Дороги, що самовідновлюються: чи нарешті можливі екологічні дороги?

КРЕДИТ ЗОБРАЖЕННЯ:
Кредит зображення
iStock

Дороги, що самовідновлюються: чи нарешті можливі екологічні дороги?

Дороги, що самовідновлюються: чи нарешті можливі екологічні дороги?

Текст підзаголовка
Розробляються технології, які дозволяють дорогам самостійно відновлюватися та функціонувати до 80 років.
    • Автор:
    • ім'я автора
      Quantumrun Foresight
    • Травень 25, 2023

    Короткий огляд

    Збільшення використання транспортних засобів створює величезний тиск на уряди щодо утримання та ремонту доріг. Нові рішення дозволяють полегшити міське управління шляхом автоматизації процесу усунення пошкоджень інфраструктури.   

    Контекст доріг, що самовідновлюються

    За даними Urban Institute, у 2019 році державні та місцеві органи влади в США виділили приблизно 203 мільярди доларів США, або 6 відсотків своїх загальних прямих загальних витрат, на автостради та дороги. Ця сума зробила автостради та дороги п’ятими за величиною видатками з точки зору прямих загальних витрат у цьому році. Ці витрати також привернули увагу інвесторів, зацікавлених у розробці інноваційних рішень для максимізації вартості цих інвестицій у державну інфраструктуру. Зокрема, дослідники та стартапи експериментують з альтернативними матеріалами або сумішами, щоб зробити вулиці більш стійкими, здатними природним чином закривати тріщини.

    Наприклад, при достатньому нагріванні асфальт, який використовується на традиційних дорогах, стає трохи менш щільним і розширюється. Дослідники з Нідерландів використали цю здатність і додали сталеві волокна до суміші для доріг. Коли індукційна машина рухається по дорозі, сталь нагрівається, спричиняючи розширення асфальту та заповнення будь-яких тріщин. Навіть незважаючи на те, що цей метод коштує на 25 відсотків дорожче, ніж звичайні дороги, економія, яку може дати подвоєний термін експлуатації та самовідновлювальна нерухомість, становить до 95 мільйонів доларів США на рік, згідно з даними Делфтського університету Нідерландів. Крім того, сталеві волокна також дозволяють передавати дані, відкриваючи можливості для автономних моделей транспортних засобів.

    Китай також має свою версію концепції з Су Цзюнь-Фенгом з Тяньцзіньської політехніки з використанням капсул із розширюваного полімеру. Вони розширюються, заповнюючи будь-які тріщини та тріщини, як тільки вони утворюються, зупиняючи гниття дороги, роблячи тротуар менш крихким.   

    Руйнівний вплив 

    Оскільки матеріалознавство продовжує вдосконалюватися, уряди, ймовірно, продовжуватимуть інвестувати в розвиток самовідновлюваних доріг. Наприклад, у 2021 році вчені з Імперського коледжу Лондона створили інженерний живий матеріал (ELM), виготовлений із певного виду бактеріальної целюлози. Культури сфероїдних клітин, які використовувалися, могли відчути, якщо вони були пошкоджені. Коли в ELM пробивали отвори, вони зникали через три дні, коли клітини пристосовувалися до загоєння ELM. Оскільки все більше подібних випробувань стають успішними, самовідновлювані дороги можуть заощадити урядам значні ресурси на ремонті доріг. 

    Крім того, здатність передавати інформацію шляхом інтеграції сталі в дороги може дозволити електричним транспортним засобам (EV) підзаряджатися під час руху, скорочуючи витрати на електроенергію та збільшуючи відстань, яку можуть проїхати ці моделі. Хоча до планів реконструкції ще далеко, китайські «омолоджуючі» капсули можуть подовжити термін служби доріг. Крім того, успішні експерименти з живими матеріалами обов’язково прискорять дослідження в цій області, оскільки вони не вимагають обслуговування та можуть бути більш екологічними, ніж стандартні компоненти.

    Однак попереду можуть виникнути проблеми, головним чином під час тестування цих технологій. Наприклад, Європа та США досить суворі щодо конкретних правил. Тим не менш, інші країни, такі як Південна Корея, Китай і Японія, вже розглядають можливість тестування гібридних дорожніх матеріалів.

    Наслідки самовідновлення доріг

    Більш широкі наслідки самовідновлення доріг можуть включати:

    • Зниження ризиків нещасних випадків і травм, спричинених вибоїнами та іншими дефектами поверхні. Так само можна досягти незначного зниження витрат на технічне обслуговування транспортних засобів у масштабах населення. 
    • Зменшується потреба в утриманні та ремонті доріг. Ця перевага також може допомогти зменшити щорічні затори та показники затримок, спричинених такими роботами з технічного обслуговування.
    • Кращі інфраструктури для підтримки автономних і електричних транспортних засобів, що призведе до більш широкого впровадження цих машин.
    • Збільшення інвестицій у розробку альтернативних і стійких матеріалів для майбутніх доріг, а також для застосування в інших проектах громадської інфраструктури.
    • Приватний сектор інтегрує ці технології в будівництво комерційних і житлових будівель, особливо в сейсмонебезпечних регіонах.

    Питання для розгляду

    • Як ви бачите реалізацію самовідновлюваних доріг на практиці та які виклики необхідно вирішити, щоб це стало реальністю?
    • Які найважливіші фактори слід враховувати, вирішуючи, чи впроваджувати самовідновлювальні дороги в певному місці?

    Посилання на Insight

    Для цієї інформації використовувалися такі популярні та інституційні посилання: