Дорога будущего: Как будут выглядеть российские дороги будущего

Как будут выглядеть российские дороги будущего

Транспорт будущего — электрокары и машины с автопилотом — потребует новой инфраструктуры, поэтому в скором времени и российские дороги непременно изменятся. Рассказываем, какими они станут

Как электрокары изменят дороги

Уже сейчас европейские страны вводят законы, которые ограничивают использование или продажу авто на ископаемом топливе. Быстрее всех в этом направлении движется Скандинавия: например, в Швеции запретят продажу авто с двигателями внутреннего сгорания в 2030 году, а в Норвегии — уже к 2025 году. При этом предполагается, что норвежцы откажутся от обычных машин в пользу электрокаров уже к апрелю 2022 года. Этот тренд подтверждает статистика: доля электрокаров в месячных продажах новых авто летом 2021 года дошла до 78%.

Кроме электричества есть еще минимум два вида топлива, которые применяются как альтернатива бензину, дизелю и газу — биотопливо и водородное топливо. Однако у них есть недостатки, которые мешают им занять лидерство: для массового производства биотоплива придется увеличить вырубку лесов, а водородное топливо может быть взрывоопасным.

Машины с электродвигателями лишены недостатков авто на водородном и биотопливе. Однако у них есть другой недостаток: их нельзя «заправить» за пару минут. Например, мощные станции на 350 кВт заряжают электрокары до 80% за 20–30 минут. И если в городе зарядную станцию можно найти до того, как сядет аккумулятор, на трассе это может стать проблемой. Поэтому водителям может потребоваться подзарядка на ходу. Концепт электрифицированной трассы предложили в Швеции: в 50-метровую секцию дороги вмонтирован контактный рельс, к которому подсоединяется авто с токоприемником. Благодаря этой идее можно отказаться от зарядных станций, ведь автомобиль сможет получать электричество прямо на ходу. А водители смогут забыть о том, что нужно останавливаться и искать заправку.

Установка контактного рельса для зарядки электромобилей

(Фото: eroadarlanda.com)

Для использования такой технологии нужны дороги с более жестким покрытием. Асфальт здесь не подойдет — его поверхность слишком мягкая, чтобы монтировать в нее какие-либо конструкции. В качестве альтернативы асфальту можно использовать цементобетон.

Как выглядит дорога с цементобетонным покрытием?

Современная «бетонка» представляет собой монолитное, ровное, прочное и долговечное покрытие, а не конструкцию из отдельных плит со стыками. Вместо битума, как у дорог с асфальтобетонным покрытием, в бетонных дорогах в качестве вяжущего материала используется цемент. В России такое покрытие можно увидеть на взлетно-посадочных полосах. В других странах бетонные дороги широко эксплуатируются: в европейских странах их доля в федеральных трассах варьируется от 13% до 70%, а в США около 60% дорог — цементобетонные.

Пример цементобетонной дороги

(Фото: roadconcrete.ru)

По подсчетам российской Ассоциации бетонных дорог, в нашей стране на трассы с таким покрытием приходится не более 2% дорожной сети, однако ситуация может измениться: в 2017 году правительство России издало постановление, согласно которому сроки службы дорог до капитального ремонта должны увеличиться с 12 до 24 лет. При этом нынешние дороги из асфальта служат не дольше семи лет, а с цементобетонным покрытием — 30 лет и больше. Поэтому, например, сегодня бетонные дороги рассматриваются как один из приоритетных вариантов при строительстве участка трассы М12 от Казани до Екатеринбурга.

При строительстве дорог с цементобетонным покрытием важно строго соблюдать технологию выполнения работ: исправление ошибок может быть трудоемким и затратным. В остальном у цементобетонных дорог больше преимуществ:

  • Они не только более долговечные — им также реже нужен ремонт. Дело в том, что в теплом климате цементобетонные дороги не плавятся и не деформируются, а на холоде — не становятся хрупкими и не трескаются.

  • Бетонные дороги выдерживают увеличенные нагрузки, поэтому тяжелые транспортные средства могут проезжать по ним круглогодично, без ограничений.

  • Такие дороги более экологичны: цемент не выделяет токсичных газов при нагревании и на 100% перерабатывается.

  • За счет жесткого покрытия расход топлива при движении автомобилей на бетонных дорогах снижается на 3–6%. А чем ниже расход топлива, тем меньше выбросов углекислого газа в атмосферу.

  • Кроме того, как упоминалось выше, в такие дороги можно встраивать зарядки для электромобилей.

Укладка цементобетона

(Фото: Ассоциация бетонных дорог)

Предполагается, что развитие строительства бетонных дорог в масштабах страны будет налажено в ближайшее время. По заявлению Союза производителей цемента, спрос на сырье позволит нагрузить предприятия, мощности которых используются сейчас лишь на 48%. При этом сами заводы находятся вблизи строящихся объектов и трасс, что позволит без проблем доставлять сырье. Также в России есть подрядные организации с соответствующим опытом и навыками, так как по аналогичной технологии строятся взлетно-посадочные полосы высочайшего качества.

Дороги из пластика и солнечных панелей

Ученые и инженеры предлагают дороги и из других материалов. Например, нидерландская компания KWS разрабатывает дороги из переработанного пластика. Концепт PlasticRoad выглядит так: из пластика изготавливаются полые плиты, которые кладут на твердое основание. Внутри плит можно разместить трубы водопровода или других коммуникаций.

Пример велодорожки из пластика

(Фото: volkerwessels.com)

Пластик при строительстве дорог использовали и раньше, но только как дополнительный компонент для асфальта. PlasticRoad же делают только из переработанной пластмассы, что позволяет снизить выбросы углекислого газа на 50–70% по сравнению с производством обычных дорог.

Пока PlasticRoad планируют использовать для дорог с небольшой нагрузкой: велодорожек, тротуаров и парковок. Не ясно, смогут ли по пластиковым плитам ездить грузовики или большой поток легковых авто.

Еще один материал, который может использоваться как дорожное покрытие — солнечные панели. Наиболее футуристичный проект разрабатывает американская Solar Roadways: компания предлагает использовать панели с подсветкой. Благодаря ей дорога будет проецировать разметку, подсвечивать пешеходные переходы или дорожные знаки.

В качестве теста Solar Roadways покрыла солнечными панелями стоянку авто. Испытание показало, что поверхность смогла выдержать нагрузку до 100 т. Но такие дороги будут очень дорогими. Издание ExtremeTech посчитало, что на замену всех дорог в США панелями от Solar Roadways придется потратить около $56 трлн.

Другой недостаток пластиковых и «солнечных» дорог — отсутствие готовой инфраструктуры для их массового производства. При переходе на столь новую технологию потребуется время, чтобы инженеры и строители смогли освоить ее и избежать ошибок в проектировании.

Дороги с датчиками для беспилотников

На облик дорог будущего повлияет и развитие беспилотных автомобилей, причем это произойдет раньше, чем кажется: «Яндекс» уже в 2021 году планирует запустить пассажирские перевозки с помощью беспилотных такси в Иннополисе, а чуть позднее — и в Москве.

Если запуск беспилотников окажется успешным и их начнут использовать широко, то понадобится инфраструктура для «связи» таких объектов друг с другом и координации дорожного движения.

Концепт интеллектуальных транспортных систем (ИТС) предполагает, что на дорогах появится датчики, которые смогут отслеживать трафик и регулировать его. Эту систему можно использовать не только для беспилотных, но и для обычных авто. Частично она уже реализуется в Москве, где с 2018 года начали активно внедрять «Умные светофоры».

Система работает так — встроенные в дорогу датчики собирают информацию о транспорте и передают ее на центральный сервер. Затем эту информацию анализирует нейросеть и определяет, как настроить время для светофоров в городе.

С развитием беспилотных автомобилей подобные технологии пригодятся не только в больших городах, но и за их пределами: например, для автономных грузовиков. Хотя они сами снабжены большим количеством датчиков, «умная» система на дороге позволит координировать движение, чтобы избежать ДТП и доставлять груз вовремя.

Дороги будущего | roadtm.com

Сегодня, как и в строительстве жилья, дорожно-строительная отрасль переживает бурный рост и развитие. На наших дорогах за последнее время появились ровные переезды, светодиодные светильники и подсветка, умная электроника, осуществляющая управление, системы видеофиксации, лежачие полицейские и много еще чего.

Меж тем, все то, что мы сейчас наблюдаем, на самом деле такие мелочи по сравнению с тем, что нас еще ждет впереди. Наука постоянно выдумывает что-то новое, технологи адаптируют процессы под нужды организаций и в нашу с вами жизнь входит то, что еще десяток лет было научной фантастикой. Какое оно – будущее дорог России?

Новые дороги, это прежде всего – новые материалы

В последнее время широко обсуждается вопрос о том, какими материалами можно заменить привычную нам асфальтобетонную смесь. Хотелось бы, чтобы основной материал был более технологичным, простым в синтезе, а также позволял использовать его в единственной рабочей смеси во всех возможных случаях.

