Обзорное описание инновационных дорог будущего: умные дорожные технологии, нововведения в обслуживании дорожного покрытия. Видео про дороги будущего.
За последние полвека автопромышленность претерпела огромные изменения, как и дороги, по которым мы ездим. Автомобили с каждым днём становятся быстрее, умнее и сложнее, и инфраструктура, которая их поддерживает, старается не отставать.
Наша планета покрыта глобальной сетью автомобильных дорог. Она постоянно растёт и уже через 25-30 лет увеличится вдвое. Есть много вещей, которые можно предпринять в области дорожного строительства, чтобы с помощью инноваций сделать автодороги безопаснее, прочнее, удобнее. Существует даже идея использовать их для сбора солнечной энергии, хранения и передачи в энергосистему жилых домов.
Сегодня мы поближе рассмотрим эту и другие технологии – отправимся, так сказать, в виртуальное путешествие по дорогам будущего, чтобы взглянуть на невероятные инновации и выяснить, как дизайн, материалы и подходы к проектированию будут трансформироваться в ближайшие годы.
6 умных дорожных технологий будущего
Свечение в темноте
Вместо того, чтобы тратить кучу денег на традиционное дорожное освещение, охватывающее тысячи километров пути, идея заставить светиться в темноте дорожную разметку является лучшей, более приемлемой альтернативой.
Полосы зелёного свечения растягиваются по всей длине пути и светятся до 8 часов каждую ночь, помогая центрировать автомобиль на дороге. В идеале их дополняют предупреждающие дорожные знаки из термочувствительной краски. Безопасность повышается, а само вождение напоминает компьютерную игру. Трудности возникают лишь из-за непостоянства погоды, а вместе с ней – и свечения краски.
Интерактивный свет
Помимо подсветки линии движения, есть также идея использовать датчики. Интерактивный свет работает по простому принципу: когда автомобиль приближается к определённому участку дороги, датчики движения освещают только этот участок. Свет будет становиться всё ярче по мере приближения и медленно тускнеть за спиной водителя.
Интерактивный свет идеально подходит для автомагистралей с постоянно малым количеством проезжающих. Эксперты называют это игрой в рулетку в плане безопасности всех участников дорожного движения ради экономии электроэнергии и денег, но нельзя спорить, что интерактивные огни помогают убить двух зайцев одним выстрелом, обеспечивая и энергосбережение, и ночную видимость по мере необходимости.
Ветряные огни
В отличие от интерактивных источников света, ветроэнергетические устройства будут включаться с помощью специальных вертушек, способных преобразовывать ветровые потоки от проезжающих автомобилей в электрический свет. Чтобы это работало, вертушечные генераторы должны быть установлены вдоль всего пути на обочине. Огни будут зажигаться от проезжающих машин, подсвечивая им дорогу, а потом угасая.
Этот способ должен хорошо себя проявлять на оживлённых автодорогах, обеспечивая постоянное освещение маршрута и одновременно сводя к минимуму расходы на электричество. Но одиночным машинам в темноте он не поможет – поскольку для включения ветроэнергетических фонарей требуется достаточно сильный воздушный поток, они загораются не заранее, а лишь при проезде мимо автомобиля.
Приоритетная электрическая полоса
Ещё одна интересная идея – пользователи электромобилей (EV) смогут заряжать свои транспортные средства на ходу. Чтобы сделать это, надо просто двигаться по определённой полосе.
Так называемая «полоса индукции» будет иметь встроенные магнитные поля, способные заряжать автомобиль, пока он находится в пути. Это особенно полезно в странах, где на дорогах много электромобилей. Их владельцам больше не потребуется искать зарядные станции, а автомобили всегда будут заряженными.
Несомненная польза в ближних и особенно в дальних поездках – не придётся беспокоиться о том, как далеко вы сможете заехать, чтобы иметь возможность вернуться домой. И властям хорошо – отпадает необходимость строить и поддерживать серию зарядных точек на каждом маршруте.
Солнечные дороги
Помните, мы упоминали дороги, способные собирать солнечную энергию? Ну, это была не просто теория. Solar Roadways – новый проект, подразумевающий установку солнечных панелей на дорогах из особого стекла, со светодиодами и микропроцессорами. Стекло будет возобновляемым, экологически чистым и по прочности превосходить сталь.
Несмотря на то, что мы привыкли считать стекло скользким, его поверхность проектируется так, чтобы автомобили могли быстро и безопасно останавливаться даже при движении с высокой скоростью – как на обычных дорогах. Автотрассы на солнечных панелях смогут также топить снег зимой и, конечно, использовать солнечную энергию для освещения и других целей.
Кинетические дороги
Одной из новейших технологий гражданского строительства является разработка напольных покрытий, посредством электромагнитной индукции преобразующих энергию шагов и накапливающих её, например, для питания осветительных устройств. Они могут использоваться в помещениях и снаружи – в любых местах с интенсивным движением.
Итальянцы пошли дальше в изучении потенциала кинетической энергии на автомобильных дорогах и разработали технологию «Lybra». Грубо говоря, это особое каучуковое покрытие, которое преобразует кинетическую энергию, создаваемую движущимися транспортными средствами, в электрическую, и передаёт её в подключённую электросеть.
Инновации в обслуживании автодорог
Дороги ведут нас повсюду, даже в самые отдалённые места. Но когда что-то происходит – ведутся ремонтные работы, колесо попадает в дыру или подворачивается «лежачий полицейский», которого вы не заметили, — мы клянём их, на чём свет стоит.
Но знаете, нелегко строить дороги, особенно если они проходят по лугам и болотам. И это не единственная проблема – ремонт и обслуживание автомагистралей порой сложнее, чем их прокладывание. Итак, вот несколько инновационных технологий, способных упростить эту задачу.
