Politechnika Białostocka współtwórcą patentu nowej nawierzchni redukującej hałas
Politechnika Białostocka współtwórcą patentu nowej nawierzchni redukującej hałas, fot. Dariusz Piekut/Politechnika Białostocka
Poroelastyczna nawierzchnia pozwala zmniejszyć poziom hałasu toczenia pojazdów samochodowych nawet o 10 decybeli. Ogranicza też ryzyko zapłonu rozlanego paliwa podczas wypadku. Politechnika Białostocka wspólnie z Politechniką Gdańską i Firmą Budowlano-Drogową MTM uzyskała patent „Poroelastyczna mineralno-asfaltowa kompozycja do otrzymywania warstwy ścieralnej nawierzchni drogowych”.
Zobacz także
Materiały prasowe news Drogi oddane do ruchu – ponad 400 km w 2025 r.
Kolejne kilometry autostrady A2 na wschód od Warszawy, Obwodnica Metropolii Trójmiejskiej, połączenie Szczecina i Świnoujścia drogą ekspresową S3, trzy odcinki S1 między Katowicami a granicą polsko-słowacką...
Kolejne kilometry autostrady A2 na wschód od Warszawy, Obwodnica Metropolii Trójmiejskiej, połączenie Szczecina i Świnoujścia drogą ekspresową S3, trzy odcinki S1 między Katowicami a granicą polsko-słowacką – to tylko niektóre inwestycje, zaplanowane do oddania kierowcom w tym roku – w sumie będzie to nieco ponad 400 km nowych dróg.
Redakcja miesięcznika IZOLACJE news Instytut Badawczy Dróg i Mostów oceni stan obiektów uszkodzonych przez powódź
Wspólna wiedza oraz doświadczenia ekspertów z IBDiM i specjalistów z różnych uczelni technicznych w Polsce pozwolą lepiej ocenić stan istniejącej infrastruktury na zalanych terenach oraz opracować zalecenia...
Wspólna wiedza oraz doświadczenia ekspertów z IBDiM i specjalistów z różnych uczelni technicznych w Polsce pozwolą lepiej ocenić stan istniejącej infrastruktury na zalanych terenach oraz opracować zalecenia dotyczące jej modernizacji i rekonstrukcji.
Czytaj całość »
Jerzy Doroszkiewicz news Grupa badawcza z USA zainteresowana wykorzystaniem łopat turbin wiatrowych w ekranach drogowych
Naukowcy z Politechniki Białostockiej opracowują koncepcję ekranów akustycznych z użyciem zużytych śmigieł turbin wiatrowych. Po publikacji artykułu podsumowującego badania w ramach projektu Iskra w czasopiśmie...
Naukowcy z Politechniki Białostockiej opracowują koncepcję ekranów akustycznych z użyciem zużytych śmigieł turbin wiatrowych. Po publikacji artykułu podsumowującego badania w ramach projektu Iskra w czasopiśmie naukowym „Materials” innowacyjną metodą zainteresowała się międzynarodowa grupa Re-Wind, zajmująca się recyklingiem łopat turbin wiatrowych.
Czytaj całość »Patent jest efektem współpracy ośmioosobowego zespołu drogowców z Katedry Geotechniki, Dróg i Geodezji na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej, którym kierował prof. dr hab. inż. Władysław Gardziejczyk, z naukowcami z Politechniki Gdańskiej i praktykami z Firmy Budowlano-Drogowej MTM z Gdyni w ramach projektu „Bezpieczna, proekologiczna poroelastyczna nawierzchnia drogowa ” w konkursie „Nowoczesne technologie materiałowe – TECHMATSTRATEG1” sfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju”.
„Hałas opona/nawierzchnia od jadących pojazdów decyduje o poziomie hałasu w otoczeniu tras drogowych. Naukowcy, inżynierowie mechanicy i producenci opon pracują nad ich optymalizacją z akustycznego punktu widzenia, a my drogowcy pracujemy nad nawierzchniami” – mówi prof. dr hab. inż. Władysław Gardziejczyk, dyrektor Instytutu Inżynierii Lądowej na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej.
Nawierzchnia poroelastyczna obniży poziom hałasu drogowego
Nie w każdym miejscu można ustawić ekrany akustyczne, ale każdy chciałby mieszkać w cichej i spokojnej okolicy. Naukowcy poszukują takiej mieszanki mineralno-asfaltowej do warstwy ścieralnej nawierzchni drogowych, która ograniczyłaby ujemny wpływ transportu na środowisko.
„Jak wynika z badań opatentowanej nawierzchni, po jej wykonaniu redukcja hałasu toczenia pojazdów sięgała 10–12 dB w porównaniu z typowymi rozwiązaniami, a po 18 miesiącach jej użytkowania poziom emitowanych dźwięków był niższy o 7–8 decybeli. To duże osiągnięcie, chociaż potrzebne są prace nad trwałością konstrukcyjną nawierzchni poroelastycznej. Ponieważ mieszanki poroelastyczne charakteryzują się co najmniej 20% zawartością wolnych przestrzeni, to wymaga zastosowania wysokomodyfikowanych asfaltów i odpowiednich stabilizatorów aby poprawić trwałość warstw o takiej strukturze” – mówi prof. Gardziejczyk.
Wynika to m.in. ze zmiennych warunków atmosferycznych w naszym kraju. Przy dużej liczbie przejść temperatury nawierzchni przez zero, zamrażanie i odmrażanie wody w jej porach prowadzi do destrukcji warstwy ścieralnej.
