Как асфалтът от водорасли ще позволи да забравим за пътните ремонти

Никой не харесва дупките по пътищата, както и екологичните щети, причинени от използването на петролни продукти в традиционния асфалт. Ето защо сега учените проучват възможността за замяна на последния със свързващо вещество, получено от водорасли. Битумът позволява на инертните материали да се държат заедно и да се разтягат и компресират под тежестта на преминаващия трафик. Веществото се справя добре с тази задача, стига температурата на околната среда да е достатъчно висока. Но щом температурата падне под нулата, битумът става крехък и се напуква. Може би водораслите ще променят нещата?

Нов вид асфалт за студеното време.

Имайки предвид този проблем и неекологичното съдържание на петрол в битума, екип, ръководен от доцента от Държавния университет на Аризона Елхам Фини, наскоро започна да разработва алтернатива на базата на водорасли. Предишни изследвания на учените показаха, че маслото, извлечено от водорасли, може да се използва за производството на материал, подобен на битум, който остава гъвкав и при ниски температури.

В новото изследване екипът започва с оценка на масла от четири различни вида водорасли. Маслото от едно сладководно зелено микроводорасло – Haematococcus pluvialis, показва най-голяма устойчивост на постоянна деформация при симулирано натоварване от движение, като освен това е най-устойчиво на увреждания, предизвикани от влагата.

Освен това при лабораторните тестове, симулиращи движение, съчетано с цикли на замразяване, асфалтовите проби, съдържащи свързващо вещество от H. pluvialis, показват до 70% по-добро възстановяване от деформации в сравнение с конвенционалния битумен асфалт.

Екологичните пътища

Тъй като свързващото вещество на базата на водорасли далеч няма да е толкова евтино, колкото битума, то вероятно ще се използва по-скоро за заместване или компенсиране на част от битума в асфалтовите смеси, отколкото за пълното му заместване. Поне засега.

Въз основа на компютърни модели е изчислено, че за всеки 1% „биосвързващо вещество“ в асфалтовата смес нетните въглеродни емисии на тази смес ще намалят с 4,5%. Следователно, ако сместа съдържа около 22% биосвързващо вещество, теоретично тя ще стане въглеродно неутрална.

Когато новият асфалт ще излезе на пазара

Откритието представлява значителна стъпка към намаляване на зависимостта на пътната инфраструктура от петролните продукти. Водораслите растат бързо, абсорбират въглеродния диоксид чрез фотосинтеза и могат да се отглеждат в райони, неподходящи за традиционното земеделие, което ги прави привлекателен възобновяем ресурс.

Проучването показва също, че биосвързващото вещество от водорасли може да подобри способността за самовъзстановяване на асфалта – свойство, което ще позволи на микропукнатините да се заздравят по естествен начин, удължавайки живота на настилката без необходимост от чести ремонти. Това е особено важно в регионите със суров климат, където циклите на замразяване и размразяване ускоряват разрушаването на традиционния асфалт.

Статията за изследването, в което участват и учени от Тихоокеанската северозападна национална лаборатория, беше публикувана наскоро в списанието ACS Sustainable Chemistry & Engineering. Следващата стъпка ще бъде разширяване на производството и провеждане на полеви тестове върху реални пътни участъци, за да се потвърди дългосрочната ефективност на биологичния свързващ материал в различните климатични зони.

Преминаването към биоматериали в пътното строителство може да стане част от глобалната стратегия за декарбонизиране на транспортната инфраструктура. Това ще спомогне за постигане на целите за намаляване на емисиите на парникови газове и за създаване на по-устойчива икономика със затворен цикъл.