EGYÉB HULLADÉKOK 6.5 Az aszfaltburkolat újrafeldolgozása hidegen, habbitumen alkalmazásával Tárgyszavak: habbitumen; előállítás és tulajdonságok; gépek; technológia; útburkolat jellemzése. Gazdasági és ökológiai okok miatt az utcák újraburkolásánál keletkező, bitumentartalmú, felmart vagy feltört aszfaltot egyre nagyobb mennyiségben keverik hozzá az új útburkoló anyaghoz. A habbitumen előállításának elve nem új. Ami új, az az útépítés során alkalmazásra kerülő hideg keverék előállításához történő felhasználása. Az aszfalt hideg keverékben történő újrahasznosítása Európában új eljárás, ellentétben Dél-Afrikával, Norvégiával vagy a balti államokkal. A habbitumen alkalmazásával kapcsolatban ezekben az országokban szerzett pozitív tapasztalatok alapján világszerte egyre terjed ez a környezetbarát technológia az útépítésben. Norvégiában és Hollandiában elterjedt a habbitumennel történő, helyszíni keverési technológia, amelyet Norvégiában 1983 óta alkalmaznak. 1997-ben mintegy 1,8 millió m 2 útpálya készült ezzel a technológiával. Mi a habbitumen? Habbitumen keletkezik, amikor a forró, B60-B200 osztályú, útpályák burkolására alkalmazott bitumen 2 3% mennyiségű víz hozzáadására felhabosodik. A víz a forró bitumenhez hozzáadva hirtelen elgőzölög, a vízgőz a bitumen robbanásszerű habképződéséhez vezet. A víz az elporlasztott bitumen hordozója. Néhány másodperc alatt 15 20-szoros térfogatnövekedés következik be. Az eljárás hasonlít ahhoz, amikor néhány csepp víz forró olajat tartalmazó serpenyőbe kerül: a víz robbanásszerűen elgőzölög, az olaj ellenőrizetlenül kiterjed a serpenyőben. A habosodás intenzitása és hatásfoka a nyomás és hőmérséklet beállításával javítható. A technológia útépítő gépekben vagy laboratóriumi expanziós kamrában kivitelezhető, ahol az 5 bar nyomású vizet beporlasztják a 180 Cos bitumenbe. Az expanziós kamrából a habbitumen egy fúvókán át távozik, majd bekeverik a megszilárduló anyagba. Habbitumen adagolásával javulnak
az útburkoló anyag tulajdonságai és a kötőanyagként történő alkalmazhatósága, mert a habnak nagyobb a felülete, mint a folyékony bitumené, ezért a hideg, nedves ásványianyag-keverék jobban feldolgozható; a habosítás során a bitumen viszkozitása csökken, a folyási tulajdonságai pedig javulnak, így az anyag jobban teríthető; a habbitumen hőmérséklete csak 50 60 C. A habbitumen minőségét az expanzió (a habbitumen maximálisan elérhető térfogatának és a nem habosított bitumen térfogatának aránya, értéke jó minőségű habbitumen esetén >15) és a felezési idő (amely alatt a habbitumen térfogata a habosodás után a felére csökken, értéke jó minőségű habbitumen esetén 10 15 másodperc) alapján határozzák meg. A habbitumen a bepermetezett vízgőz kondenzációja miatt egy idő után összeesik. Minél nagyobb az expanzió és a felezési idő értéke, annál jobb minőségű a habbitumen. A két paramétert a forró bitumen hőmérséklete, a beadagolt víz mennyisége és a habosítási folyamat nyomásértéke befolyásolja. A hab minősítése A hab minősítése végrehajtható mobil laboratóriumi WLB 10-es (Wirtgen, Windhagen) berendezéssel, amely a bitumen hőmérsékletének, illetve a beadagolt víz és a levegő mennyiségének a változtatásával lehetővé teszi a hab tulajdonságainak pontos meghatározását. A bitumenhabot laboratóriumi keverőben is előállítják, majd próbatesteket készítenek belőle. A hidegkeverék-előállítás első lépésében az ásványianyag-keverék, a második lépésben a habbitumennel optimális minőségűre beállított keverék vizsgálatára kerül sor. Az ásványi anyag finom 0,075 mm szemcséinek részaránya habbitumen kötőanyag alkalmazásakor kiemelten fontos. A habosodási folyamat megnöveli a bitumen felületét és csökkenti a viszkozitását. A kiváló folyási tulajdonságok következtében az ásványianyag-keverék viszonylag kis részecskeméretű komponensei jobban teríthetők, és mint egy habarcsban, a habbitumen kötőanyag összetartja a keveréket. Ha a keverékben nincs 4 5% töltőanyag, 0/2-es minőségű murvát vagy vízben kötő kötőanyagot (mész vagy cement) kevernek hozzá. A keletkező burkolóanyag vizsgálata Az anyag megszilárdulásához megfelelő mennyiségű töltőanyag szükséges. Egy jól elkevert, megfelelő részecskeeloszlású anyag szemszerkezeti diagramja lehetővé teszi a beadagolandó töltőanyag (homok és/vagy cement)
