Підпишіться на нас в Google
Пластик накопичується набагато швидше, ніж системи переробки встигають його переробляти. Щороку у світі виробляється понад 400 мільйонів тонн пластику, а переробляється лише близько 9 % з них; решта відправляється на звалища, спалюється або потрапляє в навколишнє середовище.
Згідно з американською статистикою, у 2018 році на звалища потрапило близько 27 мільйонів тонн пластикових відходів, що становило майже п’яту частину всіх твердих побутових відходів, вироблених того року. Проблема з дорогами зовсім інша, проте ці два питання пов’язує спільний елемент, пише The Economic Times.
Йдеться про асфальт, скріплений бітумом – похідним від викопного палива. Асфальт на дорогах у спекотних штатах, таких як Техас, тріскається та утворює колії під час сильної спеки.
З’явилося несподіване рішення
Команда під керівництвом доктора Сахадата Хоссейна з Техаського університету в Арлінгтоні (UTA) проклала односмуговий відрізок дороги на трасі штату 205 у Роквелі, передмісті Далласа, використавши близько 4,5 тонни переробленого пластику для покриття майже милі шосе.
Хоссейн розповів, що пластик очищають, подрібнюють на пластівці та додають у гарячий асфальт, завдяки чому він плавиться й змішується з ним. Цей процес замінює приблизно 8–10 % традиційного асфальтового в’яжучого та знижує попит на нафтопродукти, при цьому зберігаючи основні експлуатаційні характеристики дороги.
Хоссейн порівнює додавання пластику в асфальтову суміш із роллю арматури в залізобетоні – це порівняння він наводить у статті "Додавання пластику в асфальт може допомогти дорогам служити довше та краще протистояти розтріскуванню від спеки". Це порівняння важливе для Техасу, оскільки температура дорожнього покриття влітку може перевищувати 38 °C.
Покриття витримало дні з температурою вище 38 °C
Поки що проєкт у Роквелі залишається пілотним, а не остаточним висновком. Хоссейн, його колеги та дослідники Департаменту транспорту Техасу спостерігають за дорогою в умовах реального дорожнього руху та спеки. Згідно з прес-релізом UTA, пластикова суміш не деградувала в дні, коли температура в Роквелі та на попередніх випробувальних майданчиках UTA перевищувала 38 °C.
Попередні дані свідчать, що цей метод може подовжити термін експлуатації дорожнього покриття на кілька років, зменшуючи витрати на ремонт для дорожніх відомств. Дослідники також вирішують проблеми масштабування, зокрема доступ до достатньої кількості чистого, відсортованого пластику та ризик виділення мікропластику.
Попередні дані свідчать про те, що ризик виділення мікропластику з такого покриття, ймовірно, невеликий, оскільки пластик здебільшого інтегрований у структуру асфальту; у дослідженні 2024 року, опублікованому в журналі Resources, Conservation & Recycling, було оцінено, що виділення мікропластику з модифікованого пластиком асфальту може бути приблизно на три порядки (приблизно в 1000 разів) нижчим, ніж від гумових частинок зношених шин, хоча автори зазначають, що певне виділення все ж можливе і може варіюватися залежно від складу суміші та інтенсивності руху.
Було продемонстровано зростання жорсткості на 171 % при додаванні 3 % LDPE
Покриття в Роквелі – польовий пілотний проєкт; проте базова концепція використання відходів пластику частково як заміни бітуму в дорожній суміші також була науково досліджена й в інших місцях, як у лабораторних, так і в повномасштабних польових випробуваннях покриття.
У статті під назвою "Механічна та економічна доцільність асфальтових сумішей, модифікованих відходами LDPE: шлях до сталого дорожнього будівництва", опублікованій у Scientific Reports, поліетилен низької щільності (LDPE) від споживачів було додано до стандартного індійського класу бітуму у пропорції 3% та порівняно з чотирма широко використовуваними в’яжучими.
Згідно зі статтею, асфальт, модифікований LDPE, підвищив жорсткість покриття на 171 % при 25 °C та на 125 % при 35 °C порівняно з в’яжучим VG 30, тоді як межа міцності на непряме розтягнення зросла на 51 %.
Дослідники в Індії не тільки протестували матеріал у лабораторії, а й оцінили його в повномасштабній дорожній системі, виявивши зростання втомного ресурсу на 57% та збільшення опору колійності на 42,33% у порівнянні з такими в’яжучими речовинами, як VG 30 та VG 40.
З екологічної точки зору модифікована пластиком в’яжуча речовина дозволяє переробляти 750 кг пластикових відходів на кілометр односмугового покриття з верхнім шаром товщиною 50 мм, а вартість його укладання порівнянна з в’яжучим VG 40 і на 10% нижча, ніж у модифікованого полімерами бітуму (PMB).
UTA подала патентну заявку та розширює випробування на інші регіони
Хоча в цих двох проєктах використовувалися різні методи – один поляні випробування в Техасі, інший – лабораторні випробування в Індії, – вони дійшли схожих висновків. Додавання невеликої кількості переробленого пластику до нафтового бітуму, судячи з усього, покращує якість асфальту, водночас сприяючи зменшенню обсягів відходів на звалищах.
Хоссейн та його колеги подали патентну заявку на цю технологію і проводять випробування в інших регіонах, що свідчить про те, що пілотний проєкт у Далласі може допомогти вирішити одразу дві проблеми з відходами.
Цей підхід узгоджується з великою кількістю наукової літератури, яка показує, що в’яжучі, модифіковані пластиком, як правило, мають кращу стійкість до утворення колій та кращі високотемпературні властивості, тоді як властивості стійкості до розтріскування при низьких температурах залежать від типу та кількості використовуваного полімеру.
Дослідження життєвого циклу показали певні перспективи щодо зменшення використання первинного в’яжучого та скорочення обсягів захоронення відходів, хоча довговічність, виділення мікропластику та можливість повторної переробки наразі залишаються невирішеними питаннями.
Якщо будь-які з поточних польових випробувань виявляться успішними, у міст з’явиться ефективний спосіб поліпшити існуючу дорожню інфраструктуру й одночасно утилізувати частину пластику, що вже побував у вжитку.
Раніше УНІАН повідомляв, що пластикові пляшки та старі іграшки перетворюють на стіни.
