Příklady vyššího dávkování R-materiálů do asfaltových směsí v posledních letech ve Francii

Silnice mosty 2022, 3, 23–28

Ing. Jiří Fiedler

Ve Francii byly v letech 2018 a 2019 dokončeny výzkumné projekty MURE a Biorepavation. Prokázaly, že je možné zvýšit obsah R-materiálu v asfaltových směsích a že do směsí lze používat pojiva rostlinného původu. Poznatky z těchto projektů byly již využity na několika stavbách, na nichž také byly provedeny ověřovací zkoušky funkčních vlastností. Je plánováno sledování realizovaných vozovek.

Ve Francii probíhal v letech 2015 až 2019 rozsáhlý výzkumný projekt MURE (Multiple recycling) zabývající se používáním R-materiálů a recyklací asfaltových vozovek. Jedna část projektu byla zaměřena na zkoušení materiálových vlastností a na vliv vícenásobné recyklace. Druhá část se zabývala realizací a sledováním 9 vybraných staveb v různých oblastech Francie. Byly zkoušeny hlavně směsi se 40 % R-materiálu, v menším rozsahu i směsi se 70 % R-materiálu. Některé informace o projektu MURE byly prezentovány ve zpravodaji Silnice mosty 2/2020 [1]. Jedním ze závěrů projektu bylo, že při dávkování R-materiálu 40 % jsou vlastnosti asfaltových směsí srovnatelné se standardními směsmi navrženými bez R-materiálu. Ukázalo se, že je možné použít 40 % R-materiálu i do obrusných vrstev vozovky. Koncem roku 2021 byla vypracována kompilační zpráva (Une compilation des principaux livrables), která má 2 054 stran. Tato zpráva je spolu s dalšími údaji dostupná na webové stránce projektu MURE https://www.pnmure.fr/.

Některé poznatky z projektu MURE byly uplatněny v roce 2019 při rekonstrukci komunikace RN 184 v pařížské oblasti [2]. Jde o komunikaci s velkým dopravním zatížením (4 000 TNV/den v jednom směru). Nová vozovka byla navržena pro návrhové období 30 let, během kterého se předpokládalo celkové zatížení 45 milionů TNV v jednom směru.

Při rekonstrukci byla stávající vozovka odfrézována až na podkladní vrstvu z písku stmeleného cementem. Na ni byly položeny tři vrstvy asfaltové směsi zrnitosti 0/14, označované ve Francii jako GB (grave bitume). Ve Francii jsou asfaltové směsi v předpisech klasifikovány do tříd. Směsi do podkladních vrstev jsou GB2, GB3 a GB4, přičemž GB4 má z nich nejlepší odolnost proti únavě. To je dáno především vyšším obsahem pojiva ve směsi. Na rekonstruované komunikaci RN 184 byly použity směsi GB3. Dvě spodní asfaltové vrstvy GB3 měly každá tloušťku 110 mm. Horní vrstva GB3 měla tloušťku 100 mm. Všechny 3 vrstvy GB3 obsahovaly 40 % R-materiálu. Obrusná vrstva měla tloušťku 60 mm. Byla použita směs zrnitosti 0/10, označená BBSG, s 20 % R-materiálu.

Zestárlé pojivo v R-materiálu bylo velmi tvrdé (penetrace při 25 °C byla 8–17 (0,1 mm)). Pro směsi do podkladních vrstev se ve Francii obvykle používá pojivo 35/50 (viz str. 84 v [3]). Nové pojivo do směsi GB3 s R-materiálem byl silniční asfalt 50/70 s penetrací 50 (0,1 mm) a bodem měknutí KK 51 °C. Pojivo extrahované z vyrobené směsi GB3 s R-materiálem mělo bod měknutí 62,8 °C a penetraci jen 19 (0,1 mm). Jednalo se tedy stále o tvrdé pojivo. Tomu odpovídal i vysoký modul tuhosti asfaltové směsi. (Návrhové hodnoty modulů tuhosti a únavových parametrů všech směsí GB jsou v tabulce D.7 normy pro navrhování vozovek NF P98-086, vydání 2019.)

