Czy da się zbudować nową drogę z materiału zdartego ze starej nawierzchni i sprawić, żeby była jeszcze trwalsza? Naukowcy z trzech politechnik pracują nad rewolucyjną technologią produkcji nawierzchni asfaltowych.
Koncepcję projektu opracował zespół naukowców z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej pod kierownictwem prof. Wojciecha Franusa. W badania zaangażowani są także inżynierowie z Politechniki Gdańskiej i Politechniki Poznańskiej. Prace potrwają trzy lata i obejmą zarówno opracowanie technologii, jak i jej przygotowanie do wdrożenia w przemyśle. Naukowcy chcą doprowadzić do prawdziwej rewolucji.
Często mówimy, że drogowcy „leją asfalt”, ale w rzeczywistości mamy do czynienia z mieszanką mineralno-asfaltową, która w ponad 90% składa się z kruszywa. To kruszywo mineralne, naturalne, o różnym uziarnieniu, natomiast asfalt stanowi tylko kilka procent. Po podgrzaniu do wysokiej temperatury asfalt staje się płynny i dopiero po jego wymieszaniu z kruszywem otrzymujemy właściwą mieszankę mineralno-asfaltową – wyjaśnia dr inż. Agnieszka Woszuk z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej. – Najistotniejszym składnikiem jest właśnie asfalt, ponieważ to on podlega procesom starzenia. Pęka, kruszy się, traci elastyczność.
Właśnie dlatego nie każdy odzyskany materiał nadaje się do ponownego użycia. Gdy nawierzchnia jest frezowana, a pozyskany materiał zachowuje dobrą jakość, to może być ponownie wykorzystany do budowy nowych warstw asfaltowych. Jednak zwykle, po kilkunastu lub kilkudziesięciu latach eksploatacji, materiał ten jest wówczas na tyle zdegradowany, że nie nadaje się do ponownego użycia. Najczęściej służy więc jako kruszywo do utwardzania poboczy i dróg gruntowych. To jednak oznacza ogromne marnotrawstwo cennych zasobów.
To bardzo duża nieefektywność ekonomiczna – podkreśla dr inż. Agnieszka Woszuk. – Cena kruszywa kształtuje się poniżej 100 zł za tonę, natomiast asfalt obecnie przekracza już 2,5 tys. zł i wciąż drożeje. Dzieje się tak, ponieważ powstaje z ropy naftowej, której ceny rosną m.in. ze względu na sytuację geopolityczną. Dlatego na pobocza powinno trafiać wyłącznie kruszywo, a sfrezowaną nawierzchnię, czyli kruszywo otoczone asfaltem, powinniśmy wykorzystywać ponownie jako składnik mieszanek asfaltowych do budowy dróg – dodaje.
I przytacza dane wskazujące na wyczerpywanie się kruszyw naturalnych: jeszcze dwie dekady temu szacowano, że złoża granitu w Polsce wystarczą na ok. 240 lat. W 2020 roku prognozy mówiły już tylko o 63 latach. Wszystko przez intensywny boom budowlany. Dlatego właśnie naukowcy z Politechniki Lubelskiej, we współpracy z Politechniką Gdańską i Politechniką Poznańską, opracowują technologię, która pozwoli ponownie wykorzystać nawet silnie zdegradowane nawierzchnie do budowy pełnowartościowych dróg. Kluczowym elementem jest chemiczne „odmładzanie” asfaltu.
Asfalt starzeje się i traci swoje właściwości w wyniku przemian chemicznych, które zachodzą zarówno podczas produkcji, jak i użytkowania drogi. Jeśli chcemy przywrócić mu dobre parametry, musimy działać właśnie na poziomie chemicznym. Dlatego będziemy dodawać specjalne substancje, m.in. biopolimer pozyskiwany ze skorupiaków, a także przetworzone tworzywa sztuczne, takie jak polietylen czy polipropylen. Dzięki temu nie tylko poprawimy jakość nawierzchni, ale też znajdziemy nowe zastosowanie dla odpadów polimerowych – zaznacza dr Szymon Malinowski z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej.
Proces jest stosunkowo prosty: zniszczona nawierzchnia jest zrywana, materiał poddawany aktywacji, mieszany z kruszywem i świeżym asfaltem, a następnie ponownie układany na drodze. Dzięki tej technologii można wydłużyć trwałość nowej nawierzchni nawet o 10–20 procent. Jeśli przyjąć, że standardowy cykl życia asfaltu wynosi około 20 lat, to zaproponowane rozwiązanie wydłuży go o 2–4 lata.
Chcemy zmienić sposób myślenia o infrastrukturze drogowej. Zamiast sięgać po nowe surowce, warto jako ich źródło potraktować istniejące drogi. Wtedy każda zużyta nawierzchnia przestanie być problemem – przekonują badacze.
Projekt realizowany jest w ramach programu TEAM NET FENG Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Został dofinansowany kwotą 11,5 mln zł.
MK, źródło: PL