超級(jí)公路的智能啟航

文/本刊記者 陳楠枰

雖然現(xiàn)在斷定光伏太陽能道路是否會(huì)成功還為時(shí)尚早，但是將它與移動(dòng)式無線充電、無人駕駛智能車結(jié)合，不失為一個(gè)具有啟發(fā)性的創(chuàng)舉。全球首個(gè)三合一超級(jí)道路示范工程建成，我們離未來道路還有多遠(yuǎn)？

公路自帶光伏電板，乘坐無人駕駛的新能源汽車從上面駛過，曬曬太陽就為車充滿電……這顛覆性的一幕在秋日的紹興蘭亭成了現(xiàn)實(shí)。將并不稀奇的光伏發(fā)電、無線充電和無人駕駛?cè)?xiàng)奪人眼球的“黑科技”疊加融合，幾乎成就了很多人心中科幻電影里的奇景。

9月26日，一條以光伏太陽能道路+移動(dòng)式無線充電+無人駕駛智能車“三合一”的超級(jí)道路工程項(xiàng)目在浙江紹興舉行成果發(fā)布會(huì)，繼國(guó)內(nèi)首條超級(jí)高速杭紹甬高速公路官宣表示將加入“自動(dòng)駕駛”及“邊行車邊充電”元素后，這樣一條超級(jí)道路示范工程的建成便尤為吸睛。有媒體認(rèn)為，雖尚無“三合一”技術(shù)融合的先例，也存在方方面面的問題被人所詬病，但這種發(fā)揮想象力，以科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度積極探索智慧出行的新技術(shù)值得肯定。

首創(chuàng)

和瀝青路不同，這條道路是“格子花紋”的，整條路由一個(gè)個(gè)布滿線路的黑色小方塊組成，表面還附著密密麻麻的“碎玻璃渣”。

“這條超級(jí)道路的特別之處在于，最上面一層是類似毛玻璃的半透明新型材料。它的摩擦系數(shù)很高，既可保證輪胎不打滑，還擁有較好透光率。陽光穿過時(shí)，埋設(shè)在路面下的太陽能電池能將光能轉(zhuǎn)換成電能，通過無線方式，為行駛在這條道路上的電動(dòng)汽車充電。太陽能轉(zhuǎn)換成電能后，還可用于路面照明、寒天融雪等道路配套設(shè)施。”發(fā)布會(huì)上，紹興蘭亭太陽能科技有限公司總經(jīng)理李景軒頗為自豪地向與會(huì)嘉賓介紹，“最重要的是，這條道路的承載能力是目前世界上最強(qiáng)的，不怕壓！”

原來，憑借不同組合的面層材料，這條示范路面的透光率竟達(dá)到了85%左右。李景軒解釋，路面要有較高的透光率，才能成為名副其實(shí)的光伏發(fā)電道路，而光電轉(zhuǎn)化率達(dá)到比較高的水平，則要經(jīng)得起各種車輛在可控狀態(tài)下的長(zhǎng)期碾壓磨耗。

“我們?cè)凇栆惶?hào)’光伏路面測(cè)試成套技術(shù)上，采用了耐磨、堅(jiān)硬、抗滑的高強(qiáng)度材料，在滿足行車安全要求的同時(shí)，可保護(hù)內(nèi)部的光伏組件；同時(shí)集合了承重型公路、非承重型與輕型路面結(jié)構(gòu)等系列技術(shù)，根據(jù)不同的道路等級(jí)和不同的道路使用條件，采用多種穩(wěn)定層、多種承重層、多種光伏功能層及多種保護(hù)面的磨耗防滑層，使道路具備足夠的化學(xué)穩(wěn)定性、耐老化性、耐高低溫急變性?！?/p>

太陽能電力通過預(yù)埋在路面下的無線電磁感應(yīng)線圈，被無人駕駛智能電動(dòng)車底部接收線圈接收產(chǎn)生電流，對(duì)車載蓄電池進(jìn)行充電或直接驅(qū)動(dòng)車輛行駛，使得車輛在這條道路上能夠邊行駛邊充電。工作人員在示范路上演示了無人駕駛電動(dòng)車以步行速度的自動(dòng)行駛功能，行進(jìn)過程中，可見車身上電流表指針從零指向了20安培，表明車子邊走電池邊在蓄電?！败囁倏炻?、充電速度則與道路預(yù)設(shè)的功率有關(guān)?！痹摴ぷ魅藛T介紹。

經(jīng)過測(cè)算，這個(gè)總面積為367.5平方米的試驗(yàn)路段，年發(fā)電量約4萬度左右，速度為最快每小時(shí)40公里，設(shè)計(jì)使用壽命為15年以上，1度電大約能讓電動(dòng)汽車行駛50公里。“我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)國(guó)際領(lǐng)先，把光伏產(chǎn)品和道路充電相結(jié)合，是這一領(lǐng)域的一項(xiàng)顛覆性革新。”李景軒告訴記者。

據(jù)了解，此項(xiàng)目是蘭亭建設(shè)集團(tuán)與浙江蘭亭太陽能科技有限公司聯(lián)合中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所、清華大學(xué)智慧城市與智慧交通研究中心、天津工業(yè)大學(xué)等研發(fā)單位，歷經(jīng)十年共同研發(fā)而成。近期不僅突破了全套關(guān)鍵技術(shù)難題后取得的階段性成果，將光伏發(fā)電、電動(dòng)智能車輛無線充電、冬季化冰雪和智能交通技術(shù)融為一體，更涵蓋了復(fù)合與交叉的多學(xué)科領(lǐng)域。

實(shí)干

“蘭亭公司能夠做出全球承重最大的光伏路，離不開材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)系列化技術(shù)成功地在建筑防水、高速公路和高鐵三大工程領(lǐng)域取得重大成果。京滬高鐵的無碴軌道板夾層所用的CA砂漿，正是來自蘭亭公司完成的國(guó)家863課題項(xiàng)目的技術(shù)成果。”李景軒說。

早在2004年，蘭亭公司便開始了電動(dòng)車的項(xiàng)目研發(fā)，2005年又成功研發(fā)了太陽石加熱技術(shù)，并申報(bào)了專利。這些在當(dāng)時(shí)看來特別超前的技術(shù)，都為今天“三合一”超級(jí)道路的誕生奠定了基礎(chǔ)。

創(chuàng)新求發(fā)展，多年來，蘭亭公司在多方面樹立典范，無論是863課題項(xiàng)目“京滬高鐵無渣軌道板CA砂漿技術(shù)”，榮獲國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)的“廢舊瀝青再循環(huán)利用的成套關(guān)鍵技術(shù)”、“高等級(jí)公路路面瀝青改性、乳化關(guān)鍵技術(shù)與生產(chǎn)裝備研制”，還是建筑防水（防滲、EVA、SBS）-公路瀝青+超級(jí)公路-高鐵CA砂漿三大領(lǐng)域的融合發(fā)展，杭州灣跨海大橋、西北機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建、沈大高速、環(huán)保型瀝青攪拌站設(shè)備（華龍二號(hào)）的樣本工程，都為超級(jí)道路做出了有益鋪墊。

作為國(guó)家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，蘭亭公司經(jīng)過多年轉(zhuǎn)型發(fā)展，己由單一的瀝青材料深加工逐步形成傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的現(xiàn)代企業(yè)集團(tuán)。下屬蘭亭工程技術(shù)研究院，擁有國(guó)內(nèi)一流的全套瀝青技術(shù)研究相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和檢測(cè)儀器，能獨(dú)立完成瀝青各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)和報(bào)告，并擁有兩個(gè)“省級(jí)研發(fā)中心”與“院士工作站”，以及“博士后科研工作站”，圍繞交通高新技術(shù)材料和道路施工技術(shù)，主持并完成數(shù)十項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目和火炬計(jì)劃、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品、省部級(jí)產(chǎn)品。

“在科研成果轉(zhuǎn)化方面，我們承擔(dān)的‘高性能聚合物改性瀝青材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程’項(xiàng)目列入了國(guó)家發(fā)改委新材料產(chǎn)業(yè)化示范專項(xiàng)，再生瀝青成套裝備項(xiàng)目列入財(cái)政部國(guó)家科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，再生混合料生產(chǎn)項(xiàng)目列入國(guó)家發(fā)改委循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源節(jié)約重大示范項(xiàng)目。公司目前已形成瀝青混合料、改性瀝青、乳改瀝青、功能瀝青及配套設(shè)備與施工的系列化軟硬綜合技術(shù)體系。公司十年磨一劍的太陽能光伏重承載式道路試驗(yàn)工程更是國(guó)際上的首創(chuàng)工程?！闭勂鸸镜男酆窨蒲袑?shí)力，李景軒如數(shù)家珍。

實(shí)際上，早在去年，蘭亭集團(tuán)就推出過一條實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的太陽能道路，除了承重大之外，還能通過特殊金屬導(dǎo)線自動(dòng)加熱，融化冰雪，保障通行。結(jié)合當(dāng)年濟(jì)南首條光伏公路宣告正式通車后，僅五天就遭破壞，運(yùn)維不到半年便破損不堪亟待拆除重建的窘境，蘭亭公司的研發(fā)無疑更加謹(jǐn)慎而細(xì)致。

