Select Page


TVN24: Sposób na drogie paliwo? Twardsze drogi


 

O dobrych nawierzchniach marzą wszyscy kierowcy. Teraz wsparli ich amerykańscy naukowcy, którzy przekonują, że użycie twardszych i sztywniejszych materiałów do budowy dróg oznacza oszczędność paliwa i mniejszą emisję spalin. Poprawa jakości nawierzchni według ich wskazówek to w perspektywie zysk dla środowiska, ale także dla naszych portfeli.
Nowe badania inżynierów z prestiżowego Massachusetts Institute of Technology (MIT) pokazują, że zastosowanie sztywniejszych niż obecnie nawierzchni dróg może zmniejszyć zużycie paliwa nawet o 3 procent. W samych Stanach Zjednoczonych mogłoby to przynieść oszczędności wynoszące – według obecnych cen paliwa – ok. 15,6 mld dol. rocznie. Dodatkowo spowodowałoby to roczny spadek emisji dwutlenku węgla o 46,5 mln ton.
Miękki asfalt zapada się jak piasek
W badaniach, których wyniki opublikowało czasopismo „Transportation Research Record” po raz pierwszy dla sprawdzenia związku między odkształcaniem nawierzchni a zużyciem paliwa zastosowano modelownie matematyczne zamiast eksperymentu drogowego.
Modelując siły działające podczas tarcia gumowej opony o nawierzchnię, naukowcy stwierdzili, że w związku ze sposobem, w jaki rozpraszana jest energia, maksymalne odkształcenie nawierzchni następuje z tyłu toru jazdy. W związku z tym opony cały czas przesuwają się po lekkim nachyleniu, co zwiększa zużycie paliwa.
To proces podobny do tego, jaki zachodzi podczas spaceru po plaży. Z każdym krokiem po piasku stopa zapada się w nim od pięty po palce, wymagając od pieszego zużycia większej energii niż podczas marszu po twardej powierzchni.
Zmienić budulec albo grubość warstw
Analogicznie twardsze, mniej uginające się nawierzchnie powodują mniejsze zużycie paliwa w pojeździe, a tym samym obniżą emisję spalin. Dla osiągnięcia takiego efektu do budowy dróg trzeba użyć materiałów o odpowiednich właściwościach lub zwiększyć grubość warstw asfaltowych. Można go też uzyskać, stosując warstwy betonowe lub asfaltowo-betonowe struktury kompozytowe czy też zmieniając grubość lub skład podkładu drogi.
Franz-Josef Ulm, jeden z autorów badań, uważa, że dotychczasowe próby zbadania możliwości ograniczenia emisji nie mogły przynieść obiektywnych wyników, bo były przeprowadzane metodą empiryczną i skupiały się głównie na szorstkości nawierzchni.
Według badacza takie podejście skutkowało różnicami w wynikach i nie odpowiadało realnym warunkom. – Gdzie znajdziemy identyczne drogi na takiej samej glebie i w tych samych warunkach? – pyta naukowiec.
Wykorzystali dane z 5643 odcinków dróg
Żeby uniknąć błędów w swoich badaniach, Ulm ze współpracownikami postanowili się posłużyć analizą statystyczną. Wyznaczyli kluczowe parametry dla analizy właściwości nawierzchni – jej struktury (grubość) i materiału (sztywność i typ podłoża). Jak argumentują, taki model matematyczny opiera się na rzeczywistych zachowaniach nawierzchni pod wpływem obciążenia. Naukowcy wykorzystali do jego tworzenia danych o 5643 reprezentatywnych odcinkach amerykańskich dróg.
Według szacunków łączne efekty chropowatości i odkształcenia nawierzchni dróg powodują zużycie od 26 tys. do 34 tys litrów na jeden pasu ruchu długości mili (1,6 km) mocno ruchliwej drogi. Można je zmniejszyć właśnie przez zastosowanie bardziej dopasowanych do warunków budulców dróg.
Droższe, ale bardziej wydajne
– Marnujemy paliwo niepotrzebnie, bo przy konstrukcji nawierzchni bierze się pod uwagę bardziej minimalizację kosztów początkowych niż wydajność – mówi drugi autor badań, Mehdi Akbarian. – Tymczasem trzeba pamiętać, że wpływ, jaki pośrednio nawierzchnie wywierają na środowisko, zależy od różnych warunków, którym one podlegają.
Naukowcy są przekonani, że można zminimalizować ten wpływ na środowisko, zachowując jednocześnie wydajność dróg. Według nich początkowe nakłady na nowe drogi budowane z odpowiednich materiałów szybko się zwrócą nie tylko dzięki zmniejszeniu zużycia paliwa i emisji dwutlenku węgla, ale także mniejszym kosztom utrzymania nawierzchni, które dłużej zachowają dobry stan i nie będą wymagały konserwacji.

Źródło: www.tvn24.pl


 

Katagoria: inne sprawy techniczne
Słowa kluczowe: 
Opublikowano 5 lat temu.