hirdetés
hirdetés

Greennováció

A XXI. század útburkolata

Megfelelően megválasztott gumibitumen-gyártási paraméterekkel olyan termék gyártható, amely bizonyos tulajdonságok tekintetében az autópályák építéséhez használt csúcsminőségű, polimerrel módosított bitumeneknél is jobb aszfaltminőséget eredményez.

hirdetés

A gumibitumenek útépítési alkalmazása máig az USA-ban a legelterjedtebb, az elmúlt 40 év tapasztalatai egyértelműen igazolták műszaki, társadalmi és környezetvédelmi előnyeit. A hagyományos bitumenekkel épült aszfaltutakhoz képest a gumibitumenek előnyeként elsősorban a jobb minőséget, a lényegesen nagyobb tartósságot, valamint a kisebb életciklus- és útfenntartási költséget szokták kiemelni. A pozitívumok mellett a gumibitumen alkalmazásának nehézségei is vannak, példaként említve a jelentős beruházást igénylő speciális feldolgozóberendezések igényét, ami miatt széleskörűen mind a mai napig nem terjedt el.

Aszfalt kopórétegének beépítése különböző helyszíneken a Mol által gyártott gumibitumen felhasználásával
Aszfalt kopórétegének beépítése különböző helyszíneken a Mol által gyártott gumibitumen felhasználásával

A Mol a Pannon Egyetemmel együtt folytatott kutatás-fejlesztési munka során a kőolaj-finomítóban megvalósítható gumibitumen-gyártási technológiát, illetve terméket dolgozott ki, amelynek alkalmazási módja az elterjedten használt, polimerekkel modifikált bitumenekéhez hasonló, ezáltal széles körű elterjedése is lehetővé válhat. A kidolgozott eljárás és termék 2009-ben szabadalmi oltalmat kapott. A Mol a szabadalmon alapuló prototípusüzemét 2012-ben adta át, az új termék, a gumival modifikált bitumen (gmb) piaci értékesítése elkezdődött, az eddigi útépítési tapasztalatok kiválóak.

Hazánk útjainak állapota

Hazánk állami tulajdonban lévő országos közúthálózatának hossza 31 628 km, a burkolatok állapotának megfelelő szinten tartása, szakmai előterjesztések szerint, évente 2500 km útszakasz felújítását igényelné. Ezzel szemben a 2006–2011-es időszakban átlagosan 632 km-nyi felújítás történt évenként, vagyis a szükségesnek mindössze negyedrésze. Ennek összértéke 173 milliárd forint volt, ez éves átlagban 27 milliárd forint ráfordítást jelentett. A beavatkozások évenkénti hossza a hálózat 2-3 százalékát teszi ki, amelyből 35-45 éves átlagos beavatkozási idő adódik a teljes országos közúthálózatot tekintve.

Ez a ciklusidő mintegy négyszerese a megközelítően 10 évenként szükséges beavatkozásnak. A közutak általános állapota a felmérések alapján nem megfelelő, több mint egyharmada a legköltségigényesebb beavatkozást, az azonnali megerősítést követeli meg. A rossz állapot oka, a több évtizedes alulfinanszírozottságból adódóan, a fenntartási munkák elmaradása. A kritikus állapotot jól szemlélteti az az adat, miszerint jelenleg a teljes hazai közúthálózat felületépsége 51 százalékban rossz minősítésű.

Az országos közúthálózat felületépsége 2012-ben
Az országos közúthálózat felületépsége 2012-ben

A burkolatfelújítási technológiák erősen időjárásfüggőek, a kivitelezésre leginkább a tavaszi-nyári időszak alkalmas, ekkor biztosítható a legjobb minőség. Ezzel szemben a hazai költségvetésből biztosított tárgyévi felújítási keretek jóváhagyása év elején, március-április hónapban történik meg, így az aktuális feladatok műszaki előkészítése, közbeszerzése április-május hónapban indulhat el, és a kivitelezés kényszerűen az őszi-téli időszakra húzódik, amikor már nagy a minőségvesztés kockázata. A szűkös források mellett ez további problémát jelent.

