Téma IV:Environmentální technologie, energetická náročnost

Generální zpráva: „Recyklace“

Ing. Jan David

TPA ČR, s.r.o., České Budějovice

24. – 25. 11. 2009 České Budějovice

Počet příspěvků do tématu „Recyklace“

Celkem 6z toho 5 od autorů z ČR1 od zahraničního autora

2

Recyklace z pohledu nových technických podmínek

Martin Neuvirt,

NIEVELT-Labor Praha, spol. s r.o.

24. – 25. 11. 2009 České Budějovice

Počátky recyklací v ČRPrvní pokusy 90. léta minulého stoletíOd té doby v ČR zrecyklováno více než 1 000 000 m2

Předpisová základna – recyklace za studenaTP 111 (1998)TP 112 (1998)TP 126 (1996)TP 134 (2000)TP 162 (2003)TP 162 (revize 2006)

4

Předpisová základna – recyklace za horkaČSN 736121ČSN 736160TP 52 (1991)TP 61 (1994)

5

Rok 2008Zavedení norem řady 13108-X, 12697-XZavedení norem řady 13286-X, 14227-X

Vzniká nový požadavek řešit TP pro recyklace za horka, za studena

6

TP 208 Recyklace konstrukčních vrstev netuhých vozovek za studenaPopsány v příspěvku Ing. Zajíčka

7

TP 209 Recyklace asfaltových vrstev netuhých vozovek na místě za horkaAutor Ing. Václav Neuvirt, CSc.Pro technologie REMIX, REMIX PLUS Základem pro nové TP normy ČSN EN 13108-1, 12697-X,

ČSN 736121, ČSN 736160Jako základ požadavky na směsi “ + “Upraveny obory zrnitosti a meze pro mezerovitostZnačení např. ACL 16 R; 50 mm;TP 209Platnost od 1. 8. 2009

8

Recyklace konstrukčních vrstev netuhých vozovek za studena

Ing. Jan Zajíček

APT SERVIS, Olomouc

24.– 25. 11. 2009 České Budějovice

Nestmelené vrstvy (recyklace bez použití pojiva)Označují se podle ČSN 73 6126-1 (značka technologie;

zrnitost směsi; tloušťka vrstvy v mm; číslo normy) s možností připojení značky RS na začátek

RS MZK 0/32 GC; 200 mm; TP 208

Stmelené vrstvy (recyklace s použitím pojiva)Označují se symbolem RS, zrnitostí směsi a značkou

použitého pojiva C = cement; H = hydraulické pojivo; A = asfaltové pojivo

CA = cement + asfaltové pojivo; HA = hydraulické pojivo + asfaltové pojivo

RS 0/32 CA (na místě); 220 mm; TP 208

10

Procesy studené recyklace podle vstupních materiálů a použitého pojiva

Technologický proces

Co se recykluje

PojivoVýsledná

recyklovanávrstvaAsfaltové vrstvy

Penetrační makadam, nátěry

Vrstvy bez asfaltového

pojiva

NESTMELENÉ VRSTVY – RECYKLACE BEZ POUŽITÍ POJIVA

Celková recyklace na místě OMEZENĚmax. 30% 1)

ANO ─ ŠD

Použití dodávaného převážně recyklovaného kameniva

ANO 2) ANO ─ŠD,MZK

STMELENÉ VRSTVY – RECYKLACE S POUŽITÍM POJIVA

Celková recyklace na místě nebo recyklace v centru

OMEZENĚmax. 30% 1)

ANOmin. 70%

hydraulicképojivo

SC

ANO30% až 70%

ANO30% až 70%

cement +asfaltová

emulze nebo zpěněný

asfalt

SC C3/4 4)

Částečná recyklace na místě nebo recyklace v centru

ANO NE NE

asfaltová 3)emulze nebo

zpěněný asfalt

ACL, ACP 4)

1) Pokud by podíl asfaltových vrstev překročil 30 % celkové hmotnosti materiálu recyklované vrstvy, doporučuje se část asfaltových vrstev předem odstranit (vyfrézovat a odvézt k dalšímu použití).2) R-materiál3) Pro zlepšení vlastností je možno v omezené míře jako přísadu přidávat cement nebo vápenný hydrát.4) Srovnatelná vrstva při návrhu konstrukce vozovky podle TP 170.

11

Požadavky na recyklované stmelené směsi

Vlastnost

Požadavky pro směsi s použitím pojiva

cement nebo jiné hydr. pojivo

cement + asfaltová emulze nebo zpěněný

asfalt

asfaltová emulzenebo

zpěněný asfalt

Označení směsirecyklace na místě 0/32; 0/45 0/32

recyklace v centru 0/16; 0/22; 0/32; 0/45 0/16; 0/22; 0/32

Požadavky na zrnitost směsi 1) 2) Příloha A, tab. A.1 Příloha A, tab. A.2

Laboratorní srovnávací objemová hmotnost a optimální vlhkost

deklarovaná hodnota

Vlhkost 3) –3% až +2%

Min. pevnost v tlaku Rc po 28 dnech 4)

