Bartosz Janik
We wtorek (20 października) na Politechnice Lubelskiej odbył się briefing prasowy poświęcony badaniom, które wspólnie prowadzą naukowcy z Lublina, Poznania i Gdańska. Przedstawiciele trzech uczelni opowiedzieli o założeniu projektu, podziale obowiązków między zespołami oraz możliwościach wykorzystania opracowywanej technologii w budownictwie drogowym.
Projekt pod nazwą „Opracowanie nowatorskiej technologii aktywacji materiałów z recyklingu nawierzchni asfaltowych do produkcji trwałych mieszanek mineralno-asfaltowych” realizowany jest w ramach programu TEAM NET Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Przedsięwzięcie finansowane jest ze środków europejskiego programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG). Jego wartość wynosi ponad 11,5 mln zł, a liderem konsorcjum jest Politechnika Lubelska.
Badania rozpoczęły się w październiku 2026 roku i potrwają trzy lata. W ich realizacji uczestniczyć będzie kilkudziesięciu naukowców.
Stary asfalt ma odzyskać swoje właściwości
Podstawowym założeniem projektu jest zwiększenie możliwości ponownego wykorzystania destruktu asfaltowego, czyli materiału pozyskiwanego podczas rozbiórki lub frezowania istniejących nawierzchni drogowych. Szczególne zainteresowanie naukowców budzi destrukt niskiej jakości, którego ponowne wykorzystanie jest obecnie ograniczone.
Chcemy wykorzystać zużyte nawierzchnie asfaltowe, takie, które użytkowaliśmy już przez 20, a nawet więcej lat, do tego, aby na bazie asfaltu wydobytego z tych nawierzchni oraz kruszywa projektować nowe nawierzchnie o wydłużonym czasie użytkowania - wyjaśnił prof. dr hab. inż. Wojciech Franus z Politechniki Lubelskiej, kierujący projektem.
Problem polega na tym, że asfalt z upływem lat zmienia swoje właściwości. Pod wpływem temperatury, promieniowania słonecznego, wody i innych czynników atmosferycznych staje się coraz twardszy i mniej elastyczny. W konsekwencji nawierzchnie są bardziej podatne na uszkodzenia, w tym pęknięcia.
Aby to zrobić, musimy odpowiednio ten postarzały asfalt odmłodzić. W ramach projektu opracujemy cząsteczki, które będą właśnie za to odmładzanie asfaltu odpowiedzialne - tłumaczył prof. Franus.
Każda z trzech uczelni odpowiada za inny obszar badań. Zadaniem zespołu Politechniki Poznańskiej, którym kieruje prof. dr hab. inż. Łukasz Klapiszewski, będzie opracowanie specjalnych dodatków poprawiających właściwości starego asfaltu.
To są dodatki, które mają przede wszystkim nadać zestarzałemu asfaltowi większą elastyczność. Będą to materiały odpadowe, różnego rodzaju polimery, biopolimery, projektowane materiały hybrydowe, w tym nieorganiczno-organiczne - mówił naukowiec.
Poznański zespół zajmie się również oceną wpływu opracowanych materiałów na środowisko oraz analizą ekonomiczną technologii. Badacze sprawdzą m.in. ślad węglowy i cykl życia proponowanych rozwiązań, uwzględniając pozyskiwanie surowców, produkcję, użytkowanie i końcowy etap ich wykorzystania.
Z kolei zadaniem Politechniki Gdańskiej będzie opracowanie odpowiednich mieszanek mineralno-asfaltowych oraz sprawdzenie ich trwałości w różnych warunkach eksploatacyjnych.
Ta mieszanka musi być odporna i na koleinowanie, i na spękania, a jednocześnie będziemy się starali jak najwięcej tego materiału z recyklingu zastosować do nowej mieszanki - podkreślał dr hab. inż. Marek Pszczoła z Politechniki Gdańskiej.
Badania obejmą zarówno zachowanie materiału w wysokich temperaturach, kiedy nawierzchnia narażona jest na powstawanie kolein, jak i zimą, gdy sztywniejący asfalt staje się bardziej podatny na pękanie.
W trzecim roku realizacji projektu zaplanowano sprawdzenie opracowanej technologii w warunkach przemysłowych oraz wykonanie odcinka doświadczalnego, który pozwoli zweryfikować rezultaty wcześniejszych prac.
Z laboratorium na drogi. Kiedy technologia trafi do firm?
Naukowcy podkreślają, że celem przedsięwzięcia nie jest wyłącznie opracowanie nowego materiału, ale również przygotowanie technologii do wykorzystania przez przedsiębiorstwa zajmujące się budową dróg.
Jak wyjaśniała dr inż. Agnieszka Tatys, brokerka innowacji w projekcie, już na etapie opracowywania koncepcji naukowcy prowadzili rozmowy z przedstawicielami branży drogowej.
Pytaliśmy się, jakie są problemy, co jest im potrzebne, na czym się teraz skupiają. Stąd pomysł właśnie na projekt dotyczący zastosowania destruktu złej jakości do budowy nowych dróg - mówiła.
