公路上的黑科技

清樅

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

其實(shí)，高度發(fā)達(dá)的未來出行，離不開駕駛工具，更離不開道路。道路對我們愛車的壽命、對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、對環(huán)保的影響，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們的想象，下面就讓我們一起來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)過研究，輪胎在長年累月地通過瀝青路面后，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。

塑料垃圾變廢為寶，成長為道路新星。印度政府曾經(jīng)要求在城市建設(shè)時(shí)使用熔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，減少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、地溝油，甚至是咖啡渣來提高瀝青的結(jié)合力！用這種混合材料鋪設(shè)道路會減少新道路建設(shè)的碳含量（瀝青的成分以碳、氫元素為主）。雖然如此，可別指望能在道路上聞到食物的香味，可食用的剩菜只會取代一小部分道路所需的黏性瀝青，因它們并不具有強(qiáng)抗磨損性，是沒有辦法大面積使用的。

道路黑科技

每過一年，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25%左右，相當(dāng)于每年要消耗近150億桶石油，這對地球的能源儲備和環(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“太陽能公路”，實(shí)現(xiàn)了曬曬太陽就能發(fā)電、電動汽車邊跑邊充電、下雪還能自動融化路面積雪的“傳奇”。它的原理并不復(fù)雜，就像人們在夏天赤腳踩過柏油路會覺得“燙”，開闊的道路往往會吸收大量的陽光和熱量。

專家介紹說，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90%的透光率;中層為光伏板，可利用路面沒有汽車通過的時(shí)間吸收的陽光發(fā)電;底層為絕緣層，三層結(jié)構(gòu)的總厚度卻不超過3厘米。

光伏路面可以說是未來電動汽車移動充電的最佳載體，這種路面具有平整、抗滑、可發(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，這樣金屬就會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設(shè)計(jì)，更激進(jìn)的解決方案也在醞釀之中。中國天津工業(yè)大學(xué)的蘇俊峰曾與施朗根合作，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上。因路面都有細(xì)小的裂紋，膠囊會首先卡在這些細(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。

會喝水的路面

隨著氣候變暖，一些海平面低的國家和地區(qū)不斷受到極端氣候的影響，越來越大、越來越頻繁的洪水不斷發(fā)生。蔓延的大水經(jīng)常浸泡傳統(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)得頗為簡陋，每到暴雨天就會出現(xiàn)“車在水中游”的局面。另外，長時(shí)間大面積使用混凝土還會硬化路面，使本來能夠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，英國混凝土制造公司“LafargeTarmac”研制出了一款全新的，叫作TopmixPermeable的滲透混凝土路面系統(tǒng)。這種路面每平方米每分鐘可以吸收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，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，水不會向各個(gè)方向流動，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？

TopmixPermeable表面不直接使用砂石混凝土，而是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，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水層和相對松軟的毛石底層，最后才是我們平常所見到的地下排水管道，這樣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路面流入地下土層中，這比較適合用在降水充沛的濕潤地區(qū)。部分滲透指的是所有的水通過該路面進(jìn)入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路面后并不流入地下，而是流入地下預(yù)先埋設(shè)的儲水系統(tǒng)中，收集起來以作他用，這種比較適合氣候干旱，對水資源回收利用需求較高的地區(qū)。

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水太多的話會因凍裂而影響路面堅(jiān)固性。

（心香一瓣摘自《科學(xué)之謎》）