Odolnost proti mrazu a vodě

C3/4

85% pevnosti RC

— —

Min. pevnost v příčném tahu Rit 5)

po 7dnechOdolnost proti vodě min.(7 dní na vzduchu + 7 dní ve vodě)

0,30 až 0,70 MPa75% pevnosti Rit

0,30 až 0,70 MPa75% pevnosti Rit

0,30 MPa60% pevnosti Rit

Mezerovitost — — 6% až 14%

1) Doporučené požadavky pro směs kameniva před přidáním pojiva.2) U složky R-materiálu se uvažuje kusová zrnitost.3) Doporučené max. odchylky od deklarované hodnoty.4) Zkouší se jako směs stmelená cementem podle ČSN EN 14227-1, další zkouška pevnosti v příčném tahu (Rit ) a odolnosti proti vodě se pak neprovádí. Je možno navrhovat směsi i vyšších tříd pevnosti.5) Pro TDZ IV, V a VI a směsi odpovídající třídě pevnosti C3/4 podle ČSN EN 14227-1 je možno nahradit

zkoušku pevnosti v tlaku (Rc) a odolnosti proti mrazu a vodě.

12

Kontrolní zkoušky stmelených recyklovaných vrstev

VlastnostVrstva

Zkouška Min. četnostLožní Podkladní

Vrstvy ze směsí stmelených cementem nebo jiným hydraulickým pojivem,Vrstvy ze směsi stmelených cementem + asfaltovou emulzí nebo zpěněným asfaltem

Modul přetvárnosti Edef 2 min 1) 2) 150 MPa ČSN 72 10062 500 m2

min. 2 zkoušky

Rázový modul deformace min. 2) 100 MPaČSN 73 6192,

skupina C250 m2

Vrstvy ze směsi stmelených asfaltovou emulzí nebo zpěněným asfaltem

Mezerovitost vrstvy max. 3) 14 % 16 % Příloha B 2 000 m2

Míra zhutnění min. 4) 96 % ČSN 73 61601500 m2

min. 2 zkoušky

1) Pro dálnice, rychlostní silnice a silnice I. třídy platí kombinovaná kontrola únosnosti vrstvy pomocí statického modulu přetvárnosti Edef2 a rázového modulu deformace MVD. Rozhodující je měření

statického modulu přetvárnosti Edef2. Pro silnice II. a III. třídy a ostatní komunikace platí možnost

kontroly únosnosti pouze pomocí rázového modulu deformace MVD.2) Statická zatěžovací zkouška se provádí 7. den, rázová zatěžovací zkouška 24 až 48 hodin od provedení recyklované vrstvy. Pro obě zkoušky platí rozmezí teploty vrstvy 5 až 30°C. Při nedosažení požadovaných hodnot nelze provádět další vrstvy, dokud se opakovanými zkouškami dosažení požadovaných hodnot neprokáže. Naproti tomu lze další vrstvy provádět i v kratších intervalech od provedení recyklované vrstvy, prokáže-li se dřívější dosažení požadovaných hodnot.3) Mezerovitost vrstvy zjištěná až po provedení další vrstvy z asfaltových směsí vyráběných za horka (mezerovitost recyklované vrstvy se vlivem pokládky další vrstvy částečně sníží). 4) Objemová hmotnost zhutněné směsi se zjišťuje nedestruktivně nebo na vývrtech, srovnávací objemová hmotnost podle B.2.4. Pokud se objemová hmotnost zjišťuje na vývrtech, doporučuje se vývrty provádět až po položení další vrstvy z asfaltové směsi.

13

Systém hospodaření s druhotnými materiály do pozemních komunikací v ČR

Ing. Dušan Stehlík, Ph.D., Ing. Petr Hýzl, Ph.D., Dr. Ing. Michal Varaus, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav pozemních komunikací, BrnoIng. Jan Valentin, Ing. Petr Mondschein, Ph.D., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, katedra silničních staveb, Praha

24. – 25. 11. 2009 České Budějovice

Výzkumný projekt CG712-043-910 – Systém hospodaření s druhotnými materiály pro využití do pozemních komunikací v ČRZahájení 2007 – podpora Ministerstva dopravy ČRVyužití stavebně-demoličního odpadu SDOVyužití odpadů z průmyslové výroby ( elektrárenský

popílek, slévárenský písek, hlušina, struska)Snížení produkce stavebních odpadů a objemu

vytěžených primárních nerostných surovin

15

Problémy současného nakládání s SDO v ČRRozšíření staveb s cílem nekontrolovatelného ukládání

stavebních a demoličních odpadůSDO obsahuje vlivem technologické nekázně

nebezpečné odpady (azbest, dehtové izolační materiály)ČR nemá v současné době legislativu pro nebezpečné

látky ve stavebních výrobcíchCenová politika státu a měst a obcí (skládka je mnohdy

levnější než opětovné použití)

