NAWIERZCHNIE NAWIERZCHNIE 23 22 Realizowanie zasad zrównoważonego rozwoju, ze szczególnym uwzględnieniem wymagań Zielonego Ładu, stawia przed branżą drogową wiele wyzwań. Jak ten sektor radzi sobie z proekologicznymi wymaganiami? Pozostawanie konkurencyjnym przedsiębiorcą na rynku wykonawców projektów infrastrukturalnych to nie lada wyzwanie. W związku z realizacją celów Zielonego Ładu projektowanie, budowa i utrzymanie dróg oraz innych elementów infrastruktury musi obywać się z wykorzystaniem materiałów o niskim wpływie na środowisko, stosowaniem efektywnych metod recyklingu materiałów drogowych, a także uwzględnianiem obniżenia śladu węglowego, redukcją emisji gazów cieplarnianych i oszczędnością energii. Dodatkowo przedsiębiorcy z branży drogowej muszą dostosować się do nowych kryteriów technicznych, obejmujących m.in. zmiany w składzie mieszanek kruszyw (ograniczenie surowców pierwotnych). Z drugiej strony, wykonawcy zmagają się z rosnącymi kosztami energii, niedoborami surowców oraz problemami z utrzymaniem stabilnego łańcucha dostaw. Jakie działania mogą podjąć przedsiębiorstwa drogowe, aby jak najlepiej sprostać wyzwaniom ekologicznym i ekonomicznym? Rozwiązaniem jest poszukiwanie nowych rozwiązań, w tym modyfikacji materiałowych W stronę ekologii Nowoczesne metody wytwarzania mieszanek mineralno-asfaltowych i konstrukcyjnych. Warto postawić na materiały z recyklingu oraz nowe lepiszcza, takie jak HIMA, WMA czy RA. Do wachlarza stosowanych technologii powinny dołączyć także układy warstw z warstwą antyzmęczeniową, podbudowy MCE i odporne warstwy ścieralne. WMA (ang. warm mix asphalt) Jedną z metod na obniżenie zużycia energii podczas produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych jest wykorzystanie technologii „na ciepło” – WMA. Pozwala ona obniżyć emisję CO2 o 20–40% oraz zredukować ją o 4,1–5,5 kg na tonę wyprodukowanej mieszanki1. Ograniczenie zużycia energii i paliwa podczas produkcji powoduje, że technologia WMA ma niższy ślad węglowy. Dlaczego warto stosować technologię WMA? Ma ona wiele korzyści technologicznych, środowiskowych i ekonomicznych. Do pierwszych należą m.in.: lepsza urabialność i zagęszczalność MMA, spowolnienie procesu starzenia asfaltu, poprawa trwałości i odporności nawierzchni na niskie temperatury czy możliwość szybszego oddania nawierzchni do ruchu. Wśród ekologicznych zalet WMA wymienić można zmniejszenie emisji CO2 i gazów cieplarnianych, większe wykorzystanie materiałów z recyklingu oraz ochronę zasobów naturalnych. Nie zapominajmy o korzyściach ekonomicznych – oszczędność energii i obniżenie emisji pozwala nie tylko na cięcie kosztów produkcji, ale i uniknięcie kar za nadmierną emisję. Asfalt wysokomodyfikowany polimerami HiMA Głównym celem stosowania asfaltów HiMA jest przeciwdziałanie spękaniom nawierzchni, deformacjom trwałym (koleinom) oraz zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej warstw asfaltowych. Podczas procesu produkcji tej mieszanki stosuje się znacznie więcej specjalnego elastomeru SBS. Dzięki niemu lepiszcze osiąga ponadstandardowe właściwości, zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach. Do największych zalet stosowania HiMA należą: zwiększona trwałość zmęczeniowa konstrukcji, zmniejszona grubość warstwy podbudowy zasadniczej, mniejsze wykorzystanie i zużycie materiałów oraz obniżenie kosztów. Ze względu na te cechy asfalty wysokomodyfikowane polimerami HiMA są szczególnie zalecane do stosowania wszędzie tam, gdzie wymagana jest wysoka trwałość. Będą to zatem nawierzchnie asfaltowe poddawane bardzo dużym naprężeniom i odkształceniom, warstwy o dużej odporności na niskie temperatury, cienkie i ultracienkie