Savremeni tretmaniodržavanja kolovoznih konstrukcija Održavanje puteva 2018/19 Sadržaj Koncept održivog razvoja i njegova primena na puteve i kolovozne konstrukcije Primena alternativnih materijala za izradu kolovoznih konstrukcija Reciklaža kolovoznih konstrukcija po toplom postupku po hladnom postupku Definicija održivog razvoja Kontekst održivog razvoja Bruntland-ova komisija Ujedinjenih nacija (Naša zajednička budućnost, 1987):...zadovoljavanje potreba sadašnjih generacija bez dovođenja u pitanje zadovoljenja tih potreba za buduće generacije Prevedeno na kolovoze: Kolovozne konstrukcije koje zadovoljavaju funkcionalne zahteve današnjeg saobraćaja i obezbeđuju bezbedno i efikasno odvijanje saobraćaja bez ugrožavanja okoline (environmentally friendly) i bez dovođenja u pitanje zadovoljenja saobraćajnih potreba u budućnosti Održivi razvoj Održivi saobraćaj Održiva saobraćajna infrastruktura Održivi putevi Održivi kolovozi Održivi razvoj Putevi i održivi razvoj Društvo Energija Uticaj na okolinu Podnošljivo Isplativo Održivo Moguće Ekonomija Uticaj na okolinu Održivo Resursi (materijali) v.prof.dr Goran Mladenović 1
Aspekti održivog razvoja i izgradnjei održavanja puteva ENERGIJA Potrošnja energije pri proizvodnji komponentalnih materijala (agregat, bitumen, cement...) Potrošnja energije pri proizvodnji, transportu i ugrađivanju asfaltnih mešavina i betona Grejanje agregata Grejanje bitumena Transport Ugrađivanje ALTERNATIVA Reciklaža (zamenjuje deo novih materijala) WMA &HWMA Aspekti održivog razvoja i izgradnje i održavanja puteva UTICAJ NA OKOLINU Uticaj pri proizvodnji građevinskih materijala Emisija CO 2 Emisija prašine i zagađenje vazduha Zagađenje površinskih slojeva tla i podzemnih voda Buka Deponije otpadnih materijala Uticaj pri odvijanju saobraćaja Zagađenje vazduha Emisija CO 2 Buka Posebno značajna zagušenja pri radovima na putevima Aspekti održivog razvoja i izgradnje i održavanja puteva MATERIJALI Potrošnja neobnovljivih izvora: Građevinskog kamena kameni agregati Ugljovodoničnih veziva Alternativa Reciklaža postojećih kolovoza Primena alternativnih materijala Zgura iz visoke peći Leteći pepeo Drobljeni beton ili cigla Staklo Mleveni stari pneumatici Cementna prašina Bakarna zgura... Процентуално учешће категорија радова 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Obimgrađevinskihradovau Srbijiu periodu 2003. - 2017. godine 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Година 350.00 300.00 250.00 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 Изведени грађ. радови (млрд. дин.) Остале грађевине Сложене грађевине Цевоводи, комунални и електро водови Саобраћајна инфраструктура Објекти високоградње Изведени грађевински радови Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2018, Republički zavod za statistiku Srbije 100% Obimradovana saobraćajnoj infrastrukturi u Srbiji 120.0 Proizvodnja građevinskih materijala u Srbiji 1.4 90% Процентуалн оучешће категорија радова 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 Изведени грађ. радови (млрд. дин.) Луке, бране и објекти за наводњавање Аеродроми Железничке пруге Мостови и тунели Аутопутеви, путеви и улице Proizvodnja (mil. m 3 ) 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 0% 0.0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Godina Година beton asfalt Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2018, Republički zavod za statistiku Srbije Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2018, Republički zavod za statistiku Srbije v.prof.dr Goran Mladenović 2