16

Hlavní cíle řešení projektuPostupná revize jednotlivých TP s možnosti využít

výrobky vzniklé úpravou SDO a průmyslových odpadů.Katalog druhotných surovin využitelných v pozemních

komunikacích

17

Revize jednotlivých TP s možnosti využít výrobky vzniklé úpravou SDO a průmyslových odpadůTP 150 – Souvislá údržba a opravy vozovek pozemních

komunikací obsahujících dehtová pojivaTP 105 – Nakládání s odpady vznikajícími při

technologiích používajících asfaltové emulze bez obsahu dehtu

TP 138 – Užití struskového kameniva do pozemních komunikací

TP 176 – Hlušinová sypanina v tělese pozemních komunikací

Nové TP XX – Recyklované stavební demoliční materiály do pozemních komunikací

18

Ukázka katalogového listu

19

Vyhodnocení vlastností studené recyklace na místě

B. Eckmann, Eurovia Management, Rueil Malmaison Cedex, Francie/France

Dr.Ing. Samir Soliman, Eurovia Management,

24. – 25. 11. 2009 České Budějovice

Autoři popisují závěry projektu SCORE z let 2002 – 2005Projekt SCORE poskytl tedy mnoho údajů o tuhosti a

jejím vývoji v čase Projekt SCORE byl soustředěn na recyklaci asfaltových

obrusných vrstev na místě U mnoha silnic s nízkým či středním dopravním

zatížením je nicméně asfaltový koberec poměrně tenký a obnova silnice vyžaduje také úpravu podkladních vrstev, což jsou buď vrstvy z nestmelených směsí, nebo hydraulicky stmelené vrstvy

Ve Francii u společnosti EUROVIA vzniká proces RECYKLOVIA jako pokračování studie v rámci SCORE

21

Zkušební metoda DURIEZ s hutnícím zatížením 120 kN a 40 kN

Sledování zrychleného zrání a tuhostiVývoj tuhosti v hotové úpravě – po 6 měsících a 1 roceDo budoucna nutnost sledovat zkušební úseky

22

Dosavadní výsledky únavové zkoušky směsí recyklace za studena

Ing. Jan Valentin, Miloš Macko, Ing. Petr Mondschein, Ph.D., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, katedra silničních staveb, Praha

24. – 25. 11. 2009 České Budějovice

Sledování únavového chování představuje z hlediska životnosti konstrukce vozovky důležitý aspekt

Zjišťované únavové charakteristiky jsou důležité vstupy pro stanovení průběhu degradace asfaltové vozovky

Únavové zkoušky byly prováděny na přístroji NAT

24

Schéma únavové zkoušky postupem opakovaného tahového namáhání

Zkouška je prováděna ve 3 – 4 úrovních namáhání z intervalu 70 – 350 kPa

Pro každou úroveň na 5 tělesech namáhaných impulsy délky 120 ms

Počet zatěžovacích pulzů max. 10 000

Teplota 15°C a 27°C

25

Závěr:

Pokud by měly být doplněny technické podmínky TP 170 o návrhové parametry pro směsi studené recyklace, lze na základě dosud získaných a ověřených výsledků doporučit:

Pro parametr ε6 (x106) mezní (minimální) hodnotu 0,050 – 0,060 pro směsi s asfaltovou emulzí při teplotě 15°C hodnotu 0,030 – 0,040 pro směsi se zpěněným asfaltem při teplotě 15°C

V případě únavového součinitele B by měla být požadována hodnota 8 pro směsi s asfaltovou emulzí, resp. 5 pro pěnoasfaltové směsi.

26

Rozbor charakteristiky modulu tuhosti u vybraných směsí recyklace za studena

Ing. Jan Valentin, Ing. Petr Mondschein, Ph.D., České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební, katedra silničních staveb, Praha

24. – 25. 11. 2009 České Budějovice

Použité materiályR-materiál, frakce 0/11 a 0/22DDK frakce 0/2 a 0/4Odprašky z výroby drceného kameniva

max. velikost zrna 0,09 mmKationaktivní pomaluštěpná asfaltová emulze

C60 B – 2,5% hm.Zpěněný asfalt z asf.pojiva 160/220 – 3,5% hm.

28

Schéma principu zkoušky a upnutí tělesa s umístěním snímačů přetvoření při stanovení modulu tuhosti zkouškou namáhání v příčném tahu.

29

Závěr:

Při upřesnění návrhové hodnoty modulu tuhosti při teplotě 15°C lze pro směsi recyklace za studena, u nichž je použito kombinace asfaltové emulze, hydraulického pojiva a R-materiál, doporučit jako minimální hodnotu 3.000 MPa.

V případě směsí, kde dochází k další úpravě směsi dílčí substitucí R-materiálu drobným kamenivem nebo odprašky, je možné mezní hodnotu zvýšit na úroveň 4.000-4.500 MPa.

30

Závěr:

V případě pěnoasfaltových směsí s použitím kombinace zpěněného asfaltu, hydraulického pojiva a R-materiálu je možné obdobným způsobem doporučit jako minimální hodnotu 2.500 MPa

Při použití další úpravy směsi dílčí substitucíR-materiálu odprašky, je možné mezní hodnotu zvýšit na minimální úroveň 3.500-4.000 MPa

31

Děkuji za pozornost