Elk jaar in de Verenigde Staten, miljoenen tonnen plastic afval worden weggegooid en niet gerecycled, leiden tot ernstige milieuproblemen. Om te voorkomen dat dit afval in het milieu terechtkomt, ingenieurs van de Universiteit van Missouri werken samen met Dow en het Missouri Department of Transportation (MoDOT) om het mengen van plastic afval in de asfaltverhardingsmengsels te testen voor mogelijk gebruik op Amerikaanse wegen en bruggen.

Asfaltverhardingsmengsels worden meestal gemaakt van een mengsel van asfalt en andere materialen die "aggregaten, "zoals steen, zand of grind, zei Bill Buttlar, de Glen Barton-leerstoel in flexibele bestrating bij de afdeling Civiele en Milieutechniek. Hij zei dat de chemische samenstelling van plastic ervoor zorgt dat het een goed product wordt voor wegdekmengsels.

"Plastic is ontwikkeld om duurzaam te zijn en heeft een houdbaarheid van honderden jaren, Buttlar zei. "Asfalt en kunststoffen zijn ook chemisch vergelijkbaar omdat ze allebei uit ruwe olie komen, zodat ze met elkaar kunnen worden gemengd. Ze zijn niet perfect compatibel, maar het is dichtbij genoeg dat ingenieurs en chemici kunnen samenwerken om een ​​werkbare oplossing te vinden."

In het Mizzou Asfaltbestrating en Innovatie Lab, of MAPIL, gevestigd in het MU College of Engineering, ingenieurs en studenten bepalen hoe verschillende soorten wegwerp-, plastic afval op basis van polyethyleen in asfaltverharding, inclusief drinkflessen, boodschappentassen en rietjes. Buttlar, de directeur van het laboratorium, zei dat het idee voor het gebruik van plastic afval in bestrating is ontwikkeld door een reeks gesprekken die hij had met Mizzou-alumnus Jim Fitterling, de voorzitter en CEO van Dow, een wereldwijd bedrijf op het gebied van materiaalwetenschap ter waarde van 39 miljard dollar, naar aanleiding van een rondleiding die Fitterling heeft gehad in het MAPIL-lab tijdens een recent bezoek aan het college.

Fitterling kijkt ernaar uit om samen te werken met zijn alma mater.

"Ik kwam meer dan 35 jaar geleden bij Dow, twee weken na zijn afstuderen aan Mizzou, " zei Fitterling. "Zowel dit bedrijf als deze universiteit zijn een integraal onderdeel van mijn leven geweest. Dus, Ik waardeer altijd de mogelijkheid om de twee samen te brengen. Maar, zelfs meer dan dat, door dit project, Mizzou en Dow werken samen aan een innovatieve oplossing die onze planeet zal verbeteren. Dit project past perfect op het kruispunt tussen het doel en de missie van zowel Dow als de University of Missouri. Bij Dow, we werken aan het aanpakken van enkele van de moeilijkste uitdagingen waarmee onze wereld wordt geconfronteerd, zoals het beëindigen van plastic afval. Deze uitdagingen vereisen grote probleemoplossers en sterke partnerschappen. Ik weet dat we beide krijgen als we samenwerken met het University of Missouri College of Engineering."

Een echte test

MoDOT is verheugd om het gebruik van gerecycled plastic in asfaltverhardingen te zien, zei Dave Ahlvers, rijksbouw- en materiaalingenieur.

"Gerecycled materiaal is een belangrijk onderdeel van het leveren van een duurzaam en economisch product, "Ahlvers zei. "We gebruiken momenteel gerecycled asfalt, stoep, gerecyclede asfaltshingles en gemalen bandenrubber in onze mengsels. Uitbreiding om plastic te gebruiken vermindert de hoeveelheid nieuw materiaal die nodig is, wat een winnende situatie is voor het milieu en de totale kosten."