Proizvodnja asfaltnih mešavina u Srbiji Statistički podaci o proizvodnji asfalta 2002-2017 1.6 12 10 Proizvodnja agregata u Srbiji Proiyvodnja asfalta, mil. t 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Proizvodnja (mil. m 3 ) 8 6 4 2 Godina Proizvodnja u 2018. na bazi intervjua sa izvođačima oko 2 miliona tona 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Godina tucanik i kamena sitnež agregat za svež beton šljunak pesak Izvor: Statistički godišnjak Srbije 2004-2018, Republički zavod za statistiku Srbije Ekonomsko okruženje Analiza troškova životnog veka kolovoza (Life Cycle Cost Analysis) Slobodno tržište Ekonomske mere za stimulaciju primene recikliranih materijala Porezi za primenu novih prirodnih materijala/resursa Takse na stvaranje novih deponija Green procurement Evropska direktiva o deponijama otpadnog materijala Utiče na potražnju recikliranih materijala Definicija recikliranja i ponovne upotrebe Recikliranje primena materijala sa istom funkcijom koju je imao i originalni materijal Ponovna upotreba (Re-use) primena materijala sa nižom funkcijom (npr. strugani materijal iz zastora u podlozi, ili na bankini) Reciklaža osnovne prednosti Smanjeni troškovi Očuvanje postojećih geometrijskih elemenata saobraćajnice Očuvanje postojećih resursa agregata i veziva Očuvanje okoline Manja potrošnja energije Definicije Reciklirani asfaltni kolovoz (Recycled asphalt pavement - RAP) Ponovno upotrebljiv agregat (Reclaimed aggregate material - RAM) Reciklirani asfalt po vrućem postupku Aditiv za recikliranje asfalta Modifikator (osveživač) bitumena v.prof.dr Goran Mladenović 3
Primena RAP-a Za proizvodnju klasičnih asfaltnih mešavina po vrućem postupku (10-50 %) Za proizvodnju asfaltnih mešavina po hladnom postupku (10 100 %) Za izradu nevezanih nosećih slojeva i bankina kolovoznih konstrukcija Proizvodnja asfaltnih mešavina Izvor: ASPHALT IN FIGURES 2017, v. 28-12-2018 EAPA Proizvodnja asfaltnih mešavinapo vrućem postupku WMA Izvor: ASPHALT IN FIGURES 2017, v. 28-12-2018 EAPA Izvor: ASPHALT IN FIGURES 2017, v. 28-12-2018, EAPA Recikliranje asfaltnih slojeva stanje u US 500 miliona tona asfaltnih mešavina godišnje 100 miliona tona RAP-a godišnje 80 miliona se reciklira ili koristi u izgradnji puteva 25 miliona se koristi za proizvodnju mešavina po vrućem postupku Tipovi reciklaže kolovoza Podela prema lokaciji reciklaže materijala Reciklaža na licu mesta Reciklaža u centralnom postrojenju Podela prema vrsti reciklaže Reciklaža po vrućem postupku Reciklaža po hladnom postupku Podela prema intenzitetu zahvata Reciklaža površinskih (asfaltnih) slojeva Duboka reciklaža (slojevi podloge i asfaltni slojevi) v.prof.dr Goran Mladenović 4
Prednosti i nedostaci recikliranja u centralnom postrojenju Prednosti Kvalitet proizvedenog materijala bolji Bolji uslovi drobljenja, prosejavanja, mešanja sa agregatom, laboratorijskih analiza, kontrole kvaliteta Konzistentan kvalitet i homogenost mešavina Fleksibilnost u proizvodnji različitih mešavina Nedostaci Transport do i od postrojenja Troškovi lagerovanja na centralnom postrojenju Limitirana primena materijala na 50 % za mešavine po vrućem postupku Prednosti i nedostaci recikliranja na licu mesta Prednosti Minimalni troškovi transporta i lagerovanja 100 % recikliranog materijala Nedostaci Ometanje saobraćaja Veća varijabilnost i slabija kontrola kvaliteta Površinska reciklaža po vrućem postupku (termoregeneracija) Na licu mesta Asfaltni kolovozi Začeci 1930.-1940. - grejanje 1950.-1960. - grejanje i struganje 1980. grejači sa remikserima 1990. poboljšane karakteristike Veće dubine Bolja uniformnost mešavine Bolja kontrola isparavanja Površinska reciklaža po vrućem postupku (termoregeneracija) Osnovne operacije: Struganje postojećeg kolovoza Mešanje sa dodatnim materijalima (ako je potrebno): Obavijeni ili neobavijeni agregat Vezivo Aditivi Ugrađivanje mešavine Bez i sa dodavanjem dodatnog materijala(remix i Remix+) Površinska reciklaža po vrućem postupku (termoregeneracija) Najpogodnija za popravku površinskih karakteristika kolovoza Otpornost na trenje Zaptivenost Ne utiče na noseće slojeve Ne povećava nosivost kolovozne konstrukcije (Remix) Površinska reciklaža po vrućem postupku (termoregeneracija) šematski prikaz v.prof.dr Goran Mladenović 5