Zkoušky funkčních vlastností navržených asfaltových směsí provedla Universita Gustav Eiffel (https://www.univ-gustave-eiffel.fr/en/) a státní organizace CEREMA (https://www.cerema.fr/en). Byly vyhodnoceny také vlastnosti položené směsi krátce po realizaci vozovky. Je plánováno ověření vlastností asfaltových směsí po 6 letech provozu. Během té doby bude stav vozovky sledován. V roce 2020 byly z vozovky odebrány 3 vývrty. Křivka zrnitosti a obsah pojiva odpovídaly předepsaným hodnotám, tj. 4,4 % pojiva pro směs GB3 0/14 a 5,5 % pro BBSG 0/10. (Minimální množství pojiva dle tabulky 7 na str. 52 v [3] pro GB3 je 4,2 % a pro BBSG 5,2 %. Pro směs GB2 by to bylo 3,8 %. Pro směs GB4 není v [3] předepsán minimální obsah pojiva, protože je nutné prokázat zkouškami, že modul a odolnost vůči únavě splňují požadavky v NF P98-086. Dle tabulky 24 na straně 85 v [3] se při návrhu směsi GB4 0/14 může uvažovat 4,7 % pojiva.)

Zkoušky pro rekonstrukci komunikace RN 184 byly provedeny na tělesech vyrobených v laboratoři a na deskách odebraných z vozovky (v článku je fotografie z odběru série desek z vozovky). Byly provedeny zkoušky modulu tuhosti při 15 °C dle EN 12697-26 (přílohy A a C) a odolnosti vůči únavě zkouškou v dvojbodovém ohybu dle EN 12697-24 při 10 °C a frekvenci 25 Hz, ve francouzském přístroji MLPC-M2F. Dále zkouška Šíření trhliny zkouškou ohybem na půlválcovém zkušebním tělese dle EN 12697-44 při teplotě 0 °C při rychlosti zatěžování 5 mm/min a zkouška Spojení vrstev dle EN 12697-48 metodou dle Leutnera. Spojení vrstev BBSG a GB3 na vývrtech bylo zkouškou při 20 °C hodnoceno jako vyhovující.

Laboratorně připravená směs GB3 s R-materiálem měla při zkoušce tuhosti v dvojbodovém ohybu na komolém klínu malou mezerovitost (2,3 %) a velkou tuhost 15 800 MPa. Na desce odebrané z vozovky byla mezerovitost 2,6 % a tuhost 14 400 MPa. Tuhost směsi na GB3 s 40 % R-materiálu byla tedy zřetelně vyšší, než návrhová hodnota tuhosti pro standardní směsi GB3 dle tabulky D.7 normy NF P98-086, která je 9 000 až 11 000 MPa. Vysoká tuhost zkoušené směsi je důsledkem velkého podílu R-materiálu a malé mezerovitosti směsi.

Na vozovce byly provedeny také zkoušky deflektografem Lacroix.  Z průhybů byly vypočteny hodnoty modulů vrstev. Při zpětném výpočtu se předpokládalo, že směs BBSG v obrusné vrstvě měla modul 7 000 MPa, uvedený v tabulce D.9 v NF P98-086 pro BBSG třídy 2 a 3. Pro vrstvy GB3 byla použita nejnižší tuhost 13 400 MPa, zjištěná při zkoušce v příčném tahu v přístroji NAT. Za těchto předpokladů vyšel modul tuhosti pod asfaltovými vrstvami 93 MPa (tj. ekvivalentní modul cementem stmeleného písku a podloží).

Odolnost směsi GB3 s R-materiálem vůči únavě byla velmi vysoká. Na vzorku připraveném v laboratoři vyšlo dokonce e₆ = 124 mm/m při indexu kvality De₆ = 5 mm/m. Na deskách ze stavby byla odolnost menší, e₆ = 111 mm/m při De₆ = 10 mm/m. Byla ale stále zřetelně vyšší než návrhová hodnota pro GB3 dle tabulky D.7 normy NF P98-086, která je pro teplotu 10 °C v intervalu e₆ = 90 až 100 mm/m. Důvodem velmi dobré odolnosti proti únavě, zjištěné laboratorními zkouškami, byla pravděpodobně malá mezerovitost použité směsi. Obvykle je mezerovitost těles vyrobených v laboratoři větší. 

Dle tabulky 8 [3] má být pro směs GB3 mezerovitost těles pro zkoušky únavy 7 % až 10 % (pro směs GB4 má být 5 % až 8 %). Zjištěná vysoká hodnota e₆  je pro směs s mezerovitostí menší než 3 % přiměřená. Odpovídá to výsledkům statistického zhodnocení cca 300 zkoušek odolnosti asfaltových směsí vůči únavě uvedené v prezentaci [4]. V ní byl graf závislosti mezerovitosti na e₆  pro cca 50 zkoušek směsi GB3 0/14 (pro mezerovitost od 2 % do 9 % a e₆  od 80 mm/m do 125 mm/m). Pro mezerovitost 3 % leží v grafu hodnota e₆ v intervalu 100 mm/m až 125 mm/m. Je možné, že nižší hodnota e₆ na deskách odebraných z vozovky mohla být kromě jiného ovlivněna jejich mírně větší mezerovitostí než u vzorků vyrobených v laboratoři. Bohužel mezerovitost na vývrtech z vozovky nebyla v článku uvedena.

Dalším důvodem velmi dobré odolnosti proti únavě může být velká tuhost směsi s R-materiálem. Tuhost zkoušené směsi odpovídá tuhosti standardní směsi třídy GB4. Ta má dle tabulky D.7 normy NF P98-086 návrhové hodnoty modulu tuhosti 11 000 až 14 000 MPa a e₆  = 100 mm/m až 114 mm/m. 

Velká tuhost směsi GB3 s R-materiálem by mohla po delší době provozu na vozovce a po zestárnutí pojiva vést k horšímu chování asfaltových vrstev za nízkých teplot. Proto byly pro silniční asfalt 50/70, pro pojivo z R-materiálu a pro pojivo extrahované ze směsi GB3 provedeny také zkoušky Stanovení modulu tuhosti za ohybu pomocí průhybového trámečkového reometru (BBR) dle EN 14771. Výsledky jsou zobrazeny na obrázku 1.

Po zkoušce stárnutí vlivem tepla a vzduchu metodou RTFOT dle EN 12607-1 a po zkoušce urychleného dlouhodobého stárnutí v tlakové nádobě (PAV) dle EN 14769 má zestárlé pojivo 50/70 při zkoušce BBR mírně lepší vlastnosti, než pojivo z R-materiálu. Pojivo extrahované ze směsi GB3 s R-materiálem má kritické teploty jen o cca 1 °C příznivější než pojivo z R-materiálu.
Ovšem po stárnutí PAV došlo u pojiva extrahovaného ze směsi GB3 s R-materiálem k výraznému zhoršení kritické teploty z kritéria relaxace Tm a k mírnému zlepšení kritické teploty z kritéria tuhosti Ts. To způsobilo, že hodnota Ts − Tm byla po PAV −6,2 °C. To je horší než hodnota ΔTc = Ts – Tm = −5,0 °C, doporučovaná jako rozhodující kritérium v poslední době v americké a kanadské literatuře [5]. (Někdy uvádí ve tvaru ΔTc = Tm – Ts = 5,0 °C.)

V článku pracovníků VIALAB s.r.o. a VUT v Brně na konferenci Asfaltové vozovky 2021 [6] bylo doporučeno při hodnocení chování pojiv za nízkých teplot doplnit empirické hodnocení z teplot Ts a Tm nebo z ΔTc sestrojením hlavní křivky modulu S(t) z měření v přístroji BBR při několika teplotách, protože to umožňuje komplexněji posoudit a porovnat chování různých pojiv. V článku na konferenci EATA v roce 2019 bylo upozorněno na to, že jen samotná horší hodnota ΔTc nemusí znamenat nevhodné vlastnosti pojiva, jsou-li limitní teploty z kritéria relaxace a kritéria tuhosti přijatelné. To bylo v [7] ukázáno na příkladu pojiva označeného v textu R4. V případě pojiva ve směsi GB3, použité na vozovce RN 184, byla však kritická teplota z kritéria relaxace nízká. Po zestárnutí pojiva by tedy mohlo dojít ke vzniku trhlin ve vozovce za nižších teplot. Ovšem v pařížské oblasti jsou zimní teploty mírnější než v České republice nebo v Kanadě. Další příznivou okolností je to, že vrstvy GB3 jsou pod obrusnou vrstvou ze směsi BBSG tloušťky 60 mm. V hloubce větší než 60 mm stárne již pojivo výrazně pomaleji než v malé hloubce pod povrchem vozovky. Navíc je za nízkých teplot ve větší hloubce vyšší teplota než na povrchu vozovky.

Vliv stárnutí pojiva v závislosti na hloubce pod povrchem vozovky byl zkoumán například v několikaletém americkém výzkumném projektu [8] dokončeném v roce 2021. V rámci zmíněného projektu byly kromě jiného porovnávány teoretické modely změny modulu tuhosti stárnutím pojiva s výsledky zkoušek z vývrtů na vozovce po delší době provozu. Pro ilustraci jsou na obrázku uvedena porovnání ze dvou staveb amerického programu LTPP (Long term pavement performance) s teoretickými modely (model PAM a model GAS). Výsledky z lokalit se lišily, ale trend rychlejšího stárnutí asfaltového pojiva v hloubce menší než 20 mm pod povrchem je i v logaritmickém měřítku viditelný. U hodnot modulů z vývrtů je v legendě uvedena zkratka příslušného státu USA (např. NM – New Mexico) a počet let od pokládky vozovky.  

O směsi BBSG v obrusné vrstvě vozovky je v citovaném článku v RGRA méně informací. Jsou uvedeny pouze výsledky některých zkoušek pojiva v této směsi. Byl použit polymerem modifikovaný asfalt. Jeho penetrace při 25 °C byla 42 (0,1 mm) a bod měknutí 71,4 °C. Vliv stárnutí pojiva na hodnoty penetrace a bodu měknutí tohoto pojiva je uveden na obrázcích 3 a 4.

Obsah polymeru v PMB byl 4,2 %. To je mírně vyšší než obvyklé dávkování polymeru 3 % až 3,5 % u směsí bez R-materiálu. Pojivo tedy bylo obdobné pojivu typu PMB RC používanému v Německu a v Rakousku pro asfaltové směsi, do kterých se přidává R-materiál. Po extrakci pojiva ze směsi BBSG byl obsah polymeru jen 2,8 %, i když z poměru pojiva v R-materiálu a nového pojiva ve směsi by měl být obsah polymeru, dle autorů článku, cca 3,4 %. Po zkoušce stárnutí PAV zůstalo již množství polymeru v tomto pojivu stejné. Bude zajímavé, jak se změní vlastnosti pojiva a asfaltových směsí ve všech vrstvách po 6 letech provozu, kdy mají být zkoušky opakovány.

V posledních letech se v silničním stavitelství začínají používat v asfaltových směsích s R-materiálem také pojiva rostlinného původu. V rámci mezinárodního výzkumného projektu s názvem Biorepavation byly zkoušeny asfaltové směsi s R-materiálem a novými pojivy. Součástí projektu Biorepavation bylo zatěžování vozovky na únavové dráze v Nantes v letech 2017 a 2018. Některé dílčí informace o tomto projektu byly zveřejněny ve zpravodaji Silnice mosty č. 3//2020 [9]. Podrobný popis projektu Biorepavation v anglickém jazyce je uveden v literatuře [10].

V projektu Biorepavation byla zkoušena také směs Biophalt^® od firmy Eiffage Route. Výrobce uvádí, že do asfaltových směsí s pojivem rostlinného původu, označovaného také jako Biophalt je možné použít minimálně 30 % R-materiálu. Směs Biophalt^® s R-materiálem lze vyrábět při teplotě o 30 °C nižší než standardní směsi s R-materiálem.

Firma Eiffage používá někdy pro směs do obrusné vrstvy obchodní název BB5^®. Název naznačuje, že jde o směs nadstandardních vlastností, obdobně jako směs GB5^® určená pro podkladní vrstvy. (Směs firmy Eiffage s obchodním názvem GB5^® má lepší vlastnosti než GB4, protože je s modifikovaným asfaltem a má zrnitostní složení umožňující dosáhnout vyšší tuhost směsi. Informace o směsi GB5^® byly prezentovány v [11].) Obdobně má mít směs BB5^® lepší vlastnosti než standardní směsi BBSG tříd 1 a 2. Podrobnosti o směsi BB5^® byly publikovány pracovníky firmy Eiffage v roce 2015 [12]. Organizace CEREMA vydala v roce 2017 (po 3 letech sledování několika staveb) potvrzení, že směs BB5^® s 25 % R-materiálu do obrusné vrstvy měla vyhovující chování. Na jedné stavbě byla tuhost BB5^® vyšší než tuhost standardní směsi do obrusné vrstvy. Na dvou dalších stavbách byla tuhost BB5^® obdobná jako u standardních směsí (https://www.cerema.fr/system/files/documents/2018/04/certificat_de_bonne_fin_bb5.pdf).

Použití směsi Biophalt^® při obnově obrusné vrstvy na dálnici A 34 v roce 2021 je popsáno v [13]. Směs Biophalt^® byla použita na úseku délky 1,5 km. Obsah R-materiálu ve směsi byl 40 %. Sousední část délky 5,5 km byla provedena standardní asfaltovou směsí BBSG s 30 % R-materiálu.

V [13] je použitá směs označována jako „BB5 Biophalt^®“. Vyšší dávkování R-materiálu zvýšilo tuhost směsi. Modul tuhosti z laboratorní zkoušky při15 °C a 10 Hz byl 14 700 MPa, tj. 2x vyšší než směs BBSG. Před realizací na dálnici v červenci 2021 byl koncem května 2021 proveden zkušební úsek na příjezdní komunikaci ke stavbě jednoho průmyslového objektu. To umožnilo upřesnit výrobní postup a teplotu při výrobě směsi pro dálnici A34. Ta byla stanovena na 140 °C. Předepsaný obsah pojiva ve směsi byl 5 ± 0,3 % a mezerovitost 4 % až 8 %. Při kontrolních zkouškách byl průměrný obsah pojiva 4,9 % a mezerovitost směsi 4,3 % až 9,1 % s průměrem 6,2 %.

V [13] nejsou uvedeny žádné informace o vlastnostech pojiva Biophalt^®, ale jen o asfaltové směsi s tímto pojivem. (Také na www.inies.fr nejsou informace o pojivu, ale jen o asfaltové směsi Biophalt^®. Na http://produitbiosource.eu/ je pouze uvedeno, že obsah biosložek v pojivu je 91 %.) Zdrojem bližších technických informací o pojivu Biophalt^® je článek [14] z roku 2017, jehož autory jsou specialista firmy Eiffage S. Pouget a odborníci několika dalších institucí, v článku jsou popsány laboratorní zkoušky dvou silničních asfaltů, asfaltu modifikovaného polymerem SBS a dvou pojiv rostlinného původu, z nichž jedno byl Biophalt^®. V článku bylo označeno jako BP. Je uvedeno, že obsahovalo polymery. Jeho penetrace byla 147 (0,1 mm) a bod měknutí 73,5 °C. Při experimentech byla zkoušená pojiva smíchána s pojivem extrahovaným z R-materiálu (označeném RA) s penetrací 9 (0,1 mm) a bodem měknutí KK 75,8 °C. Bylo simulováno přidání 50 % R-materiálu do asfaltové směsi. Předpokládalo se úplné promísení zestárlého a přidaného pojiva, obsah asfaltu v R-materiálu 3,4 % a obsah celkového pojiva ve směsi 5 %. To vedlo na poměr 36 % zestárlého a 64 % nového pojiva. Výsledky ze zkoušek v dynamickém smykovém reometru (DSR), znázorněné v Blackově diagramu, jsou na obrázku 5. Všechna pojiva mají plynulý tvar závislosti komplexního smykového modulu G* na úhlu fázového posunu d. Taková pojiva se označují jako pojiva s jednoduchým reologickým chováním. Na obrázku 5 nejsou výsledky pro druhé pojivo rostlinného původu. To bylo velmi měkké (penetrace 235 (0,1 mm) a bod měknutí 40 °C). Po smísení tohoto měkkého pojiva s pojivem z R-materiálu mělo pojivo stále výrazně menší tuhost než silniční asfalt 50/70.

Malý úhel fázového posunu d pro malé hodnoty modulu G* ukazuje, že pojivo BP rostlinného původu je polymerem silně modifikováno. U silničního asfaltu modifikovaného polymerem SBS by takový tvar křivky odpovídal dávkování polymeru cca 7 % a základem mikrostruktury by byla polymerová fáze. Na obrázku 5 se tvar křivky pojiva BP pro moduly menší než 0,1 MPa liší od křivky pro standardní PMB. Tento tvar křivky BP dokládá, že pojivo si udržuje pružné vlastnosti i za vysokých teplot.

Na obrázku 6 jsou výsledky po smísení s pojivem z R-materiálu. Všechny křivky jsou posunuté vpravo proti křivkám pro původní pojiva. Křivka pro pojivo BP po smísení je stále zřetelně odlišná od křivky pro silniční asfalt 70/100 po smísení. Křivka pro BP má již na obrázku 6 obdobný tvar jako pro PMB. Je škoda, že výsledky zkoušek v DSR pro různé teploty nebyly grafu znázorněny různými barvami, jak se doporučuje v [15]. To by umožnilo lépe rozlišit chování pojiv BP a PMB pro různé zkušební teploty.

Vysoký obsah polymerů cenu pojiva Biophalt^® značně zvyšuje. Je tedy možné, že na zakázkách, kde by bylo navrženo menší dávkování R-materiálu do směsi, by výrobce obsah polymeru v pojivu snížil. Pak by se změnily i vlastnosti pojiva. To může být důvodem, proč nejsou v článcích o stavbách realizovaných se směsí Biophalt^® uváděny vlastnosti použitého pojiva.

Výsledky dosažené v projektu Biorepavation i první zkušenosti s realizacemi na stavbách ve Francii ukazují, že použité pojivo umožňuje do směsí Biophalt^® vyšší dávkování R-materiálu. Úsek se směsí Biophalt^® na dálnici A 34 má být sledován po dobu 5 let a porovnáván se sousedním úsekem se standardní směsí BBSG s 30 % R-materiálu. První sledování má být po 1 ro ce, tedy ještě letos. V literatuře [13] je uvedeno i porovnání směsi Biophalt^® se standardní směsí BBSG z environmentálního hlediska. K tomu byl použit francouzský program SEVE „Système d´évaluation des variantes environnementales“, který státní správa ve Francii používá již od roku 2016 (www.routesdefrance.com/wp-content/uploads/SEVE_2016_VF.pdf). Směs Biophalt^® s rostlinným pojivem a s vyšším obsahem R-materiálu vyšla z environmentálního hlediska podstatně lépe než standardní směs typu BBSG.

V RGRA č. 991 je ještě jeden zajímavý článek týkající se recyklace u asfaltových vozovek. Popisuje rekonstrukci komunikace RD 7 v délce 15 km. Na základě výsledků diagnostického průzkumu byla trasa rozdělena do tří úseků a byl navržen způsob rekonstrukce v těchto úsecích. Byly osloveny 3 přední firmy Colas, Eiffage a Eurovia, aby vypracovaly nabídku s inovativním variantním řešením na každý úsek s tím, že po vyhodnocení nabídek dostane každá firma zakázku jen na jednom úseku. Hodnoceny byly funkční vlastností navržených směsí a environmentální kritéria. K tomu byl použit program SEVE. Environmentální hodnocení mělo při srovnávání variant váhu 20 %.

Základním řešením bylo odfrézování vozovky do hloubky 60 mm až 80 mm s tím, že materiál bude použit do nových vrstev vozovky. Poté měla být provedena recyklace na místě s asfaltovou emulzí do hloubky 90 mm. Na to měla být položena ložní vrstva 60 mm BBSG s 40 % R-materiálu a obrusná vrstva BBTM tloušťky 25 mm s 20 % R-materiálu. V některých úsecích byla na základě diagnostiky navržena i úprava krajnic na hloubku minimálně 0,8 m. Pro nové nestmelené vrstvy na krajnici bylo předepsáno použití 50 % R-materiálu. Horní vrstva tloušťky 250 mm měla být z kameniva stmeleného hydraulickým pojivem.

V literatuře [16] jsou popsána všechna inovativní řešení navržená zmíněnými firmami. Jejich bližší popis by již příliš zvýšil rozsah tohoto článku. Za zmínku stojí, že firma Eiffage navrhla na dvou úsecích řešení s použitím směsi Biophalt^®. Byl jí přidělen nejdelší úsek rekonstrukce v délce přes 6 km. Na něm byla v ložní vrstvě použita směs BBSG 0/10 se 40 % R-materiálu, ale na délce 1,5 km byla nahrazena směsí Biophalt^® s 45 % R-materiálu. Laboratorními zkouškami byly zjištěny tyto vlastnosti: BBSG modul 10 700 MPa, e₆ = 134 mm/m při mezerovitosti 5,8 %; Biophalt^® modul 13 400 MPa, e₆ = 102 mm/m při vyšší mezerovitosti 7,8 %.

S tím, jak roste podíl uplatnění R-materiálu v asfaltových směsí, zvyšuje se také zájem o zjišťování obsahu polycyklických aromatických uhlovodíků (zkráceně PAU nebo PAH) v R-materiálu. Ty by se mohly uvolňovat při výrobě asfaltových směsí s R-materiály. Protože existují rozdíly ve výsledcích měření obsahu PAU, vydala francouzská organizace CEREMA v únoru 2022 stručný informační list (8 stran) o zjišťování obsahu těchto látek [17].

Předložená metoda upřesňuje postup uvedený v normě ČSN EN 15527 Charakterizace odpadů – Stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) v odpadech plynovou chromatografií s hmotnostním spektrometrem (GC/MS). V [17] jsou popsány provozní a chromatografické podmínky pro optimální separaci a kvantifikaci PAU. Pracuje se na odebraném vzorku bez jeho úpravy, protože není znám vliv úpravy R-materiálu (třídění nebo mletí) na výsledek. Obsah PAU se porovná s množstvím rozpustného pojiva v asfaltových směsích stanovený dle ČSN EN 12697-1 Asfaltové směsi – Obsah rozpustného pojiva. Pokud je R-materiál dodán do laboratoře jako vývrt z vozovky je nutné vzorek zahřát, rozdělit a upravit na zkušební vzorek 15 až 20 g tak, aby byl výsledek zkoušky representativní.

Podrobnosti o přípravě vzorků a metodě zkoušky (vysokoúčinná kapalinová chromatografie) zde neuvádíme, protože stanovení obsahu PAU mohou provádět jen specializované laboratoře. Snahou [17] je upozornit na problematiku representativnosti výsledků zkoušek, protože se z nich vychází při hodnocení použitelnosti R-materiálu z hlediska účinků na zdraví a životní prostředí. Konstatuje se, že by měly být provedeny další studie s cílem dosáhnout harmonizace postupů.

V roce 2021 zahájila činnost mezinárodní komise RILEM pro emise z asfaltových materiálu. Jejím cílem je hodnocení různých metod měření. 

Závěr

Ve Francii byly před několika lety dokončeny velké výzkumné projekty MURE a Biorepavation. Prokázaly, že je možné zvýšit obsah R-materiálu v asfaltových směsích a že je možné používat pojiva rostlinného původu nahrazující zcela nebo částečně v asfaltových směsích silniční asfalty nebo PMB. Poznatky z těchto projektů byly již ve Francii využity na několika stavbách. Protože se s těmito inovacemi začíná, byly na stavbách zmíněných v tomto textu prováděny podrobné zkoušky funkčních vlastností a je plánováno sledování realizovaných vozovek po dobu 5 let.

Literatura:

[1]     Fiedler J. Dokončení francouzských výzkumných projektů o vlastnostech asfaltových směsí s R-materiálem a nízkoteplotních směsí. Silnice mosty 2020, č. 2, s. 38–41.
[2]     Galiana M., Somé C., Nguyen S. Suivi d´enrobés a fort taux d´agregats sur la RN 184, Performance initiale, RGRA 2022, No 991, pp. 33–39.
[3]     Delorme J. L., Roche Ch., Wendling L. Manuel LPC d’aide à la formulation des enrobés, September 2007. Disponible de: https://www.academia.edu/36309844/Manuel_LPC_daide_%C3%A0_la_formulation_des_enrob%C3%A9s_Groupe_de_travail_RST_Formulation_des_enrob%C3%A9s_Sous_la_direction_de.
[4]     Tijou P. Base de données fatigue, LCPC, 2005.
[5]     Use of the Delta Tc parameter to characterize asphalt binder behaviour, Asphalt Institute, 2019.
[6]     Fiedler J., Bureš P., Koudelka T., et al. Hodnocení a modelování nízkoteplotních vlastností asfaltových pojiv (zkouška BBR).
In: Konference Asfaltové vozovky 2021. Praha: PRAGOPROJEKT, a.s., 2021, s. 23–30. ISBN 978-80-906809-6-8.
[7]     Koudelka T., Coufalík P., Fiedler J., et al. (2019) Rheological evaluation of asphalt blends at multiple rejuvenation and aging cycles [online]. Road Materials and Pavement Design 2019, vol. 20, sup 1. pp. 3–18. Dostupné z: DOI: 10.1080/14680629.2019.1588150.
[8]     Kim Y. R., Castorena C., Saleh N. F., et al. Long-term aging of asphalt mixtures for performance testing and prediction: Phase III Results. NCHRP Research Report 973, 2021. Available from: http://nap.edu/26133.  
[9]     Fiedler J. Poznatky z projektu Biorepavation pro hodnocení odolnosti asfaltových směsi proti únavě. Silnice mosty 2020, č. 3, s. 12–16.
[10]   Blanc J., Hornych P., Sotoodeh-Nia Z., et al. Full-scale validation of bio-recycled asphalt mixtures for road pavements. Journal of Cleaner Production 2019, vol. 227, pp. 1 068–1 078. Available from: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02318687/document.
[11]   Fiedler J. Příklady francouzských asfaltových směsí s nadstandardními vlastnostmi. Silnice mosty 2018, č. 3, s. 42–45.
[12]   Pouget S., Olard F. BB5Ò – Couche de roulement de 5e génération. RGRA 2015, No. 925, pp. 24–26.
[13]   Devron V., Beaudelot L., Van Rompu J. Chantier Biophalt® de l´A34, premiére experience sur l´autoroute non concedée. RGRA 2022, No 991, pp. 45–49. 
[14]   Barco-Carrióna A. J., Perez-Martinez M., Themeli A., et al. Evaluation of bio-materials’ rejuvenating effect on binders for high-reclaimed asphalt content mixtures. Materials de Constructión 2017, No. 67 (327), pp. 1–11. Disponible de: https://core.ac.uk/download/pdf/153533032.pdf.
[15]   Fiedler J., Bureš P., Koudelka T., et al. Vliv stárnutí na vlastnosti asfaltových pojiv při zkouškách v DSR a metody jeho hodnocení. In: Konference Asfaltové vozovky 2019. Praha: PRAGOPROJEKT, a.s., 2019, s. 24. ISBN 978-80-906809-3-7.
[16]   Ung P., Portejoie C., Chartier B., et al. Un traitement durable pour une route emblématique. RGRA 2022, No. 991, pp. 24–32.
[17]   Note d´information, AROMATIQUES POLYCYCLIQUES Une méthode de quantification adaptée  aux agrégats d’enrobés, Fevrier 2022. Disponible de: https://www.cerema.fr/fr/centre-ressources/boutique/hydrocarbures-aromatiques-polycycliques