Silnice mosty 2023, 4, 21–24
Ing. Petr Mondschein, Ph.D., ČVUT v Praze, Fakulta stavební
Jubilejní XV. ročník konference Asfaltové vozovky nesl motto „Po asfaltu z krize ven“. Následující text prezentuje nejen odborné závěry, shrnutí a zhodnocení konference, ale i statistiku příspěvků a odborných vystoupení.
Program dvou dní konference byl rozdělen opět do tří tematických okruhů: 1. Zkoušení materiálů a konstrukcí vozovek, 2. Výstavba, údržba a opravy asfaltových vozovek, 3. Udržitelnost a digitalizace u asfaltových vozovek. V rámci konference, resp. sborníku, který byl zpracován, bylo prezentováno 35 příspěvků. Jedná se o další mírný pokles ve srovnání s předchozím ročníkem, který proběhl v roce 2021. Nejvíce příspěvků bylo odevzdáno do tématu č. 3, kde bylo představeno 13 příspěvků. Ve sborníku naleznete příspěvky autorů z 12 zemí. Jedná se o autory z České republiky (19 příspěvků), Německa (7 příspěvků), Rakouska (3 příspěvky), Slovenska (2 příspěvky), Tuniska (1 příspěvek), Francie (1 příspěvek), Finska (1 příspěvek), Maďarska (1 příspěvek), Švédska (1 příspěvek), Slovinska (1 příspěvek), Itálie (1 příspěvek) a Velké Británie (1 příspěvek). Na konferenci se opět prezentovalo mnoho odborníků z univerzitního prostředí, ti spolupracovali na 9 příspěvcích, zastoupeny byly ČVUT v Praze, Fakulta stavební a VUT v Brně, Fakulta stavební. Z uvedené statistiky vyplývá, že konference Asfaltové vozovky je významnou odbornou akcí, respektovanou odbornou veřejností v České republice, ale i v okolních státech Evropy. Jaká témata rezonovala konferencí? Pokusím se v následujícím textu stručně shrnout obsah příspěvků, myšlenky autorů prezentující své výsledky výzkumu či zkušenosti z praxe.
Shrnující příspěvek k asfaltovým vozovkám však nemusí reflektovat jen obsah a dění na samotné konferenci, ale může shrnout i významné milníky, které se v oblasti asfaltových technologií mezi oběma ročníky konference udály. Z mého pohledu stojí za zmínku čtyři následující body: problematika nedostatku kameniva pro výstavbu dopravní infrastruktury, aktualizace normy ČSN 73 6121 Stavba vozovek – Hutněné asfaltové vrstvy – Provádění a kontrola shody, vydání nové vyhlášky č. 283/2023 Sb., o stanovení podmínek, při jejichž splnění jsou znovuzískaná asfaltová směs a znovuzískaný penetrační makadam vedlejším produktem nebo přestávají být odpadem, a aktualizace TP 170 Navrhování vozovek pozemních komunikací. Nedostatek kameniva pro dopravní stavby je dlouhodobě zmiňován odbornou veřejností. Na toto téma byla vypracována na žádost Úseku kontroly a kvality staveb Ředitelství silnic a dálnic ČR pod vedením Těžební unie Studie dostupnosti kameniva pro plánované stavby dálnic a silnic I. třídy a železniční infrastruktury. Na Silniční konferenci 2023, pořádané Českou silniční společností v Ostravě, proběhla panelová diskuse ministra dopravy Martina Kupky se zástupci zhotovitelů a Těžební unie na shodné téma. Na konferenci Asfaltové vozovky 2023 se tomuto závažnému tématu věnoval příspěvek [3.1]. Z jeho závěrů lze konstatovat následující: „Rozložení jednotlivých využívaných ložisek štěrkopísků a drceného kameniva je velmi nerovnoměrné. V kontextu závěrů studie lze očekávat nedostatek kameniva už v poměrně krátkodobém časovém horizontu, neboť zásoby některých ložisek jsou časově omezené“. Přes všechny snahy o využívání recyklace, zvyšování objemů recyklace není možné ze strany státu rezignovat na rozšiřování stávajících těžebních prostor a neotvírání nových zdrojů. Tento postoj nás v budoucnu bude stát vysoké finanční prostředky na výstavbu a opravu dopravní infrastruktury a budeme muset ustoupit z principů udržitelnosti, trvanlivosti a kvality.