A kedvezőtlen útállapotok és az elégtelen finanszírozási források ismeretében még nagyobb hangsúlyt kellene hogy kapjon a felújítások és útépítések ütemezése, minősége és tartóssága. Ehhez elengedhetetlen feltétel a kiváló minőségű alapanyagok alkalmazása és a technológiai fegyelem messzemenő betartásával gyártott aszfaltok szakszerű felhasználása a felújításhoz, illetve az útépítéshez. A Mol saját szabadalmán alapuló, gumival modifikált bitumen (gmb) gyártása és útépítési felhasználása lehetőséget kínál az utak minőségének jelentős javítására.

Gumibitumenek gyártása és alkalmazása

A hulladék gumiabroncsok gumi részének egy lehetséges hasznosítási módja a gumiőrlemények előállítása, majd bitumenekhez való keverése, és az így gyártott gumibitumen útépítési felhasználása. Ezzel a hulladék gumiabroncsok környezetbarát hasznosításán túl egy olyan minőségű útépítési alapanyag állítható elő, amely a hagyományos bitumenek felhasználásával épített aszfaltutaknál lényegesen jobb minőségű és tartósabb utat eredményez.

A gumibitumen felhasználásával épített utaknak főként a következő előnyei emelhetők ki a normál bitumennel építettekhez képest: hosszabb élettartam, kisebb fenntartási költség, szélesebb alkalmazhatósági hőmérséklet-intervallum, nagyobb terhelhetőség miatt kisebb deformáció (jobb nyári viselkedés), fáradási tönkremenetellel szemben nagyobb ellenállás (jobb viselkedés átlagos környezeti hőmérsékleten), termikus repedések kialakulásával szemben nagyobb ellenállás (jobb téli viselkedés), kisebb közlekedési zaj, biztonságosabb közlekedés, kőzethez való jobb tapadás miatt kőzetkipergés- és kátyúmentesség.

Normál bitumenes és gumibitumenes aszfaltút 5 évvel az építés után
Normál bitumenes és gumibitumenes aszfaltút 5 évvel az építés után

Megfelelően megválasztott gumibitumen-gyártási paraméterekkel olyan termék gyártható, amely bizonyos tulajdonságok tekintetében (például hideg oldali viselkedés) az autópályák építéséhez használt csúcsminőségű, polimerrel módosított bitumeneknél is jobb aszfaltminőséget eredményez. A gumibitumen alkalmazása napjainkban is az USA-ban a legelterjedtebb, ahol a gumibitument elsősorban az aszfaltgyártás közelében állítják elő mobil gumibitumen-keverő üzemben, a gyártás után pedig szinte azonnal felhasználják a gumiszemcsék kiülepedésének elkerülésére.

Az előnyök mellett hátrányokat, műszaki nehézséget és bizonytalanságot is említ a szakirodalom a gumibitumen-gyártás és -felhasználás kapcsán. Ezek közé tartozik a gumibitumen-gyártó üzem beruházási költsége, az emisszió kérdése a gumibitumen-gyártás során, az aszfaltkeverő üzem átalakításának igénye, valamint a kötőanyag megszokottnál lényegesen nagyobb viszkozitása miatt egyes esetekben a gumibitumenes aszfalt tömöríthetőségi nehézségét is kiemelik. Termékminőségi szempontból a gumibitumen széles körű elterjedésének a legfőbb akadályai az alkalmazási nehézségek a megszokottnál nagyobb viszkozitás miatt, a nem megfelelő tárolási stabilitás (fázisszétválás), valamint a változó termékminőség a változó gumiőrlemény-minőség miatt.

