Дослідники знаходять нові способи врятувати ваш автомобіль від передчасної несправності.

Ями на дрогах, є проблемою як багатих, так і бідних країн. Наприклад, Американська Автомобільна Асоціація нещодавно провела підрахунки, за якими, протягом останніх п’яти років, шістнадцять мільйонів водіїв, пошкодили свої транспортні засоби саме через ями на дорогах. Діапазон пошкодження варіюється від проколотих шин та зігнутих колес, до зламаної підвіски. В тій ж Америці, кількість коштів, що щорічно виділяються на ремонт доріг складає приблизно 3 мільярди доларів. Тим часом в Індії, ціна ям на дорогах іноді буває занадто великою. Адже там, щорічно, близько трьох тисяч людей помирає в наслідок аварій, що сталися через ями на дорогах.

Частіше за все, країни в яких не вистачає грошей на ремонт доріг, ігнорують проблему, даючи дорозі псуватися далі. В Британії, наприклад, для того аби відремонтувати усі дороги, потрібно не менше дванадцяти мільярдів фунтів стерлінгів. Саме тому, йде пошук усіх засобів дешевшого та якісного ремонту доріг. Декілька груп вчених, якщо не знайшли такий засіб, то принаймні наблизилися до нього.

Найчастіша причина ям на дорогах, це вода, що потрапляє у тріщини в дорозі і таким чином розмиває її основу. Найчастіше за все, така проблема виникає з асфальтовим покриттям. Сам асфальт складається із цілого набору матеріалів, які тримаються до купи за рахунок бітуму, що склеює іх. Постійна їзда по дорозі, руйнує дожне покриття на ушкодженій ділянці дороги. А в прохолодному кліматі, ситуація погіршується навіть швидше за рахунок того, що вода в тріщинах постійно застигає або відтаює. Зруйнований асфальт потім лущиться залишаючи яму.

Що ще гірше, любий ремонт, що був зроблений, довго не протримається. Аби заощадити гроші, матеріал, що використовуються для латки ям, як правило не нагрівається. Це означає, не нагрітий спеціальним обладнанням бітум не може стати достатньо рідким, аби заповнити потрібну форму та влитися належним чином в усі тріщини ями. Замість цього, матеріал просто скидається на дорогу та втрамбовується в неї. Це може бути тимчасовим ремонтом, до тих пір поки дорогу не відремонтують як треба. Але частіше за все, це затримується до майже нескінченності, що в свою чергу призводить до ще більшої кількості тріщин біля латки та ще більшої кількості ям на дорогах.

Таким чином, те що потрібно, це матеріал, якій можна було б використовувати холодним, але якій би діяв так само як і розігрітий. Ларрі Занко з Дулутського Університету в штаті Мінесота та його колеги гадають, що вони знайшли рішення цієї проблеми. Вони змішали асфальт із подрібненою залізною рудою, що містить магнетити – оксид заліза, який, як можна припустити з  його назви, має магнітні властивості. Коли магнетит вступає у швидкісну реакцію із мікрохвилями на відповідній чистоті, він нагрівається, цей феномен зветься феромагнітний резонанс.

Доктор Занко та його колеги збудували експериментальний ремонтний автомобіль та оснастили його мікрохвильовим генератором на кінці гідравлічного ковша.  Використовуючи таким чином асфальт, що містив 1-2% магнетитів, вони могли нагрівати матеріал для латки за десять хвили, аж до  100°C. Адже саме за такої температури, утрамбування асфальту, а разом з ним і ремонт дороги, є найефективнішими. Як зазначив доктор Занко, тепла температура також випаровує вологу, в подальшому покращуючи зчеплення асфальту. Зараз він та його команда намагаються зібрати необхідну кількість коштів, для того аби запустити таку технологію у різні комунальні корпорації.

Проте, певно найкращім варіантом було б зупинити формування нових ям шляхом герметизації тріщин, що їх викликають, перш ніж будь які збитки можуть бути завдані. Саме це і намагаються зробити Етьєн Жофруа із Федеральної вищої технічної школи Цюріха та Андре Стударт із швейцарської дослідницької групи під керівництвом Манфреда Партлі. Вони також домішують оксид заліза до асфальту, але в їхній роботі, асфальт гріється не за рахунок вступання в реакцію із мікрохвилями, а за рахунок дії магнітного поля.

До речі, процес, що вони використовують, також використовується і для лікування деяких пухлин. Так в пухлину, вводять наночастинки оксиду заліза, які упоперек менші за 100 нанометрів, що є мільярдними долями метра. Які потім піддаються змінам завдяки магнітному полю, яке нагріває їх та випалює хвору тканину. Під час таких експериментів, доктор Жофруа помітив, що таким самим чином можна за лічені секунди нагріти наночастинки, що містять бітум. Тому бітум стає рідкішим, він може просочитися в усі тріщини, заповнити їх та за герметизувати.

Утримання доріг, що серед складових своїх складових мають такі наночастинки, не вимагатиме більшого, ніж просто проїхатися по ним раз на рік спеціальною вантажівкою, яка може створювати потрібне магнітне поле. Але тоді треба почати будувати таки дороги, або шліфувати вже існуючі дороги із наночастинками, якщо виникає потреба. Але з іншого боку, ремонт ям, що тільки почали формуватися на поверхні дороги, означає постійну пильність. Філ Пурнел із Університету Лідса в Британії, намагається автоматизувати цей процес.

Одна із частин великого проекту доктора Пурнела та його колег з автоматизації технічного обслуговування та розвитку інфраструктури, це автоматичні системи, що можуть бути встановлені на різних транспортних засобах, що курсують по постійним маршрутам. Так, наприклад, автобуси зможуть регулярно перевіряти дороги по яким їздять, на наявність ознак пошкодження. В одній із можливих версій майбутнього, така система потім задіє ремонтного робота, якій має поремонтувати пошкодження. Такий робот, повинен буде під’їхати до новоутвореної тріщини та залити її швидко застигаючим сполучним матеріалом (таким чином асфальт може взагалі не знадобитися, оскільки нові ями не будуть формуватися). Такий ремонт звичайно може бути менш охайнішим ніж використання  наночастинок та магнетичного поля для того аби дорога сама себе гріла. Але якщо воно працює, то яка різниця?

Джерело

Переклад: Марина Фіщук



загрузка...

Читайте також

Коментарі