Großbritannien, 26. Oktober 2023 - Ein kollaboratives Team in Großbritannien leistet Pionierarbeit bei selbstheilenden Asphaltstraßen unter Verwendung von Biomasseabfällen und künstlicher Intelligenz (KI), was das Potenzial hat, die Straßenwartung und Nachhaltigkeit zu revolutionieren. Die Innovation befasst sich mit dem kostspieligen Schlaglochproblem Großbritanniens, das sich auf schätzungsweise 143,5 Millionen Pfund pro Jahr beläuft.
Wissenschaftler der Swansea University und des King's College London entwickeln in Zusammenarbeit mit Forschern in Chile Asphalt, der Risse selbstständig reparieren kann, wodurch manuelle Reparaturen überflüssig werden. Das Team kehrt die Rissbildung um, indem es Methoden entwickelt, um Asphalt wieder zusammenzufügen, was zu haltbareren und nachhaltigeren Straßen führt.
Maschinelles Lernen, eine Form der KI, wird verwendet, um organische Moleküle in Bitumen, dem Bindemittel des Asphalts, zu untersuchen. Dieses datengesteuerte Modell beschleunigt die Simulationen der Bitumenoxidation und Rissbildung. Die Zusammenarbeit mit Google Cloud ermöglicht es dem Team, das Verhalten von Bitumen auf einem Computer zu simulieren.
Der Selbstheilungsmechanismus beinhaltet die Einbringung winziger, poröser Sporen, die mit recycelten Ölen gefüllt sind. Wenn Risse auftreten, setzen diese Sporen die Öle frei, wodurch der Rissbildungsprozess umgekehrt wird. Labortests zeigten eine vollständige Heilung von Mikrorissen in weniger als einer Stunde.
Dr. Jose Norambuena-Contreras von der Swansea University betonte den interdisziplinären Charakter der Studie, die Fachwissen aus den Bereichen Bauingenieurwesen, Chemie und Informatik mit KI-Tools kombiniert. Er sagte: "Wir sind stolz darauf, die Entwicklung von selbstheilendem Asphalt unter Verwendung von Biomasseabfällen und künstlicher Intelligenz voranzutreiben... und zur Entwicklung von Netto-Null-Straßen mit verbesserter Haltbarkeit beizutragen."
Die Verwendung von Biomasseabfällen im Asphalt reduziert die Abhängigkeit von Erdöl und natürlichen Ressourcen. Dr. Francisco Martin-Martinez vom King's College London merkte an: "Die Entwicklung von Asphalt, der sich selbst heilen kann, wird die Haltbarkeit von Straßen erhöhen und die Notwendigkeit für Menschen verringern, Schlaglöcher zu füllen... Wir verwenden auch nachhaltige Materialien in unserem neuen Asphalt, einschließlich Biomasseabfälle."
Diese Forschung steht im Einklang mit dem Ziel Großbritanniens, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen, da die Asphaltproduktion erheblich zu den Kohlenstoffemissionen von Straßen beiträgt. Die laufenden Forschungsarbeiten des Teams umfassen die Herstellung von Kapseln aus Biopolymeren, die aus Braunalgen und recycelten Speiseölen gewonnen werden, sowie die Entwicklung von Verjüngern durch die thermische Umwandlung von Altreifen.