W środę, 24 czerwca, naukowcy z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej przedstawili projekt, a dokładnie przebieg swoich prac nad technologią, która może zrewolucjonizować budownictwo drogowe i znacząco zwiększyć poziom recyklingu materiałów. Dokładnie chodzi o „asfalt”, jaki znajduje się na drogach. W rzeczywistości jest to mieszanka mineralno-asfaltowa.

Dr inż. Agnieszka Woszuk z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej zaznacza, że 90 procent składu nawierzchni drogowej stanowi kruszywo mineralne o różnym uziarnieniu. Sam asfalt to zaledwie kilka procent całej mieszanki, jednak właśnie on odgrywa kluczową rolę, ponieważ z czasem ulega procesom starzenia.

Pod wpływem eksploatacji oraz działania czynników atmosferycznych asfalt traci elastyczność, pęka i kruszy się. To właśnie ten proces sprawia, że po latach użytkowania nawierzchnie wymagają remontów.

Cenne surowce trafiają na pobocza

Podczas modernizacji dróg stara nawierzchnia jest frezowana. Jeżeli jej stan jest odpowiedni, materiał można ponownie wykorzystać przy produkcji nowych mieszanek asfaltowych. Problem pojawia się jednak wtedy, gdy asfalt jest już mocno zdegradowany.

W takich przypadkach odzyskany materiał najczęściej służy jedynie do utwardzania poboczy czy dróg gruntowych. Zdaniem naukowców oznacza to marnowanie wartościowych surowców.

– Cena kruszywa wynosi mniej niż 100 zł za tonę, natomiast asfalt kosztuje już ponad 2,5 tysiąca złotych za tonę i jego cena stale rośnie – zaznacza dr Agnieszka Woszuk. – Powinniśmy wykorzystywać sfrezowaną nawierzchnię ponownie jako składnik nowych mieszanek asfaltowych, a nie traktować ją wyłącznie jako materiał na pobocza.

Mniej odpadów, więcej oszczędności

Projekt ma nie tylko wymiar ekonomiczny, ale również ekologiczny. Produkcja asfaltu związana jest z wykorzystaniem ropy naftowej, a budowa dróg wymaga ogromnych ilości naturalnych kruszyw.

Naukowcy zwracają uwagę, że zasoby surowców mineralnych systematycznie się kurczą. Jeszcze dwadzieścia lat temu szacowano, że krajowe złoża granitu wystarczą na ponad dwa stulecia. Dziś prognozy są znacznie mniej optymistyczne.

Rosnące zapotrzebowanie na materiały budowlane sprawia, że recykling staje się koniecznością. Każda tona materiału odzyskanego z istniejących dróg oznacza mniejsze zużycie zasobów naturalnych i ograniczenie ilości odpadów.

Chemiczne odmładzanie asfaltu

Kluczowym elementem projektu jest proces „odmładzania” asfaltu. Badacze z Politechniki Lubelskiej, Politechniki Gdańskiej i Politechniki Poznańskiej chcą przywracać zużytemu lepiszczu jego pierwotne właściwości.

– Asfalt starzeje się w wyniku przemian chemicznych zachodzących zarówno podczas produkcji, jak i użytkowania drogi. Jeśli chcemy poprawić jego właściwości, musimy działać właśnie na poziomie chemicznym – wyjaśnia dr Szymon Malinowski z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej.

Do regeneracji mają zostać wykorzystane specjalne dodatki, między innymi biopolimer pozyskiwany ze skorupiaków oraz przetworzone tworzywa sztuczne, takie jak polietylen i polipropylen. Dzięki temu możliwe będzie jednoczesne zagospodarowanie odpadów polimerowych.

Drogi, które wytrzymają dłużej

Proces technologiczny ma być stosunkowo prosty. Zniszczona nawierzchnia zostanie zerwana, następnie materiał przejdzie proces aktywacji i zostanie wymieszany z nowym kruszywem oraz świeżym asfaltem. Otrzymana mieszanka posłuży do budowy kolejnych warstw drogowych.

Według naukowców nowa technologia może zwiększyć trwałość nawierzchni o 10–20 procent. Oznacza to wydłużenie standardowego okresu eksploatacji drogi z około 20 lat nawet o dodatkowe 2–4 lata.

Choć pozornie nie jest to duża różnica, w skali całej sieci drogowej może oznaczać znaczne oszczędności oraz rzadszą konieczność przeprowadzania kosztownych remontów.

Ponad 11 milionów złotych na innowacje

Projekt pod nazwą „Opracowanie nowatorskiej technologii aktywacji materiałów z recyklingu nawierzchni asfaltowych” otrzymał ponad 11,5 mln zł dofinansowania w ramach programu TEAM NET FENG Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Skala sukcesu jest znacząca – spośród 65 zgłoszonych konsorcjów wybrano jedynie osiem projektów. Badania potrwają trzy lata i obejmą zarówno opracowanie technologii, jak i przygotowanie jej do wdrożenia w praktyce.

Koncepcję przedsięwzięcia przygotował zespół naukowców z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej: dr inż. Agnieszka Woszuk, dr Szymon Malinowski oraz prof. Wojciech Franus.

Jeżeli projekt zakończy się powodzeniem, zużyte drogi przestaną być problemem wymagającym kosztownej utylizacji. Staną się wartościowym źródłem surowców, z których powstaną kolejne, bardziej trwałe i przyjazne środowisku nawierzchnie.

fot. Tomasz Maślona

fot. Tomasz Maślona