Исследовательская группа из Королевского университета Онтарио в Канаде, при участии ученых из Юго-Западного университета Цзяотун (КНР) представила детальные выводы об относительных преимуществах применения в дорожном строительстве вяжущего битума из нефтеносных почв провинции Альберта, произведенного с минимальной очисткой. Об этом сообщает The Conversation. Перевод основных положений публикации представлен изданием Discover24.
Вяжущее вещество для асфальта, изготовленное из битума нефтеносных песков канадской провинции Альберта, признано «идеальным сырьем» для покрытия до 40 миллионов километров дорог в мире, причем сделанного экономично и экологически безопасно. Учитывая постоянную потребность всех стран мира в ровных и безопасных дорогах, это открывает отрасли новые перспективы.
Научная группа из Королевского университета Онтарио исследовала характеристики асфальтовых дорог в течение их жизненного цикла за последние 30 лет, и предоставила выводы об относительных преимуществах простого вяжущего битума из нефтеносных почв провинции Альберта, произведенного с минимальной очисткой и без модернизации существующего оборудования.
Битум Альберты имеет низкое содержание воска, что делает его очень желательным для производства асфальтовых вяжущих компонентов. Низкое содержание парафина означает, что отслужившее свой срок дорожное покрытие можно перерабатывать и снова пускать в дело, поддерживая реальную экономику замкнутого цикла.
Дорожные покрытия выходят из строя из-за интенсивного движения, экстремальных температур и неправильного использования регенерированных материалов для восстановления и реконструкции старых дорог. Использование так называемых «зеленых» технологий (например, недорогого переработанного моторного масла) обеспечивает лишь краткосрочное решение этой проблемы за счет долгосрочной эффективности.
«Государственные транспортные агентства не заинтересованы в использовании более прочных связующих материалов. Тем не менее, растрескивание дорожного покрытия может быть уменьшено на 30-50 процентов путем строительства дорог, максимально использующих экологически чистое вяжущее вещество из Альберты. Это позволяет владельцам муниципальной, провинциальной и государственной инфраструктуры по всему миру сократить бюджеты на строительство и реконструкцию, сократить задержки в пути и связанные с этим расходы, а также повысить безопасность дорог», – отмечено в исследовании.
На срок службы дорожных покрытий влияют два их основных компонента: асфальтены и парафины. Асфальтены представляют собой большие молекулы, которые придают связующему составу прочность, в том числе адгезионную (прочность между клеем и другим материалом), но мало эффективны при низких температурах. Парафиновые воски часто являются естественным компонентом асфальта и встречаются в различных количествах в зависимости от источника сырья, используемого для производства вяжущего компонента.
Связующее вещество с высоким содержанием парафина становится более жестким при низких температурах, что снижает адгезию и способствует растрескиванию. Оптимальное связующее, по мнению специалистов, должно содержать минимальное количество парафина и иметь более или менее однородный состав.
В то же время строительные спецификации для асфальта часто не учитывают вяжущие вещества с плохими адгезионными характеристиками. Исследователи выявили несколько некондиционных вяжущих компонентов, которые даже в настоящее время все еще используются в дорожном строительстве в Канаде.
В то же время битумы из нефтеносных почв провинции Альберта различных сортов хорошо себя зарекомендовали сами по себе, в том числе и без добавок (при условии, что они используются с высококачественными конструкциями дорожных покрытий). Кроме того, добавление волокон ПЭТ (полиэтилентерефталата) из переработанных пластиковых бутылок может дополнительно значительно усилить асфальт.
Например, протестированный 12-летний участок асфальта в северной части Онтарио, построенный с использованием высококачественного вяжущего из Альберты и модифицированный 0,3% переработанного ПЭТ-волокна, и сегодня практически не имеет повреждений. Ожидается, что конечный срок службы покрытия составит около 38 лет – это значительное улучшение по сравнению с обычными циклами в 15-25 лет.
«Производство битумного вяжущего из нефтеносных песков Альберты не только сократит выбросы парниковых газов на 40-60 процентов, но также может увеличить срок службы дорожного покрытия на 30-50 процентов», – отмечают исследователи.