Blisko 50 naukowców, doktorantów i studentów z trzech politechnik pracuje nad stworzeniem wyjątkowego asfaltu. Ma być twardszy, tańszy i bardziej ekologiczny. Jeździć po nim będziemy mogli jeszcze w tej dekadzie. Projekt wart 11,5 mln zł otrzymał dofinansowanie w ramach programu TEAM NET Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
Liderem konsorcjum badawczego jest Politechnika Lubelska, a w projekt zaangażowane są także Politechnika Gdańska i Politechnika Poznańska. Naukowcy chcą zwiększyć efektywność wykorzystania materiałów z recyklingu zniszczonych nawierzchni drogowych i jednocześnie obniżyć zużycie nowych surowców oraz obniżyć ślad węglowy produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA) do budowy dróg.
Na bazie asfaltu wydobytego ze starych powierzchni wykorzystywanych przez dwadzieścia i więcej lat oraz kruszywa zaprojektujemy nowe nawierzchnie o wydłużonym czasie użytkowania. Żeby to zrobić, musimy odpowiednio ten asfalt odmłodzić. Dlatego w ramach projektu opracujemy cząsteczki, które będą za to odpowiedzialne – tłumaczy prof. Wojciech Franus z Politechniki Lubelskiej, główny wykonawca projektu.
Naukowcy zwracają uwagę, że materiał z modernizowanych dróg często trafia na miejsca niewłaściwe z punktu widzenia ochrony środowiska, np. na pobocza. Dlatego zamierzają przetworzyć taki odpad w materiał, który spełnia wymogi trwałej nawierzchni. Musi być on odporny na letnie koleinowania i zimowe spękania. Kluczowe założenie jest takie, by w nowej mieszance znalazło się jak najwięcej materiału z recyklingu.
Poprawę efektywności recyklingu autorzy projektu chcą uzyskać dzięki chemicznej aktywacji zestarzonego lepiszcza zawartego w granulacie asfaltowym, który według obecnie stosowanych technologii i przepisów prawa może być wykorzystany w produkcji nowych MMA tylko w niewielkim stopniu lub w ogóle. W efekcie powstanie nowatorska technologia obejmująca jednoczesne obniżenie temperatury produkcji MMA poprzez spienianie asfaltu zeolitami oraz zastosowanie nowo opracowanych środków do regeneracji.
Inżynierowie biorący udział w przedsięwzięciu podkreślają, że dużym wyzwaniem jest zużyty asfalt o niskiej jakości.
Jego struktura chemiczna już uległa przemianom na skutek działania czynników atmosferycznych, licznych cykli zamrażania i odmrażania czy promieniowania UV. Będziemy badać, jak dodatki będą w stanie, na poziomie chemicznym, cofnąć te zmiany, które spowodowała natura – zapowiada dr Szymon Malinowski z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej.
Przygotowaniem tych specjalnych dodatków zajmą się eksperci z Politechniki Poznańskiej. Spróbują nadać zestarzonemu asfaltowi większą elastyczność. Celowi temu służyć mają właśnie dodatki regenerujące, do produkcji których wykorzystane zostaną tłuszcze roślinne aktywowane prepolimerami. Ponieważ w pierwotnej postaci są one trudno kompatybilne z matrycą asfaltową, badacze przeprowadzą cykl modyfikacji i sieciowania ich struktury chemicznej. Do oceny stopnia wymieszania lepiszcza i aktywacji starego asfaltu wykorzystają i udoskonalą metodę badania zapraw asfaltowych. Sprawdzą również, w jaki sposób i w jakim zakresie temperatur uwalniana jest woda z materiałów porowatych, które później wykorzystywane są do spieniania lepiszczy asfaltowych.
Każdy dodatek ma inną strukturę oraz objętość porów, co bezpośrednio wpływa na efektywność późniejszego spieniania. Podczas tego procesu, dzięki dodatkom, z materiału uwalnia się woda. Pozwoli to obniżyć temperaturę przygotowania mieszanek asfaltowych. To z kolei przyniesie korzyści dla środowiska. Będzie mniejsza emisja gazów cieplarnianych i mniejsze zużycie energii, a co za tym idzie, także niższe koszty – tłumaczy doktorantka Paulina Rozpędowska z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej.
Zaplanowane badania zakończą się testami w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych wielu wariantów MMA wytworzonych z dużą ilością granulatu asfaltowego o różnych właściwościach z zastosowaniem przygotowanych komponentów. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z założeniami, ekologiczna technologia produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych, która ma wydłużyć trwałość nawierzchni o 10–20%, czyli w praktyce nawet o kilka lat, będzie gotowa do wdrożenia przez firmy wykonawcze z branży budowy dróg.
Już podczas opracowania koncepcji prowadziliśmy rozmowy z firmami drogowymi. Pytaliśmy się, jakie są właśnie problemy, co jest im potrzebne, na czym się teraz skupiają. Stąd właśnie pomysł na projekt dotyczący zastosowania destruktu niskiej jakości do budowy nowych dróg – przyznaje dr inż. Agnieszka Tatys, broker innowacji w projekcie. – Będziemy współpracować z firmami wykonawczymi i projektowymi w czasie całego projektu, tak aby już rok po jego zakończeniu wypracowane technologie trafiły na rynek i abyśmy wszyscy mogli z nich korzystać, jeżdżąc po trwałych, bezpiecznych drogach.
Projekt o wartości ponad 11,5 mln zł realizowany jest w ramach programu TEAM NET Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Jego realizację zaplanowano na trzy lata.
MK