Új gyártástechnológia és termék

A Mol és a Pannon Egyetem közös k+f tevékenysége a gumibitumenek területén a 2000-es évek elején kezdődött. A célkitűzés olyan gumibitumen-gyártó technológia és termék kidolgozása volt, amely rendelkezik a gumibitumen előzőekben felsorolt előnyeivel, és egyúttal kiküszöböli, vagy legalább mérsékli a bemutatott hátrányokat. Célkitűzés volt továbbá a technológia kőolaj-finomítóban való megvalósíthatósága. A termékkel szembeni alapvető elvárás pedig az volt, hogy a piacon elérhető legjobb minőséget képviselő polimerrel módosított bitumenekhez (pmb-khez) hasonlóan szállítható és alkalmazható legyen, azaz az aszfaltkeverő telepen és az útépítésnél ne legyen szükség speciális eszközökre. A sikeres k+f tevékenység eredményeként szabadalmi oltalommal védett új gyártástechnológia és termék jött létre, eleget téve a fenti követelményeknek.

A gyártási folyamat két lépésben, két különböző hőmérsékleten történik speciális adalék jelenlétében. Az alkalmazott technológiai paraméterek és a multifunkciós adalék a gumiőrlemény oldódási folyamatait és a gumibitumen-rendszer összeférhetőségét javítja. Az adalék viszkozitáscsökkentő funkciója miatt a termék alkalmazhatóságát (aszfaltkeverő telepi szivattyúzhatóság, porlasztás, tömöríthetőség) a meglévő aszfaltkeverő és útépítési technológiák módosítása nélkül teszi lehetővé.

Az elmúlt évek eredményei

Az elmúlt évek kutató-fejlesztő tevékenységének eredményeként félüzemi gumibitumen-tesztgyártásokat hajtottak végre a Mol zalaegerszegi finomítójában. Ezek a tesztgyártások a meglévő, modifikált bitument gyártó üzem ideiglenes átalakítása után történhettek meg. A tesztgyártások alapvető információkat szolgáltattak a 2012-ben kialakításra került prototípusüzem tervezéshez. A 2004, 2006, 2007 és 2008-as évek egy-egy tesztgyártásának gumibitumen termékeit Zalaegerszegen, Veszprémben és Gyálon használták fel aszfalt kopórétegek építéséhez. Ezek tapasztalatai kiválóak voltak, az utak minősége azóta is kifogástalan, az elvégzett aszfaltvizsgálatok pedig igazolták, hogy a hagyományos 50/70 bitumenhez képest minden tekintetben jobb, a csúcsminőségű és igen drága polimerrel modifikált bitumenhez (pmb) hasonló aszfaltminőség érhető el a gmb alkalmazásával.

A Mol által gyártott gmb és a pmb tartalmú aszfaltok 60 °C-on elvégzett deformációvizsgálata azonos eredményt adott, azaz a magas hőmérsékletű (nyári) viselkedést tekintve azonosan teljesített a kétféle kötőanyag. A közepes hőmérsékletű viselkedést jellemző fáradást tekintve a pmb jobban teljesített a gmb-nél, azonban az alacsony hőmérsékleti karaktert tekintve (téli viselkedés) a gmb-tartalmú aszfalt lényegesen kisebb repedési hőmérséklettel rendelkezett, azaz jobb a hideg oldali viselkedése télen.

A kedvező aszfalteredményeken túl a gumibitumennel épített aszfaltutakon addicionális előnyként 5-10 százalékos féktávolság-csökkenést mért egy autóiparialkatrész-gyártó a hagyományos bitumennel készült bitumenes aszfalthoz képest. A gumibitumennel épített aszfaltutakon mért zajcsökkenést a szakirodalom is közli. Két különböző típusú aszfalton (SMA11 és AC11) történtek közlekedési zajmérések is. A vizsgált SMA11 aszfalttal épített útszakasz egy része gmb-vel, másik része pmb felhasználásával készült. A gumibitumenes aszfaltúton 3,2 dB értékkel kisebb zajt mértek. Hasonlóak voltak a tapasztalatok és mintegy 3 dB-lel kisebb zajhatást adott a gumibitumenes AC11 aszfaltfelület is, mint a normál bitumennel (50/70) épített kopóréteg . A 3 dB zajcsökkenés a zajforrástól való távolság megkétszerezésével egyenértékű.

