Forskning gør asfalt mere klimavenlig

Hvordan kan asfalt være klimavenligt?

»Når en bil kører, bliver den drevet frem af brændstof. En del af energien, der skal bruges, skyldes, at der i kontakten mellem vejen og dækket er en smule modstand. Man kan forestille sig det sådan: Hvis man bare skal have hjulet til at dreje en omgang i fri luft, skal man bruge mindre energi, end hvis hjulet er på en vej, fordi her trykker dæk og vej på hinanden, og det kræver energi. Den ekstra modstand kaldes rullemodstanden. Den største del af forskningsprojektet er gået ud på at finde en sammensætning af asfalt, hvor rullemodstanden er mindre, end den er i dag. Når rullemodstanden er mindre, skal man bruge mindre energi på at få en bil til at køre den samme strækning som før.«

Hvorfor er du gået i gang med at forske i asfalt?

»På Roskilde Universitet er jeg en del af forskningsgruppen Glas og Tid, der forsker i meget viskøse væsker, hvilket vil sige, at vi undersøger, hvordan meget seje væsker opfører sig under forskellige forhold. Det er grundforskning, hvor vi prøver at blive klogere og opdage nye egenskaber for væsker, men forskningen blev meget konkret, da Vejdirektoratet bad om hjælp til at finde en ny type asfalt. En af bestanddelene i asfalt er bitumen, som mange nok kender som den sorte tjære, der findes i vejbelægningen, og som er klister mellem stenene. Det er en meget sej væske, og derfor var det naturligt, at vi kunne bidrage til projektet.«

Hvordan undersøger man asfalts rullemodstand?

»Asfalt består primært af 3 ting: bitumen, sten og smågrus. Traditionelt set har man lagt asfalt på en testvej eller i laboratoriet, hvorefter man for eksempel har sluppet en tung kugle en meter over vejen og så målt på den fordybning, kuglen har lavet i asfalten. Så har man ændret på opskriften og lavet en ny asfaltblanding, som man så har testet med kuglen igen. Vi ville  i stedet prøve at forstå de her fordybninger i asfalten – det vil sige forstå asfaltens materialeegenskaber – i flere  detaljer, og hvad man kan gøre for at optimere blandingen til asfalt.«

Hvordan gjorde I?

»Vores projekt har bestået af flere dele, hvor man blandt andet målte på asfalt på vejen. En anden del af forskningen bestod i at måle, hvorledes rullemodstanden afhang af asfaltens overfladestruktur. Jeg var en del af arbejdet med at få en større forståelse for, hvordan bitumen reagerer under forskellige vej- og kørselsforhold. Forestil dig en bil, der kører på en vej. Alle de steder, hjulene rører asfalten, er der vægt fra bilen. Den vægt presser på asfalten og laver et vrid i stenene, og det har blandt andet været vigtigt at forstå, hvordan bitumen reagerer under vægt og sådanne vrid. Bitumen er i sig selv en blanding og skal helst være elastisk, og målet har været at finde den blanding, der har de rette elastiske egenskaber. For at komme derhen har vi udviklet en molekylemodel, der hjælper os til at forstå, hvilke bitumenblandinger der potentielt har de rigtige egenskaber.«

Hvordan kan en molekylemodel sige noget om asfalt?

»Som så meget andet består bitumen af molekyler. Bitumen er sammensat af titusindvis forskellige typer molekyler, og de forskellige sammensætninger har indflydelse på vejens egenskaber. Vores modeller skal altså forudsige, hvad der sker, hvis blandingen af molekyler ændres. Vi kan beregne materialeegenskaberne og derved bedre forstå, hvad sker der, når en bil deformerer asfalten lidt ved at køre over den. Det er ren Newtons 2. lov fra fysiktimerne, der bruges til at beregne molekylernes positioner og hastighed.«

Hvorfor bruger I grafikkort til udregningerne?

»Bitumen består af ret store molekyler, og for at kunne beregne deres hastigheder og positioner som funktion af tiden er det nødvendigt at løse måske en halv million ligninger, milliarder af gange. En almindelig computer kan måske foretage 8-16 simultane beregninger, så den vil hakke i beregningerne i lang, lang tid. Et grafikkort har måske mellem 1000 og 2000 mikroprocessorer, der kan lave beregninger simultant – og derfor bruger vi dem. Vi programmerer selv grafikkortene, som man kender fra for eksempel spillekonsoller, så de kan foretage de store beregninger effektivt.«

Kan man opfinde klimavenlig asfalt på en computer?

»Nej, løsningen finder man i et samspil mellem teori og praksis. Fra vores grundforskning i seje væsker kan vi have en idé om, hvordan bitumens egenskaber påvirker, for eksempel, asfaltens holdbarhed. Målet er at finde en blanding, hvor bitumen kan hæfte stenene i asfalten sammen i længere tid og have de rigtige elastiske egenskaber. Det nytter ikke at opfinde en type asfalt med lav rullemodstand, men hvor vejen begynder at blive porøs efter et par år. Grundforskningen har vi stået for. Når det gælder praksis, har projektets andre samarbejdspartnere, Vejdirektoratet, en dækfabrikant, konsulentvirksomheder og entreprenører, der er vant til at arbejde med og lægge asfalt på de danske veje, taget over. Projektet vil ikke kunne realiseres uden den praktiske del.«

Hvor klimavenlig er asfalten, I har udviklet?

»Asfalten, vi har fundet frem til, kaldes KVS-asfalt og mindsker brændstofforbruget med cirka 1,2 procent. Projektet var målrettet statsvejene, og hvis man lægger den nye asfalt på alle statsveje, vil det svare til, at vi i Danmark samlet skal bruge 50-60 millioner liter brændstof mindre per år, end vi gør i dag. Hvis også kommunerne begynder at skifte til asfalt med mindre rullemodstand, vil besparelsen blive større. Det vil være et betydeligt bidrag til at nedbringe udslip af klimagasser. Derudover har vi fundet ud af, at KVS-asfalten også mindsker støjen og formentlig også holder længere tid end den asfalt, der lægges i dag.«