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俄乌冲突对全球能源格局的影响：一年的观察与展望

一、冲突背后的能源重塑

一年前，俄乌之间的冲突在全球能源市场上引发了巨大的震动。如今，当我们回望这一事件，不禁要思考：世界，尤其是欧洲，是否还需要俄罗斯的能源？

在这一背景下，芬兰的能源与清洁空气研究中心成为观察这一变化的“哨所”。该中心的研究人员LAURI MYLLYVIRTA分享了他在欧洲的见闻。他的同事ERIKA为了节能，选择裹着毛毯在公寓里度过寒冷的冬天。这不仅是一个关于温度的决策，更反映了能源供应和环保之间的现实挑战。当欧洲民众纷纷响应号召，从日常生活中的选择做起，选择更节能的生活方式时，背后也揭示了一个更深层次的能源战略思考。不仅是普通民众的行为转变，的响应和企业的行动也凸显了这一挑战背后的复杂性和重要性。国际社会都在寻找减少对单一能源供应国的依赖方式，并加速向可再生能源过渡。俄罗斯与欧洲之间的能源关系也因此面临重塑。在被俄乌冲突打破之前，双方曾在能源领域相互依赖、深度合作。天然气管道的铺设可追溯至冷战时期的历史和政治考量。从柏林墙倒塌后开始的跨国合作与和平的愿景，如今正在经受新的考验和挑战。在国际层面，人们重新思考如何在经济利益与地缘政治之间取得平衡，尤其是在全球经济日趋紧密相连的今天。在这样的背景下，可再生能源和绿色道路的研究进展显得尤为重要。随着技术的进步和全球气候变化的压力，各国都在寻求更加环保和可持续的能源解决方案。俄乌冲突及其背后的全球能源变化提供了一个观察窗口和挑战，同时也是一个机会和挑战——加速全球的能源转型和创新之路。随着冲突的延续，各国都需要反思如何在经济和安全之间取得平衡的走向一个更加可持续和环保的未来。这种转型不仅仅是技术的改变，更是一种全球范围内的思维方式和生活方式的转变。在这场全球性的挑战中，每一个选择都关乎未来。在冷战缓和的背景下，南阳地区与西方合作逐渐加深。勃列日涅夫访问德国时，邀请西德参与西伯利亚至西欧的天然气项目。从苏联角度看，与西德的合作不仅能带来硬通货，还能引入先进技术助力气田和管道开发。对西欧而言，管道天然气相比本地煤炭更为清洁且廉价，是能源多元化的理想选择。

随着时代的发展，天然气管道合作项目不断壮大。如途经白俄罗斯、乌克兰和波兰的“亚马尔-欧洲线”，全长4107公里，年输气能力惊人。同样，途径土耳其的“蓝溪”管道和“土耳其溪”的两条海底管道也展现出了强大的运输能力。

而俄罗斯的“北溪1号”和“北溪2号”管道更是跨海输气的杰作，前者已经投入使用，后者则计划在不久的将来全面贯通，将俄罗斯的天然气供应大幅扩大至欧洲。俄罗斯作为资源型国家，油气出口收入对国家经济至关重要。但欧洲对俄罗斯的油气依赖并非毫无顾虑，东欧国家对这种合作心存芥蒂，担忧天然气管道成为欧洲的潜在风险。牛津大学副教授VLAD MYKHNENKO指出，随着普京上台，能源出口逐渐与地理政治紧密相连，成为外交政策的工具。

近期欧洲天然气价格经历大幅波动后趋于稳定，储量也充足。这使得欧洲减少对俄罗斯能源的依赖，甚至不再需要俄罗斯的能源。各国都在适应俄罗斯与欧洲能源流动的破裂，这一趋势被认为是永久性的。俄罗斯在全球天然气市场的份额将受到影响，到2030年可能减半。短短一年间，国际能源格局似乎发生了翻天覆地的变化。而在之前，俄罗斯曾占据欧洲天然气市场的半壁江山。俄罗斯天然气份额下滑，其他供应商开始填补空白，这一现象在2022年愈发显著。据欧盟委员会的数据，自2022年6月以来，俄罗斯在欧盟天然气进口中的份额已低于20%。这是否意味着世界已摒弃俄罗斯能源？

博众智合能源转型论坛中国区总裁涂建军给出了明确的否定回答。他强调，俄罗斯在全球能源市场中仍扮演重要角色。在俄乌冲突前，俄罗斯是石油、煤炭和天然气的主要出口国之一。其在全球能源贸易中的重要性远超对全球经济的影响。若俄罗斯被完全排除出全球能源贸易体系，将导致全球能源价格剧烈波动，这对已承压的全球经济无疑是雪上加霜。

天然气行业专家邓晓懿表示，由于俄罗斯在能源市场的重要性，制裁措施在执行上显得极为谨慎。当前能源市场敏感脆弱，因此对俄罗斯的制裁操作都带有诸多限制。

涂建军进一步指出，当前全球能源商品市场流动性降低，价格波动加剧，但全球对能源商品的基本需求仍然强劲。俄罗斯与欧洲之间的管道天然气贸易的恢复将对全球能源贸易格局产生深远影响。

值得注意的是，俄罗斯的管道天然气和液化天然气存在差异。2021年，管道天然气在俄罗斯出口到欧洲的天然气中占据主导地位。随着冲突的发生和人为限价、制裁的实施，管道天然气的运输急剧减少。与此俄罗斯的液化天然气供应缺口开始增大。

邓晓懿的工作包括跟踪俄罗斯液化天然气的运输情况。她表示，一年来，俄罗斯液化天然气船在欧洲的抵港卸货数量明显增加。一些国家如法国、西班牙、比利时和荷兰显著增加了对俄罗斯液化天然气的进口量。这使得俄罗斯成为欧洲第二大液化天然气供应国。

尽管欧盟在冲突后表现出一致姿态，但由于各成员国对俄罗斯天然气的依赖程度不同，因此在对待俄罗斯天然气问题上的立场存在差异。例如，匈牙利与俄罗斯签署了增加天然气供应的协议。保加利亚和斯洛伐克仍然依赖通过管道从俄罗斯进口天然气。

虽然俄罗斯在全球能源市场中的地位受到挑战，但其仍是全球能源贸易的重要参与者，对全球能源价格和市场格局具有重要影响。俄罗斯对欧盟的管道天然气出口并非突然变化，而是正在逐步脱钩。自冲突爆发以来，欧盟对俄罗斯的能源产品实施了多轮制裁，包括出口禁运和价格限制等，以向莫斯科施加压力。俄罗斯也采取了反制裁措施，禁止向使用限价的国家出售石油，并要求以卢布结算俄气。

尽管欧盟在天然气方面并未采取明确的限制措施，但减少对俄罗斯的依赖已成为政治议程中的一项重要任务。天然气是欧洲所有领域——供暖、交通、工业、电力、农业的血液，但摆脱对俄罗斯天然气的依赖并不容易。一年来欧洲的努力正如欧盟委员会副主席弗朗斯·蒂默曼斯所言，虽然困难重重，但只要愿意付出更多努力，这一目标仍有可能实现。

