Asfaltové vozovky 09 ZÁVĚREČNÉ SHRNUTÍ POZNATKŮ Doc. Ing. Václav Hanzík, CSc. Pražské silniční a vodohospodářské stavby, a.s. 2009

Program k závěrečnému shrnutí Základní témata Recyklace za studena, ekologie nízkoteplotní asfaltové směsi, použití gumoasfaltových směsí, evropská normalizace. Další témata Navrhování a diagnostika vozovek, stavební materiály, provádění prací a údržba, nové asfaltové úpravy, povrchové vlastnosti. Asfaltové vozovky 09

Navrhování a diagnostika vozovek Velký význam analytických návrhových metod Důvody: změny materiálové základny, nové úpravy, rostoucí dopravní zatížení, změny klimatu – např. na Slovensku pokles indexu mrazu (obr. 1) [1.1]. Stálý význam diagnostiky vozovek Využívání klasických i zcela nových metod (statické zkoušky, dynamické zatěžovací zkoušky, georadar – FDW, dlouhodobé sledování povrchových vlastností) [2.9].  Nově: metodika S-PM (poměrná přetvoření, tlaková napětí a teploty na hotových vozovkách) [2.14]. Asfaltové vozovky 09

Obr. 1: Návrhové hodnoty indexu mrazu za roky 1950 až 1980 a 1970 až 2000 [1.1.] Asfaltové vozovky 09

Navrhování a diagnostika vozovek Velký význam analytických návrhových metod Důvody: změny materiálové základny, nové úpravy, rostoucí dopravní zatížení, změny klimatu – např. na Slovensku pokles indexu mrazu (obr. 1) [1.1]. Stálý význam diagnostiky vozovek Využívání klasických i zcela nových metod (statické zkoušky, dynamické zatěžovací zkoušky, georadar – FDW, dlouhodobé sledování povrchových vlastností) [2.9].  Nově: metodika S-PM (poměrná přetvoření, tlaková napětí a teploty na hotových vozovkách) [2.14]. Asfaltové vozovky 09

Stavební materiály Největší pozornost: asfalty a jejich zkoušení t.zn. modifikované asfalty podle účelu použití (RC asfalty [1.2] atd.), m.j. i Polybitume EP [1.3] multigradové asfalty nízkoviskózní druhy do MA (Mofalt 25NV) [4.5] Zkoušení: rozšiřování zkoušek DSR a BBR (i k hodnocení výroby), hledání korelací (obr.2) [3.10] nová aplikace DSR (přestávky v zatížení) [1.5] Přísady: vápenný hydrát (m.j. zvýšení odolnosti proti trvalým deformacím) [2.4] amidový vosk Licomont BS 100 – zlepšuje též přilnavost a odolnost proti mrazu a rozmrazování [2.5] Asfaltové vozovky 09

Obr. 2: Závislost horní kritické teploty na bodu měknutí [3.10.] Asfaltové vozovky 09

Stavební materiály Největší pozornost: asfalty a jejich zkoušení t.zn. modifikované asfalty podle účelu použití (RC asfalty [1.2] atd.), m.j. i Polybitume EP [1.3] multigradové asfalty nízkoviskózní druhy do MA (Mofalt 25NV) [4.5] Zkoušení: rozšiřování zkoušek DSR a BBR (i k hodnocení výroby), hledání korelací (obr.2) [3.10] nová aplikace DSR (přestávky v zatížení) [1.5] Přísady: vápenný hydrát (m.j. zvýšení odolnosti proti trvalým deformacím) [2.4] amidový vosk Licomont BS 100 – zlepšuje též přilnavost a odolnost proti mrazu a rozmrazování [2.5] Asfaltové vozovky 09

Provádění prací a údržba Málo nových informací úpravy OS – možnost snižování teplot nové technologické postupy hutnění – využití GPS snižování energetické náročnosti s uhelným prachem (obr. 3) [1.6] Zhodnocení zkušeností s SMA – nutno zajistit zlepšení [2.6]: zamezení vniku vody (průměrná mezerovitost ≤ 5% obj.) snížení mezerovitosti ACL a zamezení segregace omezit změny vlastností pojiv Doplňky k provádění spojení spár Bornit – Nahtflex [2.8] vyztužování vrstev u mostních závěrů pásy a žebry [2.3] Komplexní informace o údržbě vozovek na Slovensku [2.11] [2.12] Asfaltové vozovky 09

