功能性路面材料及其與交通工程的關系

羅 列

（公安縣交通運輸局，湖北 荊州 434300）

1 城市道路引發的交通問題

1） 道路交通噪聲污染。據國內外相關機構調查統計，道路交通噪聲約占城市環境噪聲的36%以上。交通噪聲的特點是強度高、影響范圍廣、覆蓋面大。有數據表明，汽車在良好的行車環境下正常行駛所產生的噪聲為80-90dB，在高峰期行駛產生噪聲接近100dB。如此高強度的交通噪聲對道路沿線居民、行人、駕駛員以及乘客的身心健康有嚴重的損害，嚴重影響人們正常的生活和工作，對社會經濟的發展也有一定的危害。交通噪聲主要危害有以下四個方面：①對人的生理、心理的影響；②對建筑物的損害；③對社會經濟的影響；④易引發交通事故。

2） 路面積雪結冰現象危害交通安全。研究表明，瀝青路面在干燥狀態下的附著系數約為0.6，在積雪時的附著系數約為0.2，在結冰時附著系數約為0.15。由此可知，冰雪的存在使路面附著系數大幅減小，這將導致汽車在行駛過程中容易打滑，制動距離加長，甚至剎車失靈、方向失控，造成嚴重的交通安全事故。因此，高效及時的清除道路冰雪對行車安全至關重要。但目前國內外傳統的道路除冰雪方法都存在除冰雪效率低、勞動強度大、環境污染嚴重等不同程度的缺陷。

3） 汽車尾氣對交通環境的影響。隨著機動車數量的增加，機動車尾氣排放量也逐年增加，據監測部門統計，2012年全國機動車排放污染物總量達4612.1 萬噸，汽車尾氣是其主要貢獻者，汽車尾氣也成為大中型城市空氣污染的主要源頭。汽車尾氣中有害氣體不僅大大降低空氣質量，同時也嚴重地威脅著人類的身體健康。汽車尾氣中氮氧化物對人體健康的危害最大，其中NO 2 會破壞呼吸系統，可引起肺氣腫和支氣管炎；NO 和NO 2 還會使植物的光合作用受到抑制，引起植物損傷。

2 中國功能性路面發展簡述

隨著社會經濟的快速發展，道路交通又提出安全、環保、舒適等新要求。因此，一些功能性瀝青混凝土路面應運而生，諸如多孔性排水降噪瀝青路面、環保型自融雪路面、自降解汽車尾氣路面、壓電式路面等。伴隨功能性路用新材料的成功研發，越來越多的功能性路面投入使用，這些功能性路面的服役不僅提高了路面的使用性能，而且顯著改善了我國道路交通的服務水平和質量。在路面表層鋪設一層含有大量孔狀間隙的特殊材料，當車輛行駛時，輪胎與路面的泵吸作用擠壓噴射的空氣通過特殊材料的孔隙逃逸出去，使泵吸噪聲的能量減小，從而有效降低了交通噪聲的等級。目前，在降噪路面中，大孔隙瀝青混凝土路面的降噪效果最為顯著，它是采用孔隙率較大（約15%-25%） 的瀝青混合料鋪筑面層，這樣可平均降低交通噪聲3-8dB。其降噪效果隨著多孔隙瀝青表面層厚度的增加而增強。但其存在的缺點是耐磨耗性能較差，需要經常養護。新型道路材料的研發促使各類降噪路面的出現，比如OGFC 路面、橡膠瀝青路面、多孔彈性路面、超薄瀝青混凝土路面等，降噪效果都很明顯。自融雪型路面：環保型瀝青路面融冰雪涂層是一種道路主動融冰雪技術。其主要原理是，使用特制的粘結材料將一種環保型的融雪物質粘附在道路表面。在低溫冰雪天氣條件下，涂層中預先負載到載體中的融冰雪物質在冰雪刺激下緩慢釋放至路表，降低水的冰點，使道路表面無法結冰，從而保證路面的抗滑性能。這種環保型自融冰雪路面具有以下優點：①可以有效降低水的冰點，且對環境污染極其微小；②這種物質使冰雪在較低的溫度下融化易于清除；③重復利用率高，一次施工，多年有效；④經濟和社會效益顯著。自降解汽車尾氣型路面：汽車尾氣的主要成分是氮氧化物（NOx），它是造成煙化學煙霧和酸雨的主要原因之一。汽車尾氣排出后首先與道路表面接觸，因此，選擇路面材料作為汽車尾氣光催化降解物質的載體，在濃度梯度的作用下，NOx 很容易擴散到催化劑表明，在空氣中O2 和光的綜合作用下，催化降解物質的高活性和直接實現對NOx 的光催化氧化：經過催化氧化的NOx 形成低蒸汽壓的硝酸，可在降雨的過程中除去，從而顯著降低空氣中的酸性物質，有效的實現了空氣凈化。壓電式路面：是將壓電材料鋪設于路面結構中，利用其壓電效應將道路上的交通荷載產生的機械能部分轉化為電能，并用儲存裝置存儲起來，從而加以利用的路面形式。其產生的電能既可以供居民用電又能回送到路面結構，對路面進行加熱，實現融冰雪的功效。

3 道路材料與交通工程的關系

道路作為交通的主要承載工具，其使用性能和功能嚴重影響著交通通暢和運輸能力，那么選擇優質適當的路面材料對道路行使特殊功能具有重要意義，在未來道路工程領域中，新型道路材料的研發，將成為解決路面病害、區分行車區域、改善行車環境的重要保障。交通工程作為道路工程的重要分支，道路的通暢是保證交通運輸順利進行的必要條件，優良的路面材料很大程度上影響道路的功能，功能性路面材料的開發應用解決了惡劣氣候地區、特殊地帶的道路建設問題。作為道路材料的未來科研工作者，我們應該把握契機，掌握最前沿的科學研究動態，開發出更舒適、環保的新型道路材料，為交通事業添磚加瓦。

總之，人們生活水平的提高以及環保意識的增強，研究開發路面綠色材料，推廣應用低能耗、輕污染、可再生的路面材料已經成為一條建設環境友好型、資源節約型和諧社會的必由之路。