淺談新型環(huán)保路面的發(fā)展與應(yīng)用

【摘 要】創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境、營(yíng)造優(yōu)良的人居環(huán)境越來越受到大家的重視，公路與城市道路建設(shè)也隨之將面臨更多的挑戰(zhàn)。因而建設(shè)生態(tài)環(huán)保節(jié)能安全的新型道路成為越來越多的道路工作者奮斗的目標(biāo)。本文簡(jiǎn)要地歸納總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外研究成果，對(duì)一些新概念、新技術(shù)、新理論做出簡(jiǎn)單闡述，旨在窺探環(huán)保型瀝青路面的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面；環(huán)保；節(jié)能；降噪

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，公路與城市道路設(shè)計(jì)和建設(shè)中，傳統(tǒng)公路與城市道路鋪裝功能單一的缺陷已經(jīng)愈發(fā)明顯，因此，更多的考慮環(huán)保，生態(tài)，安全等因素，引入人性化設(shè)計(jì)理念，使道路路面多功能化已成為發(fā)展趨勢(shì)和必然要求[1]。

目前國(guó)內(nèi)外眾多研究者都將探索的目光放在研究新型環(huán)保型路面上，并取得了一系列成果。例如：歐洲許多國(guó)家在低噪聲路面方面研究較多；而在透水路面和非吸熱路面方面，日本的許多研究成果很有借鑒價(jià)值。我國(guó)近幾年對(duì)環(huán)保型道路也逐漸予以重視，長(zhǎng)安大學(xué)承擔(dān)的國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“環(huán)保型道路建設(shè)與維護(hù)技術(shù)”取得了一定的研究成果，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)環(huán)保型道路建設(shè)和維護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

1、低噪聲瀝青路面研究

道路交通噪聲是由各種各樣的復(fù)雜因素造成的，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)降低交通噪聲的措施進(jìn)行了大量地研究。降低噪聲主要有三個(gè)途徑：種植降噪綠化帶、聲屏障技術(shù)、鋪筑低噪聲路面等。聲屏障技術(shù)降噪效果明顯，低噪聲路面因良好的降噪性能及耐久性能而進(jìn)入道路工作者的視野[2]。

多孔瀝青路面在歐洲、美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)發(fā)展多年，目前這種新型的路面在國(guó)外已經(jīng)逐漸代替普通瀝青路面而用于承擔(dān)各種交通的道路上。法國(guó)研究人員通過制作模型來研究多孔瀝青路面的聲學(xué)性能，測(cè)定其噪聲吸收系數(shù)，證實(shí)多孔瀝青路面噪聲比普通密級(jí)配瀝青路面降低3～6dB（A）。英國(guó)為了論證多孔瀝青路面的降噪效果和耐久性，鋪筑了各種試驗(yàn)路，結(jié)果表明：磨耗層厚度為4.5cm，下層為35.0cm厚的瀝青混凝土，其磨耗層的空隙率達(dá)到20%左右。美國(guó)自上世紀(jì)60年代以來，開始在干線公路上鋪筑多孔瀝青路面，同傳統(tǒng)的瀝青路面相比，多孔瀝青路面使用后，許多州的交通事故率明顯降低。

2、分解汽車尾氣功能瀝青路面研究

汽車尾氣污染是由汽車排放的廢氣造成的環(huán)境污染，是公路交通產(chǎn)生的突出環(huán)境問題之一。納米TiO2光催化材料通過光催化反應(yīng)使吸附在表面的有害物質(zhì)發(fā)生降解或分解，是凈化大氣中汽車尾氣的一種有效途徑。若能將納米TiO2光催化材料制成凈化汽車尾氣的路面材料將會(huì)大大減小汽車尾氣污染范圍，從而控制汽車尾氣對(duì)人身體的傷害。

日本研究人員在鋪路時(shí)添加了一種呈粉末狀的光催化劑二氧化鈦，光催化劑二氧化鈦功能是能自動(dòng)吸收汽車排除尾氣中嚴(yán)重污染環(huán)境的氮氧化物。據(jù)測(cè)試光催化公路可吸收汽車尾氣中至少25%的氮氧化物。意大利的米蘭市郊外用光催化混凝土鋪了75000平方英尺的路面，發(fā)現(xiàn)無論在什么條件下，路面上氮氧化物的含量都減少了60%。國(guó)內(nèi)將光催化材料或是其他尾氣催化降解材料應(yīng)用于路面工程中的研究還處于起步階段。東南大學(xué)綠色建材技術(shù)研究所的錢春香等以路面材料為載體，研究了TiO2對(duì)氮氧化物的降解作用，結(jié)果表明：水泥混凝土負(fù)載的光催化劑具有優(yōu)越的光催化功能，而瀝青混凝土的較差。臺(tái)灣的楊錦懷團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了光觸媒多孔隙混凝土、多孔隙玻璃、光觸媒瓷磚，并進(jìn)行了長(zhǎng)期的跟蹤檢測(cè)試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果表明：光催化材料可以成功的應(yīng)用于各建筑場(chǎng)所，對(duì)尾氣的降解效果明顯。

3、透水性瀝青路面

透水性瀝青路面可將雨水直接滲入地下，而不是經(jīng)排水系統(tǒng)排入河、湖。透水性瀝青路面雨天路面無積水，可保證輪胎與路面之間有良好的附著力，大大改善路面的抗滑性能，防止車輛水漂事故的發(fā)生。另外，還可以吸收車輛行駛產(chǎn)生的噪音，創(chuàng)造安靜舒適的城市道路交通環(huán)境，有效改善了道路行駛的安全性和舒適性。

