Jak inovativní bitumen prodlužuje životnost ruských silnic | RBC Trends

Pokud je v asfaltu prasklina, znamená to, že je potřeba jej znovu položit?

Běžný člověk si může myslet, že pokud je silnice pokrytá prasklinami, je třeba ji kompletně obnovit – odstranit vrchní vrstvu asfaltu, nový povrch. Výmoly, praskliny a další vady na silnicích jsou však standardním opotřebením materiálu, zvláště pokud mluvíme o obtížných klimatických podmínkách. Takové vady se snadno odstraní drobnými opravami. Lze provést analogii se zuby – žádný zubař vám okamžitě nenabídne vytrhnutí kazivého zubu a vložení implantátu, pokud je možné provést plombu.

V posledních letech se k tomuto účelu stále častěji používají high-tech pojiva na bázi bitumenových derivátů, která prodlužují životnost nátěru až na čtyři roky. Kromě toho se mění i přístup k výstavbě silnic – ukázalo se, že neustálé opravy silnic a zejména jejich opětovná pokládka jsou dražší než počáteční použití moderních vysoce kvalitních materiálů při pokládce povrchu vozovky. Jedním z takových materiálů jsou polymerní bitumenová pojiva (PBB), která vozovku činí odolnější vůči deformacím a destrukci.

Zároveň PBB nemusí nutně zcela nahradit konvenční asfalt, protože všechny silnice jsou jiné. Existují příjezdové cesty uvnitř obytných oblastí, mikrookresů, venkovských silnic. Pro takové nátěry modifikovaný asfalt není vyžadován. Vlastnosti PBB jsou však obzvláště žádané na silnicích s vysokou intenzitou: na dálnici M-11 Něva, Tverské ulici a Centrálním okruhu v Moskvě a Moskevské oblasti, stejně jako na Něvském prospektu a Západním rychlostním průměru v Petrohradu.

Jak se liší silnice v 1990. letech od silnice v roce 2022?

Objem dopravy v Rusku se každoročně zvyšuje v průměru o 2,3 %, což znamená, že i silnice musí být odolnější, aby odolaly rostoucí zátěži. V roce 2014 Rusko zahájilo přechod ze staré normy GOST 22245 z roku 1990 na novou normu GOST 33133. Revidovala zastaralé normy, stanovila nové požadavky pro země Celní unie na ropný silniční asfalt a zvýšila požadavky na kvalitativní vlastnosti produktu.

Podle nového přístupu je při práci s bitumenovými pojivy nutné zohlednit provozní teplotní rozsah produktu. Například modifikované bitumeny s teplotním rozsahem od -64 °C do +40 °C jsou určeny pro chladnější podnebí. S ohledem na to je každá oblast zónována, vypočítává se počet projíždějících vozidel a určují se její vlastní materiálové parametry.

Proč je tak důležité zohledňovat teplotu při stavbě silnic?

Již ve fázi plánování výstavby silnic jsou v technické dokumentaci zahrnuty požadavky na teplotní odolnost asfaltu – pokud jsou tyto podmínky splněny, je silnice schopna odolat jak horku, tak silným mrazům sezónu co sezónu. Nesprávný výběr materiálů při stavbě silnic může vést k předčasnému vzniku výmolů a dalších vad. Pokud se například v Krasnodaru položí asfalt s asfaltem určeným pro Jakutsko, materiál se zahřeje na 70–80 °C, pojivo změkne, povrch se stane pružnějším a v důsledku toho se na asfaltu mnohem rychleji objeví vyjeté koleje.

Správné použití nových polymer-bitumenových pojiv na silnicích může prodloužit životnost asfaltového betonu. Díky své přizpůsobivosti se PBB „přizpůsobují“ klimatickým podmínkám – aby v mrazu nepraskaly, měknou a v horkém počasí déle odolávají vysokým teplotám a netaví se.

Tverská ulice, Moskva (Foto: tisková služba Gazprom Něft)

Takže je to všechno jen otázka teploty?

Nejen v něm. Představme si dvě rukojeti: jednu z běžného plastu a jednu z pružného plastu. První se při ohnutí jednoduše zlomí a druhá se sice deformuje, ale vydrží. Stejně tak je to s bitumenem. Běžný materiál se při silných mrazech, horku, zatížení a dalších vlivech, na které není přizpůsoben, deformuje rychleji. Polymerní bitumen je odolnější vůči vnějším faktorům a je schopen déle „pracovat“.

Všechno má své vlastní podmínky a pravidla užívání. Pokud byla silnice postavena před 20 lety pro náklad 8 tun a nyní po ní jezdí 15tunové kamiony, povrch fyzicky nemůže zůstat neporušený, a to ani s ohledem na teplotní faktor. Čím více aut a čím vyšší je rychlost, tím větší je celková mikrodeformace povrchu vozovky. Pro takové trasy s vysokou intenzitou je potřeba modifikovaný asfalt: při nízkém provozu obnovuje svůj tvar a povrch vozovky je připraven na nové zkoušky. Běžný asfalt hromadí deformace, v určitém okamžiku se prohýbá a praská. Nebude schopen se zpět zotavit.

Z čeho se skládá modifikovaný bitumen a jak se vyrábí?

V Rusku je technologie výroby bitumenu úzce spjata s ropným rafinérským průmyslem. Nejprve se z ropy extrahují lehké a světlé frakce, motorová nafta, benzín, letecké palivo a další cenné ropné produkty. Na konci procesu rafinace ropy zůstává dehet, který je pro průmysl neméně důležitý. V SSSR si jím dospělí pokrývali střechy a děti ho žvýkaly místo žvýkačky. Právě z tohoto materiálu se oxidací (interakcí se vzduchem) získává bitumen.

Modifikovaná asfaltová pojiva se v posledních deseti letech stala stále populárnějšími, protože země začala aktivně stavět nové dálnice. V roce 2021 bylo v celém Rusku použito více než 1 milion tun těchto materiálů. Jedná se o stejný asfalt, ale obsahuje polymery, které mají podobné vlastnosti jako kaučuk; díky těmto přísadám se zvyšuje jeho tepelná odolnost, smyková odolnost a elasticita. Životnost povrchu vozovky s modifikovaným asfaltem je za stejných podmínek 2–2,5krát delší než u základního povrchu.

Kde se takové materiály vyrábějí a kde se již používají?

Modifikovaný bitumen má vysokou variabilitu směsí a proto širší možnosti. Společnost Gazprom Neft již více než deset let vylepšuje složení těchto směsí. Ve vlastním výzkumném centru v Rjazani provedli odborníci společnosti přes 300 tisíc testů pojiv, asfaltového betonu, surovin a vyvinuli stovky receptur přizpůsobených intenzitě dopravy a klimatickým vlastnostem všech ruských regionů.

Každý třetí kilometr silnic v Rusku byl postaven s použitím asfaltových materiálů společnosti Gazprom Neft, včetně Centrální okruhové silnice v Moskevské oblasti, Západního rychlostního průměru v Petrohradu, dálnice Hedvábná stezka, rychlostní silnice M-11 Něva a mnoha dalších.

Společnost Gazprom Neft nashromáždila značné zkušenosti s vývojem a výrobou moderních asfaltových materiálů a patentovala si vlastní technická řešení pro výstavbu a údržbu dálnic. V roce 2021 společnost založila specializovaný podnik Gazpromneft — Silniční výstavba, který již postavil řadu objektů dopravní infrastruktury v Chantymansijském autonomním okruhu Jugra, silnici v Permském kraji a také prováděl údržbu dálnice Zlatý okruh v Moskevské oblasti a dálnice v Kalužské oblasti.

Jsou silnice využívající PBB levnější?

Polymer-bitumenová pojiva prodlužují životnost silnic tím, že se přizpůsobují intenzitě dopravy a klimatu v různých regionech – silnici postavenou z takového materiálu lze opravovat ne jednou za dva roky, ale jednou za tři až čtyři roky. Tato technologie tak umožňuje snížit kapitálové náklady na údržbu a opravy povrchu vozovky až o 30 %.

V Moskvě byl po celé délce Tverské ulice povrch vozovky s použitím PBB intenzivně využíván čtyři roky, nikoli tři, jak je uvedeno v předpisech, bez oprav nebo výměny asfaltobetonového povrchu. Zároveň zde nepřetržitý provoz přesahuje stovky tisíc aut.

Je možné sjednotit všechny silnice v Rusku na jeden standard?

Ano, a v tomto ohledu už bylo něco uděláno. V roce 2019 byl spuštěn národní projekt „Bezpečné a kvalitní silnice“, mezi jehož cíle patří zlepšení bezpečnosti silnic a kontrola výstavby v souladu s předpisy. Zároveň se zvýšily finanční prostředky na tuto oblast, silničáři začali používat modernější materiály, jako jsou stejná polymerně-bitumenová pojiva, byl zaveden jasnější a vyváženější přístup ke stavebním technologiím.

Je důležité, aby všichni účastníci trhu silničního stavitelství projevovali iniciativu – školili mladé specialisty, vysvětlovali nové předpisy. Gazprom Neft pořádá mezioborové konference a setkání již více než 11 let, kde se diskutují perspektivy rozvoje odvětví. Společnost spolupracuje s univerzitami, zve studenty na praxi a později na práci ve výzkumném centru a výrobních závodech.

Lze modifikovaný asfalt použít pouze na silnicích?

Společnost Gazprom Neft každoročně dodává ruským silničním stavebním společnostem přes 3 miliony tun bitumenových materiálů. A každý rok se podíl modifikovaných bitumenových pojiv na celkovém objemu zvyšuje – a to jak PBB, tak i produktů z bitumenu. A oblasti jejich použití se stále rozšiřují. Dnes se nejedná jen o výstavbu silnic, ale také o letištní infrastrukturu, závodní dráhy, výstavbu tunelů, mostů, cyklostezek a dokonce i metra.