Drogi, które same się naprawiają

To brzmi jak spełnienie marzeń kierowców i zarządców dróg. Nad rozwiązaniem pracują m.in. nasi naukowcy. Obecnie trwają badania.

Realizacja projektu pt. „Opracowanie i wdrożenie innowacyjnej technologii asfaltowych nawierzchni samonaprawialnych o wysokiej trwałości” to efekt umowy z 2019 roku pomiędzy Politechniką Warszawską (Wydziałem Inżynierii Lądowej i Wydziałem Inżynierii Materiałowej) a firmą Budimex S.A. (liderem).

– Idea tego innowacyjnego rozwiązania polega na tym, że w przypadku pojawienia się mikrorysy w eksploatowanej nawierzchni asfaltowej, znajdujące się tam mikrokaspułki zostaną rozerwane przez naprężenia rozciągające, a z ich wnętrza uwolni się środek naprawczy, który zasklepi mikrorysę – tłumaczy dr hab. inż. Michał Sarnowski z Wydziału Inżynierii Lądowej, kierownik prac prowadzonych przez PW. – W ten sposób nastąpi efekt samoleczenia nawierzchni i nie rozwiną się makropęknięcia, które mogą spowodować degradację całej konstrukcji nawierzchni.

Kluczowe znaczenie mikrokapsułek

Wydział Inżynierii Lądowej odpowiada w projekcie za opracowanie mikrokapsułek (mikrosfer) zawierających specjalne wypełnienie naprawcze, a także ich zastosowanie w mieszankach mineralno-asfaltowych do nawierzchni drogowych.

– W wyniku przeprowadzonych licznych eksperymentów opracowaliśmy na naszym Wydziale mikrokapsułki żelatynowe zawierające środek naprawczy w postaci bioestrów – opowiada dr hab. inż. Michał Sarnowski. – Przeprowadziliśmy badania właściwości asfaltów drogowych z dodatkiem tego rodzaju mikrosfer i potwierdziliśmy zdolność mikrokapsułek do pękania i uwalniania środka naprawczego w miejscach mikropęknięć lepiszcza asfaltowego.

Obecnie trwają badania mieszanek mineralno-asfaltowych zawierających asfalt z mikrokapsułkami. Następnie będą one kontynuowane w skali półtechnicznej w laboratoriach firmy Budimex.

Podczas realizacji projektu wykorzystywana jest infrastruktura badawcza utworzonej na Wydziale Inżynierii Lądowej nowej Pracowni Zaawansowanych Badań Funkcjonalnych Mieszanek Mineralno-Asfaltowych Zakładu Technologii Budowy Dróg.

Do oceny próbek wykorzystywane są zaawansowane metody mikroskopowe i tomograficzne, za które odpowiada Wydział Inżynierii Materiałowej PW.

Testy na drogach

Projekt naukowo-badawczy jest obecnie w fazie badań przemysłowych (laboratoryjnych), a w grudniu 2021 roku wejdzie w fazę badań rozwojowych, w której mają powstać drogowe odcinki testowe z zastosowaniem opracowanej innowacyjnej technologii. W tym etapie Politechnika Warszawska będzie odpowiedzialna za badania próbek pobranych z nawierzchni i ocenę efektu samonaprawy w skali rzeczywistej.

Zakończenie projektu zaplanowano na drugi kwartał 2023 r.

Projekt „Opracowanie i wdrożenie innowacyjnej technologii asfaltowych nawierzchni samonaprawialnych o wysokiej trwałości” (SeHePa – Self Healing Pavements) realizowany jest w ramach konkursu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju – Program Inteligentny Rozwój (NCBR – POIR).

Konsorcjum: Budimex S.A. (lider) i Politechnika Warszawska

Kierownik projektu na PW: dr hab. inż. Michał Sarnowski (Wydział Inżynierii Lądowej)

Zespół z PW: dr hab. inż. Michał Sarnowski, prof. dr hab. inż. Piotr Radziszewski, mgr inż. Katarzyna Konieczna, dr inż. Piotr Grzybowski, dr hab. inż. Jan Król, prof. uczelni, dr hab. inż. Karol Kowalski, prof. uczelni, dr inż. Grzegorz Cieślak, dr inż. Adam Liphardt, mgr inż. Piotr Pokorski

Czas realizacji projektu: 01.01.2020 – 30.04.2023