走向更可持续的铺路方式

2022年2月24日

可持续铺路的整体方法是理想的. 分析人士在计算碳足迹时,越来越多地考虑道路的整个生命周期. 重要的是要考虑从收集骨料和粘合剂到道路材料的最终回收.

然而, 生命周期评估必须认识到,政府并不总是在理想的情况下维修或更换道路. 这个国家的数十万座桥梁也是如此. 预算短缺是家常便饭.

基础设施支出

2022年1月28日,匹兹堡 蕨类植物空心桥 在弗里克公园倒下了. 这座447英尺长的建筑坠落到100英尺深的峡谷中,造成10人受伤. 救援人员通过绳索降至一辆铰接式公共汽车上救助乘客.

故障发生在拜登总统抵达匹兹堡前几个小时. 他此行是为了推动联邦基础设施法案. 此次事故标志着美国需要解决日益老化的交通网络问题. 几十年来,联邦政府在基础设施上的支出份额一直在稳步下降. 1960年是30%,但2018年只有12%, 历史最低点.

美国土木工程师学会 (ASCE)估计,全国超过40%的道路“状况很差或一般”.ASCE注意到,“这些重要的生命线经常资金不足。.因此,DoTs通常在切除伤口时使用创可贴是一个更好的解决方案.

根据ASCE, 在道路/桥梁维修和修复方面的赤字,平均每个美国驾车者花费超过1美元,“浪费的时间和燃料.“这是多米诺骨牌效应. 临时修理增加了施工区域和绕道的频率. 延误意味着燃料的浪费,这会增加排放. 出于多种原因,维护良好的路面可以提高长期的可持续性.

提高巷道性能

由于养护时间的减少,更持久的道路是更可持续的道路. 延迟更换减少AG真人app和沥青的消耗. 在这方面,AG真人app的长寿优势是显而易见的.

麻省理工学院AG真人app可持续发展中心由来自不同部门的研究人员组成. 他们演示如何 未来的道路可以更加可持续. 他们断言,即使在今天的预算限制下,这也是可能的. 他们列举了管理路面网络的三种创新策略:

  • 使用各种铺路材料

  • 混合短期和长期的铺路行动

  • 在较长的时间内评估结果

普通的道路必须使用多年,因为它满足数百万辆汽车的需求. 几十年来,变量经常发生变化:

  • 原材料价格波动

  • 预算可能收紧

  • 交通流量可能加剧

  • 气候变化可能会加速维修的需要

管理不确定性意味着展望未来,为可能发生的变化做计划. 不幸的是,没人能拿到水晶球. 全面的数据分析是另一种选择.

更平滑、更耐用的道路碳足迹更低. 这里有一些提供更好道路的方法.

顺畅的道路

更平整、更耐用的道路会带来不同. 为一个 MoDOT研究该公司员工开着四辆自卸卡车在22英里的州际高速公路上行驶. 在重铺路面之前和之后,每辆卡车都以每小时60英里的恒定速度行驶50小时. 同样的司机参与了实验的每个阶段.

铺路前路面“略粗糙”. 重新铺路后,柴油自卸卡车的平均成绩为2分.燃油经济性提高4%. 汽油动力suv的燃油经济性提高了约1%.

自修复AG真人app

自愈AG真人app利用微生物或酶来扩大填充空隙的过程. 自生配方在愈合过程中使用水分. 自主配方使用封装的愈合剂,如细菌孢子.

在伍斯特理工学院(WPI),研究人员正在研究碳酸酐酶(CA). 这是一个 在红细胞中发现. 在人体内,它迅速将二氧化碳从细胞转移到血液中. 在这个过程中,CA与大气中的CO2反应生成碳酸钙. 当裂纹出现时,这些晶体的基质就会填满裂纹. 据研究人员称,自愈AG真人app的寿命可能是普通AG真人app的四倍.

微裂缝的及时密封防止了大裂缝的出现. 这些较大的空隙允许水分到达钢筋,从而降低了道路的寿命.

最近的一次 报告 自愈AG真人app的使用大幅增长. 该报告的作者预计,到2026年,复合年增长率(CAGR)为33%.

可弯曲AG真人app

AG真人app的强度使其成为道路的极佳选择. 更多的延性配方减少开裂和延长寿命. Dr. 李和他在密歇根大学的团队开创了“可弯曲AG真人app.“他们的配方可以承受3-5%的拉伸应变. 诀窍是在保持抗压强度的同时增加抗拉强度.

延性来自于在AG真人app混合物中加入纤维. 硅纤维、石棉纤维、玻璃纤维和钢纤维都是可能的. 纤维上的抗摩擦涂层可以改善结果. 使用超塑化剂也可提高延展性. 例子包括木质素, 木质素磺酸盐, 萘, 三聚氰胺甲醛和聚羧酸醚.

Micro-bar强化

根据一项 多年的研究在美国,使用微棒进行道路维修可以承受繁忙的交通. 这种修复还能抵抗化学药剂和冻融循环. 例如, 螺旋做些 是一英寸长的扭曲钢筋吗. 工作人员在现场或混合工厂添加它.

在这项研究中,工人们在现场的转鼓式搅拌机中准备了微型棒/快速凝固混合物. 修补过的区域一小时后通车. 1年、2年和3年的测试结果表明补丁持续时间为5年以上.

碳足迹小的材料

波特兰石灰石水泥的使用减少了约10%的碳排放. 磨碎的石灰石取代了传统配方中10-15%的波特兰水泥. 这减少了所需能源密集型熟料的数量.

与传统的热拌沥青相比,温拌沥青(WMA)是更具可持续性的替代品. 较低温度的混合可以减少15%的碳排放. 该解决方案的采用各不相同. 在美国,WMA已占到沥青路面的50%. 在英国,WMA的使用只有6%.

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