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. 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 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, 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.
Słowa kluczowe
SAFER, gumowany beton, bariery drogowe, motocykliści, zużyte opony, transport, niechronieni użytkownicy dróg, gospodarka o obiegu zamkniętym
