Technické vlastnosti granulátu z opotřebovaných pneumatik - trvanlivost, pružnost, pevnost - ho předurčují k využití při stavbě silnic.
Aplikace tak zvaného gumoasfaltu může znamenat významné zkvalitnění v technologii konstrukce vozovek, protože tento materiál zlepšuje reologické vlastnosti při extrémně nízkých a vysokých teplotách a prodlužuje životnost povrchu vozovky až trojnásobně oproti klasickému asfaltu. Jeho velkou nevýhodou je, že náklady na jeho výrobu mohou být až o 100 % vyšší než u konvenčního asfaltu. Tuto nevýhodu však převažuje mnohem delší životnost gumoasfaltu a zlepšení vlastností povrchu cestní konstrukce, např. odolnosti vůči popraskání povrchu vlivem nízkých teplot.
KONVENČNÍ GUMOASFALT
Tradiční výrobní proces gumoasfaltu znamená spojení asfaltu, rozehřátého na více než 200 °C, a částic odpadní gumy v objemu 15 až 25 % Výsledný produkt má vyšší viskozitu než tradiční asfalt při větším rozsahu teplot (obr. 1) a zvyšuje se i jeho nepropustnost.
Kvalitní klasický asfalt odolává teplotám v rozsahu -28 °C až 58 °C. Někdy se pro zlepšení jeho tepelné odolnosti přidává do asfaltové směsi ropa s vysokým bodem varu. To je však po ekonomické i environmentální stránce nežádoucí. Gumoasfalt je schopný odolávat při zachovaní svých fyzikálních vlastností teplotnímu rozsahu od -34 do 64 °C.
Použitím modifikovaného asfaltu s přídavkem gumové drti se dosáhne snížení výskytu trhlin vlivem teplotních změn, vzniku výmolů, deformací a zlepšení dalších vlastností, což prodlouží životnost povrchu vozovky až na trojnásobek oproti klasickému asfaltu.
Nevýhoda gumoasfaltu spočívá v oddělování složek gumové drti a asfaltu ve směsi a vytváření dvou nebo více samostatných fází, k čemuž dochází v procesu přípravy a během skladování předehřáté asfaltové směsi. Je to způsobeno velmi slabou vazbou mezi povrchem částice gumy a asfaltem. Tradiční asfalt vykazuje separaci fází od 2 do 4 % během skladování horké směsi, zatímco gumoasfalt až 25 %. Tato nehomogennost snižuje spolehlivost výsledného povrchu vozovky a zhoršuje jeho vlastnosti. Separace složek gumoasfaltu tak snižuje jeho životnost.
Kritickým faktorem v reakční fázi je povrchová plocha částice gumové drti. Pneumatiky se po kryogenní redukci musí zdrsnit, například mletím v drtiči, Výzkumy ukázaly, že čím je větší povrchová plocha gumového materiálu, tím vyšší je jeho reaktivita s tekutým asfaltem. Ideální je, když jsou částice gumy úplně zbavené oceli, textilu a vlhkosti.
CHEMICKY MODIFIKOVANÝ GUMOASFALT
Provedené studie ukázaly, že chemická vazba mezi gumou a asfaltem výrazně redukuje oddělování jednotlivých fází směsi a umožňuje tak vytvoření homogenní směsi, která je odolnější vůči nepříznivým změnám. V porovnaní s 25procentní separací u běžného gumoasfaltu, vykazuje chemicky modifikovaný gumoasfalt separaci v rozsahu max. 5 až 7 %. Je to způsobeno vytvořením chemické vazby namísto fyzikální. Zvýšená stabilita a homogenita směsi tak ovlivňuje příznivě skladování gumoasfaltových směsí a prodlužuje životnost povrchu..
Náklady na výrobu chemicky modifikovaného gumoasfaltu jsou v průměru až o 60 % vyšší než náklady na tradiční asfaltový povrch.
VYSOCE VYTVRZOVANÝ GUMOASFALT
Tento materiál se vyrábí při vysokých teplotách a za přítomnosti kyslíku. Při mírnějších teplotách může docházet k expanzi částic gumy z důvodu absorpce z asfaltových složek. Výroba za přítomnosti kyslíku může urychlit rozpad gumy a proces vytvrzování. Přítomnost kyslíku urychluje asimilaci gumy. Oxidace asfaltového materiálu zas vede k vyšší viskozitě materiálu.
Přimíchávání gumového materiálu do asfaltových pojiv zpomaluje stárnutí materiálu. Podle odborné literatury není pro modifikované gumoasfaltové směsi vhodné laboratorně simulovat proces dlouhodobého stárnutí v podmínkách vysoké teploty a vysokého tlaku. Takto získané výsledky nejsou spolehlivé.
PROBLÉMY SPOJENÉ S APLIKACÍ
Největšími překážkami v rozšíření aplikace gumoasfaltu se mohou jevit vysoké vstupní náklady, recyklovatelnost, emise nebezpečných látek a náklady na konstrukční úpravy strojů na pokládku gumoasfaltu. Všechny tyto problémy byly definovány na základě dostatečného počtu vědeckých projektů, i na základě hodnocení už realizovaných konstrukcí vozovek.
Náklady na výrobu gumoasfaltu jsou vyšší v porovnání s tradičním asfaltem na jednotku objemu. Vlastnosti materiálu (trvanlivost, pevnost, odolnost vůči vodě) umožňují zmenšit tloušťku kladené vrstvy gumoasfaltu až na polovinu, což snižuje skutečné náklady. Gumoasfalt také nevyžaduje takovou údržbu jako tradiční asfalt, nevznikají trhliny, rýhy, výmoly, takže se snižují celkové náklady na opravy a údržbu gumoasfaltového povrchu. Studie recyklovatelnosti gumoasfaltu ukázaly, že tento materiál je recyklovatelný.
Gumovou drť nemůžeme považovat za odpad. Je to cenná komodita, která by v blízké budoucnosti měla najít široké uplatnění. Použití odpadní gumy do povrchů vozovek neznamená "skládkování" odpadu. Tento materiál jako přísada do asfaltových směsí prokazatelně zlepšuje vlastnosti a provozní charakteristiky povrchů vozovek, trvanlivost a jízdní vlastnosti. Vysoké náklady jsou kompenzovány ztrojnásobením životnosti vozovky a zmenšením tloušťky gumoasfaltové směsi.
Agáta Radvanská
Technická univerzita Košice,
Fakulta výrobních technologií
