EGYÉB HULLADÉKOK
6.5
Hulladék aszfalt hasznosítása – technológia, ökonómia és ökológia Tárgyszavak: aszfalt, hulladék aszfalt; útépítés; fedőréteg-helyreállítás; keverékgyártás; gazdaságosság; keverékminőség.
A jelenkori autóút-építésben az aszfalt újrahasznosításának első, ha nem is szisztematikus és a jövőre nézve iránymutató kezdetét Németországban a harmincas évek elejére tehetjük. A régi döngölt aszfaltfelület feltörése kapcsán kapott anyagot megőrölték, és ezt az öntött aszfalt gyártásánál segédanyagként használták fel. A tapasztalatokat figyelembe véve 1938-ban az ásványolaj-felügyeleti hatóság az öntött aszfalt és aszfaltmasztix gyártására vonatkozó rendeletében – megalapozott egyedi esetekre érvényes különleges szabályként, különösen olyan építési esetekben, ahol feltörték a döngölt aszfalt felületet – engedélyezte az aszfaltzúzalék felhasználását. 1947-ben „Rövid áttekintés az útépítés fejlődéséről, építőanyagokról és számos kísérleti útépítésben bevált útburkolat-, valamint alapépítmény konstrukcióról” címmel cikk jelent meg, amelybe a háborús és háború utáni helyzet miatt elhanyagolt és veszélyeztetett állapotú úthálózat fenntartásánál jelentkező általános anyaghiány problémáját taglalták. Javaslatokat tettek a bitumenes építőanyagok hatékony felhasználására. Az aszfalt ma már magától értetődő és műszakilag, gazdaságilag igen fejlett újrafelhasználását látva érdemes néhány mondatot idézni a szerző gondolataiból: „...Meg kell újítani a kutatásokat és meg kell kísérelni az útépítés számára a bitumenes anyagokat német nyersanyagokból előállítani, vagy a meglévő, csak kis részben útépítésre használható bitumentartalmú anyagokat maradék nélküli feldolgozással, illetve megfelelő kiegészítésekkel alkalmassá tenni a felhasználásra... ...megfelelő hazai bitumenes ipari hulladékokat kell keresni, hogy a meglévő kátrány-, illetve bitumentartalmú készletet növeljük... ...régi utak feltört darabjait is fel kell használni a készletekkel való takarékoskodás miatt... ...az ipar és a kutatóhelyek közös tevékenységével bitumentartalmú anyagok maradéktalan felhasználása...”
A fokozatosan újra meginduló útépítéshez – ha eleinte még lassan is, mindenekelőtt a meglévő és a megroggyanástól veszélyeztetett úttestek megerősítéséhez, azok fenntartására és megújítására – rendelkezésre állt a szükséges mennyiségű bitumenes kötőanyag. Ismert és bevált építési eljárásokkal megkezdődtek az útépítések: egyúttal azonban már az átépítés – kiépítés jövőbeni feladataira és a továbbiakban új utak megépítésére is gondoltak. A bitumenes útburkolati anyagok újrahasznosítását már csak azért sem lehetett akkor még napirendre tűzni, mert ehhez sem a szükséges feltört anyag, sem a megfelelő technológia nem állt illetve nem állhatott rendelkezésre. Az úttest-erősítéseket legtöbbször csak „felülről” végezték el, így nem nyerhettek újra felhasználható anyagot. Az újrahasznosítható bitumenes kötött útépítő anyagot először létre kellett hozni. Ez az 50-es évek elején-közepén történt meg, amikor számában és volumenében is megnőtt a meglévő utak átépítése, felújítása, valamint az új utak építése.
Az aszfalt újrahasznosításának kezdete A 70-es évek első felében kezdődött a kopás és/vagy deformálódás miatt károsodott, 50-es, 60-as években épített utak megerősítése. Pénzügyi kényszer, de egyéb előtérbe nyomuló törekvések is arra irányultak, hogy környezetet és erőforrásokat kímélő utakat építsenek, és új (külföldi, különösen az USA-ból származó tapasztalatokon is alapuló) technológiákat vezessenek be az útpályák fedőrétegének helyreállítására. Aszfalt – útburkolatok visszaépítése Először azzal kezdődött az aszfalt újrafelhasználása, hogy a felújítandó útburkolatot melegítőberendezéssel újra formálhatóvá tették, és további kezelés nélkül egyszerűen elsimították. A csak az úttest felső rétegét helyreállító eljárásnál (Rephase) legtöbbször nem teljesültek az egyenletességre és érdességre vonatkozó követelmények, ezért valamennyi szabályozás előírta, hogy a burkolatot mélyebben kell átvizsgálni és felújítani. 1976 elején a német szaksajtó az útpályák aszfaltburkolatának „Repaveeljárás” segítségével történő rendbehozataláról/megújításáról tudósított – 1975. augusztus/szeptemberben Alsó-Szászországban ezzel az eljárással két szakasz: a 6-os Szövetségi út Hannovernél és Nienburgnál, 1975. októberben Hessenben az A5-ös Frankfurt – Mannheim Szövetségi autópálya darmstadti kereszteződése készült el. Ezeken a helyeken egy műveletben a meglévő fedőréteget Repave-készülékkel felmelegítették (újra plasztikussá tették), majd felszedték, a felszedett aszfaltanyagot az útszelvényeknek megfelelően elosztották, és föléjük egy 0/11 mm-es vastagságú új aszfaltbeton fedőréteget építettek be. A régi és új aszfaltkeverék anyagból létrehozott és a beépítés során előtömörített fedőréteget végezetül hengerrel tömörítették. Így elérhető
lett a régi és új keverékanyag közti jó kapcsolódás. A BAB A 5-ön az öntött aszfaltból álló fedőréteg felmarásánál és újra beépítésénél megoldották a göröngyképződéssel kapcsolatos problémákat, ilyen nehézség a B6 aszfaltbetonrétegnél már nem adódott. 1977 elején tudósítottak a Repave-eljárással kapcsolatos tapasztalatokról, amelyeket a Baden-Württemberg-i utakon a bitumenes úttesterősítések nyomainak eltüntetésénél szereztek. 1977/78-ban elkészülése után két évvel Hessenben felülvizsgálták a Repave-útszakaszokat: kifogástalan állapotban voltak. Ez az eredmény különösen azért volt megnyugtató, mert ezeken a szakaszokon igen erős volt a forgalom, és az 1976-os nyár nagyon forró volt. Logikusnak tűnt, hogy az eddigi tapasztalatokból nyert ismereteket a Repave-eljárás műszaki és gazdasági továbbfejlesztésére hasznosítsák. A meglévő aszfaltburkolat-anyagnak az új aszfaltkeverékkel egyetlen folyamatos munkafolyamatban történő összekeverésére a Repave-készülékbe keverőberendezést építettek be. 1978. novemberben a BAB A 62 Landstuhl-Trier út Landstuhlnál lévő szakaszánál kipróbálták a továbbfejlesztett Repave-eljárást. A meglévő aszfaltbeton-fedőréteg anyagát az új aszfaltanyaggal a Repave-készülékbe pótlólag beépített kéttengelyű keverővel rendelkező kádban összekeverték, a keletkező keveréket az építési palló elé szállították és ott egyenlően elosztva beépítették. A művelet folyamatos munkafolyamatban, a megfelelően kialakított Repave-készülékkel történt. Így fejlesztették tovább a Repave-et Remix-szé. A Repave-hez hasonlóan a Remix-et is egyre nagyobb mértékben alkalmazták az aszfaltbeton útburkolatok helyreállításánál – így pl. Vesztfália-Lippe területén a B 61-en Bad-Oeynhausennél és a B 516-on Möhneseenél. A két útépítési tapasztalatról írt beszámolóban felvetették az új építési eljárásnak a már elfogadottak közé történő besorolási lehetőségét is. A Repave és Remix eljárásokkal kapcsolatos kedvező tapasztalatok útépítéstechnikai értékelésénél azonban nem hagyható figyelmen kívül, hogy az eljárásoknak voltak korlátai, és csak akkor hozhattak megfelelő eredményt, ha az útburkolat minősége összességében került vizsgálatra. A burkolatra eljárástechnikailag maximum 5 cm-re korlátozott építési mélységgel csak akkor érhettek el tartósan jó minőséget, ha a burkolat alatt található rétegek szilárdak és formaállóak voltak. Ezért a Repave és Remix felhasználására vonatkozó döntésnek a teljes úttest szilárdságára kiható vizsgálat eredményétől kell függenie. Az aszfalt keverőberendezésekben való újrafelhasználása Az úttest fedőrétegének újraépítésével kapcsolatos tapasztalatok alapján eldöntendő volt, hogyan végezzék a lekopott, már nem megfelelően terhelhető útburkolat részben vagy egészében történő felszedését, az így keletkezett
aszfaltanyag újrafelhasználásra való előkészítését és új aszfaltkeverék gyártásánál történő hasznosítását. Összegyűjtötték a felszedett és összetört aszfaltanyag felhasználásával készülő bitumenes keverék gyártásánál különböző helyeken – pl. a Bréma/Alsó-Szászország térségében telepített aszfaltkeverőben – szerzett tapasztalatokat, és az osztályba sorolt utak forrón lemart bitumenes anyagának azonnali visszaépítéséhez hasonlóan az alsóbbrendű utakra, parkfelületekre vagy gazdasági utakra is alkalmazták azokat. Ezeket az első lépéseket hamarosan követték az aszfalttechnológai koncepciók fejlesztési munkálatai. A feltört vagy felmart aszfaltot először egy aszfaltkeverő üzembe szállították, ott szükség esetén aprították, elemezték összetételét, a tárolhatóság miatt kőliszttel, természetes vagy zúzott homokkal keverték, végül hideg adalékként a keverőberendezésbe adagolták. Az adalékanyag aránya az új kész aszfaltkeverékben kb. 20% volt. Az első eredményekből származó tapasztalatok mindegyike és az USAból származó még átfogóbb ismeretek a „Bitumenes útburkolat újrahasznosítása a BAB A 48 úton – gießeni próbaút” elnevezésű, mintegy 2000 m-es hosszon nagyüzemi kísérletre bátorították a szakembereket. Ezen a vonalon egy régi, 1969-ben létesített cementbeton útburkolat volt, amelyet 1974-ben aszfalttal borítottak. A művelet során az új réteget az alatta lévőre vitték rá, így a felújítással összesen 11–19 cm közötti lett a fedőréteg vastagsága. Az erős forgalom és az 1975–76-os nyár igen forró hőmérséklete miatt okozott rendkívüli benyomódások 25 mm mélységet is elértek. Az 1969-ben és 1974-ben beépített és aztán teljesen kiszedendő aszfalt kopóréteget és aszfalt kötőanyagot minél nagyobb mértékben fel kellett használni az új úttest megerősítésére. Ez történt meg 1978 őszén a BAB A 48 (ma A 5) gießeni próbaút reiskircheni szakaszán. A feltört régi burkolat rögeit kotrógéppel teljes mélységében kiszedték, és egy gyorsan forgó törőberendezésben 0/32 mm-es méretre őrölték. A további feldolgozásnak megfelelően az anyagot kopóréteg (0/32 mm) és kötőkeverék (0/22 mm) gyártásánál hasznosították. Az ásványi anyag keverékre vonatkozóan mindkét esetben aszfalttörmelékre 65 %(m/m), adalékanyagként a bazaltzúzalékra 35 %(m/m) arányt állapítottak meg (16/22 mm finomzúzalék a kötőréteghez, 22/32 mm és 16/22 mm egyszerűen tört zúzalék a kopóréteghez). A friss kötőanyagra a vizsgálat során mindkét esetben 0,6 tömegrész B 65 útépítési bitumen arányt határoztak meg, az összes kötőanyagtartalmat 3,9%-ra állították be. Az aszfaltbontási anyagban meglévő jó hatékonyságú kötőanyagot figyelembe véve az új keverék anyagot keverődobban (egyenáramelv) állították elő, a feltört anyagot a beadagolt zúzott kővel együtt melegítették fel. Erre az aszfalt kopó- és kötőrétegét nagy arányban újrafelhasznált anyagra fedőrétegként 0/11 mm-es (4 cm vastag) aszfaltbeton réteget építettek.
