Jauni ceļu būves risinājumi: starp zinātni un rūpniecību
Lai meklētu ilgtspējīgus risinājumus ceļu būvē, Latvijas un starptautisku partneru komanda ir veikusi visaptverošu pētījumu “Performance evaluation of stone mastic asphalt (SMA) containing reclaimed asphalt (RA) and biopolymer lignin” par akmens mastikas asfaltu (SMA), kurā izmantots gan pārstrādāts asfalts (RA), gan lignīns.
Pētījums ir publicēts Q1 līmeņa žurnālā Construction and Building Materials, un tā līdzautori ir mūsu pētnieki Dr. chem. Jevgenija Ponomarenko un Ph.D. Aleksandrs Aršanica. Tas tapis projektā “Ilgtspējīgu bioasfalta maisījumu izstrāde ar atjaunojamu biopolimēru lignīnu”, kuru atbalsta EK Atveseļošanas un noturības mehānisms (ANM).
Ko atklāja pētījums?
Zinātnieki analizēja iespēju aizstāt 30 % no fosilās izcelsmes bitumena ar dažādas izcelsmes lignīniem un vienlaikus izmantot 30 % pārstrādātu asfaltu SMA maisījumā. Secinājumi:
- Komerciālais bezsēra fermentatīvās hidrolīzes lignīns (iegūts no lapkoku biomasas) parādīja labu saderību ar bitumenu, uzlabojot elastību un izturību pret plaisāšanu zemā temperatūrā.
- Krafta lignīns (no skujkoku masas) pastiprināja cietību, bet samazināja elastību un noguruma noturību.
- SMA maisījumi ar RA un hidrolīzes lignīnu saglabāja vai pat uzlaboja īpašības, salīdzinot ar standarta maisījumiem: tie bija izturīgāki pret ūdeni, plaisāšanu un deformāciju.
- Šos maisījumus var atkārtoti pārstrādāt, ja kompensē samazināto polimēru saturu.
Plašāks konteksts:
Gaisa piesārņojums un veselība
Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas (WHO) 2024. gada datiem, gaisa piesārņojuma dēļ pasaulē notiek aptuveni 6,7 miljoni priekšlaicīgu nāvju gadā, un Eiropas Savienībā vien — 239 000 nāvju ik gadu saistībā ar cieto daļiņu (PM₂.₅) pārsniegumiem (WHO, EEA).
Pārstrādātu un bioresursu saturošu materiālu izmantošana var būtiski samazināt emisijas no asfaltēšanas procesiem.
Klimata pielāgošanās un resursu ilgtspēja
2024. gada Eiropas Vides Aģentūras (EEA, 2024) ziņojums uzsver nepieciešamību veidot klimatnoturīgu infrastruktūru, izmantojot biomateriālus un aprites ekonomikas risinājumus. Latvijā izstrādātais SMA ar RA un komerciālo lignīnu ir šīs pieejas praktisks piemērs.
Mazāk atkritumu, mazāk fosilo resursu
Ceļu būve patērē milzīgus resursus (ETC-CA, 2024). Mūs zinātieku pētījums “Performance evaluation of stone mastic asphalt (SMA) containing reclaimed asphalt (RA) and biopolymer lignin” demonstrē, ka izmantojot lignīnu un RA iespējams ne tikai samazināt CO₂ emisijas un aizvietot fosilās izejvielas, bet ar'samazināt kaitīgo gāzveida izmešu apjomu, kas izdalās no bitumena ceļu seguma ieklāšanas laikā, mazināt atkritumu apjomu, kā arī saglabāt vai pat uzlabot seguma kvalitāti.
Pētījums publicēts žurnālā Construction and Building Materials, kas ierindojas Q1 kvartilē (JCR, Clarivate) abās kategorijās – Construction & Building Technology un Engineering, Civil.