Jednocześnie mając na myśli realizację misji zrównoważonego rozwoju dzięki zastosowaniu granulatu gumowego ze zużytych opon samochodowych do wytworzenia materiału do nawierzchni chroni się środowisko.
Nawierzchnia poroelastyczna na rzecz bezpieczeństwa ruchu
Poroelastyczna kompozycja mineralno-asfaltowa do warstwy ścieralnej nawierzchni drogowych to także większe zabezpieczenie przed ewentualnymi skutkami rozlania paliwa na drodze.
„Palność nawierzchni jest szczególnie istotna na przykład w tunelach. Podczas wypadku w tunelu, wylewające się z pojazdu paliwo na zwykłej nawierzchni bardzo często jest przyczyną pożaru. W przypadku warstwy poroelastycznej, paliwo jest przejmowane przez strukturę tej warstwy i w tym czasie osoby uczestniczące w wypadku są w stanie opuścić pojazd bez narażenia na oparzenia czy nawet śmierć” – podkreśla prof. Gardziejczyk.
Fakt ten potwierdzono w badaniach z płonącymi pojazdami na badanych nawierzchniach wykonane przez zespół prof. dr hab. inż. Jerzego Ejsmonta z Politechniki Gdańskiej, kierownika grantu.
Badania nad poroelastyczną warstwą ścieralną nawierzchni drogowych
Składy mieszanek poroelastycznych, badania wytrzymałościowe oraz technologię ich wytwarzania i wbudowania w nawierzchnię opracował zespół z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej, kierowany przez dr hab. inż. Piotra Jaskułę, prof. PG we współpracy z Firmą Budowlano-Drogową MTM z Gdyni. Badania laboratoryjne i terenowe wodoprzepuszczalności, współczynnika pochłaniania dźwięku, właściwości przeciwpoślizgowych oraz maksymalnego poziomu hałasu toczenia pojazdów na odcinkach testowych były wykonywane przez zespół z Politechniki Białostockiej. Zespół z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa z Politechniki Gdańskiej wykonał badania oporów toczenia, palności nawierzchni oraz maksymalnego poziomu hałasu opona/nawierzchnia. Firma Budowlano-Drogowa MTM odpowiadała natomiast za produkcję i wykonanie nawierzchni na odcinkach testowych.
Wyniki badań laboratoryjnych naukowców z Politechniki Białostockiej i Politechniki Gdańskiej stanowiły podstawę przy podejmowaniu decyzji o wyborze mieszanek poroelastycznych do wbudowania w nawierzchnię. Na odcinkach testowych w Gdyni, na drodze wewnętrznej przy Muzeum Techniki Wojskowej w Dąbrówce oraz na ul. Galaktycznej w Gdańsku testowano różne warianty wykonania warstwy ścieralnej z mieszanki poroelastycznej.
„Ważnym osiągnięciem badań na tym etapie było uzyskanie dobrej sczepności warstwy ścieralnej z mieszanki poroelastycznej z warstwą wiążącą, co dotychczas było dużym problemem” – podkreśla prof. Gardziejczyk.
Nawierzchnia poroelastyczna do opatentowania
Wyniki badań terenowych w trzech powyżej podanych lokalizacjach były podstawą do ustalenia ostatecznego składu mieszanek poroelastycznych do wbudowania w górnej warstwie nawierzchni na ul. Spokojnej w Kartoszynie. Nawierzchnia była badana w okresie 18 miesięcy, a uzyskane wyniki były podstawą zgłoszenia wniosku o patent.
Badania Politechniki Białostockiej na ul. Spokojnej w Kartoszynie wykazały, że nawierzchnia poroelastyczna przyczyniła się do obniżenia maksymalnego poziomu hałasu toczenia pojazdów samochodowych o około 10 decybeli w porównaniu do nawierzchni z betonu asfaltowego czy SMA. To wartość bardzo znacząca, gdyż nowe nawierzchnie porowate, traktowane jako nawierzchnie ciche, redukują poziom hałasu o 5–6 decybeli.
Gdzie można stosować nawierzchnię poroelastyczną?
Na obecnym etapie nie można jej stosować na wszystkich drogach z uwagi na jej trwałość konstrukcyjną oraz bardziej złożone wymagania przy produkcji i ułożeniu mieszanki poroelastycznej. Jednak w szczególnych miejscach, w których wymaga się zdecydowanego obniżenia poziomu hałasu od ruchu drogowego i nie można wybudować ekranów akustycznych, zastosowanie mieszanki poroelastycznej będzie dobrym rozwiązaniem, oczywiście uwzględniając charakterystykę ruchu samochodowego.
Konsorcjum nauki z przemysłem – praktyczny wymiar badań nad nową nawierzchnią
Projekt badawczy był realizowany w latach 2018–2021, a zgłoszony przez Politechnikę Gdańską (lidera konsorcjum) patent jest wymiernym osiągnięciem współpracy zespołów naukowców z dwóch uczelni i przedsiębiorstwa.
„Uważam, że podstawą powiązania nauki z praktyką jest tworzenie konsorcjów badawczych uczelni z przedsiębiorstwami. Jeżeli będą to konsorcja międzynarodowe, uzyskane rezultaty będą jeszcze bardziej wartościowe. Współpraca uczelni z przedsiębiorstwami pozwala wyniki badań naukowych zweryfikować w praktyce. Nasze konsorcjum jest najlepszym tego przykładem. Była praca w laboratoriach, współpraca z przedsiębiorstwem i uzyskanie patentu na podstawie wykonanych wspólnych badań” – mówi prof. Gardziejczyk.
Źródło: Agnieszka Sakowicz-Stasiulewicz
