Asfaltový beton je bez nadsázky nejoblíbenějším materiálem pro úpravu různých povrchů. Navíc nemluvíme jen o silnicích, a nejen o naší zemi. I když právě pro Rusko je tento materiál vzhledem k našim klimatickým podmínkám nepostradatelný.
Jak víte, asfaltový beton lze rozdělit do určitých 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 však budeme hovořit podrobně o horkém asfaltu, který je nejoblíbenější ze všech typů asfaltového betonu. Co je podle definice 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. Například Moskva a region zahrnují silnice o délce více než 50 000 kilometrů a lví podíl na tvrdém povrchu vozovky má horký asfalt.
Výhody horkého asfaltu:
- 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;
Jaké vlastnosti odlišují horký asfalt od studeného a litého?
| Druh asfaltového betonu | Trvanlivost | Odolnost proti opotřebení | Životnost | Odolnost proti vlhkosti |
|---|---|---|---|---|
| horký asfalt | Vysoký | Vysoký | Dost vysoko | Poměrně vysoká |
| Studená směs asfaltu | Průměr | Průměr | průměrný | Průměr |
| Litý asfaltový beton | Poměrně vysoká | Vysoký | vysoký | Vysoký |
Technologie pokládky horkého asfaltu
Technologický postup částečně závisí na tom, kde a za jakým účelem se nátěr instaluje. Při stavbě silnice a při dláždění zahradní cesty jsou sledovány různé cíle a očekává se různé zatížení, což se projevuje v procesu asfaltování.
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.
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. Je nutné kopat, sypat, přivážet a odebírat materiály, ohřívat asfaltovou směs a také hutnit a dusat vrstvy.
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.
Jak tlustý by měl být asfalt?
Tloušťka asfaltové vrstvy závisí na účelu nátěru. Čím větší zatížení, tím silnější vrstvu je třeba vyrobit. Roli hraje i základní materiál. Dále uvidíte tabulku, která vám pomůže pochopit, v jakých situacích by měla být instalována jakou tloušťku.
Informace jsou relevantní jak pro horký asfaltový materiál, tak pro jakýkoli jiný typ asfaltového betonu.
Tloušťka asfaltové vrstvy v závislosti na zatížení
Lehké zatížení: cesty, chodníky, zahradní cesty, venkovní plochy
Střední zatížení: parkoviště, garážové plochy, příjezdové cesty
Značná zátěž: silnice převážně pro osobní automobily
Silný provoz: silnice, které budou často využívány těžkými vozidly
Vysoká zátěž: komunikace, na kterých se předpokládá silný provoz těžkých vozidel
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.
Z čeho se vyrábí horký asfalt?
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;
- drcený kamenný litý asfalt;
Tabulka s účely asfaltových kompozic
| Druh složení asfaltu | Jmenování |
|---|---|
| Písčitá asfaltová směs | Pro malé náklady, které nezahrnují provoz vozidel |
| Štěrková směs nebo drcený asfalt | Pro střední a těžké zatížení. V současné době je častěji nahrazován drceným kameninovým litým asfaltem |
| Drcený kámen-litina asfaltová směs | Pro vážné a vysoké zatížení |
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.
Kde se používá horký asfalt?
Díky vlastnostem horkého asfaltu je univerzálně použitelný. Některé instalační procesy se budou lišit v závislosti na situaci. Směs je vynikající pro federální dálnice a používá se také pro asfaltování cest v příměstských oblastech.
Kde můžete použít 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.
Výsledky
Horký asfalt je vysoce kvalitní a odolný materiál. Vhodné jak pro výstavbu velkých dálnic nebo letišť, tak pro uspořádání míst nebo cest v příměstské oblasti.
Technologie pokládky horkého asfaltového betonu se liší svými požadavky na teplotu směsi a prostředí. Horký asfalt se před pokládkou zahřeje na 110-130 °C a teplota vzduchu by neměla být nižší než -5 °C.