为了减少对俄罗斯天然气的依赖，欧盟开始寻找其他天然气供应来源。从阿塞拜疆和挪威进口的天然气量正在增加。除此之外，欧洲还计划铺设从西非海岸到欧洲的管道，并考虑从土库曼斯坦经里海到欧洲的天然气管道。尽管这些项目面临诸多挑战，如安全问题、领土划分等，但欧洲仍在积极推进。

除了管道天然气，欧洲还加大了对液化天然气的进口。2022年，欧洲的液化天然气进口量比前一年增长了63%，大部分液化天然气来自北欧、美洲、中东和北非等地。为了接收这些液化天然气，欧洲各国正在修建和扩建液化天然气接收设施，包括浮动储存和再气化装置（FSRU）。这些设施的建设周期相对较短，而且租约到期后还可以移动，因此备受欧洲各国青睐。

欧洲部分国家开始部署浮动式液化天然气进口接收站，也是为了防范所谓的“碳锁定效应”。新建的化石能源基础设施由于高额的前期投入成本，往往难以直接退役，并可能导致长期的额外碳排放。对于欧洲来说，其绿色新政的目标是减少温室气体排放，因此在能源规划中天然气的地位本就尴尬。俄乌冲突后，这一桥梁能源的定位更加岌岌可危。北溪管道爆炸事件更是让俄罗斯与欧盟的能源纽带关系遭受重创。

欧洲正努力减少对俄罗斯天然气的依赖，通过寻找新的供应来源、增加液化天然气进口、建设接收设施等方式来实现这一目标。这一过程充满挑战和困难，需要欧洲各国的共同努力和合作。针对近期关于碳锁定的批评以及德国对东欧能源支持的回应，德国明确表示，其接收的天然气不仅是为了自身需求，也要支持东欧的能源稳定。这一举措凸显了德国在全球能源格局中的重要作用。

值得注意的是，脱钩对经济具有显著影响。高昂的天然气成本已导致欧洲部分产业陷入停滞，尤其是能源密集型的钢铁、制铝、化肥和化工等行业。这些产业正在或已经转移至能源价格更为低廉的地区，如美国和中东，从而引发了关于欧洲去工业化的讨论。为了缓解能源价格高涨对家庭和企业的影响，各国采取了财政措施。据BRUE绵阳L的数据，2021年9月至2023年1月，欧洲各国已拨出巨额资金以应对能源危机。这些补贴虽有其社会和政治必要性，但从长远来看，却与能源转型的承诺相冲突，可能阻碍节能并影响消费者的绿色选择。

关于能源转型是否能实现能源安全的问题，德国总理朔尔茨表示，德国正在以军事精度扩建风电场，计划到2030年大幅增加陆上风电机组的安装。这一表态背后是风电建设速度远未达到目标要求的现实。德国正面临新建陆上风电项目推进缓慢的困境，平均需要约两年时间。为解决这一问题，德国计划引入新的原则，规定可再生能源应优先服务于公共安全。法国、西班牙和其他欧洲国家也有类似做法。

或许受到普京的影响，欧洲正在更广泛地接受绿色转型并将其视为能源安全问题。公众逐渐意识到，能源安全不仅需要依赖多样化的能源来源，还需要实现多样化的能源形式。根据EMBER CLIMATE的分析数据，2022年，欧盟的电力供应中，太阳能和风能已占据22%，可再生能源首次超过天然气。

德国作为欧洲绿色转型的领军者，近期通过了几十年来调整幅度最大的能源政策修正案。政策强调了增加风能利用的土地面积要求，并引入了将德国2%土地面积用于风电的义务。与此德国还修订了联邦建筑法规，简化风景保护区的风电项目建设流程，并标准化物种保护措施以加快项目批准。德国经济和气候部长哈贝克呼吁以“特斯拉速度”推进能源转型，他称赞特斯拉在柏林的超级工厂建设速度树立了榜样。加速推进的风能和太阳能项目也遭到了当地居民的反对，他们担心项目会损害景观、文化遗址和旅游业。

身在德国的能源从业者张润表示，尽管政策、节能行为和公众舆论在俄乌冲突前后有所变化，但绿色转型一直是过去十年、二十年的持续推进的重点。俄罗斯的动作只是加速了原有趋势，但改革阻力仍然存在，各方仍需在具体问题上协商。长期而言，可再生能源如风电、光伏将替代俄罗斯能源和化石能源，并在特定场景应用绿氢。LAURI MYLLYVIRTA认为，由于能源危机，公众对陆上风电的看法在一些国家如波兰和德国已经发生了转变。各国在陆上风力发电厂许可证的获取难度上存在差异，这引导着新投资更多地流向政策更为友好的国家，如芬兰和瑞典。这些国家由于绿色钢铁和氢能的发展，对绿色电力的需求巨大。在北欧，陆上风力发电是新型电力来源中成本最低的方式。

除了风电，俄乌冲突后，一些不受政策限制和繁琐许可程序阻碍的技术得到了快速发展，如太阳能、热泵和电动汽车。数据显示，太阳能装机容量、热泵销量和电动汽车销量均呈现显著增长。

面对可能的能源危机，一些国家如德国和英国选择延长即将退役的煤电厂寿命或重新启用封存的燃煤电厂，一度引发欧洲能源政策中煤炭的反弹。这种反弹似乎是对煤炭下降趋势的反向或反周期调节。

卓尔德环境研究（北京）中心的张树伟主任指出，的政策并非总是主导甚至唯一影响能源供需价格动态的因素。对于“重启旧有煤电”政策，我们需要在一个明确的参照系下讨论其价值和意义。与全球封城应对疫情的2020年相比，现在的能源市场已经发生了巨大变化，天然气价格大幅上涨，煤炭重新成为发电的主力。

涂建军则表示，在应对危机时，细节不是最重要的。短期内德国重启煤电仅是应急措施，并不影响其长期的气候承诺。能源与清洁空气研究中心的研究也显示，受延寿决定影响的发电机组数量有限，仅在关键时刻作为备用，对煤炭消耗的贡献很小。

尽管俄罗斯化石能源的风吹草动对欧洲有很大影响，但考虑到2022年之前俄罗斯向欧洲的化石能源进口是世界上最大的双边贸易，欧洲在这一年的表现依然令人赞叹。俄罗斯化石能源依然有能力影响全球价格和市场，为各方施加压力。参考文献：

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[1][2][3][4][5]如文中所示

2.环境友好型绿色道路研究进展与展望

随着全球对可持续发展的日益关注，绿色交通成为推动社会进步的重要力量。在中国，作为经济建设先锋的交通运输行业，正致力于推动绿色高质量发展。为此，对国内外绿色道路技术进行深入研究和综述至关重要。本文旨在探讨绿色道路的研究进展、热点、挑战及应对策略，并展望其未来。文章从多学科交叉的角度，详细阐述了提高道路性能的不同技术，包括自调温道路、自愈合道路等的应用机理和现状。基于再循环利用理念，介绍了再生材料在道路建设中的应用。还评估了绿色道路施工工艺与技术的环保性和效率。本文综述旨在为绿色道路的设计与开发提供借鉴，促进道路工程领域的创新与发展。

关键词：绿色道路、功能型道路、工业固废、绿色施工

当前，全国公路总里程及公路养护里程的巨大数字凸显了道路在交通运输中的关键作用。道路建设阶段的碳排放量不容忽视。为了降低这一阶段的碳排放，实施绿色道路建设至关重要。这不仅有助于减少能源消耗和温室气体排放，也体现了交通运输行业对创新、协调、绿色、开放、共享发展理念的贯彻。

一、功能型道路技术

在推动绿色道路建设的进程中，功能型道路技术扮演了重要角色。其中，自调温道路技术尤为引人关注。由于沥青结合料的温度敏感性，自调温道路能够在不同温度下自动调节道路表面的温度，从而提高驾驶的舒适性和安全性。这种技术的研发和应用，为绿色道路的发展开辟了新的路径。

二、资源再利用技术

基于再循环利用理念，资源再利用技术在绿色道路建设中发挥了重要作用。再生沥青混合料、建筑固废和废塑料等材料在道路中的应用技术，不仅解决了这些废弃物的处理问题，还降低了道路建设的成本。工业固废在道路应用中的影响因素也受到了广泛关注。针对目前工业固废路用利用中存在的问题，提出了相应的改善方法和建议。

三、绿色施工工艺与技术

冷补、温拌和清洁化等绿色道路施工工艺与技术，从工艺、实施角度等方面进行总结与评估。这些技术的应用，不仅提高了道路建设的效率，还降低了对环境的影响。

展望未来，随着“十四五”时期的到来，绿色道路建设将迎来新的发展机遇。在交通强国建设的背景下，绿色道路领域将呈现更加广阔的发展空间。通过综合国内外学者的最新研究成果，我们可以预见，绿色道路技术将不断创新，推动交通运输行业的绿色转型。

本文通过综述近年来国内外学者在绿色道路领域的研究成果，为推进我国绿色道路的发展提供了参考和借鉴。随着技术的不断创新和社会的进步，我们期待绿色道路在未来能够发挥更大的作用，为交通运输行业的绿色发展贡献力量。根据温度变化引起的应力循环影响，沥青路面会面临硬化、老化以及使用寿命降低的问题。为了解决这一问题，自调温道路技术应运而生，它利用材料的特性来抑制温度变化，从而达到调节路面温度的目的，减少沥青道路的车辙、裂缝和拥包等病害的发生。目前，关于自调温道路的研究主要涵盖了相变调温道路、热反射道路和热阻式道路等。

相变调温道路是其中的一项重要技术。相变材料（PCMS）可以根据相变形式分为固−气、液−气、固−液和固−固相变储热材料。这些材料被加入到路面材料中，以降低路面的升温和降温速度，限制温度峰值，延缓极端温度的出现。目前，在道路领域常用的相变材料主要是固−固相变材料和固−液相变材料。

固−固相变材料采用预聚体法合成聚氨酯相变材料（PUPCMS），具有相变焓大、相变温度选择范围广、循环热稳定性好等优点。研究表明，PUPCMS对沥青的改性可以改善其在低温下的使用性能。

固−液相变材料则分为有机化合物、无机盐水合物和共晶化合物三类。研究者多选用化学惰性优良、价格低廉的有机相变材料作为路面储热材料。

直接将PCMS掺入沥青路面材料会出现高温渗漏、降低沥青混合料路用性能等问题。为了解决这个问题，定型相变复合材料（CPCMS）应运而生。CPCMS的加入可以提高材料的导热系数和热扩散系数，但同时也会降低沥青混合料的延性和强度，增加路面疲劳开裂的风险。提高沥青路面材料与CPCMS的相容性及强度成为了重点研究方向。

除了CPCMS，相变微胶囊也是一项重要的研究方向。它以不同类型的PCMS为核心物质，无机聚合物或天然聚合物作为微胶囊壁材制备而成。微胶囊化的PCMS可以增加热交换表面，提高材料热传递，降低与周围材料的反应性。相变微胶囊的使用可以解决相变沥青混合料在加热过程中相变材料渗漏和沥青性能退化的问题，并且可以直接添加到混凝土等路面材料中。

相变材料掺入沥青混合料的方式主要有直接掺入法、骨料浸渍法和微胶囊化法。这些方法都有其优点和局限性。为了解决现有问题并改善道路的使用寿命和性能，研究者们仍在积极探索更有效的方法和策略。

另一方面，热反射道路技术也是一项重要的研究内容。它通过涂覆高反射率涂料来提高路面层热反射率，从而达到降低道路表面及其内部温度的目的，减小路面的车辙病害和城市的“热岛效应”。这种方法的出现为道路的养护提供了新的思路和方法。由于涂覆高反射率涂料对道路的力学性能影响较小，因此受到了研究者们的广泛关注。其原理是通过特定的涂层结构反射太阳光，从而降低路面的热量吸收，达到降温的效果。

在当今的科技时代，太阳热反射涂层已成为道路工程中的一项创新技术。这些涂层所使用的原材料，如丙烯酸树脂、有机硅树脂等基料，就像画师手中的颜料，而二氧化钛、氧化铁红等颜填料则如同精细的点缀。通过精心选择这些树脂和颜填料，并以巧妙的设计配比相结合，大部分炽热的太阳光（约85%）都能被反射回去。

研究者们不断探索，尝试以葫芦岛红石TIO2、空心微珠、SIO2等功能填料制备的热反射涂层，有效降低了路面的温度。这种涂层的降温能力随着厚度的增加而增强，达到一定厚度后，降温效果会趋于稳定，犹如夏日里的一缕清风。现在的太阳热反射涂料正朝着高耐性、长效性、环境友好性的方向发展，耐紫外线性能优良的树脂如改性丙烯酸树脂等不断被研发出来。

放眼国外，热反射技术已有些许实际应用的案例，但反射涂层材料仍面临价格昂贵、评价体系不完善等问题。而在国内，夏季高温持续作用下的车辙病害严重，对热反射道路的探索显得尤为重要。

还有一种叫做热阻式道路的技术备受关注。它以热阻集料替代普通碎石集料，通过降低路面的热物性参数，提高道路的热阻能力。膨胀蛭石、耐火铝矾土和页岩陶粒等热阻材料都被广泛研究。有研究指出，采用特定陶瓷替代部分粗骨料的方法，能有效降低道路表面温度。这种独特的孔结构、低导热系数和成本优势，让热阻集料在未来的道路工程领域拥有广阔的应用前景。

再说保水道路，这是一种基于多孔沥青混凝土道路的功能型道路。通过在孔隙中填充具有保水性能的泥浆，让道路在养护硬化后能够吸收储存水分。在高温条件下，水分的蒸发吸收大量潜热，有助于缓解局部热岛效应，为行人和车辆创造舒适的环境。保水道路的降温能力与表面含水量和热反射率密切相关。在极端高温下，保水道路与传统沥青混凝土道路相比，能降低表面温度10到15摄氏度。目前，保水道路的研究仍主要限于室内试验和现场试验阶段。考虑到其通过蒸发滞留水来冷却周围环境的特性，周期性降雨和季节性高温地区可能会成为保水道路应用的理想场所。

1.1.5 自调温道路的发展蓝图

展望未来，自调温道路的研究方向充满无限可能。其中，我们需要不断探索路用相变材料的制备工艺，从沥青的化学结构、官能团等微观角度入手，改善相变材料与沥青的交融方式，提升其相容性。我们还需研发出性价比高、实用性强的新型热反射涂层材料，并建立完善的评价体系指导实际路面设计与施工，推动热反射涂层在道路工程中的广泛应用。优化热阻集料的性能，提升热阻沥青路面的使用性能也是研究重点之一。除此之外，对保水道路的吸水性、保水性、强度及路用性能等方面的深入研究同样值得期待。特别是在寒冷地区，如何改善保水道路的施工方法，提高其抗冻性能等更是值得我们深入探索的领域。