1979-ben, az első próbák után nem sokkal ennek az autópályának egy szomszédos szakaszán Reinhardshainnál elvileg ugyanígy újrahasznosított aszfalttal állították helyre az úttestet, hasznosították és továbbfejlesztették az itt nyert aszfalt- és eljárástechnológiai ismereteket. A gazdaságossági kérdéseket a reiskircheni 2000 m-nél jóval hosszabb – mintegy 9500 m-es – szakaszra vizsgálták meg. A BAB A 48 (ma A 5) két szakaszán, Gießentől keletre lefolytatott nagyüzemi kísérlettel az aszfaltútépítés fejlesztésének új útjára léptek. A műszaki kérdések mellett – nem utolsó sorban a szövetségi, tartományi és települési útépítési költségvetés feltételeit is figyelembe véve – felelni kellett üzemgazdasági kérdésekre is. A már egyszer felhasznált aszfaltanyag hasznosítása népgazdaságilag fontos kérdés lett. Megnyílt az ökonómiai és ökológiai érdekek összehangolásának lehetősége: elkerülhető lett a már nem használható építőanyag depóniára való kiszállítása. Így nem kellett igénybe venni a depónia területét, az ásványi- és kötőanyagok többszöri felhasználásával pedig takarékoskodni lehetett a környezeti erőforrásokkal, ami előnyös volt a környezetre és az államháztartásra. Az „idő vonatába” az aszfaltútépítők nemcsak időben beszálltak, hanem húzóerőként és váltóállítóként is hatottak.
Aszfaltútépítés hulladék aszfalttal Az aszfalthulladék hasznosítása fokozatosan haladt előre. Általánosan érvényes szabályozásokat kellett kimunkálni a régi aszfalt újrafelhasználásával megvalósuló útépítések pályáztatására, kivitelezésére. Szükséges volt emellett a keverékanyag gyártástechnológiájának továbbfejlesztése annak figyelembevételével, hogy a kitermelt régi aszfalt arányához viszonyítva növekedjen a hulladék aszfalt aránya. A 80-as évek elején a kitermelt régi aszfalt mennyiségét 10–12 M t-ra becsülték: ebből kezdetben mintegy 0,3 M t-t használtak fel ismét az aszfaltkeverék gyártásánál. Ez az arány azonban hamarosan megváltozott, és egyre nagyobb mértékben állítottak elő forró beépítésre alkalmas, a felszedett régi aszfalt felhasználásával gyártott aszfalt keverékanyagot. Műszaki és szerződésjogi szabályozások Az „elhasznált aszfalt” újrafelhasználásával az útépítési igazgatóságok mint megbízók szerződésjogilag új területre léptek, az útépítő ipar pedig megbízottként elhagyta a „fel nem használt építőanyagok” jól ismert területét. A pályáztatásra, az aszfalt újrafelhasználásával történő forró beépítésre általánosan érvényes előírásokat/szerződési feltételeket, irányelveket, módszertant még nem tudtak kidolgozni. Ezért kezdetben az egyes szövetségi államok útépítési igazgatóságaira bízták, hogy illetékességi területükön saját vagy más
tartományok tapasztalatai és ismeretei alapján szabályozzák az aszfalt újrafeldolgozását. A Hesseni Útépítési Tartományi Hivatal megalkotta és illetékességi területén bevezette az „Utasítás a bitumenes fedőrétegek visszaépítési eljárásának alkalmazására” szabályozást. Ezzel a Reshape- és Repave-eljárást „szabályos építési móddá” nyilvánították. A Remix-eljárásról még nem álltak rendelkezésre széles körű tapasztalatok, de úgy vélték, ez is megvalósítható lenne. Gießennél a BABA 48 reiskircheni és reinhardshaini próbaszakaszain nyert ismeretek és tapasztalatok arra bátorították a Hesseni Útépítési Igazgatóságot, hogy aszfalt kopóréteghez szükséges keverékanyag gyártására engedélyezze a TVT 72 szerinti forró beépítéssel a régi, kitermelt aszfalt felhasználását. Ez volt az első lépés annak érdekében, hogy az elhasznált/felszedett aszfaltanyag keverékhez adandó mennyiségének korlátozásával ellenőrizhető keretek közt tartsák az újra beépítendő anyag minőségét: kényszerkeverőben gyártott keverékanyagnál ezt az arányt max. 15 %(m/m)ban, dobkeverőben gyártottnál max. 50 %(m/m)-ban szabták meg. Vesztfália-Lippe Tartományi Szövetség területén engedélyezik a bitumenes felső építési anyagnak az össz keverékanyagban 25 %(m/m)-ig történő újrafelhasználását. A Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) kidolgozta és 1983-ban nyilvánosságra hozta az újrahasznosítandó aszfalt kinyeréséhez első általános iránymutatást jelentő és máig érvényes „Tájékoztató az aszfaltutak fenntartására: Építési intézkedések – aszfaltburkolatok felszedése: bontás, felmarás, feltörés” részanyagot és „Az úttest felületének visszaalakítása” című anyagot. Ez azonban csak a kezdet volt. Feleletet kellett adni útépítéstechnikai és aszfalttechnológiai kérdésekre, emellett a bontott aszfalt újrafelhasználásával történő minőségileg kifogástalan aszfaltkeverék gyártáshoz ki kellett dolgozni a gép- és eszköztechnikai feltételeket. A keverékgyártás technológiája A 80-a évek közepe felé a műszaki színvonal lehetővé tette, hogy a feltört vagy felmart aszfaltból dobkeverőben (Drum-Mixer) vagy kényszerkeverőben (sarzskeverő eljárás) előállított aszfaltgranulátumot meleg beépítéssel aszfaltkeverék gyártására hasznosítsák. A Drum-Mix-eljárásnál ekkor már 70 %(m/m)-ig emelkedhetett a keverékben az aszfaltgranulátum aránya. A dobkeverőt azonban csak egyes nagy beruházásoknál tudták alkalmazni, mivel ilyenkor csak ritkán kellett változtatni a keverékanyag fajtákat, így szükség esetén különösebb nehézség és a keverék minőségének kockáztatása nélkül tudtak másik anyagra átállni (így történt például Gießennél a reiskircheni és rheinhardshaini útszakaszokon).