REMIX i REMIX+ u Srbiji Period 2001-2005 Najvećim delom rađeno na voznim trakama autoputa E-75, deonica od Rume do Požarevca Ibarska magistrala Ukupno oko 1.400.000 m 2 Deonica Vrčin Mali Požarevac (preticajna traka, oko 40 km) je rađena 2014. godine Pri upotrebi reciklaže na licu mesta treba voditi računa o: Uniformnosti starog kolovoza Debljini postojećih asfaltnih slojeva Prisustvu površinskih obrada Sadržaju veziva Granulometrijskom sastavu agregata Karakteristikama veziva (ostarelost) Saobraćajnom opterećenju Tipovima oštećenja kolovoza Reciklaža po toplom postupku u centralnom postrojenju Postupak: Uklanjanje površinskih slojeva kolovoza (struganje ili uklanjanje kolovoza) Transport Drobljenje i lagerovanje (eventualno) Umešavanje u centralnom postrojenju Ugradnja i zbijanje v.prof.dr Goran Mladenović 6
Struganje kolovoza Strugani RAP Dodatno predrobljavanje U opštem slučaju nije neophodno Pomaže da se postigne uniformna proizvodnja Ako se radi, drobi se najčešće u 2 frakcije Uniformne karakteristike u sloju Granulometrijski sastav Sadržaj veziva Karakteristike veziva Obično se lageruje na posebnu deponiju RAP kao rezultat lomljenja i uklanjanja postojećeg kolovoza Lagerovanje Postojeći asfaltni slojevi izlomljeni u ploče Materijal mora biti procesiran Vrlo često se lageruje radi kasnijeg procesiranja Materijal iz različitih izvora sa različitim karakteristikama Mešanjem i drobljenjem ovog materijala može se dobiti materijal uniformnog kvaliteta Lagerovanje RAP-a Dobro uređene deponije RAP-a Najčešće se lageruje u velikim, konusnim deponijama RAP se ne zbija sam po sebi Na površini se formira kora debljine 200-250 mm Kora štiti od vode i lako se razbija RAP pod korom se lako koristi v.prof.dr Goran Mladenović 7
Deponije RAP-a u Srbiji Procesiranje RAP-a u asfaltnoj bazi Kapacitet zavisi od tipa baze Diskontinualne Kontinualne i od načina na koji se RAP dodaje: Preko predozatora (kao 1 frakcija agregata, do 10 % RAP-a) Direktno na vagu ili u mešalicu (do 25 % RAP-a) U poseban prsten u bubnju (do 35 % RAP-a) U paralelni bubanj (do 50 % RAP-a) Dodavanje RAP-a sa zagrejanim agregatom Dodavanje RAP-a u mešalicu Sistem sa posebnim bubnjem za sušenje RAP-a Dodavanje RAP-a u poseban prsten za sušenje u bubnju (kontinualni proces) v.prof.dr Goran Mladenović 8
Ugrađivanje i zbijanje Ponašanje mešavina sa RAP-om u fazi eksplatacije Mešavine sa RAP-om zahtevaju strožu kontrolu kvaliteta veća frekvencija ispitivanja prilikom proizvodnje Granulacija Sadržaj veziva Zapreminska masa asfaltne mešavine Dobro urađena mešavina se ponaša u fazi eksplatacije slično klasičnim asfaltnim mešavinama Mora se voditi računa o isparenjima i gasovima Dosadašnja primena RAP-a u Srbiji 2006 Hladnareciklaža RAP-a sa bitumenskom emulzijom korišćena za zastor za lokalne saobraćajnice u više naselja u okolini Beograda Nasipanje nekategorisanih puteva Nasipanje bankina Izrada gornje podloge za lokalne puteve Na mreži državnih puteva primena RAP-a nije regulisana Primena RAP-a za proizvodnju asfaltnih mešavina u Srbiji Ograničen broj (9/60) asfaltnih baza opremljen za primenu RAPa, isključivo za direktno doziranje u mešalicu Svega 4 baze su koristile RAP u 2018. godini Procena proizvodnje asfaltnih mešavina sa RAP-om oko 50.000 t (do 10.000 t RAP-a) Primena RAP-a u Srbiji Lokalne samouprave imaju inicijativu u primeni RAPa Bački Petrovac: Kompletna količina RAP-a iskorišćena za noseće asfaltne slojeve Izgradnja lokalnog puta Opovo Debeljača1 uslovi tendera min. 20% RAP-a za BNS 22sA ugradjeno 6000 t asfalta oko 19.3% RAP-a Izgradnja lokalnog puta Opovo Debeljača, 2018. Ispitan RAP sa tri deponije: Opovo, Mladenovac, Rušanj Sadržaj bitumena: 3.9% - 5.5% Granulacija 0/16 mm Sadržaj sitnih čestica: 10.3% - 15.3% Penetracija: 16.6 25.7 o pen T pk =60.2-71.2 o C Optimalansadržajbitumena3.6%od čega 0.6% iz RAP-a i 3.0% BIT 50/70 Nije primenjen osveživač veziva 1 Informacije dostupne ljubaznošću kolega iz Laboratorije TPA Srbija v.prof.dr Goran Mladenović 9