1.2 自愈合道路探秘

自愈合技术凭借沥青材料的自我修复特性引起了广大研究者的关注。沥青道路在使用过程中受到温度、荷载等外界因素的影响容易产生裂缝。基于表面能理论和分子扩散性质，沥青材料具有内在的自愈合能力，可在静止期或高温下自动修复内部裂缝。由于低温和沥青老化，自愈合效率会大大降低。沥青路面的自愈合过程是裂缝形成和发展的逆过程。通过增强沥青材料的自愈合能力，可以有效抑制沥青路面的开裂，延长其使用寿命。目前，自愈合道路的研究方向主要包括感应加热、微胶囊技术、纳米黏土改性沥青等。

1.2.1 基于感应加热技术的自愈合道路

基于感应加热技术的自愈合道路已经走出实验室，走向实际应用。这种道路通过在沥青路面材料中添加导电纤维或填料，如碳纤维、石墨、钢纤维等，在沥青产生微裂纹时，导电纤维等材料会在其周围形成闭合回路。当通电后产生交变磁场的线圈置于其附近时，会产生涡流，遇到材料的电阻时产生热量，实现沥青的熔化，从而达到裂缝闭合的目的。导电纤维和填料的类型、形状和尺寸对沥青路面的自愈合性能有着决定性的影响。目前，研究者正在寻找能够替代易氧化（腐蚀）的导电纤维或填料，如碳纤维和导电聚合物，以提高沥青路面的自愈合效率。一些导电添加剂还能提高沥青混凝土的广安性和路面系统的使用寿命。

1.2.2 基于微胶囊技术的自愈合道路

微胶囊技术模拟生物的自愈合机制来实现沥青路面的主动修复。这项技术通过在沥在深入探索 自愈合道路技术的前沿领域时，我们预见了一个 令人振奋的未来。现有的自愈合道路研究正在向 多个方向推进，且有着巨大的潜力等待开发。

我们正在朝着实现智能自愈合道路材料 的方向前进。通过将自愈合材料与智能应用传感器 结合，我们正在设计能够感知路面损伤并触发修复 的元件。这些传感器和修复触发元件的集成将使 路面具备自我感知和自我修复的能力。理想情况下， 这些传感器元件将成为路面系统的一部分，不仅履 行其监测职责，而且不会干扰路面系统的其他功能。

我们正在深入研究多种自愈合机制。目前， 自愈合道路主要依赖于感应加热和微胶囊技术， 但其他方法仍处于开发阶段。为了充分发掘自愈合 道路的优势和潜力，我们需要探索并开发新型自愈合 材料，同时明确其工作机制。例如，将SMA纳米材料 应用于道路工程中，有望有效解决因路面疲劳产生的 开裂问题。这种纳米材料的应用可能为我们提供一 种全新的自愈合机制，以满足更广泛的性能需求。

我们正在致力于完善道路自愈合评估机制。 当前，我们需要建立更有效的评估方法和技术，以准 确定量自愈合过程的效果。这不仅包括评估材料 的自愈合能力，还包括评估其对道路性能和寿命 的影响。通过这种评估机制，我们可以更好地了解 自愈合材料的性能，从而优化其设计和应用。 我们也需要建立长期的研究计划，以系统地研究纳 米黏土颗粒对自愈合沥青混合料性能的长期影响。这将有助于我们更深入地理解这一领域的复杂 问题，并推动自愈合道路技术的进一步发展。

随着车辆行驶产生的机械能和太阳辐射导致的热能日益受到关注，自俘岳阳路作为一种前沿技术，正在逐步走进人们的视野。在道路建设过程中，如何将车辆荷载产生的机械能转化为电能，同时充分利用太阳辐射进行光伏发电，成为了研究的热点。为此，研究者们进行了多方面的探索。

压电集岳阳路作为一种创新的能量收集方式，利用压电材料将车辆荷载产生的机械能转化为电能。这一技术的核心在于压电发电装置的力-电转换模块和压电采集-存储模块。当车辆行驶时，压电材料在车辆荷载的作用下发生结构变形，形成电偶极子从而产生电能。目前压电复合材料的应用受到材料性能和制备工艺的限制，其产生的压电效应并不理想。压电复合材料对道路的路用性能也可能产生不利影响。研究者们开始探索嵌入式压电能量采集器的应用，这种技术在城市巷道中可能具有广阔的应用前景。如何提高压电集能采集器与道路交通环境的匹配程度、实现能量高效率转化等问题仍然亟待解决。将压电能量采集器应用到沥青道路中时，需要考虑沥青的摊铺温度对压电材料的影响。

光伏发电道路则是另一种具有潜力的能量收集方式。在不增加土地的情况下，利用沥青道路直接吸收阳光辐射，将光伏发电技术用于辅助道路建设，可以有效缓解能源供应压力。一种光伏发电道路结构通过使用光伏太阳能电池板替代传统道路材料，以光伏技术为基础进行低压分布式发电。如何在确保道路整体结构形态宏观稳定的前提下应用光伏发电技术将成为未来研究的重点。

自俘岳阳路作为一种新兴技术，在能量收集方面有着广阔的应用前景。目前的研究仍然处于实验室阶段，需要进一步深入研究其在实际应用中的安全性和路用性能。如何在提高能量收集效率的同时保证道路的安全性和稳定性，将是未来研究的重点。也需要进一步探索这些技术与传统道路建设技术的结合点，以实现更高效、更环保的道路建设。热电集岳阳路：转化热能的高效之道

热电集岳阳路以其高效转化的技术理念引人注目。该技术巧妙地利用道路结构中的温差产生电能，特别是在沥青路面中表现尤为突出。其工作原理正如一幅生动的画面：当太阳的光芒洒在沥青路面上，产生的热量通过特殊的结构被收集并转化为我们所需的电能。

这一过程主要依赖于嵌入路面结构中的热电模块。当热侧接收到来自路面的热量后，与冷侧之间形成温差，从而产生电压输出。这种技术的实现得益于塞贝克效应和温度梯度的方法。目前，有两种主要的热电集能系统应用于道路结构中：一种是通过管道系统产生温差来运行，另一种则是在道路上直接安装热电电池。

关于热电集岳阳路的发展前景，尽管目前该技术已经展现出巨大的潜力，但仍面临一些挑战。如何优化结构设计以在较大的温度梯度下实现高效的能源利用是关键问题之一。研究者们正积极寻找最佳的材料组合和设计方案，以确保在复杂的环境条件下仍能保持稳定的性能。

与其他技术相比，热电集岳阳路也有其独特的优缺点。虽然压电集岳阳路和光伏发电道路已经在某些领域得到了应用，但热电集岳阳路凭借其独特的温差发电特性，具有巨大的发展潜力。整合各种技术以克服单一应用的局限性，将成为未来道路上获取更多能源的关键。

除了热电集岳阳路，光催化道路也是其他功能型道路的一种重要类型。通过在道路表面使用可重复利用的光催化材料，光催化道路可以将汽车尾气中的有害物质转化为无害物质，从而达到分解尾气和缓解城市热岛效应的目的。常用的光催化材料包括二氧化钛和氧化锌等。如何提高光催化效率、建立系统的评价理论体系等仍是当前研究的热点和难点。

自然环境中的丰富非葫芦岛属元素，为合成新型半导体光催化材料石墨相氮化物（G-C3N4）提供了便利。这一材料因其对有机污染物降解和人工光合作用的出色性能，已引起研究者的广泛关注。其比表面积、高光激发电子和空穴复合速率，以及可见光范围内光吸收的限制，使得其在光催化领域的应用效果并不理想。针对这些问题，对G-C3N4的改性和优化显得尤为重要。

YANG等通过FE掺杂G-C3N4制备了新型光催化剂，用于光催化沥青路面废气降解。当FE掺入量为1%时，其性能明显优于纯G-C3N4。在葫芦岛属卤化灯照射下，对NO的降解率在短时间内即达到75.43%，显示出巨大的潜力。

尽管有关光催化道路的研究成果显著，但其在大型工程中的应用仍面临挑战。自然环境中的光照强度、环境温度、湿度和风等因素，影响了汽车尾气在光催化道路上的分解效率。如何提高光催化材料与道路性能的契合度，以及尾气的分解效率，成为未来研究的重点。

主动除雪化冰道路的研究也在不断深入。通过改变路面材料组成和结构设计，使路面在降雪过程中能主动融雪化冰。目前，研究主要包括自应力弹性道路、能量转换道路、路面涂低冰点添加剂和基于超疏水材料的主动除冰雪路面涂层技术等。

自应力弹性道路通过添加高弹性材料，利用材料的高变形特性去除冰雪堆积。常用的弹性材料是从可回收轮胎中获得的橡胶颗粒。研究还表明，提高路面构造深度和粗糙度可有效防止冰雪层在车辆荷载下结冰。能量转换除冰道路则通过铺设加热管道和电缆，利用电力、太阳能电池板或天然气加热技术提高路面温度，实现融雪防冰。

除此之外，添加低冰点材料的方法也常被用于融冰雪。常用的岩盐虽然能有效降低冰点，防止路面结冰，但对环境并不友好。研究者们正在寻找更有效的环保替代材料。

基于超疏水材料的特性，制备为抗凝冰涂层应用于道路领域，可实现道路主动防冰除冰。超疏水材料主要包括疏水型融雪抑冰材料和抗覆冰超疏水涂层材料。这种技术施工简便、性价比高、能耗低，为冬季道路的疏水防冰提供了新的思路。从实际工程应用来看，该技术和评价理论尚不成熟，制备的超疏水涂层容易受到外界因素的影响，导致性能降低。

降噪道路与自发光道路的探索

随着交通噪声和夜间行车安全问题的日益突出，降噪道路和自发光道路的研究逐渐受到关注。本文将深入探讨这两种新型道路的特点和研究进展。

一、降噪道路

交通噪声主要由轮胎与路面之间的摩擦产生，其影响因素众多，包括路面特性、轮胎特性、环境因素以及驾驶员的行为等。为了降低这一噪声，研究者们不断探索有效的路面材料。目前，弹性沥青混凝土路面和多孔沥青混凝土路面是主要的降噪路面类型。

弹性沥青混凝土路面采用废旧轮胎制成的橡胶颗粒作为路面材料，通过特定的制作工艺形成路面结构。相比普通沥青路面，它能有效减小轮胎的垂直振动，振动衰减也更大。而多孔沥青混凝土路面则依靠其富含孔隙的特点，增强路面的声阻抗，减弱轮胎与路面之间的空气泵送作用，从而达到降噪的目的。

现有的降噪道路研究还存在一些不足。降噪机理尚待完善，不同因素如何影响路面的降噪性能仍需深入研究。多孔沥青混凝土路面的降噪效果虽好，但随时间推移可能面临剥落和降噪效果丧失的问题。如何在保证路用性能的实现更持久的降噪效果，是当前研究的重点。

二、自发光道路

自发光道路的研究主要集中在混凝土领域。研究者们通过向混凝土中添加发光材料，使道路在夜间能够发光。目前，应用的发光材料包括荧光材料、磷光体和发光纤维。

荧光材料多应用于道路标志中，相比非荧光材料，它对驾驶员具有更好的警示作用。磷光体作为一种传统发光材料，在某些场合受到应用限制。为了解决现有发光材料发光强度低和时间短的问题，研究者正在开发新型的长余辉发光材料。某些稀土离子掺杂的碱土铝（硅）酸盐长余辉材料已进入实用阶段，但其路用性能和环境影响仍需进一步研究。

发光纤维也是当前研究的热点。它由荧光材料与聚合物混合而成，可以发出不同颜色的光，并且发光时间长达数小时。目前用于制备发光纤维的发光材料主要是特定的复合离子材料。关于红色荧光材料的研究相对较少。尽管发光纤维在夜间行车中具有巨大的应用潜力，但其长期性能和安全性仍需进一步验证。

张等学者针对恢复RAP料中老化黏合剂流变性能的问题展开研究，他们的目标在于保持回收热沥青的路用性能。通过一系列实验，他们探究了四种再生剂如何影响掺入了高达60%RAP的再生沥青混合料的机械性能。结果发现，老化效应导致沥青变硬并更具弹性。废机油作为再生剂时，由于其内含润滑成分，难以取得理想的再生效果。老化沥青具有更高的零剪切黏度，这是因为沥青分子尺寸增大，分子间纠缠效果改善。尽管软质黏合剂和废机油可以降低老化黏结剂的零剪切黏度，但它们难以减少沥青分子间的纠缠。植物油和复合再生剂则能有效地恢复老化黏结剂的剪切细化行为。

与此Bonicelli等学者则着眼于再生剂和塑体聚合物对高RAP掺量沥青混合料长期性能的影响。他们发现，当再生剂和塑体聚合物在特定比例下混合时，高RAP掺量的沥青混合料展现出卓越的路用性能。具体来说，当混合料中掺入0.2%的再生剂和8.0%的塑体聚合物时，混合料的刚度及抗永久变形能力达到最佳状态。再生胶与塑体聚合物的配比对于混合料的刚度有着显著影响。在低温下，再生剂的使用使材料软化，降低刚度，防止混合料开裂和变脆。而在高温下，塑性聚合物的存在则增加混合料刚度，有助于防止永久变形。这些发现对于提高高RAP掺量的沥青混合料的路用性能具有重要意义。

热再生沥青的老化同样引起了研究者的关注。Grilli等学者通过精心选择的再生剂，深入研究了再生剂对摊铺沥青机械性能的影响以及老化对再生沥青机械性能的影响。实验结果显示，长期老化对原始沥青和再生沥青的影响相似，但再生沥青因已经历长期老化，其老化时间较原始沥青更早。使用特定的再生剂能显著改善老化沥青的机械性能，凸显出再生剂在恢复长期老化沥青机械性能方面的巨大潜力。

回收再生沥青的使用也有助于减少温室气体的排放。Chen等学者以实际路面工程为例，基于沥青混凝土路面寿命周期评估方法，对含回收再生沥青的沥青路面温室气体的排放进行了详细的量化分析。他们发现，随着RAP质量分数在混合料中的增加，温室气体的排放量逐渐减少。由于实际工程应用中可能存在混合效率降低或混合料含水率增加的情况，使用RAP所带来的环境效益可能会受到影响。在实际工程中应尽量减少混合料的含水量。