Mivel azonban Németországban a fix telepítésű keverőüzemeknél a nap folyamán gyakran változtatták a keverékfajtákat, üzemeltetési és technológiai okokból a Drum-Mix-eljárás eleinte háttérbe szorult. Melegen történő beépítésnél az aszfaltkeverék gyártását a szokásos sarzskeverő eljárással, kényszerkeverőkben végezték – aszfalt kopóréteg gyártásánál kezdetben a keverékbe adagolt granulátum mennyisége legfeljebb 30% volt. Az időközben összegyűjtött tapasztalatok alapján 1984 tavaszán „Modern aszfaltkeverő berendezések és a felszedett aszfalt újrafeldolgozása” címmel megjelent az első átfogó gép- és üzemeléstechnikai koncepció. Ebben a kényszerkeverőkre (sarzseljárás) és a dobkeverőkre vonatkozóan is részletesen leírták a felszedett, hasznosítható aszfaltot is felhasználó termelés géptechnikai feltételeit és lehetséges eljárási rendszereit. Az eljárásoknál az újrahasznosítható aszfalt keverési folyamatokba juttatása állt előtérben. A hideg aszfaltgranulátum közvetlenül keverőbe történő adagolásánál a forró ásványi anyagoktól való hőátvétel lassúbb folyamat, ezért hosszabb keverési időre van szükség. A termelés aszfalt- és üzemeléstechnikai, valamint gazdaságossági optimalizálására az aszfaltgranulátum hozzáadásánál több lehetőséget fejlesztettek és próbáltak ki: − Szalagmérlegen keresztül meghatározott mennyiségnek a köztes silóba juttatása és onnan ütemezetten, sarzsonként a keverőbe való adagolása. − A sarzsnak adagolón keresztüli feladása a keverőtoronyban külön erre a célra elhelyezett mérlegre. − A granulátumnak a forró ásványi anyag számára szolgáló külön tartályba való feladása, az ásványi anyag és az aszfaltgranulátum együttes mérlegelése és keverőbe juttatása. − Az adagolóból érkező aszfaltgranulátumnak külön berendezésben a keverék hőmérsékletére történő kíméletes felmelegítése, majd mérlegelés után egy köztes tartályon át a keverőben a forró ásványi anyaghoz való adása. Ez az eljárás nagyobb mennyiségű aszfaltgranulátum hozzáadását teszi lehetővé. − Az egyes komponensek együttes mérlegelése esetén az aszfaltgranulátumot a szalagmérleg irányításával külön melegítés nélkül a szárítódob kivezető része és a forró ásványi anyagot szállító berendezés bevezető része közé szállítják. Így valamennyi komponenst (aszfaltgranulátum és új ásványi anyagok) együtt, egy lépésben adják a keverőbe. Az aszfaltgranulátum hidegen történő felhasználásánál célszerű technológia kiválasztásánál figyelembe kellett venni, hogy a hideg és nedves aszfalt új, forró ásványi anyagokkal való összekeverésénél a víz elpárologtatásához viszonylag nagy hőmennyiségre és megfelelő időre van szükség. Az új ásványi anyagok szükséges felmelegítésének mértéke az adott keverékanyag hőmérsékletétől és a kiszedett aszfalt víztartalmától függően az adalékanyag
mennyiségének növekedésével jelentősen nő: 15 %(m/m)-nál 250 ºC-ot is elér, 25 %(m/m)-nál már 300 ºC felett van. Ezt figyelembe véve azokat az eljárásokat kellett fejleszteni, amelyeknél az aszfaltgranulátumot kis víztartalommal, előmelegítve és előszárítva juttatták a keverőhöz. 1985-ben számoltak be az első próbálkozásokról: az aszfaltgranulátum párhuzamos dobokban való hevítéséről és infravörös berendezésben történő előmelegítéséről. Az aszfalthasznosítás növelését alátámasztó érvek A keverőüzemi és aszfaltbeépítési gyakorlati tapasztalatokból származó ismeretek a 80-as évek közepén már jelentős haladást mutattak. A kitermelt, régi aszfalt felhasználására létesült keverőüzemek száma még nem volt elegendő, az újrahasznosított aszfalt mennyisége még messze elmaradt a várakozástól. Ennek megváltoztatása érdekében egyidejűleg több problémát kellett megoldani: − A hasznosítandó granulátum keverékben lévő arányának növeléséhez gépi- és eljárástechnológiai fejlesztésekre volt szükség. − A fejlesztések alapján elő kellett segíteni az aszfaltgranulátum kötőanyagban és kopórétegben való felhasználását. − Az új keverékanyag sajátságainak megállapításához ki kellett szélesíteni az aszfaltgranulátum tulajdonságainak vizsgálatát. Fejleszteni kellett a laboratóriumi területeket, és ezzel közvetlen összefüggésben bővíteni kellett a keverőüzemi saját ellenőrzéseket, valamint a külső szervek által végzett felülvizsgálatokat. − El kellett készíteni az aszfaltgranulátum előkészítéséhez és átmeneti tárolásához eljárástechnikai és aszfalttechnológiai szempontból legkedvezőbb berendezéseket. A feladatok megoldásához szükséges feltételek 1985/86-ra teremtődtek meg. Az aszfalt újrafelhasználásához szükséges ismeretek az útépítő ipar és az útügyi igazgatás terén is ismertté váltak, itt a konkrét napi munka elvégzéséhez már konkrét utasításokat és javaslatokat is adtak. Az 1985. évi mainzi aszfaltútépítési tanácskozás előadásai szempontokat, ajánlásokat adtak az újrahasznosítási technológiához, minőségbiztosításhoz, az eljárás gazdaságosságához. • Műszaki szempontok A kitermelt régi aszfalt hasznosításának fokozatos növelése a szövetségi kormány és a tartományi kormányzatok megadott irányvonala szerint történt, a használt építőanyagok lehetőség szerinti újrahasznosítása feltétlen elsőbbséget élvezett hulladékként való lerakásukkal szemben. A kitermelt aszfalt hasznosíthatóságával kapcsolatban aligha voltak kétségek. Inkább arra kellett figyelmet fordítani, hogy a kitermelt aszfalt értékes részét megfelelően hasz