Od dubna roku 2023 platí nové znění normy ČSN 73 6121 Stavba vozovek – Hutněné asfaltové vrstvy – Provádění a kontrola shody, kterou lze považovat, vzhledem k jejímu obsahu, za asfaltérský zákon č. 1. Cílem aktualizace normy bylo znění některých jejích částí dostat do souladu s normou ČSN 73 6120 Stavba vozovek – Ostatní asfaltové vrstvy – Provádění a kontrola shody, umožnit využití R-materiálu ve větším množství v nově vyráběných asfaltových směsí, a to i ve směsích s modifikovanými pojivy, a provést další změny ve znění normy. Ze strany investora a projektanta je největší změnou zrušení asfaltových směsí typu ACO 11 S a ACO 16 S. Tato změna bude mít výrazný vliv na zvýšení výroby a realizaci asfaltové směsi typu SMA kvality S v obrusných vrstvách dálnic a silně zatížených silnic I. třídy. Je otázkou, zda bude všude a vždy vhodná realizace asfaltové směsi SMA 11 S nebo SMA 16 S, a to i v místech, kde působí odstředivé síly, či pomalu se pohybující nákladní doprava s mnoha rozjezdy a zastaveními. Bude nutné detailně se zaměřit na tuto změnu, v krátké době, bude-li nutné, ji vyhodnotit a případně zareagovat doplněním možnosti využít i jiné typy asfaltových směsí v obrusných vrstvách zatížených komunikací, a to i s tím závěrem, že se budeme muset vrátit ke směsím typu ACO 11 S nebo ACO 16 S, které bude nutné modifikovat tak, abychom omezili ta negativa, kvůli kterým jsme je z normy ČSN 73 6121 vyřadili. Větší výroba asfaltových směsí typu SMA 11 S bude zvyšovat tlak na už tak nedostatkovou frakci kameniva 8/11, což nás částečně vrací do problematiky popsané v předchozím odstavci.
Problematika životního prostředí byla jedním z témat konference. Nad rámec příspěvků bych se rád zmínil o nové vyhlášce č. 283/2023 Sb., o stanovení podmínek, při jejichž splnění jsou znovuzískaná asfaltová směs a znovuzískaný penetrační makadam vedlejším produktem nebo přestávají být odpadem. Ta nahradila vyhlášku č. 130/2019 Sb., o kritériích, při jejichž splnění je asfaltová směs vedlejším produktem nebo přestává být odpadem. Nová vyhláška již definuje materiál typu penetrační makadam a striktně jej odděluje ve svých podmínkách a pravidlech od asfaltových směsí. Co mi však na novém znění vyhlášky vadí, je její složitost, nepřehlednost a možnost interpretace výsledků různým způsobem, a to v závislosti na počtu hodnocených vzorků, viz Tabulka č. 1.3 Přípustný počet vzorků překračujících nejvyšší přípustný celkový obsah polycyklických aromatických uhlovodíků pro zařazení do určité kvalitativní třídy v celkovém souboru směsných vzorků z konstrukční vrstvy nebo konstrukčního souvrství jedné posuzované plochy, kdy je možné ovlivnit konečné řešení rekonstrukce vozovky počtem zkušebních vzorků nebo velikostí plochy. Jasný výsledek se tak ztrácí ve výjimkách. Toto konstatuji i přes to, že tato pravidla umožní využití i horších zatřídění PAU v recyklaci za horka na obalovně.
Technické podmínky TP 170 Navrhování vozovek pozemních komunikací již čekají dlouho na svojí nivelizaci. Budu-li konstatovat, že od 1. 1. 2024 bude platit jejich nové znění i s volně přístupným softwarem, tak doufám, že nebudu lhát. Nové znění tohoto technického předpisu bude přehlednější, logičtější, reaguje na změny v normě ČSN 73 6121 a zejména reaguje na změnu dopravního zatížení, typu nákladních vozidel a jejich charakteristik. V tabulce 1 je uveden ilustrativní přehled změn skladeb konstrukcí vozovek netuhých vozovek pro TDZ S až V. U všech tříd dopravního zatížení dochází k nárůstu tlouštěk asfaltem stmelených vrstev, které jsou pro TDZ S až III kompenzovány snížením tlouštěk nestmelených konstrukčních vrstev. U konstrukcí pro TDZ IV až VI dochází k nárůstu celkové tloušťky konstrukce vozovky. Tyto změny mají za cíl zvýšit životnost konstrukcí vozovek vůči novým podmínkám zatížení od těžkých nákladních vozidel.