Из чего же будут делать дороги в будущем – это очень интересный вопрос. Технологами предлагались как новые, но уже всем известные материалы, такие как нетканое полотно и георешетка, фибробетон, керамика и прочие, так и … пластик, точнее синтезируемые многокомпонентные полимеры. Удобство применения последних состоит в том, что поверхность дороги просто заливается в опалубку, как это делают, например, с фундаментом.

Пассивная безопасность – требование времени

Так какие будут дороги в будущем, с точки зрения безопасности? Новые сверхпрочные отбойники и шумовые полосы не позволят заснувшему или отвлекшемуся водителю вылететь с дороги. Применение высокотехнологичной визуализации для управления разметкой позволит использовать дороги с разной степенью загруженности – более оптимально. Да и сама разметка скорее всего станет другой – ученые на полном серьезе обсуждают возможность монтажа подсветки в разметку – это будет очень удобно, особенно в ночное время. Возможно, так же, что привычные нам светофоры отойдут в прошлое. Их сменят системы синтеза голографических изображений. Ученые прогнозируют, что они будут на порядок дешевле, чем светофоры. Как видите, фантастика становится повседневной обыденностью.

Сегодня отрасль дорожного строительства переживает время расцвета и прихода в нее новых технологий, и самое главное людей, которые имеют желание развивать ее. Появляются новые материалы и приспособления, которые очень сильно облегчают жизнь строителям. Какими будут дороги через 10 — 20 лет – время покажет.

  1. Главная
  2. Блог
  3. org/ListItem»>Заметки
  4. Дороги будущего

Пять дорог будущего

Наша планета покрыта дорогами. А к 2050 году наша глобальная сеть автомобильных дорог увеличится на 60%. Volvo Construction Equipment отправляется в путешествие по дорогам будущего, чтобы посмотреть на некоторые невероятные инновации и узнать, как дизайн, материалы и использование будут адаптироваться в ближайшие годы

 1. Пластиковые дороги

Производство бетона составляет 8 % глобальные выбросы CO 2 по данным WWF. Он изготавливается из добытых в карьерах заполнителей, таких как известняк, гранит или песок, скрепленных цементом, битумом (асфальтом) или другими веществами. Но что, если мы заменим эти ограниченные ресурсы одним из печально известных побочных продуктов человечества, например пластиком? Индия уже много лет заделывает выбоины, используя пластик в качестве связующего в небольших масштабах. Британский инженер Тоби Маккартни даже разработал способ превращения переработанного пластика в гранулы, которые можно добавлять в асфальт для сокращения использования вяжущих веществ. Вам нужно 3-10 кг переработанного пластика на тонну уложенного асфальта. Этот процесс делает дорогу значительно прочнее и служит намного дольше, чем традиционный материал. Камбрия в Великобритании приняла это для всех новых дорог. Но жизнь в пластике не всегда фантастична. По мере разрушения дорог мелкие микрочастицы пластика выбрасываются в окружающую среду и могут оказывать пагубное воздействие на дикую природу и здоровье человека.

2. Jigsaw Roads

 

 

Голландская компания KWS в партнерстве с Wavin и Total разработала PlasticRoad – сборную модульную дорогу из переработанного пластика. Модульные подогнанные детали ускоряют строительство на 70%, а полая пластиковая конструкция делает его в четыре раза легче асфальта. Полая конструкция также позволяет прокладывать трубы и кабели без значительных земляных работ и способна накапливать излишки воды во время штормов и наводнений. Фаза испытаний началась в сентябре этого года с открытия велосипедной дорожки в Нидерландах.

3. Светящиеся дороги

В связи с огромным прогрессом в области технологий в автомобильной промышленности важно отметить ту роль, которую дорожная разметка уже играет в современных автомобилях. Многие автомобили с функциями автопилота полагаются на эту маркировку, чтобы помочь центрировать автомобиль на дороге. В плохих погодных условиях или при слабом освещении и машине, и водителю может быть трудно увидеть маркировку, но вскоре все может измениться.

На небольшом участке дороги в Нидерландах уличные фонари были заменены светящимися в темноте линиями, которые направляют водителей. Эта простая, но эффектная инновация была придумана дизайнером Дааном Розегаарде. Днем эти флуоресцентные полосы поглощают солнечный свет, а ночью этот свет снова излучается. Замена уличных фонарей, особенно на менее посещаемых дорогах, обеспечивает устойчивое решение, не ставящее под угрозу безопасность водителя. Roosegaarde также планирует создавать дорожные предупреждающие знаки из чувствительной к температуре краски. Поля будут подсвечиваться при падении температуры, например, предупреждая водителей о гололеде на дороге впереди. Аналогичная технология внедряется в асфальт для создания светящихся велосипедных дорожек и небольших участков пути, и в будущем это может стать обычным явлением для вечерних пассажиров.

4. Самовосстанавливающиеся дороги

Только Великобритания тратит 40 миллиардов фунтов стерлингов в год на ремонт и техническое обслуживание существующих, в основном бетонных, конструкций. Это внесло значительный вклад в выбросы CO2 при производстве цемента. Но что, если бы бетон мог буквально излечить себя? Самовосстанавливающиеся материалы были признаны Всемирным экономическим форумом одной из десяти лучших новых технологий. Ранее эта технология была действительно изучена только в аэрокосмической промышленности, но ее потенциальное широкое использование в бетонной строительной отрасли привело к более обширным исследованиям.

В 2013 году исследователи из Университетов Бата, Кардиффа и Кембриджа объединили усилия для создания нового поколения «умного» бетона и других строительных материалов на основе цемента. В рамках проекта исследователи разрабатывают бетонную смесь, содержащую бактерии, заключенные в микрокапсулы, которые прорастают, когда вода попадает в трещину в бетоне. Затем образуется известняк (кальцит), закупоривающий трещину до того, как вода и кислород разъедают стальную арматуру внизу. По оценкам, самовосстанавливающийся бетон снижает эксплуатационные расходы до 50%. Та же концепция используется в асфальте, где микроскопические капсулы, содержащие омолаживающие вещества, могут использоваться для повышения способности материала к самовосстановлению.

5. Электрифицированные дороги

Около 60% углеродного загрязнения в транспортном секторе приходится на легковые автомобили. Если мы электрифицируем их все возобновляемой электроэнергией с нулевым выбросом углерода, это может оказать огромное влияние на сокращение выбросов углерода. Однако в настоящее время большой проблемой электромобилей является время, необходимое для их зарядки. Электромобили, такие как Tesla Model S, могут проехать более 250 миль без подзарядки, но перезарядка может занять до 25 часов. Но ведутся исследования электрифицированных дорог, которые позволят водителям электромобилей заряжаться на ходу. Некоторые исследования изучают беспроводную зарядку, в то время как другие изучают контактную зарядку кабеля, где — мало чем отличаясь от Scalextric в натуральную величину — автомобили будут заряжаться, поддерживая контакт с зарядными катушками на дороге. Ранние модели предполагают, что установка зарядных катушек на 10% наших дорог увеличит запас хода электромобилей в среднем с 94 до 480 км.

Изображение 1: Переработанный пластик добавляется в Asphalt Mix

Изображение 2. исцеляет себя 

Изображение 5. Электрические дороги могут заряжать ваш автомобиль во время движения

ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Тиффани Ченг

Руководитель отдела брендов, маркетинга и корпоративных коммуникаций
Регионы Азия и Китай
Volvo Construction Equipment
Эл. Как могут выглядеть дороги будущего

Иллюстрация дороги будущего.

Аруп/Телеграф

Умные автомобили и связь между автомобилями

Автомобили будущего будут умнее и безопаснее. Они смогут следить за бдительностью водителя и общаться друг с другом, чтобы избежать столкновений. Бортовые компьютеры уже создают огромное количество данных, и по мере совершенствования аналитики больших данных будут выявлены дальнейшие тенденции и неэффективность.

Транспортные средства также смогут обмениваться информацией о пробках, погоде и дорожных условиях и предупреждать водителя о потенциальных угрозах безопасности. В будущем системы смогут автоматически брать на себя торможение или рулевое управление, если они почувствуют неизбежную аварию. Усовершенствованные датчики в автомобиле также могут отслеживать частоту сердечных сокращений водителя, движения глаз и активность мозга, чтобы обнаруживать проблемы, начиная от сонливости и заканчивая сердечным приступом.

Беспилотные автомобили

Google

Самоуправляемые автомобили Google показали, что они могут распознавать и реагировать на дорожные работы, железнодорожные переезды, сложные перекрестки и различные коммуникации с велосипедистами. Например, используя лазерную визуализацию, автомобиль может распознать велосипедиста, машущего рукой, ожидать, что велосипедист переедет, и не проедет, пока это не станет безопасным.

В 2014 году Google выпустила свой первый самодельный автомобиль без водителя; у автомобиля нет руля и педалей, а максимальная скорость составляет 25 миль в час (40 км / ч). Компания планирует построить 100 электромобилей для испытаний. Автомобили будут оснащены двумя кнопками — одной для запуска автомобиля и одной для аварийной остановки.

Салоны беспилотных автомобилей

Технология беспилотных автомобилей означает, что пассажиры могут проводить свое время более осмысленно во время путешествия. Поскольку основное внимание будет уделяться внутреннему транспортному средству, больше внимания будет уделяться опыту пассажиров.

