Millionen von Straßen in den Vereinigten Staaten sind mit Asphaltbelägen gebaut, die mit der Zeit altern. Jetzt nutzen Forscher der University of Missouri wiederverwertbare Stoffe, darunter Plastikmüll, als nachhaltige Lösung, um das kaputte Straßensystem Amerikas zu reparieren.
In Zusammenarbeit mit dem Missouri Department of Transportation (MoDOT) haben Forscher des Mizzou Asphalt Pavement and Innovation Lab (MAPIL) kürzlich eine reale Teststraße entlang eines Abschnitts der Interstate 155 in Missouri mit recycelten Materialien wie Altreifen und Plastikmüll erstellt Stiefelabsatz.
Durch die Erhöhung der Nachhaltigkeit von Asphaltmischungen kann diese innovative Methode dazu beitragen, die Anzahl der Gegenstände zu reduzieren, die auf Mülldeponien landen oder in die Umwelt gelangen, sagte Bill Buttlar, Direktor von MAPIL.
„Missouri ist der Show-Me-Staat, daher vertreten wir eine sehr pragmatische Sichtweise“, sagte Buttlar. „Die Wissenschaft kann heikel und schwierig sein, aber wir sind der Aufgabe gewachsen. Wir freuen uns, dass unser Ansatz zwar im Labor kompliziert, aber im Feld einfach umzusetzen ist, sodass er leicht anpassbar, skalierbar und kostengünstig ist.“ effektiv in viele Arten von Straßenumgebungen zu integrieren.“
Das I-155-Projekt führt die bisherige Teststraße der Gruppe, die entlang eines Abschnitts des Stadium Boulevard in Columbia, Missouri, installiert wurde, einen Schritt weiter. Anstatt nur vier verschiedene Arten von Recyclingmaterialien zu testen, wird das I-155-Projekt die tatsächliche Wirksamkeit von neun verschiedenen Arten von Recyclingmaterialien bei der Herstellung von Asphaltbelägen bewerten. Dazu gehören drei verschiedene Arten von Polyethylen (PE) – ein Material, das häufig in Plastiktüten für Lebensmittel zu finden ist – und gemahlener Reifengummi, eine neuere Art der Altreifenentsorgung.
Forscher der University of Missouri sind führend bei der Entwicklung nachhaltiger Straßenbelagsmischungen aus Kunststoffabfällen. Bildnachweis: University of Missouri
„Diese Projekte bieten uns die Möglichkeit, bewusst die nächste Generation von Straßen mit diesen Materialien zu bauen, nicht als eine Art lineare Mülldeponie, sondern um auch der Umwelt zu helfen und gleichzeitig den Wert der für eine solche Verkehrsinfrastruktur ausgegebenen Gelder noch weiter in die Zukunft zu strecken.“ „, sagte Buttlar, der auch den Glen Barton-Lehrstuhl für flexible Straßenbeläge innehat.
MU ist in den USA führend bei dieser Art von Arbeit, da sein Team die meisten Fragen der translationalen Forschung wie Haltbarkeit und Sicherheit beantwortet hat, die einen Generalunternehmer oder eine Transportabteilung von der Umsetzung dieser bahnbrechenden Strategie abhalten könnten.
„Wir leben nicht nur im Labor“, sagte Buttlar. „Auf dem Gebiet der Transportmaterialforschung müssen wir sehen, wie sich alle verschiedenen Materialien, die zum Bau einer Straße verwendet werden – das Gestein, der Asphalt und die recycelten Materialien – in der realen Welt verhalten und zusammenwirken, um eine Straße zu bauen.“
„Asphalt wird durch Hitze verflüssigt, und wenn man ein Additiv wie ein Kunststoff- oder Gummimaterial hinzufügt, muss alles mit einer guten Haftung verbunden werden. Aber ob das gelingt, werden wir erst wissen, wenn wir es auf einem produzieren.“ auf Vollausschlagsniveau und setzen Sie es dann Elementen wie unterschiedlichen Wetterbedingungen und starkem Verkehr aus.“
MAPIL ist auf ein Trockenverfahren spezialisiert, das es den Forschern ermöglicht, die Wertstoffe direkt in die Mischung zu geben, bevor sie auf eine Straßenoberfläche aufgetragen wird.
„Form, Form und Größe der Kunststoffe bringen unterschiedliche Herausforderungen mit sich, wie das Material fließt, wie es sich verhält und wie es sich vermischt“, sagte Punya Rath, Assistenzprofessorin in der Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen, die bei MAPIL arbeitet. „Also haben wir fast ein ganzes Jahr lang umfangreiche Tests in kleinem Maßstab durchgeführt, bevor wir mit Auftragnehmern vor Ort zu einem größeren Maßstab übergegangen sind.“
Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Forscher die Mischungen vor Ort mithilfe eines mobilen Forschungslabors testen können, das sie sowohl für die Projekte Stadium Boulevard als auch I-155 entwickelt und eingesetzt haben.
„Es hilft dem Missouri Department of Transportation (MoDOT) enorm, ein mobiles Forschungslabor vor Ort vor Ort zu haben, das in der Lage ist, Proben schnell zu testen und Ergebnisse innerhalb von 24 bis 48 Stunden bereitzustellen, um den Prozess besser zu informieren“, sagte Rath.
Buttlar verwies auf Umweltbedenken und sagte, das Team stelle sicher, dass alles, was sie tun, innerhalb der aktuellen Grenzwerte der Environmental Protection Agency (EPA) liegt.
„Wir entwerfen das Material so, dass es die Umweltnebenprodukte im höchsten Prozentsatz über einen möglichst langen Zeitraum halten oder einfangen kann. Es wird keine 100-prozentige Eindämmung sein“, sagte Buttlar. „Alles, was in einer natürlichen Umgebung gebaut wird, wird mit der Zeit verfallen, deshalb hat die EPA für alles Standards, und wir stellen sicher, dass wir diese Standards sicher einhalten.“