Ученые предлагают залить дороги жидкостью

Оригинальный способ ремонта выбоин и трещин в асфальте предложила группа молодых американских инженеров. Специалисты создали временную заплатку на основе так называемой неньютоновской жидкости. У нее есть интересная особенность - при ударе она на некоторое время полностью затвердевает. После же эта уникальная заплатка вновь становится жидкой.

К сожалению, проблема быстрого и адекватного ремонта асфальтовых дорог до сих пор не имеет оптимального решения. Напомню, что ее суть заключается в следующем - любое повреждение покрытия нужно чинить сразу, иначе трещина или выбоина начинает расползаться. Это само по себе опасно, поскольку увеличивается площадь места с повышенной вероятностью ДТП, да и по карману сильно бьет - вместо квадратного метра покрытия приходится менять десяток, перегораживая трассу и создавая неудобства для водителей.

Но оперативно отремонтировать трещину или яму не всегда получается - например, в холодное или дождливое время года подобный ремонт вообще не имеет смысла, так как попавшая в микротрещины покрытия вода при замерзании расширится и разорвет только что постеленный слой. Поэтому чаще всего находят компромиссное решение - ставят небольшую временную заплатку, которая кое-как закрывает место повреждения до лучших (то есть сухих и теплых) времен. А когда таковые наступают - чинят все целиком.

Однако, как вы понимаете, оптимальным такой подход можно признать лишь потому, что до сих пор не придумали ничего лучше. Дело в том, что, во-первых, на заплатку, которая потом будет "отпорота", материал все равно расходуется, а во-вторых, "криво" поставленная заплатка может сама спровоцировать рост трещин. Ведь если ее края будут неплотно прилегать к основному покрытию, то вода и под них может проникнуть.

Однако недавно, похоже, для этой задачи было найдено весьма элегантное решение. Группа молодых специалистов из Западного резервного университета Кейза (США) разработала весьма оригинальную модель временной дорожной заплатки. Исследователи решили использовать в качестве материала так называемую неньютоновскую жидкость, налитую в специальный резервуар.

Неньютоновскими называют жидкости, чья вязкость меняется в зависимости от градиента скорости. Проще говоря, чем быстрее она течет, тем более или менее вязкой становится. Эту особенность обуславливает наличие в самой жидкости многочисленных крупных твердых частиц. Если приводить примеры подобных жидкостей, то окажется, что их-то вокруг как раз большинство - это и кровь, и кетчуп, и цементный раствор. Впрочем, к чему такие сложности? Сейчас во время таяния снега практически каждая жидкость, текущая по улице, становится неньютоновской, поскольку моментально набирает частички песка, глины, мелкую гальку и т.п.

Так вот, американские ученые обнаружили у некоторых жидкостей подобного типа одно интересное свойство - если по ним сильно ударить (например, молотком), то они моментально твердеют. Это состояние длится недолго, и через какое-то время вещество снова ведет себя как жидкость - опять растекается. Исследователям пришло в голову, что подобную субстанцию можно использовать в качестве временной дорожной заплатки.

"Мы просто рассматривали разные варианты, с чем можно было бы работать, и обнаружили проблему, с которой всем приходится сталкиваться и которую все ненавидят. Это дорожные выбоины", - поясняет один из авторов работы Кертис Обер. По его словам, найденная группой исследователей неньютоновская жидкость является замечательным материалом для временных заплаток. Ведь в отсутствие внешнего давления она растекается, заполняя яму и образуя гладкую верхнюю поверхность. Но как только на нее накатывается колесо автомобиля, жидкость моментально твердеет, образуя такую же прочную, как асфальт, субстанцию.

Для того, чтобы создать это материал, ученые сначала изготовили огромное количество миниатюрных частиц (но вот что это за частицы авторы работы пока не говорят), трение между которыми при быстром смещении друг относительно друга стремительно растет. Исходя из этого, логично предположить, что чем сильнее смещающее воздействие на жидкость, тем тверже в конце концов она оказывается. Далее эти частицы были насыпаны в непроницаемые мешки, чья ткань содержала прочные кевларовые нити. Ну а соответствующий объем воды исследователи добавляли уже на месте - непосредственно перед укладкой конструкции в выбоину.

Испытания, проведенные на нескольких оживленных трассах Кливленда, были весьма успешны - мешки с жидкостью полностью закрывали выбоины и не смещались от воздействия проезжавших автомобилей. Любопытно, что опрошенные водители, которые "обкатывали" места с этими заплатками, в один голос утверждали, что вообще ничего не заметили - им казалось, что машина ехала по обычному асфальту. Измерения же, проведенные на месте эксперимента, показали, что мешок с неньютоновской жидкостью настолько плотно "врастает" в выбоину, что никаких щелей и зазоров по краям не остается.

Итак, получается, что новые заплатки действительно могут справиться с проблемой дорожных выбоин. На первый взгляд кажется, что это достаточно дорогой метод (производство одних лишь кевларовых нитей стоит весьма недешево). Однако нужно учитывать, что эти жидкие заплатки можно использовать несколько раз без всякой переработки - при капитальном ремонте мешок просто вынимают из щели и отвозят туда, где появилась нужда в новой заплатке. Опять-таки, не нужно тратить средства на то, что бы с помощью техники "отпороть" заплатку. Так что, если посчитать полную сумму, выясниться, что использовать этот метод куда дешевле, чем привычный.

Данный проект уже успел занять первое место на конкурсе молодых инженеров, который проводит французская компания Saint-Gobain. Сейчас изобретатели собираются запатентовать свою разработку. Кроме того, она заинтересовала представителей нескольких фирм, занимающихся дорожным строительством. Поэтому не исключено, что в ближайшее время начнется производство этих "чудо-заплаток". И тогда мировому бездорожью будет нанесен чувствительный удар.