Ученые НИТУ «МИСиС» разработали технологию производства «самозалечивающихся» асфальто-бетонных материалов для дорожного покрытия. Уникальный состав, модифицированный углеродными нанотрубками, и новая технология ликвидации трещин дорожного полотна позволит сократить срок ремонта дорог с одной недели до нескольких часов. Разработчики анонсируют сокращение объемов затрат на дорожные ремонтно-строительные работы минимум в 3 раза.
Российские ученые создали асфальт, который сам себя ремонтирует

Новая технология, разработанная в НИТУ «МИСиС», исключает долгий и крайне неудобный для водителей метод замены верхнего защитного слоя дорожного полотна, требующий длительного перекрытия части трассы и создающий значительные заторы в автомобильном траффике. Метод предполагает использование инновационного состава «самозалечивающихся» асфальтобетоннных материалов, в котором в качестве модифицирующей добавки введены небольшие пропорции углеродных нанотрубок.

Токопроводящие углеродные многостенные нанотрубки «Таунит-М» обладают уникальными параметрами, определяющими их высокую индукционную восприимчивость: высокая удельная площадь поверхности (около 200м2/г) и внешний диаметр до 40 нанометров, обеспечивающие протяженность в 1 грамме трубок общей протяженностью выше 10 экваторов Земли или расстояние до Луны. Технология была отмечена и одобрена экспертами International Transport Alliance (ITA), и стала первой международной разработкой, включенной в программу Альянса.

Введение и равномерное распределение нанотрубок в вязкой битумной среде является сложной технологической задачей, пока решенной и патентуемой только российскими специалистами.

Механизм работы «самозалечивающегося» асфальта

В случае образования в асфальтобетоне микротрещин после температурных перепадов, столь характерных для российских широт, для «залечивания» трещин или выравнивания колеи применяется специальная мобильная установка высокочастотного- или сверхвысокочастотного излучения, быстро разогревающая слой покрытия, и катки, вновь уплотняющие покрытие, ликвидируя («залечивая») дефекты. На этом этапе углеродные нанотрубки выполняют роль индукционных «нанонагревателей», эффективно преобразующих энергию электромагнитного излучения в тепловую энергию для «размягчения» состава покрытия.

В настоящее время ряд университетов и технологических компаний Китая и Голландии также ведут разработки аналогичной технологии индукционного самозалечивания, в которой в качестве модифицирующей добавки используется металлическая фибра размером 05,-2,5 мм.

Однако, предлагаемое российскими разработками использование углеродных нанотрубок в этом качестве, увеличивает эффективность метода и существенно повышает технологичность производства работ, так как предполагает индукционный разогрев только тонкой битумной пленки, покрывающей каменные материалы, и не требует изменения состава асфальтобетонной смеси, необходимого в случае применения металлической фибры. Полевые испытания новой технологии планируются уже в строительном сезоне 2017 года на одном из дорожных объектов программы подготовки к «Чемпионату мира по футболу-2018».

«Важной для широкого внедрения технологии задачей является разработка и серийное производство мобильных индукционных установок с заданными параметрами, которая уже обсуждается с корпорациями «Ростех» и «Росатом», — рассказал руководитель проекта развития взаимодействия с корпорациями НИТУ «МИСиС», эксперт научно-технического совета Федерального дорожного агентства РФ, Ассоциации «Инновации транспортной отрасли» и Международного Транспортного Альянса «Один Пояс — Один Путь» Станислав Мамулат. — Своевременное решение этой задачи позволит получить приоритет не только на российском рынке, но и за рубежом. Учитывая, что применение технологии позволит также в разы снизить количество производимых материалов для ремонта и связанных с этим техногенных выбросов, International Transport Alliance «Один Пояс — Один Путь» одобрил включение международной программы по разработке индукционно-залечивающихся материалов на основе инновационной технологии, представленной НИТУ «МИСиС», в состав своей технологической платформы для применения на проектах в Монголии, Казахстане, Малайзии и других проектах «Шелкового пути». О поддержке данной программы также уже заявили компании из Германии, Австрии, Китая, Гонконга, Малайзии в том числе корпорации: AECOM, ASFinag, Asian Development Bank, Tianjin Hi-Tech Environment Development Co., университет TONGJI (Шанхай) и другие».

Полный комплекс технологии довольно сложный и включает разработки нескольких компаний, которые дополняют друг друга: НИТУ «МИСиС», «Нанотехцентр» (Тамбов), «Спекомикс-М». Разработку мобильных ВЧ/СВЧ-установок планируется начать с Росэлектроникой, входящей в корпорацию «Ростех».

«НИТУ «МИСиС» стал первой российской организацией, включенной в глобальную инновационно-технологическую платформу International Transport Alliance (ITA) «Один пояс — один путь», учрежденной Международной дорожной федерацией, Азиатским банком развития и другими крупнейшими глобальными корпорациями США и Азии. В состав экспертного совета ITA, наряду с 50-ю ведущими мировыми экспертами транспортной отрасли, вошел руководитель Центра развития промышленной кооперации НИТУ «МИСиС» Станислав Мамулат, — отметила ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова. — Помимо этого, программа разработки технологии «самозалечивающихся» асфальтобетонных материалов, модифицированных углеродными нанотрубками, предложенная учеными НИТУ «МИСиС», стала одной из первых международных исследовательских программ International Transport Alliance».

Справка

Новый «Шелковый путь», или идея «одного пояса и пути» заключается в создании инфраструктуры и налаживании взаимосвязей между странами Евразии. В нее входит два ключевых направления развития: экономический пояс «Шелкового пути» и морской «Шелковый путь»: торговые коридоры для прямых поставок товаров с Востока на Запад на льготных условиях. Эти экономические коридоры должны соединить Азиатско-тихоокеанский регион на Востоке с развитыми европейскими странами на Западе. Для этого будет построена сеть дорог, портов, мостов и других инфраструктурных объектов, а также созданы зоны свободной торговли. Население вовлеченных стран насчитывает более 3 млрд человек, а общий объем ВВП — около 21 трлн долларов. Предполагается, что будет создано шесть экономических коридоров: Бангладеш-Китай-Индия-Мьянма, Китай-Монголия-Россия, Китай-Центральная Азия-Западная Азия, Китай-Индокитайский полуостров, Китайско-пакистанский экономический коридор и Евразийский сухопутный мост.

Материалы предоставлены пресс-службой НИТУ «МИСиС».