Nízkoteplotní asfaltové smsi. Struné shrnutí problematiky. asfaltových výpar. Obsah prezentace. Systém REACH, DNEL. Ing.

Transkript

1 Nízkoteplotní asfaltové smsi Ing. Jií Fiedler Spolupráce EUROVIA Services s.r.o. (Ing. Kašpar, Ing. Bureš, Ing. Pospíšil) Únor bezen 2015 Obsah prezentace Problematika asfaltových výpar Nízkoteplotní asfaltové smsi TP 238 Píklad použití nízkoteplotních AC tunel Blanka Nízkoteplotní lité asfalty 2 Struné shrnutí problematiky asfaltových výpar Systém REACH, DNEL REACH je zkratka pro novou chemickou politiku EU (od r. 2007) Registrace, Evaluace a Autorizace CHemických látek Výrobce má povinnost výrobce stanovit tzv. DNEL (Derived Non Effect Level) Odvozená úrove, pi které nedochází k nepíznivým úinkm V pedepsaných pípadech je nutno DNEL uvádt na dokumentech o výrobku. V ostatních pípadech je to dobrovolné. Odpovdi na otázky k DNEL jsou napíklad na Uživatelé to musí zohlednit pi své innosti.

2 Exposiní limity Omezení teplot v pedpisech Metodika stanovení DNEL není stejná jako používaných exposiních limit NPK-P ( STEL) a PEL ( OEL) Asfalt nebyl v rámci REACH oznaen jako nebezpená látka. NPK-P = Nejvyšší Pípustná Koncentrace v Pracovním prostedí (STEL Short Time Exposure Limit) Výrobci asfalt proto nemusí zpracovat scénáe exposice 5 PEL = Pípustný expoziní limit (OEL Occupational E.L) PEL, NPK-P, stanovují úady, DNEL stanovuje výrobce (podle metody ECHA - Evropská agentura pro chemické látky), PEL, NPK-P jsou závazné, DNEL je informativní NPK-P : 10 mg/m 3 (asov vážený prmr za 15 minut) PEL : 5 mg/m 3 (asov vážený prmr celosmnový) DNEL: 3 mg/m 3 6 Pokud odbratel nedostane od dodavatele scénáe exposice, mže postupovat podle dosud platných pedpis. Pro lité asfalty v R 250 o C (v Nmecku 230 o C) SN Vozovky na mostech,tkp MD kap. 21, TP 238 Je však teba respektovat pokyny na BL výrobc asfalt Píklad: Maximální bezpená teplota pro manipulaci je 220 C Doporuení Eurobitume ( Mení v Norsku, Zpráva Low Temperature Asphalt 2011 I když REACH v souasné dob nezavádí žádná omezení pro zpracování a teploty, teplota pro bezpené nakládání s asfalty je pi použití: pro vozovky 200 o C pro oxidované a prmyslové asfalty 230 o C 7 Pro aplikace, kde bude teplota asfaltu 200 o C, musí uživatel zajistit odpovídající kontrolní opatení, aby se vypoádal s riziky z hlediska BOZ. Píruka Eurobitume: Assessment of Personal Inhalation Exposure to Bitumen Fume Výpary u NTAS byly nižší o cca 60 %, ale i pro AC byly pod DNEL.

3 Píklad mení na stavb Eurovia v Nmecku Mení aerosol (pevné ástice) a asfaltových dým IARC Klasifikace asfaltu Mezinárodní centrum pro výzkum rakoviny (IARC) je souástí Svtové zdravotnické organizace. ( Posláním IARC je koordinace a vedení výzkumu vzniku rakoviny u lidí a rakovinotvorných mechanism. Dle literatury pi poklesu T o 10 o C mohou klesnout emise na 50 % IARC vydává monografie a klasifikace výrobki smsí. Jde o doporuení, ale nejedná se o naízení. Tato doporuení mohou být zalenna do vyhlášek jednotlivých zemí. 9 Použitím NTAS lze zajistit emise < DNEL Shrnutí poznatk ze staveb v USA: NCHRP 779, 2014 Field Performance of Warm Mix Asphalt Technologies U 6 technologií NTAS redukce výpar v prmru o cca 35 % 10 Klasifikace asfaltu v 2011 a monografie v 2013 pro expozice pi výrob a pokládce AC nebo MA (skupina 2B možný karcinogen) IARC hodnotí nebezpenost (hazard), ne rizikovost látky (risk)!. Rozdíl mezi nebezpeností a rizikem Definice nebezpenosti a rizika Nebezpenost vlastnost látky psobit nepízniv na zdraví lovka pi expozici. Nevyísluje se riziko. Rizikovost pravdpodobnost, se kterou dojde za definovaných podmínek expozice k projevu nepíznivého úinku. Kvantifikuje riziko (pravdpodobnost od 0 do 1) Podrobnosti k hodnocení rizik napíklad na Nebezpenost Riziko IARC hodnotí pouze nebezpenost látky, nekvantifikuje riziko! Jen se konstatuje, zda mže být vlivem dané látky vyvolána rakovina Hazard%209%20English_1.pdf Proto IARC nestanovil žádný teplotní limit pro práci s asfalty.

