Ponowne wykorzystanie i recykling mieszanek mineralnoasfaltowych Dariusz Słotwiński, Prezes PSWNA 28-30.09.2011, Ożarów Mazowiecki
Co to jest EAPA? EAPA to europejskie stowarzyszenie przemysłu, reprezentujące producentów mieszanek asfaltowych i firmy zaangażowane w budowę i utrzymanie nawierzchni bitumicznych Misja Promowanie dobrego wykorzystania mieszanek mineralno-asfaltowych w tworzeniu i utrzymaniu zrównoważonej europejskiej sieci dróg
Cele EAPA wspieranie skutecznego i zrównoważonego wykorzystania mieszanek mineralno-asfaltowych. zbieranie i wymiana informacji, know-how i dobrych praktyk. promowanie wiedzy i zrozumienia. reprezentowanie swoich członków w instytucjach UE. promowanie wizerunku branży nawierzchni asfaltowych w Europie. wprowadzenie innowacyjnych środków i najlepszych rozwiązao w celu poprawy warunków zdrowia, bezpieczenstwa i środowiska wszystkich zatrudnionych w tym przemyśle. uczestniczenie w europejskiej działalności normalizacyjnej promowanie nowych rozwiązao, takich jak WMA i wyższych poziomów recyklingu mieszanek mineralno-asfaltowych.
Recykling ponowne wykorzystanie Recykling: taka sama funkcja jak w pierwotnym zastosowaniu (dodanie destruktu asfaltowego do nowych mieszanek mineralno-asfaltowych) ponowne wykorzystanie : wykorzystanie w mniejszym stopniu niż w pierwotnym zastosowaniu (destrukt asfaltowy jako podbudowa, wypełniacz, lub materiał w podbudowie)
Recykling od roku 1970
Historia W latach 1955 1958 wierzchnie warstwy były recyklingowane w prymitywny sposób z dodatkiem ropy Z powodu Kryzysu Energetycznego w latach 1973-74 recykling mieszanek mineralno-asfaltowych rozpoczął się z powodu oszczędzania bitumu
W Niderlandach 1976: Renofalt, użycie pary do podgrzania starej mieszanki mineralno-asfaltowej 1982 Wprowadzenie mieszarki bębnowej w Niderlandach 1990 Wprowadzenie MARS (Mikrofalowy System Recyklingu Mieszanek Mineralno- Asfaltowych)
Recykling mieszanek mineralno-asfaltowych Rozpoczął się conajmniej 35 lat temu Zbudował znaczący wynik w recyklingu Wykorzystanie odpadów w mieszankach mineralno-asfaltowych od wielu lat
Wyfrezowana nawierzchnia
Techniki recyklingu Centralna wytwórnia : Wytwórnia z otaczarką o mieszaniu cyklicznym (na gorąco) Wytwórnia z bębnowym mieszalnikiem (na gorąco) Recykling na zimno In-situ recykling Recykling na gorąco Recykling na zimno / ponowne użycie
10-40 %
30-80 %
35 %
Segment bębna Do 50 %
Trochę faktów (2009) Roczna produkcja mieszanek mineralnoasfaltowych w Europie to 326 milionów ton 4159 stacjonarnych wytwórni mas bitumicznych 795 mobilnych wytwórni mas bitumicznych 1642 zdolnych do recyklingu na gorąco ( = 33,4 %)
Mieszanki mineralno-asfaltowe w liczbach - 2009
Mieszanki mineralno-asfaltowe w liczbach 2009 Podsumowanie Dostępne w Europie 52.716.960 ton Recykling / ponowne użycie (oparte na danych recyklingu / ponownego zużycia) 86,5 %
Stare nawierzchnie ze smołą Nie używad destruktu asfaltowego zawierającego smołę do recyklingu na gorąco Recykling na zimno destruktu asfaltowego zawierającego smołę mógłby byd możliwy (w zależności od ustawodawstwa w kraju)
Spojrzenie na przemysł asfaltowy Przemysł silnie wspiera wszelkie wysiłki ukierunkowane na zwiększenie zawartości procentowej destruktu asfaltowego w nowych mieszankach mineralno-asfaltowych na gorąco Pierwszym celem jest recykling destruktu asfaltowego Drugą opcją jest ponowne użycie destruktu asfaltowego
Stymulowanie recyklingu Przemysł silnie wspiera Wspieranie wzrostu zużycia destruktu asfaltowego Ponowne użycie destruktu na najwyższym możliwym poziomie Dokumenty ofertowe powinny dawać możliwosć używania destruktu asfaltowego Własciciel drogi powinien zabierać swój destrukt Destrukt asfaltowy powinien być produktem Modyfikacje w wytwórniach mas jesli > 10% dodanego destruktu
Pisma prezentujące stanowisko EAPA Argumenty przemawiające za stymulowaniem rządu aby promować ponowne użycie i recykling mieszanek mineralno-asfaltowych Oswiadczenie przemysłu na temat recyklingu mieszanek asfaltowych i użycia odpadów z nawierzchni asfaltowych Maj 2008 Maj 2004
Argumenty przemawiające za promocją recyklingu Argumenty przemawiające za zwiększeniem/promowaniem recyklingu to : -Oszczędzanie materiałów nienaruszonych -Oszczedzanie ograniczonych zasobów naturalnych, minimalizowanie wpływu na srodowisko - wspomaganie zrównoważonego rozwoju -Jakosć mieszanek zawierających destrukt asfaltowy jest (przynajmniej) adekwatna do mieszanek mieneralno-asfaltowych zawierających tylko materiały nienaruszone -Jest (lub może być) to atrakcyjne finansowo -Unika się w ten sposób składowisk i obciążania przyszłych pokoleń -Dobrze wpływa to na wizerunek przemysłu -Standardy europejskie dają możliwosć uzywania destruktu asfaltowego w mieszankach mineralno-asfaltowych -Istnieje europejski standard dla destruktu asfaltowego - niektóre kraje mają już więcej niż 30 lat doswiadczenia - mieszanki mineralno-asfaltowe są w 100% zdolne do recyklingu/ponownego użycia
Korzyści ekonomiczne Source materials: Don Brock, Astec Industries, Inc.
Zwiększanie recyklingu mieszanek mineralno-bitumicznych Silniejsze wsparcie ze strony władz środowisk inżynierskich / konsultantów Dostosowanie specyfikacji odnoszących się do mieszanek mineralno-asfaltowych Ustawodawstwo związane z wyrzucaniem/ składowaniem materiałów do ponownego użycia Destrukt asfaltowy powinien byd uważany za materiał budowlany, a nie jako odpad
Wnioski Recycling is a challenge for the industry Mieszanki mineralno-asfaltowe są w 100% zdolne do ponownego użycia i powinny zostać zachowane Klient może stymulować recykling Ustawodawstwo może stymulować recykling Recykling jest ważny / odpowiedzialność właściciela produktu/ właściciela drogi
Polityczne trendy i problemy Zrównoważony rozwój Minimalizacja wpływu na środowisko Optymalizacja wykorzystania zasobów naturalnych Zwiększone restrykcje odnośnie wyrzucania materiałów zdatnych do ponownego użycia Bodźce ekonomiczne zachęcające do recyklingu i / lub ponownego wykorzystania
Użytkowanie odpadów od innych Używaj innych produktów tylko wtedy gdy: Nie ma ujemnego wpływu dla zdrowia i bezpieczeństwa pracowników Nie ma wpływu na środowisko, teraz ani w przyszłości Jest możliwość przyszłego zrecyklingowania i ponownego zużycia pozostałości mieszanki Nie ma negatywnego wpływu na techniczną wydajność mieszanki
Na zimno w centralnej wytwórni Destrukt asfaltowy zmieszany z : Emulsją bitumiczną / spienionym bitumem i/lub cementem
Rozwój recyklingu / ponownego zużycia w Niemczech jako przykład 37
