Siltā asfalta tehnoloģijas ļauj samazināt asfalta ražošanas un ieklāšanas temperatūru, kā arī uzlabot asfalta iestrādājamību nelabvēlīgos laikapstākļos

Pauž Šveices materiālu un tehnoloģiju pētījumu institūtā EMPA zinātnieks Dr. sc. Ing. Mārtiņš Zaumanis. Viņš norāda, ka nākotnē, visticamāk, siltais asfalts kļūs par svarīgu asfalta ražošanas tehnoloģiju. Siltā asfalta lietošanai nav nekādu ierobežojumu attiecībā uz maisījuma tipiem vai izmantotajiem materiāliem, tomēr ražotājam ir jābūt informētam par ražošanas tehnoloģijām, lai nodrošinātu līdzvērtīgas īpašības kā karstajam asfaltam. M. Zaumanis ir arī pētījis siltā asfalta pielietošanu Latvijas apstākļos. Siltais asfalts no karstā asfalta atšķiras ar to, ka ražošanas laikā temperatūra ir samazināta par 10 vai 20 grādiem.

Citās valstīs siltais asfalts jau ir iekarojis savu vietu ceļu būvniecības nozarē. Piemēram, ASV, kur siltais asfalts tika ieviests 2002. gadā, pēdējo desmit gadu laikā tā izmantošanas ir piedzīvojusi lēcienu no 5% 2009. gadā līdz pat 40% 2019. gadā. Eiropā gan pagaidām tas vēl ir nišas produkts, bet Parīzes klimata vienošanās dēļ, arī te tuvākā laikā sagaidāms liels lēciens siltā asfalta izmantošanā, pārliecināts M. Zaumanis. Kā vēl vienu piemēru viņš min Vāciju, kas ir viena no lielākajām asfalta ražotājām Eiropā, tur no šī gada jau ir ieviestas prasības siltā asfalta lietošanai.

Siltais asfalts pasaulē jau kādu laiku ir bijis pazīstams, tāpēc tā pamatīpašības vairs nav jāpārbauda. Mērķis bija paskatīties kādas ir siltā asfalta priekšrocības tieši Latvijas apstākļos

Dr. sc. Ing. Mārtiņš Zaumanis, Šveices materiālu un tehnoloģiju pētījumu institūtā EMPA zinātnieks

Siltā asfalta ražošana

Mūsdienu siltā asfalta tehnoloģiju aizsākumi meklējami Vācijā pagājušā gadsimta deviņdesmitajos gados.

Siltā asfalta ražošanai tiek izmantotas dažādas tehnoloģijas, kas balstās uz bitumena viskozitātes samazināšanu īstermiņā vai ilgtermiņā, kā arī bitumena un minerālmateriālu mijiedarbības ķīmiskas modificēšanas. Pieejamas trīs principiāli atšķirīgas tehnoloģijas, kas īsumā apskatītas šajā nodaļā. Vispopulārākā tehnoloģija ir putu bitumena izmantošana, jo pie lieliem ražošanas apjomiem tā nodrošina vismazākās izmaksas. Arvien populārākas kļūst ķīmiskās siltā asfalta tehnoloģijas. Tam par iemeslu ir fakts, ka parasti ķīmiskās piedevas ne tikai ļauj samazināt ražošanas temperatūru, bet arī uzlabo adhēziju. Trešā tehnoloģija ir organiskās piedevas – vasks. Gandrīz jebkura esoša asfalta rūpnīca var tikt pielāgota siltā asfalta ražošanai, uzstādot nepieciešamo aprīkojumu. Nepieciešamās modifikācijas atkarīgas no izvēlētās tehnoloģijas. Izmantojot siltā asfalta tehnoloģijas, viena no galvenajām priekšrocībām ir iespēja ražošanā pievienot lielāku frēzētā asfalta saturu. Lietojot augstu frēzētā asfalta saturu karstā asfalta ražošanas laikā, nepieciešams paaugstināt ražošanas temperatūru. Augstāka temperatūra nodrošina iespēju frēzētā asfalta sastāvā esošajam, novecojušajam bitumenam samazināt viskozitāti pietiekami, lai samaisītos ar svaigajiem minerālmateriāliem. Tomēr to ir grūti nodrošināt, jo frēzēto asfaltu parasti silda netieši – pārkarsējot svaigos minerālmateriālus, kas tālāk siltumapmaiņas ceļā uzsilda frēzēto asfaltu. Šāda tehnoloģija ierobežo maksimālo frēzētā asfalta saturu, ko iespējams uzsildīt.

Ražošanas temperatūras samazināšana var nodrošināt enerģijas patēriņa samazināšanu ražošanas laikā, tādējādi samazinot arī siltumnīcefekta gāzu emisijas un nelabvēlīgo ietekmi uz vidi.

Tehnoloģijas un ieguvumi

Plaši izplatīts ir uzskats, ka siltā asfalta tehnoloģiju galvenais ieguvums ir ražošanas laikā patērētās enerģijas un siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanās. Tomēr faktiski galvenais iemesls ir iespēja uzlabot asfalta iestrādājamību. Šī priekšrocība ir veicinājusi siltā asfalta plašu izplatību visā pasaulē. To iespējams izmantot dažādos veidos, atkarībā no situācijas: siltā asfalta pielietošana palielina pārliecību, ka tiks sasniegts nepieciešamais sablīvējums nepalielinot blīvēšanas enerģiju. Siltā asfalta tehnoloģiju pielietošana var ļaut vieglāk ieklāt un sablīvēt stingus maisījumus, piemēram, augsti polimērmodificētus maisījumus. Tāpēc tehnoloģiju pielietošana var būt rekomendējama blīvi apdzīvotās vietās. Vēl viena priekšrocība ir paildzināts laiks maisījuma iestrādāšanai. Siltā asfalta tehnoloģijas var nodrošināt līdzvērtīgu asfalta sablīvējamību kā karstajam asfaltam, bet pie zemākas temperatūras. Tāpēc ražojot asfaltu pie tradicionālās temperatūras, izmantojot siltā asfalta tehnoloģiju, pieejams papildu laiks maisījuma iestrādāšanai. Šāda priekšrocība, piemēram, dod iespēju palielināt transportēšanas distanci.

Siltais asfalts ļauj veikt būvdarbus arī salīdzinoši nelabvēlīgākos laikapstākļos. Tas iespējams, ja siltais asfalts tiek ražots pie tradicionālas karstā asfalta temperatūras.

Šī iemesla dēļ siltā asfalta tehnoloģijas samērā plaši tiek pielietotas ziemeļvalstīs, un bieži arī nelabvēlīgos apstākļos pie zemām temperatūrām: augstkalnu apvidū, strādājot naktī, pie zemas pamatnes temperatūras un citiem nelabvēlīgiem laikapstākļiem. Svarīgi, ka šī priekšrocība var atļaut pagarināt būvdarbu sezonu, uzsver M. Zaumanis. Jāpiemin, ka zemāka ieklāšanas temperatūra nodrošina arī mazāk izmešu un izgarojumu ieklāšanas laikā.

Potenciāls Latvijā

Šobrīd Latvijā siltais asfalts faktiski netiek pielietots, tomēr no iepriekš apskatītajām siltā asfalta lietošanas priekšrocībām dažas var būt īpaši piemērotas Latvijas apstākļos, norāda pētījuma autors. Latvijā bieži sastopami asfalta ieklāšanai nelabvēlīgi laikapstākļi – zema gaisa un ceļa seguma pamatnes temperatūra, vējš, mitrums. Siltā asfalta tehnoloģijas ļauj Siltā asfalta pielietošana Latvijas apstākļos paildzināt laiku, kurā ir iespējams segumu sablīvēt. Tas savukārt ļauj palielināt blīvumu un samazināt termālo segregāciju un līdz ar to palielināt asfalta kalpošanas laiku.

Pielietojot siltā asfalta maisījumus, būtu iespējams paildzināt būvdarbu sezonu. Faktiski jau šobrīd bieži būvdarbi tiek veikti pārāk vēlā rudenī. Siltā asfalta pielietošana ļautu uzlabot šādu maisījumu ilgmūžību.

