Recyklace za Studena: Moderní Technologie pro Silniční Stavitelství

Oblast technologií a pracovních postupů recyklace vozovek představuje jedno z aktuálně diskutovaných témat a stává se nezbytností moderního silničního stavitelství. Důvodem je úsilí a směřování evropské legislativy a celková strategie bezodpadové společnosti s definovanými kritérii konce odpadu (tzn. End-of-Waste Criteria), i postupně chápaná nutnost nabízející efektivní vícenásobné využití přírodních surovin při současném snižování energetické náročnosti a zlepšování užitných vlastností vozovek. Tyto trendy se postupně pravděpodobně budou prosazovat i v alternativách zadávání veřejných zakázek, které v současnosti je známo pod označením „Green Public Procurement“.

Recyklace za studena je soubor technologií, které ať už s použitím dalších komponent, či bez nich, využívají pro vytvoření konstrukční vrstvy vozovky recyklované kamenivo. V závislosti na vstupních materiálech a použitém pojivu je pak výsledná vrstva pozemní komunikace nestmelená, nebo stmelená. V případě nestmelených vrstev je recyklovaná vrstva parametry srovnatelná, jako by byla tvořena ŠD, nebo MZK, v případě stmelených vrstev pak jako SC, SH, SC C3/4 a to v závislosti na správném návrhu vrstvy a stanovené receptuře. Jako pojivo do stmelených vrstev je používán nejčastěji cement v kombinaci s asfaltovou emulzí, nebo pěnoasfaltem.

Recyklaci vozovek je v ČR pozornost věnována postupně od druhé poloviny osmdesátých let, kdy se začaly uplatňovat první výkonné silniční frézy a byly realizovány první úseky, u kterých vznikal frézovaný materiál. V zahraničí je samozřejmě technologie recyklace vozovek starší. Rozvoj recyklace za horka v Německu a ve Francii lze datovat sedmdesátými lety minulého století, technologie recyklace za studena, respektive principy využití obalení kameniva vhodným pojivem na bázi asfaltu bez potřeby jeho obvyklého ohřevu, jsou známé již z počátku šedesátých let minulého století.

Vrátíme-li se k problematice recyklování asfaltových vozovek za horka, lze konstatovat, že tato oblast je v zásadě technicky dobře rozvinutá, existuje řada zkušeností a zahraniční invence, přičemž při vhodném technickém vybavení obaloven lze v optimálních podmínkách dnes docilovat až 80% opětovného využití asfaltového R-materiálu v nové asfaltové směsi. Tato skutečnost samozřejmě musí ctít řadu předpokladů, podmínek a pravidel. Za překážky přitom nelze označit nedostatky ve zvládnutí jednotlivých technologií či málo výkonná zařízení.

Skupina těchto technologií se dnes stala již zavedeným standardem, který je normativně ošetřen technickým předpisem Ministerstva dopravy ČR, a to pod označením TP 208. Z našeho pohledu je toliko do určité míry škoda, že tyto technologie se rozvinuly v provedení in‑situ. Tento trend je sice pochopitelný - větší flexibilita, rychlost provedení, úspora při přepravě materiálů - nicméně nadále řeší pouze problematiku, kdy se investor/správce rozhodne provést rekonstrukci na místě s využitím materiálu zejména ložních a podkladních vrstev.

Čtěte také: Ochrana ovzduší a čištění plynů

V minimální míře jsou pak vyráběny směsi recyklace za studena v příslušných mix‑centrech. I zde však lze spatřovat velký potenciál, který by umožnil takové směsi využít jako substituenty za obvyklé vrstvy typu stabilizace či mechanicky zpevněné kamenivo. Výroba směsí v míchacích centrech, zpravidla mobilního charakteru, navíc umožňují mnohem větší variabilitu při inovačním rozvoji technologií recyklace za studena. Hlavní pozornost je v tomto ohledu věnována možnostem substituce některých tradičních pojiv, či zlepšování charakteristik směsí recyklace za studena přidáváním některých plniv, alternativních pojiv nebo přísad. Cílem se potom stává snaha dále zlepšit pevnostní charakteristiky, deformační chování, odolnost proti účinkům vody a mrazu nebo zlepšení únavového chování, pokud je u daných směsí měřitelné a má význam je analyzovat.

