikací Fakulty stavební v Brně a centra AdMaS bylo v posledních letech navrženo a laboratorně odzkoušeno několik asfaltových směsí s vyšším obsahem R-materiálu, a to zcela bez použití rejuvenátorů, v návaznosti na zahraniční zkušenosti. Tyto směsi s vyšším obsahem R-materiálu byly, pro zjištění jejich vlastností, podrobeny empirickým i funkčním zkouškám. Výsledky provedených zkoušek na směsích pro obrusné vrstvy byly posouzeny dle požadavků na směs ACO 11, resp. ACO 11+, dle normy ČSN 73 6121. V této normě však nejsou uvedeny požadavky pro všechny stanovované funkční parametry.

Dále byl prováděn výzkum asfaltových směsí s vysokým modulem tuhosti (VMT) a s vyšším podílem R-materiálu. Tyto směsi typu VMT jsou vzhledem k vyššímu obsahu tvrdších asfaltů přímo předurčeny k používání vyššího podílu R-materiálu. V ČR je dle současných předpisů povoleno přidávat do asfaltových směsí pro obrusné vrstvy 25 % R-materiálu v případě směsi ACO 11, resp. 15 % v případě směsi ACO 11+. Do budoucna je plánováno zvýšení maximálního povoleného množství R-materiálu pro směsi ACO 11, a to na množství 35 %.

Při dávkování R-materiálu do asfaltových směsí v množství větším než 15 % je třeba dle ČSN 73 6141 asfaltové pojivo v R-materiálu oživit použitím měkčího asfaltu v optimalizovaném množství. Směsi s vysokým modulem tuhosti VMT se dle TP 151 rozdělují do dvou zrnitostních kategorií, a to na VMT 16 a VMT 22. Pro tyto směsi je charakteristický vyšší obsah asfaltů nižší gradace a mezerovitost pohybující se od 3 % do 5 %. Tyto směsi se používají do konstrukcí vozovek s vyšším dopravním zatížením (zejména pro dálnice a silnice I. třídy). Do směsí VMT lze dle TP 151 přidávat maximálně 30 % R-materiálu v případě použití pro ložní vrstvy, resp. 25 % R-materiálu v případě použití pro podkladní vrstvy vozovky. Pokud se R-materiál dávkuje za studena, tj. do míchačky šaržové obalovny, pak je maximální povolené množství 25 %.

Čtěte také: vlastnosti podkladní betonové směsi

Ekonomické a Ekologické Přínosy

Z ekonomického hlediska dochází u obou směsí (s obsahem CRMB i s nemodifikovaným pojivem) k finanční úspoře (asfalt a kamenivo) vlivem použití vyššího množství R-materiálu. Směs s nemodifikovaným pojivem vyšší gradace (70/100) nejenže kvalitativně příliš nezaostává za směsí s CRMB, ale i přes vysoký obsah R-materiálu dosahuje velmi dobrých výsledků. Z ekonomického hlediska se jeví tato směs velmi příznivě, kdy dochází k finanční úspoře zejména vlivem omezení množství přidávaného asfaltu (dávkováno jen 3,84 % asfaltu), použitím nemodifikovaného asfaltu či absencí rejuvenačních přísad ve směsi. Výroba těchto směsí může vycházet až o 22 % levněji než běžně používané směsi pro obrusné vrstvy z asfaltového betonu ACO 11+. Tato cena je však proměnlivá a odvíjí se mj. od ceny a kvality použitého R-materiálu či od aktuální ceny asfaltu. Neméně důležitým přínosem je také příspěvek životnímu prostředí, kdy dochází k recyklaci více než třetiny použitých materiálů. Tato směs je tak zajímavým řešením pro opravu krytových vrstev vozovek II. a III. třídy, na které je stále méně finančních prostředků.

Je nevyhnutelné, že se v blízké budoucnosti bude nutno při požadavku na zachování stávající silniční sítě ČR orientovat ve větší míře na směsi obsahující R-materiál. Výsledky těchto směsí poukázaly na jejich velmi dobré vlastnosti, a to i při absenci použití rejuvenátorů. Vzhledem k úspoře finančních prostředků by mohly takovéto asfaltové směsi pro obrusné vrstvy v blízké budoucnosti pomoci správcům komunikací při opravách či rekonstrukcích vozovek nižších tříd. Je však nutná i vyšší preciznost při nakládání s R-materiálem v souladu s ČSN 73 6141.

Kontrola Kvality a Normy

Kvalitativní požadavky na stavební materiály a směsi jsou uvedeny v ČSN EN 13108-6, NA a v čl. 4.1.7, 4.2.2 (požadavky na jakostní třídy a použitá pojiva). Požadavky na hotové vrstvy jsou uvedeny v ČSN 73 6122 článku 6.4, v TKP kap. 8 a v čl. 4.1.7, 4.2.2, 5.1.1, 5.2.1, 5.3.1, 5.3.2, 5.3.3, 5.3.4, 5.3.5, 5.3.6, 5.4.1, 5.4.2, 5.4.3, 5.4.4, 5.4.5, 5.4.6, 5.4.7, 5.4.8, 5.4.9, 5.4.10, 5.4.11, 5.4.12, 5.4.13, 5.4.14, 5.4.15, 5.4.16, 5.4.17, 5.4.18, 5.4.19, 5.4.20, 5.4.21, 5.4.22, 5.4.23, 5.4.24, 5.4.25, 5.4.26, 5.4.27, 5.4.28, 5.4.29, 5.4.30, 5.4.31, 5.4.32, 5.4.33, 5.4.34, 5.4.35, 5.4.36, 5.4.37, 5.4.38, 5.4.39, 5.4.40, 5.4.41, 5.4.42, 5.4.43, 5.4.44, 5.4.45, 5.4.46, 5.4.47, 5.4.48, 5.4.49, 5.4.50, 5.4.51, 5.4.52, 5.4.53, 5.4.54, 5.4.55, 5.4.56, 5.4.57, 5.4.58, 5.4.59, 5.4.60, 5.4.61, 5.4.62, 5.4.63, 5.4.64, 5.4.65, 5.4.66, 5.4.67, 5.4.68, 5.4.69, 5.4.70, 5.4.71, 5.4.72, 5.4.73, 5.4.74, 5.4.75, 5.4.76, 5.4.77, 5.4.78, 5.4.79, 5.4.80, 5.4.81, 5.4.82, 5.4.83, 5.4.84, 5.4.85, 5.4.86, 5.4.87, 5.4.88, 5.4.89, 5.4.90, 5.4.91, 5.4.92, 5.4.93, 5.4.94, 5.4.95, 5.4.96, 5.4.97, 5.4.98, 5.4.99, 5.4.100 této normy ČSN 73 6242.

Kvalitativní požadavky na asfaltové směsi pro obrusné vrstvy jsou uvedeny v ČSN EN 13108-1, NA a v čl. 4.1.7, 4.3.1 této normy ČSN 73 6242. Asfalty PMB 10/40-65, 25/55-65, 30/45 a 35/50 se nepoužívají (nebezpečí vzniku trhlin). Pro maximální mezerovitost (Vmax) na Marshallových tělesech při kontrolních zkouškách je přípustná mez 5 % obj. Požadavky na hotové vrstvy jsou uvedeny v ČSN 73 6121 článku 6.4, v TKP kap. 7 a v článcích 4.1.7, 4.3.1 a 5.1.1 této normy ČSN 73 6242. Pro hutněné asfaltové ochranné vrstvy smí být jejich mezerovitost max. 6 % obj.

Zkoušky a vlastnosti mastixu

Pro orientační zkoušky byl připraven mastix, jehož složení je uvedeno v následující tabulce. Číslo tvrdosti bylo zjišťováno podle ČSN EN 12697-20 na krychli - 500 mm2, 40 °C, 30 min. Měření bylo provedeno jako časový průběh čísla tvrdosti v rozmezí do 30 minut. Bod měknutí kroužek-kulička byl stanoven podle Wilhelmiho - ČSN EN 1871. Zjištěná čísla tvrdosti jsou pouze orientačními hodnotami pro technické posuzování, neboť ČSN EN 12970 nespecifikuje dostatečně zkušební podmínky.

Parametr Zkušební metoda Požadovaná hodnota (ČSN EN 12970) Naměřená hodnota
Číslo tvrdosti (po 30 min) ČSN EN 12697-20 4,5 - 24 mm Nevybočuje z mezí
Bod měknutí kroužek-kulička ČSN EN 1871 90 - 120 °C (pro MI) Ověřováno

Z toho lze usoudit, že pro účely použití jako izolační vrstvy na mostovkách by bylo nutné formulovat asfaltové mastixy minimálně s obsahem horní ověřované meze obsahu pojiva zde prováděných zkoušek. Při výběru pojiva je nutno respektovat zejména pro betonové mostovky druhy podle upřesněné specifikace.

Provádění ochranné vrstvy a pracovní postupy

  1. Ochranná vrstva se provádí pouze z těch asfaltových směsí, které odpovídají odzkoušenému izolačnímu systému.
  2. Strojní pokládka asfaltových směsí musí být prováděna mechanizmy, které svým technickým stavem zaručují dosažení parametrů stanovených příslušnými normami (ČSN 73 6121, ČSN 73 6122) a požadavků uvedených v kapitolách 4, 5 bez poškození izolační vrstvy.
  3. Pro pokládku asfaltových směsí se nesmí použít finišery na pásech s kovovou styčnou plochou.
  4. Pracovní spáry se musí provádět „horké na horké“, jinak je třeba spoj provést podle zásad uvedených v 7.2.6. Při předehřívání pracovní spáry se musí chránit izolační vrstva.
  5. Pokud se při zvláštních opatřeních dle čl. 7.2.5 používá k vyrovnání nerovností mostovky vyrovnávací vrstva, musí být její tloušťka maximálně 80 mm.
  6. Spáry mají mít vhodnou šířku, stěny spár musí být před prováděním zálivky pevné, čisté a suché. Pokud se pro vytvoření komůrek spár použijí lišty opatřené separačními nátěry, je nutné stěny a dno spár po jejich vyjmutí nejen očistit, ale i odmastit a opatřit pro zajištění požadované přilnavosti penetračně adhezním nátěrem.
  7. Při těsnění spár v obrusné vrstvě podél říms je nutné spáru opatřit předtěsněním.
  8. Pro příčné a podélné spoje ochranné vrstvy izolace MA, která je v konstrukci mostní vozovky zároveň ložní vrstvou, lze kromě ohřevu (vychladlá vrstva se v místě spoje očistí a ohřeje na teplotu, při které se vrstvy spojí, k ohřátí lze použít horkou směs litého asfaltu) použít pouze speciálního asfaltového pojiva k pevnému spojení.
  9. Nově pokládaná směs MA se natlačí na svislou či mírně skloněnou plochu dříve položeného záběru, spoj se stěrkou urovná a zahladí.
  10. Provádí se na podklad opatřený předepsanými nátěry či vrstvami v závislosti na druhu prováděného izolačního systému a typu mostní konstrukce.
  11. V závislosti na druhu izolačního systému (výše ležících vrstev) se povrch asfaltového mastixu upraví rovnoměrným posypem (zde kap. 5.3.3.3) pro vytvoření protismykového povrchu.

tags: #smes #pro #lity #asfalt #ma #11

Oblíbené příspěvky: