功能性路面材料及其与交通工程的关系

罗 列

（公安县交通运输局，湖北 荆州 434300）

1 城市道路引发的交通问题

1） 道路交通噪声污染。据国内外相关机构调查统计，道路交通噪声约占城市环境噪声的36%以上。交通噪声的特点是强度高、影响范围广、覆盖面大。有数据表明，汽车在良好的行车环境下正常行驶所产生的噪声为80-90dB，在高峰期行驶产生噪声接近100dB。如此高强度的交通噪声对道路沿线居民、行人、驾驶员以及乘客的身心健康有严重的损害，严重影响人们正常的生活和工作，对社会经济的发展也有一定的危害。交通噪声主要危害有以下四个方面：①对人的生理、心理的影响；②对建筑物的损害；③对社会经济的影响；④易引发交通事故。

2） 路面积雪结冰现象危害交通安全。研究表明，沥青路面在干燥状态下的附着系数约为0.6，在积雪时的附着系数约为0.2，在结冰时附着系数约为0.15。由此可知，冰雪的存在使路面附着系数大幅减小，这将导致汽车在行驶过程中容易打滑，制动距离加长，甚至刹车失灵、方向失控，造成严重的交通安全事故。因此，高效及时的清除道路冰雪对行车安全至关重要。但目前国内外传统的道路除冰雪方法都存在除冰雪效率低、劳动强度大、环境污染严重等不同程度的缺陷。

3） 汽车尾气对交通环境的影响。随着机动车数量的增加，机动车尾气排放量也逐年增加，据监测部门统计，2012年全国机动车排放污染物总量达4612.1 万吨，汽车尾气是其主要贡献者，汽车尾气也成为大中型城市空气污染的主要源头。汽车尾气中有害气体不仅大大降低空气质量，同时也严重地威胁着人类的身体健康。汽车尾气中氮氧化物对人体健康的危害最大，其中NO 2 会破坏呼吸系统，可引起肺气肿和支气管炎；NO 和NO 2 还会使植物的光合作用受到抑制，引起植物损伤。

2 中国功能性路面发展简述

随着社会经济的快速发展，道路交通又提出安全、环保、舒适等新要求。因此，一些功能性沥青混凝土路面应运而生，诸如多孔性排水降噪沥青路面、环保型自融雪路面、自降解汽车尾气路面、压电式路面等。伴随功能性路用新材料的成功研发，越来越多的功能性路面投入使用，这些功能性路面的服役不仅提高了路面的使用性能，而且显著改善了我国道路交通的服务水平和质量。在路面表层铺设一层含有大量孔状间隙的特殊材料，当车辆行驶时，轮胎与路面的泵吸作用挤压喷射的空气通过特殊材料的孔隙逃逸出去，使泵吸噪声的能量减小，从而有效降低了交通噪声的等级。目前，在降噪路面中，大孔隙沥青混凝土路面的降噪效果最为显著，它是采用孔隙率较大（约15%-25%） 的沥青混合料铺筑面层，这样可平均降低交通噪声3-8dB。其降噪效果随着多孔隙沥青表面层厚度的增加而增强。但其存在的缺点是耐磨耗性能较差，需要经常养护。新型道路材料的研发促使各类降噪路面的出现，比如OGFC 路面、橡胶沥青路面、多孔弹性路面、超薄沥青混凝土路面等，降噪效果都很明显。自融雪型路面：环保型沥青路面融冰雪涂层是一种道路主动融冰雪技术。其主要原理是，使用特制的粘结材料将一种环保型的融雪物质粘附在道路表面。在低温冰雪天气条件下，涂层中预先负载到载体中的融冰雪物质在冰雪刺激下缓慢释放至路表，降低水的冰点，使道路表面无法结冰，从而保证路面的抗滑性能。这种环保型自融冰雪路面具有以下优点：①可以有效降低水的冰点，且对环境污染极其微小；②这种物质使冰雪在较低的温度下融化易于清除；③重复利用率高，一次施工，多年有效；④经济和社会效益显著。自降解汽车尾气型路面：汽车尾气的主要成分是氮氧化物（NOx），它是造成烟化学烟雾和酸雨的主要原因之一。汽车尾气排出后首先与道路表面接触，因此，选择路面材料作为汽车尾气光催化降解物质的载体，在浓度梯度的作用下，NOx 很容易扩散到催化剂表明，在空气中O2 和光的综合作用下，催化降解物质的高活性和直接实现对NOx 的光催化氧化：经过催化氧化的NOx 形成低蒸汽压的硝酸，可在降雨的过程中除去，从而显著降低空气中的酸性物质，有效的实现了空气净化。压电式路面：是将压电材料铺设于路面结构中，利用其压电效应将道路上的交通荷载产生的机械能部分转化为电能，并用储存装置存储起来，从而加以利用的路面形式。其产生的电能既可以供居民用电又能回送到路面结构，对路面进行加热，实现融冰雪的功效。

3 道路材料与交通工程的关系

道路作为交通的主要承载工具，其使用性能和功能严重影响着交通通畅和运输能力，那么选择优质适当的路面材料对道路行使特殊功能具有重要意义，在未来道路工程领域中，新型道路材料的研发，将成为解决路面病害、区分行车区域、改善行车环境的重要保障。交通工程作为道路工程的重要分支，道路的通畅是保证交通运输顺利进行的必要条件，优良的路面材料很大程度上影响道路的功能，功能性路面材料的开发应用解决了恶劣气候地区、特殊地带的道路建设问题。作为道路材料的未来科研工作者，我们应该把握契机，掌握最前沿的科学研究动态，开发出更舒适、环保的新型道路材料，为交通事业添砖加瓦。

总之，人们生活水平的提高以及环保意识的增强，研究开发路面绿色材料，推广应用低能耗、轻污染、可再生的路面材料已经成为一条建设环境友好型、资源节约型和谐社会的必由之路。