nálják fel, vagyis elsődlegesen, a műszaki előírások szigorú betartása mellett melegen beépítendő keverékanyagban útburkolat építésénél hasznosítsák. Ez a nemcsak műszakilag, hanem gazdaságilag is fontos újrahasznosítás a legjobban akkor valósulhatott meg, ha az aszfalt fedőrétegből, kopórétegből és kötőrétegből külön-külön elválasztva felmaratással nyerték ki az anyagot. Aszerint, hogy az aszfaltgranulátumot az úttest felső szerkezetének egyes rétegeiből felmarással, vagy a rétegeken áthatolva aszfaltfeltöréssel (utólagos aprítással) nyerték-e ki, feldolgozás előtti tárolásuknál célszerűnek bizonyult a leválasztó anyagokkal való előkezelés, a nedvesség és napsugárzás elleni takarás és a <3 m magas törmelékhalmok kialakítása. A jól kiszáradt aszfaltgranulátum (<3% víztartalom) lehetővé tette az anyag nagyobb arányban (40 %(m/m)-ig) történő felhasználását. Ez azonban ritkán történt meg, csak kivételesen adtak a keverékhez 30%-nál nagyobb mennyiségű régi aszfaltot. A nagyobb arányú, különösen a >40 %(m/m) granulátum felhasználásánál szükséges eljárást, a külön párhuzamos dobban vagy a szárító dobba középen való beadagolással történő pótlólagos szárítást és melegítést még nem próbálták ki. Időközben azonban néhány útépítésnél nagyobb mennyiségű aszfaltgranulátumot is felhasználtak: aszfalt kopórétegnél 70 %(m/m)-ig, kötőrétegnél 50–70 %(m/m)-ig is hasznosítottak régi aszfaltot. 1986-ban és 1988-ban két nagyobb építkezésről adtak hírt – a BAB A 5-ön Hessennél és a BAB A 7-en Niedersachsenben – mindkét esetben teljes egészében felhasználták a kitermelt aszfaltot: a BAB A 5-nél legalább 50 %(m/m) volt az aszfalt kopórétegben és 30 %(m/m) a kötőrétegben, a BAB A 7-nél 80 %(m/m) a kopórétegben és 50 %(m/m) a kötőrétegben a hasznosított régi aszfalt aránya. A BAB A 5-ön hagyományos sarzskeverőben kiegészítő dobot használtak az aszfaltgranulátum előkészítéséhez, a keverődobban pótdobbal (a friss ásványi anyagok felmelegítéséhez és portalanításához) és az egyik dobhoz csatlakozó, folyamatosan dolgozó duplahullámú kényszerkeverővel végezték az anyag előállítását. A BAB A 7-en folyó építkezésnél folyamatos keverővel rendelkező kettős dobú berendezéssel gyártották az aszfaltkeveréket. • Az aszfaltkeverék minőségének biztosítása A megfelelő technológia kiválasztásánál mindig az előállítandó aszfaltkeverék fajtája és összetétele szerinti követelmények szabták meg az aszfaltgranulátumnak a keverékben többé-kevésbé ingadozó mennyiségét, a felhasznált ásványi anyag fajtáját, valamint a a kötőanyag tulajdonságait és mennyiségét. Az aszfalt kopórétegeknél alkalmazott keverékeknél bizonyos határok között növelni lehetett az aszfaltgranulátum mennyiségét. Így az újrahasznosított aszfalt aránya magasabb lehetett, mint az aszfalt kötőrétegeknél vagy a szigorúbb követelményeket támasztó aszfalt fedőréteg esetében. Az a megdönthetetlen alapelv, hogy a műszaki szabályozások alapján létrejött építési szerződés előírásait maradéktalanul teljesíteni kell, a kitermelt
aszfalt hasznosításánál a minőségbiztosítás elé a következő általános érvényű kiegészítő követelményeket állította: − A kitermelt aszfalt jellemzőinek feltárására elengedhetetlenek az előzetes vizsgálatok, mindenekelőtt meg kell ismerni • a kötőanyag-tartalmat, • a kötőanyag sajátságait, különösen lágyulási pontját, • az ásványi anyag jellemzőit és szemcseeloszlását, • az anyag homogenitását. − Fontos a régi aszfalt kitermelési módjának – hideg maratás, meleg maratás vagy feltörés – ismerete. A régi aszfalt hasznosításával gyártott aszfaltkeverék minőségbiztosításának optimalizálásánál elengedhetetlen feltétel lett a felszedett aszfalt tárolási módjának ismerete, a felhasználandó anyag fajta és kitermelési mód szerinti elkülönítése, tiszta, száraz helyen való tárolása, az időjárási viszontagságok elleni védelme és a törmelékhalom meghatározott magassága. Az új építőanyagokból és aszfaltgranulátumból gyártandó homogén öszszetételű, technikailag kifogástalan keverékanyag gyártására kidolgozott feltételeknek lehetővé kellett tenni az aszfaltgranulátum technológiailag helyes felhasználását és magát a keverési folyamatot. Az aszfalt hasznosításával kapcsolatos előzetes vizsgálatok