Tuvākajā laikā plānotie plānkārtas asfalta maisījumi to samazinātas termālās masas dēļ būs īpaši jutīgi pret nelabvēlīgiem laikapstākļiem. Pat labvēlīgos laikapstākļos tiem var veidoties termālā segregācija. Siltā asfalta pielietošana ļautu uzlabot šādu maisījumu sablīvējamību un seguma viendabību. Siltā asfalta piedevu efekts uz bitumena viskozitātes samazināšanu ir labvēlīgs, lai pielietotu frēzēto asfaltu.

Līdzvērtīgs karstajam asfaltam

Pētījuma rezultāti norāda, ka siltā asfalta tehnoloģijas var nodrošināt līdzvērtīgas asfalta īpašības kā tradicionālā karstā asfalta tehnoloģija. Atsevišķos gadījumos siltā asfalta tehnoloģijas var nodrošināt zināmas priekšrocības Lai siltā asfalta tehnoloģijas sekmīgi pielietotu, ražotājiem jāņem vērā labā prakse ražošanas un ieklāšanas laikā. Kā galvenās rekomendācijas pēc pētījuma veikšanas M. Zaumanis norāda: “Siltā asfalta tehnoloģijas dažādās valstīs tiek definētas atšķirīgi. Tas rada neskaidrības. Lai nodrošinātu, ka apritē balstīta iepirkuma procedūrā siltā asfalta tehnoloģijas var tikt norādītas kā videi draudzīgas, ieteicams pievienot siltā asfalta definīciju Ceļu specifikācijās. Ražošanas temperatūras samazināšana pasliktina maisījuma ūdensjutību, tāpēc siltā asfalta ražošanas gadījumā obligāti jālieto adhēziju veicinošas piedevas. Ja siltā asfalta ražošanā tiek izmantotas ķīmiskās piedevas, tās var aizstāt adhēzijas piedevas. Temperatūras samazināšana ievērojami samazina izgarojumus ieklāšanas laikā. Tas var nodrošināt labākus daba apstākļus ieklāšanas brigādei, īpaši ja tiek ieklāts mīkstais vai emulsijas asfalts. Blīvi apdzīvotās teritorijās siltais asfalts var tikt lietots, lai nodrošinātu komfortablākus apstākļus apkārtējiem iedzīvotājiem.”

Izmēģinājuma posmi

Lai pārbaudītu siltā asfalta tehnoloģijas praksē, tika izbūvēts izmēģinājuma posms uz autoceļa Cēre–Pilsarāji–Gobas (V1432) (1,64.–2,14.km) un uz autoceļa Cēres apvedceļš (V1447 ) (4,24–4,75.km). Ieklāšana tika veikta divas dienas – 2019. gada 27. un 28. jūnijā. Pirmajā dienā tika ieklāts karstais asfalts (HMA), bet otrajā dienā tika ieklāts asfalts ar Evotherm piedevu. Posmā tika izmēģinātas trīs dažādas situācijas:

• Asfalts, kas ražots un ieklāts pie tradicionālas temperatūras, neizmantojot nekādas piedevas.
• Asfalts, kas ražots un ieklāts pie tradicionālas temperatūras un tā ražošanā tika pielietota siltā asfalta piedeva Evotherm.
• Asfalts, kas ražots un ieklāts pie samazinātas temperatūras un kura ražošanā pielietota siltā asfalta piedeva Evotherm.

Ieklāšanas laikā katram no trim ieklātā asfalta tipiem tika noņemta viena sērija ar maisījuma paraugiem. Šiem paraugiem noteiktas tradicionālās īpašības un veikta testēšana.

Karstā asfaltbetona jeb hot mix asphalt (HMA) ražošanas temperatūra ir virs 160 grādiem pēc Celsija un šī ir izplatītākā un lētākā asfaltbetona ražošanas metode. Siltā asfaltbetona jeb warm mix asphalt (WMA) ražošanas temperatūra ir par 20 līdz 40 grādiem zemāka nekā karstajam asfaltam. Silto asfaltu iegūst ar speciālo piedevu vai tehnoloģiju palīdzību. Siltā asfalta tehnoloģijas dažādās valstīs tiek definētas atšķirīgi.