„Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (Empfehlungen zu gummimodifizierten Bitumen und Asphalten – E-GmBA) vydala Výzkumná společnost pro silniční stavitelství a dopravu (FGSV) v roce 2012. Tento předpis je pozoruhodný tím, že nevylučuje použití R-materiálu v asfaltových směsích modifikovaných pryžovým granulátem. Byla tak podstatně změněna zásada, uváděná v dřívějších technických předpisech (např. v ČR, v TP 148 Hutněné asfaltové vrstvy s asfaltem modifikovaným pryžovým granulátem z pneumatik, 2009, je v článku 4.5 stanoveno: „Přidávání R-materiálu se nedoporučuje“).

Předmětem nového předpisu je možnost přidávat do asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem R-materiál a jsou rovněž popsána veškerá souvisící opatření. Zásadně se při použití R-materiálu musí zachovávat ustanovení Technických dodacích podmínek pro asfaltové směsi pro výstavbu konstrukcí dopravních ploch (Technische Lieferbedingungen für Asphalt-mischgut für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen – TL Asphalt-StB 07/13), článek 3.1.1. Mezi jiným to znamená, že pro použitý materiál musí být provedena klasifikace podle Technických dodacích podmínek pro R-materiál (Technische Lieferbedingungen für Asphaltgranulat – TL AG-StB 09), která umožní zjistit homogenitu složení haldy R-materiálu v souvislosti s jeho maximálně možným přídavkem do asfaltové směsi.

Klasifikaci je zapotřebí přiložit jako přílohu k protokolu o zkoušce typu asfaltové směsi.

Metoda pro výrobu asfaltových směsí modifikovaných pryžovým granulátem se zřetelem na přídavek R-materiálu

V rámci provedení zkoušky typu se stanovuje přidávané množství R-materiálu do asfaltové směsi. V závislosti na druhu a typu asfaltové směsi může být případně nižší než maximální množství přidávaného R-materiálu, které vyplývá z klasifikace.

Ve výrobním procesu může rovněž dojít k nedosažení přidávaného množství R-materiálu, stanoveného ve zkoušce typu. Tento problém se objevuje např. na začátku výroby nebo v případě, že R-materiál vykazuje příliš vysokou vlhkost.

Při výrobě asfaltové směsi je rovněž zapotřebí pečlivě sledovat proměnlivé obsahy pojiva v R-materiálu v rámci rozpětí stanoveného v klasifikaci při výrobě asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem.

Aby asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem mohly dosáhnout konstantního stupně modifikace, doporučuje se z výše uvedených důvodů použití technologie suchého procesu. Při tomto procesu se pryžová moučka s přísadami nebo pryží modifikovaný asfaltový granulát přidávají přímo do míchačky obalovny. Tímto způsobem vzniká pojivo, označované jako GmBT (dále označováno v češtině používanou zkratkou CRmB – Crumb Rubber Modified Bitumen).

Hotový asfalt modifikovaný pryžovým granulátem lze rovněž používat, pokud předpokládaný R-materiál vykazuje velmi stejnoměrné homogenity (mj. zkouška vosků) a mohou být vyloučeny obměny přídavků R-materiálu do míchacího procesu. Dále je zapotřebí poukázat na zvýšenou viskozitu asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem, protože na základě pozdějšího smísení s asfaltem z R-materiálu se musí vycházet z vysokého stupně modifikace. Dané okolnosti je nutno přizpůsobit technickým možnostem obalovny.

U asfaltových směsí modifikovaných pryžovým granulátem má stupeň modifikace bezprostřední vliv na vlastnosti asfaltové směsi, zejména na mezerovitost zkoušenou na asfaltových zkušebních tělesech. Změny jsou jednak důsledkem změněné viskozity pojiva v závislosti na stupni modifikace, jednak přítomnosti pryžových částic, které v procesu míchání nebyly úplně rozpuštěny, a tím působí v asfaltové směsi jako doplňkové drobné kamenivo/filer.

Toto není u tradičních polymerem modifikovaných pojiv (PMB) podle požadavků Technických dodacích podmínek pro silniční asfalty a hotové polymerem modifikované asfalty, vydání: 07/13 (Technische Lieferbedingungen für Straßenbaubitumen und gebrauchsfertige Polymermodifizierte Bitumen – TL Bitumen-StB Ausgabe 2007/Fassung 2013) vyjádřeno ve stejné míře, protože změny vlastností asfaltové směsi je nutno vysvětlit výlučně na základě změněné viskozity pojiva.

V tabulkách 1 až 3 jsou znázorněny na příkladu asfaltové obrusné vrstvy ACO 11 S s požadovaným stupněm modifikace pojiva 10 % přednosti technologie suchého procesu v porovnání s technologií mokrého procesu při obměňovaném množství přidávaného R-materiálu, případně při kolísání obsahu pojiva v R-materiálu.
Výpočtová porovnání podílu pryže při technologiích mokrého a suchého procesu (tabulky 2 a 3) ukazují zřejmě, že kolísání obsahu pojiva v R-materiálu v porovnání s kolísajícími přídavky R-materiálu má jenom malý význam.

Tabulka 1: Příklady modifikace pryžovým granulátem

Tabulka 2: Porovnání podílu pryžového granulátu u technologie mokrého procesu a technologie suchého procesu v závislosti na podílu R-materiálu v asfaltové směsi

Tabulka 3: Porovnání skutečného podílu pryže u technologie mokrého procesu a technologie suchého procesu v závislosti na kolísání obsahu pojiva v R-materiálu

Výběrové řízení

V rámci výběrového řízení je při povoleném použití R-materiálu nutno uvést základní asfalt pro výrobu CRmB. Přitom je nutno mít na zřeteli, že se základní asfalt skládá z asfaltu obsaženého v R-materiálu a předpokládaného množství přidaného čerstvého asfaltu. Důkaz musí být proveden na základě bodu měknutí metodou kroužek a kulička podle ustanovení v Technických dodacích podmínkách pro asfaltové směsi pro výstavbu konstrukcí dopravních ploch (TL Asphalt-StB 07/13), článek 3.1.1.

Asfalt modifikovaný pryžovým granulátem v technologii suchého procesu je rovněž nutno uvést podle tabulky 1 „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA).

Výběrové řízení by mělo být provedeno podle dále uvedeného standardu:

  • asfaltová obrusná vrstva z asfaltového betonu ACO 11 S;
  • na dopravních plochách třídy dopravního zatížení Bk3,2;
  • tloušťka pokládané vrstvy 4,0 cm;

s pojivem CRmB 25/55-55 podle „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA) a základním asfaltem 50/70.

V tabulce 4 je uvedeno, která asfaltová pojiva v závislosti na třídě dopravního zatížení/druhu dopravní plochy se doporučují pro modifikaci pryžovým granulátem technologií suchého procesu jako základní pojiva.

Tabulka 4: Doporučené základní asfalty pro modifikaci pryžovým granulátem

Stupeň modifikace

V „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA) jsou v tabulce 1 uvedeny vlastnosti a směrné hodnoty pro asfalt modifikovaný pryžovým granulátem – jak pro technologii mokréh

o procesu, tak pro technologii suchého procesu. Při použití R-materiálu lze tyto charakteristické hodnoty prokázat jen velmi nákladně v rámci provedení zkoušky typu.Odpovídající základ zkušeností má vzniknout při dalším zpracování „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA). Dosud bylo vyjádřeno prostřednictvím výrobce asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem, případně pryžové moučky s přísadami, v jakém stupni modifikace lze dosáhnout vlastností a směrných hodnot, uvedených v tabulce 1 předpisu E-GmBA.

Doporučení by měl výrobce asfaltové směsi vyžadovat písemně, protože uvedené údaje mají velký význam pro provedení zkoušky typu.

Také pro pozdějšího dodavatele (stavební firmu) nebo zadavatele určité stavby je tento dokument velmi důležitý, protože přísada se projeví na viskozitě pojiva a tím i bezprostředně na zhutnitelnosti asfaltové směsi. Je rovněž nutno plánovat použití vhodných strojních zařízení. Stupeň přísady (v % hmotnosti) u pryžové moučky s přísadami, případně u asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem, by měl být proto obsažen v osvědčení o vhodnosti použití výrobku do stavby.

Má-li být na rozdíl od těchto doporučení použit asfalt modifikovaný pryžovým granulátem (CRmB), je i v tomto případě nezbytné odsouhlasit s výrobcem pojiva, s kterým základním asfaltem a s kterým stupněm modifikace R-materiálu, předpokládaného pro použití, má být dosaženo charakteristik asfaltu uvedených v tabulce 1 „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA).

Zkouška typu

V rámci zkoušky typu se výpočtem zjišťuje maximálně možný přídavek R-materiálu. Jednak se vypočítá maximální přidávané množství, které vyplývá z rozpětí charakteristických hodnot R-materiálu, jednak je zapotřebí prokázat, že bod měknutí metodou kroužek a kulička výsledného pojiva z R-materiálu a čerstvého pojiva odpovídá požadovanému základnímu asfaltu. Proto může být zkoumán pouze podíl základního asfaltu, tedy obsah pojiva asfaltové směsi při odečtení podílu pryžové moučky s přísadami, případně asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem.