Tloušťka asfaltové vrstvy, stejně jako spotřeba materiálu, závisí na účelu nátěru a základním materiálu. Čím vyšší je předpokládané zatížení, tím silnější by měl být horký asfalt položen (to platí pro jakýkoli typ asfaltové směsi). Čím méně odolná je základna, tím silnější je vrstva nátěru.
Horký asfalt může mít různé složení. Rozdíly spočívají ve vlastnostech směsi, která závisí na účelu. Také složení asfaltového betonu ovlivňuje jeho cenu: vysoce kvalitní směsi jsou dražší. To je však kompenzováno výkonnostními charakteristikami a dlouhou životností.
Technologie výroby zateplené asfaltové vozovky (WAP) umožňuje při stavbě vozovky dosáhnout zlepšení v několika parametrech najednou, v řadě ohledů je WTP dokonce lepší než horký asfaltový beton. Při výrobě není teplá směs o nic obtížnější než horká, vyžaduje pouze vodu a speciální instalaci nebo chemické přísady. Navzdory všem viditelným výhodám se technologie v Rusku ještě nerozšířila, dodavatelé se zdráhají věřit v úsporu bitumenu a paliva, existují však důkazy o její účinnosti, a to i v naší zemi.
Za teplý asfaltový beton se považuje směs s teplotou 100 až 150 stupňů, což je asi o 30-40 stupňů méně než běžný horký asfaltový beton. Snížením teploty výroby směsi je možné snížit oxidaci a viskozitu bitumenu a také zlepšit kvalitu zhutnění ve fázích výroby, dopravy a pokládky směsi. To vám umožní rozšířit rozsah silniční sezóny, protože teplý asfaltový beton lze pokládat při nižších teplotách vzduchu než horký asfalt a obecně zvýšit životnost povrchu vozovky.
Podobné technologie byly vyvinuty v Sovětském svazu a Evropě v minulém století, ale domácí vývoj byl prakticky zapomenut, zatímco práce v tomto směru v zahraničí v 10. století aktivně nabíraly na síle. Spojené státy se staly vůdcem a tento status si udržují dodnes. Před necelými 2009 lety, v roce 19, Spojené státy vyrobily téměř 2014 milionů tun teplého asfaltového betonu. Již v roce 110 se toto číslo zvýšilo na 2017 milionů tun a v roce 39 činil podíl TAB ve Spojených státech téměř 147 % neboli 2016 milionů tun. Takovými ukazateli se nemůže pochlubit Evropa (za celý rok 6,5 bylo vyrobeno pouze 2012 mil. tun TAB), ani Rusko (od roku 2018 do roku 2 se v Rusku technologií mechanického napěňování vyrobilo více než XNUMX mil. tun TAB, neexistuje údaje o jiných technologiích).
Technologie výroby
Dnes existuje více technologií výroby TAB a všechny jsou spojeny především se snižováním viskozity bitumenu, což umožňuje snížit teplotu výroby asfaltového betonu. Za nejběžnější a nejspolehlivější technologii je považováno mechanické napěnění, kdy voda vstupuje do kolektoru speciálními tryskami. V tomto případě nedochází k žádné změně chemických reakcí, což dává stabilní výsledek. Výhodou této metody je možnost zachovat stávající recepturu směsi, do které stačí speciálním způsobem přidat vodu. Při přidávání organických, pěnivých nebo chemických přísad může být výsledek nepředvídatelný, což mimo jiné potvrzují testy ANO „Výzkumný ústav dopravního a stavebního komplexu“.
„Nejpředvídatelnějším výsledkem je pěna. S organickými přísadami, i když je oxidace menší, pojivo se stává drsným. Chemické přísady se obecně nedají předvídat, oproti původní směsi ukazatele přeskakují různými směry, nelze předvídat, kterým směrem se vlastnosti asfaltového betonu obrátí. Když pracujeme s pěněním, je vše jasné. Voda způsobí, že pojivo bude méně viskózní a poté se odpaří. Nedochází k žádným změnám chemických reakcí, takže výsledek a vlastnosti asfaltového betonu jsou předvídatelnější,“ poznamenává Kirill Zhdanov, zástupce ANO NII TSK.