Posledním tématem mimo rámec konferenčních příspěvků bylo nevyužívání různých typů asfaltových směsí, které máme k dispozici. Odborná veřejnost pracuje zejména s katalogizovaným řešením, tj. obzvláště s konstrukcemi, které jsou uvedeny v TP 170. V projektech se tedy objevují pouze asfaltové směsi typu ACO, ACL, ACP, VMT a SMA, a to v unifikovaných řešeních i s příslušnou maximální velikostí zrna D v příslušné konstrukční vrstvě. V předpisu TP 170 je celá řada poznámek s možnými záměnami, které však standardní projektant nebude využívat. Pro zvýšení použití dalších asfaltových směsí, které díky svým vlastnostem umožní zvýšit životnost konstrukcí vozovek a trvanlivost vrstev, by bylo nutné vytvořit katalog alternativních konstrukcí s jednoduchým popisem jejich vhodného využití. Pro ilustraci je v tabulce 2 uveden přehled asfaltových směsí, které jsou definovány v normách ČSN 73 6120 a ČSN 73 6121.
Zkoušení materiálů a konstrukcí vozovek
První téma konference roku 2023 obsahovalo deset odborných příspěvků. Ty se týkaly jak zkoušení a modelování konstrukcí vozovek, tak i zkoušení a modelování chování jednotlivých materiálů, které se právě v konstrukcích vozovek používají.
Schéma konstrukce vozovky, jejího návrhu, použití, výstavby, údržby a opravy, by se dalo popsat řetězcem: diagnostika → modelování/návrh → materiály/realizace, údržba, opravy. Problematikou jednoduchého systému diagnostiky se zabývá příspěvek [1.8, 2.1]. Z mého pohledu je vhodné kombinovat sofistikované systémy hospodaření s vozovkou, jejichž cílem je sledovat stav sítí vozovek s úkoly financování jejich oprav, s jednoduchými systémy, které dokáží velmi rychle reagovat na lokální poruchy a při použití jednoduchých technologií prodloužit životnost a trvanlivost vozovek za nízkých finančních nákladů.
Všechny systémy SHV/PMS by měly pracovat s relevantními daty, to znamená, že na základě jednotlivých modelů známe chování materiálů či souvrství konstrukcí vozovek a jejich výsledky tak upřesňují vstupy právě do systémů SHV/PMS. Takové postupy ověřování chování konstrukčních vrstev a materiálů jsou uvedeny v článcích [1.7, 1.9, 1.10].
Zajímavý přístup k navrhování konstrukcí vozovek pro komunikace s nízkou rychlostí a logistické areály popisuje v [1.10] Ing. Fiedler. TP 170 zatím využívá pro návrh konstrukcí vozovek v intravilánu jednoduchý princip zvýšení dopravního zatížení na dvojnásobek. V článku Ing. Fiedlera je naznačen postup, jak by se mohla česká návrhová metoda využít i při návrhu konstrukcí vozovek s konkrétními definovanými okrajovými podmínkami, tj. rychlostmi, kdy by bylo možné využít výsledky laboratorních měření charakteristik asfaltových směsí v širokém spektru zatěžovacích frekvencí a teplot. Touto problematikou se zabývá příspěvek autorů z FSv ČVUT v Praze [1.3], kde jsou porovnávány moduly tuhosti asfaltových směsí stanovené všemi metodami, které máme nyní k dispozici. Právě tyto výsledky by bylo možné použít při návrhu konstrukcí vozovek pro nestandardní okrajové podmínky.
Právě okrajové podmínky ovlivňují výsledky měření, výsledky laboratorních zkoušek, a i změna okrajových podmínek zkoušek, které jsou v souladu s normovanými postupy, nám mohou výrazně ovlivnit konečnou hodnotu zkoušky. Tímto problémem, který je svým způsobem dán každému měření, se zabývají autoři z VUT v Brně v článku [1.1].
V dalších příspěvcích tématu Zkoušení materiálů a konstrukcí vozovek se autoři zabývali charakteristikami dalších materiálů, jako jsou asfaltová pojiva a asfaltové emulze [1.2], asfaltové směsi typu SMA s nestandardními nosiči pojiva [1.5] nebo celých konstrukčních systémů s výztužnými kompozitními systémy [1.6].
