Po jezdniach z dodatkiem gumy samochody będą sunąć ciszej

Najwięcej innowacji zastosowano do tej pory przy budowie dróg z nawierzchnią ze specjalnych mieszanek mineralno-asfaltowych. Na odcinku drogi ekspresowej S8 Opacz–Paszków pod Warszawą wykonana została tzw. nawierzchnia długowieczna. Nazwa związana jest z dużą wytrzymałością (odpornością zarówno na wysokie, jak i niskie temperatury, a także na odkształcenia pod dużym obciążeniem) oraz wyjątkowo długim okresem eksploatacji – co najmniej 50 lat. Według Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad (GDDKiA) przynajmniej do 2066 r. na tym odcinku konieczna będzie jedynie okresowa wymiana warstwy ścieralnej, przeprowadzana co 12–15 lat.

Ekonomicznym rozwiązaniem jest także recykling nawierzchni drogowej, czyli powtórne użycie mieszanki mineralno-asfaltowej odzyskanej z nawierzchni podczas jej frezowania. Innowacyjne odcinki z dodatkiem destruktu asfaltowego w technologii „na gorąco” wykonano m.in. na terenie województwa świętokrzyskiego, przy budowie obwodnicy Jędrzejowa na S7.

Kolejnym przykładem zastosowania rozwiązań i technologii innowacyjnych może być wykorzystanie mieszanki asfaltu z gumą m.in. na odcinku drogi ekspresowej S3 Sulechów–Zielona Góra Północ.

Opony w drogę

Taki „gumowy” asfalt od lat jest stosowany za granicą. Technologia gumowego asfaltu jest już wykorzystywana m.in. w Hiszpanii, Wielkiej Brytanii, Chinach i w USA, gdzie federalny program budowy dróg z dodatkiem gumy ze zużytych opon jeszcze na początku lat 90. wprowadził prezydent George Bush. Także w Polsce powstało ponad 100 kilometrów tego rodzaju nawierzchni w kilkunastu lokalizacjach: m.in. na drodze krajowej nr 20 koło Kościerzyny, drodze nr 7 w rejonie Czosnowa czy trasie S7 niedaleko Krakowa.

Duży potencjał dla wykorzystania takiego rozwiązania dają stare opony. Dlatego o wprowadzenie takiej nawierzchni jako standardu przy budowach dróg zaapelował Polski Związek Przemysłu Oponiarskiego (PZPO). Chodzi o zastosowanie w warstwie ścieralnej drogi mieszanki asfaltu z rozdrobnioną gumą pochodzącą ze zużytych opon samochodowych. Takie rozwiązanie z jednej strony poprawia jakość, wytrzymałość i trwałość dróg, a z drugiej zwiększa przyczepność, obniża dwukrotnie poziom hałasu i skraca drogę hamowania samochodów. Dzięki dużej elastyczności nawierzchnia z dodatkiem gumy może być stosowana tam, gdzie występują znaczne odkształcenia podbudowy drogi i podłoża, np. wskutek szkód górniczych.

Według PZPO technologie gumowego asfaltu ze zużytych opon w całym okresie utrzymania drogi powinny przynieść inwestorowi korzyści finansowe, kierowcom większe bezpieczeństwo, a mieszkańcom większy komfort życia. Przy tym surowiec ze zużytych opon ma mieć korzystny wpływ na niemal wszystkie właściwości mieszanek mineralno-gumowo-asfaltowych.

Ważny jest aspekt ekologiczny takich asfaltów. Zużyta opona rozkłada się w środowisku naturalnym około 100 lat i trudno ją bezpiecznie zniszczyć. W skład nowoczesnej opony wchodzi ponad 200 różnych syntetycznych składników chemicznych, których spalanie powoduje emisję całej gamy toksycznych produktów. Podczas spalania opon uwalniają się m.in. związki kadmu i dioksyny. Tymczasem do wykonania kilometra warstwy ścieralnej z mieszanki z gumą na drodze ekspresowej można wykorzystać przeszło 3 tys. opon.

O kilka decybeli

Zastosowanie gumy w asfalcie pozwala wyciszyć drogę. Podstawowym czynnikiem wywołującym hałas na styku opony z nawierzchnią jest bowiem powietrze: najpierw ulega sprężeniu a następnie rozprężeniu wskutek toczenia się opon na drodze. To właśnie owo szybkie „pompowanie” powietrza powoduje powstawanie hałasu. Bardzo gładka nawierzchnia jezdni może powodować natężenie tego zjawiska. Porowata go zmniejsza.

Zastosowanie gumy ze starych opon w mieszankach o odpowiedniej strukturze pozwala na redukcję hałasu o 3–6 decybeli w porównaniu z tradycyjnymi drogami czy też najcichszymi drogami betonowymi. Gumowy asfalt jest co prawda wyraźnie droższy w porównaniu z asfaltem tradycyjnym, ale pozwala znacząco obniżyć koszty związane z budową ekranów akustycznych.

Gdy cichą nawierzchnię asfaltową położono na jednej z ulic Płocka, po dokonaniu pomiarów i porównaniu ich z badaniem sprzed remontu okazało się, że poziom hałasu w ciągu dnia zmalał z 68,9 dB do 67,4 dB. Badania na 150-metrowym odcinku ulicy w Poznaniu pokazały, że po zastosowaniu tego rozwiązania emisja hałasu zmniejszyła się o 3 decybele. Natomiast badania ankietowe wśród okolicznych mieszkańców pokazały, że takie zmniejszenie hałasu komunikacyjnego dało odczucie ograniczenia natężenia ruchu samochodowego.