Współpraca z przedsiębiorstwami ma być kontynuowana podczas realizacji badań. Obejmie zarówno firmy wykonawcze i projektowe, jak i technologów odpowiedzialnych za przygotowywanie mieszanek asfaltowych.
Chodzi o to, aby później tę skalę mikro z laboratorium można było przenieść do skali makro, już na linię produkcyjną, tak aby w ciągu roku po zakończeniu projektu wypracowane technologie trafiły na rynek - podkreślała dr Tatys.
Jeżeli prace zakończą się zgodnie z planem, technologia mogłaby zostać udostępniona branży drogowej do końca 2030 roku. Jej zastosowanie ma pozwolić nie tylko na zwiększenie udziału materiałów pochodzących z recyklingu, ale również na ograniczenie zapotrzebowania na nowe surowce i zmniejszenie energochłonności produkcji.
Projekt od kuchni. Jak naukowcy odmładzają asfalt?
Po briefingu dziennikarze mogli przyjrzeć się pracy naukowców w laboratoriach Politechniki Lubelskiej. Zaprezentowano aparaturę, która będzie wykorzystywana do badania struktury chemicznej asfaltu, jego właściwości powierzchniowych oraz procesów umożliwiających zmniejszenie temperatury produkcji mieszanek drogowych.
Jednym z pokazanych urządzeń był goniometr. Jak wyjaśniał dr Szymon Malinowski z Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Lubelskiej, służy on do badania właściwości powierzchniowych materiałów.
Będziemy starali się ocenić na podstawie oddziaływań różnych rozpuszczalników z powierzchnią modyfikowanych asfaltów, jak one w przyszłości będą zachowywały się w oddziaływaniu z wodą i mrozem w trakcie użytkowania nawierzchni drogowej – tłumaczył naukowiec.
Podczas demonstracji na powierzchnię próbki asfaltu naniesiono kroplę cieczy. Urządzenie pozwala zmierzyć kąt jej zwilżania, a następnie na tej podstawie wyznaczyć parametry opisujące właściwości badanego materiału.
Goniometr posłuży również do sprawdzania skuteczności surfaktantów, czyli związków powierzchniowo czynnych, które mają zmieniać właściwości powierzchniowe asfaltu.
Inne badania będą dotyczyły sposobów obniżenia temperatury przygotowywania mieszanek mineralno-asfaltowych. Jednym z rozwiązań jest wykorzystanie materiałów porowatych, które podczas ogrzewania uwalniają wodę i umożliwiają spienianie asfaltu.
Za pomocą tej analizy uzyskujemy informacje, w jaki sposób i w jakim zakresie temperatur uwalniana jest woda z materiałów porowatych, które później wykorzystujemy w procesie spieniania lepiszczy asfaltowych - wyjaśniała mgr inż. Paulina Rozpędowska z Politechniki Lubelskiej.
Jak zaznaczała, poszczególne dodatki różnią się strukturą oraz objętością porów, co wpływa na efektywność całego procesu. Obniżenie temperatury produkcji może natomiast przynieść korzyści środowiskowe i ekonomiczne.
Skutkuje to korzyściami środowiskowymi poprzez zmniejszone emisje gazów cieplarnianych oraz zmniejszenie zużycia energii, a więc co za tym idzie, zmniejszenie kosztów przygotowania - mówiła badaczka.
Sprzęt za 1,5 mln zł zbada, czy da się cofnąć starzenie asfaltu
Jednym z najciekawszych urządzeń zaprezentowanych podczas wizyty w laboratorium był spektrometr mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (ToF-SIMS). Aparatura kosztowała około 1,5 mln zł i umożliwia szczegółowe badanie struktury chemicznej materiałów.
W ramach projektu naukowcy wykorzystają ją do sprawdzania, jak zmienia się asfalt pod wpływem opracowywanych dodatków regenerujących.
Zakładamy wykorzystanie destruktu asfaltowego o niskiej jakości. Oznacza to, że w tym destrukcie jest asfalt, którego struktura chemiczna już uległa przemianom na skutek działania czynników atmosferycznych, licznych cykli zamrażania, rozmrażania, promieniowania UV itd. - wyjaśniał dr Szymon Malinowski.
Próbki asfaltu będą modyfikowane dodatkami przygotowanymi przez naukowców z Politechniki Poznańskiej. Następnie badacze w Lublinie ocenią, jak dalece udało się odwrócić niekorzystne zmiany w strukturze chemicznej materiału.
Chcemy cofnąć te zmiany, które są niekorzystne. Bo to one odpowiadają za to, że ten asfalt staje się twardy, pęka i są dziury - tłumaczył naukowiec.
Na razie nie sposób jednak określić, w jakim stopni opracowywane dodatki będą w stanie przywrócić właściwości starego asfaltu ani jak przełoży się to na trwałość nowych nawierzchni. Odpowiedzi na te pytania, będzie poszukiwał zespół badawczy przez najbliższe 3 lata.
Komentarze