Technologie Recyklace za Studena na Místě

Recyklace za studena na místě je zjednodušeně řečeno technologický proces, kdy se při jednom pracovním cyklu rozpojí stávající konstrukční vrstva - nebo souvrství, vzniklá směs se zlepší potřebnými materiály a pojivy a znovu položí na vozovku. Srovnáním a zhutněním tak vzniká nová recyklovaná konstrukční vrstva. Pro realizaci rekonstrukce pozemních komunikací (dále jen PK) všech kategorií je využití této metody (vyjma ojedinělých případů) naprosto jedinečné.

V České republice se recyklace za studena začala ve větší míře využívat ve druhé polovině devadesátých let minulého století. Tehdy průkopnické firmy, které se zmíněnou technologií zabývaly, realizovaly své první úseky s vcelku velkými úspěchy. Postupem krátkého času získaly velké zkušenosti a poznatky s touto novou technologií a velmi rychle dovedly tuto technologii na vysoce kvalitativní úroveň. K této skutečnosti pomohlo samozřejmě i odpovídající strojní vybavení.

Doposud jsem se zmiňoval pouze o recyklaci podkladních konstrukčních vrstev PK (ŠD, CS, PM), avšak počátkem 21. století byla do České republiky „dovezena“ technologie recyklace za studena, specializující se na asfaltové vrstvy. Touto technologií bylo realizováno několik zkušebních úseků na vybraných komunikacích I. a II. tříd.

Samotné recyklaci předcházejí projektové práce. Jako pro každou jinou kvalitně zpracovanou projektovou dokumentaci je nutno vyhotovit diagnostický průzkum vozovky, která určí vhodnost použití této technologie. Těsně před zahájením prací se odeberou reprezentativní vzorky z konstrukční vrstvy vozovky, která je určena k recyklaci, a laboratoř vypracuje průkazní zkoušku, která určí, jaká pojiva budou použita a jejich přesné množství.

Čtěte také: Technologie IoT pro ovzduší

Princip recyklace za studena na místě je vcelku jednoduchý. Před samotnou recyklační kolonou, která se skládá z cisteren na vodu, asfaltového pojiva a samotného recykléru, je přímo na vozovku rozhrnut materiál (kamenivo, R-materiál) z důvodu zlepšení čáry zrnitosti výsledné směsi (pokud je to zapotřebí) a dále pak většinou hydraulické pojivo.

Na takto připravený povrch najede recyklační kolona, ve které v jednom pracovním cyklu dochází k rozpojení stávající konstrukční vrstvy frézovacím bubnem, kontinuálnímu dávkování přede­psaných množství vody a asfaltového pojiva v míchacím prostoru kolem frézovacího bubnu a následnou pokládku recyklované směsi na vozovku. Pokud je recyklér vybaven rovnací lištou, dochází k rovnoměrnému rozhrnutí směsi pomocí šneků před lištou, srovnání a předhutnění recyklované směsi. Pokud není vybaven touto lištou, následuje rozhrnování a rovnání recyklované směsi graderem.

Jako každý jiný materiál, ve kterém je použito hydraulické pojivo, je nutno recyklovanou vrstvu určitý čas ošetřovat vlhčením, a to zejména za teplého nebo větrného počasí. Po splnění všech kvalitativních podmínek dle TP 208 či jiného doplňujícího předpisu mohou být položeny nové asfaltové vrstvy.

Z environmentálního pohledu se jedná o velice příznivou technologii, jelikož její nároky vůči životnímu prostředí jsou naprosto minimální a je tak naplňována strategie o bezodpadové společnosti s definovanými kritérii konce odpadu (tzn. End-of-Waste Criteria). Díky hlavní myšlence a výhodě této metody nedochází k žádnému odtěžení stávajících konstrukčních vrstev, jejich odvozu a ukládání na skládky, což se v konečném důsledku promítá v efektivním vícenásobném využití přírodních surovin a je tak docilováno snižování energetické náročnosti a zlepšování užitných vlastností vozovek. Tím tak především nedochází k plýtvání nerostnými surovinami ani nadměrnému zatěžování přírody, včetně skládkování nepotřebného materiálu.

