功能性路面材料及其與交通工程的關(guān)系

羅 列

（公安縣交通運(yùn)輸局，湖北 荊州 434300）

1 城市道路引發(fā)的交通問(wèn)題

1） 道路交通噪聲污染。據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，道路交通噪聲約占城市環(huán)境噪聲的36%以上。交通噪聲的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、影響范圍廣、覆蓋面大。有數(shù)據(jù)表明，汽車在良好的行車環(huán)境下正常行駛所產(chǎn)生的噪聲為80-90dB，在高峰期行駛產(chǎn)生噪聲接近100dB。如此高強(qiáng)度的交通噪聲對(duì)道路沿線居民、行人、駕駛員以及乘客的身心健康有嚴(yán)重的損害，嚴(yán)重影響人們正常的生活和工作，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有一定的危害。交通噪聲主要危害有以下四個(gè)方面：①對(duì)人的生理、心理的影響；②對(duì)建筑物的損害；③對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響；④易引發(fā)交通事故。

2） 路面積雪結(jié)冰現(xiàn)象危害交通安全。研究表明，瀝青路面在干燥狀態(tài)下的附著系數(shù)約為0.6，在積雪時(shí)的附著系數(shù)約為0.2，在結(jié)冰時(shí)附著系數(shù)約為0.15。由此可知，冰雪的存在使路面附著系數(shù)大幅減小，這將導(dǎo)致汽車在行駛過(guò)程中容易打滑，制動(dòng)距離加長(zhǎng)，甚至剎車失靈、方向失控，造成嚴(yán)重的交通安全事故。因此，高效及時(shí)的清除道路冰雪對(duì)行車安全至關(guān)重要。但目前國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的道路除冰雪方法都存在除冰雪效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境污染嚴(yán)重等不同程度的缺陷。

3） 汽車尾氣對(duì)交通環(huán)境的影響。隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加，機(jī)動(dòng)車尾氣排放量也逐年增加，據(jù)監(jiān)測(cè)部門統(tǒng)計(jì)，2012年全國(guó)機(jī)動(dòng)車排放污染物總量達(dá)4612.1 萬(wàn)噸，汽車尾氣是其主要貢獻(xiàn)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(zhì)量，同時(shí)也嚴(yán)重地威脅著人類的身體健康。汽車尾氣中氮氧化物對(duì)人體健康的危害最大，其中NO 2 會(huì)破壞呼吸系統(tǒng)，可引起肺氣腫和支氣管炎；NO 和NO 2 還會(huì)使植物的光合作用受到抑制，引起植物損傷。

2 中國(guó)功能性路面發(fā)展簡(jiǎn)述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路交通又提出安全、環(huán)保、舒適等新要求。因此，一些功能性瀝青混凝土路面應(yīng)運(yùn)而生，諸如多孔性排水降噪瀝青路面、環(huán)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(fā)，越來(lái)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(guó)道路交通的服務(wù)水平和質(zhì)量。在路面表層鋪設(shè)一層含有大量孔狀間隙的特殊材料，當(dāng)車輛行駛時(shí)，輪胎與路面的泵吸作用擠壓噴射的空氣通過(guò)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(jí)。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(qiáng)。但其存在的缺點(diǎn)是耐磨耗性能較差，需要經(jīng)常養(yǎng)護(hù)。新型道路材料的研發(fā)促使各類降噪路面的出現(xiàn)，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(huán)保型瀝青路面融冰雪涂層是一種道路主動(dòng)融冰雪技術(shù)。其主要原理是，使用特制的粘結(jié)材料將一種環(huán)保型的融雪物質(zhì)粘附在道路表面。在低溫冰雪天氣條件下，涂層中預(yù)先負(fù)載到載體中的融冰雪物質(zhì)在冰雪刺激下緩慢釋放至路表，降低水的冰點(diǎn)，使道路表面無(wú)法結(jié)冰，從而保證路面的抗滑性能。這種環(huán)保型自融冰雪路面具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可以有效降低水的冰點(diǎn)，且對(duì)環(huán)境污染極其微?。虎谶@種物質(zhì)使冰雪在較低的溫度下融化易于清除；③重復(fù)利用率高，一次施工，多年有效；④經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(xué)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(zhì)的載體，在濃度梯度的作用下，NOx 很容易擴(kuò)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(zhì)的高活性和直接實(shí)現(xiàn)對(duì)NOx 的光催化氧化：經(jīng)過(guò)催化氧化的NOx 形成低蒸汽壓的硝酸，可在降雨的過(guò)程中除去，從而顯著降低空氣中的酸性物質(zhì)，有效的實(shí)現(xiàn)了空氣凈化。壓電式路面：是將壓電材料鋪設(shè)于路面結(jié)構(gòu)中，利用其壓電效應(yīng)將道路上的交通荷載產(chǎn)生的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)化為電能，并用儲(chǔ)存裝置存儲(chǔ)起來(lái)，從而加以利用的路面形式。其產(chǎn)生的電能既可以供居民用電又能回送到路面結(jié)構(gòu)，對(duì)路面進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)融冰雪的功效。

3 道路材料與交通工程的關(guān)系

道路作為交通的主要承載工具，其使用性能和功能嚴(yán)重影響著交通通暢和運(yùn)輸能力，那么選擇優(yōu)質(zhì)適當(dāng)?shù)穆访娌牧蠈?duì)道路行使特殊功能具有重要意義，在未來(lái)道路工程領(lǐng)域中，新型道路材料的研發(fā)，將成為解決路面病害、區(qū)分行車區(qū)域、改善行車環(huán)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(yùn)輸順利進(jìn)行的必要條件，優(yōu)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(fā)應(yīng)用解決了惡劣氣候地區(qū)、特殊地帶的道路建設(shè)問(wèn)題。作為道路材料的未來(lái)科研工作者，我們應(yīng)該把握契機(jī)，掌握最前沿的科學(xué)研究動(dòng)態(tài)，開發(fā)出更舒適、環(huán)保的新型道路材料，為交通事業(yè)添磚加瓦。

總之，人們生活水平的提高以及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，研究開發(fā)路面綠色材料，推廣應(yīng)用低能耗、輕污染、可再生的路面材料已經(jīng)成為一條建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型和諧社會(huì)的必由之路。