PergolyVliv vody tekoucí po asfaltu na kontaminaci a bezpečnost
Asfalt je v moderních aplikacích široce používán díky své vysoké odolnosti, která si zachovává stabilitu za různých povětrnostních a environmentálních podmínek a odolává praskání, deformaci nebo rozkladu. Vykazuje vynikající hydroizolační vlastnosti a šetrnost k životnímu prostředí. Asfalt je viskózní černý zbytek, vedlejší produkt procesu rafinace ropy. Vykazuje vysokou viskozitu a za normálních teplot zůstává v kapalném nebo polotuhém stavu. Nicméně, interakce vody s asfaltem, ať už v horkém stavu, nebo v podobě dešťové vody na vozovce, může mít řadu významných dopadů na životní prostředí, bezpečnost silničního provozu i lidské zdraví.
Kontaminace vody z asfaltových povrchů
Voda tekoucí po asfaltových površích může být kontaminována různými látkami, které mají negativní dopad na životní prostředí a zdraví. Důležité je rozlišovat mezi asfaltem a dehtem, jelikož se jedná o vzhledově i fyzikálními vlastnostmi velmi podobné látky, avšak s rozdílnými riziky.
Polyaromatické uhlovodíky (PAU)
Asfalt je spojován s polyaromatickými uhlovodíky (PAU, mezinárodní značení PAH). Ty jsou obsaženy hlavně v dehtu, mnohem méně v asfaltu. Toto spojování je způsobeno historickým používáním dehtu, který byl ve středoevropském prostoru vždy levnější asfaltu a často byl považován i za kvalitnější. Polyaromatické uhlovodíky jsou chemické látky složené z atomů uhlíku a vodíku s charakteristickým uspořádáním nejméně tří benzenových jader v molekule. Jejich nebezpečnost spočívá především v tom, že mohou způsobovat rakovinu, poruchy nenarozeného plodu a poškození reprodukčních schopností člověka. I v nepatrných koncentracích jsou nebezpečné při dlouhodobém působení, tj. především jsou-li součástí stavebních materiálů obytných budov, kde potom působí na obyvatele celá desetiletí.
Historické zdroje kontaminace PAU
Dopravní infrastruktura má dlouhý a složitý vývoj. Řada dnešních silnic, zejména pak vozovek I., II. a III. tříd, je vybudována bezprostředně v trase původních vozovek, nebo částečně využívá těleso starých komunikačních stezek. Tyto vozovky jsou často jakýmsi konglomerátem mnoha různých konstrukčních skladeb, materiálů a technologií.
Nejvýznamnější pokrok v technologiích pro konstrukční vrstvy vozovek byl zaznamenán na přelomu 19. a 20. století s počátkem novodobého využívání přírodních asfaltů a uměle získaných dehtů z černého uhlí. S ohledem na cenu a dostupnost byly dehty nebo různé směsi dehtu s asfaltem hojně používány jako pojiva pro stmelené vrstvy vozovek. Problémem je však skutečnost, že našim předkům nebyly známy negativní účinky látek na lidské zdraví a životní prostředí, byť o existenci PAU věděli.
Čtěte také: Využití jedlového dřeva ve stavebnictví
Dehtová či směsná asfalto-dehtová pojiva jsou nejvýznamnějším zdrojem kontaminace PAU v současnosti ve vozovkách pozemních komunikací. PAU jsou sice velmi málo rozpustné ve vodě, ale podléhají přirozené degradaci a rozpadu na mikročástice, které jsou pak vlivem změny vodního režimu schopny migrovat nejen do spodních částí konstrukčních vrstev, ale často i do vrstev nad nimi ležících, což vede k sekundární kontaminaci okolních vrstev.
Současné zdroje sekundární kontaminace PAU
Jako sekundární a novodobou kontaminaci lze identifikovat například kontaminaci z pneumatik, kde se PAU dostávají do ovzduší a vody rozpadem gumy pneumatik vlivem otěru o povrch vozovky. Dalším významným zdrojem jsou ropné látky, a to zplodiny ze spalování ropných pohonných hmot a obecně úkapy pohonných hmot či olejů při provozu vozidel. Rovněž tak k sekundární kontaminaci mohlo dojít z různých, v minulosti používaných postřiků v AC souvrství (regeneračních, rejuvenační či spojovacích), které mohly obsahovat různé příměsi, například z recyklovaných olejů či speciálních výrobních přísad. K sekundární povrchové kontaminaci PAU rovněž dochází v oblastech, kde jsou spalována fosilní paliva, tedy v průmyslových oblastech, ale i v intravilánech měst a obcí.