在美國(guó)的愛荷華州，從上世紀(jì)70年代開始，表面層一般為2～3英寸的多孔瀝青路面得到廣泛應(yīng)用。在英國(guó)，COVENTRY大學(xué)建筑環(huán)境學(xué)院對(duì)透水路面徑流控制和污染防治進(jìn)行了試驗(yàn)和探討，其鋪設(shè)的實(shí)驗(yàn)路證明：透水路面對(duì)降低排水量、洪峰徑流量及改善水質(zhì)作用顯著。在新加坡，透水性路面依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)采用5mm作為面層，而儲(chǔ)水基層的厚度依據(jù)儲(chǔ)水需求采用有限元進(jìn)行排水設(shè)計(jì)時(shí)確定具體值。

國(guó)內(nèi)的科研院所和高校對(duì)透水瀝青路面面層做了許多研究。長(zhǎng)安大學(xué)孫玉芬利用駐波管測(cè)定了瀝青路面不同空隙率、級(jí)配和厚度的吸聲系數(shù)；1997年，上海遠(yuǎn)東大道、羅山路延長(zhǎng)線試驗(yàn)路的鋪筑中，采用了大孔隙瀝青碎石排水層，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，其排水效果良好。此后，排水路面開始在全國(guó)推廣使用，先后于2002～2003年在陜西寶牛一級(jí)公路、咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)路及2005年在江蘇南通和廣西南友高速公路分別鋪筑了排水路面。

4、融雪除冰瀝青路面

目前國(guó)內(nèi)外融雪除冰技術(shù)主要包括兩大類：路面外部融雪除冰技術(shù)和路面內(nèi)部融雪除冰技術(shù)。路面外部融雪除冰技術(shù)是指對(duì)覆蓋路面的冰雪層施加外部物理或者化學(xué)作用，清除冰雪或使冰雪融化的技術(shù)，主要包括人工除冰雪法、機(jī)械除冰雪法和融雪劑法；路面內(nèi)部融雪除冰技術(shù)是指在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部對(duì)覆蓋的冰層施加作用使之融化的技術(shù)，主要包括添加氯化物、抑制凍結(jié)鋪裝技術(shù)和熱力融雪技術(shù)[3]。

在國(guó)際上，道路熱力融雪破冰技術(shù)研究主要以美國(guó)、日本、北歐等國(guó)家為代表。1948年，美國(guó)開始嘗試?yán)迷摷夹g(shù)，并在俄勒岡州的某條道路上實(shí)施試驗(yàn)工程，該系統(tǒng)一直運(yùn)行了近50年。1992年起，美國(guó)開始實(shí)施Heated Bridge Technologies計(jì)劃，在美國(guó)五個(gè)州分別建設(shè)道路和橋梁熱力融雪化冰示范工程，其中包括芝加哥國(guó)際機(jī)場(chǎng)滑行跑道融雪除冰示范試驗(yàn)工程，主要研究和探索了循環(huán)熱流體、電加熱、熱管傳熱和燃料加熱等多種方式的能源利用和融雪除冰效率。

在國(guó)內(nèi)，目前關(guān)于熱力融雪除冰技術(shù)的研究仍然處于起步階段。吉林大學(xué)于1997年率先提出太陽(yáng)能蓄熱融雪除冰技術(shù)在我國(guó)北方應(yīng)用的設(shè)想，并不斷地在地下蓄能及路面融雪技術(shù)領(lǐng)域開展研究工作。武漢理工大學(xué)在利用碳纖維導(dǎo)電混凝土融雪除冰方面進(jìn)行了相關(guān)研究和應(yīng)用，該項(xiàng)研究是在水泥混凝土中加入導(dǎo)電的纖維，形成導(dǎo)電混凝土，利用電能使之發(fā)熱，從而實(shí)現(xiàn)融雪除冰。北京工業(yè)大學(xué)提出將發(fā)熱電纜埋置于路面結(jié)構(gòu)中，利用電能使電纜發(fā)熱融雪除冰的設(shè)想，并開展相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)和理論分析研究，結(jié)果表明：當(dāng)環(huán)境溫度在-4～1℃范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)鋪裝功率為270W/m2時(shí)，可以達(dá)到融雪除冰的目的。

結(jié)語

本文對(duì)目前研究熱門的新型環(huán)保路面做了簡(jiǎn)要論述和歸納總結(jié)，主要結(jié)論如下：

（1）低噪聲瀝青路面主要通過增加瀝青面層的空隙率來達(dá)到降噪效果。

（2）分解汽車尾氣功能瀝青路面主要通過光催化材料在陽(yáng)光照射下與汽車排放尾氣中的氮氧化物反應(yīng)，從而達(dá)到凈化汽車排放尾氣的目的，降低了對(duì)空氣的污染。

（3）透水性路面通過面層直接滲水，減少了路面積水。

（4）融雪除冰路面通過熱力融雪除冰技術(shù)使路面冬季自動(dòng)除冰。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙文姣.生態(tài)環(huán)保型瀝青路面應(yīng)用研究綜述[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2014（06）：190-192.

[2]孫國(guó)慶.降噪環(huán)保型隧道鋪裝層TSEM瀝青混合料設(shè)計(jì)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2011.

[3]蔣松利.環(huán)保型瀝青路面融冰雪涂層研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2012.