Asfaltové směsi a vrstvy mostních vozovek – revize ČSN 73 6242

Pro izolační vrstvu jsou zařazena nová ustanovení o asfaltových mastixech (čl. 5.3.2) vycházející z další evropské normy EN 12970 převzaté obdobným způsobem [4]. Podrobněji jsou změny této kapitoly 5 – Kvalitativní požadavky společně s dílčími změnami v kapitole 4 – Konstrukční zásady uvedeny v tomto článku.

Tabulka 1 – Původní a nové označení asfaltových směsí a vrstev 1)

KAPITOLA 4 – KONSTRUKČNÍ ZÁSADY
a) Zavádí se nové názvosloví ve smyslu převzatých evropských norem [1, 2, 3, 4]. Základní přehled těchto změn je uveden v následující tab. 1.
b) Pro lepší přehled v ustanoveních kap. 4 a návazných požadavcích výrobkových specifikací pro asfaltové směsi konstrukčních vrstev [1, 2, 3] jsou uvedeny do normy následující tabulky 2 a 3.
c) Zavádí se nová třída dopravního zatížení S (max. 10.000 TNV/24 h).
d) Pro ochranné vrstvy izolace pod cementobetonové a dlážděné kryty se již neuvádí tenký asfaltový koberec (čl. 4.3.1.5). Ten je podle pro něj platné nové normy [5] určen výhradně pro obrusné konstrukční vrstvy.
e) Konstrukční zásady pro izolační vrstvu z asfaltového mastixu jsou následující:

• Asfaltový mastix se navrhuje na betonové a ocelové mostovky s maximálním výsledným sklonem 4 % (v případě zpevnění drtí max. 6 %) v tloušťce a s kvalitativními parametry uvedenými v tabulce 4.
• Na ocelových mostech se pokládá na povrch mostovky ošetřený antikorozním nátěrem.
• Na betonových mostech se provádí adhezní nátěr ze speciálních nízkoviskózních modifikovaných asfaltů za studena v množství 0,5 kg/m² zbytkového pojiva z použité emulze doplněný vložením skelné mřížové textilie (strany oka v rozmezí 5 až 12 mm, pevnost v podélném tahu min. 900 N, v příčném tahu min. 370 N). Tato opatření zajišťují eliminaci tvorby puchýřů a zamezení prokopírování případných trhlin do této vrstvy. Pečetící vrstva se pokládá pod adhezní nátěr v určených případech (např. mosty přes velké vodní toky apod.).
• Povrch asfaltového mastixu je nutno opatřit posypem předobaleného drceného kameniva frakce 2/4 v množství 1 kg/m² až 2 kg/m². V případě AM zpevněného drtí se provede posyp 15 – 20 kg předobalené, nejlépe předehřáté frakce 4/8 nebo 8/11 a její zaválcování do horké rozprostírané vrstvy.

KAPITOLA 5 – KVALITATIVNÍ POŽADAVKY
V novém znění článků normy týkajících se asfaltových směsí a vrstev jsou kvalitativní požadavky dány formou odkazů uváděných norem s upřesněními pro hutněné asfaltové ochranné vrstvy, protože příslušné normy [1, 2, 11] na rozdíl od litých asfaltů [3] podrobné specifikace pro použití na mostech neuvádějí. Pro asfaltový mastix jsou zde v komentáři k čl. 5.3.2 zařazeny výsledky orientačních ověřovacích zkoušek zaměřených spíše k použití na ocelových mostech. Pro použití na betonových mostovkách se kromě odlišných konstrukčních zásad jeví (i podle zahraničních skutečností) vhodnost vyšších obsahů modifikovaných pojiv až do přípustné hranice 22 % hmotnosti ze směsi [4] z důvodu vyššího dynamického namáhání a nebezpečí prokopírování případných trhlin z mostovky.