Obr. 3: Schéma výroby asfaltových směsí s použitím hnědouhelného prachu [ 1.6.] Asfaltové vozovky 09

Provádění prací a údržba Málo nových informací úpravy OS – možnost snižování teplot nové technologické postupy hutnění – využití GPS snižování energetické náročnosti s uhelným prachem (obr. 3) [1.6] Zhodnocení zkušeností s SMA – nutno zajistit zlepšení [2.6]: zamezení vniku vody (průměrná mezerovitost ≤ 5% obj.) snížení mezerovitosti ACL a zamezení segregace omezit změny vlastností pojiv Doplňky k provádění spojení spár Bornit – Nahtflex [2.8] vyztužování vrstev u mostních závěrů pásy a žebry [2.3] Komplexní informace o údržbě vozovek na Slovensku [2.11] [2.12] Asfaltové vozovky 09

Recyklace za studena Pokrok v rozvoji – zejména u kombinace: cement – emulze nebo pěnoasfalt snaha o zvyšování tuhosti – moduly až 11 000 MPa (obr. 4) [4.11] doplnění TP 170, doplnění parametrů únavy [4.10] optimalizace zkušebních metod: pevnost v příčném tahu, odolnost proti vodě (i mrazu ?), moduly tuhosti při reálném zhutnění zjednodušení předpisů – TP 208, TP 209 [4.7] [4.6] Problémy: zhutňování, vysoká mezerovitost, použití ve městech Informační systém stavebně-demoličních a průmyslových odpadů (katalogy) [4.8] Recyklace za horka ve SRN [1.2] Asfaltové vozovky 09

Obr. 4: Závislost modulu tuhosti a teploty směsí recyklace za studena [ 4.11.] Asfaltové vozovky 09

Recyklace za studena Pokrok v rozvoji – zejména u kombinace: cement – emulze nebo pěnoasfalt snaha o zvyšování tuhosti – moduly až 11 000 MPa (obr. 4) [4.11] doplnění TP 170, doplnění parametrů únavy [4.10] optimalizace zkušebních metod: pevnost v příčném tahu, odolnost proti vodě (i mrazu ?), moduly tuhosti při reálném zhutnění zjednodušení předpisů – TP 208, TP 209 [4.7] [4.6] Problémy: zhutňování, vysoká mezerovitost, použití ve městech Informační systém stavebně-demoličních a průmyslových odpadů (katalogy) [4.8] Recyklace za horka ve SRN [1.2] Asfaltové vozovky 09

Ekologie Projednávané otázky: Důležité závěry: nebezpečí při použití asfaltů vyluhování odpadních materiálů použití environmentálních technologií Důležité závěry: problémy s emisemi vznikají až při vyšších teplotách, při běžných teplotách nikoliv [4.13] kožní a dýchací rakovinová onemocnění – neshledána dlouhodobá zdravotní rizika problémy s vyluhováním – u nestmelených vrstev a při skladování [4.21] asfaltové pojivo má těsnící funkci Plány s environmentálními technologiemi na Slovensku: pojiva nové generace (Végécol, Bituclair) více cementobetonových vozovek Asfaltové vozovky 09

Nízkoteplotní asfaltové směsi Vývoj probíhá i v ČR: zatím běžné technologie t.zn. Zeolit [4.3], Sasobit, Licomont, montánní vosky snížení teplot: do 30°C sledování funkčních charakteristik (ČVUT, VUT) [4.2] [4.1] přísadou Sasobitu a Licomontu nedochází ke zhoršení nízkoteplotních vlastností [4.1] vývoj asfaltu Mofalt 25NV pro MA, možnost snížení teplot (220) – 230°C a zvýšení tuhosti (obr. 5) [4.5] Informace o 2. fázi snižování teplot (až 50°C): americko-francouzský systém Tempera/Evotherm DAT (vodní fáze s chemickými přísadami) [4.4] Asfaltové vozovky 09

Obr. 5: Výsledky zkoušky pojíždění kolem (TP 109, +40°C a +50°C) [ 4.5.] Asfaltové vozovky 09