Cichy asfalt może jednak przysparzać problemów drogowcom, szczególnie zimą. Porowate nawierzchnie znacznie szybciej od klasycznych ulegają wychłodzeniu. Prowadzi to do szybszego ich oszronienia czy oblodzenia. Porowaty asfalt ma także mniejszą trwałość.

Są jednak sposoby, by żywotność takiego asfaltu przedłużyć. Jednym z nich jest zastosowanie nawierzchni dwuwarstwowych, gdzie uziarnienie dolnej warstwy, nieco grubszej od górnej, jest większe. Wolne przestrzenie tworzą połączone ze sobą kanaliki, przez które swobodniej przepływa woda, wytwarzając podciśnienie w warstwie górnej. Warstwa dolna ma więc tendencję do zasysania wody i drobnych zanieczyszczeń z warstwy górnej, przez co jej pory później się zapychają. Drugim sposobem poprawiania dźwiękochłonności nawierzchni porowatych jest ich okresowe czyszczenie specjalistycznym sprzętem. Jest to jednak mało efektywne, a zgromadzony szlam może wykazywać właściwości toksyczne i rakotwórcze.

Możliwości jest wiele

Wykorzystanie nowoczesnych technologii w budownictwie drogowym ma duże znaczenie nie tylko dla nowych inwestycji, ale także przy remontach. Zwłaszcza że ilość dróg wymagających napraw, a więc mogących np. dostarczyć destrukt asfaltowy, a później być wykorzystanych dla położenia innowacyjnych nawierzchni, jest bardzo duża. Z ubiegłorocznego (najnowszy jest przygotowywany) raportu GDDKiA, oceniającego ogólny stan jezdni na drogach krajowych na koniec 2020 r., wynika, że ponad jedna trzecia miała nawierzchnię w stanie niezadowalającym. Z tego znaczący odsetek, bo 13,9 proc., był w stanie złym lub krytycznym. Dobrą jakość potwierdzono na 59,6 proc. długości dróg (13,2 tys. km w rozwinięciu na jedną jezdnię), ale na koniec 2019 r. było lepiej – wtedy pozytywną ocenę miało 61,7 proc. W rezultacie odcinki w kiepskim stanie wydłużyły się o ponad 450 km.

Oszacowano, że wszystkie roboty przy nawierzchniach w stanie niezadowalającym lub złym pochłonęłyby 11,5 mld zł. Tylko na najpilniejsze remonty potrzeba aż 4,5 mld zł – natychmiastowej naprawy wymaga ponad 3 tys. km.

Opinia partnera cyklu "Rzeczpospolitej": Paliwa Przyszłości: LOTOS

Krzysztof Rodzik, członek zarządu LOTOS Asfalt:

LOTOS Asfalt jest czołowym polskim producentem asfaltów. Jest liderem rynku w tej dziedzinie, ale także w prowadzeniu badań nad nowymi rodzajami nawierzchni i wdrażaniu innowacyjnych rozwiązań. Coraz więcej inwestorów do budowy dróg wykorzystuje produkty spółki, gdyż podnoszą one komfort użytkowników szos i lokalnych społeczności, a ponadto sprzyjają także środowisku naturalnemu.

Transformacja energetyczna, ochrona środowiska naturalnego i trend ograniczania emisji szkodliwych substancji mają obecnie niebagatelny wpływ na rozwój każdej gałęzi współczesnej gospodarki, także w dziedzinie produkcji asfaltów. Spółka LOTOS Asfalt w tym zakresie może pochwalić się wieloma sukcesami. Firma bowiem od dawna stawia na badania i rozwój technologii umożliwiających produkcję nowatorskich asfaltów.

Szczególną rolę wśród produktów spółki odgrywają asfalty wysokomodyfikowane MODBIT HiMA (Highly Modified Asphalts). Dzięki nim nawierzchnie dróg zyskują wyższą elastyczność i sprężystość, a także dłuższą żywotność. Trwałość tego rodzaju nawierzchni gwarantuje również oszczędności w nakładach na prace remontowo-utrzymaniowe i znaczną redukcję śladu węglowego. Dodatkowym atutem jest zabezpieczenie ich przed szkodliwym wpływem wody i ekstremalnych temperatur, tak powszechnych w polskim klimacie. Coraz częściej i chętniej stosowane są więc na bardzo obciążonych drogach w dużych aglomeracjach miejskich.

Idąc śladem przyjaznych dla środowiska dróg, LOTOS Asfalt wspólnie z Politechniką Gdańską prowadzi projekt „Ekologiczne asfalty”. Jego celem jest opracowanie nawierzchni, która ma redukować zanieczyszczenia atmosferyczne w obszarze pasa drogowego. Spółka stworzyła i wdrożyła także technologię produkcji asfaltów modyfikowanych z dodatkiem gumy bezpośrednio w rafinerii. Dzięki zastosowaniu tej technologii powstały ciche nawierzchnie, na których zredukowano hałas o ok. 5 dB. Z kolei wspólnie ze spółką Budimex LOTOS Asfalt opracował innowacyjną mieszankę o zapachu kwiatów, która ma poprawić warunki pracy budowlańcom.

Dla LOTOS Asfalt ważne jest także, by sama produkcja asfaltów była przyjazna środowisku naturalnemu. Spółka jako pierwszy producent w Polsce opracowała i zaczęła wytwarzać asfalt modyfikowany z dodatkiem gumy z recyklingu opon samochodowych. Dzięki temu powstał produkt o podwyższonych właściwościach użytkowych i zwiększonej odporności na starzenie, przeznaczony do budowy trwałych i cichych nawierzchni asfaltowych.

Opinia partnera cyklu "Rzeczpospolitej": Paliwa Przyszłości: LOTOS