Đường tự sửa chữa: Cuối cùng đường bền vững có khả thi không?

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 25 Tháng Năm, 2023

Tóm tắt thông tin chi tiết

Việc sử dụng phương tiện ngày càng tăng đã gây áp lực rất lớn lên các chính phủ trong việc bảo trì và sửa chữa đường bộ. Các giải pháp mới cho phép hỗ trợ quản lý đô thị bằng cách tự động hóa quy trình khắc phục hư hỏng cơ sở hạ tầng.   

Bối cảnh đường tự sửa chữa

Năm 2019, chính quyền các bang và địa phương ở Hoa Kỳ đã phân bổ khoảng 203 tỷ USD, tương đương 6% tổng chi tiêu chung trực tiếp của họ, cho đường cao tốc và đường bộ, theo Viện Đô thị. Số tiền này làm cho đường cao tốc và đường bộ trở thành khoản chi lớn thứ năm xét về chi tiêu chung trực tiếp trong năm đó. Khoản chi này cũng thu hút sự chú ý của các nhà đầu tư quan tâm đến việc đưa ra các giải pháp sáng tạo để tối đa hóa giá trị của các khoản đầu tư cơ sở hạ tầng công cộng này. Cụ thể, các nhà nghiên cứu và công ty khởi nghiệp đang thử nghiệm các vật liệu hoặc hỗn hợp thay thế để làm cho đường phố trở nên đàn hồi hơn, có khả năng đóng các vết nứt một cách tự nhiên.

Ví dụ, khi được làm nóng đủ mức, nhựa đường được sử dụng trong các con đường truyền thống trở nên ít đặc hơn và nở ra. Các nhà nghiên cứu ở Hà Lan đã sử dụng khả năng này và thêm sợi thép vào hỗn hợp đường. Khi một máy cảm ứng chạy trên đường, thép nóng lên, làm cho nhựa đường nở ra và lấp đầy mọi vết nứt. Theo Đại học Delft của Hà Lan, mặc dù phương pháp này tốn kém hơn 25% so với đường thông thường, nhưng khoản tiết kiệm mà tuổi thọ gấp đôi và các tài sản tự sửa chữa có thể tạo ra lên tới 95 triệu USD mỗi năm. Hơn nữa, sợi thép còn cho phép truyền dữ liệu, mở ra khả năng cho các mẫu xe tự lái.

Trung Quốc cũng có phiên bản của khái niệm này với Su Jun-Feng của Đại học Bách khoa Thiên Tân sử dụng viên nang polyme giãn nở. Những thứ này mở rộng để lấp đầy bất kỳ vết nứt và vết nứt nào ngay khi chúng hình thành, ngăn chặn sự xuống cấp của đường đồng thời làm cho mặt đường bớt giòn hơn.   

Tác động gián đoạn 

Khi khoa học vật liệu tiếp tục được cải thiện, các chính phủ có thể sẽ tiếp tục đầu tư vào việc phát triển các con đường tự sửa chữa. Ví dụ: các nhà khoa học tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn đã tạo ra một vật liệu sống kỹ thuật (ELM) làm từ một loại cellulose vi khuẩn cụ thể vào năm 2021. Các tế bào nuôi cấy hình cầu được sử dụng có thể cảm nhận được liệu chúng có bị hư hỏng hay không. Khi các lỗ được đục vào ELM, chúng sẽ biến mất sau ba ngày khi các tế bào điều chỉnh để chữa lành ELM. Khi nhiều thử nghiệm như thế này trở nên thành công, những con đường tự sửa chữa có thể giúp chính phủ tiết kiệm đáng kể nguồn lực cho việc sửa chữa đường bộ. 

Hơn nữa, khả năng truyền thông tin bằng cách tích hợp thép vào đường có thể cho phép xe điện (EV) sạc lại khi đang đi trên đường, cắt giảm chi phí điện năng và kéo dài quãng đường mà những mẫu xe này có thể di chuyển. Mặc dù các kế hoạch xây dựng lại có thể còn xa vời, nhưng các viên nang 'trẻ hóa' của Trung Quốc có thể mang lại khả năng kéo dài tuổi thọ của các con đường. Ngoài ra, các thí nghiệm thành công với vật liệu sống chắc chắn sẽ thúc đẩy nghiên cứu về lĩnh vực này vì chúng không cần bảo trì và có thể thân thiện với môi trường hơn các thành phần tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, có thể có những thách thức phía trước, chủ yếu là khi thử nghiệm các công nghệ này. Ví dụ, Châu Âu và Hoa Kỳ khá nghiêm ngặt với các quy định cụ thể của họ. Tuy nhiên, các quốc gia khác, chẳng hạn như Hàn Quốc, Trung Quốc và Nhật Bản, đang xem xét thử nghiệm vật liệu đường hỗn hợp.

Ý nghĩa của việc tự sửa đường

Ý nghĩa rộng hơn của đường tự sửa chữa có thể bao gồm:

• Giảm rủi ro tai nạn và chấn thương do ổ gà và các điểm không hoàn hảo khác trên bề mặt. Tương tự như vậy, chi phí bảo trì phương tiện giảm nhẹ trên quy mô dân số có thể được thực hiện. 
• Nhu cầu bảo trì và sửa chữa đường bộ giảm. Lợi ích này cũng có thể giúp giảm tắc nghẽn giao thông hàng năm và các số liệu về độ trễ do công việc bảo trì đó gây ra.
• Cơ sở hạ tầng tốt hơn để hỗ trợ các phương tiện tự hành và xe điện, dẫn đến việc áp dụng rộng rãi hơn các loại máy này.
• Tăng cường đầu tư vào việc phát triển các vật liệu thay thế và bền vững cho những con đường trong tương lai, cũng như cho các ứng dụng trong các dự án cơ sở hạ tầng công cộng khác.
• Khu vực tư nhân tích hợp các công nghệ này vào sự phát triển của các tòa nhà thương mại và dân cư, đặc biệt là ở các khu vực dễ bị động đất.

Các câu hỏi cần xem xét

• Làm thế nào để bạn hình dung những con đường tự sửa chữa được triển khai trong thực tế và những thách thức nào có thể cần được giải quyết để biến chúng thành hiện thực?
• Các yếu tố quan trọng nhất cần xem xét khi quyết định có hay không áp dụng đường tự sửa chữa ở một địa điểm cụ thể là gì?