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자가 수리 도로: 지속 가능한 도로가 마침내 가능할까요?

도로가 스스로 수리되고 최대 80년 동안 기능할 수 있도록 하는 기술이 개발되고 있습니다.

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퀀텀런 예측
2023 년 5 월 25 일

인사이트 요약

차량 사용 증가로 인해 정부는 도로 유지 관리 및 수리에 대해 엄청난 압박을 받고 있습니다. 새로운 솔루션은 기반 시설 피해 복구 프로세스를 자동화하여 도시 거버넌스를 완화할 수 있습니다.

자가 수리 도로 컨텍스트

Urban Institute에 따르면 2019년 미국의 주 및 지방 정부는 약 203억 달러(총 직접 일반 지출의 6%)를 고속도로와 도로에 할당했습니다. 이 금액은 고속도로와 도로를 해당 연도의 직접 일반 지출 측면에서 다섯 번째로 큰 지출로 만들었습니다. 이 지출은 또한 이러한 공공 인프라 투자의 가치를 극대화하기 위한 혁신적인 솔루션을 고안하는 데 관심이 있는 투자자들의 관심을 끌었습니다. 특히 연구자와 스타트업은 균열을 자연스럽게 메울 수 있는 거리의 탄력성을 높이기 위해 대체 재료나 혼합물을 실험하고 있습니다.

예를 들어, 충분히 가열되면 기존 도로에 사용되는 아스팔트는 밀도가 약간 낮아지고 팽창합니다. 네덜란드의 연구원들은 이 능력을 활용하여 도로 믹스에 강섬유를 추가했습니다. 유도 기계가 도로 위를 주행할 때 강철이 가열되어 아스팔트가 팽창하여 균열을 채웁니다. 네덜란드 델프트 대학에 따르면 이 방법은 기존 도로보다 비용이 25% 더 비싸지만 수명이 두 배로 늘어나고 자가 수리를 통해 얻을 수 있는 절감액은 연간 미화 95만 달러에 이릅니다. 또한 강섬유는 데이터 전송을 가능하게 하여 자율주행차 모델의 가능성을 열어줍니다.

중국은 또한 확장 폴리머 캡슐을 사용하는 Tianjin Polytechnic의 Su Jun-Feng과 함께 개념의 버전을 가지고 있습니다. 이것은 포장이 덜 부서지기 쉬운 동안 도로의 부패를 멈추면서 균열과 균열이 형성되는 즉시 확장되어 채워집니다.

파괴적 영향

재료 과학이 계속 발전함에 따라 정부는 자가 수리 도로 개발에 계속해서 투자할 것입니다. 예를 들어, 런던 임페리얼 칼리지의 과학자들은 2021년에 특정 종류의 박테리아 셀룰로오스로 만든 공학 생활 물질(ELM)을 만들었습니다. 사용된 회전 타원체 세포 배양은 손상 여부를 감지할 수 있습니다. ELM에 구멍을 뚫었을 때 세포가 ELM을 치유하도록 조정되면서 XNUMX일 후에 구멍이 사라졌습니다. 이와 같은 더 많은 테스트가 성공함에 따라 자가 수리 도로는 도로 수리에 대한 정부의 상당한 자원을 절약할 수 있습니다.

또한 도로에 강철을 통합하여 정보를 전송하는 기능을 통해 전기 자동차(EV)가 도로에서 충전할 수 있어 전력 비용을 절감하고 이러한 모델의 주행 거리를 늘릴 수 있습니다. 재건 계획은 아직 멀었지만 중국의 '회춘제' 캡슐은 도로의 수명을 연장할 수 있는 능력을 제공할 수 있습니다. 또한 유지보수가 필요 없고 표준 부품보다 환경친화적일 수 있기 때문에 살아있는 재료에 대한 성공적인 실험은 해당 분야에 대한 연구를 가속화할 수밖에 없습니다.

그러나 주로 이러한 기술을 테스트할 때 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 유럽과 미국은 구체적인 규제가 상당히 엄격합니다. 그럼에도 불구하고 한국, 중국, 일본과 같은 다른 국가에서는 이미 하이브리드 도로 재료를 테스트하고 있습니다.

자가 수리 도로의 의미

자가 수리 도로의 더 넓은 의미는 다음과 같습니다.

포트홀 및 기타 표면 결함으로 인한 사고 및 부상 위험 감소. 마찬가지로, 인구 규모에서 약간 감소된 차량 유지 보수 비용이 실현될 수 있습니다.
도로 유지 보수 및 수리 작업의 필요성 감소. 이 이점은 또한 이러한 유지 관리 작업으로 인한 연간 교통 혼잡 및 지연 메트릭을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
자율 주행 및 전기 자동차를 지원하는 더 나은 인프라로 이러한 기계의 더 광범위한 채택으로 이어집니다.
미래의 도로를 위한 대체 및 지속 가능한 재료 개발과 기타 공공 기반 시설 프로젝트에 대한 투자를 늘리십시오.
특히 지진이 발생하기 쉬운 지역에서 상업용 및 주거용 건물 개발에 이러한 기술을 통합하는 민간 부문.