Konzervování asfaltových dopravních ploch

Údržbová metoda na konzervování asfaltových obrusných vrstev pomocí „GPM“ (Gilsonite Preservative Material), aniž by při aplikaci došlo ke změně stávající povrchové textury. Hlavní součástí této metody je Gilsonite, který je tvořen z více jak 99 % čistým přírodním uhlovodíkem, resp. zkamenělou ropou. Gilsonite je velice odolný proti působení faktorů, které způsobují zrychlené stárnutí asfaltového pojiva (oxidace, UV záření, klimatické vlivy) a současně proti vlivům fyzikálního namáhání. GPM proniká do stávající asfaltové vrstvy až do hloubky 10 mm, obohatí malténovou fázi pojiva a původní asfaltény a maltény ochrání před chemickými i fyzikálními vlivy, které způsobují stárnutí pojiva. Drenážní asfaltové vrstvy jsou tak pozitivně ovlivněny ve vztahu k jejich době užívání, aniž by přitom došlo ke ztrátě jejich původních vlastností. K významnému prodloužení doby užívání dochází zejména při včasném použití metody.

ÚVOD A HISTORIE

Na náhorní plošině amerického státu Utah leží uprostřed suché stepi obrovské zásoby extrémně čistého asfaltitu s vysokou tvrdostí. Tento asfaltit se s odborných kruzích nazývá „Gilsonite“ [1]. Ložisko zasahuje až k povrchu země, a proto nebylo okolo roku 1882 potřeba zkušeného geologa. Jeden z lovců kožešin našel Gilsonite a použil jej ze svého pohledu ke smysluplnému účelu – utěsnil sudy na whisky.

Dnešní způsob využití tohoto velmi cenného přírodního materiálu je zcela jiné. Již od sedmdesátých let minulého století je v USA používána technologie na konzervaci asfaltových materiálů pomocí Gilsonitu. Rovněž ve Velké Británii je tento materiál s více než padesátiletým využíváním v posledních 20 letech úspěšně aplikován. Logickým důsledkem úspěšného využití v uvedených zemích je snaha postupně zavádět konzervování asfaltových vrstev i v dalších evropských zemích.

Společnost POSSEHL Spezialbau je jednou z prvních stavebních firem na evropském kontinentu, která tuto pokrokovou metodu údržby asfaltových vrstev formou konzervace s vysoce kvalitním materiálem Everphalt nabízí. Zásadní skutečností je, že je prokazatelně používán výše uváděný Gilsonite z Utahu v USA, protože pouze materiál z tohoto ložiska díky své vysoké čistotě a relevantním vlastnostem poskytuje požadovaný efekt: prodloužení životnosti asfaltových dopravních ploch.

Na mezinárodních trzích je nabízen i Gilsonite z jiných zdrojů, jako např. z Iráku, Íránu, Kolumbie apod. Čistota a tomu odpovídající kvalita suroviny z těchto zemí však není na základě našich zkušeností srovnatelná se surovinou z Utahu. U alternativních materiálů je zejména výrazně vyšší obsah popela, který neumožňuje nebo umožňuje pouze částečné působení systému konzervace. Tato skutečnost vede pochopitelně k nespokojenosti koncového zákazníka.

V současné době jsou téměř všechny materiály chráněny proti vlivu zrychleného stárnutí, a proto jsou konzervovány: ocel je pozinkována, dřevo je tlakově impregnováno atd. Pouze silnice, které z národněhospodářského pohledu patří k vysoce cennému majetku, nejsou dosud dostatečně chráněny. Toto může a musí být změněno, protože silnice stejně jako fasády škol nebo jiných veřejných budov je nutné chránit! Vždyť i každý z nás se nějakým způsobem chrání – například použitím kosmetických výrobků chráníme naši pokožku. Technicky je tak prokazatelně možné téměř všechny asfaltové dopravní plochy konzervovat a tím zajistit jejich preventivní ochranu pro dlouhodobou funkčnost. Hospodárné nakládání s penězi daňového poplatníka je v tomto případě jeden z nejatraktivnějších argumentů pro rozhodnutí využít v konečném důsledku existující a funkční technologii.

Obdobné platí i pro dopravní plochy v majetku firem či v soukromém vlastnictví. Je naprosto zřejmé, že prodloužení očekávané doby životnosti, prodloužení cyklu a zajištění konstantních vlastností povrchové textury zejména u testovacích okruhů automobilových firem, má velký význam. Každý den znamená finanční přínos a automobiloví výrobci potřebují trvale stejné podmínky, aby závěry ze zkušebních jízd nebyly chybně vyhodnocovány. Stejná pravidla platí i pro testovací dráhy výrobců pneumatik. Proto i významní výrobci v tomto průmyslovém segmentu již řadu let využívají výhody konzervování asfaltových ploch.

