Samonaprawiające się nawierzchnie drogowe
Celem finansowanej ze środków UE inicjatywy SHARP (Self healing asphalt for road pavements) było opracowanie skutecznego, trwałego i przyjaznego dla środowiska samonaprawiającego się systemu asfaltowych nawierzchni drogowych. Uczestniczący w projekcie naukowcy stworzyli unikalną technologię wykorzystującą zamknięty w kapsułkach środek regenerujący, który po wprowadzeniu do mieszanki asfaltowej umożliwia naprawę nawierzchni. Gdy na jezdni pojawią się mikropęknięcia, dochodzi do naruszenia struktury kapsułek i uwolnienia środka regenerującego, który przenika do spoiwa asfaltowego, aby zasklepić szczelinę. Badaczom udało się opracować metodę enkapsulacji, która zapewnia kapsułkom odporność na duże obciążenia termiczne i mechaniczne występujące w procesie produkcji asfaltu. Dowiedziono, że kapsułki zawierające włókna alginianu sodu skutecznie dostarczą środek regenerujący do samonaprawiającego się systemu asfaltowych nawierzchni drogowych. Włókna alginianu sodu, które są naturalnymi polisacharydami otrzymywanymi z wodorostów, stworzyły fundament dla mechanizmu dostarczania i wyzwalania wspomnianego środka. Aby określić optymalną ilość mikrokapsułek i włókien w mieszance asfaltowej, zespół badawczy przygotował model numeryczny obejmujący zarówno mikrokapsułki, jak i włókna. Przy pomocy oprogramowania MATLAB stworzono również model środka regenerującego i starzejącego się asfaltu. System naprawy asfaltu okazał się niezwykle skuteczny w obszarze napraw niewielkich uszkodzeń w postaci mikropęknięć. Jednak jego możliwości w zakresie naprawy większych pęknięć lub całkowicie zniszczonej nawierzchni asfaltowej były ograniczone. Problem ten rozwiązano poprzez połączenie kapsułek zawierających środek regenerujący z ogrzewaniem indukcyjnym, tworząc w ten sposób samonaprawiający się system zapewniający szybką i skuteczną naprawę asfaltu. Rozwiązanie to oparte jest na koncepcji, zgodnie z którą ogrzewanie indukcyjne umożliwia naprawę dużych pęknięć, podczas gdy środek regenerujący regeneruje stare spoiwo. Projekt SHARP stanowi kolejny krok naprzód w sferze samonaprawiających się nawierzchni asfaltowych, a zdobyta dzięki niemu wiedza może zostać wykorzystana w obrębie europejskiej sieci drogowej, wspierając tym samym rewolucję w dziedzinie projektowania i konserwacji dróg.
Słowa kluczowe
Samonaprawiający się asfalt, SHARP, nawierzchnia drogowa, środek regenerujący, włókna alginianu sodu