Pokud bychom uvažovali o rekonstrukci podkladní vrstvy vozovky, například v šíři sedmi metrů a délce jednoho kilometru, je reálné zrecyklovat celou tuto plochu v časovém horizontu dvou běžných pracovních směn. To samozřejmě při úvaze použití jedné recyklační kolony. Z hlediska současné situace, při provádění jednotlivých oprav technologií recyklace za studena na místě je zapotřebí zmínit, že tato metoda se v současné době dostává do pozadí. Největší boom zažívala tato technologie v letech 2000-2010. Avšak neprosazování tohoto způsobu je v přímém rozporu s výše uvedenou Evropskou normou 2008/98/EC, která klade vysoký důraz na snižování energetické náročnosti.

Čtěte také: Ochrana Přírody: Technologie a Metody

Vzhledem ke kvalitativním vlastnostem recyklací, stále ubývajícím nerostným surovinám (kámen, ropa, potažmo asfalt) je velice neekonomické a v mnoha případech až hloupé, že plýtváme něčím, co budeme do budoucna ještě hodně potřebovat a čeho je čím dál tím méně.

Výhody recyklace za studena na místě

• Snížení nákladů na opravy vozovek díky využití stávajícího materiálu.
• Minimalizace dopravních omezení během rekonstrukce.
• Ekologický přínos díky snížení spotřeby nových surovin a minimalizaci odpadu.
• Zlepšení technických vlastností vozovky, včetně únosnosti a odolnosti.
• Rychlost provedení oprav, což zkracuje dobu uzavírek.

Technologie Skanska DS

Společnost Skanska DS je majitelem strojní sestavy dovezené z USA, která disponuje novou technologií recyklace asfaltových vrstev za studena na místě. V ČR je taková strojní linka jediná. Umožňuje okamžité využití vyfrézovaného materiálu při opravě silnic. Na stavbu se při recyklaci nedováží nová asfaltová směs, dopravní uzavírky se zkracují na minimum, snižuje se množství odpadů a objem těžké stavební dopravy, náklady klesají a životní prostředí netrpí.

Technologie recyklace vozovek je založena na vhodně sestavené soupravě strojů, kterou tvoří silniční fréza, stroj CRMX2, sběrač směsi, finišer, popř. grader a těžké hutnicí válce. Součástí "vlaku" jsou také zásobníkové cisterny na hydraulické přísady, asfaltovou emulzi a vodu. Motorem recyklační sestavy je výkonná silniční fréza s možností frézování až do hloubky 350 mm, s šířkovými moduly 2,5 a 3,8 m a nivelačním systémem Topcon.

Fréza se svým výkonem 950 HP tlačí a táhne celou sestavu strojů. Její odlišnost od běžné frézy je v pohybu frézovací hlavy a dopravního pásu směrem vzad. Stroj CRMX 2 zajištuje výrobu homogenní směsi. Vyfrézovaný materiál prochází přes sítový třídič, který je opatřen dvěma podlažími sít s proměnnou amplitudou i frekvencí. Případná velká zrna a bloky jsou předrcena rotačním drtičem.

Materiál obohacený o nová pojiva je promíchán v kontinuálním dvouhřídelovém lopatkovém mísiči a vysypán na vyfrézovanou vozovku v podélné hrázce. Dávkování pojiv je řízeno počítačovou jednotkou, která vše vyhodnocuje na základě vstupních údajů a hodnot z pásové váhy.

Jako pojivo je použita asfaltová emulze, suspenze vápna, případně cementu, sloužící k úpravě vlhkosti materálu a k urychlení procesu štěpení pojiva. Dávkování cementu/vápna je ve formě suspenze nebo suché směsi. V případě použití cementové suspenze, která je dávkována prostřednictvím frézy, je její výroba zajištěna v betonárnách v blízkosti stavby a doprava zabezpečena v cisternách s nuceným mícháním. Asfaltová emulze, jejíž cirkulaci si zajišťuje stroj CRMX2 sám, je dávkována do mísiče ze zásobníku.

Konkrétně to znamená, že polovina šíře vozovky o délce 1500 m je zrecyklována v průběhu jedné směny.

Požadavky na Znovuzískanou Asfaltovou Směs

Ministerstvo životního prostředí a Ministerstvo průmyslu a obchodu stanoví podle § 8 odst. 2 a § 9 odst. 7 zákona č. Znovuzískaná asfaltová směs nebo znovuzískaný penetrační makadam se na základě celkového obsahu polycyklických aromatických uhlovodíků rozlišují na znovuzískanou asfaltovou směs nebo znovuzískaný penetrační makadam kvalitativní třídy ZAS-T1, ZAS-T2, ZAS-T3 nebo ZAS-T4. Celkový obsah polycyklických aromatických uhlovodíků pro zařazení do kvalitativní třídy ZAS-T1, ZAS-T2, ZAS-T3 a ZAS-T4 je stanoven v tabulce č. 1.1 přílohy č. Celkový obsah polycyklických aromatických uhlovodíků ve znovuzískané asfaltové směsi nebo znovuzískaném penetračním makadamu se zjišťuje provedením vzorkování a zkoušení v souladu s požadavky stanovenými v zákoně a v § 9 a 10. V případě znovuzískané asfaltové směsi z konstrukční vrstvy pozemních komunikací nebo letištních, manipulačních, skladovacích nebo jiných obdobných dopravních ploch, u které byla nová asfaltová směs položena po 1. lednu 2000, nemusí být provedeno vzorkování a zkoušení.

Znovuzískaná asfaltová směs nebo znovuzískaný penetrační makadam kvalitativní třídy ZAS-T3 nebo ZAS-T4 se nestávají odpadem, ale jsou vedlejším produktem, pokud se využijí v nezbytně nutném množství v původním místě v technologii recyklace za studena na místě nebo v původním místě při využití technologie recyklace za studena v míchacím centru; v obou případech při použití asfaltového pojiva v podobě asfaltové emulze nebo zpěněného asfaltu samostatně nebo v kombinaci s vhodným hydraulickým nebo speciálním anorganickým pojivem. Použití pouze hydraulického pojiva není v takových případech přípustné.

Před zahájením vybourávání znovuzískané asfaltové směsi nebo znovuzískaného penetračního makadamu pro účely využití podle odstavce 1 nebo 2 musí být zkouškou ověřeno, že materiál splňuje požadavky na nejvyšší přípustný obsah škodlivin ve výluhu stanovený v tabulce č. 2.1 přílohy č.

V případě, že bude docházet v rámci využití podle odstavce 1 nebo 2 k použití pojiva, provádí se zkouška obsahu škodlivin ve výluhu podle odstavce 3 na materiálu se zrnitostí nejvýše 11,2 mm, který je obalený stejným pojivem a ve stejném dávkování, které bude použito ve stavbě.

Asfaltová směs vyrobená z odpadní znovuzískané asfaltové směsi přestává být odpadem v okamžiku, kdy byla dokončena její výroba, pokud jsou splněny podmínky stanovené zákonem a touto vyhláškou, a je vypracována průvodní dokumentace v souladu s § 11 odst.

Minimální počet odebraných vzorků ve vztahu k diagnostickým průzkumem posuzované ploše stavby, která bude vybourávána, je stanoven v tabulce č. 3.1 přílohy č.

Minimální počet odebraných vzorků z již vybourané znovuzískané asfaltové směsi nebo vybouraného znovuzískaného penetračního makadamu je stanoven v tabulce č. 3.2 přílohy č.

Požadavky na způsob provedení odběru vzorků jsou stanoveny v bodech 1 a 2 přílohy č.

Požadavky na přípravu zkušebních vzorků pro stanovení celkového obsahu polycyklických aromatických uhlovodíků jsou stanoveny v bodech 1 a 3 přílohy č.

Při laboratorních zkouškách musí být dodržen rozsah stanovovaných polycyklických aromatických uhlovodíků uvedený v tabulce č. 1.2 přílohy č.

Požadavky na provádění laboratorních zkoušek jsou stanoveny v bodě 4 přílohy č.

Obsahové náležitosti průvodní dokumentace znovuzískané asfaltové směsi nebo znovuzískaného penetračního makadamu, které jsou vedlejším produktem nebo které přestaly být odpadem, jsou stanoveny v bodě 1 přílohy č.