Více než 80 % teplé směsi se ve Spojených státech vyrábí pomocí mechanického pěnění, což je technologie, kterou Astec uvedl na trh v roce 2006. Podíl přídatných látek je také malý v sousedních zemích, zejména v Polsku, na Ukrajině, v Kazachstánu a Kyrgyzstánu. Zde je výhodné mechanické napěnění. Rusko šlo stejnou cestou. Zejména jeden z velkých silničních dodavatelů, který již položil více než 650 km teplých směsí v devíti regionech Ruské federace, využívá i metodu napěňování asfaltu. Asfaltárny společnosti jsou vybaveny systémem mechanického napěňování Green System Pac od společnosti Astec. Vypěňovací zařízení tohoto typu může být instalováno v jakémkoli zařízení, jak cyklickém, tak kontinuálním.
Princip technologie spočívá v tom, že se ve speciálním sběrači mísí voda a bitumen, čímž dochází k tvorbě pěny. Specializovanými tryskami je vstřikována voda, která vytváří mikroskopické bublinky páry, což zvyšuje tloušťku bitumenového filmu a snižuje jeho viskozitu. Výsledkem je, že směs zůstává zpracovatelná déle než roztavený asfalt.
Ruské zkušenosti
V Rusku se některé z prvních úseků vozovky, kde byl použit pěnový asfalt, objevily již v roce 2012 na dálnici P-120 „Orel – Brjansk – Smolensk – hranice s Běloruskem“: od 42 do 56 km v regionu Oryol a od 56. do 68. km v Brjanské oblasti. Podle výsledků silničního provozu nevznikaly podélné trhliny a příčných trhlin bylo méně než při použití horké směsi. Tuto trasu má na svědomí FKU Uprdor „Moskva – Bobruisk“, která při práci s teplým asfaltovým betonem odhalila řadu výhod této technologie oproti horkým směsím.
„Životnost povrchu vozovky se zvýšila, mimo jiné díky zvýšené adhezi mezi asfaltem a kamenným materiálem a hladkosti asfaltového povrchu. Snížení stavebních nákladů bylo identifikováno díky použití energeticky úsporných technologií,“ řekl Andrey Akimov, vedoucí inženýr moskevsko-bobrujského federálního ústavu. – Teplý asfalt je podobný horkému asfaltu s tím rozdílem, že se vyrábí a umísťuje při nižších teplotách. Zpravidla se jedná o pokles z 28 na 35 stupňů. TAB nemění výběr směsi a používáme stejné skladby pro horké i teplé asfaltobetonové směsi. S TAB se přidává pouze malé množství vody nebo přísad.“
Akimov poznamenal, že díky pomalejšímu ochlazování teplé směsi bylo možné prodloužit přepravní vzdálenost a provádět pokládku v chladném počasí, a v důsledku toho rozšířit silniční sezónu. Dopravní trasa Moskva-Bobruisk každoročně zvyšuje produkci TAB. V roce 2012 bylo položeno 130 tisíc metrů čtverečních. m pokrytí, v roce 2018 se toto číslo zvýšilo na 610 tisíc mXNUMX. m
Pozitivní aspekty teplého asfaltového betonu si všímají i samotní dodavatelé, kteří jej na svých stavbách používají. Při výrobě teplých asfaltobetonových směsí tak podle zástupce oddělení kontroly kvality velké silniční stavitelské společnosti prudce klesá teplotní stárnutí bitumenu, zvyšuje se teplotní rozsah jeho provozních vlastností, což vede ke zvýšení elasticitu bitumenu a životnost nátěru.
„Při pokládce TAB se výrazně zlepšuje hutnění asfaltobetonových směsí. Teplá směs je „mobilnější“ a lze ji zhutňovat při výrazně nižších teplotách než horká. V období jaro-podzim, kdy je teplota vzduchu přibližně +5 – +10 stupňů, se teplý asfaltový beton mnohem lépe válcuje,“ poznamenal účastník rozhovoru.
