Forskare har visat hur en blandning av gamla däck och byggnadsrester kan användas som ett hållbart vägtillverkande material, i en lösningsfri lösning för att öka återvinningen och stödja den cirkulära ekonomin.

Konstruktion, renovering och rivning står för ungefär hälften av det avfall som produceras årligen över hela världen, medan cirka 1 miljard skrotdäck genereras globalt varje år.

Det nya materialet, utvecklad av forskare vid RMIT University, är den första som kombinerar återvunnet spillror och gummi i en blandning som är exakt optimerad för att uppfylla vägtekniska säkerhetsstandarder.

Designad för att användas för baslager, den återvunna blandningen är mer flexibel än standardmaterial, vilket gör vägar mindre benägna att spricka.

Ledande forskare Dr Mohammad Boroujeni sa att blandningen av spillror och gummi kan ge både miljömässiga och tekniska fördelar.

"Traditionella vägbaser är gjorda av ohållbara jungfruliga material - stenbrott och naturlig sand, "Sa Boroujeni.

"Vårt blandade material är ett 100% återvunnet alternativ som erbjuder ett nytt sätt att återanvända däck och byggavfall, samtidigt som de presterar starkt på viktiga kriterier som flexibilitet, styrka och permanent deformation. När vi driver mot en cirkulär ekonomi som kan eliminera slöseri och stödja kontinuerlig användning av resurser, vår återvunna blandning är det rätta valet för bättre vägar och en bättre miljö. "

I Australien, endast 16% av skrotdäcken återvinns på hemmaplan. Omkring 3,15 miljoner ton bearbetat byggbrott - känt som återvunnet betongaggregat (RCA) - läggs till lagren varje år i stället för att återanvändas.

År 2019, federala och statliga regeringar enades om att förbjuda export av vissa avfallsmaterial, i syfte att bygga Australiens kapacitet att generera högvärdiga återvunna varor och tillhörande efterfrågan. Som en del av avtalet, hela begagnade däck kommer att förbjudas att exporteras till december 2021.

På väg mot en cirkulär ekonomi

Vägar består av fyra lager - ett underlag, bas och underbas, med asfalt ovanpå.

Alla lager måste vara tillräckligt starka för att klara trycket från tunga fordon, samtidigt som den är tillräckligt flexibel för att tillåta rätt mängd rörelse så att en väg inte lätt spricker.

RCA kan eventuellt användas på egen hand för vägbaslager, men tillsats av återvunnet gummi kan förbättra den färdiga produkten avsevärt.

I tidigare forskning har RMIT School of Engineering-teamet har visat att deras rubble-rubber-blandning fungerar bra när de testas för stress, syra- och vattenbeständighet, liksom styrka, deformation och dynamiska egenskaper. Dess låga krympning och goda flexibilitet minskar risken för sprickbildning.

Den nya studien publicerad i Construction and Building Materials tittade på hur blandningen skulle klara trycket av att bli överkörd av otaliga fordon under sin livstid.

Forskare använde specialmaskiner för att bedöma det blandade materialets prestanda under friktionskraft, eller skjuvspänning, och jämförde olika typer av smulgummi (fint och grovt) blandat i RCA vid olika förhållanden.

Teamet identifierade en optimal blandning - 0,5% fint smulgummi till 99,5% RCA - som gav skjuvhållfasthet samtidigt som den upprätthöll god sammanhållning mellan de två materialen.

Chefsutredaren professor Jie Li sa att återvinningen av byggavfall och skrotdäck växte, båda industrier fortsatte att producera betydligt mer avfall än vad som för närvarande återanvänds.

"Lösningar på våra avfallsproblem kommer inte bara genom att minska hur mycket som går till deponi och öka hur mycket vi återvinner. Att utveckla nya och innovativa användningsområden för våra återvunna material är helt avgörande, "Sa Li.