Výstavba, údržba a opravy asfaltových vozovek
Toto druhé téma konference šlo v ruku v ruce s prvním tématem. Zabývalo se problematikou diagnostiky vozovek a predikčními metodami [1.8, 2.1, 2.2, 2.3], technologiemi výroby, dopravy a pokládky [2.7, 2.8], materiálovou základnou [2.4, 2.5, 2.6, 2.9, 2.11] a zkušenostmi s novými technologiemi [2.10].
Již v předchozím odstavci byla zmiňována nutnost existence SHV/PMS, monitorování stavu silniční sítě, a to jak v rozsahu délky sítě, tak v širokém rozsahu vlastností samotných silnic a komunikací, které ovlivňují bezpečnost, životnost a technologický postup údržby a její opravy. Stále se objevují nové metody sledování stavu silniční sítě v online procesu [2.1]. Tyto metody mohou pomoci v preventivních zásazích jednoduché údržby, mohou predikovat místa silniční sítě, které se nechovají standardně a kterým je nutné klást zvýšenou pozornost. Všechny tyto postupy pak v pozitivním důsledku snižují náklady na stavební práce a údržbu sítě pozemních komunikací.
Nesmíme zapomenout ani na bezpečnost silničního provozu. V materiálové problematice obrusných vrstev se jedná o protismykové vlastnosti povrchů vozovek [2.3]. Znovu je důležité zdůraznit, jak nutné je znát chování různých povrchů v čase, predikovat změnu jejich vlastností dostatečně brzo a reagovat na ni příslušnými technickými opatřeními. Problematika protismykových vlastností povrchů asfaltových vozovek je spojena i s problematikou nedostatku kameniva, jelikož nemůže řešit problematiku kameniva jen z pohledu objemů, které stavba potřebuje, ale i z hlediska kvality kameniva, které je potřebné zabudovat do příslušných konstrukčních vrstev. A zde je tento stav ještě horší, kdy pro určité technologie nebude existovat zdroj kameniva nebo ho bude nutné dovážet pro konkrétní stavby z velkých vzdáleností s negativním dopadem na cenu stavebního díla a s negativním dopadem na životní prostředí.
Firmy paradoxně řeší snižování dopadu technologie dopravy na životní prostředí [2.7] nebo vyvíjejí nové přísady, které snižují uhlíkovou stopu [2.11], avšak díky nedostatku kvalitních materiálů budou celkové vozokilometry dopravy stavebních hmot narůstat. Proto je nutné hledat neotřelá řešení, vracet se i k principům, které byly využívány v minulosti, ale s novými možnostmi jejího použití. Striktně se držíme používání asfaltových směsí v obrusných vrstvách s maximální velikostí zrna 8 mm nebo 11 mm, v ložních a podkladních vrstvách s maximální velikostí zrna 16 mm nebo 22 mm. Autoři příspěvků [2.4, 2.5] dokládají, že existují i další cesty, které mohou mít pozitivní vliv na trvanlivost a životnost konstrukcí vozovek a díky svému složení mohou zároveň snížit tlak na nedostatkové frakce kameniva, které se vzhledem k technologii výroby nejméně získávají z výroby, např. frakce kameniva 8/11. Pro své aplikace využívají dostupnější široké frakce kameniva.
Důležitým aspektem je předávání zkušeností s technologiemi, aplikacemi, materiály v reálném provozu, tzn. předávání zkušeností z pokusných, pilotních či jiných úseků. Tyto informace je možné čerpat například z příspěvků [2.5, 2.10, 3.2, 3.4, 3.11].
Udržitelnost a digitalizace u asfaltových vozovek
Udržitelnost a digitalizace bylo rezonující téma nejen této konference, ale posledních několika roků v České republice, v Evropě a ve světě. V České republice je hlavním směrem v oblasti cirkulární ekonomiky, opětovného použití materiálů a recyklace, využití R-materiálu v za horka vyráběných asfaltových směsích, ale i za studena vyráběných hydraulicky stmelených směsích, kde je matricí vyfrézovaný nebo vybouraný R-materiál. Mezi příspěvky na konferenci Asfaltové vozovky se objevily i články, které popisují využití R-materiálu nejen v horkých technologiích, ale i v technologiích vyráběných za studena [3.6] nebo v kalových vrstvách [3.7].