Közlekedési zaj különböző bitumenekkel előállított aszfaltokon
Közlekedési zaj különböző bitumenekkel előállított aszfaltokon

A gmb felhasználásával az ez idáig épített leghosszabb szakasz 8,4 km hosszúságú. Jász-Nagykun-Szolnok megyében a 3121. számú út egy szakaszán a kopórétegcserét a Duna Aszfalt Kft. végezte el (3. ábra). A kopóréteg aszfaltjának gyártásához mintegy 300 tonna gmb-t használtak fel. A gyártási tapasztalatok pozitívak, az út minősége az elvártnak megfelelő. Mivel ez volt az első jelentős volumenű gmb-felhasználás, a kivitelező különösen nagy gondot fordított a technológiai fegyelem betartására. Az aszfaltkeverés, a szállítás, a finiserbe töltés, a terítés és a hengerlés munkafolyamatainak szoros egymáshoz illesztését valósították meg, aminek betartása feltétele is volt az elért minőségnek.

Megtapasztalták a kiváló tapadást

A gumibitumenek, így a Mol által gyártott gmb termék egyik legfontosabb minőségi előnye a hagyományos bitumenekhez képest a kiváló tapadás. Ennek jelentőségét az adja, hogy ha nem megfelelő a bitumen és az ásványi anyag közti tapadás (adhézió), akkor a környezeti behatások következtében a bitumenfilm leválik a kőzetről. Jellemzően a víz kedvezőtlen hatására alakulhat ki a bitumenleválás jelensége. Ennek következtében a bitumen elveszíti a funkcióját, azaz megszűnik a ragasztóképessége. Ez a kőzet aszfaltból való kipergéséhez, kátyúsodáshoz, végül az útburkolat idő előtti tönkremeneteléhez vezethet. A gmb fokozott tapadását laboratóriumi tesztek után a százhalombattai Erőmű út kopórétegének 2013. szeptemberi aszfaltozásakor is megtapasztalhatták.

Nyilvánvaló különbség: útminőség gmb-vel történt felújítás előtt és után
Nyilvánvaló különbség: útminőség gmb-vel történt felújítás előtt és után

Az útszakasz egy-egy sávját két egymást követő napon aszfaltozták. A második nap reggelén az előző nap húzott aszfalt tengelyét függőlegesre vágták a másik sáv fogadásának előkészítéséhez. A vágás után a szokásos kézi módon (lapáttal, csákánnyal) indult a levágott aszfaltcsík eltávolítása. Ez az eltávolítási módszer azonban nem működött, ugyanis az aszfaltot nem tudták a korábbiakban alkalmazott módon, kézi erővel felfeszíteni, olyan erősen tapadt a fogadóréteghez, illetve a levágott részeket sem sikerült feldarabolni, annyira stabilan összeállt a gmb-tartalmú aszfalt. Gépi erőt kellett alkalmazni az eltávolításhoz. Mindez néhány órás késedelmet jelentett, ami az aznapi beépítés csúszásán kívül egyéb problémát nem okozott. Az aszfalt és az út minőségét tekintve a hagyományos kötőanyagoknál tapasztalthoz képest lényegesen jobb tapadás miatt ez a tapasztalat határozottan pozitívumként értékelhető.

Társadalmilag mindenképpen hasznos
Mára a gmb terméket számos hazai kivitelező használta és tapasztalatot szerzett alkalmazásában. Ehhez hozzájárul az is, hogy a gmb értékesítési ára – a drága pmb helyett – a Magyarországon legnagyobb mennyiségben felhasznált és lényegesen olcsóbb 50/70 normál útépítési bitumenhez közel helyezkedik el. Az eddigi tapasztalatok visszaigazolták, hogy életciklusra vetítve a gmb társadalmi hasznossága vitathatatlan.
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés