黑色的沥青
也能折射出耀眼的光芒
夏天又到了，想必你肯定躲进空调房享受科技带来的便利，但是在炎炎烈日下沥青路面又能往哪里躲呢？
沥青是一种吸热材料，它对太阳光吸收率很高，能够达到0.85-0.95，夏季在持续的照射下，大量的热量被沥青路面吸收并在沥青路面中得到积累，这就是沥青路面温度远高于气温，据称在我国某些地区，夏季沥青路面的温度能够达到接近80℃，给行车安全带来了巨大危害。为了解决这个问题，公路技术人员开展了大量研究。
技术人员提出，对新建路面和已建路面，分别采取不同方法进行降温。对于新建路面，可以通过选用热反射胶结料、浅色集料、热阻胶结料、热阻集料，添加相变材料、红外粉、光催化剂，埋设热管、水管和使用多孔路面、保水路面等方法来降低路面温度。对于已建路面，可以通过铺设热反射涂层、热反射罩面、热阻磨耗，洒水、植树或者人工遮荫等方法来降低路面温度。在此，小编对最为常见的几种方法进行简要介绍。
热反射涂层（罩面）法
对于已建路面，可以铺设由涂料制成的热反射涂层，也可以铺设由浅色集料或热反射胶结料制成的热反射罩面。对于新建路面，可以使用浅色集料或热反射胶结料制成的热反射面层。
热反射涂层原料一般为溶剂、树脂和颜填料等，树脂、填料的材料组成对反射起主要作用，树脂应具有低的吸收率并避免CO－C、C=O、－OH等基团，填料应具有高的折射率和不可见光反射率，同时应注意选择合适的粒径。根据外观和反射特点，热反射涂层又可分为白色反射涂层(whitehigheflectivepaints)和深色红外反射涂层(darkcoloredinfraredreflectivepaints)两种，国内研发的热反射涂层主要为白色反射涂层。最新的白色反射涂层往往可以达到90%以上的反射率，可以有效降低路面温度，但会降低标线与路面的对比度，甚至可能因眩光而引发安全问题。深色红外反射涂层则通过提高红外反射率，既能有效降低路面温度，同时可以防止路面过亮，保证行车安全。
路表抗滑性能是制约热反射涂层实际应用的主要问题，研究人员曾提出使用防滑粒料加强涂层抗滑性能，但并非长久之计。尘土污染也是热反射涂层面临的问题，在涂布热反射涂层的试件表面洒布尘土的实验表明，被污染的试件降温性能大幅度下降。
保水路面法
保水路面(waterretentiveasphalt)是在多孔路面等大孔隙路面结构中填充保水性材料以储藏雨水等水分，当气温升高时，水分通过毛细作用等途径蒸发而降温，特点是降温效果明显且维持时间长，国外已研发出一次降雨后可持续3d降温的保水路面，但由于保水性材料吸水导致路面水分无法及时排出，路面承载力以及耐久性方面可能会受到一定程度的影响。
水在结冰时体积发生膨胀，当受到约束时会产生很大内力导致沥青混凝土损坏，所以保水路面还可能会受到冻害影响，因此，一般选取碱性集料并对沥青进行改性以保证其耐久性，还需要通过真空饱水马歇尔和冻融劈裂等实验进行验证。保水材料主要有两种:一种是具有连续空隙的矿物质粉末，如矿渣、粉煤灰、消石灰、多孔硅藻土等;另一种是添加保水树脂的水泥浆，但是保水树脂有价格昂贵容易老化的问题，因此一般都采用矿物质粉作为保水材料。保水材料的保水性能和流动性最为重要，而强度对于保水材料而言并不十分重要。保水材料的设计应注意选择吸水性好的矿物质，并选择合适的水胶比，在保证流动性的前提下尽量提高保水性能。水胶比，即水和矿物质粉的比值，对保水材料流动性影响较大，水胶比越大，流动性越好。矿物质种类对保水材料的保水性能影响较大，矿物质对保水性能的贡献率:硅藻土＞矿粉＞粉煤灰，水胶比对保水性能也有一定影响，水胶比越大，保水材料越密实，保水性能随之下降。此外，空隙率对保水路面的性能也有影响，空隙率大小与降温效果正相关，但空隙率的提高会导致承载能力下降，因此应在满足承载力要求的前提下适当提高空隙率以增加降温效果。