Produkcja mieszanek mineralno-asfaltowych i ilosć destruktu asfaltowego (1982 2010) 38
[Mio. Tonnen] Ilość destruktu asfaltowego oraz użycie/ponowne użycie destruktu (1987 2010) Wiederverwendung Aufkommen 16 14 12 D 10 8 6 4 2 0
Użycie destruktu asfaltowego 3,0 11,5 sonstige Verwertung [Mio. t] Wiederverwendung in Asphaltmischgut [Mio. t] 40
Wiederverwendungsrate Ponowne użycie destruktu asfaltowego w procentach 90% 80% 70% 60% 50% Mieszanka mineralno-asfaltowa = materiał do ponownego zużycia! Podobnie dobrymi przykładami są na przykład: szkło, żelazo 40% 30% Jahr 41
Niedawne postępy wybórcze frezowanie i odrębne składowanie destruktu asfaltowego Przesiewanie destruktu i selektywne dodawanie destruktu Suche składowanie destruktu asfaltowego Używanie bębnów równoległych 42
3 różne dozowniki dla destruktu asfaltowego 43
Osobne dozowniki dla destruktu asfaltowego 44
Frezowanie odrębnych warstw
Rozdzielne składowanie
Okryte składowanie 47
Zmniejszanie wilgotnej zawartości w destrukcie asfaltowym 48
Wytwórnia mas bitumicznych z bębnem równoległym 49
Bęben równoległy w środku Bęben równoległy 50
Użycie bębnów równoległych w Niemczech i Niderlandach Niemcy 667 Wytwórni Mas Bitumicznych Całkowita produkcja: 51,0 Mio. t rok: 2007 Niderlandy 44 Wytwórni Mas Bitumincznych Całkowita produkcja: 10,2 Mio. t Rok: 2007 19 % 98 % 81 % 2% AMA ohne Paralleltrommel AMA mit Paralleltrommel
EN 13108 Standardy Mieszanek Warstwy scieralne z < 10% destruktu asfaltowego Warstwa regulująca, warstwa wiążąca i podbudowa z < 20%destruktu asfaltowego bez (dodatkowych) wymagań
EN 13108 Standardy Mieszanek Warstwy ścieralne z > 10% destruktu asfaltowego Warstwy regulujące, warstwy wiążące i podbudowy z > 20% destruktu asfaltowego: Penetracja bądź punkt mięknienia lepiszcza w wyjściowej mieszance powinno spełniać wymogi penetracji bądź punktu mięknienia wybranej klasy.
EN 13108-8 Destrukt Asfaltowy
Recykling z gumą Możliwość wielokrotnego wykorzystania Przydatność do wielokrotnego użycia nie została jeszcze dostatecznie zbadana, ponieważ przez częściowe podgrzewanie błonki lepiszcza asfaltowego w granulacie asfaltowym w suszarce mogą również powstawać temperatury powyżej 180 C. Z technicznego punktu widzenia możliwość wielokrotnego wykorzystania według obecnego stanu podana jest w takim samym stopniu jak dla tradycyjnych asfaltów z lepiszczem wg TL-Asphalt.
Recykling z gumą Powstało mało prac naukowych na temat możliwości recyklingu nawierzchni z asfaltu gumowego, natomiast pojawiło się wiele pytań związanych z problemami, które mogłyby wystąpić w przypadku recyklingu nawierzchni z asfaltu gumowego. Na pytania te musi zostać udzielona odpowiedź z teoretycznego punktu widzenia przez NCDOT, a następnie na podstawie laboratoryjnych i praktycznych ewaluacji. Jeżeli recykling nawierzchni z asfaltu gumowego nie może zostać przeprowadzony przy użyciu obecnej technologii, wtedy użycie asfaltu gumowego nie będzie dobrym rozwiązaniem problemu odpadów stałych zużytych opon. Dwa pytania, na które trzeba udzielić odpowiedzi to: (1) Jaka jest efektywność dodania czynników recyklingujących zarówno chemicznych jak i lepkich cementów asfaltowych do destruktu asfaltu gumowego? (2) Jaki jest wpływ recyklingu mieszanki modyfikowanej gumą na jakość powietrza?
