Asfalt patří mezi živice, které se vyskytují v přírodě buď samostatně, nebo ve spojení s jinými látkami, zejména v geologických vrstvách, které jsou známé jako naftonosné sedimenty.
Také se získává z ropy jako zbytkový produkt po vakuové destilaci.
Jedná se o nejhustší složku ropy s nejvyšším bodem varu.
Asfalt je živičnatá látka skládající se z uhlíku, vodíku, kyslíku a někdy i dusíku.
Je rozpustný v diethyletheru, sirouhlíku, terpentýnovém oleji a dehtových olejích.
Asfalt jako takový je živičnatá látka, která se získává buď přírodní cestou, nebo jako vedlejší produkt při frakční destilaci ropy.
Je to směs různých sloučenin uhlovodíků (parafinů, olefinů, kyslíku, dusíku a síry).
Druhy asfaltu
Existují různé druhy asfaltu, včetně přírodního, kamenouhelného, hnědouhelného, dehtového a umělého asfaltu.
Podle původu můžeme dělit asfalt na přírodní a umělý.
Dále můžeme asfalt dělit podle typu užití na asfalt silniční a asfalt stavebně izolační.
Přírodní asfalt: Přírodní asfalt neboli skálová pryskyřice je zařazován mezi horniny, konkrétně do kategorie zemních pryskyřic.
Může mít pevný charakter s tvrdostí soli kamenné nebo se vyskytovat v kapalné formě.
Je černý nebo černohnědý, má mastný lesk a hustotu v rozmezí 1,1 až 1,2 g/cm³.
Umělý asfalt: Asfalty jsou tmavé plastické až tuhé podíly z ropy koloidního charakteru.
Obsahují zejména asfaltény, ropné pryskyřice a nejtěžší ropné olejové podíly.
Asfalty se mohou získávat v průběhu krakovacích procesů - krakovací asfalty, extrakčních procesů - např. propanové asfalty, avšak nejčastějším způsobem získávání ropných asfaltů je pomocí fyzikální rafinace ropy, jejíž základní operací je dvoufázová destilace.
První fází je atmosférická destilace, která je následovaná destilací vakuovou.
Výsledkem tohoto procesu je asfalt primární.
Vlastnosti získaných primárních asfaltů je možné dále upravovat navazujícími procesy jako je oxidace - vzniká asfalt oxidovaný (polofoukaný) nebo tzv. extrakce vakuového zbytku - vzniká asfalt extrahovaný.
Složení a vlastnosti asfaltu
Složení asfaltu se pro praktické účely rozděluje na asfalteny (nositele tvrdosti) a malteny (olejovité látky zodpovědné za plastické a lepivé vlastnosti asfaltu).
Dále se do asfaltové směsi přidávají podle potřeby další látky, které vylepšují vlastnosti výsledného materiálu nebo ho různě upravují.
Oxidované asfalty se uplatňují hlavně v izolačních výrobcích a v menší míře také v silničním stavitelství.
Jedná se o proces profukování měkčích asfaltů a zbytků z destilace vzduchem při teplotách kolem 250 až 300 °C.
Přidáním organických rozpouštědel vznikají ředěné asfalty.
Výsledná látka má výrazně nižší viskozitu.
Uvolňované páry z rozpouštědel totiž představují vyšší nebezpečí požáru.
Přidáváním kaučuků a termoplastů vznikají nové druhy asfaltů s lepšími vlastnostmi.
Výsledná látka má vyšší bod měknutí s naopak nižším bodem lámavosti.
Přidáním zmíněných polymerů se navíc docílí nárůstu tažnosti a vratné deformace.
V praxi to znamená, že jsou modifikované asfalty odolnější vůči tvorbě mrazových trhlin a vyježděných kolejí.
U asfaltů se sledují zejména reologické vlastnosti - asfalty se nesmí lámat při nízké teplotě a trvalá deformace při vyšších teplotách nebo dlouhodobém zatížení musí být malá.
Dále jsou důležité fyzikálně chemické vlastnosti, chemické složení a povrchové vlastnosti, zejména přilnavost asfaltu ke kamenivu.
Mezi nejdůležitější sledované vlastnosti asfaltů patří bod lámavosti a bod měknutí.
Bod lámavosti je stav, kdy asfalt přestává být termoplastický a při ohybu vznikají trhlinky - asfalt se láme.
Využití asfaltu
Hlavním uplatněním asfaltu je výstavba a údržba netuhých asfaltových vozovek.
Vlastnosti asfaltů používaných v silničním stavitelství a údržbě jsou definované Českou technickou normou ČSN EN 12591.
V našem prostředí se asfalt zpracovává hlavně z ruské parafinické ropy v síti takzvaných obaloven.
Těch se v České republice nachází více než stovka.
Z jednotlivých obaloven jsou pak asfaltové směsi dopravovány přímo na místa staveb, aby bylo možné asfalt nanášet ještě teplý.
Historie a současnost asfaltu
Historie asfaltu začíná dávno před tím, než vznikly první silnice.
Přírodní asfalt, známý také jako bitumen, se vyskytoval už ve starověku.
Staří Sumerové a Babyloňané ho používali jako lepidlo, tmel i hydroizolaci.
Asfaltem utěsňovali lodě, stavby i zavlažovací kanály a Egypťané ho dokonce využívali při mumifikaci.
Skutečný zlom přišel až s průmyslovou revolucí.
Rozvoj měst a dopravy si žádal odolnější povrchy než prašné cesty nebo kamenné dlažby.
První asfaltové silnice se objevily v Paříži a Londýně a rychle si získaly popularitu.
Dnes spojují města i vesnice.
Život bez silnic už si neumíme představit.
Dnešní asfalt už není jen přírodní hmota, ale sofistikovaná směs kameniva, písku a asfaltového pojiva, doplněná o moderní přísady.
Asfalt se navíc dá opakovaně recyklovat, což z něj činí jeden z nejšetrnějších stavebních materiálů současnosti.
Jakýmisi pokračovatelem přírodních asfaltů jsou kamenouhelné dehty a smola, jejichž výroba se datuje od roku 1680.
Od roku 1828 se pak hydroizolační vrstvy vylepšují tím, že se již nepoužívá pouhý nátěr dehtem, ale do nátěrů se vkládá lepenka.
V České republice bylo používání dehtů pro hydroizolační materiály střech definitivně ukončeno v roce 1969 a od té doby se používají pouze ropné asfalty.
Vývoj asfaltových pásů však ještě v době, kdy byly používány asfalty i dehty, pokračoval rychlým tempem, a to jak v oblasti vlastní asfaltové hmoty, tak i v oblasti nosných vložek.
V 20. století se datuje náhrada dehtů ropnými oxidovanými asfaltami.
Ekologie a budoucnost asfaltu
Konečně si uvědomujeme, do jaké míry jsme celkově zdevastovali přírodu.
Získávání nového asfaltu z ropy nepůjde do nekonečna - jednak se ložiska postupně vyčerpávají a za druhé způsob těžby i zpracování ropy značně zatěžuje životní prostředí.
Podle statistik stavebnictví produkuje až 40 % veškerého světového odpadu.
Kromě toho také ubývají zdroje kvalitního přírodního kameniva.
Při obnově již nevyhovujících asfaltových pozemních komunikací se stará rozpadlá živice ze silnic vyřezává a odvrtává pomocí sbíjecích kladiv, a tímto jejím bouráním se získává značné množství staré asfaltové hmoty.
První zrealizovaný plně recyklační projekt se nachází ve Francii.
Recyklace asfaltu
To, co by dále mělo přispět ke zlepšení životního prostředí, je používání asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem.
Nejedná se o záležitost tak úplně novou - s touto technologií se začalo už v 60. letech minulého století, ale doposud se využívala v nedostatečné míře.
Pryžový granulát se získává z ojetých pneumatik, takže i tento gumový odpad je vlastně recyklován a plně zužitkován; na jednu tunu modifikovaného gumoasfaltu CRmB je zapotřebí cca 50 pneumatik z osobních automobilů.
Pokračovat lze motivačně: souvislosti mezi biodiverzitou, dopravou a materiály by měly vést k uvědomělým rozhodnutím o údržbě a rekonstrukcích.