Aktualności
Badania
20 Grudnia
Fot. Jan Król
Opublikowano: 2021-12-20

Nowoczesna technologia pomoże w badaniach asfaltu

Naukowcy z Politechniki Warszawskiej zamierzają wykorzystać sztuczne sieci neuronowe do przewidywania właściwości materiałów, z których powstają nawierzchnie dróg. Projekt, który Narodowe Centrum Nauki dofinansowało kwotą ponad pół mln zł, realizowany jest we współpracy z Politechniką Czeską w Pradze.

Inżynieria drogowa w ostatnich latach bardzo się zmieniła. Coraz częściej sięga się w niej po nowe materiały i technologie oraz metody projektowania dostosowane do zasad zrównoważonego rozwoju. Ten postęp bezpośrednio przekłada się na wzrost trwałości powstających nawierzchni, złożonych obecnie z wielu asfaltowych warstw konstrukcyjnych. Co więcej, są one do przenoszenia coraz większego natężenia ruchu oraz dużych obciążeń od pojazdów kołowych. Do mieszanek mineralno-asfaltowych powszechnie stosuje się lepiszcza asfaltowe, które są organicznym materiałem lepko-sprężystym. Ich właściwości zależą od temperatury i czasu obciążania, a w konsekwencji w naturalny sposób mają tendencję do zmiany właściwości użytkowych w czasie eksploatacji. Właściwości i niektóre metody badań materiałów asfaltowych są dobrze znane i stosowane od dziesięcioleci. Ale dotychczasowa wiedza napotyka na ograniczenia, zwłaszcza jeśli asfalt i mieszanka mineralno-asfaltowa są analizowane z uwzględnieniem procesów starzenia się materiału.

Najważniejszym aspektem jest czasochłonność testów i konieczność wykonywania tak zaawansowanych badań na dużej liczbie próbek laboratoryjnych. Nakład pracy potrzebny do ustalenia charakterystyki zmęczeniowej materiału jest ogromny, nie mówiąc już o uwzględnieniu procesów starzenia zachodzących w materiale kompozytowym podczas eksploatacji. Ograniczenia te można jednak częściowo zmniejszyć, określając parametry zmęczeniowe asfaltu i oceniając tylko podstawowe właściwości mieszanek mineralno-asfaltowych. Wymaga to jednak opracowania zaawansowanych modeli predykcyjnych wykorzystujących metodę sztucznych sieci neuronowych – tłumaczy dr hab. inż. Jan Król, prof. PW z Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej, kierownik projektu.

Takie właśnie modele do prognozowania trwałości zmęczeniowej chcą stworzyć członkowie polsko-czeskiego zespołu badawczego. Ponieważ mieszanka asfaltowa jest złożonym materiałem, a jej działanie wiąże się z wieloma czynnikami, do przeprowadzenia wiarygodnych symulacji potrzebne są bardziej zaawansowane techniki
modelowania. W planach badaczy są łatwe w użyciu i szybkie narzędzia, które pozwolą ocenić zachowanie mieszanek bez konieczności wykonywania zaawansowanych badań laboratoryjnych. W ten sposób uda się ograniczyć użycie kosztownego sprzętu i zaoszczędzić czas potrzebny na przeprowadzenie testów.

Na realizację projektu „Zaawansowane metody oceny i analizy zagadnienia zmęczenia mieszanek mineralno-asfaltowych” przyznano dofinansowanie w wysokości 577 tys. zł w ramach programu Narodowego Centrum Nauki Weave-UNISONO. Badania będą prowadzone we współpracy z Politechniką Czeską w Pradze.

MK, źródło: PW, NCN

 

Dyskusja (0 komentarzy)