természetesen csak az első tájékozódásra voltak elegendők. Ezért a keverőüzemnél kifejlesztették az aszfaltgranulátum technológiailag irányadó jellemzőinek széles skálájú saját vizsgálatát csakúgy, mint az anyagnyerő helyen az ásványi anyag minőségének ellenőrzését. A keverőüzemben az ott tárolt aszfaltgranulátumból az adalékanyag előre megadott mennyiségétől függően – legalább 500 tonnánként – mintát vettek és vizsgálatot végeztek, rögzítették az újrahasznosítandó anyag tulajdonságait. Az előállítandó keverék jellemzőinél fontosak a kötőanyag sajátságai, különösen az új (még nem használt) kötőanyag kiválasztása szempontjából lényeges kritérium a régi aszfaltanyagban lévő kötőanyag keménysége. A keverőüzemi nagyszámú saját vizsgálatban megállapították, hogy az aszfaltgranulátumban lévő kötőanyag általában nem volt nagyon megkeményedve, a lágyulási pont a kritikus 70 °C-ot csak nagyon ritkán lépte túl. Az építési szerződésben előírt kötőanyag-keménység biztosítása érdekében rendszerint lágyabb kötőanyagot kellett bekeverni. Gondolni kellett arra, hogy az új, még nem használt bitumen jelentős mértékben meghatározza a keletkezett keverék tulajdonságait. Az aszfaltgranulátum hasznosításának elterjedésével a tapasztalatok azt mutatták, hogy a B 80 útépítési bitumennél lágyabb kötőanyagot nem kellett hozzákeverni. Fontos volt annak felismerése is, hogy az aszfaltgranulátumot új ásványi anyagokkal és új kötőanyagokkal keverő technológiánál a hőmérsékleti feltételek technológiailag helyes irányítása mellett az aszfaltgranulátum mennyiségén keresztül befolyásolható a kötőanyagok aránya. Ennek alapján az
aszfaltgranulátum keverékben lévő aránya a 80-as évek közepére általában jellemző 30 %(m/m)-ról 20–25 %(m/m)-ra korlátozódott. • Az aszfalthulladék hasznosításának gazdaságossága Aszfaltgranulátummal gyártandó keverék technológiai és minőségbiztosítási fejlesztéseinél kezdettől fogva nemcsak a műszaki szempontokat, hanem a speciális üzemeltetési, valamint általános népgazdasági (és ebben az értelemben környezetgazdálkodási, tehát ökológiai) kérdéseket is figyelembe vették. Az aszfalthasznosítás gazdaságosságának átgondolásánál döntő szempont volt a bitumen évek óta egyre növekvő ára. A 80-as évek közepén az aszfaltkeverék teljes árának már közel 40–45%-át a bitumen ára tette ki. Ezt az értékes anyagot zajvédő falakba vagy hasonló létesítményekbe temették be, ami tulajdonképpen az építési hulladék másfajta, ökonómiailag és ökológiailag nem megfelelő deponálása volt. A kopórétegek felhasználása nem volt arányos a kitermelt aszfalt anyagi értékével, és a terhelés alatti elcsúszás vagy kifolyás veszélye miatt műszakilag sem volt problémamentes. A kitermelt aszfalt aszfaltkeverékben meleg beépítéssel műszakilag sokszor és sikerrel történt hasznosítása lehetővé tette a már egyszer felhasznált és időközben igen megdrágult bitumen optimális újrafeldolgozását. A gyakorlat azt mutatta, hogy a viszonylag magasabb arányban aszfalt fedőréteget és aszfalt kötőréteget, ennek megfelelően nagyobb mennyiségű kötőanyagot tartalmazó felmart aszfalt nemcsak aszfalttechnológiai, hanem gazdasági szempontból is előnyösebb, mint a relatíve nagyobb aszfalt kopórétegkeverékkel és ennek megfelelően alacsonyabb kötőanyag-tartalommal rendelkező feltört aszfalt. Az előkészítéssel és a keverőüzemi tárolással kapcsolatos ráfordítás is kisebb a felmart aszfaltnál, mint a feltört esetében. Emellett még más gazdasági szempontok is felmerültek: − a feltört aszfaltnál a rögök kitermelésének, aprításának és köztes tárolásának költsége, − keverőüzemnél, illetve mobil berendezésnél szükséges technológiai beruházások, − nagyobb energiafelhasználás miatti pótlólagos üzemelési költségek, − a keverékanyaggal kapcsolatos széles körű saját ellenőrzést és tulajdonságvizsgálatokat igénylő minőségbiztosítás pótlólagos költségei, − a termelési folyamatnál és a keverékanyag beépítésénél a kitermelt aszfalt és a teljesen vagy legalább részben hasznosítható mennyiség közti eltérésből adódó üzemelési problémák. Az egyes vállalatok szemszögéből a kitermelt aszfalt hasznosításának gazdaságossági kérdései széleskörűen, átfogóan nem válaszolhatók meg. Különösen az nem, hogy a beruházási költségek és a kitermelt aszfalt utáni kereslet hogyan hozható összhangba a hasznosítás mindenkori technikai lehetőségeivel. A 80-as évek közepén világosan felismerték, hogy az aszfalt
