"Умный бетон" может дать возможность постройки высокотехнологичных и более дешевых дорог

"Саморемонтирующийся" бетон

Инфраструктура - мосты, автомагистрали, дорожное покрытие - со временем разрушается при непрерывном использовании. Однако длительность таких конструкций можно было бы продлить, если бы мониторинг повреждений проводился в режиме реального времени и их можно было бы отремонтировать на ранней стадии. Например, на севере США циклы замерзания-оттаивания зимой приводят к просачиванию воды в покрытие, где оно промерзает, расширяется и увеличивает трещины, что может привести к значительным повреждениям. Если оставить это повреждение без ремонта, оно может привести к разрушению тротуаров и мостов.

Ущерб можно определить и устранить самостоятельно. Например, на ранней стадии трещины саморемонтное покрытие активирует суперполимеры для поглощения воды и получения бетонообразного материала, который заполняет трещину. Трещины размером всего в несколько микрон можно было бы отремонтировать для предотвращения значительных повреждений путем предотвращения или задержки более поздних стадий цикла "замораживание-оттаивание".

Дорожная технология

Многие исследователи в мире работают над улучшением строительной инфраструктуры. К числу недавно исследованных технологий относятся дороги, использующие солнечную энергию, полосы для зарядки электромобилей, интеллектуальные уличные фонари и системы для сокращения выбросов углекислого газа, связанных со строительными материалами.

В лаборатории Purdue SMART тестируют новые датчики, которые контролируют транспортную инфраструктуру, внедряя их на нескольких межштатных автомагистралях Индианы, США. В ближайшие несколько лет компания планирует распространить их на другие шоссейные системы штатов, чтобы лучше приспособиться к возросшему трафику и обеспечить точную оценку дорожных условий во время строительства.

Датчики, встроенные в бетонное покрытие, получают информацию о состоянии инфраструктуры в режиме реального времени и передают эти данные на компьютеры. Через датчики подаются электрические сигналы. Вибрации бетона преобразуются в электрические сигналы, которые считываются и анализируются лабораторным программным обеспечением. Это позволяет транспортным инженерам принимать эффективные и основанные на данных решения, начиная с открытия дорог и заканчивая движением, а так же выявлением причин повреждений или порчи, - отмечает buduemo.com.

Например, после того, как бетон уложен на дорожное покрытие, он затвердевает в течение нескольких часов и становится достаточно прочным, чтобы дорога открылась для движения. Время открытия шоссе зависит от того, когда затвердевает бетонная смесь. Если дорожное полотно открывается слишком рано и бетон затвердевает, это может сократить продолжительность укладки и увеличить расходы на техническое обслуживание. Слишком длительное ожидание открытия дороги может привести к задержкам движения, пробкам и увеличению риска для безопасности строительных рабочих и пассажиров. Затвердевание бетона для массивных дорожных проектов требует пристального внимания инженеров, которые также принимают во внимание погодные условия, характерные для любого региона, в котором они работают.

Интеллектуальные датчики, встроенные в бетон, позволяют инженерам контролировать инфраструктуру и принимать основанные на данных решения о том, когда может открыться дорога. Датчики также могут помочь контролировать качество бетона, а также определять, достаточно ли он прочен, чтобы выдержать движение транспорта и коррозию после открытия дороги. Умная, эффективная инфраструктура может значительно сократить количество конструктивных сбоев, как катастрофических, так и из-за нормального износа, а также привести к снижению затрат и предоставить инженерам-конструкторам новые способы оценки информации о дорожном покрытии в режиме реального времени.