Svépomocné opravy silnic: Jsou udržitelné silnice konečně možné?

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• 25

Shrnutí statistik

Zvýšené používání vozidel vyvinulo obrovský tlak na vlády při údržbě a opravách silnic. Nová řešení umožňují úlevu v městské správě tím, že automatizují proces nápravy poškození infrastruktury.   

Kontext samoopravných silnic

V roce 2019 vyčlenily státní a místní vlády v USA přibližně 203 miliard USD, neboli 6 procent svých celkových přímých všeobecných výdajů, na dálnice a silnice, podle Urban Institute. Tato částka učinila z dálnic a silnic pátý největší výdaj z hlediska přímých všeobecných výdajů v daném roce. Tyto výdaje také přitáhly pozornost investorů, kteří se zajímali o vymýšlení inovativních řešení pro maximalizaci hodnoty těchto investic do veřejné infrastruktury. Zejména výzkumníci a startupy experimentují s alternativními materiály nebo směsmi, aby ulice byly odolnější a dokázaly přirozeně uzavřít trhliny.

Například při dostatečném zahřátí je asfalt používaný na tradičních silnicích o něco méně hustý a roztahuje se. Výzkumníci v Nizozemsku této schopnosti využili a přidali do silniční směsi ocelová vlákna. Při jízdě indukčního stroje po silnici se ocel zahřívá, což způsobí, že se asfalt roztáhne a vyplní případné trhliny. I když tato metoda stojí o 25 procent více než konvenční silnice, úspory, které může přinést dvojnásobná životnost a samoopravné vlastnosti, jsou až 95 milionů USD ročně, uvádí nizozemská Delft University. Ocelová vlákna navíc umožňují přenos dat a otevírají možnosti pro autonomní modely vozidel.

Čína má také svou verzi konceptu se Su Jun-Fengem z Tianjin Polytechnic využívající kapsle z expandujícího polymeru. Ty se roztahují, aby zaplnily všechny trhliny a praskliny, jakmile se vytvoří, zastaví rozpad vozovky a zároveň způsobí, že chodník bude méně křehký.   

Rušivý dopad 

Vzhledem k tomu, že věda o materiálech se neustále zlepšuje, vlády budou pravděpodobně nadále investovat do vývoje silnic, které se samy opravují. Například vědci z Imperial College of London vytvořili v roce 2021 inženýrský živý materiál (ELM) vyrobený z určitého druhu bakteriální celulózy. Použité sféroidní buněčné kultury dokázaly rozpoznat, zda byly poškozeny. Když byly do ELM proraženy díry, zmizely po třech dnech, když se buňky přizpůsobily, aby ELM vyléčily. Čím více takových testů bude úspěšných, samoopravné silnice mohou vládám ušetřit značné prostředky na opravy silnic. 

Schopnost přenášet informace integrací oceli do silnic by navíc mohla umožnit dobíjení elektrických vozidel (EV) na silnici, což by snížilo náklady na energii a prodloužilo vzdálenost, kterou mohou tyto modely ujet. Ačkoli plány na přestavbu mohou být daleko, čínské „omlazovací“ kapsle by mohly poskytnout schopnost prodloužit životnost silnic. Kromě toho úspěšné experimenty s živými materiály musí urychlit výzkum v této oblasti, protože jsou bezúdržbové a mohou být šetrnější k životnímu prostředí než standardní komponenty.

Před námi však mohou být problémy, zejména při testování těchto technologií. Například Evropa a USA jsou poměrně přísné se svými konkrétními předpisy. Nicméně další země, jako je Jižní Korea, Čína a Japonsko, již testují hybridní silniční materiály.

Důsledky samoopravných silnic

Širší důsledky samoopravných silnic mohou zahrnovat:

• Snížená rizika nehod a zranění způsobená výmoly a jinými nedokonalostmi povrchu. Podobně mohou být realizovány nepatrně snížené náklady na údržbu vozidla v měřítku populace. 
• Snižuje se potřeba údržby a oprav silnic. Tato výhoda může také pomoci snížit roční dopravní zácpy a metriky zpoždění způsobené takovou údržbou.
• Lepší infrastruktury na podporu autonomních a elektrických vozidel, což vede k širšímu přijetí těchto strojů.
• Zvýšení investic do vývoje alternativních a udržitelných materiálů pro budoucí silnice, jakož i pro aplikace v jiných projektech veřejné infrastruktury.
• Soukromý sektor integrující tyto technologie do rozvoje komerčních a obytných budov, zejména v oblastech náchylných k zemětřesení.

Otázky k zamyšlení

• Jak si představujete realizaci samoopravných silnic v praxi a jaké výzvy je třeba řešit, aby se staly skutečností?
• Jaké jsou nejdůležitější faktory, které je třeba vzít v úvahu při rozhodování o tom, zda v konkrétní lokalitě použít svépomocně opravitelné silnice?