Legislativní úprava a řešení kontaminace PAU
S ohledem na nejednoznačnost a jistý nepořádek v předpisové základně byla v roce 2019 vydána první legislativa, která se specificky zabývá PAU v asfaltových vrstvách vozovek. Aktuálně s platností k 1. 10. 2023 byla novelizována vyhláška 130/2019 Sb. a nahrazena vyhláškou 283/2023 Sb. Novela vyhlášky byla iniciována na základě čtyřleté účinnosti tohoto předpisu a nově nabytých zkušeností z projektové přípravy a realizace staveb.
V kontextu těchto předpisů byly zavedeny technologie pro zpracování materiálů s nadlimitním obsahem PAU. Primárně se jedná o technologii recyklace za studena na místě, nově pak i dle vyhlášky 283/2023 Sb. s možností výroby směsi v mobilním míchacím centru na zřízené a schválené mezideponii. Recyklace spočívá v principu pasivace PAU přidáním asfaltového pojiva do frézovaného materiálu původních vrstev vozovky, a to obvykle AC, PM a nestmelených podkladních vrstev. Lze tak vyrobit recyklovanou vrstvu s označením RS A, nebo hydraulicky stmelenou recyklovanou vrstvu RS CA, kdy pasivace PAU proběhne přidáním asfaltového pojiva (asfaltová emulze nebo pěna) a hydraulického pojiva (cement, směsná hydraulická silniční pojiva nebo speciální anorganická pojiva).
Laboratorní analýzy PAU v asfaltové matrici
V oboru analýz PAU v asfaltových matricích vzniká potřeba porovnání a porovnatelnosti výsledků v analytických laboratořích. V současné době se mimo technických podmínek MD ČR (TP) posuzuje obsah PAU v asfaltové matrici dle vyhlášky MŽP 283/2023, do loňského roku se posuzoval obsah PAU dle vyhlášky MŽP 130/2019 Sb. Obě vyhlášky klasifikují asfaltové materiály dle obsahu sumy PAU do čtyř tříd ZAS-T1 až ZAS-T4.
Čtěte také: JetSurf: Zkušenosti a dojmy
Z databáze výsledků bylo statisticky zpracováno více než 3 000 vzorků pro stanovení PAU v asfaltových matricích. Pro vzorky z vrstev ACO, ACL a ACP je více než 75 % vzorků zařazeno do třídy ZAS-T1. Pouze pro penetrační makadam bylo 53 % vzorků zařazeno do třídy ZAS-T4. Vzorky odpovídající zařazení do ZAS-T3 a ZAS-T4 byly poté podrobeny analýzám ve výluhu dle vyhlášky 273/2021 Sb. Z cca 350 provedených výluhů byl jediný, který pro ukazatel vyluhovaného organického uhlíku (DOC) dosáhl koncentrace 86 mg/l, což by znamenalo uložení na skládku nebezpečného odpadu (limit pro DOC 100 mg/l).
Pevně doufáme, že recyklace materiálů se stane standardní součástí rekonstrukcí a oprav našich vozovek, a to i za cenu, že technologie recyklace či obecně recyklované materiály nemusí být bohužel vždy ekonomicky příznivější oproti konvenčním technologiím. Při využívání technologií recyklace omezíme jednak zbytečné drancování omezených přírodních zdrojů a zároveň na maximum využijeme historické konstrukční vrstvy. Samozřejmou výhodou recyklace je omezení vzniku odpadů, což by však mělo být naší esenciální prioritou.
Vliv vody na bezpečnost silničního provozu
Voda držící se na silnicích způsobuje nehody. Na běžné silnici z asfaltu či betonu se voda drží či po ní stéká, to je běžný stav, na který jsme zvyklí. A není nikterak příjemný - pokud nemáte zrovna zánovní pneumatiky s velmi hlubokým dezénem, stačí i docela běžný déšť, aby se na silnici drželo tolik vody, že může alespoň chvilkově zbavit auto kontaktu s pevným povrchem. A za takové situace není k nehodě nikdy daleko.
Inovativní řešení: propustný beton Topmix Permeable
Britská společnost Tarmac přichází s novinkou, která tuhle ne úplně příjemnou vlastnost povrchu silnic odbourala. Jmenuje se Topmix Permeable a je to beton, který částečně absorbuje a ve zbytku propouští vodu, která se nachází na jeho povrchu. Dokáže odvést 4 tisíce litrů během jediné minuty.
Povrch je vyroben z velkých částeček asfaltu, které mezi sebou mají prostor, a právě jím voda odtéká do sutě pod povrchem. Část se jí tu zadrží, zbytek je odveden drenáží do jakéhokoli systému schopnému vodu odvést dále. Na povrchu cesty se tedy nedrží voda, netvoří se kaluže, potůčky ani nic na tenhle způsob. I při ohromné průtrži mračen zůstane tenhle povrch jen vlhký, nebude na něm stát voda.
