Självreparerande vägar: Är hållbara vägar äntligen möjliga?

• Författare:
• författarnamn

  Quantumrun Framsyn
• Maj 25, 2023

Insiktssammanfattning

Den ökade användningen av fordon har satt enorm press på regeringar för vägunderhåll och reparationer. Nya lösningar möjliggör lättnad i stadsstyrning genom att automatisera processen för att åtgärda infrastrukturskador.   

Självreparerande vägar sammanhang

Under 2019 tilldelade statliga och lokala myndigheter i USA cirka 203 miljarder USD, eller 6 procent av sina totala direkta allmänna utgifter, till motorvägar och vägar, enligt Urban Institute. Detta belopp gjorde motorvägar och vägar till de femte största utgifterna i termer av direkta allmänna utgifter för det året. Dessa utgifter uppmärksammades också hos investerare som är intresserade av att ta fram innovativa lösningar för att maximera värdet av dessa offentliga infrastrukturinvesteringar. Särskilt forskare och startups experimenterar med alternativa material eller blandningar för att göra gator mer motståndskraftiga, som naturligt kan stänga sprickor.

Till exempel, när den värms upp tillräckligt, svänger asfalten som används på traditionella vägar något mindre tät och expanderar. Forskare i Nederländerna utnyttjade denna förmåga och lade till stålfibrer till vägblandningen. När en induktionsmaskin körs över vägen värms stålet upp, vilket gör att asfalten expanderar och fyller i eventuella sprickor. Även om den här metoden kostar 25 procent mer än konventionella vägar, är besparingarna som en fördubblad livslängd och självreparerande fastigheter kan generera upp till 95 miljoner USD årligen, enligt Nederländernas Delft University. Dessutom tillåter stålfibrer också dataöverföring, vilket öppnar upp möjligheter för autonoma fordonsmodeller.

Kina har också sin version av konceptet med Su Jun-Feng från Tianjin Polytechnic som använder kapslar av en expanderande polymer. Dessa expanderar för att fylla upp eventuella sprickor och sprickor så snart de bildas, vilket stoppar vägens förfall samtidigt som beläggningen blir mindre skör.   

Störande inverkan 

När materialvetenskapen fortsätter att förbättras kommer regeringar sannolikt att fortsätta att investera i att utveckla självreparationsvägar. Till exempel skapade forskare vid Imperial College i London ett tekniskt levande material (ELM) tillverkat av en viss typ av bakteriell cellulosa 2021. De sfäroida cellkulturerna som användes kunde känna av om de var skadade. När hål gjordes i ELM försvann de efter tre dagar när cellerna anpassade sig för att läka ELM. När fler tester som detta blir framgångsrika, kan självreparerande vägar spara regeringar avsevärda resurser på vägreparationer. 

Dessutom kan möjligheten att överföra information genom att integrera stål i vägar tillåta att elfordon (EV) laddas när de är på vägen, vilket minskar energikostnaderna och förlänger avståndet som dessa modeller kan resa. Även om återuppbyggnadsplanerna kan vara långt borta, kan Kinas "föryngrings"-kapslar ge möjligheten att förlänga vägarnas livslängd. Dessutom kommer framgångsrika experiment med levande material att påskynda forskningen inom området eftersom de är underhållsfria och kan vara mer miljövänliga än standardkomponenter.

Det kan dock finnas utmaningar framför sig, främst när man testar dessa tekniker. Till exempel är Europa och USA ganska strikta med sina konkreta regler. Ändå undersöker andra länder, som Sydkorea, Kina och Japan, redan att testa hybridvägmaterial.

Konsekvenser av självreparerande vägar

Vidare konsekvenser av självreparerande vägar kan inkludera:

• Minskade olycks- och skaderisker orsakade av gropar och andra ytfel. Likaså kan marginellt minskade fordonsunderhållskostnader i befolkningsskala realiseras. 
• Ett minskande behov av vägunderhåll och reparationsarbeten. Denna fördel kan också bidra till att minska årliga trafikstockningar och förseningar som orsakas av sådant underhållsarbete.
• Bättre infrastruktur för att stödja autonoma och elektriska fordon, vilket leder till en mer utbredd användning av dessa maskiner.
• Öka satsningarna på att utveckla alternativa och hållbara material för framtida vägar, samt för tillämpningar i andra offentliga infrastrukturprojekt.
• Den privata sektorn integrerar dessa tekniker i utvecklingen av kommersiella byggnader och bostadshus, särskilt i jordbävningsutsatta regioner.

Frågor att överväga

• Hur ser du för dig att självreparerande vägar implementeras i praktiken, och vilka utmaningar kan behöva lösas för att de ska bli verklighet?
• Vilka är de viktigaste faktorerna att tänka på när man bestämmer sig för om man ska anta självreparationsvägar på en viss plats?