Analýza vybraných vlastností asfaltových pásů pro izolaci betonových mostovek v České republice

• Foto

1. ÚVOD
Cílem tohoto příspěvku je ukázat, kde se pohyb hodnoty vybraných parametrů u asfaltových pásů, které se aplikují na mosty v České republice a kde se nachází jakýsi standart pro daný parametr dle této normy. Tento příspěvek přímo navazuje na články zveřejněné v roce 2012 – 2013 [2], [3].

AP, které se používají při izolaci mostů, musí být součástí izolačních systémů, které jsou schválené Ministerstvem dopravy. Přehled schválených izolačních systémů je na stránkách Ředitelství silnic a dálnic [4].

Nejedná se tedy o porovnání, zda daný výrobce dodržuje deklarované parametry dle technického listu, ale zda jsou dodržovány požadavky normy ČSN 736242:2010 [1].

2. METODIKA A MATERIÁL
Pro testování bylo vybráno celkem sedm AP, které se používají pro jednovrstvé aplikace na izolaci betonových mostovek. Následující soubor je dle rozdělení pásů v ČSN 736242:2010 [1]. Celkem čtyři AP byly s hrubozrnným posypem a tři A s jemnozrnným posypem nebo bez posypu. Ve vybraném souboru byly jen výrobky s hmotou plastomerického charakteru. Vzhledem k tomu, že ČSN 736242:2010 [1] nerozděluje požadavky na AP dle typu asfaltové hmoty, jsou všechny výrobky v jedné skupině. Norma [1] rozděluje výrobky dle povrchové úpravy, ke které stanoví požadovanou tloušťku. Soubor AP je tak rozdělen do dvou skupin – viz tabulka 1. Právě tloušťka je jedním ze čtyř sledovaných parametrů. Dalšími třemi jsou typ nosné vložky, pevnost v tahu a tažnost. Zkoušky byly prováděny dle ČSN 736242:2010 [1], EN 1849‑1[5] a EN 12311‑1[6].

Tabulka 1 – Kvalitativní požadavky na asfaltové pásy dle [1]

2.1. Tloušťka asfaltového pásu
Měření tloušťky bylo prováděno v souladu s ČSN 736242:2010 [2], EN 1849‑1 [3].

Z role pásu se vyřízne zkušební těleso šíře min. 100 mm kolmo na délku pásu. Vzorek se temperuje min. 20 h při teplotě 23 ± 2 °C. Na zkušebním tělese se rovnoměrně označí 10 bodů, na kterých se změří tloušťka. První bod je 100 mm od okraje pásů. Na tomto zkušebním tělese se provede vlastní měření tloušťky. Z praktického hlediska, kdy je složitá manipulace s pruhem pásu, je tento pruh rozřezán na 10 ks, které se postupně měří vždy ve svém středu. Přístroj pro měření tloušťky má přesnost 0,01 mm a vyvine tlak na povrch pásu nejméně 20 kPa. Měřící plochy čelistí přístroje jsou rovné a mají průměr 10 mm. Výsledkem zkoušky je aritmetický průměr z 10 jednotlivých měření zaokrouhlený s přesností na 0,1 mm.

2.2. Druh výtužné vložky
Druh nosné vložky se zjišťuje dle zkušebního postupu dle ČSN 50 3602 [7]. Jedná se o extrakcích materiálu trichloretylenem, kdy se od sebe oddělí jednotlivé složky AP. Na konci extrakce zůstávají, plniva, posypy a nosná vložka. Extrakcí se běžně využívá pro stanovení množství plniv a množství posypu.

Pro extrakci se připravují 2 vzorky pásu 50 × 100 mm. Použije se již zvážené zkušební těleso z plošné hmotnosti, které se rozpůlí a zváží. Ta část, která je nejbližší plošné hmotnosti pásu se použije pro extrakci. Jako výsledek se považují hodnoty získané z této poloviny.

Oba vzorky se zabalí do extrakční patrony a vloží do extrakčního nástavce. Extrakce je ukončena, je‑li roztok v extrakčním nástavci bezbarvý. Poté se vzorky vyjmou a uloží se na 30 až 60 minut do digestoře nebo do volného prostředí mimo laboratoř. Po vyprchání rozpouštědla se vzorek vloží do sušárny nejméně na 40 minut. Po vysušení se vzorky vkládají do exikátoru pro odstranění zbytků vlhkosti. Po dokonalém vysušení se vzorky vyjmou z exikátoru a zváží. Vzorek se rozbalí, vysypou se plniva, posypy a zváží se nosná vložka. 

2.3. Pevnost v tahu
Zkoušky byly prováděny dle ČSN 736242:2010 [1], EN 12311‑1[6]. Tato norma [6] stanovuje maximální hodnotu tahové síly pro vzorek pásu dosažený v průběhu zkoušky a hodnotu protažení při této síle. Odběr vzorků, příprava a zkušební postup je přesně specifikován dle EN.

Trhací stroj musí vyvinout sílu minimálně 2000 N. Světlá vzdálenost mezi čelistmi je (200 ± 2) mm. Šířka upínacích čelistí musí být větší než 50 mm. Vzorky jsou odebrány dle příslušné normy. Je zkoušeno 5 zkušebních těles v podélném a 5 v příčném směru. Šířka zkušebního tělesa je 50 ± 0,5 mm. Vzorek je temperován nejméně po dobu 20 h při teplotě (23 ± 2) °C a relativní vlhkosti (50 ± 20) %. Zkouška s provádí při teplotě (23 ± 2) °C. Rychlost oddalování čelistí je (100 ± 10) mm/min. Při hodnocení se vypočítá aritmetický průměr z platných měření. Neplatné je měření, při kterém se zkušební těleso přetrhne ve vzdálenosti do 10 mm od čelistí anebo se vysune z čelistí o více jak 2 mm u vzorků tl. víc jak 3 mm. Průměrná hodnota se zaokrouhlí s přesností na 5 N.

2.4. Tažnost
Zkušební postup je dle EN 12311‑1 [6], odpovídá tedy zkoušce Pevnost v tahu. Průměrná hodnota se zaokrouhlí s přesností na 1 %.

3. VÝSLEDKY ZKOUŠEK
3.1. Tloušťka asfaltového pásu
Všechny zkoušené AP požadavky normy [1] splnily. V případě AP s jemnozrnným posypem (bez posypu) jsou výsledky min. o 20 % vyšší, u AP s hrubozrnným posypem o 11 % – viz graf 1.

3.2. Druh výtužné vložky
U všech AP byl jako nosná vložka použit polyester. U dvou materiálů byl použit podélně vyztužený, u čtyř nosná vložka vyztužena nebyla. Vyztužení v podélném směru bylo provedeno skelným vláknem. Zjištění přesné plošné hmotnosti je problematické vzhledem k tomu, že část plniv vždy zůstává v nosné vložce. Vyčištění nikdy není dokonalé. Plošná hmotnost nosné vložky je tedy odhadnuta na základě výsledku z extrakce a pevnosti pásu – viz tabulka 2.

Tabulka 2 – Druh výztužné vložky pro příslušné vzorky. Zdroj: Vlastní.

3.3. Pevnost v tahu
Požadavek [2] splňují všechny AP. Pevnost v podélném a příčném směru je srovnatelná s výjimkou jednoho AP převyšuje pevnost v podélném směru pevnost ve směru příčném. Parametry AP jsou v příčném směru překročeny min. o 65 %. V podélném směru jsou překročeny o více než 42 % – viz graf 2.

3.4. Tažnost
Požadavek [1] splňují všechny AP. Požadavky na AP jsou v příčném směru překročeny o cca 33 %. V podélném směru jsou překročeny o cca 43 % – viz graf 2 a tabulka 1.

4. DISKUZE
4.1. Tloušťka asfaltového izolačního pásu
Splnění požadované tloušťky [1] a deklarovaných parametrů je trochu překvapením. Důvodů je ale možné nelézt celou řadu. Především se jedná o nejlépe měřitelný parametr pro zákazníka. Silný AP je na první pohled zajímavější obchodní materiál.

4.2. Druh výtužné vložky
V současné době je pro zajištění požadovaných parametrů dle [1] k dispozici pouze jediný materiál – polyester. Z hlediska aplikace při vysokých teplotách – ochranná vrstva z litého asfaltu (MA) se vyztužení jeví jako vhodnější varianta. Žádný AP nebyl vyztužený v obou směrech. Vyztužením je zajištěna stabilita AP. V podmínkách, kdy je na AP kladena ochranná vrstva litého asfaltu (MA) nebo asfaltobetonu (AC) a dochází ke spojení AP s touto ochrannou vrstvou, nehraje rozměrová stálost zásadní roli. Důležitá je její rozměrová stabilita do doby pokládky těchto vrstev.