Čtěte také: Přehled ubytování Dobrá Voda
Koncept betonu propouštějícího vodu není nový, používá se už dlouho jako podkladová vrstva pro běžný asfaltový nebo betonový povrch silnice. Firma Tarmac ho ale upravila tak, že může fungovat i jako povrch, můžou po něm chodit lidé a jezdit automobily. Samozřejmě tu jsou také nevýhody. Kromě ceny, která bude určitě vyšší než u tradičního asfaltu, také nesmí voda v útrobách takto postavené silnice zmrznout. Naopak výhodou je, že část vody, která se uchová uvnitř takovéto vozovky, se v horkých měsících bude odpařovat a tak pomůže ochladit městské ulice. Také není použitelná na silnicích, kudy jezdí velmi těžká auta či tam je extrémně hustý provoz. Je tak použitelná zejména na méně frekventovaných okreskách, v ulicích měst či parkovištích.
Vliv povodní na kvalitu vody
Kromě toho, že povodně zapříčiňují miliardové škody na majetku, ve velkém ohrožují i kvalitu vody. Povodně mohou zvýšit hladinu povodí a v zastavěných oblastech, kde nemá co pohlcovat vodu, se drží na betonových površích. Odborníci obecně rozlišují dva typy znečištění vody: zdrojové znečištění (např. průmyslový závod vypouštějící škodlivý odpad) a plošné zdroje znečištění (např. vyteklé motorové oleje, odhozené plastové odpadky, hnojiva či saponáty).
Bakteriální znečištění
Běžnou součástí povrchových a podzemních vod jsou mimo jiné bakterie a další mikroorganismy. Řada z nich je přirozených, do vodního prostředí se však dostávají i ty nežádoucí. V povrchových vodách se problematické bakterie vyskytují zejména v letních měsících. Jakost vody je závislá na hydrologické situaci v daném roce, tedy na srážkách a jejich plošné a časové distribuci v kombinaci s teplotami vzduchu v letním období. Bakteriální znečištění je ale kromě počasí ovlivněno také vlivy člověka na životní prostředí, například nelegálním vypouštěním odpadních vod nebo nedostatečným čištěním odpadních vod.
Voda z povodní je samozřejmě nepitná a může kontaminovat i věci v místech, která zasáhne. To se týká zejména potravin. Za nezávadné se dají považovat jen vakuované nebo jinak hermeticky uzavřené potraviny, a to jen v případě, že jejich obaly nejsou narušené. Zbytek potravin je lepší vyhodit a nepokoušet se je nějak čistit.
Zdravotní rizika spojená se znečištěnou vodou
Většina infekcí, které jsou spojené s povodněmi a špinavou vodou, se týká průjmových onemocnění, jako je úplavice, salmonelóza nebo kampylobakterióza. Další skupinou onemocnění jsou například leptospiróza, které se do těla dostávají přes porušenou pokožku. Když tato bakterie pronikne do těla, tak nejprve způsobuje vysokou horečku nebo zimnici, ale později může napadat játra nebo ledviny.
Bezpečnost práce s asfaltem a rizika pro zdraví
Silniční stavební asfalty včetně polymerem modifikovaných asfaltů se dodávají a skladují při teplotách do 200 °C, průmyslové asfalty se zpracovávají dokonce při teplotě do 230 °C. Při manipulaci, překládce a transportu asfaltů proto vždy hrozí určitá potenciální rizika a nebezpečí.
Rizika horkého asfaltu
K hlavním rizikům a nebezpečím při zacházení s horkými asfalty patří těžké popáleniny (až do 3. stupně), vznik požáru a exploze přehřátého asfaltu, stejně jako přetečení nádrže v důsledku vniknutí vody. Dokonce i kontakt s nepatrným množstvím vody způsobuje u vtékajícího horkého asfaltu nebezpečné reakce. Voda se totiž okamžitě promění ve vodní páru a její objem se přitom zvětší až na 1 700násobek! Horký asfalt v tomto případě eruptivně a nekontrolovatelně velmi vysokou rychlostí uniká skrze napouštěcí otvor zpátky ven. V nádržích s asfaltem se mohou navíc vytvořit a následně vznítit pyroforní, tj. samozápalné usazeniny.
Emise a zápach asfaltu
Během každého kroku nakládání s asfaltem, jako je skladování ve vyhřívaných zásobnících, kontakt s horkým kamenivem na obalovně, přeprava nákladním vozidlem na stavbu a pokládka asfaltové směsi finišerem na vozovku, dochází vlivem zahřátí na vysokou teplotu a kontaktu se vzdušným kyslíkem k emisím těkavých organických látek (VOC) a sulfanu (H2S). Tyto emise způsobují charakteristický intenzivní zápach asfaltu. H2S je toxický a hořlavý plyn, který je těžší než vzduch a může se hromadit v uzavřených prostorech. Při otevírání nádrže, vstupní šachty či poklopu skladovacích nádrží nebo autocisteren může dojít k výbuchu.
