Začněme nejdříve minulostí, náhledem do historie vývoje silnic a jejich konstrukcí. Jak dříve probíhaly stavby a jaký byl stav dopravní infrastruktury? (Milan Beck)
Dopravní infrastruktura má dlouhý a složitý vývoj. Komunikace byly budovány a jsou doloženy již ve starověkých říších až po současnost. Řada dnešních silnic, a zejména pak vozovek I., II a III. tříd, je vybudována bezprostředně v trase původních vozovek, nebo částečně využívá těleso starých komunikačních stezek, středověkých až novověkých silnic. Tyto vozovky jsou často jakýmsi konglomerátem mnoha různých konstrukčních skladeb, materiálů a technologií. Vozovky byly v minulosti rovněž několikanásobně rozšiřovány a zesilovány do současného stavu. Nejvýznamnější pokrok v technologiích pro konstrukční vrstvy vozovek byl zaznamenán na přelomu 19. a 20. století s počátkem novodobého využívání přírodních asfaltů a uměle získaných dehtů z černého uhlí jakožto pyrolytických zbytků z výroby koksu nebo svítiplynu. S ohledem na cenu a dostupnost a vlastně i vhodné vlastnosti byly dehty nebo různé směsi dehtu s asfaltem hojně používány jako pojiva pro různorodé technologie stmelených vrstev vozovek. Byly využívány pro studené emulzní vrstvy (nátěry, koberce, tmely), prolévané vrstvy PM (penetrační makadam, nazvaný dle skotského vynálezce J. L. MacAdama), až po za horka vyráběné obalované směsi, shodně jako dnes. Pojiva podléhala obdobným laboratorním zkouškám a posuzování vlastností či kvality jako nyní. Problémem je však skutečnost, že našim předkům nebyly známy negativní účinky látek na lidské zdraví a životní prostředí, byť o existenci PAU věděli. Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), které dehet obsahuje ve velkém množství, jsou bohužel karcinogenní, mutagenní a mají i další nebezpečné vlastnosti.
Můžeme porovnat zdroje kontaminace konstrukčních vrstev vozovek PAU v minulosti a současnosti? (Milan Beck)
Právě technologie v konstrukčních stmelených vrstvách vyvinuté na přelomu 19. a 20. století s masivním rozvojem ve 30. letech 20. století a zejména po 2. světové válce až do konce 80 let, jsou největším problémem, který se dá dnes označit jako významná ekologická zátěž z minulosti. Dehtová či směsná asfalto-dehtová pojiva jsou nejvýznamnějším zdrojem kontaminace PAU v současnosti ve vozovkách pozemních komunikací. PAU, jak je známo, jsou v jen velmi málo rozpustné ve vodě, ale podléhají přirozené degradaci a rozpadu na mikročástice, které jsou pak vlivem změny vodního režimu schopny migrovat nejen do spodních částí konstrukčních vrstev, ale často vlivem vzlínání při plné saturaci v období bohatých na srážky i do vrstev nad nimi ležících. Dochází tak k sekundární kontaminaci okolních vrstev. Jako sekundární a novodobou kontaminaci lze pak identifikovat například kontaminace z pneumatik (rozpad gumy pneumatik vlivem otěru o povrch vozovky). Sledování obsahu PAU v pneumatikách se až téměř do současnosti neřešilo v pneumatikách vyráběných v EU, a lze předpokládat, že se stále neřeší u mimo evropských, zejména některých asijských výrobců. Kontaminace PAU v pneumatikách vzniká zejména díky aditivům použitých při jejich výrobě. Dalším významným zdrojem sekundární novodobé kontaminace jsou ropné látky, a to zplodiny ze spalování ropných pohonných hmot a obecně úkapy pohonných hmot či olejů při provozu vozidel. Rovněž tak k sekundární kontaminaci mohlo dojít z různých, v minulosti používaných postřiků v AC souvrství (regeneračních, rejuvenační či spojovacích), které mohly obsahovat různé příměsi, a to například z recyklovaných olejů či různých speciálních výrobních přísad. K sekundární povrchové kontaminaci PAU rovněž dochází v oblastech, kde jsou spalována fosilní paliva, tedy v průmyslových oblastech, ale i v intravilánech měst a obcí. Zplodiny ze spalování dlouhodobě v malém množství kontaminují povrch okolního území, a tedy nejen samotný kryt vozovky, ale samozřejmě i všechny okolní plochy, tedy lesy, louky a pole. Lze tak konstatovat, že úroveň obsahu PAU je z dlouhodobého hlediska, a to přinejmenším v krytu vozovky proměnným parametrem.