Při využití znovuzískané asfaltové směsi nebo znovuzískaného penetračního makadamu v technologii recyklace na místě se za průvodní dokumentaci považuje stavební dokumentace, ze které vyplývá, že se v daném případě jedná o tuto technologii. Ke stavební dokumentaci musí být přiložen protokol o provedeném vzorkování a protokol o laboratorních zkouškách nebo údaj o tom, že se jedná o znovuzískanou asfaltovou směs z konstrukční vrstvy pozemních komunikací nebo letištních, manipulačních, skladovacích nebo jiných obdobných dopravních ploch, u které byla nová asfaltová směs položena po 1.

V případě, že znovuzískaná asfaltová směs nebo znovuzískaný penetrační makadam obsahují 50 mg/kg benzo(a)pyrenu v sušině a více, musí průvodní dokumentace, včetně průvodní dokumentace podle odstavce 2, obsahovat dodatek, který dokládá splnění požadavků podle § 37 a 40 zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, a podle § 17 nařízení vlády č. 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci, ve znění pozdějších předpisů.

Reprofilace

Recyklace za studena na místě je nízkoodpadová technologie snižující množství vstupních surovin při rekonstrukcích komunikací. Recyklace za studena na místě je založená na druhotném využití materiálů již zabudovaných v konstrukci vozovky. Používá se tam, kde je únosnost vozovky vyčerpána a vozovka je natolik poškozena, že je nezbytná rekonstrukce více vrstev. Reprofilací se upravuje granulace materiálu nebo homogenizuje konstrukční vrstva vozovky v požadované tloušťce s následným přerovnáním a příp. zhutněním. Reprofilace může být realizována jako konečná úprava, kde takto upravená a zhomogenizovaná vrstva po vyrovnání a zhutnění může sloužit svému účelu (např. Nezpevněné komunikace a plochy), nebo se může reprofilace použít pro úpravu zrnitosti, kdy je třeba rozbít velká zrna bránící použití zemních a recyklačních fréz resp. Naše společnost využívá pro technologii reprofilace a granulace taženou frézu FAE MTM 200 osazenou na vysoce výkonném traktoru FENDT. Šířka záběru frézy je 2050 mm, hloubka zpracování je do 400 mm. Vzhledem ke kompaktním rozměrům a dobré manévrovací schopnosti, může fréza pracovat i ve stísněných podmínkách, kde je z důvodu nevyhovujícím prostorovým parametrům omezený přístup klasickým strojním frézám. Jedná se zejména o místní komunikace, lesní cesty a účelové komunikace v uzavřených areálech.

Na začátku července proběhlo na objektech SO105-106 rovnání pro recyklaci za studena a následně byla provedena vrstva recyklace za studena dle 3D nivelace, včetně kropení vrstvy. Byly provedeny z části výdlažby lomovým kamenem na podélných a příčných propustcích. V polovině měsíce silničáři provedli vrstvu ACP včetně infiltračního postřiku a vrstvu ACL včetně spojovacího postřiku. Během celého měsíce probíhalo rovnání ornice ve svahu a ohumusování příkopů. Na objektech SO 107-109 byly během prvního prázdninového měsíce provedeny asfaltové vrstvy, profilace příkopů s ohumusováním a zádlažby čel podélných a příčných propustků z lomového kamene.

V případě použití asfaltové emulze nebo asfaltové pěny (foamed bitumen cold mix) se směs vyrábí přidáním horkého asfaltu ve formě pěny do nevyhřátého - studeného recyklátu. Testy ukazují, že použitím asfaltové pěny se spotřebuje menší množství asfaltu. Recyklovaný materiál původní vozovky je doplňován kamenivem na úpravu zrnitosti v závislosti na tloušťce nové vrstvy.

Firem, které používají tuto metodu není v naší republice mnoho. I když vlastní technologie šetří náklady, pořízení strojů je poměrně nákladné.

Vybrali jsme dvě společnosti (Skansku DS a.s. Technologie recyklace asfaltových vrstev za studena na místě, kterou používá společnost Skanska DS od roku 2006, pochází z USA. Tento postup umožňuje okamžité využití vyfrézovaného materiálu při opravě silnic. Za hodinu je zařízení schopno opravit až 150 metrů vozovky v šířce 3,5 m, za den pak jeden a půl kilometru. Metoda je vhodná zejména k opravám vozovkových krytů, jejichž konstrukce obsahuje hutněné asfaltové vrstvy, vrstvy asfaltových postřiků, nátěrů a jiné vrstvy obsahující asfaltové pojivo.

