Исследователи обнаружили, что асфальт на основе водорослей не боится морозов и снижает углеродный след

Зимние циклы замерзания и оттаивания беспощадны к дорожному покрытию, а устранение последствий ежегодно обходится в миллиарды.

Трещины в асфальте и выбоины — это не просто неудобства для водителей и пешеходов. Это постоянные угрозы безопасности и серьезная нагрузка на бюджеты городов, особенно в холодных регионах, где температура часто резко опускается ниже нуля.

Теперь исследователи утверждают, что решение проблемы более прочных и долговечных дорог может прийти из неожиданного источника — водорослей.

В новом исследовании описывается, как масла, полученные из микроскопических водорослей, способны частично заменить нефтяные связующие вещества в асфальте, делая покрытие более гибким, износостойким и экологичным.

Этот подход направлен на устранение одной из главных слабостей асфальта.

Традиционное дорожное покрытие основано на битуме — материале, получаемом из нефти, который скрепляет песок и щебень. Битум позволяет дороге расширяться в жару и сжиматься в холод, однако при сильных морозах он становится хрупким. В результате появляются трещины, которые под воздействием транспорта и влаги быстро разрастаются.

Чтобы решить эту проблему, команда исследователей под руководством Эльхам Фини разработала эластичное и устойчивое связующее вещество на основе масла водорослей. В более ранних работах группа уже показала, что такие масла могут вести себя подобно битуму, при этом превосходя его по характеристикам при низких температурах.

Развивая эти результаты, ученые с помощью компьютерного моделирования проанализировали масла четырех видов водорослей. Их целью было найти варианты, которые хорошо смешиваются с твердыми компонентами асфальта и сохраняют свои свойства в условиях замерзания.

Один вид оказался особенно перспективным. Масло пресноводной зеленой микроводоросли Haematococcus pluvialis продемонстрировало наибольшую устойчивость к остаточным деформациям под воздействием смоделированной транспортной нагрузки.

Кроме того, оно обеспечивало лучшую защиту от повреждений, связанных с влагой, — одного из ключевых факторов образования выбоин.

Лабораторные испытания пошли еще дальше. Образцы асфальта с добавлением водорослевого связующего подвергались многократным нагрузкам и циклам замерзания-оттаивания, имитирующим реальные условия эксплуатации в холодном климате.

Результаты оказались впечатляющими. Асфальт с новым связующим продемонстрировал до 70% лучшую способность к восстановлению формы по сравнению с покрытием на основе традиционного нефтяного битума.

Помимо повышения долговечности, экологический эффект также значителен. Исследователи подсчитали, что замена всего 1% нефтяного связующего на материал из водорослей может снизить чистые выбросы углерода от асфальта на 4,5%.

При замещении примерно 22% асфальтовое покрытие теоретически может стать углеродно нейтральным.

По словам авторов, эта технология позволяет создавать высокоэффективные дороги без существенного роста затрат, одновременно сокращая выбросы одного из самых широко используемых строительных материалов в мире.

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram