Ekologia

Nawierzchnie wykonane z gumy z recyklingu wytrzymują dwa razy dłużej i są odporne na działanie promieni słonecznych

Nowe badania wykazały, że guma ze zużytych opon działa jak filtr przeciwsłoneczny na drogi i zmniejsza o połowę stopień uszkodzenia słonecznego po zmieszaniu z bitumem.

Inżynierowie RMIT University współpracowali z Tire Stewardship Australia (TSA), aby odkryć idealną mieszankę, która jest zarówno odporna na promieniowanie UV, jak i na obciążenia ruchem, z potencjałem do zaoszczędzenia milionów rządów na konserwacji dróg rocznie.

W przeciwieństwie do większości elementów infrastruktury zewnętrznej – takiej jak sprzęt do zabaw i meble ogrodowe – drogi nie są zaprojektowane z żadną osłoną przeciwsłoneczną, co czyni je podatnymi na pękanie i potencjalnie niebezpieczną jazdą.

Według Narodowej Komisji Transportu stany i terytoria australijskie wydały prawie 2,9 miliarda dolarów na utrzymanie dróg w latach 2019–2020.

Zastosowanie gumy z recyklingu nie tylko zapewnia ochronę przed słońcem, ale stanowi obiecujące zrównoważone rozwiązanie kryzysu związanego z używanymi oponami w Australii. Używane opony w Australii podlegają zakazowi eksportu od grudnia r. 2020.

Podczas gdy wysiłki badawcze koncentrowały się na poprawie trwałości dróg pod względem natężenia ruchu, starzenia termicznego i zdarzeń związanych z pogodą, uszkodzeniom słonecznym poświęcano niewiele uwagi, aż do teraz.

Ochrona przeciwsłoneczna

Nowe badanie prowadzone przez profesora nadzwyczajnego Filippo Giustozzi z Uniwersytetu RMIT zapewnia zrównoważone rozwiązanie ochrony dróg przed promieniowaniem UV, a wyniki opublikowano w Journal of Cleaner Production.

„Odkryliśmy, że trend starzenia się zostaje spowolniony, gdy dodaje się okruchy gumy, które są odzyskiwane ze zużytych opon, na wierzchnią warstwę drogi”, powiedział Giustozzi.

„Działa to tak skutecznie jak filtr przeciwsłoneczny na drogi, że w rzeczywistości sprawia, że nawierzchnia jest dwa razy dłuższa niż zwykły bitum.

„Wiedzieliśmy, że promieniowanie UV będzie czynnikiem degradacji dróg, ale nie w jakim stopniu ani jak się przed nim chronić, ponieważ nikt tak naprawdę nie zwracał uwagi na ten aspekt”.

RMIT jest jednym z niewielu uniwersytetów w Australii, który posiada maszynę UV do badań asfaltu, która może symulować starzenie się związane z pogodą i jest zwykle używana do testowania farb do mebli ogrodowych.

Zespół Giustozziego użył tej maszyny do symulacji długoterminowego wpływu degradacji słonecznej w laboratorium na bitum o różnych stężeniach okruchów gumy: od niskiego stężenia 7,5% do średniego 15% i wysokiego 22,5%.

Po półtora miesiąca ciągłej ekspozycji w maszynie UV – co odpowiada około rocznemu promieniowaniu UV Melbourne – zmierzyli zmiany właściwości chemicznych i mechanicznych asfaltu.

Giustozzi powiedział, że bitum zmieszany z wysokim stężeniem okruchów gumy z opon poddanych recyklingowi wykazał o 50% mniejsze uszkodzenia spowodowane promieniowaniem UV w porównaniu ze zwykłym bitumem.

Chociaż użycie większej ilości gumy było lepsze pod względem odporności na promieniowanie UV, Giustozzi powiedział, że ważne jest również zrównoważenie tego z wydajnością mechaniczną. „Nie chcesz czegoś, co jest odporne na promieniowanie UV, ale nie jest odporne na ciężarówki”, powiedział.

„Stwierdziliśmy, że dodanie od 18% do 22% okruchów gumy zapewnia idealną równowagę pod względem poprawy odporności na koleiny i zmęczenie na obciążenia ruchem, przy jednoczesnej odporności na starzenie się promieniami UV”.

Zrównoważone rozwiązanie problemu zużytych opon w Australii

Zużytych opon w Australii nie można eksportować, co sprawia, że coraz większe znaczenie mają nowe metody ich recyklingu i ponownego przetwarzania.

Ale dyrektor generalna TSA, Lina Goodman, powiedziała, że podczas gdy Australia wyprodukowała około 450 000 ton wycofanych z eksploatacji opon w roku 2021, tylko około 70% z nich zostało poddanych recyklingowi lub powtórnie przetworzonym.

Goodman powiedział, że zachęciły ich badania pokazujące opłacalność i korzyści płynące z używania okruchów gumy z opon wycofanych z eksploatacji, nie tylko na drogach i infrastrukturze cywilnej, ale także w wielu sektorach.

„Cieszymy się, że możemy współpracować przy tym projekcie z przemysłem i czołowymi badaczami z Uniwersytetu RMIT”, powiedział.

„Podejście wieloorganizacyjne toruje drogę do nowych innowacji i możliwości przekształcenia tego zasobu w produkt o wartości dodanej”.

Giustozzi powiedział, że dodatkową zaletą okruchów gumy jest to, że jest ona już szeroko stosowana, w tym na niektórych drogach, ale rady i władze państwowe, które z niej korzystają, nie były świadome tego efektu „filtra przeciwsłonecznego” ujawnionego w badaniach.

„Mamy nadzieję, że te badania to zmienią i otworzą nowe możliwości”.

Badanie to było wspierane przez TSA.

„Ekspozycja okruchów asfaltu modyfikowanego gumą na działanie promieniowania UV: środek przeciwsłoneczny na bazie odpadów do dróg” został opublikowany w Journal of Cleaner Production (DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.113372).


irme.pl

Źródło: RMIT Australia