Швейцарская компания Rinspeed предложила свое видение беспилотного будущего в своем концепт-каре Xchange. Ринспид преобразил интерьер электрического Tesla Model S с сиденьями, которые поворачиваются, наклоняются и сдвигаются в 20 положений, широкоэкранным телевизором сзади и итальянской эспрессо-машиной на центральной консоли.

Система доставки дронами

Маттернет

Американская компания Matternet разрабатывает сеть доставки дронами для регионов, особенно в странах с низким уровнем дохода, где дорожная сеть не существует или ненадежна. В таких районах легкие автономные дроны могут стать самым быстрым и экономичным способом доставки еды, лекарств и других предметов первой необходимости в изолированные сообщества.

Matternet предлагает систему базовых станций, в которой дроны могут быстро переключать батареи или полезную нагрузку с другими дронами, а затем продолжать движение через сеть базовых станций к месту их выгрузки или сбора. По мнению Matternet, эта более дешевая и экологически чистая транспортная система может заменить дорогостоящие инвестиции в дорожную инфраструктуру.

Синхронизированные светофоры

Лос-Анджелес, США, является первым крупным городом в мире, полностью синхронизировавшим все светофоры. Автоматизированная система наблюдения и контроля за дорожным движением является одной из самых полных в мире систем для облегчения трафика.

Город синхронизировал все 4400 светофоров, используя магнитные датчики на дорогах для измерения потока транспорта. В системе также используются камеры и централизованная компьютерная система, которая получает информацию от сенсорной сети и автоматически корректирует транспортный поток.

Солнечные дороги

Солнечные дороги

Проект Solar Roadways, детище Скотта и Джули Брюсоу, направлен на замену стандартных асфальтированных дорог, парковочных мест, тротуаров и велосипедных дорожек современными солнечными панелями, которые генерируют чистую и возобновляемую энергию. Панели также содержат светодиодное освещение, нагревательные элементы для таяния снега, возможность индуктивной зарядки электромобилей во время движения и даже некоторые возможности управления ливневыми водами. Проект более чем удвоил свою первоначальную цель краудфандинга в 1 миллион долларов США через сайт Indiegogo, собрав 2 200 886 долларов США, чтобы перейти к следующему этапу развития.

Умные и динамичные автомагистрали

Снежинки, чувствительные к температуре дороги и светящаяся в темноте подсветка. Smart Highway, разработанная Studio Roosegaarde и строительной фирмой Heijmans, представляет собой концепцию развития более динамичных автомагистралей. Цель состоит в том, чтобы сделать дороги более безопасными и экологичными за счет использования интерактивного освещения, интеллектуальной энергии и дорожных знаков, которые адаптируются к конкретным условиям движения.

Автоматизированное помещение для хранения велосипедов

В Токио, где место ограничено, японская строительная компания Giken разработала подземную парковку для велосипедов для безопасного хранения и устранения уличного беспорядка.

Участники ставят свой велосипед на взлетно-посадочную полосу и используют членскую карту для доступа к парковке. Затем автоматизированная система за 15 секунд перемещает велосипед к месту под землей. Велосипеды извлекаются и возвращаются пользователям за одинаковое время.

Самовосстанавливающиеся бетонные поверхности

Исследователи из Университета Бата, Кардиффа и Кембриджского университета работают над самовосстанавливающимся бетоном, в котором бактерии используются для герметизации трещин, которые могут привести к гниению и разрушению. Цель состоит в том, чтобы создать бетонную смесь, содержащую бактерии в микрокапсулах, которые прорастут, если вода просочится через трещину.

Бактерии будут производить известняк по мере своего размножения, закрывая трещину до того, как вода сможет нанести структурный ущерб. Самовосстанавливающийся бетон может значительно увеличить срок службы бетонных конструкций, устранить необходимость ремонта и снизить стоимость эксплуатации конструкции на 50%. Поскольку более 7% выбросов CO2 в мире связано с производством цемента, продление срока службы конструкций и устранение необходимости ремонта может оказать значительное воздействие на окружающую среду.

Автоматизированные, компактные автостоянки

Автомобильные башни Volkswagen в Autostadt в Вольфсбурге, Германия, представляют собой парковочные башни высотой 60 м из стекла и оцинкованной стали. Они вмещают 800 автомобилей и соединены с заводом Volkswagen подземным туннелем длиной 700 метров. На вертикальных парковках автомобили поднимаются на место с помощью механических рычагов, которые перемещают автомобили в отсеки и из них со скоростью два метра в секунду.