TAB má silnější film pojiva kolem zrn plniva ve srovnání s horkým asfaltem, což vede k tomu, že se zvyšuje množství energie vynaložené na destrukci povlaku, to znamená, že asfaltový betonový povlak vydrží mnohem déle.
Co je výhodnější, teplý nebo horký asfaltový beton?
Kromě zlepšení ukazatelů kvality vám teplá asfaltová betonová směs umožňuje šetřit energetické zdroje, protože inertní materiály je třeba zahřát na nižší teplotu než u technologie horké směsi. Někteří zaznamenávají snížení spotřeby paliva během výroby TAB o 10-20%. Minimální teplota, při které byla teplá směs ShMA-20 vyrobena, byla 120 stupňů, ostatní směsi lze vyrábět při teplotě 100 stupňů.
Také při výrobě teplého asfaltového betonu lze snížit náklady na bitumen. Někteří dodavatelé zaznamenali pokles spotřeby asfaltu při výrobě TAB technologií napěňování přibližně o 1 %. Podle výpočtů specialistů Astec, pokud se teplota ohřevu směsi sníží o 30 stupňů a výroba 117 tisíc tun TAB ročně, zisk společnosti může být asi 19,6 milionu rublů ročně. Tyto výpočty zohledňují použití speciálního zařízení pro mechanické napěňování, které je možné splatit za 3,5 měsíce.
Kromě úspory peněz se dodavatelé, kteří uvažují o výrobě TAB, zajímají také o fyzikální a mechanické vlastnosti asfaltového betonu a o to, zda je pěnový asfalt nějak ovlivňuje. Podle těch, kteří používají teplý asfaltový beton, se prakticky nic nemění, někteří ale zaznamenali úbytek koleje na vozovce. Podle Nikolaje Bystrova, prezidenta sdružení Rosasfalt, by se vlastnosti asfaltového betonu při použití technologie TAB neměly měnit. „Viskozitu bitumenu měníme pouze v technologické fázi, aniž bychom se pouštěli do jeho skupinového chemického složení. Jedná se o dočasné snížení viskozity nikoli samotného bitumenu, ale jeho objemového stavu,“ poznamenává Nikolai Bystrov.
„Využití TAB je výhodné jak pro dodavatele, tak pro zákazníka. Pokud se bavíme například o prodloužení životnosti povrchu vozovky, je to spíše plus pro zhotovitele. Pokud ale řekneme, že se jedná o prodloužení doby mezi opravami, tak je to spíše plus pro zákazníka. Nebo úspora paliva, to je pro zhotovitele zajímavější, ale snížení nákladů na asfaltobeton už je pro zákazníka plus,“ domnívá se Astec.
Na teplé směsi v poslední době myslí nejen ruští silničáři, ale i federální představitelé. Toto téma je čím dál aktuálnější.
„V současné době na příkaz Spolkové silniční agentury probíhají práce na vytvoření předběžných národních norem pro teplé asfaltobetonové směsi. První etapa již byla dokončena. PNST bude brát v úvahu požadavky Technických předpisů celní unie a také hlavní ustanovení regulačních dokumentů, které byly vyvinuty podle metodiky „Super Asphalt“ (dříve nazývané Superpave),“ uvedl Kirill Zhdanov, zástupce společnosti PNST. ANO NII TSK.
Jde o velký krok, ale v Rusku se prakticky žádné statistiky o použití teplého asfaltového betonu nesbírají, což podle odborníků zpomaluje vývoj technologie. Například ve Spojených státech již pět let stagnuje vývoj TAB. Zpočátku se státní dálniční agentury podílely na růstu výroby teplého asfaltu, poté došlo k určité stabilizaci a proces byl vážně zpomalen. Později se odborníci rozhodli sbírat statistiky, viděli pozitivní trendy a začali aktivněji používat TAB na federálních dálnicích a odvětví začalo opět stoupat. V tomto ohledu považuje Nikolaj Bystrov za důležité provádět statistickou práci, Rosavtodor a Rosasfalt by měli začít shrnovat zkušenosti s používáním teplých asfaltobetonových směsí v Rusku za účelem vypracování doporučení pro další rozvoj TAB.