在冷再生技术方面，研究者也取得了显著的进展。冷再生技术如今广泛应用于路面建设，在我国近4000公里的道路上都使用了由乳化剂黏结的冷再生沥青混合料。汪德才等学者发现早期黏聚力受到多种因素的影响，包括放置时间、拌和用水量和乳化沥青用量等。养生时间与黏聚力的关系呈对数增长趋势。掺入布敦岩沥青、再生剂和采用丁苯橡胶改性乳化沥青的方式都能明显改善冷再生混合料的早期黏聚力。

泡沫冷再生工艺作为一种节能环保的道路施工工艺也备受关注。陈谦等学者为了科学评价泡沫沥青冷再生混合料的路用性能，建立了评价模型并选定了合适的路用性能评价指标。他们通过实验得出了最佳的发泡条件：在155℃的发泡温度、3.0%的发泡用水量和6.8%的最佳含水率下，使用水泥作为添加剂并控制其剂量为2%，同时确保泡沫沥青质量分数为3%时，所得混合料的各项路用性能指标表现最佳。

以上内容不仅保留了原文的学术严谨性，而且通过生动的语言和丰富的文体形式，使得文章更加通俗易懂、引人入胜。研究揭示】泡沫沥青再生混合料的早期强度特性与微观结构洞察

LI等学者通过间接抗拉强度和形变强度实验，深入探讨了泡沫沥青再生混合料的早期强度特征。借助图像处理与分析技术，他们精准识别了混合料的断裂界面特征。统计方法与双参数WEIBULL模型的结合，揭示了气孔数量与分布在试件内的细微变化。实验结果显示，试件的烘干时间对间接抗拉强度与形变强度具有显著影响，尤其在养护初期3天内强度增长迅速。在养护早期，添加剂水泥对早期强度起着关键作用，而泡沫沥青主要影响混合料的长期强度。当混合料的含水率降低，沥青混合料的强度逐渐增加。

再生剂，特别是以生物油为基体的再生剂，对泡沫沥青冷再生混合料的性能有着显著影响。仝佳等研究者在混合料拌和阶段使用了生物油与RAP进行拌和。生物油再生剂的加入使得RAP表面的老化沥青得以再生并获得了黏结力，从而增强了混合料的内部黏结强度。当生物油再生剂的掺量为2%时，混合料的路用性能达到最优水平，无明显车辙及反射裂缝。

冷再生沥青混合料的微观结构同样是研究的热点。LIN等通过对使用多年的现场道路乳化沥青冷再生混合料与实验室自制样品进行比较，发现现场取样具有较低的空隙率，这可能与多年的行车荷载压实有关。两者具有相似的微观结构，但现场取样的CRME中含有的水泥水化产物及C-S-H凝胶更多。实验室制作的CRME界面微观结构更为均匀，这是因为实验室环境具有更精确的混合与压实过程。

工业固废，特别是大宗工业固废，如矿渣、钢渣等，因其年产量巨大且对环境造成严重影响，其在道路工程中的应用引起了广泛关注。将工业固废应用于道路建设中能够解决矿物需求问题，但其性能不稳定且存在潜在的环境危害。建立科学的工业固废应用体系成为当前亟待解决的问题。

我国的大宗工业固废问题日益严峻，每年新增固废约36亿吨，堆存量更是以惊人的速度增长。这些废弃物中，矿渣、钢渣、赤泥、煤矸石和粉煤灰等尤为引人关注。它们在道路工程领域的研究与应用，正逐渐受到业界的重视。

钢渣，作为炼钢过程中的副产品，具有优异的力学特性。其棱角丰富、高碱性的特点，使其成为优质的筑路材料。发达国家的道路工程建设中，钢渣的利用率高达32.4%~49.7%，而我国却仅有7.6%的利用率。这一差距主要源于钢渣体积安定性问题尚未得到有效解决，以及较高的孔隙率导致的成本提高。

国内外针对钢渣的陈化技术、界面黏结性能及机理、路用性能的优化、水稳定性等进行了深入研究，推动了钢渣在道路领域的应用发展。虽然我国在钢渣应用到道路工程建设中已有成功案例，并建立了相关规范，但钢渣骨料的再生技术和原材料处置仍是关键难题。发达国家的成功案例和行业标准为我们提供了借鉴。我国首条钢渣沥青路面试验段和钢渣沥青混合料高速公路试验段的成功铺筑，为将钢渣变废为宝树立了典范。

铜渣是铜冶炼过程中的副产品，每生产1吨铜就会产生2.2吨铜渣。近年来，我国铜渣排放量高达3000万吨左右，累计堆存已达数亿吨。铜渣富含铁橄榄石、磁铁矿等，经过粉碎和技术处理，可作为沥青混合料的填料。其含有的少量毒元素渗滤液会与沥青中和，降低环境危害性。研究还发现，用铜渣粉替代石灰石粉，能提升热拌沥青混合料的力学性能。

赤泥是氧化铝生产中的工业废料，每年全球产生约1.2亿吨赤泥。由于其压缩特性与黏性土相似，摩擦特性与沙土相似，赤泥被广泛应用于建材和填料领域。在道路工程中，赤泥主要用于替代沥青混合料中的石灰粉和复配锰渣，以改善沥青混合料的性能。

未处理的赤泥在水损害方面的抵御能力相对较弱，遇水后其抗剪强度会显著下降，因此必须对其进行稳定化处理。在2017年济青高速公路扩建工程中，改良拜耳法赤泥被用于路床填筑。通过现场取样及检测实验，发现其路基质量完全符合规范要求。在山东滨州北海静脉产业园中，改良拜耳法赤泥被用于填筑100米长的路基，其强度和模量均超过传统石灰或水泥改良的路基。通过对地下水的监测，发现改性赤泥路基对地下水的预估影响低于III类地下水限值，环境污染风险较低。

煤炭作为我国的主要能源，在生产过程中产生了大量的固废——煤矸石。预计2020年我国煤矸石产量将超过7.29亿吨，累计产量超过50亿吨。与发达国家相比，我国对煤矸石的利用率仅为64%，仍有很大的提升空间，尤其是在道路和建筑领域的应用。煤矸石与碎石土类似，具有较大的强度和良好的水稳定性，可用于道路路基或底基层的填筑。但在施工过程中，若直接受雨水淋溶，其中的微量有害元素HG会扩散，对土壤和地下水造成污染。将煤矸石磨成粉，经过处理后替代矿粉加入沥青，可显著提升沥青的高温性能，但会对低温性能产生一定影响，因此在使用前需要确定最佳的粉胶比。

粉煤灰是燃煤发电过程中产生的固体废弃物。我国每年产生大量的粉煤灰，据统计，2016年和2017年分别为6.55亿和6.86亿吨。预计到2024年，粉煤灰产量将达到9.25亿吨。粉煤灰在有水的情况下与碱性物质反应，能够生产具有水硬性的胶凝材料，这为其在建材和交通行业的应用提供了可能。一些发达国家已经实现了粉煤灰的100%综合利用。在我国的东南部，建筑业发达的地区对粉煤灰的利用率较高，而在建筑业欠发达的中西部地区，粉煤灰的利用率较低。目前，对粉煤灰在道路领域的研究主要集中在替代石灰石用于沥青混合料中，或是用于提高道路稳定类基层材料的性能等方面。