Tabulka 2 – Třívrstvá mostní vozovka na betonové mostovce

Tabulka 3 – Dvouvrstvá mostní vozovka na betonové nebo ocelové mostovce

KRYTY
Kryty z asfaltových směsí AC, SMA
Kvalitativní požadavky na stavební materiály a směsi jsou uvedeny v ČSN EN 13108-1, NA – ustanovení pro obrusné a ložní vrstvy, v ČSN EN 13108-5, NA a v čl. 4.1.7, 4.2.2 (požadavky na jakostní třídy a použitá pojiva). Mezerovitost Vmax směsí AC, SMA pro obrusné vrstvy vozovek na Marshallových tělesech smí být při kontrolních zkouškách max. 5 % obj. Mezerovitost Vmax směsí ACL pro ložní vrstvy třívrstvých vozovek na Marshallových tělesech smí být při kontrolních zkouškách max. 7 % obj.

Použití asfaltů PMB 10/40–65, 30/45 a 35/50 se nedoporučuje (nebezpečí vzniku trhlin), asfalt PMB 25/55–65 lze použít jen ve zdůvodněných případech (např. vozovky s pomalou dopravou). Požadavky na hotové vrstvy jsou uvedeny v ČSN 73 6121 článku 6.4, v TKP (Technické kvalitativní podmínky Ministerstva dopravy ČR) kap. 7 a v čl. 4.1.7, 4.2.2 (konstrukční skladby a tloušťky vrstev). Mezerovitost obrusných vrstev SMA, AC smí být max. 6 % obj. a ložních vrstev ACL třívrstvých vozovek max. 7 % obj.

Tabulka 4 – Kvalitativní požadavky na asfaltový mastix

Kryty z MA
Kvalitativní požadavky na stavební materiály a směsi jsou uvedeny v ČSN EN 13108-6, NA a v čl. 4.1.7, 4.2.2 (požadavky na jakostní třídy a použitá pojiva). Požadavky na hotové vrstvy jsou uvedeny v ČSN 73 6122 článku 6.4, v TKP kap. 8 a v čl. 4.1.7, 4.2.2 (konstrukční skladby a tloušťky vrstev).

OCHRANNÁ VRSTVA
Ochranná vrstva z MA
Kvalitativní požadavky na stavební materiály a směsi jsou uvedeny v ČSN EN 13108-6, NA a článcích 4.1.7, 4.3.1. této normy ČSN 63 6242. Požadavky na hotové vrstvy jsou uvedeny v ČSN 73 6122 článku 6.4, v TKP kap. 8 a článcích 4.1.7, 4.3.1. této normy ČSN 73 6242.

Tabulka 5 – Dovolené odchylky při kontrolních zkouškách složení směsi asfaltového mastixu

Ochranná vrstva ze SMA
Kvalitativní požadavky na stavební materiály a směsi jsou uvedeny v ČSN EN 13108-5, NA (s výjimkou požadavku na hodnoty ohladitelnosti kameniva, pro kterou je dostačující kategorie PSVNR.) a v článcích 4.1.7, 4.3.1 této normy ČSN 73 6242. Asfalt PMB 25/55–65 se (na rozdíl od údajů v NA ČSN EN 13108-5) nepoužívá. Pro maximální mezerovitost (Vmax) na Marshallových tělesech při kontrolních zkouškách je přípustná mez 5 % obj. Požadavky na hotové vrstvy jsou uvedeny v ČSN 73 6121 článku 6.4, v TKP kap. 7 a v článcích 4.1.7, 4.3.1 a 5.1.1 této normy.

Ochranná vrstva z AC
Kvalitativní požadavky na stavební materiály jsou uvedeny v ČSN EN 13108-1, NA – ustanovení pro ložní vrstvy. Kvalitativní požadavky na asfaltové směsi jsou uvedeny v ČSN EN 13108-1, NA – ustanovení pro obrusné vrstvy a v čl. 4.1.7, 4.3.1 této normy ČSN 73 6242. Asfalty PMB 10/40–65, 25/55–65, 30/45 a 35/50 se nepoužívají (nebezpečí vzniku trhlin). Pro maximální mezerovitost (Vmax) na Marshallových tělesech při kontrolních zkouškách je přípustná mez 5 % obj. Požadavky na hotové vrstvy jsou uvedeny v ČSN 73 6121 článku 6.4, v TKP kap. 7 a v článcích 4.1.7, 4.3.1 a 5.1.1 této normy ČSN 73 6242. Pro hutněné asfaltové ochranné vrstvy smí být jejich mezerovitost max. 6 % obj.

