Bariery betonowe pomagają zmniejszyć liczbę ofiar śmiertelnych na drogach
Ograniczenie liczby ofiar śmiertelnych na drogach jest jednym z 10 głównych celów określonych w białej księdze Komisji Europejskiej dotyczącej transportu(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Unia Europejska chce zmniejszyć o połowę liczbę ofiar wypadków drogowych do 2020 roku i zbliżyć się do zerowej liczy ofiar śmiertelnych do roku 2050. Chociaż od 2010 roku odnotowano spadek liczby ofiar śmiertelnych na drogach, tempo, w jakim to się dzieje, ulega spowolnieniu. Europejski Program Oceny Dróg(odnośnik otworzy się w nowym oknie) wskazuje na potrzebę stosowania barier o udoskonalonej konstrukcji w celu poprawy bezpieczeństwa niechronionych użytkowników dróg, w tym motocyklistów. Jednym z proponowanych rozwiązań jest beton z granulatem gumowym, jednak ma on wciąż niedostateczną wytrzymałość i trwałość. W ramach projektu SAFER(odnośnik otworzy się w nowym oknie), realizowanego przy wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”, opracowano bariery drogowe wykonane z betonu i materiałów pochodzących z recyklingu zużytych opon. Dodanie materiałów pochodzących z recyklingu do mieszanek betonowych pozwala na stworzenie barier drogowych o wyjątkowej odkształcalności i zdolności pochłaniania energii, co oznacza poprawę bezpieczeństwa infrastruktury drogowej. Koordynator projektu prof. Diofantos Hadjimitsis tłumaczy: „Wykorzystanie pochodzącej z recyklingu gumy i drutów stalowych wpisuje się w priorytety programu »Horyzont 2020« dotyczące badań i innowacji w dziedzinie transportu na rzecz zrównoważonego rozwoju i efektywnego gospodarowania zasobami”.
Obiecujące wyniki
Etap 1 projektu pozwolił na potwierdzenie wykonalności barier drogowych SAFER, przygotowanie raportów na temat eksperymentalnych parametrów betonu z granulatem gumowym, zbrojonego włóknami stalowymi oraz przeprowadzenie analizy numerycznej i oceny cyklu życia. Kluczowe ogólne wyniki pokazały, że bariery SAFER mogą być opracowane przy użyciu betonu z granulatem gumowym, zbrojonego włóknami stalowymi, z wykorzystaniem materiałów ze zużytych opon. Hadjimitsis dodaje: „Rozwiązanie takie wpisuje się w założenia gospodarki o obiegu zamkniętym, a jednocześnie pozwala zwiększyć zdolność materiałów do pochłaniania energii w porównaniu z konwencjonalnymi barierami betonowymi”. Uczestnicząca w projekcie badaczka Thomaida Polydorou przeprowadziła także dodatkowe prace eksperymentalne. „Zbadała słabą strefę innowacyjnego materiału, a następnie opracowała prostą procedurę, która zwiększa przyczepność na styku pasty cementowej i cząsteczek gumy w betonie z granulatem gumowym”, mówi Hadjimitsis.
Pokonywanie wyzwań dotyczących materiałów
Realizacja projektu nie obyła się bez trudności. „Głównym niespodziewanym problemem, z którym musieliśmy się zmierzyć podczas realizacji projektu SAFER, była ograniczona urabialność – zdolność upłynnienia – materiału”, mówi koordynator. Problem ten rozwiązano poprzez dodatkowe testy eksperymentalne, które wykazały, że ciężar właściwy i absorpcja wody przez próbkę cząsteczek gumy użytej w badaniu nie odpowiadały wartościom przewidzianym na podstawie literatury fachowej. „Określenie dokładnego ciężaru właściwego gumy ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu mieszanek gumowo-betonowych, ponieważ cząsteczki gumy zastępują w nich kruszywo mineralne pod względem objętości”, dodaje Hadjimitsis. Ponadto, mimo że guma jest uważana za materiał hydrofobowy, zanieczyszczenia wynikające z procesów recyklingu opon mogą znacząco zmienić jej właściwości. „W tym badaniu mieszanka została zmodyfikowana w oparciu o rzeczywiste właściwości próbki gumy, aby osiągnąć odpowiednią urabialność”, wyjaśnia profesor. Modyfikacja ta umożliwiła odlewanie próbek potrzebnych do testów eksperymentalnych. „Sugeruje się jednak, że w celu wyeliminowania takich trudności powinny zostać opracowane specyfikacje dla cząsteczek gumy pochodzącej z recyklingu, stosowanych w betonie”, tłumaczy. W dalszej kolejności Polydorou będzie kontynuować prace nad poprawą właściwości świeżego i stwardniałego materiału. Zostaną one przeprowadzone przy zastosowaniu opracowanej metody przetwarzania, która ma pozytywny wpływ na strefę połączenia międzyfazowego materiału. „Następnie będziemy kontynuować prace nad ulepszaniem produktu SAFER Barrier”, podsumowuje Hadjimitsis.