DŮVODY PRO VYUŽITÍ KONZERVACE ASFALTOVÝCH PLOCH

V posledních letech se doba užívání i doba životnosti asfaltových vrstev z řady důvodů výrazně zkrátila.

Důležitým aspektem je pochopitelně i stárnutí asfaltového pojiva. Asfaltové směsi se skládají z cca 94 % fileru (kamenné moučky), jemného kameniva frakce < 2,0 mm (písku) a hrubého kameniva frakce > 2,0 mm (drtě) a dále z cca 6 % asfaltového pojiva (silniční nebo polymerem modifikovaný asfalt). Z těchto složek však pouze asfaltové pojivo podléhá zrychlenému přirozenému stárnutí, které vede již po několika letech k výrazným poruchám: vylamování zrn kameniva a tvorba trhlin vede následně k tvorbě výtluků a posléze i k úplné destrukci silničního tělesa. Zrychlené stárnutí asfaltové směsi z důvodu stárnutí kameniva se stářím v úrovni milionů let je prakticky vyloučené, a lze jej tedy z důvodů vzniku závad v podstatě vyloučit.

Je snaha tento vývoj různými postupy při obnově asfaltových vrstev zpomalit, ale tyto vrstvy stárnou výrazně rychleji, než jsou různé technologické postupy schopné proces stárnutí zpomalit či eliminovat.

Řešením je proto preventivní postup, který je znám z řady jiných oblastí: konzervace. Tento postup nabízí vyvážené vlastnosti s ohledem na ztužující působení a pozitivní chování za nízkých teplot. Konzervace asfaltových vrstev je prováděna formou postřiku stávajícího asfaltového povrchu při použití „GPM“ (Gilsonite Preservative Material). Konzervační prostředek přitom proniká do stávající asfaltové vrstvy v tloušťce cca 10 mm a současně dochází k vytvoření chemické vazby s původním pojivem. Tímto postupem ale nedochází ke změně textury povrchu vrstvy, takže i otevřené vrstvy s vyšší mezerovitostí si při včasné konzervaci zachovávají původní požadované vlastnosti.

Podstatnou součástí konzervačního prostředku je Gilsonite („Gilsonite“, resp. „Uintahite“ z Utahu v USA). Gilsonite je přírodní surovina, která se z více než 99 % skládá z čistého přírodního uhlovodíku, resp. ze zkamenělé ropy. Gilsonite obsahuje vysoký podíl malténů a jako konzervační prostředek je vysoce odolný proti vlivům oxidace a UV záření stejně a odolává i vlivům fyzikálního namáhání.

Díky těmto vlastnostem chrání konzervační prostředek asfaltové pojivo ve stávající asfaltové vrstvě proti přirozenému stárnutí. Typický proces degradace asfaltového pojiva je prokazatelně po několik let zastaven nebo výrazně zpomalen. Současně zabraňuje konzervace pronikání vody do asfaltové vrstvy a eliminuje tak její škodlivé působení.

Použití konzervačního prostředku probíhá v okamžiku, kdy ještě nedošlo ke vzniku žádných výraznějších závad nebo poškození asfaltové vrstvy, která má být konzervována. V závislosti na stavu povrchu a okamžiku konzervace lze zbývající užitnou dobu asfaltové vrstvy až zdvojnásobit.

Inovativní technologie AsKo je pro potenciální zadavatele stále zajímavější, protože využitím rychlé a ekonomicky výhodné technologie lze zamezit stárnutí asfaltového pojiva a tím i vzniku strukturálních závad asfaltové vrstvy.

V blízké budoucnosti se zvýší zejména význam této metody pro drenážní asfaltové vrstvy, protože u nich dochází k výrazně rychlejšímu stárnutí asfaltového pojiva. Ošetřené plochy mohou být max. 2 hodiny po provedení konzervace uvolněny opět pro běžný provoz. K tomu přistupuje skutečnost, že konzervaci lze cca po jednom roce opakovat. Technologie AsKo tak díky mnoha výhodám představuje velmi atraktivní alternativu ke klasickým údržbovým postupům.

Konzervování je preventivní opatření, které zpomaluje proces stárnutí asfaltového pojiva. Je zejména nutné zpomalit nárůst bodu měknutí KK v průběhu času a prodloužit tak dobu užívání asfaltové vrstvy do okamžiku, kdy dojde k výměně celé asfaltové vrstvy.

ROZSTŘIKOVAČ ASFALTOVÉHO POJIVA A ZAJIŠTĚNÍ KVALITY PROVÁDĚNÍ

Při konzervování jsou používány materiály, které lze nanášet postřikem prováděným rozstřikovačem asfaltových pojiv s obsahem ředidla. Toto zařízení musí umožnit nanesení dostatečného množství pojiva na povrch asfaltové vrstvy. V závislosti na požadavku může být plocha současně podrcena glazovaným drceným kamenivem (viz doporučení pro využití vedlejších produktů z elektráren v silničním stavitelství).

