公路上的黑科技

在科技文明高度發(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(kāi)駕駛工具，更離不開(kāi)道路。道路對(duì)我們愛(ài)車的壽命、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。

瀝青替代材料

柔軟的橡膠竟然可以鋪設(shè)堅(jiān)硬的道路！研究發(fā)現(xiàn)，輪胎長(zhǎng)年累月地在瀝青路面上行駛，會(huì)受到不同程度的磨損，但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，在高溫下也不容易開(kāi)裂，所以使用壽命比瀝青的長(zhǎng)。

塑料垃圾變廢為寶，成為道路新星。印度政府曾經(jīng)要求，城市道路建設(shè)用融化的塑料垃圾填平坑洼。這種要求啟發(fā)了英國(guó)工程師托比·麥卡特尼，他很快成立了一家塑料道路建設(shè)公司，試圖用塑料垃圾修建道路。最終麥卡特尼成功了！塑料瓶被研磨成顆粒狀，將其與標(biāo)準(zhǔn)瀝青混合，鋪路的材料成本可降低25%，同時(shí)也實(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、食用油），甚至咖啡渣來(lái)提高瀝青的黏合力。用這種混合材料鋪設(shè)道路，會(huì)減少新道路的碳含量（瀝青以碳、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，可食用的剩菜只能取代一小部分道路所需的黏性瀝青，因?yàn)樗鼈儾⒉痪邆鋸?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，人類都需要消耗更多的能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2050年，全球能源消耗量大約會(huì)增長(zhǎng)25%，相當(dāng)于每年要消耗近150億桶石油，這會(huì)對(duì)地球的能源儲(chǔ)備和自然環(huán)境都造成巨大的壓力。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，位于山東濟(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“奇跡”。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(jué)得“燙”一樣，開(kāi)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)，這種新型公路由三層構(gòu)成：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，可利用路面在沒(méi)有汽車通過(guò)時(shí)所吸收的太陽(yáng)能發(fā)電;底層為絕緣層。三層結(jié)構(gòu)的總厚度不超過(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、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(huì)自我愈合的路

溫度和濕度的變化導(dǎo)致道路出現(xiàn)裂縫，如何使高速公路自我修復(fù)呢？目前，科學(xué)家們正在研究各種形式的裂縫自動(dòng)修補(bǔ)方式。

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)巨大導(dǎo)體。當(dāng)路面裂紋開(kāi)始形成時(shí)，就用帶著巨大磁鐵的卡車在路上開(kāi)過(guò)，這樣金屬就會(huì)受到磁鐵的排斥力而收縮，從而自動(dòng)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)，更先進(jìn)的解決方案也正在醞釀之中。天津工業(yè)大學(xué)的蘇俊峰曾與施朗根合作，將一種名為“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，膠囊首先會(huì)卡在這些細(xì)小的裂紋中，每當(dāng)裂紋開(kāi)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，這種方法可以防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降到最低，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，一些領(lǐng)土低于海平面的國(guó)家和地區(qū)不斷受到極端氣候的影響，洪水越來(lái)越大、越來(lái)越頻繁。大水經(jīng)常浸泡傳統(tǒng)的瀝青路面，使得道路受損嚴(yán)重。在一些大城市，由于早年的排水系統(tǒng)建設(shè)不足，每到暴雨天就會(huì)出現(xiàn)“車在水中游”的景象。另外，長(zhǎng)時(shí)間大面積使用混凝土還會(huì)造成路面硬化，使本來(lái)吸收水分的土壤變得很難滲進(jìn)水分，城市防洪工作更加艱巨。

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，叫作Topmix Permeable的混凝土路面滲透系統(tǒng)。這種路面每平方米每分鐘可以吸收1000升水，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)，新路面的排水能力是傳統(tǒng)路面的120倍！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，路面就像海綿一樣。

那么全新透水路面是怎么建成的呢？

Topmix 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;然后中間是由較大的卵石鋪成的儲(chǔ)水層和相對(duì)松軟的毛石底層;最后才是我們平常所見(jiàn)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路面結(jié)構(gòu)。全滲透指的是所有的水通過(guò)路面流入地下土層，比較適合用在降水充沛的濕潤(rùn)地區(qū);半滲透指的是所有的水通過(guò)該路面進(jìn)入附近的排水管道或者下水道，比較適合路面下的土層吸水性較差的地區(qū);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)，收集起來(lái)以作他用，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)。

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;二是不適合用在較寒冷的地區(qū)，因?yàn)槁访嫦路e水太多的話，會(huì)因凍裂而影響路面的堅(jiān)固性。