Nhựa đường trộn với vụn cao su từ lốp xe cũ giúp con đường xây nên bền chắc và chống chịu được thời tiết cực đoan gây ra bởi biến đổi khí hậu, theo giới khoa học Australia.
Nhóm nhà khoa học từ Đại học Charles Darwin (CDU) công bố nghiên cứu biến lốp xe cũ thành vật liệu xây đường cuối tuần trước. Giải pháp này là giúp đường sá bền chắc hơn trước nhiệt độ khắc nghiệt, đồng thời giảm lượng rác lốp xe lên tới 500.000 tấn mỗi năm tại lãnh thổ Bắc Australia.
Một bãi chứa hơn một triệu lốp xe gần Longford, Tasmania, Australia, năm 2024. Ảnh: ABC
Biến đổi khí hậu gây áp lực đáng kể lên cơ sở hạ tầng và hệ sinh thái Australia. Ví dụ, trận lũ lụt năm 2010-2011 ở Queensland làm hư hại đường bộ, thiệt hại tới 2,8 tỷ USD. Trong khi đó, đường sá vùng nắng gắt lại thường được xây với phương thức tương tự các nơi có khí hậu mát mẻ. Ramin Shahbazi, tác giả chính nghiên cứu, nói nhiệt độ cao tạo phản ứng hóa học, khiến mặt đường "giòn", dễ nứt.
Việc kết hợp cao su hay nhựa tái chế giúp chất lượng đường sá tương đương hoặc thậm chí vượt trội hơn vật liệu truyền thống. Bên cạnh đó, vật liệu tái chế này cũng có thể giảm chi phí xây dựng, tránh việc phải sử dụng loại đắt tiền chống chịu được điều kiện giao thông, thích ứng biến đổi khí hậu.
Các nghiên cứu vật liệu tái chế xây đường trước đây tập trung nhiều vào việc tận dụng rác nhựa trong xây đường. Tuy nhiên, cao su thải mang lại hiệu quả vượt trội.
Để so sánh, họ nghiên cứu hai loại nhựa đường - loại hỗn hợp đen nhằm kết dính các lớp vật liệu trong xây đường - trộn với vụn cao su và nhựa thải. Trong đó, vụn cao su được cắt từ lốp cũ của xe tải, chở khách. Còn nhựa được tập trung vào các loại nhiệt dẻo phổ biến gồm Polypropylene (PP), Polyethylene (PE) và Polyethylene terephthalate (PET).
Sau đó, tuổi thọ của hai loại đường từ vật liệu trên được bóc tách dưới các điều kiện nhiệt độ, tia cực tím, độ ẩm và áp lực môi trường đặc trưng khác của lãnh thổ Bắc Australia.
Kết quả, nhựa đường trộn cao su (CRMB) cho thấy khả năng chống oxy hóa, nhiệt và lão hóa do tia cực tím, giúp nhựa đường bền hơn trong môi trường khắc nghiệt. Cơ chế độc đáo này được hình thành bởi phân tử cao su ít bị oxy hóa, không bị cản trở bởi cấu trúc polymer như nhựa.
Ngược lại, hiệu suất của nhựa đường trộn nhựa tái chế (RPMB) thay đổi tùy thuộc vào loại nhựa, liều lượng, cách thức trộn và điều kiện môi trường. Trong các loại nhựa, hai loại phù hợp nhất để nhộn với nhựa đường là PE mật độ thấp (LDPE) và PE mật độ thấp tuyến tính (LLDPE).
Trong trường hợp nhựa đường trộn nhựa (RPMB), nhóm nghiên cứu cho biết việc trộn thêm vụn cao su vào hỗn hợp trên sẽ giúp tối ưu hóa khả năng tương thích, nâng cao tính chống chịu thời tiết của vật liệu. Ngay cả với nhựa đường trộn nhựa, độ bền kéo (TSR) có thể đạt tới 80%, đạt mức kỳ vọng về hiệu suất bền ở nhựa đường truyền thống (loại không trộn).
Shahbazi hy vọng nghiên cứu này thúc đẩy việc chuẩn hóa sử dụng vật liệu tái chế trong cơ sở hạ tầng, đồng thời khuyến khích đầu tư vào các cơ sở tái chế tại lãnh thổ, góp phần xây dựng nền kinh tế tuần hoàn. Mặc dù vậy, việc triển khai nhiều nghiên cứu hơn là điều cần thiết nhằm đảm bảo kết quả đáng tin cậy.
Giải pháp tận dụng lốp xe cũ là một phần hợp tác giữa CDU và Cơ quan Logistics và Hạ tầng Lãnh thổ Bắc Australia, nhằm xây dựng hạ tầng giao thông bền vững.
Lốp xe cũ là vấn nạn môi trường của Australia. Theo báo cáo thường niên 2023-2024 của Tire Stewardship Australia, 68 triệu lốp xe hết hạn sử dụng, tương đương 500.000 tấn. Tuy nhiên, chỉ 58% số trên được tái chế. Xét số tuyệt đối, lượng thải ra bãi chôn lấp không ngừng tăng.
Bảo Bảo (theo CDU, Interesting Engineering)