Tabulka 6 – Zrnitost směsi kameniva (přírodní těžené kamenivo + mletý vápenec)

Tabulka 7 – Body měknutí asfaltových mastixů

Doplňující poznámka autora k částem
Kryty a Ochranná vrstva
Citovaný čl. 4.1.7 obsahuje zde uvedené tab. 2 a 3. Čl. 4.2.2 uvádí hlavní zásady pro asfaltové kryty, zejména:
– minimální tloušťky návrhu podle TDZ (S až IV: 40 mm, V-VI: 35 mm pro hutněné asfaltové vrstvy a 30 mm pro lité asfalty),
– skladbu sendviče z vrstev MA 11 (16) k vyrovnávkám do výšky nivelety ložní vrstvy u mostních závěrů (postupně pokládané vrstvy v tloušťce 25–35 mm s posypem každé vrstvy frakcí 8/11 v množství 10–15 kg/m² a jejím zaválcováním popřípadě jiným způsobem jejího zatlačení do povrchu.

Čl. 4.3.1 uvádí hlavní zásady pro ochranné vrstvy, zejména:
– minimální tloušťky (MA 16 – 40 mm, MA 11 – 35 mm, MA 8 – 30 mm, AC a SMA – 35 mm),
– návrh tloušťky ochranné vrstvy – max. 45 mm,
– zásady pro vyrovnávání výškových nerovností mostovky (max. přípustná tloušťka jedné pokládané vrstvy hutněných a litých směsí, max. celková tloušťka litých asfaltů 65 mm u vrstvy MA 11 a 70 mm u vrstvy MA 16 a opatření navržením sendviče z vrstev proložených zaválcovanou drtí 8/11, je-li v realitě u litých asfaltů dosaženo překročení 60 mm).

Asfaltový mastix
Druhy asfaltových mastixů a požadavky na jejich vlastnosti jsou uvedeny v ČSN EN 12970, čl. 5.1 tab. 3a, Příloha A – tab. A1. S ohledem na materiálovou základnu se doporučuje pro izolační vrstvy mostovek druh 1 uvedený v ČSN EN 12970, NA čl. 5.1. Zkoušení jeho vlastností se provádí podle ČSN EN 12970, NA čl. 5.2.1. Kvalitativní požadavky na tento druh asfaltového mastixu jsou zde uvedeny v tab. 4 a 5. Kvalitativní požadavky na složky kameniva asfaltového mastixu jsou uvedeny v ČSN EN 12970, NA.

Komentář k asfaltovému mastixu
Ve srovnání se stávající ČSN 73 6242: 1995 jsou v [4] uvedeny jiné asfaltové mastixy, které se rozlišují na pět druhů podle různých stavebních materiálů k jejich výrobě:

• Druh 1 – s vysokým podílem fileru,
• Druh 2 – s převážným podílem moučky z asfaltické horniny,
• Druh 3 – s vysokým podílem vápencového drobného kameniva a malým podílem hrubého kameniva,
• Druhy 4, 5 – s vysokým podílem vápencového drobného kameniva lišící se v asfaltech předepsaných k výrobě a jejich limitním minimálním obsahu.

Vápencové drobné kamenivo, jak vyplývá přepočtem z požadavků na vyhovující složení dle tab. 3a normy, musí obsahovat minimálně 25 % jemných částic podle ČSN EN 933-1 [6]. Tento požadavek pak odpovídá zařazení do kategorie fNPD ČSN EN 13043 [7] pokud by se podle ní toto kamenivo vyrábělo. K tomuto účelu by mohlo být použito také mletých vápenců podle ČSN 72 1220 [8] označovaných jako JM 2 nebo 3. Vzhledem ke komplikacím s dostupností a dokladováním materiálů uvedených pro druhy asfaltových mastixů 2 až 5 se pro podmínky České republiky jeví jako nejvhodnější z výrobního hlediska druh 1, který by mohl být nejsnáze vyráběn strojně na obalovnách a používán jako izolační vrstva mostovky. Pro orientační zkoušky byl připraven mastix, jehož složení je uvedeno v tab. 6.

