Asfaltové povrchy sú najrozšírenejším typom stmelených vrstiev, ktoré sa používajú pre kryty vozoviek. Ich správna kvalita a zloženie sú kľúčové pre dlhú životnosť a bezpečnosť cestnej infraštruktúry.
Zloženie a vlastnosti asfaltovej zmesi
Asfaltová vrstva vzniká rozprestretím čerstvo vyrobenej zmesi zhutnenej silničnými valcami. Asfaltová zmes sa vyrába v obalovniach zmiešaním kameniva rôznych frakcií a asfaltovým pojivom. Dôležitou zložkou zmesi sú zložky do veľkosti 2 mm, ktoré pri zmiešaní s asfaltovým pojivom tvoria maltu k fixácii kamennej kostry.
Význam vzduchových medzier
Ďalšou dôležitou zložkou v asfaltovej zmesi sú vzduchové medzery. Asfaltové pojivo, ktoré má inú tepelnú rozťažnosť než kamenivo, môže vďaka týmto medzerám najmä v letných mesiacoch, kedy teplota povrchu vozovky dosahuje nad 50 °C, vyplňovaním týchto vzduchových medzier dilatovať. Správna úroveň mezerovitosti je kritická pre funkčnosť a odolnosť asfaltovej vrstvy.
Pokiaľ by bola mezerovitosť menšia než cca 2 % celkového objemu, mohlo by dochádzať k odtlačovaniu hrubých zŕn a tým aj ku strate protisklzových vlastností. Naopak veľká mezerovitosť cca nad 5 % celkového objemu by mohla spôsobiť prenikanie vody do povrchu a tým najmä v zimných mesiacoch porušenie krytu trhlinami (oddeľovanie hrubých zŕn od pojiva).
Výnimku tvorí liaty asfalt, ktorý sa nezhutňuje a hrubé kamenivo má iba výplňový charakter, a preto neobsahuje vzduchové medzery v takej miere.
Typy asfaltových zmesí pre vozovky
V cestnom staviteľstve sa používajú rôzne typy asfaltových zmesí, ktoré sú navrhnuté pre špecifické účely a zaťaženia. Nižšie uvádzame prehľad hlavných typov:
| Typ zmesi | Popis a použitie |
|---|---|
| Asfaltový betón AC (Asfalt Concrete) | Je to zmes určená pre stavbu krytu a podkladných vrstiev. Je rovnomerně zastúpená veľkosťami všetkých frakcií kameniva (krivka zrnitosti), čo zaisťuje jej komplexné vlastnosti. |
| Asfaltový koberec mastixový SMA (Stone Mastix Asfalt) | Je určený pre vrstvy vysoko zaťažených vozoviek. Kostru vrstvy tvoria hrubé zrná, ktoré sa skoro dotýkajú, preto musia zodpovedať vysokej kvalite kameniva. Vyznačuje sa vysokou odolnosťou proti trvalým deformáciám. |
| Asfaltový koberec drenážny PA (Porous Asfalt) | Jedná sa o asfaltovú zmes s vysokou mezerovitosťou. Funkcia tejto zmesi je odvádzať zrážkovú vodu vlastnou zmesou, ktorá potom vo spodných vrstvách je odvádzaná ku kraju vozovky. Výhodou je zvýšenie protisklzových vlastností a za mokra zníženie vzniku aquaplaningu, ako aj zníženie hlučnosti jazdy vozidiel. |
| Litý asfalt MA (Mastix Asfalt) | U tejto zmesi nedochádza k vzájomnému zaklíneniu zŕn kameniva a neobsahuje vzduchové medzery. Tieto činnosti sú vykonávané za účelom opravy väčších výtlkov, prepadnutých krajov alebo vyjazdených koľají na asfaltových vozovkách. |
Štruktúra asfaltovej vozovky a význam obrusnej vrstvy
Asfaltová vozovka pozostáva z troch hlavných asfaltových vrstiev: podkladná, ložná a obrusná. Každá takáto vrstva je podrobená skúške a na každú sa vzťahujú iné kritériá. Obrusná vrstva je najvrchnejšia a najviac namáhaná časť vozovky, ktorá je v priamom kontakte s dopravou a poveternostnými vplyvmi. Preto je jej kvalita a odolnosť kľúčová.