Nízkoteplotní asfaltové směsi Vývoj probíhá i v ČR: zatím běžné technologie t.zn. Zeolit [4.3], Sasobit, Licomont, montánní vosky snížení teplot: do 30°C sledování funkčních charakteristik (ČVUT, VUT) [4.2] [4.1] přísadou Sasobitu a Licomontu nedochází ke zhoršení nízkoteplotních vlastností [4.1] vývoj asfaltu Mofalt 25NV pro MA, možnost snížení teplot (220) – 230°C a zvýšení tuhosti (obr. 5) [4.5] Informace o 2. fázi snižování teplot (až 50°C): americko-francouzský systém Tempera/Evotherm DAT (vodní fáze s chemickými přísadami) [4.4] Asfaltové vozovky 09

Použití gumoasfaltových směsí Hlavně mokrý způsob přípravy - s přidáním gumy do asfaltu (CRmB) Příprava v rafineriích: Apollobit R [4.15], Italský výrobek ARI (Skanska) [4.18], Mexfalt RM 45 [4.16] Problémy: malá stabilita pojiva, nutnost míšení, možnost krátkodobého skladování, vyšší výrobní teploty Možnost řešení: Innovalt [4.17] Komplexní informace VUT Brno [4.19] pojivo připravené u obalovny vesměs otevřené směsi vysoká odolnost proti únavě a vzniku trhlin (obr. 6 a 7) Všeobecně: zatím chybí dostatečná hygienická měření, ekologická hlediska, životnost úprav. Asfaltové vozovky 09

Obr. 6: Závislost tahového napětí na teplotě [ 4.19.] Asfaltové vozovky 09

Obr. 7: Povrch asfaltového koberce drenážního s CRmB po provedení pokládky v Praze (měřítko v milimetrech) [ 4.19.] Asfaltové vozovky 09

Použití gumoasfaltových směsí Hlavně mokrý způsob přípravy - s přidáním gumy do asfaltu (CRmB) Příprava v rafineriích: Apollobit R [4.15], Italský výrobek ARI (Skanska) [4.18], Mexfalt RM 45 [4.16] Problémy: malá stabilita pojiva, nutnost míšení, možnost krátkodobého skladování, vyšší výrobní teploty Možnost řešení: Innovalt [4.17] Komplexní informace VUT Brno [4.19] pojivo připravené u obalovny vesměs otevřené směsi vysoká odolnost proti únavě a vzniku trhlin (obr. 6 a 7) Všeobecně: zatím chybí dostatečná hygienická měření, ekologická hlediska, životnost úprav. Asfaltové vozovky 09

Nové asfaltové úpravy Projednávaná témata: asfaltové kompozity, směsi s vlákny, úpravy typu SMA Asfaltové kompozity – nedochází k modifikaci asfaltu ale k částečné náhradě asfaltu polymerem a zlepšení vlastností směsi [2.2] Směsi s vlákny – princip není nový, nové je sledování vlastností tj. odolnosti proti namáhání ve smyku, zlepšení modulů tuhosti a odolnosti proti šíření trhlin (obr. 8) [2.15] Úpravy typu SMA – vesměs s vlákny, lze snížit hlučnost, zvýšit životnost ložních vrstev a využít pro údržbu starých vozovek [1.7] Asfaltové vozovky 09

Obr. 8: Porovnávání naměřených hodnot dynamických modulů při 10 Hz [ 2.15.] Asfaltové vozovky 09

Nové asfaltové úpravy Projednávaná témata: asfaltové kompozity, směsi s vlákny, úpravy typu SMA Asfaltové kompozity – nedochází k modifikaci asfaltu ale k částečné náhradě asfaltu polymerem a zlepšení vlastností směsi [2.2] Směsi s vlákny – princip není nový, nové je sledování vlastností tj. odolnosti proti namáhání ve smyku, zlepšení modulů tuhosti a odolnosti proti šíření trhlin (obr. 8) [2.15] Úpravy typu SMA – vesměs s vlákny, lze snížit hlučnost, zvýšit životnost ložních vrstev a využít pro údržbu starých vozovek [1.7] Asfaltové vozovky 09

Povrchové vlastnosti V omezeném rozsahu – hlučnost a drsnost Hlučnost [4.19] – principiální okolnosti hlučnosti vhodné druhy povrchu (jemnozrnné úpravy, drenážní úpravy, nízká tuhost povrchu) další vhodné druhy směsí: SMA 8, SMA 5 s vysokou mezerovitostí, optimalizovaný MA, MA s porézním povrchem [1.7] povrch neřeší vše Drsnost – zlepšená drsnost na nehodových místech snížila nehodovost, vhodnost i z hlediska rentability nákladů (obr. 9) [2.13] Asfaltové vozovky 09

