Самовъзстановяващи се пътища: възможни ли са най-после устойчиви пътища?

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Май 25, 2023

Резюме на прозрението

Увеличеното използване на превозни средства оказва огромен натиск върху правителствата за поддръжка и ремонт на пътища. Новите решения позволяват облекчаване на градското управление чрез автоматизиране на процеса на отстраняване на щетите по инфраструктурата.   

Контекст на самовъзстановяващите се пътища

През 2019 г. щатските и местните власти в САЩ отделиха приблизително 203 милиарда долара, или 6 процента от общите си преки общи разходи, за магистрали и пътища, според Urban Institute. Тази сума превръща магистралите и пътищата в петия най-голям разход по отношение на преките общи разходи за тази година. Този разход също така привлече вниманието на инвеститори, които се интересуват от разработването на иновативни решения за максимизиране на стойността на тези инвестиции в публична инфраструктура. По-специално, изследователи и стартиращи фирми експериментират с алтернативни материали или смеси, за да направят улиците по-устойчиви, способни естествено да затварят пукнатини.

Например, когато се нагрее достатъчно, асфалтът, използван в традиционните пътища, става малко по-малко плътен и се разширява. Изследователи в Холандия използваха тази способност и добавиха стоманени влакна към пътната смес. Докато индукционна машина се движи по пътя, стоманата се нагрява, което кара асфалта да се разширява и да запълва всички пукнатини. Въпреки че този метод струва 25 процента повече от конвенционалните пътища, спестяванията, които удвоеният живот и самовъзстановяващите се имоти могат да генерират, са до 95 милиона щатски долара годишно, според холандския университет в Делфт. Освен това стоманените влакна позволяват и предаване на данни, отваряйки възможности за автономни модели превозни средства.

Китай също има своя версия на концепцията със Su Jun-Feng от Tianjin Polytechnic, използваща капсули от разширяващ се полимер. Те се разширяват, за да запълнят всички пукнатини и пукнатини веднага щом се образуват, като спират разпадането на пътя, като същевременно правят настилката по-малко крехка.   

Разрушително въздействие 

Тъй като науката за материалите продължава да се подобрява, правителствата вероятно ще продължат да инвестират в развитието на самовъзстановяващи се пътища. Например учени от Имперския колеж в Лондон създадоха инженерен жив материал (ELM), направен от определен вид бактериална целулоза през 2021 г. Използваните сфероидни клетъчни култури можеха да усетят, ако са били повредени. Когато в ELM бяха пробити дупки, те изчезнаха след три дни, докато клетките се приспособиха да заздравяват ELM. Тъй като повече тестове като този стават успешни, самовъзстановяващите се пътища могат да спестят на правителствата значителни ресурси за ремонт на пътища. 

Освен това способността за предаване на информация чрез интегриране на стомана в пътищата може да позволи на електрическите превозни средства (EV) да презареждат, докато са на път, намалявайки разходите за електроенергия и удължавайки разстоянието, което тези модели могат да изминат. Въпреки че плановете за възстановяване може да са далеч, китайските капсули за „подмладяване“ могат да осигурят способността да удължат живота на пътищата. В допълнение, успешните експерименти с живи материали са длъжни да ускорят изследванията в областта, тъй като те не изискват поддръжка и могат да бъдат по-щадящи околната среда от стандартните компоненти.

Възможно е обаче да има предизвикателства, главно при тестването на тези технологии. Например Европа и САЩ са доста строги с техните конкретни разпоредби. Независимо от това, други страни, като Южна Корея, Китай и Япония, вече се опитват да тестват хибридни пътни материали.

Последици от самовъзстановяващите се пътища

По-широките последици от самовъзстановяващите се пътища могат да включват:

• Намален риск от инциденти и наранявания, причинени от дупки и други повърхностни несъвършенства. По същия начин могат да бъдат реализирани незначително намалени разходи за поддръжка на превозни средства в мащаб на населението. 
• Намалява нуждата от поддръжка и ремонт на пътища. Това предимство може също така да помогне за намаляване на годишното задръстване и показателите за забавяне, причинени от такава поддръжка.
• По-добри инфраструктури за поддръжка на автономни и електрически превозни средства, водещи до по-широко разпространение на тези машини.
• Увеличаване на инвестициите в разработването на алтернативни и устойчиви материали за бъдещи пътища, както и за приложения в други обществени инфраструктурни проекти.
• Частният сектор, който интегрира тези технологии в развитието на търговски и жилищни сгради, особено в земетръсни региони.

Въпроси за разглеждане

• Как си представяте самовъзстановяващите се пътища да бъдат приложени на практика и какви предизвикателства трябва да се решат, за да станат реалност?
• Кои са най-важните фактори, които трябва да имате предвид, когато решавате дали да приемете или не саморемонтиращи се пътища на определено място?