Recykling z gumą W odniesieniu do skuteczności wpływu czynników recyklingujących lub świeżej mieszanki z cementem na asfalt gumowy i mieszankę mineralno-asfaltowo-gumową, mieszanki modyfikowane gumą nie powinny stanowić znaczącego problemu dla recyklingu ponieważ guma nie odgrywa w tym przypadku roli lepiszcza tylko kruszywa. Wziąwszy to pod uwagę, guma nie wpływa w znaczący sposób na lepkość starej mieszanki asfaltowej z cementem. Asfalt gumowy jednakże, jest lepiszczem które musi zostać spenetrowane przez czynnik recyklingujący bądź świeżą mieszankę aby odmłodzić starą mieszankę mineralnoasfaltową. Ponieważ stary asfalt gumowy ma wyższą lepkość niż konwencjonalna mieszanka, penetracja czynnika recyklingującego bądź świeżej mieszanki będzie zredukowana, a więc mieć to będzie wpływ na jakość materiału poddanego recyklingowi. Muszą zostać przeprowadzone testy laboratoryjne w celu stwierdzenia czy mieszanki mineralno-asfaltowo-gumowe mogą zostać poddane recyklingowi, testy metod niezbędnych do procesu recyklingu, oraz wydajności zrecyklingowanej mieszanki. Jeżeli recykling nie jest możliwy, pozbycie się destruktu asfaltu gumowego może być konieczne. Dokonają tego służby konserwacji NCDOT, do użycia w stabilizacji pasów poboczy. Nie przewiduje się jednak, że mieszanki modyfikowane guma przedstawią ten problem.
Recykling z gumą W przypadku jakości powietrza, na obecnym poziomie użycia destruktu asfaltowego (10-20%) ilość zawartej gumy w przypadku każdej metody wynosiłaby mniej niż 1 procent całkowitej mieszanki podlegającej recyklingowi, bez względu na to czy byłby to asfalt gumowy czy mieszanka modyfikowana gumą. Na tych poziomach, nie powinno to w znaczący sposób wpływać na jakość powietrza. Projektowanie mieszanki mineralno-asfaltowej, która utylizuje asfalt gumowy bądź destrukt asfaltowy modyfikowany gumą powinno być uwzględnione w dalszych badaniach laboratoryjnych. Nie przewiduje się, że wkomponowanie małych ilości asfaltu gumowego bądź destruktu asfaltowego modyfikowanego gumą w znaczący sposób zmieni proces projektowania mieszanki. Jakkolwiek, powinno się pamiętać w trakcie tego procesu, że destrukt asfaltowy zawiera gumę i mogą wystąpić pewne różnice we właściwościach mieszanki związane z obecnością małych ilości gumy. Przy wzroście zawartości procentowej asfaltu gumowego bądź destruktu asfaltowego modyfikowanego gumą może być konieczne aby zastosować procedurę projektowania dla nowej mieszanki utylizującej destrukt asfaltowy z dodatkiem gumy taką jak by się zastosowało dla nowej mieszanki asfaltu gumowego bądź mieszanki mineralno-asfaltowej modyfikowanej gumą.
Czy mieszanka mineralno-asfaltowa z gumą może podlegać recyklingowi? Wiele agencji angażuje się w recykling nawierzchni drogowych. Nawierzchnia asfaltowa z gumą została zrecyklingowana z sukcesem przy wielu okazjach. Jednym z najbardziej bieżących raportów jest raport z Los Angeles. LA poddał recyklingowi dwunastoletnią asfaltowo-gumową nawierzchnię na Olympic Blvd. Wykonane zostały również testy jakości powietrza pod wpływem szlifowania, transportu i przetwarzania gumy asfaltowej. Wyniki testów wykazały, że zrecyklingowana nawierzchnia asfaltowo-gumowa odzyskana z Olympic Blvd. spełniła normy i przeszła wszystkie testy i jest odzyskiwalna zarówno przy użyciu technologii mikrofalowej jak i konwencjonalnej technologii projektowania mieszanki. Wyniki z testowania jakości powietrza wskazują, że ekspozycja na zanieczyszczenia powietrza znajduje się dużo poniżej CAL/OSHA dopuszczalnych limitów ekspozycji (PEL), a w większości przypadków, poniżej granicy wykrywalności.