Zjištěné vlastnosti
Číslo tvrdosti ČSN EN 12697-20 [9] na krychli – 500 mm², 40 °C, 30 min. Výsledky zkoušek jsou uvedeny na obr. 1. Vzhledem k tomu, že se v [4] uvažuje s variantními časy zatlačení trnu, které ale nejsou nikde v jejím textu uvedeny, je měření provedeno jako časový průběh čísla tvrdosti v rozmezí do 30 minut. Bod měknutí kroužek-kulička podle Wilhelmiho – ČSN EN 1871 [10]. Výsledky zkoušek jsou uvedeny v tab. 7.

Obr. 1 – Časový průběh čísla tvrdosti asfaltových mastixů

Vyhodnocení
Zjištěná čísla tvrdosti jsou pouze orientačními hodnotami pro technické posuzování. ČSN EN 12970 nespecifikuje dostatečně zkušební podmínky. Po 30 minutách zvoleného zatížení nepřekročila horní mez hodnoty ČSN EN 12970 (uvedeny dvě meze 18 a 24 mm). Také dolní meze (4,5 a 6 mm) nebyly po 30 minutách zatížení podkročeny. Ověřené body měknutí se nacházejí v horní polovině rozmezí tohoto
parametru uvedeného v ČSN EN 12970. V ČSN 73 6242: 1995 se pro asfaltový mastix – MI předepisuje rozmezí 90–120 °C. Z toho lze usoudit, že pro účely použití jako izolační vrstvy na mostovkách by bylo nutné formulovat asfaltové mastixy minimálně s obsahem horní ověřované meze obsahu pojiva zde prováděných zkoušek. Při výběru pojiva nutno respektovat zejména pro betonové mostovky druhy podle upřesněné specifikace uvedené v poznámce 3 tab. 4.
 

KAPITOLA 6 – ZKOUŠENÍ A KONTROLA
Pro asfaltové směsi a vrstvy jsou následující požadavky na druh a četnost zkoušek:

Asfaltový mastix
Z vlastností uvedených v tabulce 4 se kontrolními zkouškami ověřuje:
a) bod měknutí – 1× z každé várky při výrobě ve vařičích, 1× na 25 t při strojní výrobě – doporučený rozptyl ± 10 °C od hodnoty uvedené ve zkoušce typu;
b) obsah pojiva a křivka zrnitosti – 1× z každé várky při výrobě ve vařičích, 1× na 25 t při strojní výrobě, dovolené odchylky jsou zde uvedeny v tab. 5;
c) tloušťka vrstvy – minimálně 1× na každých 50 m² při lokálním měření v průběhu pokládky. Průměrná tloušťka vrstvy se ověřuje výpočtem ze spotřebovaného množství (dodávka obsahu přepravníku) na provedenou plochu.

Poznámka: přilnavost k podkladu se ověřuje v rámci zkoušek typu – viz zde uvedená tab. 4.

Ochranná vrstva a kryt
Pro kontrolní zkoušky materiálů, stavebních směsí a vrstev mostní vozovky platí požadavky:
a) pro lité asfalty v ČSN 73 6122 – kapitola 6, Prokazování shody. V případě prokazování shody podle TKP, kapitola 8, ustanovení kapitoly 8.5 Odebírání vzorků a kontrolní zkoušky;
b) pro hutněné asfaltové vrstvy v ČSN 73 6122 – kapitola 6, Prokazování shody. V případě prokazování shody podle TKP, kapitola 7, ustanovení kapitoly 7.5 Odebírání vzorků a kontrolní zkoušky; doplňující ustanovení je uvedeno v čl. 5.1, 5.2 a 5.3 (snížení horní meze mezerovitosti směsí a vrstev o 1 % uvedené zde v kap. 5 – odstavce Kryty a Ochranná vrstva).

KAPITOLA 7 – ZÁKLADNÍ ZÁSADY PROVÁDĚNÍ
Dále je uveden výběr z ustanovení této normy ČSN 73 6242 pro asfaltové ochranné a izolační vrstvy.

Ochranná vrstva
Při provádění ochranné vrstvy je nutno dodržet tyto podmínky:
a) Ochranná vrstva se provádí pouze z těch asfaltových směsí, které odpovídají odzkoušenému izolačnímu systému. Asfaltová směs musí být dokladována zkouškou typu a musí odpovídat složením a kvalitativními parametry požadavkům kapitoly 5.
b) Strojní pokládka asfaltových směsí musí být prováděna mechanizmy, které svým technickým stavem zaručují dosažení parametrů stanovených příslušnými normami (ČSN 73 6121, ČSN 73 6122) a požadavků uvedených v kapitolách 4, 5 bez poškození izolační vrstvy. Pro pokládku asfaltových směsí se nesmí použít finišery na pásech s kovovou styčnou plochou.
c) Po ochranné vrstvě je provoz povolen pouze mechanizmům provádějícím další vrstvu mostní vozovky.
d) Tloušťku ochranné vrstvy a konstrukční zásady stanovuje 4.3.1.
e) Při provádění nesmí docházet k prostupování pojiva izolační vrstvy ochrannou vrstvou.
f) Pracovní spáry se musí provádět „horké na horké“, jinak je třeba spoj provést podle zásad uvedených v 7.2.6. Při předehřívání pracovní spáry se musí chránit izolační vrstva. Podélné pracovní spáry nebo spoje nesmí být situovány v jízdních stopách kol těžkých vozidel.
g) Pro zhutňování ochranné vrstvy se nesmí používat válce s vibrací o hmotnosti > 4 tuny (u těžších válců lze uplatňovat pouze statické a oscilační účinky).

Ochranná vrstva z MA
Při zřizování ochranné vrstvy z litého asfaltu se postupuje podle ČSN 73 6122 s dodržením požadavků uvedených v 5.2.1.
Dále je třeba dodržet tyto zásady:
a) Teplota směsi při pokládce nesmí přestoupit 250 °C, rovnoměrným kladením a plynulým zpracováním je třeba zajistit, aby izolační vrstva nebyla zahřívána více, než je bezpodmínečně nutné.
b) V případě následující vrstvy krytu z AC, SMA nebo MA se ještě horká ochranná vrstva zdrsní předobalenou drtí.
c) Pokud se při zvláštních opatřeních dle čl. 4.3.1.3 použije při vyšších sklonech textilie, musí být celoplošně překryta litým asfaltem.

Ochranná vrstva z AC a SMA
Při zřizování ochranné vrstvy z AC a SMA se postupuje podle ČSN 73 6121 s dodržením požadavků této normy ČSN 73 6242 a TPP zhotovitele.

Spáry a úprava spojů
Při těsnění spár v obrusné vrstvě se postupuje podle dále uvedených zásad a podle technologických předpisů výrobců dále uvedených materiálů:

• zálivky pro vytvoření zálivkového spoje nebo zálivkou nalitého spoje;
• nátěry vhodného asfaltového pojiva o potřebné tloušťce nebo zálivkové pásky (s výjimkou obrusných vrstev dálnic a rychlostních silnic).

Jedná se zejména o následující případy napojování:

• podélné a příčné spoje na vozovkách;
• na styčné plochy armatur a říms.

a) Spáry mají mít vhodnou šířku, stěny spár musí být před prováděním zálivky pevné, čisté a suché. Pokud se pro vytvoření komůrek spár použijí lišty opatřené separačními nátěry, je nutné stěny a dno spár po jejich vyjmutí nejen očistit, ale i odmastit a opatřit pro zajištění požadované přilnavosti penetračně adhezním nátěrem. Penetračně adhezní nátěr musí odpovídat druhu použité zálivkové hmoty a musí být vhodný pro zlepšení adheze materiál utěsněné konstrukce (betonu, kamene, oceli, asfaltové směsi apod.).

b) Při těsnění spár v obrusné vrstvě podél říms je nutné spáru opatřit předtěsněním. Materiál pro předtěsnění musí vyhovovat požadavku
podle 5.7.

Pro příčné a podélné spoje ochranné vrstvy izolace MA, která je v konstrukci mostní vozovky zároveň ložní vrstvou, lze kromě ohřevu (vychladlá vrstva se v místě spoje očistí a ohřeje na teplotu, při které se vrstvy spojí, k ohřátí lze použít horkou směs litého asfaltu) použít pouze speciálního asfaltového pojiva k pevnému spojení. Nově pokládaná směs MA se natlačí na svislou či mírně skloněnou plochu dříve položeného záběru, spoj se stěrkou urovná a zahladí. K zahlazení je možno použít také ručního válce nebo malého silničního válce.
Pozn.: Zásady úprav jednotlivých druhů spár a typu úprav spojů jsou uvedeny ve vzorových listech VL 4 a ve VL O.

Asfaltový mastix
Při provádění musí být dodrženy tyto zásady:
a) Provádí se na podklad opatřený předepsanými nátěry či vrstvami v závislosti na druhu prováděného izolačního systému a typu mostní konstrukce (zde kap. 4 – e).
b) V závislosti na druhu izolačního systému (výše ležících vrstev) se povrch asfaltového mastixu upraví rovnoměrným posypem (zde kap. 4 – e).
c) Před pokládkou další vrstvy musí být veškerá neukotvená zrna posypového materiálu odstraněna.
d) Musí být proveden v rovnoměrné tloušťce, tolerance průměrné tloušťky ± 2 mm.
e) Pokládá se při teplotě vzduchu minimálně + 5 °C na suchý podklad.
f) Musí být dodrženy teploty pro ohřev směsi i její pokládku:

• maximální teplotu směsi při výrobě udává podle druhu pojiva čl. 6.2 a čl. 7 ČSN EN 12970,
• teplota směsi při pokládce 180 °C až 230 °C, pokud TPP nestanoví jinak.

g) Musí být zajištěn rovnoměrný ohřev směsi, na staveništi rovněž musí být dodržena doba předepsaná v TPP pro její zpracování.
h) Pro výrobu směsi musí být použity materiály splňující požadavky uvedené v čl. 5.3.2 této normy ČSN 73 6242.
i) Rozprostírá se ručně hrably podobně jako litý asfalt. Potřebné zásady k rozprostírání směsi jsou včetně úpravy spojů zřejmé z článků 5.5.2, 5.5.4, 5.5.6 ČSN 73 6122.
j) Skelná mřížová textilie se před pokládkou asfaltového mastixu upevní nalitím terčíků z této směsi v minimální možné tloušťce.

LITERATURA:
[1] ČSN EN 13108-1 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 1: Asfaltový beton
[2] ČSN EN 13108-5 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 5: Asfaltový koberec mastixový
[3] ČSN EN 13108-6 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Část 6: Litý asfalt
[4] ČSN EN 12970 Litý asfalt a asfaltový mastix pro vodotěsné úpravy - Definice, požadavky a zkušební metody
[5] ČSN EN 13108-2 Asfaltové směsi – Specifikace pro materiály – Asfaltový beton pro velmi tenké vrstvy
[6] ČSN EN 933-1 Zkoušení geometrických vlastností kameniva – Část 1: Stanovení zrnitosti – Sítový rozbor
[7] ČSN EN 13043 Kamenivo pro asfaltové směsi a povrchové vrstvy pozemních komunikací, letištních a jiných dopravních ploch
[8] ČSN 72 1220 Mleté vápence a dolomity
[9] ČSN EN 12697-20 Asfaltové směsi – Zkušební metody pro asfaltové směsi za horka – Stanovení čísla tvrdosti na krychli nebo Marshallově zkušebním tělese
[10] ČSN EN 1871 Vodorovné dopravní značení – Materiály pro dopravní značení – Fyzikální vlastnosti
[11] ČSN 73 6121 Stavba vozovek – Hutněné asfaltové vrstvy – Provádění a kontrola shody

Bitumen mixtures and layers of the decks of bridge – revision of ČSN 73 6242
In the area of bridge bitumen construction layers including insulation protective layers and the road deck, the provisions on bitumen mixture characteristics had to be amended in accordance with the requirements of new European standards adapted into the ČSN system by means of a translation and with incorporated national annexes. For the insulation layer, there are newly included provisions on bitumen mastics based on another European standard EN 12970 adopted in a similar way [4]. The article describes in details the changes of this Chapter 5 – Quality Requirements along with partial changes in Chapter 4 – Construction Principles.

Autor

• Ing. Žalman Lubomír