Ceste, ki se same popravljajo: Ali so trajnostne ceste končno možne?

KREDIT ZA SLIKO:
Image kredit
iStock

Ceste, ki se same popravljajo: Ali so trajnostne ceste končno možne?

Ceste, ki se same popravljajo: Ali so trajnostne ceste končno možne?

Besedilo podnaslova
Razvijajo se tehnologije, ki omogočajo cestam, da se same popravijo in delujejo do 80 let.
    • Avtor:
    • ime avtorja
      Quantumrun Foresight
    • Maj 25, 2023

    Povzetek vpogleda

    Povečana uporaba vozil je povzročila izjemen pritisk na vlade glede vzdrževanja in popravil cest. Nove rešitve omogočajo razbremenitev mestnega upravljanja z avtomatizacijo postopka odpravljanja škode na infrastrukturi.   

    Kontekst cest, ki se sami popravljajo

    Leta 2019 so državne in lokalne vlade v ZDA po podatkih Urban Institute namenile približno 203 milijarde USD ali 6 odstotkov svoje skupne neposredne splošne porabe za avtoceste in ceste. S tem zneskom so se avtoceste in ceste uvrstile na peto mesto med neposrednimi splošnimi izdatki tega leta. Ta izdatek je pritegnil tudi pozornost vlagateljev, ki jih je zanimalo oblikovanje inovativnih rešitev za povečanje vrednosti teh naložb v javno infrastrukturo. Zlasti raziskovalci in startupi eksperimentirajo z alternativnimi materiali ali mešanicami, da bi naredili ulice bolj odporne in sposobne naravnega zapiranja razpok.

    Na primer, ko se dovolj segreje, postane asfalt, ki se uporablja na tradicionalnih cestah, nekoliko manj gost in se razširi. Raziskovalci na Nizozemskem so to sposobnost izkoristili in mešanici za ceste dodali jeklena vlakna. Ko se indukcijski stroj zapelje po cesti, se jeklo segreje, kar povzroči, da se asfalt razširi in zapolni morebitne razpoke. Čeprav ta metoda stane 25 odstotkov več kot običajne ceste, lahko prihranki, ki jih lahko ustvarijo podvojena življenjska doba in lastnine, ki se same popravljajo, znašajo do 95 milijonov USD letno, poroča nizozemska univerza Delft. Poleg tega jeklena vlakna omogočajo tudi prenos podatkov, kar odpira možnosti za avtonomne modele vozil.

    Kitajska ima tudi svojo različico koncepta s Su Jun-Fengom s Politehnike Tianjin, ki uporablja kapsule ekspandirajočega polimera. Ti se razširijo, da zapolnijo morebitne razpoke in razpoke, takoj ko nastanejo, s čimer ustavijo propadanje ceste, hkrati pa naredijo pločnik manj krhek.   

    Moteč vpliv 

    Ker se znanost o materialih še naprej izboljšuje, bodo vlade verjetno še naprej vlagale v razvoj cest, ki se same popravljajo. Na primer, znanstveniki na Imperial College of London so leta 2021 ustvarili inženirski živi material (ELM), izdelan iz posebne vrste bakterijske celuloze. Uporabljene sferoidne celične kulture so lahko zaznale, če so bile poškodovane. Ko so v BRESTEV preluknjali luknje, so po treh dneh izginile, ko so se celice prilagodile, da so BRESTEV zacelile. Ko bo vse več tovrstnih testov uspešnih, lahko samopopravljajoče ceste vladam prihranijo znatna sredstva pri popravilih cest. 

    Poleg tega bi zmožnost prenosa informacij z vgradnjo jekla v ceste lahko omogočila polnjenje električnih vozil (EV), medtem ko so na cesti, kar bi zmanjšalo stroške električne energije in podaljšalo razdaljo, ki jo lahko prevozijo ti modeli. Čeprav so načrti za obnovo morda še daleč, bi lahko kitajske "pomlajevalne" kapsule omogočile podaljšanje življenjske dobe cest. Poleg tega bodo uspešni poskusi z živimi materiali zagotovo pospešili raziskave na tem področju, saj ne potrebujejo vzdrževanja in so lahko okolju prijaznejši od standardnih komponent.

    Pred nami pa so lahko izzivi, predvsem pri testiranju teh tehnologij. Na primer, Evropa in ZDA so precej stroge s svojimi konkretnimi predpisi. Kljub temu se druge države, kot so Južna Koreja, Kitajska in Japonska, že ukvarjajo s testiranjem hibridnih materialov za ceste.

    Posledice samopopravljajočih se cest

    Širše posledice samopopravljajočih se cest lahko vključujejo:

    • Zmanjšana tveganja nesreč in poškodb zaradi udarnih lukenj in drugih površinskih nepopolnosti. Podobno se lahko realizirajo nekoliko znižani stroški vzdrževanja vozil na ravni prebivalstva. 
    • Zmanjšana potreba po vzdrževanju in popravilih cest. Ta ugodnost lahko tudi pomaga zmanjšati letne prometne zastoje in meritve zamud, ki jih povzročajo taka vzdrževalna dela.
    • Boljša infrastruktura za podporo avtonomnim in električnim vozilom, kar vodi k širši uporabi teh strojev.
    • Povečanje naložb v razvoj alternativnih in trajnostnih materialov za prihodnje ceste, pa tudi za uporabo v drugih projektih javne infrastrukture.
    • Zasebni sektor, ki te tehnologije vključuje v razvoj komercialnih in stanovanjskih stavb, zlasti v potresno ogroženih regijah.

    Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

    • Kako si predstavljate, da bi se samoobnavljajoče se ceste izvajale v praksi in s kakšnimi izzivi bi se morali soočiti, da bi jih uresničili?
    • Kateri so najpomembnejši dejavniki, ki jih je treba upoštevati, ko se odločamo o uvedbi samoobnovljivih cest na določeni lokaciji ali ne?

    Insight reference

    Za ta vpogled so bile navedene naslednje priljubljene in institucionalne povezave: