Бечевка способна заменить битум в дорожном строительстве

Опубликовано ДОМ ИДЕЙ - пт, 05/07/2021 - 13:50

Вязаная дорога

Решение для загородных дорог

Как известно, основным компонентом дорожного асфальта является камни различных типоразмеров (щебень и гравий разных фракций). Они спрессованы и склеены между собой битумным связующим. Швейцарские учёные вместо битума предлагают использовать буквально «связывающие» камни материалы.

 

Плетение дорожного полотна как перспективная строительная технология

Исследователи EMPA утверждают, что такой тип механического армирования дорожного полотна кардинально изменит технологию дорожного строительства, резко снизит экологическую нагрузку и поможет экономить ценные ресурсы.

Сама идея стала продолжением художественного музейного проекта. В нём столбы, сложенные из оплетённого нитками гравия, продемонстрировали исключительную устойчивость. При этом для их постройки не были использованы битум, цемент или какое-либо другое связующее вещество. Лабораторные испытания показали, что гравийные столбы высотой 80 см и диаметром 33 см выдерживают давление в 200 кН, что соответствует нагрузке в 20 тонн.

Заклинивание щебня за счёт плетения

Единственным инструментом «скульпторов» была роботизированная рука, которая плела между слоями гравия «мандалу» из хозяйственной бечёвки. В результате был получен характерный для гранулированных материалов эффект «заклинивания». Гравий оказался буквально спрессован таким образом, чтобы куча разрозненных камней держала форму и вела себя под нагрузкой как монолитное твёрдое тело.

Разрушение асфальтового полотна

«Вязаное» дорожное покрытие имеет целый ряд преимуществ. Во-первых, отказ от нефтяного битума помимо экономии ресурса позволит снизить количество выбросов как во время производства битума, так и в период эксплуатации дороги. При этом асфальтовое покрытие ещё и непроницаемо для дождевой воды. Также из-за битума дорожное полотно не способно восстановиться после деформаций — возникают трещины и колеи.

Ожидается, что можно будет использовать для строительства дорог более распространённые и дешёвые горные породы. Причём такое дорожное покрытие станет 100% утилизируемым. Наконец, технология позволит создавать рулонные дороги, которые можно привезти на место и раскатать как рулонный газон.

Роботизированное плетение

 

 

При этом роботизированная рука играет центральную роль. Он размещает на слоях гравия стандартную бечевку в запрограммированном порядке. Исследователи детально изучают влияние на устойчивость дорожного покрытия различных узоров и ширины плетёной ячейки.

Варианты плетенияВарианты плетения

Лабораторные испытания на нагрузку показывают, что благодаря опутыванию нитью отдельных камней гравийный пакет может без значительных деформаций выдержать давление в 5 кН (полтонны). Обычно в асфальте эту задачу выполняет вяжущий битум. Готовятся испытания на динамическую нагрузку с давлением качения, аналогичные условиям, которые приходится выдерживать дорожному покрытию.

empa.ch