hulladék felhasználásának gazdaságossága műszaki intézkedésekkel javítható: − az aszfalt kopórétegnél felhasznált régi aszfalt mennyiségének növelésével, − réteges felmarással történő célirányos kinyeréssel kitermelt aszfalt kötő- és fedőrétegekben megnövelt fehasználásával, és ennek megfelelően az egyes rétegfajtákban a kötőanyag-tartalom pontosabb felmérésével, a szükséges ásványianyag-tartalom meghatározásával, − a kitermelt aszfalt köztes tárolásánál az energiaköltségek az anyag lefedésével csökkenthetők. Figyelembe kellett venni, hogy csökkent az új utak építése (és ezzel a kopórétegben használt keverék aránya), ugyanakkor azonban nőtt a kötőanyagra és burkolati rétegre felhasznált keverék aránya. Ezért a kitermelt aszfalt/aszfaltgranulátum újrahasznosítását fokozottan ki kellett terjeszteni az aszfalt kötőrétegekre és aszfalt fedőrétegekre is. A cél elérése vagy legalábbis megközelítése érdekében az ilyen típusú utak tervezésénél, pályázatok kiírásánál, versenyeztetésnél több faktor optimális együtthatására megfelelő intézkedéseket kellett kidolgozni: − a kitermelendő aszfalt tulajdonságainak helyi vizsgálata, az elvégzendő úttestszilárdítás helyének előzetes felmérése; − a kitermelt aszfalt hasznosíthatósága alapján meghatározott kitermelési eljárás kiírása; − a szervezési és technológiai kérdésekben valamennyi érintettel egyetértésben stratégiák kifejlesztése és bevezetése a régi aszfalt kinyerésére és hasznosítására • a kinyerés technológiájára, az aszfaltkitermelés mennyiségére, időpontjára és időtartamára, • a kitermelt aszfalt átmeneti tárolására és szállítására, • a keverékanyag gyártására – figyelembe véve a beépítés időpontját, mennyiségét és a beépítés módját. A kitermelt aszfalt értékének optimális kihasználását szolgálták az aszfaltkeverékek (kötőanyagok és fedőrétegek) jobb minősége érdekében a régi értékesebb aszfaltanyag hasznosítására tett gazdasági és műszaki intézkedések. A ráfordítandó költségek miatt kétségtelenül alig lehetett számítani az útépítési költségek csökkenésére, esetenként az ajánlati árak magasabbak voltak, mint a régi aszfalt felhasználása nélkül épülő utaknál. A régi aszfalt hasznosításából származó gazdasági és ökológiai előnyök azonban egyértelműen a kitermelt aszfalt hasznosítása mellett szóltak. • Feltört utak kátrány/szuroktartalmú anyagának újrahasznosítása A 80-as évek vége felé adtak hírt a kátrány/szuroktartalmú feltört utak anyagának újrahasznosítási vizsgálatairól, tapasztalatairól.
Bár a kátrány, illetve szurok útépítésben való felhasználásának 7–8 évtizedes története során nem állapították meg a talaj, illetve felszín alatti vizek károsodását, a feltört utak kátrány/szuroktartalmú anyagának újrahasznosítására speciális eljárásokat kellett kifejleszteni. A veszélyes anyagokra vonatkozó rendelet a kőszénkátrányból származó szurkot (korábban: útkátrányt) a rákkeltő anyagok közé sorolta. Az útkátrányt egyébként már csak kis mennyiségben alkalmazták. Az 1993-ban bevezetett – szerves anyagokból származó – pirolízistermékekre, veszélyes anyagokra vonatkozó Műszaki Szabályozás (VTRGS 551) szerint új szuroktartalmú kötőanyag felhasználása Németországban többé nem megengedett. Meg kellett találni a módját, hogy a feltört utak kátrány/szuroktartalmú anyagát gazdaságosan, útépítéstechnikai és környezetvédelmi szempontból kifogástalan módon újra felhasználják, és így elkerüljék ennek az anyagnak a veszélyes hulladéklerakókon való rendkívül drága deponálását. Ez oly módon sikerült, hogy a feltört, illetve felmart útanyagból nyert granulátumot bitumenemulzióval (cement hozzáadásával vagy anélkül), vagy egyedül cementtel összekeverték, és a keveréket az utak megerősítésénél a mélyebben fekvő rétegekbe építették be. 1993-ban az FGSV kiadta az Aszfalthasznosítás Munkabizottság „Minőségi és felhasználási kritériumok” Munkacsoportjában kidolgozott „Útmutató régi kitermelt szuroktartalmú anyagok bitumenemulzió felhasználásával történő újrahasznosítására” anyagot. Ez a dokumentum az aszfalt jelentősen növekvő újrahasznosításának sikeres továbbfejlesztését szolgáló fontos, általános érvényű kiadvány volt, útmutatásait a kátrány/szuroktartalmú régi anyagok újrahasznosításánál néhány szövetségi államban (Hessen, Alsó-Szászország, Észak-Rajna-Vesztfália) alkalmazták is.
Aszfalthasznosítás a 90-es évek elejétől A hasznosított aszfalt mennyisége az 1980-as évek eleje/közepe óta folyamatosan nőtt, az 1982. évi 0,3 M t-ról 1995-re, illetve 1996-ra 12 M t-ra emelkedett. A népgazdasági, különösen környezetgazdálkodási fejlődést jól mutatja a régi útburkolati anyag aszfaltkeverékben újrahasznosított mennyiségének a kitermelt aszfaltmennyiséghez való aránya. 1987-ben az aszfaltkeverőkben hasznosításra szóba jöhető régi aszfalt mennyisége mintegy 7,5 M t volt, ebből kb. 3,0 M t-t használtak fel (40%). 1995-ben a kitermelt 15 M t-ból már 12 M t-t hasznosítottak (80%) (1. ábra). A hasznosításra kerülő mennyiség növekedése megalapozott műszaki fejlődés eredménye volt, az útügyi hatóságok és útépítő ipar (különösen az aszfaltipar) – az FGSV illetékes grémiumának közreműködésével – célirányosan törekedtek erre.