Пластиковые дороги
По данным WWF, производство бетона даёт 8% мировых выбросов CO2. Бетон делается из твёрдых наполнителей вроде известняка, гранита или песка, связанных цементом, битумом или иными вязкими смесями. А что если попробовать заменить эти ограниченные природные ресурсы одним из вредных биопродуктов человечества – пластиком? Его можно использовать по трём направлениям:
- для строительства новых дорог;
- для латания имеющихся;
- для полной замены покрытия.
В Индии, к примеру, давно и успешно используют пластик для заполнения небольших дорожных выбоин, а в Великобритании разработали методику преобразования пластика в гранулы – после такой операции они добавляются в асфальт, уменьшая содержание в нём природных связующих материалов. На 1 тонну асфальта требуется всего 5-10 кг переработанной пластмассы – такая смесь делает дорожное покрытие намного прочнее и долговечнее. Переработанный пластик можно использовать и в чистом виде, причём не только для заплаток, но и для полной замены дорожного покрытия.
Кроме того, ведутся работы в сфере сборных модульных конструкций. Лёгкие пластиковые блоки весят в четыре раза меньше асфальта, служат как минимум втрое дольше, и дорога из них строится на 70% быстрее. Внутри находятся полости, позволяющие прокладывать трубы и кабели без трудоёмких земельных работ и способные собирать избыточную воду, предотвращая затопление во время экстремальных осадков.
Но есть один неприятный нюанс. Жизнь «в пластике» не так хороша, как кажется. По мере разрушения дорог мелкие пластмассовые микрочастицы, попадающие в окружающую среду, способны оказывать вредное воздействие на дикую природу и здоровье человека.
Электрические системы оттаивания снега
Зимы могут быть довольно тяжёлыми для автомобилистов, особенно когда постоянно идёт снег. Расчистка дорог занимает много времени и сил, не говоря уже о поджидающих водителей опасностях.
Электрические системы таяния снега выручают в условиях мягкой, но снежной зимы. Они доступны в двух форматах – коврик и кабель. Коврики обеспечивают быструю и простую установку на больших площадях, кабели – максимальную гибкость.
Обе системы нагревают поверхность дороги, не давая ей обледенеть (пока снег тает, поверхностные воды испаряются без повторного замерзания) и совмещаются с различными элементами управления и датчиками для определения таких факторов, как температура воздуха или влажность асфальта.
Что немаловажно, они позволяют обойтись без каменной соли и вредных химических реагентов, опасных для людей, животных и транспортных средств. Плохо только, что глубина их залегания невелика. К минусам также относятся большое потребление электроэнергии и неэффективность при действительно низких температурах. Но учёные работают над этим.
Быстрый ремонт с помощью специальных заплаток
Ремонт дороги может занять много времени. Как правило, он вызывает нарушение движения, как результат – километровые пробки и злые, несчастные люди. Но с использованием правильных заплаток можно сделать всё намного быстрее и проще.
Руководство аэропорта Дулута, использующегося для истребителей F16, устало бороться с выбоинами на взлётных полосах. Осенью 2019 года решили попробовать новую разработку – American Road Patch. Старые заплатки удалили, наложили новый «пластырь» и хорошо утрамбовали, внедряя износостойкую гидроизоляционную мембрану в дорожное покрытие. С тех пор после многочисленных дождей, снегопадов и перепадов температур латки продолжают работать. Что важно, после наложения они сразу же могут подвергаться нагрузке.
Технология заинтересовала дорожных строителей. В Штатах её уже вовсю используют на дорогах с интенсивным трафиком – для быстрого ремонта выбоин, запечатывания асфальтовых и бетонных трещин, уплотнений вокруг люков, водостоков, бордюров и дорожных указателей, сглаживания неровных мостовых соединений и т.д.
Самовосстанавливающиеся дороги
Бетон, каким бы ни был качественным, в конечном итоге трескается и нуждается в восстановлении. Может ли он «лечить» себя сам? Трудно поверить, но учёные нашли способ сделать его самовосстанавливающимся.
В 2013 году сотрудники Батского, Кардиффского и Кембриджского университетов объединили усилия в разработке новой концепции «умных» бетонов и прочих стройматериалов на основе цемента. В рамках проекта они создали бетонную смесь, содержащую микрокапсулы со специальным реагентом – бактериями, которые активизируются, когда в трещину попадает вода. В результате образуется кальцит (известняк), надёжно закупоривающий трещину ещё до того, как вода и кислород начнут разъедать расположенную в глубине металлическую арматуру.
Достоинства этой технологии трудно переоценить – она окажет огромную помощь в физическом, финансовом и временном отношении.
Заключение
Потребность в устойчивой транспортной инфраструктуре и решении экологических проблем побудила исследователей искать нетрадиционные методы строительства, сохранения и обустройства дорог.
Трассы перестают быть унылой средой для перемещения из одного места в другое и постепенно превращаются в многозадачные центры. Скоро мы сможем использовать их для зарядки электромобилей и даже получения альтернативной энергии для питания наших домов. Это будет несложно благодаря их ровным поверхностям с большой площадью, расположенным под открытым небом.
Существуют также технологии, обеспечивающие хорошее освещение участков дорог с использованием энергоэффективных и экологически чистых методов. Надеемся, что уже на нашем веку дороги станут «умнее», веселее, чище и безопаснее. Осталось только разобраться с ямами.
Обзорное описание инновационных дорог будущего: умные дорожные технологии, нововведения в обслуживании дорожного покрытия. Видео про дороги будущего.
||list|
