Пермские ученые разработали асфальтобетон с оптоволокном
Новая разработка не только улучшает прочностные характеристики дорожного покрытия, но и способствует утилизации отходов пластика и стекла, уменьшая их негативное воздействие на окружающую среду, сообщили в пресс-службе университета.
Преимущества новой технологии
Ключевой особенностью разработки стало использование оптического волокна вместо углеродного, которое ранее применялось в качестве армирующего наполнителя в асфальтобетоне.
Как отметили в ПНИПУ, углеродное волокно имеет низкую адгезию с битумом, что снижает прочность покрытия. Оптоволокно, напротив, обеспечивает лучшее взаимодействие материалов, повышая долговечность и устойчивость дорожного покрытия.
Экологический аспект
Остатки оптоволокна, не пригодные для прямого использования, содержат пластик и стекло, которые обычно оказываются на свалках или в водоемах. При разложении они выделяют токсичные вещества, такие как свинец, мышьяк и кадмий.
Ученые предложили утилизировать эти отходы в строительстве дорог, мостов и аэродромов, тем самым сокращая вредное воздействие на природу.
Экономическая эффективность
Разработанный асфальтобетон дешевле традиционных аналогов, лучше адаптируется к различным температурным условиям и увеличивает прочность дорожного покрытия, что делает его перспективным для массового внедрения.
В ходе исследований были протестированы четыре смеси асфальтобетона с разным содержанием оптоволокна: 0,1, 0,5, 1 и 1,5%.
Наилучшие результаты показала смесь с содержанием 1,5% оптоволокна. В данном случае предел прочности при температуре +20 °C составил 4,3 МПа. При температуре +50 °C – 2,12 МПа.
Устойчивость к трещинам при температуре 0 °C достигла 4,48 МПа, что выше, чем у остальных образцов.
Прочие характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 9128.
Профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ Константин Пугин отметил, что использование именно 1,5% оптоволокна оказалось оптимальным: при таком содержании достигается максимальная прочность и трещиностойкость покрытия. Превышение этого уровня, напротив, ухудшает характеристики материала.
Заключение и перспективы
По предварительным оценкам, использование оптоволокна в асфальтобетоне увеличивает трещиностойкость дорожного покрытия на 10–15%. Это особенно важно для регионов с суровыми климатическими условиями, где дороги подвергаются значительным температурным перепадам.
Разработка была выполнена в рамках государственной программы «Приоритет 2030», направленной на поддержку инновационных исследований. Новый вид асфальтобетона может найти широкое применение в строительстве и ремонте дорог, мостов и аэродромов, обеспечивая более прочные и экологически безопасные покрытия.
Запатентованная технология открывает перспективы как для утилизации промышленных отходов, так и для повышения качества дорожной инфраструктуры в России.
Преимущества новой технологии
Ключевой особенностью разработки стало использование оптического волокна вместо углеродного, которое ранее применялось в качестве армирующего наполнителя в асфальтобетоне.
Как отметили в ПНИПУ, углеродное волокно имеет низкую адгезию с битумом, что снижает прочность покрытия. Оптоволокно, напротив, обеспечивает лучшее взаимодействие материалов, повышая долговечность и устойчивость дорожного покрытия.
Экологический аспект
Остатки оптоволокна, не пригодные для прямого использования, содержат пластик и стекло, которые обычно оказываются на свалках или в водоемах. При разложении они выделяют токсичные вещества, такие как свинец, мышьяк и кадмий.
Ученые предложили утилизировать эти отходы в строительстве дорог, мостов и аэродромов, тем самым сокращая вредное воздействие на природу.
Экономическая эффективность
Разработанный асфальтобетон дешевле традиционных аналогов, лучше адаптируется к различным температурным условиям и увеличивает прочность дорожного покрытия, что делает его перспективным для массового внедрения.
В ходе исследований были протестированы четыре смеси асфальтобетона с разным содержанием оптоволокна: 0,1, 0,5, 1 и 1,5%.
Наилучшие результаты показала смесь с содержанием 1,5% оптоволокна. В данном случае предел прочности при температуре +20 °C составил 4,3 МПа. При температуре +50 °C – 2,12 МПа.
Устойчивость к трещинам при температуре 0 °C достигла 4,48 МПа, что выше, чем у остальных образцов.
Прочие характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 9128.
Профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ Константин Пугин отметил, что использование именно 1,5% оптоволокна оказалось оптимальным: при таком содержании достигается максимальная прочность и трещиностойкость покрытия. Превышение этого уровня, напротив, ухудшает характеристики материала.
Заключение и перспективы
По предварительным оценкам, использование оптоволокна в асфальтобетоне увеличивает трещиностойкость дорожного покрытия на 10–15%. Это особенно важно для регионов с суровыми климатическими условиями, где дороги подвергаются значительным температурным перепадам.
Разработка была выполнена в рамках государственной программы «Приоритет 2030», направленной на поддержку инновационных исследований. Новый вид асфальтобетона может найти широкое применение в строительстве и ремонте дорог, мостов и аэродромов, обеспечивая более прочные и экологически безопасные покрытия.
Запатентованная технология открывает перспективы как для утилизации промышленных отходов, так и для повышения качества дорожной инфраструктуры в России.