公路上的黑科技

清樅

在科學(xué)文明高度發(fā)達(dá)的今天，電動(dòng)汽車加速普及，自動(dòng)駕駛技術(shù)逐漸被人們接受，更新鮮、更清潔的智慧交通時(shí)代即將來(lái)臨！

其實(shí)，高度發(fā)達(dá)的未來(lái)出行，離不開駕駛工具更離不開道路。道路對(duì)我們的愛車壽命、對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、對(duì)環(huán)保的影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們的想象，下面就讓我們一起來(lái)看一下道路有什么奧秘吧！

瀝青替代材料

柔軟的橡膠竟然可以鋪設(shè)堅(jiān)硬的道路！經(jīng)過(guò)研究，輪胎在長(zhǎng)年累月地通過(guò)瀝青路面后，受到不同程度的磨損。相比之下，用廢舊輪胎加工鋪成的橡膠高速公路，其使用壽命幾乎是傳統(tǒng)高速公路的兩倍，而且可以比傳統(tǒng)公路安靜50%！因?yàn)橄鹉z不像硬瀝青那樣容易膨脹和收縮，在高溫下不容易開裂，因此使用周期比瀝青更長(zhǎng)。

塑料垃圾變廢為寶，成長(zhǎng)為道路新星。印度政府曾經(jīng)要求城市建設(shè)用融化的塑料垃圾填平坑洼，這種要求啟發(fā)了蘇格蘭工程師托比·麥卡特尼，他很快成立了一家塑料道路初創(chuàng)公司，并試圖用填埋垃圾的材料修建道路。最終麥卡特尼成功了！塑料瓶被研磨成顆粒狀，如果將其與標(biāo)準(zhǔn)瀝青相混合，鋪路材料成本可降低25%，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了資源合理利用，減輕了處理垃圾的額外花銷。

還有一些研究人員用看似不可能的烹飪垃圾，如牡蠣豆、食用油，甚至是用過(guò)的咖啡渣來(lái)提高瀝青的結(jié)合力！這種混合材料鋪設(shè)道路會(huì)減少新道路建設(shè)的碳含量（瀝青是以碳、氫元素為主）。雖然如此，可別指望很快就能在道路上聞到食物的香味，可食用的剩菜只會(huì)取代一小部分道路所需的粘性瀝青，因它們并不具有強(qiáng)抗磨損性，是沒(méi)有辦法大面積使用的。

道路黑科技

每過(guò)一年，人類都需要更多的能源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2050年，全球能源消耗可能增長(zhǎng)25%左右，相當(dāng)于每年要消耗近150億桶石油，這對(duì)地球的能源儲(chǔ)備和環(huán)境都造成了相當(dāng)大的壓力。所以，一些工程師想，為什么不從遍布世界各地的街道上去獲得這些能量呢？

作為新能源和智慧交通相結(jié)合的最典型代表，位于中國(guó)濟(jì)南的世界首條光伏高速公路就不得不提了！這條風(fēng)靡全球的“太陽(yáng)能公路”，實(shí)現(xiàn)了曬曬陽(yáng)光就能發(fā)電、電動(dòng)汽車邊跑邊充電、下雪還能自動(dòng)融化路面積雪的“傳奇”。它的原理并不復(fù)雜，就像人們?cè)谙奶斐嗄_踩過(guò)柏油路會(huì)覺得“燙”，開闊的道路往往會(huì)吸收大量的陽(yáng)光和熱量。

專家介紹說(shuō)，這種新型公路是由三層構(gòu)成的，最表層是透光混凝土路面，具有高強(qiáng)度和超過(guò)90%的透光率;中層為光伏板，可利用路面沒(méi)有汽車通過(guò)的時(shí)間吸收的陽(yáng)光發(fā)電;底層為絕緣層，三層結(jié)構(gòu)的總厚度卻不超過(guò)3厘米。

光伏路面可以說(shuō)是未來(lái)電動(dòng)汽車移動(dòng)充電的最佳載體，這種路面具有平整、抗滑、發(fā)電和耐久的特征，可即時(shí)分享綠色能源，實(shí)現(xiàn)交通、能源、減排的整合。

