Selfherstellende paaie: Is volhoubare paaie uiteindelik moontlik?

• Author:
• Author naam

  Quantumrun Foresight
• Mag 25, 2023

Insig opsomming

Die toenemende gebruik van voertuie het geweldige druk op regerings geplaas vir padonderhoud en herstelwerk. Nuwe oplossings maak voorsiening vir verligting in stedelike bestuur deur die proses van regstelling van infrastruktuurskade te outomatiseer.   

Self-herstel paaie konteks

In 2019 het staats- en plaaslike regerings in die VSA ongeveer $203 miljard USD, of 6 persent van hul totale direkte algemene besteding, aan hoofweë en paaie toegewys, volgens die Urban Institute. Hierdie bedrag het snelweë en paaie die vyfde grootste uitgawe gemaak in terme van direkte algemene uitgawes vir daardie jaar. Hierdie uitgawes het ook die aandag getrek van beleggers wat belangstel om innoverende oplossings te bedink om die waarde van hierdie openbare infrastruktuurbeleggings te maksimeer. In die besonder eksperimenteer navorsers en beginners met alternatiewe materiale of mengsels om strate meer veerkragtig te maak, wat natuurlik krake kan toemaak.

Byvoorbeeld, wanneer dit voldoende verhit word, draai die asfalt wat in tradisionele paaie gebruik word, effens minder dig en sit dit uit. Navorsers in Nederland het hierdie vermoë benut en staalvesels by die padmengsel gevoeg. Soos ’n induksiemasjien oor die pad gery word, word die staal warm, wat veroorsaak dat die asfalt uitsit en enige krake invul. Selfs al kos hierdie metode 25 persent meer as konvensionele paaie, is die besparings wat 'n verdubbelde leeftyd en selfherstellende eiendomme kan genereer tot $95 miljoen USD jaarliks, volgens die Nederlandse Delft Universiteit. Boonop maak staalvesels ook data-oordrag moontlik, wat moontlikhede vir outonome voertuigmodelle oopmaak.

China het ook sy weergawe van die konsep met Su Jun-Feng van Tianjin Polytechnic wat kapsules van 'n uitdyende polimeer gebruik. Dit brei uit om enige krake en splete op te vul sodra hulle vorm, wat die pad se verval stop terwyl die sypaadjie minder bros maak.   

Ontwrigtende impak 

Soos materiaalwetenskap aanhou verbeter, sal regerings waarskynlik voortgaan om te belê in die ontwikkeling van selfherstellende paaie. Wetenskaplikes by die Imperial College van Londen het byvoorbeeld in 2021 'n ingenieurs-lewende materiaal (ELM) geskep wat van 'n spesifieke soort bakteriese sellulose gemaak is. Die sferoïede selkulture wat gebruik is, kan aanvoel of hulle beskadig is. Toe gate in die ELM geslaan is, het dit na drie dae verdwyn soos die selle aangepas het om die ELM te genees. Namate meer toetse soos hierdie suksesvol word, kan selfherstellende paaie regerings aansienlike hulpbronne bespaar op padherstelwerk. 

Boonop kan die vermoë om inligting oor te dra deur staal in paaie te integreer elektriese voertuie (EV's) toelaat om te herlaai terwyl hulle op die pad is, wat kragkoste verminder en die afstand wat hierdie modelle kan aflê, verleng. Alhoewel herbouplanne ver weg is, kan China se 'verjonger'-kapsules die vermoë bied om die lewensduur van paaie te verleng. Boonop sal suksesvolle eksperimente met lewende materiale navorsing oor die gebied versnel, aangesien dit onderhoudsvry is en meer omgewingsvriendelik as standaardkomponente kan wees.

Daar kan egter uitdagings voorlê, hoofsaaklik wanneer hierdie tegnologieë getoets word. Byvoorbeeld, Europa en die VSA is redelik streng met hul konkrete regulasies. Nietemin, ander lande, soos Suid-Korea, China en Japan, is reeds besig om hibriede padmateriaal te toets.

Implikasies van selfherstellende paaie

Wyer implikasies van selfherstellende paaie kan insluit:

• Verminderde ongeluk- en beseringsrisiko's wat veroorsaak word deur slaggate en ander oppervlak-onvolmaakthede. Net so kan marginaal verlaagde voertuigonderhoudskoste op 'n bevolkingskaal gerealiseer word. 
• 'n Afnemende behoefte aan padonderhoud en herstelwerk. Hierdie voordeel kan ook help om jaarlikse verkeersopeenhopings en vertragingsmaatstawwe wat deur sulke instandhoudingswerk veroorsaak word, te verminder.
• Beter infrastruktuur om outonome en elektriese voertuie te ondersteun, wat lei tot meer wydverspreide aanvaarding van hierdie masjiene.
• Toenemende beleggings in die ontwikkeling van alternatiewe en volhoubare materiale vir toekomstige paaie, sowel as vir toepassings in ander openbare infrastruktuurprojekte.
• Die private sektor integreer hierdie tegnologieë in die ontwikkeling van kommersiële en residensiële geboue, veral in aardbewing-gevoelige streke.

Vrae om te oorweeg

• Hoe sien jy dat selfherstellende paaie in die praktyk geïmplementeer word, en watter uitdagings moet dalk aangespreek word om dit 'n werklikheid te maak?
• Wat is die belangrikste faktore om in ag te neem wanneer jy besluit om selfherstellende paaie op 'n spesifieke plek aan te neem of nie?