4 Shrnutí k problematice asfaltových výpar Situace v Evrop je zatím nejasná a vyvíjí se. Metody mení výpar nejsou zatím sjednoceny. Není proto ani závazný evropský pedpis. Zavádní nových požadavk (limit) souvisejících s registrací asfalt v REACH i novou klasifikací IARC se zatím jeví pedasné. Nízkoteplotní asfaltové smsi - NTAS (WMA - Warm Mix Asphalt) Je však nutné, aby odpovdní pracovníci a specialisté silniních firem vývoj v této oblasti velmi pozorn sledovali a podle situace vas pijímali opatení pro zabezpeení BOZ svých pracovník Použití NTAS Nízkoteplotní asfaltové smsi (NTAS, WMA) umožují snížit teplotu pi výrob a pokládce a tím omezit emise. Existuje celá ada rzných technologií. NTAS se nejvíce rozvinuly v USA Dle údaj NAPA na se v roce 2013 provedlo více než 100 milion tun NTAS Tj. cca 30 % všech asf. smsí (cca 80 % pnící písady) Popis cca 20 rzných technologií NTAS je na Shrnutí poznatk ze staveb v USA: NCHRP 779, 2014 Field Performance of Warm Mix Asphalt Technologies, NTAS se používají i v Evrop. V R pro n platí TP 238. eská literatura o NTAS Prezentace Valentin J., d2051.fsv.cvut.cz/predmety/stpk/p-nas.pdf Píspvky o NTAS na AV 11 i AV 13 Žák J., NTAS, Seminá Asfaltové smsi v Evrop, 2012 Vliv nízkoviskózních písad na charakteristiky asfaltové smsi Valentin J., Beneš J., Mondschein P., Seminá CESTI Technické listy dílích úkol, 2013 a 2014 Diplomové práce na VUT v Štpanovský V., Komenda R., Studium Závrené práce Valentin J., Žák J., Trendy v oblasti nízkoteplotních a teplých 16 asfaltových smsí, Silnice Mosty, 4/2013

5 Písady pro NTAS Organické písady na bázi syntetických vosk (montánní a FT parafíny), nap. Sasobit, amid mastných kyselin, nap. Licomont, Rzné chemické písady i povrchov aktivní látky ovlivující smáitelnost povrchu zrn kameniva a vnitní tení nap. Rediset WMX, Evotherm MA 3 Pnící písady Evotherm DAT, pírodní a syntetický zeolit, voda NTAS u EUROVIA Eurovia používá NTAS od roku 2003 (zaátek ve Francii) Nejprve byly používány syntetické a pírodní zeolity Poté s firmou MeadWestvaco (USA) technologie Evotherm Evotherm DAT snížení teploty až o 50 C, písada edná vodou Evotherm MA 3 snížení teploty o 30 C, neobsahuje vodu 70 obaloven Eurovia ve Francii, UK, R a Španlsku upraveno Informace jsou na internetu a v prospektech výrobc úsek Evotherm DAT v R v íjnu 2011 Píklad snížení emisí u NTAS s Evotherm Hutnící sestava Finišer a plnící vz TOM (Total organic matter) tkavé látky VOC DNEL= 2,9 mg/m 3 Stack Emissions & Jobsite Fumes Reductions Using Evotherm WMA

6 NTAS s asfaltovým recyklátem (RAP) v R TA Maximáln efektivní využití recyklovaných asfaltových vrstev vozovek pro výrobu nových asfaltových smsí. ešitelé VUT, VUT, Pragoprojekt a firma Fronk. Firma Fronk má obalovnu s paralelním bubnem a zaízením na výrobu pnoasfaltu. První pokládka NTAS s vysokým obsahem RAP na podzim Informace o projektu jsou v lánku ešitel na konferenci AV 13 EUROVIA používá NTAS s RAP na obalovn Letkov Na internetu je ada výzkumných zprávy o smsích NTAS s RAP (nap. Hill B., Performance evaluation of WMA mixtures incorporating reclaimed asphalt pavement, Thesis 2011) Vodní citlivost smsi NTAS (výzkumný projekt CIDEAS) Vliv písady pro zlepšení pilnavosti a vliv mrazového cyklu Sms ITSd [kpa] ITSw [kpa] ITSR [%] ACO 11 S ,2 ACO 11 S + Evotherm DAT ,0 ACO 11 S + Evotherm DAT +0,2% z asf. Wetfix BE ,2 Vliv zmrazovacího cyklu (-18 C ~ 16 h následn láze 60 C po dobu 24 h.) ACO 11 S + Evotherm DAT +0,2% z asf. Wetfix BE ,1 Zkouška ITSR - metoda A (SN EN ) v R bez mrazového cyklu S písadou Evotherm MA3 vychází vodní citlivost smsí NTAS lépe (nap. smsi pro tunel Blanka v Praze) Vodní citlivost smsí SMA NTAS s PMB Zkoušky v rámci CESTI 2014 WP rzných písad (Technický list je na Výsledky srovnatelné, nkdy NTAS dokonce lepší Vodní citlivost WMA - údaje z americké literatury Anderson, NCHRP 9-47, 2008 Zhoršení vodní citlivosti NAS není zpsobeno reziduální vlhkostí ve smsi, ale tím, že pi nižší teplot je pevnost spojení kameniva a asfaltu horší. Tsai J., Evaluating Constructability and Properties of Warm Mix Asphalt, 2010, zkoušeny smsi pro technologie Rediset, Evotherm a CECABase RT, ITSR nižší než u referenní smsi, ale vyhovující Aschenbrener, Three-Year Evaluation of WMA Experimental Feature, 2011, Advera, Sasobit, a Evotherm, ITSR nižší než u referenní smsi, ale > 80 %. Po 3 letech chování obrus. vrstvy vyhovující, srovnatelné s referenním AC (tvrdé klimatické podmínky, v zim 65 dní sníh, požadavek pojivo PG 58-28) 23 NCHRP 763, Evaluation of the Moisture Susceptibility of WMA Technologies, 2014 Výstup nkolikaletého výzkumu vodní citlivosti (zpráva + pílohy 109 stran) Celkov NTAS vyhovující, v prvních msících nkteré technologie a stavby horší

7 Porovnání odolnosti proti trvalým deformacím (CIDEAS) Laboratorn pipravené vzorky (50 o C) Výsledky zkoušky z odebrané vrstvy Sms PRD air [%] (SN EN pi 50 C) Sms PRD air [%] WTS air [mm/10 3 ] RD air [mm] ACL 22 S 2,0 0,018 1,27 WTS air [mm/10 3 ] ACO 11 S 3,9 0,036 ACO 11 S Evotherm Požadavek SN EN 3,2 0,028 5,0 0,070 TP 238 Nízkoteplotní asfaltové smsi Pedbžné technické podmínky s úinností od ledna 2012 ACL 22 S Evotherm 1,9 0,024 1,29 PožadavekSN EN 3,0 0, TP 238 Obsah 1 Všeobecn 2 Systém jakosti zpsobilost zhotovitel 3 Užití NTAS v konstrukci vozovky 4 Stavební materiály 5 Stavební práce 6 Zkoušení a kontrola 7 Životní prostedí 8 Bezpenost a ochrana zdraví pi práci 9 Souvisící normy a pedpisy TP 238 Oznaení vrstvy (l. 1.3) Znaí se stejným zpsobem jako AC Pokud požaduje zadavatel prací zdraznit nízkoteplotní charakter doplní se do oznaení asfaltové smsi NV pi použití nízkoviskózního asfaltového pojiva nap. ACL 16 50/70 NV; 60 mm NT jsou-li písady aplikovány pi výrob smsi 27 28

8 TP 238 Návrh a posouzení (l. 3.3) TP 238 Stavební práce (l.5) Stejné zásady jako u normálních smsí. Stejné zásady jako u normálních smsí. Pi použití nkterých písad (nap. FT parafiny) má sms vyšší tuhost. Pi pokládce nízkoteplotní asfaltové smsi zpravidla dochází ke zkrácení asu vhodného pro hutnní. Je teba použít vhodnou strojní sestavu. 29 Pokud je projektem uvažováno zvýšení funkních charakteristik, je vhodné stanovit modul tuhosti, odolnost proti únav, odolnost proti vzniku trhlin. Posouzení vlastností pi nízkých teplotách je nutné, pokud sms byla navržena jako VMT a vztahuje se na ni TP Pokud se pedpokládá zdrsnní povrchu obrusné vrstvy podrováním, musí tento technologický krok následovat u hutnných asfaltových vrstev z nízkoteplotních asfaltových smsí co nejdíve (pi co nejvyšší teplot) obvykle po prvním pojezdu válce. Pi venkovních teplotách nižších než 10 C a pi zvýšené aktivit vtru se nesmí teplota smsi snižovat (l. 5.2). TP Pílohy Píloha A: Postup pro stanovení teploty výroby Marshallových zkušebních tles NTAS Píklad použití nízkoteplotních AC Píloha B: Postup pro ovení zpracovatelnosti nízkoteplotní smsi litého asfaltu tunel Blanka Píloha C: Pedbžné specifikace prmyslov vyrobených nízkoviskózních asfaltových pojiv 31 32

