Samoopraviteľné cesty: Sú konečne možné udržateľné cesty?

• Autor:
• meno autora

  Predvídavosť Quantumrun
• Môže 25, 2023

Súhrn prehľadu

Zvýšené používanie vozidiel vytvorilo na vlády obrovský tlak na údržbu a opravy ciest. Nové riešenia umožňujú úľavu v mestskej správe automatizáciou procesu odstraňovania poškodení infraštruktúry.   

Kontext ciest, ktoré sa sami opravujú

Podľa Urban Institute v roku 2019 štátne a miestne vlády v USA vyčlenili približne 203 miliárd USD alebo 6 percent svojich celkových priamych všeobecných výdavkov na diaľnice a cesty. Vďaka tejto sume boli diaľnice a cesty piatym najväčším výdavkom z hľadiska priamych všeobecných výdavkov v danom roku. Tieto výdavky tiež pritiahli pozornosť investorov, ktorí sa zaujímali o inovatívne riešenia s cieľom maximalizovať hodnotu týchto investícií do verejnej infraštruktúry. Najmä výskumníci a startupy experimentujú s alternatívnymi materiálmi alebo zmesami, aby boli ulice odolnejšie, schopné prirodzene uzatvárať trhliny.

Napríklad pri dostatočnom zahriatí je asfalt používaný na tradičných cestách o niečo menej hustý a rozťahuje sa. Vedci v Holandsku využili túto schopnosť a pridali do cestnej zmesi oceľové vlákna. Keď sa indukčný stroj pohybuje po ceste, oceľ sa zahrieva, čo spôsobí, že sa asfalt roztiahne a vyplní všetky trhliny. Aj keď táto metóda stojí o 25 percent viac ako bežné cesty, úspory, ktoré môže priniesť dvojnásobná životnosť a samoopraviteľné vlastnosti, sú podľa holandskej univerzity Delft ročne až 95 miliónov USD. Oceľové vlákna navyše umožňujú aj prenos dát, čím sa otvárajú možnosti pre modely autonómnych vozidiel.

Čína má tiež svoju verziu konceptu so Su Jun-Fengom z Tianjin Polytechnic pomocou kapsúl z expandujúceho polyméru. Tie sa rozšíria, aby vyplnili všetky trhliny a praskliny hneď, ako sa vytvoria, čím zastavia rozpad vozovky a zároveň spôsobia, že chodník bude menej krehký.   

Rušivý vplyv 

Keďže veda o materiáloch sa neustále zlepšuje, vlády budú pravdepodobne naďalej investovať do vývoja ciest, ktoré sa sami opravujú. Napríklad vedci z Imperial College of London vytvorili v roku 2021 inžiniersky živý materiál (ELM) vyrobený z konkrétneho druhu bakteriálnej celulózy. Použité sféroidné bunkové kultúry dokázali zistiť, či sú poškodené. Keď boli do ELM vyrazené diery, po troch dňoch zmizli, keď sa bunky prispôsobili, aby ELM vyliečili. Keď bude viac takýchto testov úspešných, samoopravné cesty môžu vládam ušetriť značné prostriedky na opravy ciest. 

Schopnosť prenášať informácie integráciou ocele do ciest by navyše mohla umožniť dobíjanie elektrických vozidiel (EV) na cestách, čím by sa znížili náklady na energiu a predĺžila sa vzdialenosť, ktorú tieto modely dokážu prejsť. Hoci plány prestavby môžu byť ďaleko, čínske „omladzovacie“ kapsuly by mohli poskytnúť schopnosť predĺžiť životnosť ciest. Okrem toho úspešné experimenty so živými materiálmi musia urýchliť výskum v tejto oblasti, pretože sú bezúdržbové a môžu byť ekologickejšie ako štandardné komponenty.

Pred nami však môžu byť výzvy, najmä pri testovaní týchto technológií. Napríklad Európa a USA sú dosť prísne so svojimi konkrétnymi predpismi. Iné krajiny, ako napríklad Južná Kórea, Čína a Japonsko, však už testujú hybridné cestné materiály.

Dôsledky samoopravných ciest

Širšie dôsledky samoopravných ciest môžu zahŕňať:

• Znížené riziko nehôd a zranení spôsobených výmoľmi a inými nedokonalosťami povrchu. Podobne je možné realizovať nepatrne znížené náklady na údržbu vozidiel v populačnom meradle. 
• Potreba údržby a opráv ciest klesá. Táto výhoda môže tiež pomôcť znížiť ročné dopravné zápchy a metriky oneskorenia spôsobené takouto údržbou.
• Lepšie infraštruktúry na podporu autonómnych a elektrických vozidiel, čo vedie k širšiemu prijatiu týchto strojov.
• Zvýšenie investícií do vývoja alternatívnych a udržateľných materiálov pre budúce cesty, ako aj pre aplikácie v iných projektoch verejnej infraštruktúry.
• Súkromný sektor integruje tieto technológie do rozvoja komerčných a obytných budov, najmä v oblastiach náchylných na zemetrasenia.

Otázky na zváženie

• Ako si predstavujete realizáciu svojpomocne opravovaných ciest v praxi a aké výzvy možno bude potrebné riešiť, aby sa stali realitou?
• Aké sú najdôležitejšie faktory, ktoré je potrebné zvážiť pri rozhodovaní o tom, či v konkrétnom mieste prijať alebo neprijať samoopravné cesty?