Kontrola kvality asfaltových zmesí
Leto zvyčajne praje opravným prácam, medzi ktoré patrí aj výmena asfaltových vrstiev vozovky na diaľniciach či rýchlostných cestách. Otázky ako "Ako zisťujeme, či už treba asfaltový koberec vymeniť?" a "Ako vieme, či je čerstvo položená asfaltová vrstva dobrá?" sú kľúčové pre udržanie bezpečnosti a funkčnosti cestnej siete.
Nič nenechávame na náhodu a každú použitú asfaltovú zmes na cestách v správe Národnej diaľničnej spoločnosti kontrolujeme v našom akreditovanom skúšobnom laboratóriu. Naši kontrolóri kvality skúmajú vzorky asfaltovej zmesi v dvoch prípadoch: chcú zistiť, či je kvalita asfaltových zmesí na pôvodnej ceste ešte vyhovujúca alebo chcú vedieť, či je práve položená asfaltová zmes kvalitatívne dostatočná a vhodná. Vedci z laboratória NDS potvrdzujú, že špeciálne pri asfaltových vrstvách je najdôležitejšia odolnosť proti trvalým deformáciám.
Odber vzoriek a príprava
Čerstvá asfaltová zmes, niekedy ešte teplá, dorazí do nášho laboratória v hliníkových nádobách. Asfaltová zmes sa zohrieva v sušičke na 150 °C. Z tejto horúcej hmoty si vedci NDS odoberú 3 vzorky, každá váži 1200 gramov. Tie sa opäť vložia do sušičky, aby sa zachovala teplota, čo je dôležité pre správne zhutnenie.
Stanovenie objemovej hmotnosti
Potom sa tieto vzorky zhutnia pomocou Marshallovho prístroja. Zhutnené asfaltové „valčeky“ poslúžia na to, aby sme zistili objemovú hmotnosť zhutnenej asfaltovej zmesi. Okrem toho sa zisťuje aj objemová hmotnosť nezhutnenej zmesi - na to sa používa cestný pyknometer. Rozdrobená asfaltová zmes sa vloží do pyknometra, zaleje sa vodou, vytemperuje sa na 20 °C, a následne sa odváži.
Stanovenie obsahu asfaltu a kameniva
Asfaltová zmes pozostáva jednak z asfaltu, ale aj z kameniva a kamennej múčky. Keď chceme zistiť obsah asfaltu, potrebujeme si ho vyselektovať, na čo používame chemikálie - predovšetkým perchlóretylén. Vychladnutá asfaltová zmes sa naváži do nádoby - premývacieho bubna a následne v analyzátore asfaltovej zmesi prebehne extrakcia. Vtedy sa asfalt oddelí od kameniva. Výpočtom zistíme obsah asfaltu a kameniva, čo je kľúčové pre posúdenie správneho pomeru zložiek.
Skúšky odolnosti proti trvalým deformáciám (vyjazďovanie koľají)
Na základe zistenia objemovej hmotnosti si laboranti navážia potrebné množstvo asfaltovej zmesi, ktoré zhutnia a vytvarujú do plochých štvorcových foriem za účelom skúšok na zistenie náchylnosti k trvalým deformáciám. Asfaltová „placka“ sa vloží do špeciálneho vyjazďovacieho stroja, ktorý na vzorke spraví 10.000 prejazdov pri teplote 50°C pomocou „kolesa“, ktoré simuluje bežnú automobilovú pneumatiku. Táto skúška trvá približne 10 hodín a poskytuje dôležité informácie o odolnosti materiálu voči tvorbe koľají.
Kontrola existujúcich vozoviek
Ak chcú laboranti zistiť, či je cesta ešte dostatočne kvalitná a či náhodou netreba meniť asfaltový koberec na konkrétnom úseku diaľnice či rýchlostnej cesty, urobia vývrt z cesty komunikácie. Tento vzniknutý otvor samozrejme okamžite zaplnia na to určenou hmotou. Prácam, ktoré sme opísali vyššie, sa venujú zamestnanci NDS v našom akreditovanom oficiálnom laboratóriu. NDS má takto zabezpečený interný dohľad nad kvalitou nielen použitej asfaltovej zmesi, ale napríklad aj betónu, kameniva a zemín na jednotlivých stavbách.