meghatározását. Fontos az optimális víztartalom és a maximális száraz sűrűség meghatározása. A keverék tömöríthetőségének vizsgálata a víztartalom függvényében az ún. Proctor-eljárás (DIN 18 127) szerint történik. A hab optimális tulajdonságainak meghatározása után WLB 10-es mobil habbitumenképző berendezésben próbatesteket állítanak elő. A bitumenhabot betáplálják a homogenizált építőanyag-keveréket már tartalmazó laboratóriumi keverőbe. Az optimális bitumentartalom eléréséhez az optimális víztartalmú keverékhez különböző mennyiségű bitument adagolnak. A hideg keverék tulajdonságai A cement adagolása nélkül, habbitumen alkalmazásával előállított hideg keverék a víztartalma függvényében sokáig tárolható. Ha a keverék víztartalma megfelelő intézkedések megtételével (pl. nap és szél elleni védelem) közel optimális értéken tartható, a tárolás gyakorlatilag korlátlan ideig megvalósítható. A kisebb nedvességvesztés víz hozzáadásával és ismételt homogenizálással pótolható. A habbitumennel kezelt anyag hosszú időn át, kedvezőtlen időjárási viszonyok között (pl. erős esőzés) is felhasználható, a bitumen nem mosódik ki a szemcseszerkezetből. További előnyei: az új útpályára közvetlenül a tömörítés után ráhajthatnak a járművek, ezáltal az építés időtartama minimalizálható; miután a habbitumen a hagyományos bitumenből kis mennyiségű víz beadagolásával állítható elő, csökkennek a kötőanyag és a szállítás költségei. A habbitumenhez 1 2% cementet adagolnak, a megszilárdulás gyorsítása érdekében. Cement hatására a bitumen tulajdonságai az 1. táblázatban foglaltak szerint alakulnak. A habbitumennel megerősített réteg jellemző paraméterei 1. táblázat Anyag Beadagolt bitumen mennyisége* Hasítószilárdság** Rugalmassági modulus Felmart aszfalt/összetört anyag 1,5 3,0% 350 800 kpa 2500 5000 MPa Összetört kőzet 2,5 4% 400 900 kpa 3000 6000 MPa Természetes kő 3,0 4,5% 250 500 kpa 2000 4000 MPa *1-2 % cement beadagolása mellett **Marshall próbatestekkel 25 o C-on vizsgálva
Az alkalmazott gépek és technológiai eljárások (1. ábra) A sérült aszfaltburkolatok javítása során alkalmazásra kerülő anyagok helyszíni előkészítése újrafeldolgozó gépekben történik. A feldolgozás során a habosítást kis mennyiségű vízzel, közvetlenül a berendezésben valósítják meg: az újrafeldolgozó keverőterében történik a feltört burkolóanyag habbitumen-alapozó réteggé történő újrafeldolgozása. 1. ábra A feldolgozási folyamat és az alkalmazott útépítő gép felépítése A habbitumennel történő in-situ újrafeldolgozás során, ha a rendelkezésre álló útburkoló anyag nem tartalmazza a minimálisan szükséges, 4 5% 0,075 mm-es finomságú alkotórészt, a szükséges töltőanyag-mennyiséget hozzá kell adni. Csak így biztosítható a kötőanyag kiszűrése a bitumenködből,
illetve a tömörített alapréteg megfelelő teherbírása. A 0/2 minőségű murva vagy a vízben kötő kötőanyag előzetes kiszórása további segítséget jelent. A durva szemcseméretű segédanyag kiszórásával javítható a homok szemszerkezeti diagramja. Ugyanez a technológia alkalmazható a nem megfelelő rétegvastagságú, de még hasznosítható régi úttest esetében is. A finom és/vagy durva szemcsés anyagot közvetlenül a sérült útfelület feltörése előtt kell kiszórni. Az útburkoló anyag homogenizálása után végrehajtható a kötőanyag bedolgozása. Az aszfalt terítése és tömörítése után az úttestre rögtön ráhajthatnak a járművek. Az új útburkolat helyszíni előállításához a habbitumen-tartalmú hideg keverék előállítását is útépítőgépben végzik. A hosszan tárolható, habbitument tartalmazó keverék aszfalt vagy más adalékanyag alkalmazásával készíthető el. A keverék hagyományos úttakaró rétegként, megfelelő profilra alakítva beépíthető. Az útburkolat ebben az esetben is azonnal használatba vehető a tömörítés után. (Regősné Knoska Judit) Veith, G.: Kaltrecycling mit Schaumbitumen. = Strassen und Tiefbau, 55. k. 7 8. sz. 2001. p. 17 20. Kopytziok, N.: Der Gebäudebestand läßt ein hohes Potential an Bauabfallmengen erahnen. = Müll und Abfall, 31. k. 11. sz. 1999. p. 674 677.