Трассы без снега, льда и реагентов: как ученые пытаются создать идеальное дорожное покрытие для стран с холодной зимой

Что произошло

Ученые в Китае создали добавку в асфальт, которая позволит защитить дорогу от обледенения. Специальные микрогранулы вызывают таяние снега.

• Исследователи разработали порошок на основе солей ацетата натрия, которые соединили с поверхностно-активным веществом — диоксидом кремния, бикарбонатом натрия и доменным шлаком. Частицы покрыли раствором полимера, сформировав крошечные микрокапсулы. Получившийся состав добавили в асфальт, заменив им часть минерального наполнителя.
• По словам разработчиков, покрытие будет выделяет противогололедные вещества в течение нескольких лет.
• Отмечается, что подобные соли менее вредны для окружающей среды, чем стандартные вещества, используемые для обработки дорог. Кроме того, они оказывают меньшее воздействие на стальные компоненты автомобилей и эффективно работают при низких температурах.

Тенденция

Различные способы борьбы с гололедом на дорогах разрабатывают и в других странах. Есть варианты, похожие на тот, что представили ученые из КНР, но также и другие технологии. Вот несколько примеров.

• Израильская компания SAN Hitech Ltd. В рамках проекта Snowless разработала технологию подогрева дороги, которая позволит за 15 минут избавиться от снега. Для этого используется сетка из металлических лент, встроенных в асфальт или бетонную поверхность. Датчики отслеживают изменения температуры в материале поверхности, соотнося эти данные с погодными условиями и информацией о мощности, необходимой для нагрева лент. Подобные дороги уже появились в Нидерландах, Дании и Германии, но не получили массового распространения.
• В Турции разработали полимерный композит, который, как и китайский вариант, добавляется прямо в асфальт. Как и реагенты, он препятствует образованию наледи на дорожном покрытии.
• Итальянская компания Iterchimica также создала добавку для асфальтовых смесей, которая позволяет снижать температуру замерзания и уменьшает сцепление льда с дорогой.

В качестве замены реагентов предлагают также безопасные альтернативы: сок сахарной свеклы, песок и ацетат кальция.

Почему это важно

Страны, где в зимнее время дороги покрываются льдом и снегом, вынуждены решать эту проблему в основном традиционными способами: уборкой с помощью техники и реагентами. Все это приводит к лишним тратам, загрязнению окружающей среды и порче дорожного покрытия.

Экология

• В большинстве стран с каждым годом растет использование реагентов. Например, по данным Геологической службы США, в 1940 году в стране было использовано около 164 тыс. тонн дорожной соли, в 1954-м уже более 1 млн тонн, в 1985 году — 10 млн, а сейчас более 24 млн.
• Эта тенденция беспокоит экологов. Соль не тает вместе со снегом: она опадает в водоемы и грунтовые воды, приводит к коррозии канализационных труб, а оставшись на асфальте, разъедает дороги и способствует разрушению мостов.
• Исследование, проведенное в США в 2017 году, показало, что почти половина из 284 изученных пресноводных озер подверглась «долгосрочному засолению». Соль может убивать зоопланктон, который находится на нижней ступени пищевой цепочки, изменить пол головастиков и задержать рост рыб, сделав их уязвимыми для хищников.

Расходы

• В США, согласно исследованию Федерального управления автомобильных дорог, на уборку снега и льда ежегодно тратят более $4 млрд. Например, в Вирджинии бюджет на ликвидацию последствий урагана зимой 2022 года оценили в $211 млн.
• В Канаде в Эдмонтоне — столице провинции Альберта — на уборку снега в 2023 году планируется потратить почти $90 млн.
• В Санкт-Петербурге предприятиям, отвечающим за уборку дорог, на обновление парка и оборудования в ближайшие 3 года планируют выделить $175 млн. Еще $200 млн получат районные администрации.

Аварийность

• В США в результате ДТП на заснеженных дорогах ежегодно получают травмы порядка 116 тыс. человек, более 1,3 тыс. погибают. По подсчетам специалистов, использование реагентов на четырехполосных автомагистралях снижает аварийность на 93%.
• При этом даже регулярная обработка дорог реагентами и уборка все равно не позволяют постоянно защищать автомобилистов от последствий образования гололедицы. Например, в минувшем ноябре после ледяного дождя в Приморье количество ДТП за сутки увеличилось на 50%. 28 ноября в регионе произошло сразу 80 аварий, в которых пострадали 157 авто. А в 2021 году в Краснодаре из-за гололедицы за сутки 22 декабря случилось более 300 ДТП.

Контекст

Ученые разрабатывают инновационные варианты дорожных покрытий не только для того, чтобы бороться с гололедицей. 

• Британская компания Lafarge Tarmac в 2015 году разработала дорожное покрытие, впитывающее воду. По замыслу создателей это должно сделать дороги, паркинги, велосипедные дорожки и тротуары более безопасными в случае дождей.
• Израильский стартап ElectReon с 2021 года строит трассы, которые могут заряжать электромобили прямо во время движения. Система способна отправлять 70 кВт на скорости до 80 км/ч.
• В России в 2022 году также предложили добавлять в асфальт пластиковые отходы, чтобы сделать покрытие прочнее. По словам авторов проекта, допустимая доля пластика может составлять до 20%. Это продлит срок службы примерно вдвое.