Es verschlechtert Ihr Auto, verlangsamt Ihren Tag und könnte sogar Ihr Leben beenden. Es scheint, dass überall schlechte Straßen sind - und die globale Erwärmung hilft nicht. Risse verwandeln sich schnell in Schlaglöcher, und Schlaglöcher verwandeln sich in einen unglaublich langsamen und nervigen ProzessDas verlangsamt alle Straßenarbeiten. Risse, größere Straßenarbeiten und unglaublich störende Schlaglöcher könnten jedoch bald der Vergangenheit angehören. Wissenschaftler arbeiten an ausgeklügelten Methoden, um Straßen vollständig wiederherzustellen, indem sie die Haltbarkeit verbessern, aber nicht auf herkömmliche WeiseUm sich auf die Verbesserung der Festigkeit einer Straße zu konzentrieren, versuchen Wissenschaftler, selbstheilende Straßen zu entwickeln.
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Selbstheilende Straßen
Selbstheilende Eigenschaften sind in der Materialwissenschaft relativ neu. Wenn ein Objekt sich selbst heilen kann, muss es nicht ersetzt werden. Die Produktlebensdauer ist ein entscheidender Faktor, der insbesondere bei Straßenarbeiten maximiert werden sollte. Fast jeder genießt das Öffnen vonEine neue Straße, die sich ein paar Minuten vor dem Pendeln rasieren könnte, niemand repariert sie gerne. Straßen versagen und Regierungen können mit den Reparaturen nicht Schritt halten. Es ist eine Tatsache, die jeden Geld kostet - und viel davon .
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Das globale Straßennetz erstreckt sich über eine beeindruckende 16,3 Millionen Kilometer . Die Aufrechterhaltung des Betriebszustands einer Straße ist unerlässlich, um den Transport und den regelmäßigen Pendelverkehr nicht zu stören. Straßen sind ständigem Verschleiß und Stress ausgesetzt. Sie reißen und verschlechtern sich im Laufe der Zeit. Infolgedessen haben moderne Straßen eine Lebenserwartungvon 20-40 Jahre abhängig von der Schwere und den Bedingungen, denen es ausgesetzt ist. Sobald der Schaden die Funktionalität beeinträchtigt, muss die Straße ersetzt werden. Wie erwartet ist das Ersetzen von Straßen eine unglaublich teure und störende Aufgabe. Die Wissenschaftler verbessern sich jedochüber neue innovative Techniken zur signifikanten Erhöhung der Straßenhaltbarkeit. Mit einigen vielversprechenden Methoden glauben Wissenschaftler, dass sie dies können mehr als doppelt die Lebensdauer einer Straße. Wenn sie implementiert werden, können selbstheilende Straßen die wirtschaftlichen und sozialen Aspekte jedes Landes erheblich verbessern.
Die Straßen erfordern weniger Wartung, erhöhen die Produktivität und senken gleichzeitig die Kosten. Selbstheilende Straßen übertreffen herkömmliche Straßen bei weitem. Selbstheilender Asphalt kann den Verkehrsfluss verbessern, die Instandhaltung verringern und die Lebensdauer einer Straße leicht verlängern. 80 Jahre . Die Haltbarkeit verschiebt sich von der Idee der Schadensminimierung in die neue Ära von Selbstheilung Fähigkeiten.
Die Technik
Während sich Solarstraßen als technischer Fehler herausstellten, könnten sich selbstheilende Straßen dennoch als technisches Wunder erweisen.
Asphalt, eine der Schlüsselverbindungen, aus denen eine Straße besteht, ist ein natürlich selbstheilendes Material. Bei einer angemessenen Ruhezeit behält Asphalt die Fähigkeit dazu. Wiederherstellung der Steifheit und Festigkeit . Unter der intensiven Hitze der Sonne, die durch die natürliche Neigung von Asphalten zur Wärmeaufnahme verstärkt wird, kehrt Asphalt in einen etwas weniger viskosen Zustand zurück wie an den heißen Sommertagen, an denen sich die Straße in Gänsehaut verwandelt. Das Material dehnt sich leicht ausVersiegelt aufgrund der Wärmeausdehnung Mikrorisse, die sich auf natürliche Weise aus dem Verkehr entwickeln.
Wie sich herausstellt, können durch die einfache Zugabe kleiner Stahlfasern die Selbstheilungskräfte von Asphalt erheblich gesteigert werden. Erik Schlangen Ein Materialwissenschaftler an der Universität Delft in den Niederlanden glaubt, dass dies die Lösung für selbstheilende Straßen ist.
Wie es funktioniert
Das Geheimnis liegt in der Leitfähigkeit des Stahls. Durch einfaches Fahren eines Induktionsmaschine * Über dem gefährdeten Bereich erwärmt sich der Stahl und erhöht effektiv die Temperatur des Asphalts. Der erhitzte Asphalt wird dann so formbar, dass er praktisch flüssig ist. Von dort aus beginnen sich Risse abzudichten und Schlaglöcher zu bildenRemission, die den Weg zu seinem formalen Glanz wiederherstellt.
* Beim Induktionserhitzen wird ein Metall schnell mit einem Magneten erwärmt. Dabei wird ein Wechselstrom durch eine Reihe von Spulen geleitet, was zu einem oszillierenden Magnetfeld führt. Das Magnetfeld erwärmt dann Moleküle in einem ferromagnetischen Metalleine Substanz, die sehr anfällig für Magnetisierung ist - in diesem Fall die Stahlfasern.
Induktionserwärmungsprozess der selbstheilenden Straße [Bild] Quelle : Universität Granada über ResearchGate ]
Ergebnisse der selbstheilenden Straße nach Exposition gegenüber Induktionserwärmung [Bildquelle : Universität Granada über ResearchGate ]
Der Prozess ist technisch nicht vollständig "selbstheilend", da eine Induktionsmaschine erforderlich ist, um den Heilungsprozess einzuleiten. Er ist jedoch hochwirksam und ausreichend billiger als das Sperren der Straße für ein vorübergehendes Pflaster oder eine neue Straße vollständig. A.Prozess, der Tage dauert.
Der Weg in die Zukunft
Die Niederlande haben bereits selbstheilende Straßen implementiert und die Versuche laufen perfekt. Die Technik wurde bereits auf zwölf verschiedenen Straßen getestet und alle sind in makellosem Zustand. Die Durchführbarkeit der neuen Methode wird jedoch nur einmal bestätigtDie Straßen überschreiten die 10-Jahres-Schwelle - die Zeit, ab der herkömmliche Straßen repariert werden müssen.
Der Ansatz kostet 25 Prozent mehr als herkömmlicher Asphalt, aber mit dem vielversprechenden Anreiz einer doppelten Lebensdauer könnten die Niederlande sparen 90 Millionen Euro ein Jahr, wenn auf allen Straßen implementiert.
Die Implementierung von Stahlfasern entlang der Straße bietet zusätzliche Vorteile. Die Drähte können problemlos Strom leiten, wodurch das Potenzial des drahtlosen Fahrens für Elektrofahrzeuge entsteht.
„Wenn Sie Stahlfasern in den Asphalt einlegen, können Sie Informationen an den Asphalt senden, sodass möglicherweise Elektroautos auf der Straße, auf der sie fahren, aufgeladen werden können“, sagt Schlangen. „Das ist früh, aber wir werden es tunMachen Sie einige Versuche vor einer Ampel, bei der die Idee ist, dass Sie Ihr Auto ein wenig aufladen können, während Sie im Verkehr warten. “
Die Idee, Induktionsheizungsstraßen zu verwenden, stammt aus 1968 als LD Minsk einen elektrisch leitenden Asphaltbelag entwickelte und patentierte. Der mit Graphen einem leitfähigen Medium infundierte Belag konnte durch Induktion erwärmt werden, um Schnee und Eis von der Straße zu schmelzen. Die Idee lief jedoch aus.
Einführung neuer Straßen
Angesichts der steigenden Kosten für Kraftstoffe und der damit verbundenen steigenden Kosten für Straßen wird die Technik derzeit verfeinert, um die Selbstheilung zu verbessern. Die Menschheit stützt sich auf ein ausgedehntes globales Straßennetz, das Einfluss hat. Zivilisation ' Wohlstand und wirtschaftliche Entwicklung . Wie die Europäische Kommission feststellt :
„Transport“ Die Infrastruktur beeinflusst sowohl das Wirtschaftswachstum als auch den sozialen Zusammenhalt. Eine Region kann ohne ein effizientes Verkehrsnetz nicht wettbewerbsfähig sein. “
Heute ist die Abhängigkeit von Straßen nach wie vor stärker als je zuvor. Trotz einer sich ständig entwickelnden Welt bleiben die Straßen unverändert wie vor 100 Jahren.
Die Straßen werden immer größer und die Autos schlagen weiter auf sie ein. Ganz einfach, die Regierungen können mit den Reparaturen nicht Schritt halten. Die heute verfügbaren selbstheilenden Straßen ebnen jedoch den Weg für eine bessere Zukunft mit weniger Straßenarbeiten, Kosten undSchließlich KEINE POTHOLES. Entwicklung ist noch notwendig, obwohl die Lösung gleich in der Zukunft ist.
Weitere Informationen finden Sie im Video unten.
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Geschrieben von Maverick Baker