Хотя почти 21 млн. км дорог с твердым покрытием по всему миру появляются статические, их влияние на окружающую среду не установлено.
При изучении всех этапах жизненного пути, используя технику, называемую Мостовую оценки жизненного цикла, становится ясно, что воздействие на окружающую среду в асфальте не закончится строительство. На самом деле, существуют значительные выбросы, связанные с тротуара в течение его срока службы, также известный как стадии использования.
Несколько факторов, как влияние качества дорожного покрытия на эффективность использования топлива, освещения, и ее способность поглощать диоксид углерода путем карбонизации вносят свой вклад в этот след. Более того, эти факторы могут меняться в зависимости от контекста асфальте, который включает в себя климат и количество трафика. Это может сделать использование воздействия мостовой этапе трудно просчитать.
В статье, опубликованной в журнале «чистое производство», исследователи из Массачусетского технологического института бетона устойчивости, ступицы (CSHub) изучить использование фазы тротуаров и рассчитайте влияние контекста на их воздействие на окружающую среду. Своей работе считает, что фаза использования сильно зависит от контекста.
Где резина встречает дорогу
Хотя на стадии эксплуатации может иметь значительное воздействие на окружающую среду, решения, принятые до тротуара еще строится может влиять на размер этого следа.
“Получается, что дизайн и содержание тротуаров косвенно оказать воздействие на окружающую среду”, — объясняет Джереми Грегори, CSHub исполнительный директор и автор недавней статьи. “Некоторые из этих изменений включают так, что тротуары воздействия на климат через их отражательную способность, за счет поглощения углекислого газа с течением времени в результате дорожного полотна, и как они влияют на расход топлива на транспортные средства, которые ездят на них.”
Этот последний эффект, называемый покрытие-транспортное средство взаимодействия (ПВИ), вызывает лишний расход топлива и является одним из главных факторов в использовании-фазы выбросов асфальте.
Как предполагает его название, ПВИ относится к взаимодействию между шинами автомобиля и дорогой это сводит на. Это многогранное явление.
Первое, и самое очевидное, аспект ПВИ является шероховатость, которая относится к неровности на поверхности дорожного покрытия. В дополнение к влияющих на комфорт езды, шероховатость может иметь значительное влияние на потребление топлива.
“Грубее асфальт, тем больше диссипация энергии есть в амортизатор системы автомобиля”, — объясняет Грегори. “Затем автомобиль должен потреблять больше топлива, чтобы преодолеть эту дополнительную энергию диссипации. Мы называем это лишний расход топлива”.
Наряду с шероховатостью, второй аспект ПВИ является прогиб. “Прогиб имеет дело с очень тяжелой техники, в основном грузовики”, — отмечает Грегори. “Вес грузовика делает небольшое углубление в асфальте, так что машины всегда подъезжают очень пологий холм. Как шероховатость, отклонения также вызывает излишнее потребление топлива.”
Поскольку избыточный расход топлива уменьшается только расход топлива на несколько процентов, это не так заметно для среднего водителя. Но если учитывать часто тысячи автомобилей, что проехать через участок тротуара каждый день, эти несколько процентов добавить вверх. В случае Калифорнии, лишний расход топлива на шоссе составил более пяти лет 1 млрд галлонов.
Учитывая контекст
В то время как шероховатость и отклонения в значительной мере способствовать использование-фаза воздействия на окружающую среду, еще один фактор, тоже в плей — мостовой контексте.
“Когда мы смотрим на общую оценку жизненного цикла тротуаров, мы видим, что результаты очень зависит от контекста”, — говорит Григорий. “Контекст включает в себя климат асфальте существует в, объем трафика за тот тротуар, по типу конструкции покрытий, а также ремонт и восстановление расписание, которое запланировано на мостовую в будущем. Все эти факторы объединяются, чтобы определить воздействие на окружающую среду асфальте”.
Авторы статьи выбрали девять различных сценариев для изучения влияния этих конкретных условий. Они проанализировали тротуары в четырех американских штатов с различным климатом — Миссури, Аризона, Колорадо и Флориде. В каждой климатической зоны, затем они посмотрели на дорогах с различными уровнями движения.
Изучив данные, они обнаружили, что трафик был наиболее существенным фактором, влияющим на асфальте воздействия на окружающую среду.
“Получается, что для покрытий с очень высокой проходимостью нагрузкой, гораздо большую долю их общего воздействия на окружающую среду связан с фазой использования и избыточного расхода топлива автомобилей”, — объясняет Грегори.
Например, между штатами, которые имеют большой трафик, также имел наибольшее применение-этап воздействия — аж 78 процентов от общего воздействия жизненного цикла.
“С другой стороны, для покрытий, которые имеют гораздо меньшее количество автомобилей, которые ездят на них, большая часть воздействия на окружающую среду, связанных с материалами и строительство”, — рассказал Грегори. Эти виды менее загруженных магистралей, как государства, так и в сельских автомобильных дорог, показанную ниже использовать-этап воздействия на 38% и 37%, соответственно.
В дополнение к трафику, дизайн и ремонт дорожного покрытия также оказывает влияние на ее окружающую среду.
Например, со Штатами увидеть много легковых транспортных средств, шероховатость их покрытий является их основным источником избыточного потребления топлива. Если не проводить регулярное техническое обслуживание, грубость межгосударственная может повыситься, приводя к повышению избыточного потребления топлива.
Поскольку движение грузовиков будет выше в сельской местности и состояние дорог, чем на магистралях, прогиб этих покрытий могут иметь большее влияние на лишний расход топлива, чем грубость. Для смягчения последствий прогиб, асфальт должен быть разработан, чтобы быть достаточно жесткой, чтобы выдержать вес грузовика.
Климат также влияет на окружающую среду этапа использовать асфальте. В холодном климате, некоторые тротуары могут быстрее испортиться из-за замораживания-оттаивания повреждений, и, следовательно, могут иметь более высокую шероховатость. Это увеличивает избыток расхода топлива автомобилей на этих тротуарах в холодном климате.
В более теплом климате, тротуары сделаны на нефтяной основе материалов более легко деформируются, что повышает их восприимчивость к деформации. В свою очередь, грузовые автомобили едут по этим тротуарам в теплом климате имеют больше избыточного потребления топлива.
В конечном счете, это недавнее исследование показывает, сколько ситуативные факторы должны быть рассмотрены на этапе использования тротуара для того, чтобы сделать его максимально возможной устойчивости. “Важно не допустить каких-либо экологических последствий для данного контекста”, — объясняет Грегори. “Вы действительно должны работать цифры”.
Конкретного хаба устойчивости МИТ-это команда исследователей из нескольких отделов по МИТ рабочие на бетонные и инфраструктуры науки, техники и экономики. Его исследование поддерживается портландцемент ассоциации и готового смешанного бетона исследовательский и Образовательный Фонд.
Больше записей автора Роботы и киборги
В ETH Zurich научились делать роботов микронной длины
Исследователи из ETH Zurich разработали технологию производства машин микронной длины путем сложного соединения нескольких материалов. Такие микророботы однажды произведут в …
Disney Research представила новый инструмент для создания правдоподобной мимики
Сейчас 3D-рендеринг лиц является неотъемлемой частью производства любого крупного фильма или игры, но задача их захвата и естественной анимации является …
Немецкие исследователи используют импульсные нейронные сейти для управления роботизированными руками
Если мы хотим, чтобы роботы действительно реализовали свой потенциал при взаимодействии с окружающим миром, критически важно, чтобы в их распоряжении …
