Briti vyvíjajú asfalt, ktorý sa opraví sám. Životnosť vozovky predĺži o tretinu

Britskí vedci predstavili nový typ asfaltu, ktorý sa dokáže „zaceliť“ ešte skôr, než sa z drobných trhliniek stanú výtlky. Materiál kombinuje konvenčný bitúmen s mikrokapsulami plnenými recyklovanými olejmi viazanými na biologickej báze. Keď po povrchu prechádzajú vozidlá, tlak kapsuly stlačí a uvoľnený olej zmäkčí lokálny bitúmen, ktorý zatečie do mikrotrhlín a obnoví jeho súdržnosť. V laboratórnych meraniach sa takto vzniknuté menšie poškodenia uzatvárali približne do jednej hodiny, pričom predbežné modely naznačujú, že životnosť povrchovej vrstvy by sa mohla predĺžiť zhruba o tretinu. Zmyslom je zabrániť prenikaniu vody do konštrukcie cesty a prerušiť reťazec poškodení urýchľovaný zimnými cyklami mrazu a odmäku.

Na projekte spolupracujú tímy zo Swansea University a King’s College London. Ich výskum spája materiálové inžinierstvo so strojovým učením – počítačové simulácie sledujú správanie organických molekúl v bitúmene a pomáhajú optimalizovať veľkosť, tuhosť stien a pórovitosť kapsúl tak, aby sa olej uvoľnil presne v okamihu vzniku trhliny, nie pri bežnom zaťažení. Autori kladú dôraz aj na udržateľnosť, pretože nosiče kapsúl sú z rastlinného odpadu a samotné oleje pochádzajú z recyklácie, čím sa obmedzuje potreba primárnych ropných surovín.

Foto: King's College London

microscopy-of-capsules-for-asphalt.xb0c7d9da Mikroskopické zobrazenie používaných kapsúl.

Koncept samoopraviteľného asfaltu nie je úplne nový. Rozšírený prístup s oceľovými vláknami vyžaduje periodické indukčné nahrievanie povrchu špeciálnou technikou mimo bežnej údržby. Nové britské riešenie je naopak pasívne, kapsuly sa rozbíjajú obyčajným dopravným zaťažením a olej obnovuje pružnosť starnúceho spojiva priamo na mieste. Dlhodobý výskum na britských univerzitách ukázal, že kapsuly dokážu prežiť miešanie aj hutnenie asfaltovej zmesi a pri mechanickom namáhaní spoľahlivo uvoľniť náplň.

Súčasťou širšieho britského výskumu sú aj ďalšie navzájom kompatibilné smery. Skúmajú sa takzvané termoaktívne vozovky, ktoré vedia v lete odvádzať prebytočné teplo do podložia a v zime ho vracať späť, čím zmierňujú tepelnú únavu materiálu. Paralelne sa testujú asfaltové zmesi s prísadami, napríklad s grafénom, ktoré zvyšujú štrukturálnu integritu a odolnosť voči únave. Kombinácia pasívneho „hojenia“ a stabilizácie teplotných extrémov môže byť prínosná na intenzívne zaťažených ťahoch i v náročných klimatických pásmach.

Foto: King's College London

asphalt-computer-simulation.x33ebed81 Počítačová simulácia štruktúry nového asfaltu.

K definitívnemu zhodnoteniu prínosu a predpokladanému predĺženiu životnosti povrchu približne o 30 percent bude však treba dlhodobé merania v reálnej premávke. Bude potrebné overiť optimálne dávkovanie kapsúl, stabilitu olejovej náplne po mnohonásobnom cykle uvoľnenia a opätovného spevnenia, vplyv na priľnavosť i odolnosť voči vode a soli a napokon aj to, ako sa materiál správa v rôznych konštrukciách vozoviek. úsekoch ciest.