Μια ιδιαίτερα ασυνήθιστη μέθοδο δοκιμάζουν μηχανικοί στο Μέιν των ΗΠΑ, χρησιμοποιώντας χιλιάδες τεμαχισμένα ελαστικά κάτω από το οδόστρωμα, με στόχο να περιορίσουν τις ζημιές που προκαλούν οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι παγετού και απόψυξης.
Το πείραμα πραγματοποιείται σε αγροτικό δρόμο της περιοχής και έχει διπλό στόχο: αφενός να βελτιωθεί η ανθεκτικότητα του οδοστρώματος στις δύσκολες χειμερινές συνθήκες και αφετέρου να αξιοποιηθεί ένας μεγάλος όγκος παλιών ελαστικών που διαφορετικά θα κατέληγαν στα απορρίμματα.
20.000 ελαστικά χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα
Η δοκιμή έγινε σε τμήμα περίπου 183 μέτρων της Dingley Road, στην περιοχή Richmond του Μέιν. Εκεί τοποθετήθηκαν περίπου 20.000 μεταχειρισμένα ελαστικά, τα οποία προηγουμένως είχαν τεμαχιστεί σε κομμάτια μεγέθους περίπου 5 έως 8 εκατοστών.
Τα κομμάτια των ελαστικών, τα οποία διατηρούσαν και τα χαλύβδινα σύρματά τους, χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία μιας ειδικής στρώσης πάχους 15 έως 30 εκατοστών.
Πάνω από αυτή τη στρώση τοποθετήθηκαν διαδοχικά στρώματα χαλικιού. Έτσι, στην επιφάνεια ο δρόμος δεν παρουσιάζει κάποια ιδιαίτερη διαφορά από έναν συμβατικό χαλικόστρωτο δρόμο.
Η συγκεκριμένη ιδέα προέκυψε από τον πολιτικό μηχανικό Dana Humphrey του University of Maine, ο οποίος εξέτασε τις δυνατότητες αξιοποίησης των τεμαχισμένων ελαστικών ως υλικού για κατασκευαστικές εφαρμογές.
Αντί, λοιπόν, τα ελαστικά να χρησιμοποιηθούν στην επιφάνεια του δρόμου, τοποθετήθηκαν κάτω από το χαλίκι, ώστε να εξεταστεί κατά πόσο μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του εδάφους απέναντι στις χαμηλές θερμοκρασίες, το νερό και τα φορτία των οχημάτων.
Πώς λειτουργούν τα ελαστικά κάτω από το οδόστρωμα
Το Μέιν διαθέτει μεγάλο αριθμό χωμάτινων και χαλικόστρωτων δρόμων, οι οποίοι αντιμετωπίζουν σημαντικές φθορές κατά τους χειμερινούς μήνες.
Όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν, το νερό που υπάρχει στο έδαφος παγώνει και το έδαφος σκληραίνει. Όταν ακολουθεί άνοδος της θερμοκρασίας, ξεκινά η διαδικασία της απόψυξης, με αποτέλεσμα το έδαφος να γίνεται πιο μαλακό και ασταθές.
Η κατάσταση επιβαρύνεται από τη διέλευση βαρέων οχημάτων, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε λακκούβες, αυλακώσεις και παραμορφώσεις του δρόμου.
Οι ερευνητές θέλησαν να εξετάσουν αν η χρήση τεμαχισμένων ελαστικών κάτω από το οδόστρωμα μπορεί να περιορίσει αυτές τις επιπτώσεις.
Περισσότεροι από 100 αισθητήρες κατέγραφαν τη θερμοκρασία
Για να διαπιστωθεί τι συμβαίνει στο εσωτερικό του δρόμου, οι υπεύθυνοι εγκατέστησαν περισσότερους από 100 αισθητήρες θερμοκρασίας σε διαφορετικά βάθη.
Οι αισθητήρες κατέγραφαν τις μεταβολές της θερμοκρασίας καθ’ όλη τη διάρκεια του χειμώνα, επιτρέποντας στους ερευνητές να συγκρίνουν το τμήμα όπου χρησιμοποιήθηκαν τα τεμαχισμένα ελαστικά με άλλα σημεία του δρόμου που είχαν κατασκευαστεί μόνο με χαλίκι.
Τα πρώτα ευρήματα ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέροντα.
Στο τμήμα όπου είχαν τοποθετηθεί τα τεμαχισμένα ελαστικά, ο παγετός έφτασε περίπου στο μισό βάθος σε σχέση με τα τμήματα που χρησιμοποιήθηκαν ως σημεία σύγκρισης.
Αντίθετα, στα σημεία όπου υπήρχε αποκλειστικά χαλίκι καταγράφηκαν σημαντικές φθορές κατά την περίοδο της απόψυξης.
Τα στοιχεία αυτά δείχνουν ότι τα τεμαχισμένα ελαστικά ενδέχεται να λειτουργούν προστατευτικά απέναντι σε ορισμένες από τις συνέπειες των επαναλαμβανόμενων κύκλων παγώματος και απόψυξης.
Γιατί το καουτσούκ μπορεί να βοηθήσει
Ένας από τους βασικούς λόγους για τους οποίους επιλέχθηκαν τα ελαστικά είναι το γεγονός ότι το καουτσούκ έχει διαφορετικές ιδιότητες από τα συμβατικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή δρόμων.
Τα τεμαχισμένα ελαστικά είναι σημαντικά ελαφρύτερα από το χαλίκι. Ενδεικτικά, το χαλίκι έχει βάρος περίπου 2.000 κιλά ανά κυβικό μέτρο, ενώ το υλικό από τα τεμαχισμένα ελαστικά που χρησιμοποιήθηκε στο συγκεκριμένο πείραμα φτάνει περίπου τα 640 κιλά ανά κυβικό μέτρο.
Αυτό σημαίνει ότι η χρήση τους μπορεί να περιορίσει το συνολικό βάρος που ασκείται στο έδαφος όταν απαιτούνται μεγάλες ποσότητες υλικού για την κατασκευή μιας οδικής υποδομής.
Παράλληλα, το καουτσούκ διαθέτει θερμομονωτικές ιδιότητες και μεταφέρει τη θερμότητα πιο δύσκολα σε σχέση με αρκετά συμβατικά ορυκτά υλικά. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να περιορίζει τη διείσδυση των πολύ χαμηλών θερμοκρασιών στα βαθύτερα στρώματα του εδάφους.
Επιπλέον, το ακανόνιστο σχήμα των τεμαχισμένων ελαστικών δημιουργεί κενά μεταξύ των κομματιών. Οι χώροι αυτοί μπορούν να διευκολύνουν την κίνηση και αποστράγγιση του νερού κάτω από την επιφάνεια του δρόμου.
Μια λύση με διπλό όφελος
Η συγκεκριμένη δοκιμή στο Μέιν εξετάζει, ουσιαστικά, αν ένα υλικό που αποτελεί σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα, όπως τα παλιά ελαστικά, μπορεί να αποκτήσει μια νέα χρήση στις οδικές υποδομές.
Εφόσον η μέθοδος αποδειχθεί αποτελεσματική και σε μεγαλύτερη κλίμακα, θα μπορούσε να συμβάλει τόσο στη μείωση των φθορών στους δρόμους από τον παγετό και την απόψυξη όσο και στην καλύτερη αξιοποίηση των μεταχειρισμένων ελαστικών.