Obr. 9: Údržba Rocbindou na úseku č. 4 u Křižanovic [ 2.13.] Asfaltové vozovky 09

Evropská normalizace Nejvíce příspěvků – velké a rychlé změny v této oblasti [3.2] [3.1], řada vznikajících problémů, a to zejména při aplikaci funkčního přístupu: zkouška v triaxiálním přístroji (počet cyklů, velikost zatížení i frekvence) [3.7][3.9] rozdíly při stanovení modulu tuhosti (obr. 10) [3.8] problémy i s experimentálním přístupem (vliv odchylek na fyzikálně-mechanické vlastnosti, vliv hutnění na vodní citlivost atd.) [3.11] [3.13] Doporučení: zavedení funkčního přístupu až po dořešení problémů Asfaltové vozovky 09

Obr. 10: Výsledky měření modulu tuhosti pro směs ACP 22+ při teplotě 15°C [ 3.8.] Asfaltové vozovky 09

Evropská normalizace Nejvíce příspěvků – velké a rychlé změny v této oblasti [3.2] [3.1], řada vznikajících problémů, a to zejména při aplikaci funkčního přístupu: zkouška v triaxiálním přístroji (počet cyklů, velikost zatížení i frekvence) [3.7][3.9] rozdíly při stanovení modulu tuhosti (obr. 10) [3.8] problémy i s experimentálním přístupem (vliv odchylek na fyzikálně-mechanické vlastnosti, vliv hutnění na vodní citlivost atd.) [3.11] [3.13] Doporučení: zavedení funkčního přístupu až po dořešení problémů Asfaltové vozovky 09

Evropská normalizace - pokračování Asfalty – další změny, zavedení specifikace multigradových asfaltů [3.3] příprava na 2. generaci EN; vychází se z vlastností při vysokých i nízkých teplotách, stárnutí a trvanlivosti - využití RTFOT (obr. 11) [1.4] Problémy se zajišťováním zkoušek protismykových vlastností a rovnosti povrchu (EN 13036) – zatím malý přínos [3.5]. Asfaltové vozovky 09

Obr. 11: Výsledky ze zkoušek (3-násobná metoda RTFOT) pro stanovení odolnosti proti stárnutí – relativní kritérium pro nárůst bodu měknutí asfaltu 70/100 [ 1.4.] Asfaltové vozovky 09

Evropská normalizace - pokračování Asfalty – další změny, zavedení specifikace multigradových asfaltů [3.3] příprava na 2. generaci EN; vychází se z vlastností při vysokých i nízkých teplotách, stárnutí a trvanlivosti - využití RTFOT (obr. 11) [1.4] Problémy se zajišťováním zkoušek protismykových vlastností a rovnosti povrchu (EN 13036) – zatím malý přínos [3.5]. Asfaltové vozovky 09

Závěr Shrnutí potvrdilo mimořádný rozsah informací i kvalitu příspěvků, potvrzen značný vývoj v oblasti asfaltových vozovek i současný trend tj.: snaha o zvyšování životnosti, hlavně vrstev krytů optimalizace v navrhování konstrukcí, snižování energetické náročnosti rychlejší a efektivnější způsoby oprav vozovek snahu o rozsáhlé snižování výrobních teplot směsí využívání odpadních surovin, recyklace, použití environmentálních technologií vývoj a použití gumoasfaltových směsí zlepšování povrchových vlastností, zejména snížení hlučnosti další vývoj nových asfaltových pojiv vývoj v evropské normalizaci – zejména zavedení norem 2. generace Asfaltové vozovky 09

Úkoly a cíle pro další rozvoj Větší využití diagnostiky, kontinuálně rozvíjet návrhové metody. Rozvíjet recyklaci za horka s vysokým podílem R-materiálu. Dále rozšířit zkoušení asfaltů funkčními metodami (s důrazem na stárnutí). Zlepšit kvalitu a životnost vrstev SMA. Dořešit technické problémy recyklace za studena. Všestranně podporovat vývoj nízkoteplotních asfaltových směsí. Dokončit probíhající fázi vývoje gumoasfaltových směsí (hygiena, ekologie atd.). Podporovat vývoj nových úprav (úpravy typu SMA, protihlukové úpravy) Ve zvýšené míře přispívat k normalizaci 2. generace EN, před zavedením zajistit důkladné prověření. Asfaltové vozovky 09

DĚKUJI VÁM ZA POZORNOST Asfaltové vozovky 09