Přitom může také zde být použit buď asfalt se stejnými specifikacemi jako požadovaný základní asfalt, nebo asfalt, který je maximálně o jeden druh měkčí než požadovaný základní asfalt.
K provedení zkoušky typu bude nutný asfalt modifikovaný pryžovým granulátem, vyrobený podle přílohy B „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA). Přitom je nutno mít na zřeteli, že u těchto vyrobených přidávaných pojiv je zapotřebí předpokládat vyšší stupeň modifikace, protože se požadovaný celkový obsah pojiva stanovuje teprve v průběhu zkoušky typu pomocí pozdějšího přídavku R-materiálu. Při změně obsahu pojiva během zkoušky typu je nutno pro každý bod míchání samostatně vypočítat modifikaci pojiva a upravit podle něho výrobu. Charakteristické hodnoty asfaltu jsou u tohoto pojiva určeny pouze ke shromažďování zkušeností a měly by být omezeny na zkoušku bodu měknutí metodou kroužek a kulička, penetraci jehlou a vratnou duktilitu. Tyto charakteristické hodnoty je nutno uvést v protokolu o zkoušce typu.

Dále uvedené tabulky 5 až 7 například uvádějí postup výpočtu pro stanovení stupně modifikace asfaltu k provedení zkoušky typu.

Tabulka 5: Příklady vstupních veličin pro stanovení stupně modifikace

Tabulka 6: Postup výpočtu pro stanovení maximálního přídavku R-materiálu; výpočet na základě bodu měknutí metodou kroužek a kulička

Tabulka 7: Příklad výpočtu pro stanovení stupně modifikace

Protokol o zkoušce typu

Protokol o zkoušce typu by měl navíc obsahovat kromě požadavků uvedených v Technických dodacích podmínkách pro asfaltové směsi pro výstavbu konstrukcí dopravních ploch (TL Asphalt-StB 07/03), článek 4.1.4, a požadavků uvedených v „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA), článek 9.2, ustanovení o asfaltových pojivech modifikovaných pryžovým granulátem:

  • bod měknutí základního asfaltu metodou kroužek a kulička;
  • bod měknutí metodou kroužek a kulička pojiva, vyrobeného pro zkoušky typu;
  • penetrace jehlou pojiva, vyrobeného pro zkoušky typu;
  • vratná duktilita pojiva, vyrobeného pro zkoušky typu;
  • bod měknutí metodou kroužek a kulička znovuzískaného pojiva ve zkoušce typu;
  • vratná duktilita znovuzískaného pojiva ve zkoušce typu.

Osvědčení o vhodnosti použití výrobku do stavby

„Osvědčení o vhodnosti použití výrobku do stavby“ by mělo kromě požadavků uvedených v Doplňujících technických smluvních podmínkách a směrnicích pro stavbu konstrukcí dopravních ploch z asfaltových směsí (ZTV Asphalt-StB 07/13, článek 2.3.2) a požadavků uvedených v „Doporučení pro asfalty a asfaltové směsi modifikované pryžovým granulátem“ (E-GmBA), článek 9.5, navíc obsahovat dále uvedená ustanovení:

  • druh a typ základního asfaltu; při použití R-materiálu je to typ výsledného pojiva z R-materiálu a přidaného čerstvého pojiva;
  • druh a typ pojiva modifikovaného pryžovým granulátem;
  • přídavek pryžové moučky s přísadami, případně asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem v % hmotnosti;
  • bod měknutí metodou kroužek a kulička pojiva znovuzískaného ve zkoušce typu;
  • obsah nerozpustného pojiva z pryže ve zkoušce typu.

Pro informaci a shromažďování zkušeností by měly být obsaženy další doplňkové údaje:

  • přidané množství pryžové moučky s přísadami, případně asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem v %, vztaženo na celkový obsah pojiva;
  • použitý extraktor (uzavřené zařízení); údaje o použitých postupech promývání a sušení, případně o příslušných dobách při znovuzískání pojiva.

Shrnutí

Doporučení a postupy představené v tomto článku prokázaly, že použití R-materiálu v asfaltových směsích modifikovaných pryžovým granulátem je v podstatě možné. Druh a stupeň modifikace závisí přitom v podstatě na kvalitě R-materiálu, volbě základního asfaltu, použitém pryžovém výrobku a technickém vybavení obalovny. Je vždy zapotřebí mít na zřeteli specifika této technologie při výběrovém řízení, provedení zkoušky typu a výrobě asfaltové směsi.

Literatura:

[1] Asphalt 2017, č. 5, str. 32
[2] ČSN 65 7222-2 Asfalty a asfaltová pojiva – Silniční modifikované asfalty – Část 2: Asfalty modifikované pryžovým granulátem, únor 2018
[3] TP 148 Hutněné asfaltové vrstvy a asfaltem modifikovaným pryžovým granulátem z pneumatik, 2009