Izgradnja lokalnog puta Opovo Debeljača, 2018. Raciklaža po hladnom postupku na licu mesta Tipovi: U delimičnoj debljini cold in-place recycling 75 125 mm Tipično samo asfaltni slojevi sa vezivom na bazi bitumena U punoj debljini full-depth reclamation 50 350 mm I slojevi podloge vezani hidrauličnim vezivom ili nevezani Služi pre svega za sanaciju nosećih slojeva kolovozne konstrukcije Nakon reciklaže po hladnom postupku se obično zahteva izrada habajućeg sloja po vrućem postupku Tipična kolovozna konstrukcija nakon reciklaže po hladnom postupku Novi zastor (AB) ili površinska obrada Podloga reciklirana po hladnom postupku Stara podloga (nevezana) Posteljica Tipovi reciklaže po hladnom postupku na licu mesta Sa cementom 3 6 % cementa Debljina 20 30 cm Sa bitumenom Podloga 3 5 % veziva (bit. emulzija ili penušavi bitumen) Debljina 10 15 cm Zastor 2 % bitumena Debljina 5 10 cm Stara vezana podloga + osveživač veziva Tipovi reciklaže po hladnom postupku na licu mesta Sa cementom ili krečom i penušavim bitumenom 3 7 % veziva Debljina 10 25 cm Preko podloge uvek dolazi zastor po vrućem postupku Posebno pogodno za puteve sa velikim saobraćajnim opterećenjem v.prof.dr Goran Mladenović 10
Tipičan koncept reciklaže po hladnom postupku Postojeća kolovozna konstrukcija Reciklaža po hladnom postupku Izrada zastora po vrućem postupku Postupak recikliranja Voz za hladnu reciklažu Drobljenje postojećih slojeva Dodavanje novog agregata Dodavanje novog bitumena ili agensa za recikliranje Mešanje Ugrađivanje Aeracija Zbijanje Nega Nanošenje novog zastora Primena voza za hladnu reciklažu Primena hladne reciklaže u Srbiji Nekoliko lokalnih kompanija raspolaže sa opremom: Wirtgen WR 240-2 kom., WR 2000, CR 2200 Primenjena na deonici autoputa Vrčin Mali Požarevac na voznoj traci 2014. godine Projekat rehabilitacije puteva (oko 1100 km puteva, finansiran od strane WB, EBRD, EIB, Vlada RS) Za značajan broj deonica projektovana hladna reciklaža v.prof.dr Goran Mladenović 11
Put Projekti rehabilitacija sa hladnom reciklažom u 2019. Deonica Dužina (km) PGDS (voz/dan) ESO (mil. st.osov 80 kn) IB 35 Kladovo Brza Palanka 24.0 2300 1.0 IB 35 Svođe - Vlasotince 12.5 2500 0.6 IB 15 Kula - Vrbas 10.2 6000 3.5 IB 15 Vrbas - Srbobran 9.5 5500 3.8 IB 35 Merošina - Prokuplje 11.5 6500 3.4 Neke specifičnosti projekata: Izrazito heterogene kolovozne konstrukcije Radovi pod saobraćajem Proširenje kolovoza Prednosti reciklaže po hladnom postupku na licu mesta Koristi se sav raspoloživ materijal u kolovoznoj konstrukciji bez obzira na nivo oštećenosti -ima ulogu agregata Nema transporta materijala (izuzev transporta veziva) Ne primenjuje se novi agregat očuvanje resursa Znatno manja potrošnja energije nema grejanja agregata Problemi u primeni reciklaže po hladnom postupku na licu mesta Teško je homogeno umešati vezivo u materijal Sve kolovozne konstrukcije su u određenoj meri nehomogene različite debljine slojeva. To znači da će rezultujući materijal imati različite sadržaje asfalta i podloge (bilo sa hidrauličnim vezivom, bilo nevezane) Sadržaj vode se samo približno može kontrolisati Zbijanje pri debljini većoj od 250 mm postaje neefikasno Rad sa hladnim i vlažnim agregatom ograničava upotrebu pojedinih vrsta veziva Negovanje sloja -Mora se sačekati određeno (duže) vreme (zavisno od vrste veziva) sa puštanjem u saobraćaj Reciklaža po hladnom postupku u centralnom postrojenju RAP se drobi i separiše u frakcije Meša se sa vezivom Bitumenska emulzija Penušavi bitumen Osveživač veziva Materijal se tipično koristi kao stabilizovana podloga, mada se kod nas koristio i kao zastor na lokalnim saobraćajnicama (Krnjača, Radio-far...) Reciklaža po hladnom postupku u centralnom postrojenju Reciklaža po hladnom postupku u centralnom/mobilnom postrojenju v.prof.dr Goran Mladenović 12
Prednosti reciklaže po hladnom postupku u centralnom postrojenju Bolja kontrola materijala omogućava se prethodno ispitivanje materijala i izrada recepture prethodne mešavine Bolja kontrola i kvalitet umešavanja (kontrola vremena umešavanja) Mogućnost lagerovanja (pogotovo materijala vezanih bitumenom) Kombinacija reciklaže po hladnom postupku v.prof.dr Goran Mladenović 13