Tento speciálně vyvinutý rozstřikovač musí alespoň jedenkrát za rok, příp. vždy po větší opravě, být kalibrován v souladu s EN 12272-1. Pouze správná kalibrace zařízení umožní správné nastavení a tím dosažení potřebné přesnosti při aplikaci konzervačního prostředku. Proto je správná kalibrace základním požadavkem.

Pokud nelze dosáhnout rovnoměrného postřiku po celé délce rozstřikovací lišty, nelze v důsledku docílit požadované vlastnosti asfaltového povrchu. Proto lze doporučit, aby kalibrační protokol byl požadován již při podávání podkladů pro vypsanou veřejnou soutěž. Pokud není tento protokol doložen, je nutné zájemce ze soutěže vyloučit. V tomto případě lze pouze doporučit, aby nebyla hledána kompromisní řešení, protože správná kalibrace je indikátorem kvality pro vlastní provádění prací, a slouží tedy v konečném důsledku i k zajištění kvality provedených prací.

Na tomto základě mohou být následně dosaženy i doporučené hodnoty dávkovaných množství:

• konzervační prostředek 0,3 kg/m² až 0,8 kg/m²
• glazované drcené kamenivo (frakce 0,5 mm až 1,4 mm) 0,3 kg/m² až 0,5 kg/m²

PORUCHY ASFALTOVÉ VRSTVY A ÚČINNOST TECHNOLOGIE

Technologie jako drenážní koberce nebo SMA jsou díky trvanlivosti nebo snižující se akustické účinnosti díky ztrátě zrn kameniva v důsledku stárnutí stále více předmětem kritiky.

Laboratorní pokusy ukazují, že ztráta zrn kameniva v důsledku zmrazování a tání může být výrazně snížena při včasném použití technologie konzervování. Akustické vlastnosti zejména u drenážních koberců jsou v důsledku marginálního ovlivnění mezerovitosti ovlivněny pouze minimálně.

Konzervační prostředek se spojuje s volným asfaltovým pojivem na povrchu asfaltové vrstvy a chrání tuto vrstvu před klimatickými vlivy (vlhkost, sluneční záření apod.). Díky chemické vazbě se stává konzervační prostředek součástí ošetřované asfaltové vrstvy, vniká do kapilár a zamezuje pronikání povrchové vody i vzdušného kyslíku do asfaltové vrstvy. Tím dochází ke zpomalení procesu stárnutí asfaltového pojiva.

Konzervace asfaltové vrstvy dosahuje největší účinnosti na užitnou dobu asfaltové vrstvy v případě, že je provedena po 6 až 12 měsících po pokládce asfaltové obrusné vrstvy. Pozitivní vliv na zbytkovou užitnou dobu vykazuje konzervace i v případě, že je aplikována opakovaně. Opakování konzervace je v závislosti na dopravním zatížení a stavu asfaltové obrusné vrstvy možné vždy po 6 až 8 letech. Interní zkušenosti k opakovanému užití však nejsou u LBM RP aktuálně k dispozici.

Podobně jako u nové asfaltové vrstvy musí být i v případě konzervace počítáno s přechodným snížením drsnosti povrchu. Z tohoto důvodu je proto doporučeno provést měření drsnosti. Současně by příslušný úsek vozovky po konzervaci měl být označen dopravní značkou „Pozor! Nebezpečí smyku“ doplněnou omezením rychlosti.

DLOUHODOBÁ ÚČINNOST TECHNOLOGIE

Z výše uvedeného vyplývá, že očekávanou dobu užívání asfaltové vrstvy lze při použití technologie konzervace výrazně prodloužit. To v důsledku znamená méně staveb a tím i méně dopravních omezení a dopravních problémů. Tento aspekt je velmi důležitý zejména v intravilánu, kde dochází při každém omezení dopravy k nárůstu škodlivin (výfukových plynů) díky stojícím nebo pomalu jedoucím vozidlům. Postup konzervování vede též k upraveným cyklům údržby, což výrazně přispívá k ochraně surovinových zdrojů. Každá výměna asfaltové vrstvy tl. 4 cm neznamená pouze růst spotřeby kameniva a asfaltu, ale současně přináší i nárůst výfukových plynů při frézování a odvozu vybouraného materiálu, požadavky na ohřev kameniva při výrobě asfaltové směsi v obalovně včetně její dopravy na stavbu a následné zpracování.

Veškeré tyto faktory v dnešní době tak jednoznačně ukazují na důslednou potřebu konzervování a tím i využití výše uvedené technologie.

Sebastian Miesem
POSSEHL Spezialbau GmbH
Sprendlingen, Německo

LITERATURA:
[1] Giesel Verlag GmbH, Hannover 2018: Technické informace z oboru silničních staveb.