16 14
15
hasznosítás kitermelt mennyiség
75%
12,5
11,2
12 10 7,5
8 6 4
50% 6,25
15
80% 12
54% 7
40% 3
3
2 0 1987
1989
1991
993
1995
1. ábra Kitermelt aszfalt mennyisége és újrahasznosítása Németországban (M t-ban)
1990-ben az FGSV kiadta az „Aszfaltgranulátum szállítása” útmutatót. Ezt követte az „Aszfaltgranulátum újrahasznosítása” anyag, amelyet már az ország egész területén érvényes irányelvnek lehetett tekinteni, több tartomány saját szabályozásába is átvette. A keverékhez adandó aszfaltgranulátum mennyiségét az egyes szövetségi államok külön szabályozásban tették közzé. 1988. januárban ezek a szabályozások még jogilag korlátozták a maximálisan hozzáadható kitermelt aszfalt (hideg) mennyiségét: − aszfalt kopóréteg-keverékanyagnál 20–0%, csak Baden-Württembergben engedélyezték 40%-ig, − aszfaltkötőanyag-keveréknél 15% volt Alsó-Szászországban és 20% Baden-Württembergben. A technológia fejlődésével emelni lehetett az aszfaltkopóréteg-keverékre felhasznált aszfaltgranulátum mennyiségét, fokozatosan növelhető volt ez az aszfaltkötő-keverékanyagban is (fedőréteg-keverékként kis mértékben az aszfaltbeton is). A 80-as évek vége felé tovább nőtt a kitermelt aszfalt felhasználásának elméleti lehetősége és gyakorlati kipróbálása: a kitermelt aszfalttal gyártott aszfaltalapozó rétegeknél ez a felhasználás 100% lett. A svájci melegen kevert alapozó rétegek mintájára kifejlesztett fagyálló felső réteg alkotóelemeinél kisebbek voltak a követelmények, mint a ZTVT szerinti aszfaltkopórétegeknél. A következő években az aszfaltgranulátumnak az alapozó rétegeknél való felhasználása Németországban is növekedett. Rendszerint egy felső aszfalt-
kopóréteg alá építették be, így a felső réteget vékonyabbra lehetett méretezni. Kevésbé terhelt közlekedési felületen közvetlenül az aszfaltburkolat alá is beépítették. Mivel az aszfalt hasznosítására egész Németországra érvényes egységes szabályozást még nem adtak ki (és ez a közeljövőben nem is várható), fontos volt, hogy a szövetségi államokban már meglévő és még kidolgozandó egyedi, külön szabályozásokat a műszaki fejlődés eredményeit figyelembe véve munkálják ki. Ez a 90-es évek első felében megtörtént. Már az aszfaltkopórétegek esetében felismerték, hogy a szövetségi államok külön szabályozásai nem térnek el jelentősen egymástól. Ez feltehetően a technológia már előrehaladott egységesítésének következménye. A szabályozás 1996. szeptemberi állása szerint az egyedi követelmények szerint előkészített és előmelegített aszfaltgranulátum többnyire >50 %(m/m) lehetett az aszfalt-kopóréteg számára készülő keverékben, hideg granulátum esetében ez az arány maximum 30 %(m/m) lehetett. Az aszfalt kötőanyag-keverékben – ezt a legtöbb szövetségi államban jóváhagyták – a magasabb követelmények miatt az aszfaltgranulátum aránya lényegesen kisebb lehetett: rendszerint 15– 20 %(m/m), rendkívüli esetben 25 %(m/m). Az aszfalthasznosítás 70-es években kifejlesztett és azóta folyamatosan fellendülő tendenciája a természeti erőforrások kímélésére szolgáló zárt ciklusú gazdálkodáson és a hulladékok környezetkímélő ártalmatlanításának biztosításán alapul. Az aszfalt hasznosítása a természeti erőforrások kímélésének műszaki és gazdasági szempontok figyelembevételével történő elsődleges céljai közé tartozik. A kitermelt régi aszfalt rendszerint nem hulladék, hanem építőanyag. Az 1996 őszén hatályba lépett Újrahasznosítási és Hulladék törvény (KrW-AbfG) az 1986-ban érvénybe lépett és az új törvénybe beépült Hulladék törvény (AbfG) céljait folytatja és erősíti tovább. Az útügyi hatóságokat kötelezi arra, hogy az útépítő anyagok, így a kitermelt aszfalt minél nagyobb mértékű hasznosítására megfelelő műszaki és jogi szabályozásokat dolgozzanak ki. A 80-as és 90-es években kimunkált szerződési feltételek, irányelvek és útmutatók, valamint az egyes szövetségi államokban meglévő külön rendelkezések határozzák meg az aszfaltútépítés kivitelezésének szabályait. Az útügyi hatóságok és az útépítő ipar közti jól bevált együttműködés segítségével teljesíthető az elhasznált építőanyagokkal – jelen esetben a kitermelt aszfalttal – kapcsolatos hasznosítási kötelezettség. A régi aszfaltot tartalmazó aszfaltkeveréknek az új aszfaltkeverékkel való egyenértékűségét nemcsak építési tapasztalatok, hanem tudományos vizsgálatok is bizonyították. A 2. ábra az 1980-2000 közti időszakban mutatja be Németországban az aszfalttermeléshez viszonyítva az aszfalt hasznosításának mennyiségi növekedését.
70 össztermelés ebből hasznosítás
60
M t/év
50 40 30 20 10 0 1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2. ábra Németországi aszfalttermelés 1980–2000 (Dr. Csokonay Józsefné) Reinboth, Kurt: Die Wiederverwendung von Asphalt – Technologie, Ökonomie und Ökologie – Teil 1–2. = Straße + Autobahn 52. k. 11. sz. 2001. p. 616–622.; 53. k. 1. sz. 2002. p. 31– 39. Fogg, R.; MacDonald, J.: Process for resurfacing roads. = Journal of Cleaner Production, 5. k. 3. sz. 1997. p. 248–249.
