Zdraví, bezpečnost a životní prostředí

K tématu zdraví, bezpečnost a životní prostředí (sekce 5B) bylo na kongres Eurasphalt & Eurobitume 2016 zasláno 21 příspěvků, z nichž šest bylo vybráno k ústní prezentaci. Sekcí provedla zpravodajka sekce Karin Hennung ze Švédska, která představila klíčové otázky obsažené v příspěvcích této sekce.

Ty se zabývaly třemi hlavními směry: povrchovými vlastnostmi vozovek (protismykovými vlastnostmi a hlučností), vlivem asfaltového pojiva a asfaltových směsí na životní prostředí a zdraví a bezpečností pozemních komunikací.

Příspěvky uvedené v následujícím textu jsou většinou společnou prací širších autorských kolektivů, proto jsou zde označeny pouze pořadovým číslem, pod kterým jsou uvedeny ve sborníku kongresu.

Životní prostředí

Autoři článku č. 62 se zabývali využitím zpomalovačů hoření v asfaltových směsích určených pro silniční tunely. Zkoušky byly prováděny v laboratoři pomocí kónického kalorimetru na asfaltových směsích s různým obsahem zpomalovače hoření – na referenčním vzorku bez zpomalovače hoření, s obsahem 0,7 %, 1 % a 1,4 %. V laboratorních podmínkách byla také zjišťována toxicita a opacita kouře vznikajícího při hoření jednotlivých vzorků a šíření tepla v deskách ze zkoušených asfaltových směsí. Vybrané směsi byly položeny také ve speciálním tunelu pro požární zkoušky, kde bylo opět sledováno šíření tepla. U všech asfaltových směsí přidání zpomalovače hoření snížilo parametr rychlosti uvolňování tepla (HRR) a vedlo k rychlému poklesu teploty ve směsi během hoření. Kouř vznikající při hoření nedosáhl u žádné směsi nebezpečných hodnot obsahu toxických látek. U žádné směsi také nebylo zjištěno šíření ohně po povrchu. Autoři tedy soudí, že všechny zkoušené směsi jsou vhodné k použití v tunelech.

Článek č. 116 se věnuje emisím vznikajícím při zpracování asfaltové směsi s rejuvenátorem. Byla zkoušena různá dávkování rejuvenátoru a množství škodlivin uvolněné při různých teplotách. Ve srovnání s běžnou asfaltovou směsí přidání rejuvenátoru nevede k uvolnění dalších škodlivých látek, naopak vzniká nižší množství těžkých PAH (polycyklických aromatických uhlovodíků).

V článku č. 145 je řešen převod kategorizace asfaltových pojiv mezi německými předpisy (MAK Commission) a dokumentem IARC.

Příspěvek č. 245 se zabývá polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAH), které se uvolňují z asfaltových pojiv při výrobě asfaltových směsí a jejich zpracování. Zkoušeno bylo celkem 13 pojiv používaných v Brazílii. Každé pojivo bylo zahřáto na teplotu pro výrobu asfaltové směsi a na teplotu obvyklou při pokládce a byly zachyceny uvolněné výpary. Autoři zjistili, že množství PAH neroste vždy s teplotou a je nutné posuzovat každé pojivo individuálně.

PAH se zabývá také příspěvek č. 347. V současnosti je možné již stanovit obsah PAH s vysokou přesností, ale pro asfaltová pojiva je nutné určit přesný postup, aby bylo možné porovnávat výsledky z různých laboratoří. Při výrobě asfaltového pojiva je během destilace odstraněno množství PAH.

Autoři článku zjistili, že během oxidativního stárnutí pojiva se obsah PAH již nezvyšuje.

Autor článku č. 399 popisuje výsledky doposud dosažené v rámci projektu LE2AP (Low Emission2 Asphalt Pavement), který se zabývá novým přístupem k recyklaci asfaltových vozovek. V R-materiálu je důležité oddělení částic kameniva větších než 2 mm obsahujících velmi malé množství pojiva a částic menších než 2 mm, protože obsahují velké množství pojiva. Cílem je zvýšit efektivitu využití pojiva obsaženého v R-materiálu.

Hlučnost povrchu vozovky

Autoři příspěvku č. 53 na laboratorních deskách různých povrchů (AC 5 D LOA, SMA 8 LA a PA8) zkoušeli mechanickou impedanci určenou impulsním kladivem. Desky byly zkoušeny při různých teplotách povrchu od -10 °C do 30 °C.

Obrázek 3 – Korelace mezi charakteristickým maximem mechanické impedance a oblastí pod křivkou mechanické impedance pro všechny teploty

Snížením hluku pomocí vrstvy „drenážního litého asfaltu PMA“ se zabývají v příspěvku č. 94. Tato vrstva má max. velikost zrna 5 mm, křivka zrnitosti má mezeru mezi zrny 1 mm a 2 mm, vrstva je voděodolná a porézní na povrchu, aditiva přibližují viskozitu pojiva asfaltovým směsím za horka, teplota míchání je přibližně 200 °C, používají se běžné stroje na pokládku a válce se používají jen na uhlazení povrchu. Měření metodou CPX ukázalo snížení o 2,5 dB (A) oproti běžnému SMA 8. Měření metodou SPB představovalo snížení 1‒2 dB (A) proti SMA a 3‒4 dB (A) proti referenční hodnotě.

Obrázek 5 – Typické rozdělení mezer ve vrstvě PMA

Nové zařízení pro predikci hlučnosti povrchu vozovky je představeno v článku č. 230. Laboratorní zařízení IMPACT (Investigation Machine for Pavement Acoustic durability) simuluje opotřebení povrchu pomocí pojíždění speciální pneumatikou se svislým zatížením 4 kN a prokluzem 3 %. Funkčnost zařízení byla ověřena na dvou asfaltových směsích, na kterých bylo provedeno celkem 5 milionů pojezdů. Po určitém počtu pojezdů byly desky vždy ze zařízení odstraněny a byla zjištěna hlučnost povrchu. Protože není možné ji měřit laboratorně, tak byla stanovena pomocí modelu SPERoN (Statistical Physical Explanation of Rolling Noise), který vypočítává hladinu hlučnosti z parametrů povrchu vozovky (profil, akustická absorpce atd.). Výsledky prokázaly, že laboratorní simulace odpovídá reálnému vývoji hlučnosti povrchu vozovky. Zařízení ale nelze použít pro asfaltové směsi s vysokou mezerovitostí, protože nesimuluje znečištění vrstvy prachem apod. Simulace v laboratoři je zatím velmi zdlouhavá, 5 milionů pojezdů představuje pouze 2 roky běžného provozu.
V příspěvku č. 417 autoři popisují optimalizaci obrusné vrstvy vozovky vzhledem k vibračním účinkům dopravy přidáním pryžového granulátu.

Protismykové vlastnosti povrchu vozovky

V dalším příspěvku č. 52 se autorka zabývá zlepšováním protismykových vlastností povrchu dálnic v Turecku, uvádí požadavky na používané materiály do obrusných vrstev, na samotnou obrusnou vrstvu a výsledný povrch vozovky.

Autoři příspěvku č. 72 popisují vliv pneumatik s hroty na opotřebení vozovky, jak velký vliv má velikost a množství hrubého kameniva. Na posouzení použili zkoušku odolnosti proti otěru dle ČSN EN 12697-16 a zkušební metodu pro stanovení odolnosti proti opotřebení při používání pneumatik s hroty dle ČSN EN 13863-4 ve švédském výzkumném centru. S menším max. zrnem ve směsi stoupá opotřebení povrchu a pro asfaltové betony ještě výrazněji proti asfaltovému koberci mastixovému.

Obrázek 4 – Průměrné opotřebení povrchu (cm3) dle ČSN EN 12697-16

V příspěvku č. 143 je popsána spolupráce při měření protismykových vlastností povrchu vozovek mezi Německem a Nizozemsku. Správce pozemních komunikací v Nizozemsku se rozhodl dosud používanou metodu měření dle předpisu RAW 72 nahradit častěji využívaným způsobem měření boční síly.
Příspěvek č. 169 se věnuje analýze proměnlivosti protismykových vlastností povrchu vozovek v závislosti na teplotě a srážkách v průběhu roku. Data byla sbírána po 10 let pro měřicí zařízení SCRIM a po 4 roky pro druhý SCRIM, přičemž byly zvoleny kontrolní úseky se dvěma typy povrchů vozovky – nátěr a asfaltová směs za horka. Výsledkem byl lineární regresní model, kterým lze upravit měřená data součinitele podélného tření v průběhu roku na průměrnou roční hodnotu. Největší vliv na hodnotu SFC měla teplota a typ povrchu vozovky.

Obrázek 1 – Vývoj podélného součinitele tření SFC v závislosti na čase (proměnlivost měsíců v roce) pro dva typy povrchů

Autoři příspěvku č. 256 se zabývají využitím zkoušky zrychleného ohlazování podle EN 12697-49 jako jednoho z kritérií pro asfaltové směsi. Z 21 různých úseků byla získána zkušební tělesa pro stanovení součinitele tření po ohlazení. Odběr probíhal ve třech fázích – při laboratorním návrhu asfaltové směsi, při její výrobě na obalovně (zkušební tělesa byla zhotovena ve zhutňovači) a odběr vývrtu z hotové vozovky. Všechna zkušební tělesa byla ohlazena 270 000 pojezdy kuželíky a výsledky byly statisticky zpracovány. V závěru článku autoři příspěvku konstatují, že výsledná hodnota součinitele tření je ovlivněna způsobem odběru zkušebního tělesa a jeho výrobou. Také konstatují, že stále nejsou dostatečné zkušenosti pro nastavení minimálních hodnot součinitele tření po ohlazení.

Nové zkušební zařízení vyrobené v rámci projektu EU FP7 SKIDSAFE je představeno v příspěvku č. 290. Zařízení SR-ITD (Skid Resistance & Smart Ravelling Interface Testing Device) se skládá ze dvou částí – pohyblivého otáčivého nosiče vzorku s průměrem 390 mm a zatěžovacího rámu se třemi pryžovými koly. Tření vzniká změnou úhlu pryžového kola. Zařízení bylo vyvinuto na hodnocení povrchu materiálů nebo pneumatik v laboratoři v menším meřítku a zrychleným namáháním.

Obrázek 2 – Zkušební zařízení SR-ITD

V příspěvku č. 388 je popsána možnost ošetření povrchu vozovky hydrofobním nátěrem pro zlepšení sjízdnosti vozovek v zimních podmínkách.

Obrázek 6 – Chování kapičky vody na natřeném (vlevo) a nenatřeném (vpravo) vzorku asfaltového betonu

Bezpečnost pozemních komunikací

Příspěvek č. 233 se zaměřil možnosti zvýšení kontrastu mezi vozovkou a okolím kvůli zlepšení bezpečnosti provozu.
Příspěvek č. 336 se věnuje bezpečnosti v pracovních zónách.

Ing. Pavla Nekulová, Ing. Jaroslava Dašková, Ph.D., Vysoké učení technické v Brně

Poděkování:

Článek byl vytvořen v rámci řešení projektu č. LO1408 „AdMaS UP ‒ Pokročilé stavební materiály, konstrukce a technologie“ podporovaného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu „Národní program udržitelnosti I“.

Literatura:

[1] Radenberg M., Drewes B., Manke R. Noise reducing effect of new dense asphalt layers. E&E Congress 2016. Abstract 53.
[2] Ripke O., Ehler S. Innovative gussasphalt for noise reduction. E&E Congress 2016. Abstract 94.
[3] Snilsberg B., Saba R. G., Uthus N. Asphalt pavement wear by studded tires – Effects of aggregate grading and amount of coarse aggregate. E&E Congress 2016. Abstract 72.
[4] Mulry B., Brennan M. J., Sheahan J. N. The analysis and further development of a model for adjusting SCRIM skid resistance data for temperature and rainfall. E&E Congress 2016. Abstract 169.
[5] Khedoe R., de Bondt A., Villani M., Scarpas T. The development and use of the Skid Resistance and Smart Ravelling
Interface Testing Device. &E Congress 2016. Abstract 290.
[6] Ceylan H., Arabzadeh A., Sassani A., Kim S., Gopalakrishnan K. Innovative Nano-engineered Asphalt Concrete for Ice and Snow Controls in Pavement Systems. E&E Congress 2016. Abstract 388.