U všech AP byly použity nosné vložky s vyšší plošnou hmotností než 230 g/m². Důvodem pro použití této nosné vložky budou ekonomické důvody. Při použití takovéto nosné vložky, se při určité ceně nosné vložky a asfaltové hmoty, sníží spotřeba asfaltové hmoty a tím i náklady na AP.

4.3. Pevnost v tahu
Výsledky poukazují na používání PES nosných vložek vysokých gramáží. Viz předchozí bod. Jeden z pásů měl vyšší pevnost v příčném směru. V tomto případě se jednalo o nevyztuženou nosnou vložku.

4.4. Tažnost
Výsledky nám ukazují na používání PES nosných vložek vyšších gramáží, viz předchozí body.

5. ZÁVĚR
Proti předpokladu byly všechny parametry dodrženy. Především tloušťka u AP byla dostatečná a překračovala požadované parametry. Dodržení tloušťky je možné odvodit z větších plošných hmotností nosných vložek. AP používané v České republice pro jednovrstvou izolaci betonových mostovek tak u sledovaných vlastností vysoce překračují požadované parametry. Pokud bychom vypočítali aritmetický průměr pro daný parametr z jednotlivých parametrů u každého AP, dostaneme průměrnou hodnotu daného parametru AP používaného v České republice na mostech. Jedná se sice o zkreslení díky tomu, že pásy mají různé hmoty, ale z hlediska požadavků normy [1] pro ně platí stejné požadavky. Výsledky viz tabulka 3. Zajímavé je porovnání s výsledky z roku 2012 [2], které ukazují, že došlo ke zvýšení plošné hmotnosti nosné vložky. Výsledkem je zvýšení pevnosti a snížení tažnosti. Současně však došlo ke snížení tloušťky AP, což znamená, že i nadále dochází k maximální snaze snížit výrobní náklady.

Tabulka 3 – Průměry měření pro jednotlivé sledované parametry. Zdroj: Vlastní.

POUŽITÉ ZDROJE:
[1] ČSN 736242:2010. Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 2010‑04‑01. Třídící znak 736242.
[2] PLACHÝ, J. Asfaltové izolační pásy pro izolaci mostů v České republice – fyzikální a mechanické vlastnosti. Silnice Železnice, Ostrava – Vítkovice: Konstrukce Media, s.r.o., 2012, roč. 7. roč., č. 5, s. 59 – 62. ISSN 1801‑822X.
[3] PLACHÝ, J. Popp, F. PETRÁNEK, V. Asfaltové izolační pásy pro izolaci mostů v České republice – fyzikální a tepelně technické vlastnosti. Silnice Železnice, Ostrava – Vítkovice: Konstrukce Media, s.r.o., 2013, roč. 8, č. 1, s. 38–42. ISSN 1801‑822X.
[4] http://pjpk.cz/Izolacni_%20systemy_2015.pdf 
[5] ČSN EN 1849‑1:2000. Hydroizolační pásy a fólie – Stanovení tloušťky a plošné hmotnosti – Část 1: Asfaltové pásy pro hydroizolaci střech. 1. vyd. Praha: Český normalizační institut, 2000‑11‑01. Třídící znak 727641.
[6] ČSN EN 12311‑1:2000. Hydroizolační pásy a fólie – Část 1: Asfaltové pásy pro hydroizolaci střech – Stanovení tahových vlastností. Praha: Český normalizační institut, 2000‑11‑01. Třídící znak 727637.
[7] ČSN 50 3602:1967. Zkoušení krytinových a izolačních materiálů v rolích. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 1967‑10‑01. Třídící znak 503602.

The Analysis of Selected Characteristics of the Asphalt Strips for Insulation of Concrete Bridge Decks in the Czech Republic
This article analyses the real values of the selected parameters (thickness, ductility and tensile strength) of the asphalt strips used for insulating the concrete bridge decks in the Czech Republic between 2013 – 2015. It is not a comparison in terms of compliance with the parameters declared by the producer but in terms of compliance with the standards of ČSN 73 6242:2010 [1]. It also specifies where a standard for the given parameter may be found.

Autor

• Ing. Plachý Jan Ph.D.