Technologie provádění recyklace vozovek je založena na soupravě strojů, kterou tvoří silniční fréza, recyklační stroj CRMX2, sběrač směsi, finišer, popř. grader a těžké hutnicí válce. Základem recyklační sestavy je výkonná silniční fréza s možností frézování až do hloubky 350 mm, s šířkovými moduly 2,5 a 3,8 m a nivelačním systémem.

Fréza se svým výkonem 950 HP tlačí a táhne celou sestavu strojů. Recyklační stroj CRMX 2 zajišťuje výrobu homogenní směsi. Vyfrézovaný materiál prochází přes sítový třídič, který je opatřen dvěma podlažími sít s proměnnou amplitudou i frekvencí. Případná velká zrna a bloky jsou nejprve drceny rotačním drtičem. Materiál obohacený o nová pojiva je promíchán v kontinuálním dvouhřídelovém lopatkovém mísiči a vysypán na vyfrézovanou vozovku v podélné hrázce. Dávkování pojiv je řízeno počítačovou jednotkou, která vše vyhodnocuje na zá kladě vstupních údajů a hodnot z pásové váhy. Jako pojivo je použita asfaltová emulze, vápno, případně cementu, sloužící k úpravě vlhkosti materiálu a k urychlení procesu štěpení pojiva. Dávkování vápna je ve formě suché směsi. Asfaltová emulze, jejíž cirkulaci si zajišťuje stroj CRMX2 sám, je dávkována do mísiče ze zásobníku.

Homogenní směs je z podélné hrázky podávána elevátorovým dopravníkem do násypky finišeru, který ji pokládá při dodržení výškových a směrových parametrů. Povrch recyklované vrstvy se uzavře dvouvrstvým nátěrem s podrcením popř. mikrokobercem a nebo se překryje hutněnými asfaltovými vrstvami. V ČR je tato strojní linka jediná a vlastníkem je právě společnost Skanska DS.

Autorem a konstruktérem stroje CRMX2 je John Nesbitt a vyrobil jej ve své společnosti NESBITT Contracting co. v Arizoně. Firma jej má na leasing od specializovaného německého výrobce Wirtgen. Stejně jako u předcházející soupravy se nemusí odvážet již jednou použitý materiál a přivážet nový. Recyklací na místě se využije materiál ze staré konstrukce vozovky, který se doplní o pojiva a další suroviny na základě výsledků laboratorních zkoušek. Návrh parametrů nové směsi závisí na výsledcích diagnostiky původní asfaltové vozovky. Jeden kilometr silnice šířky sedm metrů opraví Recycler 2200 CR za dva dny. Po aplikaci asfaltového koberce, jehož položení trvá jeden den, je možné komunikaci okamžitě používat. Kompletní rekonstrukce jednoho kilometru trvá jen tři dny.

Oprava vozovky, včetně položení finálního živičného koberce je asi o polovinu levnější než při použití klasické technologie (odstranění asfaltového krytu a podkladu, rovnání, výroba nových podkladních vrstev a položení nového živičného koberce. Touto technologií lze opravovat v zásadě silnice všech tříd, ale je vhodná především pro silnice II. a III.

V obou uvedených příkladech platí, že se rekonstrukcí vozovky zlepší technické vlastnosti - dochází ke zvýšení její únosnosti, trvanlivosti, odolnosti vůči vodě a mechanickému opotřebení a je zajištěna reprofilace příčného řezu a podélných nerovností. Velkou výhodou je to, že při opravách může být silniční provoz omezen pouze částečně a v případě potřeby lze zajistit průjezd sousedícím jízdním pruhem.

tags: #35321 #javorek #prutah #technologie #recyklace #za

Oblíbené příspěvky:

• Ekologické kelímky na kávu Woodway
• Diskuze o poplatcích za odpad
• Statistiky recyklace skla
• Ubytování Horní Dunajovice
• Reakce hydroxidu sodného