Ceste koje se same popravljaju: jesu li održive ceste konačno moguće?

• Autor:
• ime autora

  Quantumrun Foresight
• Neka 25, 2023

Sažetak uvida

Povećana uporaba vozila izvršila je ogroman pritisak na vlade za održavanje i popravke cesta. Nova rješenja omogućuju olakšanje urbanog upravljanja automatiziranjem procesa popravljanja oštećenja infrastrukture.   

Kontekst cesta koje se same popravljaju

U 2019. godini državne i lokalne vlasti u SAD-u izdvojile su približno 203 milijarde USD, ili 6 posto svoje ukupne izravne opće potrošnje, za autoceste i ceste, navodi Urban Institute. Ovim iznosom autoceste i ceste su bile peti najveći izdatak u izravnim općim rashodima za tu godinu. Ovaj izdatak također je privukao pozornost investitora zainteresiranih za osmišljavanje inovativnih rješenja za maksimiziranje vrijednosti ovih ulaganja u javnu infrastrukturu. Konkretno, istraživači i startupi eksperimentiraju s alternativnim materijalima ili mješavinama kako bi ulice učinili otpornijima, sposobnima za prirodno zatvaranje pukotina.

Na primjer, kada se dovoljno zagrije, asfalt koji se koristi na tradicionalnim cestama postaje nešto manje gust i širi se. Istraživači u Nizozemskoj iskoristili su ovu sposobnost i dodali čelična vlakna u mješavinu za ceste. Dok se indukcijski stroj vozi po cesti, čelik se zagrijava, uzrokujući širenje asfalta i popunjavanje svih pukotina. Iako ova metoda košta 25 posto više od konvencionalnih cesta, uštede koje mogu proizvesti udvostručeni životni vijek i nekretnine koje se same popravljaju iznose do 95 milijuna USD godišnje, prema nizozemskom Sveučilištu Delft. Štoviše, čelična vlakna također omogućuju prijenos podataka, otvarajući mogućnosti za modele autonomnih vozila.

Kina također ima svoju verziju koncepta sa Su Jun-Fengom s Politehnike u Tianjinu koja koristi kapsule ekspandirajućeg polimera. One se šire kako bi popunile sve pukotine i pukotine čim nastanu, zaustavljajući propadanje ceste, a istovremeno čineći kolnik manje lomljivim.   

Razarajući učinak 

Kako se znanost o materijalima nastavlja poboljšavati, vlade će vjerojatno nastaviti ulagati u razvoj cesta koje se same popravljaju. Na primjer, znanstvenici s Imperial Collegea u Londonu stvorili su inženjerski živi materijal (ELM) izrađen od određene vrste bakterijske celuloze 2021. Korištene kulture sferoidnih stanica mogle su osjetiti jesu li oštećene. Kad su se u BIJESTU probušile rupe, one su nestale nakon tri dana jer su se stanice prilagodile za zacjeljivanje BRESTA. Kako sve više ovakvih testova postaje uspješno, ceste koje se same popravljaju mogu vladama uštedjeti znatna sredstva na popravcima cesta. 

Štoviše, sposobnost prijenosa informacija integracijom čelika u ceste mogla bi omogućiti električnim vozilima (EV) da se pune dok su na cesti, smanjujući troškove energije i produžujući udaljenost koju ti modeli mogu prijeći. Iako su planovi obnove možda daleko, kineske kapsule za 'pomlađivanje' mogle bi pružiti mogućnost produljenja životnog vijeka cesta. Osim toga, uspješni eksperimenti sa živim materijalima sigurno će ubrzati istraživanje ovog područja budući da ne zahtijevaju održavanje i mogu biti ekološki prihvatljiviji od standardnih komponenti.

Međutim, pred nama mogu biti izazovi, uglavnom pri testiranju ovih tehnologija. Primjerice, Europa i SAD dosta su strogi sa svojim konkretnim propisima. Unatoč tome, druge zemlje, poput Južne Koreje, Kine i Japana, već ispituju hibridne materijale za ceste.

Implikacije cesta koje se same popravljaju

Šire implikacije cesta koje se same popravljaju mogu uključivati:

• Smanjeni rizici od nezgoda i ozljeda uzrokovanih rupama i drugim površinskim nesavršenostima. Isto tako, mogu se ostvariti neznatno smanjeni troškovi održavanja vozila na razini stanovništva. 
• Sve manja potreba za održavanjem i popravkom cesta. Ova pogodnost također može pomoći u smanjenju godišnje prometne gužve i metrike kašnjenja uzrokovanih takvim radovima na održavanju.
• Bolja infrastruktura za podršku autonomnim i električnim vozilima, što dovodi do šireg prihvaćanja ovih strojeva.
• Povećanje ulaganja u razvoj alternativnih i održivih materijala za buduće ceste, kao i za primjenu u drugim projektima javne infrastrukture.
• Privatni sektor integrira ove tehnologije u razvoj komercijalnih i stambenih zgrada, posebno u regijama sklonim potresima.

Pitanja za razmatranje

• Kako zamišljate da se samopopravljive ceste provedu u praksi i s kojim se izazovima treba suočiti da bi one postale stvarnost?
• Koji su najvažniji čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odlučivanju hoćete li usvojiti ceste koje se same popravljaju na određenoj lokaciji ili ne?