Дорожное покрытие из асфальта используется уже более ста лет, и даже существуют роботизированные системы для обнаружения и ремонта выбоин. Однако, химические процессы, происходящие с асфальтом под воздействием времени и погодных условий, до сих пор не полностью исследованы. Углубленное понимание этих процессов позволило бы точнее прогнозировать появление выбоин и осуществлять замену асфальта до образования опасных участков. Именно такой цели стремятся достичь исследователи из Научно-технологического университета Миссури.
Команда ученых под руководством доктора Клауса Воелка, профессора химии в Missouri S&T, начала свою работу с анализа образцов асфальта с помощью спектрометра. Этот прибор способен измерять отличия в физических характеристиках материала путем «возбуждения» его с помощью ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). Со временем асфальт претерпевает изменения, становясь более хрупким под воздействием кислорода, солнечного света и разнообразных погодных условий. Разрабатываемая технология команды Воелка может помочь местным муниципалитетам выявлять эти изменения на дорогах и определять участки дорожного покрытия, которые разрушаются.
Доктор Воелка сравнивает разработку с «МРТ для раннего выявления рака, но для разрушения асфальта». Полученные результаты могут способствовать разработке стандартов для материалов, восстанавливающих асфальт. Это станет значительным преимуществом для компаний, которые массово производят такие регенерационные масла и сотрудничают с различными дорожными департаментами по всей стране.
Поддержание асфальтовых дорог в надлежащем состоянии является сложной задачей не только из-за комплексных химических процессов, но и потому, что каждая дорога требует индивидуального подхода в зависимости от региональных условий. Например, потребности дорог в Миннесоте существенно отличаются от дорог в Луизиане, поскольку местный климат оказывает значительное влияние.
Именно по этой причине Техас разработал пластиковые дороги для решения проблем, связанных с тепловыми волнами. Экстремальная жара в таких регионах, как Техас, приводит к размягчению асфальта, что облегчает образование трещин и других деформаций под нагрузкой от движущихся транспортных средств. Аналогично, были проведены эксперименты с самовосстанавливающимся бетоном, который может предотвращать образование выбоин.
Однако, обычный асфальт выдержал испытание временем не просто так. Он считается наиболее экономичным вариантом для строительства дорог, а ремонт поврежденного асфальта относительно дешев и прост. Наибольшей проблемой устойчивой пригодности асфальта является быстрое образование выбоин. Именно поэтому исследования в Missouri S&T настолько важны, ведь они могут проложить путь к более устойчивым дорожным покрытиям и усовершенствованным методам восстановления асфальта.