9 Tunel Blanka vzorový ez Tunel Blanka prkazní zkoušky BBTM 8 BBTM 8 + MA3 ACL 22 S ACL 22 S + MA3 SN EN Teplota hutnní [ C] ITS D [kpa] ITS W [kpa] ITSR [%] min. 80 PRD AIR [%] ,2 2,4 max. 3,0 WTS AIR [mm/1 000 cykl] ,036 0,021 max. 0,05 Celkem cca t smsi s písadou Evotherm MA3 PMB 25/55-60 (Polybitume E45) 34 Tunel Blanka 35 Fotografie Ing. Bureš EUROVIA Services s.r.o. 36 Fotografie Ing. Fiedler Sníma mení výpar (CDV RNDr. Huzlík)

10 Mení asfaltových výpar v tunelech v SRN Nízkoteplotní lité asfalty 37 Ruhl R., Vapours and Aerosols of Bitumen - exposures and classification 2012, 38 Litý asfalt MA (Mastic Asphalt) díve LA Problém asfaltových výpar u MA Dvoufázový systém (pojivo + kamenivo) mezery zaplnny asfaltem Obsah asfaltu 7 až 10% (u AC 5 %) Silniní asfalt (20/30, 30/45, 35/50) SN EN Tvrdý silniní asfalt (TSA10/20, TSA 20/30) SN EN Modifikovaný asfalt (PMB 10/40-65) SN EN Obsah fileru 20 až 30 % Obsahuje tžené kamenivo (pro lepší zpracovatelnost) Po vyrobení se ješt nkolik hodin míchá (T at_id=578&picpath= =11029&zoompic=media_11029.jpg&language=eng&dummy=

11 Standardní MA - Obchvat Kolína TP 238 Píloha B Zkouška zpracovatelnosti SN Penetrace trnu Ø 20 mm pi C po 10, 20 s Porovnání kivek pro MA a MA-NTAS ukáže možné snížení teploty PmB 10/40-65 NV, penetrace 10s PmB 10/40-65, penetrace 10s PmB 10/40-65 NV, penetrace 20s PmB 10/40-65, penetrace 20s Hloubka penetarce (cm) možné snížení teploty o cca 10 C 41 Fotografie EUROVIA Services s.r.o. HAPA XIV Aszfaltkonferencia, February Eurovia laboratory in Prague Teplota smsi MA ( C) Viasphalt BT Pro omezení emisí pi práci s MA vyvinula Eurovia sms Viasphalt BT, Francouzská ulice, Praha Viasphalt BT (Basse Température tj. nízká teplota) Sms je vhodná pro: mostní izolace, parkovišt, chodníky, vozovky Použití písady pro tuto technologii je chránno svtovým patentem. Písada je rostlinného pvodu na bázi hydrogenovaného ricinového oleje (hydrogenace je chemická reakce pidáním vodíku) T = 181 o C Foto Ing. Bureš EUROVIA Services s.r.o. 44

12 Projekt CESTI Dílí úkol W ešitelé VUT, EUROVIA, SKANSKA Požadavky nových technických ešení pro nízkoteplotní lité asfalty Bureš P., Fiedler J., Žalman L., Špaek P., Mondschein P., Kolaík J., Beneš J., Projekt CESTI zpráva 12/2014 Zpracovatelnost smsi s Viasphalt BT pro rzné teploty Byly vybrány písady k ovení chování pi použití asfaltu 20/30. Zkoušky vlastností MA (zpracovatelnost, pilnavost) byly provedeny pro rzné teploty. Závrená zpráva 12/2014. Na internetu bude Technický list úkolu 46 Dle doc. Hanzíka se doporuuje : Oblast mezi kivkou 1 a 2 vhodná pro runí pokládku (20 30 mm) Kivka 5 dolní mez pro strojní pokládku 40 mm NCHRP 691 Mix Design Practices for Warm Mix Asphalt Appendix C, Training Materials Dkuji za pozornost