Износ дорожного покрытия — одна из главных проблем инфраструктуры, с которой сталкиваются все страны мира. Трещины, выбоины, коррозия и постоянные ремонты не только дорого обходятся в содержании, но и создают неудобства для водителей. Решением может стать новая инновационная технология — самовосстанавливающиеся дороги, способные самостоятельно устранять повреждения без участия человека. Звучит фантастично, но разработки уже активно тестируются и внедряются в ряде стран.
Самовосстанавливающиеся дороги — это дороги, изготовленные с использованием «интеллектуальных материалов», способных реагировать на повреждения и восстанавливать свою структуру.
Существует четыре основных направления таких технологий:
1. Самовосстанавливающийся бетон
2. Асфальт с капсулами битума
3. Индукционное нагревание
4. Нанотехнологии и бактерии в покрытии
Самовосстанавливающийся бетон — инновационная технология, уже применяемая в Нидерландах, Великобритании, Китае и Индонезии. В его состав добавляют бактерии рода Bacillus, которые изначально находятся в спящем состоянии. При появлении трещин и попадании влаги бактерии активизируются и начинают производить карбонат кальция, заделывая повреждение. Эта технология позволяет значительно продлить срок службы бетона — на 20–40 лет без необходимости вмешательства. Разработкой данной методики занимается профессор Хендрик Йонгер из Делфтского технологического университета. Первый тест подобной системы был проведён в 2015 году в Нидерландах. В 2022 году там же построен участок автомагистрали A58 с использованием самовосстанавливающегося бетона. В Китае с 2019 года ведутся эксперименты с бетонными покрытиями, содержащими бактерии, на участках скоростной железной дороги. В 2024 году в Чэнду введен в эксплуатацию пилотный участок автодороги с самовосстанавливающимися модулями.
Асфальт с микрокапсулами битума широко применяется в Испании и Великобритании. В его состав внедряют микрокапсулы битума, которые при появлении трещин разрываются и запаивают повреждение. Эта технология разработана Университетом Ноттингема, и на испытательном участке в Великобритании она показала увеличение срока службы дороги на 3–5 лет. Испания проводила испытания асфальта с капсулами на полигоне Университета Гранады, показавшие снижение микротрещин на 90%. В Великобритании, в Дареме, в 2021 году проложили 150 метров самовосстанавливающегося асфальта в жилом районе; результаты мониторинга показали отсутствие ям и минимальную усадку после двух зим.
Индукционное нагревание используется в Нидерландах и Франции. В асфальт добавляют металлические волокна, и при помощи индукционной машины дорогу нагревают локально. В результате битум становится пластичным, заполняя трещины и восстанавливая структуру покрытия. Для этого требуется специальная техника. Технология обходится дешевле капитального ремонта и увеличивает срок службы дороги на 4–6 лет. Показатели на тестовых участках в Нидерландах с 2010 года демонстрируют экономию до 25%. Разработана эта технология компанией Heijmans совместно с Техническим университетом Делфта. Также в Нидерландах, в городе Спейкениссе, в 2010 году была проложена первая в мире дорога с индукционным асфальтом на участке длиной 400 метров.
Нанотехнологии и полимеры - перспективное направление, применяемое в Южной Корее, Японии и США. Использование наноматериалов и полимерных связующих позволяет создавать покрытия, способные закрывать микротрещины на молекулярном уровне. Эти разработки пока находятся на стадии прототипов и лабораторных тестов, но обещают революционные изменения в восстановлении строительных материалов.
Преимущества самовосстанавливающихся дорог заключаются в значительной экономии на ремонте и обслуживании, которая может достигать до 50% в долгосрочной перспективе. Инновационные материалы также способствуют экологической устойчивости, поскольку уменьшают объем дорожных работ, что ведет к снижению выбросов CO₂. Кроме того, такие дороги обеспечивают повышенную безопасность, так как уменьшается количество аварий, связанных с появлением выбоин и трещин.
На данный момент ведется активная работа по внедрению технологии самовосстанавливающихся дорог во всем мире. В рамках программы «Горизонт-2020» (Horizon 2020) Европейского союза профинансировано несколько проектов по созданию стандартов и методик тестирования подобных покрытий, а в 2021 году опубликованы технические рекомендации под названием «Материалы интеллектуальной инфраструктуры - технические рекомендации по проектированию и реализации» (Smart Infrastructure Materials – Technical Guidelines for Design and Implementation). Великобритания, через организацию Дороги Англии (Highways England), занимается разработкой стандартов для включения «умных»покрытий в тендерные документы на 2025–2035 годы, а проект SMARTi (самовосстанавливающиеся материалы для асфальтовых дорог (Self-healing Materials for Asphalt Roads)), финансируемый Центром Британских исследований и инноваций, также работает над этим направлением. В США Федеральное управление шоссейных дорог (FHWA) в 2023 году включило технологию самовосстанавливающихся полимеров в список «Новые дорожные технологии».
Основные вызовы для широкого внедрения таких технологий включают высокую стоимость входа, которая требует государственной поддержки или частных инвестиций, необходимость разработки новых стандартов, поскольку существующие строительные нормы пока не учитывают особенности "умных" материалов, а также необходимость внедрения систем мониторинга эффективности, таких как датчики и системы наблюдения, для оценки долгосрочной работоспособности и безопасности новых покрытий.
Самовосстанавливающиеся дороги — не мечта из фантастики, а реальность, которая активно внедряется в разных странах. Эти технологии способны кардинально изменить подход к дорожному строительству, сделать его дешевле, эффективнее и экологичнее. Вопрос лишь в том, насколько быстро государства будут готовы инвестировать в инновации.