De ingenieurs en studenten van MU kunnen hun in het laboratorium ontwikkelde mengsel testen in een echte omgeving wanneer het wordt toegepast als een wegdek, of een nieuwe laag asfalt, naar een verslechterend deel van het wegdek, langs een stuk Stadium Boulevard in Columbia van College Ave. naar US Highway 63, waar het verkeer gemiddeld ongeveer 36 is, 000 voertuigen per dag. Buttlar zei om de resultaten te bevestigen, het team moet het testgebied van bijna twee mijl gedurende ten minste een jaar observeren, waaronder een zomer- en een winterseizoen. Hij zei dat een bekleding van bestrating minstens tien jaar mee moet gaan, of ongeveer 12-15 jaar, voordat deze moet worden vervangen, en gerecyclede materialen zoals plastic en bandenrubber kunnen ook de levensduur van de bestrating verlengen door zowel de sterkte als de taaiheid te vergroten. Buttlar is ook van plan om in samenwerking met MoDOT een langetermijnmonitoring van Stadium Boulevard en toekomstige demonstratieprojecten uit te voeren.

De testvakken op Stadionboulevard krijgen ook een controlevak, of gebied met een gangbaar wegdekmengsel dat gewoonlijk wordt gebruikt en goedgekeurd door MoDOT, evenals een extra testsectie met een wegdekmengsel met een chemisch gemodificeerde, gerecycled grondschroot bandenrubber. De grondbandrubbertest wordt uitgevoerd in samenwerking met een extra projectpartner, Asfalt Plus, LLC. Dit product verlengt de levensduur op de weg, verlaagt de aanlegkosten voor wegen, en zou de verwijdering van miljoenen oude banden in de VS en Europa kunnen voorkomen.

Voldoen aan de juiste specificaties

Voordat een wegdekmengsel op commerciële schaal kan worden toegepast om door aannemers te worden gebruikt bij het bieden op wegenprojecten, het moet eerst een bepaalde specificatie hebben die is goedgekeurd door MoDOT, of de transportregelgevende instantie van een andere staat. Dit proces begint in de ontwikkelingsfase, wanneer laboratoria zoals MAPIL helpen bij het maken van een product, en kan ook doorgaan zodra een velddemonstratieproject is voltooid en aannemers verdere innovatie kunnen uitvoeren in hun eigen laboratoria.

"De specificaties zijn een reeks eisen en parameters die in het contract worden geplaatst, zodat een consistent product kan worden geproduceerd en waarop door alle aannemers kan worden geboden, "Ahlvers zei. "Innovatie stelt MoDOT in staat om onze financiering het meest efficiënt te gebruiken, en we hebben goede hoop dat we een verschil kunnen maken in het verminderen van plastic dat op stortplaatsen terechtkomt."

Houd rekening met het milieu

Een belangrijk aspect van dit project is ervoor te zorgen dat het eindproduct geen schadelijke gevolgen heeft voor het milieu. Dus Buttlar werkt samen met een van zijn collega's in het College of Engineering, Baolin Deng, om de milieu-impact van het project te bestuderen. deng, een professor in de afdeling Civiele en Milieutechniek, heeft het team van Buttlar al geassisteerd bij het testen van elektronenmicroscopie en het testen van de waterkwaliteit, en Buttlar zei tot nu toe, de resultaten geven aan dat de milieu-impact verwaarloosbaar zou moeten zijn.

"Iedereen heeft het gevoel dat dit een heel groot probleem is, "Zei Buttlar. "Aan de ene kant, we waarderen kunststoffen en we profiteren ervan, toch zwemmen we nu in plastic afval. Dit is duidelijk een kritische, wereldwijde uitdaging waar momenteel niet veel haalbare oplossingen beschikbaar zijn. In dit geval, de bestrating moet duurzaam zijn, zuinig en echt duurzaam. We zijn nu gericht op het bestuderen van de levenscyclus van plastic afval in bestrating om er zeker van te zijn dat het een schoner, duurzamere aanpak, en ik denk dat iedereen voelt dat dit een mogelijke oplossing is."