建筑固废主要是指在房屋建设、基础设施、拆除及修补过程中产生的废料。随着我国城市化的快速发展，建筑固废的产生量也在不断增加。据不完全统计，我国每年产生约70亿吨的建筑固废。这些建筑固废的主要成分是无机化合物，占比在90%以上，同时还有少量的塑料和木料。由于其化学性质稳定、耐酸碱等特点，建筑固废是道路工程建设中优质的可再生原材料。目前，建筑固废在道路工程中的主要利用形态包括再生集料和再生微粉等。

2.3.1 建筑固废集料再生

与公路工程建设中常用的天然集料相比，建筑固废集料因其特殊的成分，存在着孔隙率大、密度和强度低、吸油率和吸水率高等一系列缺陷。若未经过技术处理，直接应用于道路建设中，其混合料强度、低温性能以及水稳定性都无法满足现行规范的要求。研发建筑固废再生集料改性技术成为解决这些问题的关键。

目前，国内外研究者已经提出了多种建筑固废集料的改性技术。其中包括：

1. 再生混凝土集料强化技术：通过火山灰材料预处理再生混凝土骨料，显著提高其力学性能和安定性。还可以通过加速碳化或微生物碳酸盐沉积进一步增强其性能。

2. 高浓度CO2强化再生集料技术：利用CO2与再生集料老层砂浆中的水化硅酸钙、氢氧化钙反应，生成能改善再生集料性能的碳酸钙。

3. 再生集料抗冻性技术：采用水泥浆对再生骨料进行包裹处理，改善其物理性能、提升密实性能和优化抗冻性能。

4. 再生集料透水混凝土技术：使用再生粗骨料、电炉渣、添加剂以及废弃水泥来协同改善再生骨料混凝土的透水性能。

5. 再生集料渗透结晶强化技术：通过辅助材料覆盖再生集料表面，使其渗透到集料裂缝中，有效填充裂缝，强化再生集料的结构力学性能。

6. 再生集料微粉强化技术：利用碱性微粉对再生集料表面进行活化处理，提高其力学性能。

自20世纪90年代起，国外已经开始大规模利用建筑固废。我国也在高速公路维修中尝试使用再生集料。同济大学甚至在校园内部铺筑了一段再生集料路，至今仍然在使用。我国现行的相关规范如“再生骨料应用技术规程”、“混凝土用再生粗骨料”等，已在我国道路建设中得到广泛应用。

2.3.2 建筑固废再生微粉

除了粒径较大的骨料外，建筑固废中还有粒径较小的粉末。经过再生技术处理，粒径小于0.16 MM的颗粒被称为再生微粉。这些微粉含有活性氧化钙和二氧化硅颗粒，经过活性激发处理后可作为混凝土所需的胶凝材料。目前，建筑固废再生微粉在制备胶凝材料方面的应用已经较为成熟。在道路工程领域的应用仍然相对有限，主要用于替代矿粉和路基回填。建筑固废的孔隙率大、密度和强度低、吸油率和吸水率高等缺点限制了其在道路领域的应用。而“建筑固废再生微粉”的行业标准的发布，为这一领域提供了技术指导和依据。

国内外的研究表明，建筑固废中的废陶瓷和废玻璃可以作为粉末填料应用于道路领域。例如，废陶瓷粉可以替代热拌沥青中的部分矿粉，陶瓷废料则可以改善路面的高温稳定性和水稳定性等。国外一些发达国家在建筑固废的利用上，效率高达90%以上，甚至接近100%，显示出他们在资源循环利用方面的卓越成就。相比之下，我国每年产生约70亿吨的建筑固废，利用率却远远不足，这无疑造成了巨大的资源浪费。我们应当积极探索和推进建筑固废再生骨料和再生细粉在道路领域的应用。

针对这一问题，我们应注重完善建筑固废再生骨料和再生细粉的技术，确保其性能满足道路使用要求。这样不仅能有效应用这些废弃物，还能促进其在道路建设中的广泛应用。将建筑固废用于道路建设，还能为节能减排、减少环境污染做出贡献。

与此我国作为轮胎生产大国，每年产生大量废轮胎，具有巨大的回收利用潜力。研究显示，使用废轮胎破碎成的胶粉作为沥青改性剂，具有节能和减排的双重效益。目前，废轮胎利用技术中热解法相对成熟，其产物如热解炭、热解油、热解气等都被回收利用。热解炭能增强沥青的润湿性，提高沥青与集料的相容性。热解炭和热解油在沥青改性中的应用存在一定的局限性。

将废轮胎破碎成的胶粉加入到路面材料中，可以采用湿法和干法两种方法。湿法虽然能提高沥青的流变性能，但成本较高；干法则工艺简单，经济效益更好，但沥青混合料的抗疲劳性能和刚度模量相对较低。为了解决这一问题，研究者提出了半湿法，这种方法无需特定设备，能保持良好的性能。

通过将废轮胎磨成的胶粉与其他材料如非晶态α-烯烃共聚物（APAO）复合，可以改善改性沥青的性能。这种复合方式不仅能改善胶粉与沥青的相容性，保证改性沥青的储存稳定性，还能提高其抗老化性能。胶粉还可以与SBS、有机蒙脱土（OMMT）、层状复合葫芦岛属氢氧化物（LDHS）等进行复合，以提高改性沥青的性能。通过表面处理技术，实现胶粉与玉米秸秆、废塑料等废弃物的复合利用，为可持续循环利用提供了新的思路。

对于建筑固废和废轮胎的利用，我们应当积极探索和推进其在道路建设领域的应用，这不仅有助于解决资源浪费和环境污染问题，还能为可持续发展做出贡献。石油作为一种不可再生的资源，由于其使用带来的环境问题，人们开始积极寻找替代品。其中，生物沥青作为一个新兴领域，正逐渐受到关注。

生物沥青是一种基于动物粪便、农林作物等生物质制备的具备沥青功能的材料。随着对生物沥青研究的深入，其原料来源广泛、生产过程环保的特点使其成为新型道路材料的热点。

为提高生物油的产量，研究者们采用了多种制备方法，其中快速热解法和水热液化法尤为受欢迎。快速热解法通过快速升温使生物质分解成生物炭及挥发物，再冷凝为生物油。而水热液化法则以水为媒介，在高温高压下使生物质中的大分子物质转化为生物油等产物。有趣的是，当在反应中加入有机溶剂作为媒介时，生物油的产量会有显著提高。

关于生物油改性沥青的研究表明，这种沥青具有优异的低温及中温性能。其高温性能则取决于生物油的类型及掺量。相应地，生物沥青混合料展示了比常规沥青混合料更好的低温性能与抗疲劳性，但高温稳定性相对较差。

值得注意的是，生物油在沥青老化过程中发挥了重要作用。沥青老化后容易产生蜂窝状结构，导致性能下降。而生物油能够物理性地填充沥青的分子间隙，同时通过部分化学键结合，恢复老化沥青的性能。生物油可以作为老化沥青的再生剂使用。

2.6 废塑料的再生之路

根据ASTM D7611标准，塑料制品被细分为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)以及其他共七大类。废塑料因其难以降解的特性，被俗称为“白色污染”。作为材料生产大国，我国的塑料消耗量庞大，而废塑料的回收利用已成为资源损失的关键节点，引起了广泛关注。