Co o tom konkrétně praví současná česká legislativa? Tedy legislativní a technické předpisy limitující zpracování a manipulaci materiálů s PAU (vyhl. 283/2023 Sb., TP 150 MD ČR, TP 210 MD ČR). (Milan Beck)
S ohledem na nejednoznačnost a jistý nepořádek v předpisové základně byla v roce 2019 vydána první legislativa, která se specificky zabývá PAU v asfaltových vrstvách vozovek. Resortní předpisy MD ČR již řadu let rovněž řeší problematiku PAU, a to v TP 105, TP 150 a částečně i TP 210. Všechny tyto předpisy procházejí či prošly revizemi. Aktuálně s platností k 1. 10. 2023 byla novelizována vyhláška 130/2019 Sb. a nahrazena vyhláškou 283/2023 Sb. Novela vyhlášky byla iniciována na základě čtyřleté účinnosti tohoto předpisu a nově nabitými zkušenostmi z projektové přípravy a realizace staveb. Bylo nezbytné do vyhlášky zahrnout i nejproblematičtější historickou vrstvu, a to PM – penetrační makadam se shodnými principy posuzování jako AC vrstvy. S ohledem na nehomogenitu konstrukčního složení vozovek bylo rovněž nutné zpřísnit kritéria pro odběr vzorků. Významným posunem je na základě exaktních problémů při realizaci staveb a nezbytné manipulaci s vrstvami s PAU (například rekonstrukce průtahů, opravy inženýrských sítí, sanace podloží) možnost zřízení mezideponie těchto materiálů k následnému využití v konstrukčních vrstvách nové vozovky za splnění nutných restrikcí pro zajištění ochrany lidského zdraví a ochrany životního prostředí.
Mohli bychom blíže představit technologie zpracování materiálů s nadlimitním obsahem PAU? (Milan Beck)
V kontextu výše uvedených předpisů a zejména pak TP 150 MD ČR byly v minulosti zavedeny technologie pro zpracování materiálů s nadlimitním obsahem PAU. Jednalo se o předpis MD ČR TP 162, následně TP 208 a nyní do normy převedeného předpisu ČSN 73 6147 – Recyklace konstrukčních vrstev vozovek za studena. Primárně se jedná o technologii recyklace za studena na místě, nově pak i dle vyhl. 283/2023 Sb. s možností výroby směsi v mobilním míchacím centru na zřízené a schválené mezideponii. Recyklace spočívá v principu pasivace PAU přidáním asfaltového pojiva do frézovaného materiálu původních vrstev vozovky, a to obvykle AC, PM a nestmelených podkladních vrstev typu štěrkodrť (ŠD), kalené štěrky (KŠ) atd. Lze tak vyrobit recyklovanou vrstvu s označením RS A. Mnohem více, s ohledem na vyšší parametry a lepší vlastnosti vrstvy se pak používá hydraulicky stmelená recyklovaná vrstva RS CA, kdy pasivace PAU proběhne shodně přidáním asfaltového pojiva (asfaltová emulze nebo pěna), a navíc s přidáním hydraulického pojiva (cement, směsná hydraulická silniční pojiva nebo speciální anorganická pojiva). Nově dle vyhl. 283/2023 Sb. se nám nabízí možnost pasivace PAU ve vrstvě recyklace při použití speciálního anorganického pojiva, samozřejmě při prokázání pasivace PAU pomocí výluhové zkoušky. Vzniká tak částečně tuhá vrstva s pevnostní charakteristikou ekvivalentu hydraulicky stmelené vrstvy SC C3/4, respektive u RS A v pevnosti SC C 1,5/2,0. Nejčastěji se vrstvy realizují se zrnitostí 0/63 případně 0/45 či 0/32 mm. V rámci nové normy ČSN 73 6147 byly zavedeny některé změny oproti původnímu předpisu MD ČR, TP 208 reflektující technický a technologický vývoj a zkušenosti při realizaci vrstev.
V čem spatřujete problém laboratorních analýz PAU a jak pokračují jednání v oblasti potřeby vzniku mezilaboratorního porovnávání v asfaltové matrici? (Monika Jankovská)
Analýzy PAU provádí v ČR řada laboratoří a některé z nich jsou akreditovány i na měření PAU v asfaltových matricích. Vždy je totiž podstatné, aby laboratoř nejen uměla tyto látky měřit, ale byla schopna je i měřit v tak obtížné matrici jako je asfaltový materiál. V oboru analýz PAU v asfaltových matricích vzniká potřeba porovnání a porovnatelnosti výsledků v analytických laboratořích. Vzhledem k tomu, že asfaltové matrice představují specifický typ vzorků, je třeba, aby laboratoře měly k dispozici porovnávací vzorek se známým obsahem PAU pro účely mezilaboratorního porovnávání. Bohužel se dosud nenašla instituce, která by byla ochotna spolufinancovat vývoj takovéhoto materiálu.
Jaké máte vy konkrétní zkušenosti s výsledky analýz PAU v asfaltové matrici ve vztahu k zatřídění dle vyhlášky 130/2023 Sb. a posouzení dle vyhlášky 273/2021 Sb.? (Monika Jankovská)
V současné době se mimo technických podmínek MD ČR (TP) posuzuje obsah PAU v asfaltové matrici dle vyhlášky MŽP 283/2023, konce do loňského roku se posuzoval obsah PAU dle vyhlášky MŽP 130/2019 Sb.. Obě vyhlášky klasifikují asfaltové materiály dle obsahu sumy PAU do čtyř tříd ZAS-T1 až ZAS-T4. V nové vyhlášce 283/2023 Sb. se předpokládá, že u materiálů třídy ZAS-T3 a ZAS-T4 se následně budou provádět analýzy výluhu těchto vzorků dle tab. 2.1 této vyhlášky, která je svým rozsahem i limitními hodnotami totožná jako tab. 10.1 třída IIa vyhlášky 273/2021 Sb. V případě, že by testované materiály požadavkům limitů uvedeným v tab. 2.1 nevyhověly, byl by materiál pasivován, jak je uvedeno výše.
K této problematice jsme z databáze výsledků naší laboratoře statisticky zpracovali výsledky více než 3 000 ks vzorků pro stanovení PAU v asfaltových matricích. Vzorky jsme rozčlenili dle jednotlivých vrstev vozovky (obrusná – ACO, ložná – ACL, podložní – ACP a penetrační makadam – PM) a provedli porovnání výsledků se zatříděním do jednotlivých tříd vyhlášky 130/2019 Sb. Výsledkem tohoto porovnání je, že pro vzorky z vrstev ACO, ACL a ACP je více než 75 % vzorků zařazeno do třídy ZAS- T1, ostatní třídy odpovídají jednotkám %. Pouze pro penetrační makadam bylo 53 % vzorků zařazeno do třídy ZAS-T4. Jinými slovy z hlediska výskytu vysokých koncentrací PAU je nejčasnějším místem výskytu právě vrstva PM.
Vzorky odpovídající zařazení do ZAS-T3 a ZAS-T4 byly poté podrobeny analýzám ve výluhu dle tab. 10.1 výluhová třída IIa vyhlášky 273/2021 Sb. Tato analýza je třeba v případě, že by se daný materiál měl ukládat na skládku jako odpad. Nebo, mohou tyto stejné rozbory porovnané s limity tab. 2.1 vyhlášky 283/2023 Sb. sloužit pro účely posouzení, zda je třeba materiál pasivovat na místě. Kritický ukazatel, u nějž lze předpokládat, že by mohl vykazovat nadlimitní výsledky je sumární ukazatel vyluhovaného organického uhlíku (DOC). Z cca 350 ks provedených výluhů byl jediný, který pro tento ukazatel dosáhl koncentrace 86 mg/l. Z tohoto výsledku vyplývá, že tento materiál by musel být uložen na skládku nebezpečného odpadu (limit pro DOC 100 mg/l) a nikoliv jako všechny ostatní vzorky na skládku ostatního odpadu (limit 80 mg/l). Jen pro ilustraci vzorek s výsledkem pro DOC 86 mg/l obsahoval sumu PAU více než 10 000 mg/kg a obsah benzo(a)pyrenu byl přes 500 mg/kg.
Jaký bude podle vás další vývoj a jak byste popsali ideální stav v Čechách a v rámci EU? (Milan Beck) a (Monika Jankovská)
Pevně doufáme, že recyklace materiálů se stane standardní součástí rekonstrukcí a oprav našich vozovek, a to i za cenu, že technologie recyklace či obecně recyklované materiály nemusí být bohužel vždy ekonomicky příznivější oproti konvenčním technologiím. Při využívání technologií recyklace omezíme jednak zbytečné drancování omezených přírodních zdrojů a zároveň na maximum využijeme historické konstrukční vrstvy, respektive materiály, které naši předci vyrobili a nám dnes „jen“ nevyhovují s ohledem na své původní vlastnosti či parametry. S tím si však ve většině případů dokážeme poradit a materiály efektivně zpracovat. Samozřejmou výhodou recyklace je omezení vzniku odpadů, což by však mělo být naší esenciální prioritou. Problémem je skutečnost, že i v části odborné veřejnosti přetrvává přesvědčení, že recyklované materiály jsou horší či méně kvalitní.
Další velkou výzvou je nedostatečná připravenost či spíše neochota většiny stavebních firem investovat do nejnovějších strojů a zařízení, které jsou specificky určeny pro zpracování či úpravu původních materiálů a následné realizace vrstev recyklace za studena. Důvodem je vysoká nákladnost strojů a zařízení. Absurdně jsou pak ti, kteří to s kvalitou a nejmodernějšími technologiemi pro recyklaci myslí vážně a snaží se být o krok dále, fakticky znevýhodnění před ostatními s ohledem na své vyšší ceny. Navíc reálná praxe výkladu zákona o zadávání veřejných zakázek i přes politické proklamace nedokáže reflektovat a zvýhodnit ty, kteří nabízí na trhu efektivní, moderní a smysluplné technologie oproti ostatním. Aktuálně se stále reálně soutěží jen na cenu, a to i s „inovací“ výkladu zákona např. s parametrem hodnocení nabídek na čas realizace nebo délku záruky, což je úsměvné. Je to celospolečenský problém, který se netýká jen stavebnictví a recyklace. Stále totiž přetrvává legrační představa, že si lze za cenu horského kola koupit nové auto. Kvalitní a environmentálně odpovědné technologie a výrobky prostě mají svou cenu. Pevně věříme a doufáme, že Evropská unie nakonec administrativním „násilím“ donutí český systém změnit tento přístup a bonifikovat environmentálně odpovědné a efektivní technologie recyklace.
Monika Jankovská, pracuje jako vedoucí laboratoře, původním zaměřením je specialista na analýzy organických látek, v současnosti se věnuje interpretacím výsledků, poradenství v oblasti požadavků legislativy v oboru analytiky životního prostředí a vzdělávání pracovníků laboratoře i externích zaměstnanců.
Milan Beck, pracuje jako diagnostik a technolog. Věnuje se zejména diagnostickým a průzkumným pracím na vozovkách pozemních komunikací, zabývá se environmentem a současně i technologiemi při realizaci výstavby či oprav vozovek.
Sdílet / hodnotit tento článek