光伏公路面臨的質(zhì)量問題主要在于承載、抗腐蝕等方面，如何研發(fā)新的材料，保持透光性的同時(shí)，又保證路面的強(qiáng)度及質(zhì)量，成為蘭亭公司為之死磕的難題。另一方面，無線充電在新能源車領(lǐng)域尚未普及，無線充電技術(shù)應(yīng)用于光伏公路仍然存在不小的難度。

為未來開路

“這一小段未來感十足的超級(jí)道路，打開了我們關(guān)于新能源應(yīng)用的想象空間！”示范路面兩旁，熱議聲不絕于耳。

據(jù)李景軒介紹，這條建在紹興蘭亭產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的“三合一”超級(jí)道路，全長(zhǎng)98米、寬3.75米，是2018年初由浙江蘭亭建設(shè)集團(tuán)立項(xiàng)的企業(yè)重點(diǎn)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題，結(jié)合光伏太陽能道路、移動(dòng)式無線充電與無人駕駛智能車，目前已在紹興蘭亭產(chǎn)業(yè)園內(nèi)正式落成，也是目前為止在全球范圍內(nèi)的首個(gè)“三合一”示范道路工程項(xiàng)目。

作為示范工程，該超級(jí)路面將被用于包括各旅游景區(qū)、大型廣場(chǎng)、封閉的道路內(nèi)、環(huán)繞島礁、景觀道路等在內(nèi)的典型市場(chǎng)?！斑@是我們?cè)?017年6月開發(fā)的‘太陽一號(hào)’重載型試驗(yàn)路基礎(chǔ)上深入開發(fā)的系列成果之一，包含了十幾項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)及配套的裝備技術(shù)，包括光伏發(fā)儲(chǔ)電、道路層間的防水防潮、無線充電的防輻射、屏蔽技術(shù)、無人駕駛電動(dòng)車智能識(shí)別等，構(gòu)筑出電動(dòng)車頂級(jí)的應(yīng)用體系的核心方向?！崩罹败幈硎尽?/p>

據(jù)悉，項(xiàng)目的應(yīng)用也正抓住新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和人工智能與多行業(yè)融合有利時(shí)機(jī)，或?qū)ξ覈?guó)“交通強(qiáng)國(guó)”的國(guó)策帶來積極的推動(dòng)作用，具有典型的可復(fù)制和推廣價(jià)值。既有利于未來高速公路的不限速，保障行駛安全與節(jié)能減排，滿足百姓日益增長(zhǎng)的出行效率等方面的要求，也對(duì)構(gòu)建人車路協(xié)同發(fā)展的體系具有重要意義。

“從目前來看，超級(jí)道路的科技示范意義遠(yuǎn)大于實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，但通過產(chǎn)品發(fā)布、技術(shù)研討及現(xiàn)場(chǎng)展示，將推動(dòng)光伏太陽能道路工程及配套的無線充電+無人駕駛+5G技術(shù)的跨越式發(fā)展，并為全國(guó)各地政府機(jī)關(guān)及類似項(xiàng)目的建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，為國(guó)家編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供參考?！苯B興市科技部門相關(guān)負(fù)責(zé)人參會(huì)后表示。

李景軒亦清楚地認(rèn)識(shí)到，就目前來看，就算是能邊走邊充電的“三合一”光伏太陽能道路也不適用于高速道路，“除去天氣原因，因?yàn)楦咚佘嚵髁刻?，路面沒什么機(jī)會(huì)見光，更別提發(fā)電了?！?/p>

對(duì)此，他表示，目前在路面下平鋪光伏組件的發(fā)電形式不是太陽能發(fā)電效率最優(yōu)化的方式，研究的目的在于從最難的環(huán)節(jié)切入，與無線充電、無人駕駛相結(jié)合，探索“三合一”應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最大化的規(guī)律。未來隨著科學(xué)進(jìn)步，再經(jīng)過不斷創(chuàng)新改進(jìn)和縝密科學(xué)設(shè)計(jì)，則將來有可能在高速公路上廣泛采用?！耙院髸?huì)改變或者拓展三種技術(shù)的應(yīng)用形式，比如，在高速公路兩側(cè)護(hù)欄位置安裝光伏組件也是提高光伏發(fā)電量的一種選項(xiàng)?！?/p>

“與常規(guī)瀝青公路相比，太陽能光伏公路造價(jià)僅提高三分之一左右，但壽命卻能提高一倍左右，且具備多種功能，又更環(huán)保?！崩罹败幭Ｍ磥砟程欤芟翊罘e木建房子一般，太陽能公路也可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并通過預(yù)制生產(chǎn)線生產(chǎn)，根據(jù)不同道路，隨意拼接組合太陽能光伏路面模塊，從而大大減少建造成本。

畢竟，“三合一”的超級(jí)道路絕不能只是一個(gè)噱頭而已。