Swansea University
Дупките са постоянен източник на неудовлетвореност за шофьорите и финансова дупка за правителствата, тъй като изискват постоянни ремонти и много труд.
През последните години изследователите проучват възможностите за разработване на самозаздравяващи се пътни материали за по-бързи и по-достъпни ремонти.
Сега учени от Обединеното кралство са използвали изкуствен интелект, за да разработят самозаздравяващ се асфалт, направен от отпадъци от биомаса. Забележителното е, че този асфалт може самостоятелно да поправя пукнатините си – без никаква поддръжка.
Зад тази разработка стоят Университетът в Суонзи и Кралският колеж в Лондон, заедно с чилийски научни партньори.
Те твърдят, че това нововъведение представлява голяма възможност за решаване на скъпоструващия проблем с дупките в Обединеното кралство, който източва 143,5 млн. паунда годишно от икономиката.
„Горди сме, че напредваме в разработването на самовъзстановяващ се асфалт с помощта на отпадъци от биомаса и изкуствен интелект. Този подход позиционира нашите изследвания в челните редици на иновациите в областта на устойчивата инфраструктура, допринасяйки за разработването на пътища с нулево нетно потребление и повишена издръжливост“, заявява Хосе Норамбуена-Контрерас, старши преподавател в катедрата по строително инженерство в Университета Суонзи.
Обещаващи резултати от лабораторни тестове
Основната причина за влошаването на състоянието на асфалта, водещо до образуване на пукнатини, се крие в поведението на битума. Той е вискозен свързващ агент, който държи асфалтовата смес заедно.
С течение на времето битумът претърпява процес на окисляване, в резултат на което се втвърдява и губи своята гъвкавост. Но изследователите подчертават, че точните процеси, които допринасят за това втвърдяване, остават неуловими.
Екипът успешно разработва метод, който не само спира развитието на тези пукнатини, но и ефективно обръща вредите.
За да осигурят възможност за самовъзстановяване, изследователите добавят към асфалта микроскопични спори от растителен произход, пълни с рециклирани масла. Когато се появи пукнатина, тези спори се разкъсват, освобождават маслото и „зашиват“ асфалта отново.
Интересно е, че лабораторните тестове показват, че новият асфалт може да възстанови напълно малки пукнатини по повърхността си за по-малко от час.
„В нашите изследвания искаме да имитираме лечебните свойства, наблюдавани в природата. Например, когато едно дърво или животно бъде порязано, раните му естествено заздравяват с течение на времето, използвайки собствената си биология. Създаването на асфалт, който може да се самолекува, ще увеличи трайността на пътищата и ще намали необходимостта хората да запълват дупки“, казва д-р Франсиско Мартин-Мартинес, експерт по изчислителна химия в Кралския колеж в Лондон.
Намаляване на въглеродните емисии от поддръжката на пътищата
Производството на асфалт е основен източник на въглеродни емисии, свързани с пътищата. За да се постигне целта на Обединеното кралство за нулеви нетни емисии до 2050 г., пътната индустрия се фокусира върху разработването на нови, нисковъглеродни асфалтови материали.
Този иновативен подход обещава да удължи живота на пътната инфраструктура и да допринесе за по-голяма устойчивост, като намали необходимостта от чести ремонти и подмяна.
„В нашия нов асфалт използваме и устойчиви материали, включително отпадъци от биомаса. Това ще намали зависимостта ни от петрола и природните ресурси. Отпадъците от биомаса са налични на местно ниво и навсякъде, а освен това са евтини. Производството на инфраструктурни материали от местни ресурси като отпадъците намалява зависимостта от наличието на петрол, което помага на онези райони по света, които имат ограничен достъп до асфалт на петролна основа“, казва Мартин-Мартинез в съобщението за пресата.
Макар и в процес на развитие, това изследване има глобален потенциал за инфраструктурата и устойчивостта.
Изследователите използват и машинно обучение, за да анализират молекулярната структура на битума, създавайки модел, който ускорява компютърните симулации на това как битумът се окислява и напуква.
Източник: InterestingEngineering