Existují dva hlavní způsoby eliminace negativních vlivů emisí asfaltu. První způsob, tzv. odour masking, je jednoduché maskování charakteristického zápachu jiným, vjemově příjemným pachem na bázi parfumace. Druhý způsob, tzv. odour eliminating, spočívá v eliminaci samotné příčiny zápachu. Redukcí emisí těkavých organických látek až o 90 % a sulfanu až o 85 % dochází k neutralizaci charakteristického asfaltového zápachu a výrazného snížení negativního vlivu na zdraví pracovníků.
Společnost TOTAL ČR s.r.o. ve spolupráci se společností Metrostav a.s. otestovala speciální aditivum na snížení zápachu asfaltu. Během nakládky asfaltu, vykládky asfaltu, výrobního procesu na obalovně a naložení balené asfaltové směsi na korbu nákladního vozu nebyl cítit zápach asfaltu téměř vůbec a vůně borovice velmi lehce. Při samotné pokládce balené asfaltové směsi nebyl asfalt cítit prakticky vůbec, což potvrdili všichni členové pokládkové čety. Vysoce kvalitní asfaltové pojivo společnosti TOTAL ČR s.r.o. s vůní borovice lze dodat ve všech gradačních třídách pro silniční asfalty AZALT® a také pro polymerem modifikované asfalty STYRELF®.
Ochrana zdraví pracovníků
Práce s asfaltem s sebou nese určitá rizika. Kontakt kůže s asfaltem může vést k jejímu vysušení, popraskání a chemické dermatitidě. Během zahřívání a aplikace se mohou uvolňovat škodlivé výpary, které mohou způsobovat závratě, nevolnost, bolesti hlavy a dokonce i dýchací potíže. Vedle správného zacházení s asfaltem má také vybavení osobními ochrannými pracovními prostředky rozhodující význam pro bezpečnost při práci s asfalty. Při popáleninách horkým asfaltem se postižená místa zraněné osoby musí nejméně 15 minut držet pod tekoucí studenou vodou. Popáleniny očí je třeba nejméně 5 minut vyplachovat vodou.
Nemoci asfaltového chodníku
Asfaltový chodník je v současné době hlavní formou dálničního chodníku. Široké uplatnění má díky výhodám rovinnosti, odolnosti proti opotřebení, pohodlné konstrukci a relativně snadné následné údržbě. Vše má dvě strany a asfaltová dlažba má také své nedostatky. V důsledku extrémních teplot se budou objevovat nemoci.
Typy poškození asfaltových vozovek
- Podélné trhliny: Vznikají v vozovce dálnice v důsledku nerovnoměrného rozložení zeminy a nerovnoměrného namáhání. Mohou být způsobeny nerovnoměrným sedáním podloží nebo nesprávně zpracovanými podélnými spoji.
- Příčné trhliny: Asfaltový beton se působením vnitřních teplotních rozdílů smršťuje nebo rozdílně usazuje, což způsobuje praskání vozovky. Existuje více typů příčných trhlin, mezi běžné patří trhliny rozdílného sedání, trhliny související se zatížením a reflexní trhliny.
- Únavové trhliny: Velký podíl na vzniku únavových trhlin má vliv vnějšího prostředí. Dálniční chodníky jsou v létě dlouhodobě vystaveny slunci, což změkčí asfaltobetonovou vozovku. V období dešťů dochází k odplavování a průniku dešťové vody, což urychlí degradaci kvality asfaltobetonové vozovky.
- Reflexní trhliny: Souvisí především s vnitřním vytlačováním a smršťováním vozovky. Trhliny v základní vrstvě se projeví na vrstvě vozovky a povrchové vrstvě.
- Poškození vyjetými kolejemi: Existují tři typy poškození vyjetými kolejemi: nestabilní vyjeté koleje, strukturální vyjeté koleje a vyjeté vyjeté koleje. Deformace vyjetých kolejí je dána především vlastnostmi samotného asfaltového materiálu.
- Zaplavení olejem: Návrh a výroba asfaltové směsi obsahuje příliš mnoho asfaltu, míchání není dobře kontrolováno a asfalt samotný má špatnou stabilitu. Dešťová voda navíc způsobuje neustálé odlupování a pohyb asfaltu a nadměrné množství asfaltu se hromadí na povrchu vozovky, což snižuje protismykovou schopnost vozovky.
Klícovým bodem údržby spočívá v příčině onemocnění. Lepší efekt může mít takzvané „předepsání správného léku“. Aby se snížil počet nehod na dálnicích, preventivní údržba dálnic před jejich výskytem zlepší kvalitu a životnost dálnic.
tags: #voda #tekouci #po #asfaltu #kontaminace #vliv