warstwy ścieralne, a także podbudowy asfaltowe o bardzo dużej trwałości zmęczeniowej. HiMA stosuje się również w nawierzchniach długowiecznych typu perpetual pavements, w których ostatnia, dolna warstwa asfaltowa charakteryzuje się dużą elastycznością i wytrzymałością zmęczeniową. Ciche nawierzchnie – SMA Coraz więcej uwagi poświęca się problemowi nadmiernego hałasu drogowego, powstającego na styku opona- -nawierzchnia. Dla większości samochodów osobowych nasila się on przy prędkości powyżej 55 km/h, a w przypadku aut ciężarowych powyżej 70 km/h. Na wzrost hałasu drogowego wpływają także takie czynniki jak gładkie nawierzchnie, a także szerokość ogumienia – każde dodatkowe 10 mm szerokości opony przyczynia się do wzrostu hałasu o 0,2–0,4 dB. By zminimalizować uciążliwość związaną z hałasami, specjaliści pracują nad mieszankami, które pozwolą stworzyć cichsze nawierzchnie. Od wielu lat w Polsce wdrażane są mieszanki SMA, składające się z trzech głównych składników: kruszywa, lepiszcza asfaltowego i wypełniacza. Tak przygotowany mastyks grysowy charakteryzuje się dobrze rozwiniętą teksturą oraz zwiększoną zawartością wolnych przestrzeni w warstwie. Mieszanka SMA poza redukcją hałasu pozwala zmniejszać skutki utraty przyczepności pojazdu spowodowanej mokrą nawierzchnią. Pora na innowacje Naukowcy z trzech politechnik – białostockiej, lubelskiej i rzeszowskiej – w ramach Politechnicznej Sieci Via CARPATIA pracują nad optymalnymi rozwiązaniami w zakresie mieszanek mineralno-asfaltowych produkowanych przy obniżonej temperaturze technologicznej2. Mają one zapewniać trwałość nawierzchni (drogowych i mostowych), dobre właściwości antypośligowe oraz ograniczać negatywny wpływ produkcji MMA na środowisko. W celu zmniejszenia zużycia paliw, emisji szkodliwych oparów i aerozoli do atmosfery oraz obniżenia temperatury technologicznej międzyuczelniany zespół pracuje nad doborem optymalnej technologii. Eksperci biorący udział w projekcie zamierzają m.in. wykorzystać dodatek materiałów z grupy zeolitów, modyfikując je związkami z grupy silanów zawierającymi różne ilości siarki. Naukowcy zanalizują również wodo- i mrozoodporność ulepszonych lepiszczy. Projekt mający na celu wdrożenie do przemysłowej produkcji ekologicznych mieszanek mineralno-asfaltowych w technologii asfaltu spienionego realizuje dr inż. Agnieszka Woszuk3, autorka licznych wynalazków i patentów, laureatka konkursu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej „Proof of Concept”. Razem z zespołem pracuje również nad tzw. inhibitorami procesu starzenia. Są to dodatki do asfaltu, które mają nie tylko wstrzymywać proces starzenia, ale także ułatwić dobre zespolenie asfaltu zestarzonego z nowym. Dokąd wiedzie ta droga? Sprostanie celom związanym z Zielonym Ładem i zrównoważonym rozwojem, połączone z wyzwaniami wynikającymi z rosnących cen energii, problemami z dostępem do niezbędnych surowców oraz stworzeniem niezawodnego łańcucha dostaw, powoduje, że podmioty z branży drogowej muszą szukać nowych rozwiązań, optymalizujących produkcję zarówno pod kątem ekologicznym, jak i ekonomicznym. Aby utrzymać konkurencyjność, konieczna jest otwartość na nowości technologiczne i materiałowe. Kluczowe będzie też śledzenie zmian w przepisach, trendach i osiągnięciach nauki – to one wskażą kierunek rozwoju „zielonych” dróg. Ewa Koczwara 1 https://kongresdrogowy.pl/wp-content/uploads/2022/03/OBNIEN1.pdf. 2 https://forumakademickie.pl/badania/naukowcy-z-trzech-politechnik-pracuja-nad-ulepszeniem-nawierzchni-drogowych. 3 https://jedynka.polskieradio.pl/artykul/3503749,Tani-i-eko-Jak-wytwarza%C4%87-przyjazny-dla-%C5%9Brodowiska-asfalt.
RkJQdWJsaXNoZXIy NDI0NjE=