Hlavní důraz je opět kladen na maximalizaci využití R-materiálu v jakýchkoliv technologiích, v rámci této konference byl kladen důraz na technologie vyráběné za horka. Výhodou asfaltových vozovek je jejich znovupoužití, a to i 100% recyklace [3.4, 3.6, 3.10]. K tomuto přístupu nás opět nutí nedostatek neobnovitelných zdrojů, cenová politika výrobců, politika investorů, ale i nutnost předcházet skládkování, tedy využití zpětně získaných materiálů do konstrukcí vozovek. Samotná technologie recyklace má jeden výrazný nedostatek. Je velmi těžce kontrolovatelná a její úspěšnost v realizacích je závislá na správném nakládání s R-materiálem, s použitím vhodných technologií, např. rejuvenátorů [3.8, 3.9]. Opačné chování může mít okamžitý finanční přínos pro výrobce asfaltových směsí, ale velmi brzo se projeví na poruchách a chování vozovek, u kterých nebyla dodržena technologická kázeň. Ta se velmi těžko prokazuje. Nedostatečný technický přístup producentů asfaltových směsí by mohl mít negativní dopad na kvalitu, a proto je nutné opakovaně vzdělávat odbornou veřejnost v této oblasti. Okamžitý zisk nesmí převládnout nad dlouhodobými přínosy recyklace, resp. znovupoužití materiálů v silničním stavitelství.
Významným trendem v oblasti udržitelnosti silničního hospodářství je dekarbonizace a snížení uhlíkové stopy. Jednou z možných cest, jak se přiblížit k cíli je využívání technologie nízkoteplotních směsí. Touto tématikou se zabývají autoři příspěvků [3.9, 3.10]. Je nutné doplnit, že směsi vyráběné za snížených teplot musí vykazovat stejné vlastnosti či lepší než ty standardní. V opačném případě by došlo při nutnosti zvýšení konstrukčních tlouštěk vozovek k nárůstu spotřeby materiálu, a tedy ke zvýšení uhlíkové stopy výstavby pozemních komunikací.
V tématu Udržitelnost a digitalizace asfaltových vozovek nelze opomenout již dlouhodobě prezentovanou problematiku asfaltových směsí snižující valivý hluk na kontaktu pneumatika-obrusná vrstva. Tentokrát se autoři příspěvku [2.2] zaměřili na dlouhodobé změny hlučnosti povrchů vozovek v čase. Problematika optimalizovaných povrchů z hlediska hlučnosti nadále akceleruje i s ohledem na „Green Deal“, který prozatím prosazuje výhradně elektromobilitu vozidel, u kterých efekt snížení celkové generované hlukové zátěže ze silničního provozu dochází již od rychlostí 20 km/h, čímž se významně zvýší důležitost povrchu a stavu pozemní komunikace.
Tématu digitalizace se věnovaly letošnímu ročníku konference pouze dva příspěvky [3.12, 3.13], každý z jiného pohledu. Článek [3.12] je zaměřen na diagnostiku stavu vozovek, rychlé a chytré čtení poruch vozovek. Opětovně se tak vracíme k již několikrát zmiňovaným systémům SHV/PMS a jejich „krmení“ daty. Schopnost čtení a hodnocení dat za pomoci digitálních systémů umožňují sledování silniční sítě ve vetší míře a přibližování se tak sledování stavu sítě v online verzi. Důležitou podmínkou je však práce s výstupy a s jejich prezentací konečnému uživateli. Druhý článek [3.13] z oblasti digitalizace je zaměřen na proces výroby asfaltových směsí, její dopravy a pokládky za pomoci moderních digitálních nástrojů. Celý tento řetězec má za cíl zvýšit kvalitu prováděných prací s následným pozitivním dopadem na kvalitu provedení vozovek.
Závěr
Nejen samotná konference Asfaltové vozovky, ale i sborník konference mají opakovaně vysokou odbornou úroveň. Z prezentovaných informací určitě budete moci čerpat pro svou práci, a budete-li mít prostor, tak ten letošní s těmi minulými vám opět umožní sledovat vývoj v oblasti asfaltových technologií a materiálů. Kam se posouváme? Na co klademe důraz? Také v oblasti dopravní infrastruktury a silničních technologií se zájmem sleduji to, jak více a s větší potřebou si uvědomujeme omezenou míru finančních prostředků a materiálové základny, které můžeme investovat do nové výstavby a oprav, a hledáme takové technologie, postupy a řešení, která budou dlouhodobá, opakovatelná s co největším užitkem.
Dovoluji si Vás pozvat na další konferenci Asfaltové vozovky do Českých Budějovic v roce 2025.
