功能性路面材料及其与交通工程的关系
功能性路面材料及其与交通工程的关
城市交通作为城市四大基本功能之一，其效率决定了一个城市的效率。而城市道路作为城
市交通基本载体，其规划设计及有效运行、使用和管理是体现和落实城市交通发展政策的
关键途径[1]。为寻求道路通行能力最大、交通事故最少、运行速度最快、运输费用最
省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划、建设与管理方案，离不开道路结构的
优化和道路材料选择，城市道路的建设采用何种道路材料对城市环境影响的问题是不容忽
视的。道路材料的生产、道路施工、道路运营过程中都会因为道路材料自身因素对城市环
境产生影响，因此正确认识城市交通和道路材料的内在联系显得尤为关键。
1 城市道路引发的交通问题
城市道路的快速发展使人们生活变得更加便捷，但由于传统铺面材料功能过于单一，
而引发大量的交通问题，如车辆行驶产生的交通噪声，冬季雨雪天气因路面湿滑造成的交
通事故，汽车尾气大量排放造成环境污染等等，这些都严重的威胁到城市交通的正常运作
和公众的身心健康，因此，寻求绿色环保、持久耐用的功能性路面材料，并结合交通荷载
特性，开发出高效节能的新型路面，对有效解决由道路引起的城市交通问题，以及建立城
市和谐交通、减少空气污染、维护公众身心健康具有非常重要的现实意义。
1）道路交通噪声污染。据国内外相关机构调查统计[2]，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[3]，沥青路面在干燥状态下的附着系
数约为 ，在积雪时的附着系数约为 ，在结冰时附着系数约为 。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。
基于本文由论文联盟 收集整理此，国内外道路工作者对高效环
保的主动除冰雪技术进行了大量研究，成绩显著，开发出绿色环保的自融雪道面涂层材
料，为有效解决冰雪天气下行车安全问题提供有力保障。
3）汽车尾气对交通环境的影响。国家环保部门在 2013年发布的《中国机动车污染防
治年报》中公布了 2012年全国机动车污染排放状况。年报显示，自 2009年以来，我国已
连续 4年稳居世界机动车产销第一的位置，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 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
[4]。汽车尾气中氮氧化物对人体健康的危害最大，其中 NO2会破坏呼吸系统，可引起肺
气肿和支气管炎；NO和 NO2还会使植物的光合作用受到抑制，引起植物损伤。因此，在大
力倡导低碳城市建设的今天，应广泛开发和应用绿色环保的功能性道路材料来减少汽车尾
气污染，保护城市环境，为人们提供舒适、健康和高效的生活空间，以及与自然协调发展
的道路设施。
2 我国功能性路面发展概述
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。从而显示出功能性路面对未来改善生态环境以及可持续发
展的积极贡献。
1）降噪型路面。研究发现，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。
2）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[5]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。同时，融冰雪涂层中特有的
填料能够显著提高路面的附着系数，保证道路在冰雪环境下的行车安全。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
3）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[6]：
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。
4）压电式路面。路面的损坏是在交通荷载与环境因素综合作用下的结果，交通荷载
累积起来是一种巨大的潜在机械能，如将其加以利用变废为宝，将实现可观的经济效益。
压电式路面[7]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。压电式路面的开发符合道路可持续、智能化、低碳化的发展趋势，其研究在交通工程
领域具有很广阔的前景。
3 道路材料与交通工程的关系展望
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[8]，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。
4 结束语
随着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。
目前，传统的沥青路面原材料生产制备需消耗大量的能源和资源，在铺筑过程及铺筑
后对道路周边环境的影响较大，水土等自然环境中沉积的沥青很难降解，这将对环境造成
不可逆的破坏，但就目前的道路材料和施工技术而言，沥青路面在未来很长一段时间内还
会占有统治地位。因此寻求绿色环保，可降解，与环境协调发展的新型道路材料迫在眉
睫。这就要求我们加快对道路沥青混凝土的绿色化的研究进程，开发环保功能型路面材
料，加大对资源的再利用，改善路面实用功能的同时使其具有特定功能，以满足日益复杂
的交通环境下更为全面的交通需求，实现道路行业绿色化的可持续发展策略
