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.
Источник: trends.rbc.ru