會(huì)自我愈合的路

溫度和濕度的變化導(dǎo)致了道路形成裂縫，如何使高速公路自我修復(fù)呢？目前，科學(xué)家們正在發(fā)掘各種形式的裂縫自動(dòng)修補(bǔ)方式。

在荷蘭，代爾夫特瀝青公司的研究人員埃里克·施朗根用鋼毛纖維做基質(zhì)，將瀝青表面變成一個(gè)大導(dǎo)體。當(dāng)裂紋開始形成時(shí)，就用帶著巨大磁鐵的卡車在路上開過(guò)，這樣金屬就會(huì)受到磁鐵的排斥力而收縮，修復(fù)道路裂縫。

到目前為止，荷蘭人已經(jīng)在10多條道路上采用了施朗根的思路，更激進(jìn)的解決方案也在醞釀之中。中國(guó)天津工業(yè)大學(xué)的蘇俊峰過(guò)去曾與施朗根合作，他使用了一種名為“回春劑”的、不斷膨脹的“小膠囊”似的化學(xué)聚合物，撒在天津的幾條街道。因路面都有細(xì)小的裂紋，膠囊會(huì)首先卡在這些細(xì)小的裂紋中，每當(dāng)裂紋開始向裂縫演變時(shí)，縫隙中的小膠囊就會(huì)膨脹，填滿裂縫。事實(shí)證明，這項(xiàng)修補(bǔ)工作可以阻止道路因小的裂縫影響行車安全，同時(shí)將裂縫變大的可能性減到最小，使老化的路面不再那么脆弱。

會(huì)喝水的路面

隨著氣候變暖，一些海平面低的國(guó)家和地區(qū)不斷受到極端氣候的影響，越來(lái)越大、越來(lái)越頻繁的洪水不斷地發(fā)生。蔓延的大水經(jīng)常浸泡了傳統(tǒng)的瀝青路面，道路受損嚴(yán)重;在一些大城市，由于早年的排水系統(tǒng)建設(shè)的頗為簡(jiǎn)陋，每到暴雨天就會(huì)出現(xiàn)“車在水中游”的局面;另外，長(zhǎng)時(shí)間大面積使用混凝土還會(huì)硬化路面，使本來(lái)吸收水分的土壤變得很難滲進(jìn)水分，城市防洪更加艱難。

為了解決這一難題，英國(guó)混凝土制造公司“Lafarge Tarmac”研制出了一款全新的，叫做Top mix permeable的滲透混凝土路面系統(tǒng)。這種路面每平米每分鐘可以吸收1000升的水，而相比之下，絕大多數(shù)混凝土路面每平方米每分鐘只能滲透大約8.3升水。也就是說(shuō)，新路面有傳統(tǒng)路面120倍的排水能力！如果將水傾倒在路面上，水不會(huì)向各個(gè)方向流動(dòng)，而是迅速滲透到路面下，就像海綿一樣。

那么全新透水路面是怎么建成的呢？

Top mix permeable表面不直接使用砂石混凝土，而是首先將體積較小的花崗巖碎石拼接在一起，留下更大的縫隙讓水流通過(guò)，形成表面穿透力極強(qiáng)的碎石層;然后中間是較大卵石的儲(chǔ)水層和相對(duì)松軟的毛石底層，最后才是我們平常所見到的地下排水管道。這種路面的硬度和滲透性都可兼顧。

為了適應(yīng)不同的路面需求，公司還設(shè)計(jì)了全滲透、半滲透和全阻隔三種不同的道路結(jié)構(gòu)。完全滲透指的是所有的水通過(guò)路面流入地下土層中，這比較適合用在降水充沛的濕潤(rùn)地區(qū);部分滲透指的是所有的水通過(guò)該路面進(jìn)入到附近的排水管道或者下水道中排放掉，這比較適合路面下的土層吸水性較差的地區(qū);完全阻隔是指所有的水透過(guò)路面后并不流入地下，而是流入地下預(yù)先埋設(shè)的儲(chǔ)水系統(tǒng)中，收集起來(lái)以作他用，這種比較適合氣候干旱，對(duì)水資源回收利用需求較高的地區(qū)適用。

但這種路面有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是相較現(xiàn)在的瀝青混凝土路面造價(jià)較高，二是不適合在較寒冷的地區(qū)，因?yàn)槁访嫦路e水太多的話會(huì)因凍裂而影響路面堅(jiān)固性。