Самовосстанавливающийся асфальт и будущее «умных» дорог


Трещины на дорогах превращаются в ямы, которые постепенно разрушают автомобиль, замедляют движение транспорта или даже сокращают вашу жизнь.

Иногда кажется, что плохие дороги повсюду. Чиновники, которые за словом в карман не полезут, объясняют это глобальным потеплением и несовершенством нормативов. Поверим им и на этот раз.

Однако дорожные трещины, выбоины и крупные ремонтные мероприятия, в некоторых странах, вскоре могут уйти в прошлое благодаря таким научным прорывам, как «умный асфальт».

асфальт


Австралийские ученые изыскивают уникальные и нестандартные решения по восстановлению автомагистралей путем повышения их долговечности. Вместо того, чтобы сосредоточиться на повышении прочности дороги, ученые изучают различные варианты компонентов асфальта, и ведут поиски решений как наделить его способностью исцелять себя после повреждения.

Зачем развивать самовосстановление асфальта и развивать «умные» дорожные сети?


Ремонт и обслуживание инфраструктуры — это дорогостоящая работа, которая приводит к пробкам, когда участки дороги закрываются на ремонт.

Американское Общество инженеров-строителей изучив состояние инфраструктуры присвоило дорожной системе США рейтинг D, из-за ее плохого состояния и увеличивающегося отставания в восстановлении.

асфальт


Шоссе Европы и Австралии также не в лучшем положении, что безусловно является большой проблемой для многочисленных пользователей этой инфраструктуры и правительств. Деградация дорожного покрытия приводит к авариям, увеличению времени затраченного на совершение поездок и загрязнению окружающей среды.

Основным компонентом, использующимся при строительстве автомагистралей, является асфальт. И хотя существует много типов асфальта, наиболее часто применяющийся в дорожном строительстве состоит из щебеночной смеси и битума.

Как только асфальт укладывается на земную поверхность, он сразу начинает подвергаться деформации. Изнашивание обычно начинается с его поверхности, сила сцепления между каменными породами ослабевает из-за нагрузок потока транспортных средств и природных факторов, таких как дождь, колебаний температуры и ультрафиолетового излучения.

Самовосстанавливающийся асфальт из стальных волокон


Добавление стальных волокон в асфальтную смесь гарантирует, минимальный износ дорожного покрытия и после появления трещин/выбоин, асфальт нуждается только в небольшом ремонте.

Молекулы железа нагреваются дистанционно посредством магнитного поля. Под воздействием электро-магнитной индукции, стальные волокна быстро нагреваются и расплавляют асфальт вокруг себя. В результате асфальт восстанавливает свою первоначальную структуру.

асфальт


Индукционная машина, которая используется при этой технологии, является основным механизмом. Затраты индукционной энергии крайне небольшие, так как она задействуется только непосредственно между стальными волокнами и битумным раствором, где образовались трещины. Кроме того, не нужно нагревать всю поверхность, обрабатывается только та часть, где образуются трещины. При проведении небольших дорожно-восстановительных работ с применением индукционной машины, срок службы асфальта увеличивается до 20 лет (с нынешних 10-12 лет).

асфальт


Самовосстанавливающийся асфальт с использованием наночастиц оксида железа


Исследователи из EMPA в Швейцарии и ETH г.Цюрих работают в том же направлении. Но для самовосстановления асфальта вместо железных волокон они используют наночастицы, которые нагреваются под воздействием электро-магнитного поля.

Вместо индукционных машин для нагрева, которые запускают процесс восстановления, швейцарскими учеными применяются транспортные средства технического обслуживания, оснащенные магнитными катушками. Как только тепло передается битуму, он размягчается и заполняет образовавшиеся в процессе эксплуатации трещины.

Самовосстанавливающийся асфальт с использованием капилляров (микрокапсулы подсолнечного масла)



Профессор Альваро Гарсия из Ноттингемского университета предлагает использовать для восстановления асфальта эффект Кафеала. Способ заключается в введении в асфальт микрокапсул с подсолнечным маслом, которые в нужный момент снижают его вязкость и способствуют заживлению смеси. Как только появляются крошечные трещины, микрокапсулы лопаются и размягчают асфальт вокруг них, и связывают компоненты. Этот метод ликвидирует трещины, прежде чем они разрастутся.

Преимущества самовосстанавливающегося асфальта

Минимальные затраты на ремонт

Самовосстанавливающийся асфальт требует минимального ремонта и замены. Это значит, что будет меньше расходов на техническое обслуживание, в отличие от других материалов и технологий, которые используются в настоящее время.

Хотя первоначальные затраты на изготовление и укладку самовосстанавливающегося асфальта на 25 процентов выше, расходы с лихвой компенсируются в ходе эксплуатации, поскольку самовосстанавливающийся асфальт имеет двойной срок службы (по сравнению с обычным асфальтом), что означает меньшие расходы на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.

Прочность

Асфальт смешанный с стальными волокнами более прочен и создает устойчивое дорожное покрытие. Он значительно увеличивает срок эксплуатации автомагистрали.

Меньше помех для движения

Для поддержания автотрассы в хорошем состоянии требуется меньше усилий, так как процесс индукции прост и восстановительные работы осуществляются быстрее, чем любые другие традиционные методы.

Быстрый ремонт

Наночастицы оксида металла действуют быстрее и они эффективнее в самовосстановлении, по сравнению с железными волокнами, потому что тем требуется больше времени, чтобы нагреться, и это несколько замедляет процесс ремонта.

«Умные» дороги

Как прогнозирует эксперт Дельфтского университета (Нидерланды) Эрик Шланген, помимо того, что дороги будущего будут самовосстанавливаться, они будут задействованы в получении и передаче информации. Теоретически, уже в скором будущем, возможна подзарядка электромобилей во время движения или при ожидании в пробке.

Сегодня, как и 100 лет назад, люди зависят от передвижения по миру. И поскольку дорожная сеть расширяется, а транспортные средства разрушают дорожное покрытие, актуальность самовосстанавливающегося асфальта очень велика. Появление «умных» дорог ведет к меньшим затратам на их обслуживание, снижению числа ремонтов и аварий.

асфальт


Источник информации: Сайт Svestnik.kz
Размещено: 06 ноября 13:33
Просмотров: 30