保水路面的降温效果很大程度上取决于保水量和蒸发速度，保水路面发挥降温作用需要消耗大量水，在降雨不能满足要求时需要洒水才能保持降温。需注意的是，洒水虽然有利于减少车辙，但如果造成路面积水则会降低路面抗滑性能。为同时保证路面抗滑性能和降温性能，有待研发一种路面内部的补水系统，既保证保水性材料有效保水，同时防止水分向上溢出到路表，以防止路面积水。
相变材料法
向沥青混合料中添加的相变材料(phasechangematerials)可以吸收路面热量，降低路面温度。所用相变材料一般选择固液型有机类相变材料，如聚乙二醇、正十四烷等。目前相变材料仍没有简单有效的添加方法，将相变材料直接掺入沥青混合料中存在液态渗漏问题，严重影响路用性能，需将其制备成不呈现液态的复合定形相变材料才能保证稳定性，缺点是制备方法复杂，需要将不同浓度、不同熔点的相变材料经过封装、微胶囊等定形方法复合在一起。
研究指出，可以将含有相变材料的水泥胶浆填充到大孔隙沥青混凝土中制备成沥青混凝土，也可以解决渗漏的问题，缺点是水泥胶浆的灌注比较复杂。
热阻混合料法
该方法是指使用煅烧铝矾土、膨胀蛭石等代替普通集料，从而获得耐火阻热式沥青混合料。
相关研究表明，使用煅烧铝矾土集料的沥青混合料具有一定的降温效果。路面的降温能力与集料的粒径有关，粒径越大则降温效果越明显。同时，降温能力还与油量大小有关，油量越小降温效果越明显。路用性能方面，煅烧铝矾土混合料的高温性能优于普通混合料，低温性能与普通混合料相仿，水稳定性则较差。
膨胀蛭石与沥青具有较好的结合力，具有良好的降温效果，但是高温稳定性极差，不适合制备有承载要求的沥青路面使用，可以在建筑中作为热阻层在屋顶使用。
其他方法
将热管(heatpipe)埋设在路面内部可以使热量快速转移，利用了热管具有高导热系数的特点。有限元模拟和室内实验表明热管有利于路面降温，有研究提出用热管将路面和集水沟相连可以实现对路面温度的控制。需要进一步研究的问题包括:由于路面导热性较差，热管需要在一定埋置深度范围内才能有效转移热量;由于热管强度有限，需要保证大于一定埋置深度才能保证不被损坏;在选用足够强度的热管并确定合理埋置深度后，热管的造价问题仍有待解决。
在沥青混合料中添加红外粉(Infraredpowder)，可以吸收热量产生能级跃迁并向外辐射能量，从而达到降低路面温度的目的。有室内实验发现其降温效果良好，不同红外粉掺量的路用性能也分别得到不同程度的提高，是值得进一步研究的路面降温方法。
在沥青混合料中添加光催化剂(photocatalyst)，可以消耗太阳能并促进化学反应，从而减少路面热量。例如钛白粉(titaniumdioxide)在阳光照射下，可以分解车辆尾气，如氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机物，同时消耗了太阳能。基于此原理，光催化剂可以作为路面降温的方法。
部分内容摘自以下文献
陈忠达,张震.沥青路面降温方法[J].内蒙古公路与运输,(2):1-4.
刘佳.热阻式路面材料研究[D].长安大学,.
热阻沥青路面降温效果及作用机理[J].公路,(5):7-11
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