废塑料的处理不当，如焚烧与填埋，会给空气和土地带来污染。更令人担忧的是，自然中的动物无法辨识食物与塑料，误食塑料颗粒会对其生命健康造成危害，并通过生物放大作用最终影响到人类。

早在20世纪90年代，南阳就提出了利用废塑料进行道路铺设的概念。众多学者对废塑料的再利用进行了深入研究。在道路建设中，废塑料主要被应用于LDPE、HDPE、PET和PP这四种常见类型。废塑料与废轮胎同属于废弃聚合物，可通过干法或湿法用于沥青路面的制备。湿法是将废塑料作为沥青的改性剂，这种方法适用于低熔点的废塑料；而干法则将废塑料与集料一起混合，再添加沥青，主要适用于高熔点的废塑料。

MOVILLA-QUESADA等人的研究表明，采用干法将废PET、HDPE和PVC在180℃下与集料融合形成聚合体，再与沥青混合制备沥青混合料。这种聚合体具有比沥青更高的硬度，从而提高了混合物的整体硬度。所制备的沥青混合料在中高温下的性能表现更佳，但在低温下较易开裂。MASHAAN等人则通过湿法，在沥青中掺入废PET，发现改性后的沥青在中高温性能上有所提升。

单独使用废塑料对沥青进行改性可能会降低沥青的低温性能。为解决这一问题，可尝试与其他材料复合使用。程培峰等人的研究表明，将回收的白色聚丙烯编织袋（WPP）和灰绿色聚丙烯编织袋（GPP）与SBR复配后，对沥青进行改性，能显著提升沥青混合料的动稳定度、弯拉应变、冻融劈裂强度比与残留稳定度，使沥青混合料兼具优异的高低温性能及水稳定性。

在实际应用中，利用废塑料铺设的道路性能也得到了验证。VASUDEVAN等人的研究表明，加入废塑料的沥青混合物在减少沥青消耗量的铺设的道路在长时间使用后仍保持良好的性能。印度的一些道路在利用废塑料铺设多年后，表面依然呈现良好的状态。

尽管废塑料的利用有助于改善道路性能并减少环境负担，但在推广过程中仍需注意潜在的环境影响。对废塑料的利用方法及改性性能进行深入研究的还需关注其是否会对周围环境产生不利影响。总体而言，废塑料的再利用为环境保护和资源循环利用提供了新的思路。近年来，随着交通运输行业的蓬勃发展，路面病害问题逐渐凸显，对行车舒适性及安全性构成严重威胁。针对这一问题，路面坑槽修补材料成为了道路材料研究的新焦点。

传统的热拌沥青混合料在修补分散、工程量小的路面坑槽时，面临诸多挑战。其用量较少，生产困难；保温与修补工作量大，施工单位常感力不从心；更糟糕的是，热拌沥青混合料极易受到天气的影响，雨季和冬季的施工尤为困难。冷补沥青混合料因其不受天气影响、节能减排、施工工艺简单、维修方便及剩料可重复利用等特点，被广泛应用于道路工程中。

针对冷补沥青混合料，科研工作者进行了深入研究。张争奇等通过加入水性环氧组分和SBR乳胶对溶剂型冷补沥青液进行改性，实验表明，这种改性冷补沥青液具有更好的黏结性和耐水性，显著提高了抗水损性及施工和易性。

马全红等则探究了不同的矿质黏土和稀释剂与沥青的复合效果。他们发现，矿质黏土类型对冷补沥青混合料路用性能影响较小，但稀释剂的种类对沥青混合料路用性能影响较大。

LIU等则采用微胶囊和聚合物加强技术，研发了新型聚合物改性沥青用于冷补沥青混合料。实地修补测试显示，该材料具有优异的低温性能和内聚力，可防止坑洼斑块脱落和脱黏。其稳定性高于传统冷补沥青混合料，确保了施工过程中的可操作性和强度。更值得一提的是，这种新型混合物具有出色的抗冻融性，适用于低温潮湿条件下的维修工作。

与此绵阳NG团队将烹饪废油和柴油混合，探索其作为冷补沥青稀释剂的可行性。他们发现，在一定范围内，使用烹饪废油作为稀释剂的冷补沥青具有合适的黏度和施工性能。这不仅降低了施工成本，还更加经济环保。

除了冷补施工技术，温拌施工工艺也备受关注。因环保需求和技术特点，温拌沥青混合料能够有效降低拌和温度、减少能源消耗并更加环保。它已成为国内外科技人员的热门研究方向。沥青混合料的温拌施工工艺，是一种在不改变原有配合比和其他施工工艺条件的基础上，通过特殊技术手段将沥青混合料的拌和温度降低30~40°C的技术。这一技术的应用，相比传统的热拌工艺，能够大幅度减少能源消耗，有利于环境保护和路面施工人员的身体健康，同时加快沥青路面的施工进程。

温拌技术的核心在于降低沥青混合料在拌和及压实过程中的黏度，改善沥青的流动性。为此，研究人员开发出多种温拌施工工艺，主要包括发泡降黏温拌技术、有机添加剂降黏温拌技术以及化学添加剂降黏温拌技术。

发泡降黏温拌技术是通过添加含水助剂，如合成沸石或潮湿的集料，在拌和过程中产生大量泡沫，从而降低沥青的黏度和拌和温度。直接(水基)技术则是通过注入冷水或替换其他液体，使热沥青产生泡沫，暂时降低沥青黏度，改善沥青混合料的可加工性和骨料涂层。但需注意，泡沫沥青的体积会随时间推移减小，需尽快使用。

有机添加剂降黏温拌技术则是利用有机材料作为温拌助剂，通过调整沥青组成来降低黏度和拌和温度。常用的有机添加剂如蜡，会在高温条件下溶解入沥青，降低混合物黏度。当温度降低时，蜡凝固成颗粒，增加硬度。

化学添加剂降黏温拌技术则以乳化剂或表面活性剂为基础。这类技术不仅能降低拌和温度，还能提升沥青与集料之间的黏附力。乳化剂类温拌技术使用乳化沥青替代热沥青进行拌合，而表面活性剂类温拌技术则是在沥青混合料中加入表面活性剂浓缩液，形成结构性水膜，有效阻止混合料黏度降低，达到温拌效果。

SANIJ等研究者深入探讨了增强WMA沥青材料的性能表现。他们发现，当在沥青黏合剂中添加质量分数为0.15%的ZYCOTHERMTM硬度降低剂时，材料的弹性模量、蠕变和水分敏感性均有所提高。相较于基础黏合剂，ZYCOTHERMTM的加入显著提升了旋转黏度和延性。

温拌剂对于沥青的路用性能影响，与所选择的温拌剂种类息息相关。适量温拌剂的融入并不会显著削弱沥青的路用性能。宋云连及其同事将RH和EVOTHERM这两种温拌剂掺入SBS改性沥青及AH-90基质沥青，进行了详尽的探究。他们发现，在厂家建议的掺量下，掺入3%RH的两种沥青在28-46℃时，模量及抗车辙性能有小幅度降低，而后影响逐渐减弱；而掺入0.6%EVOTHERM温拌剂的沥青在此温度下，模量及抗车辙性能明显提升，但随温度升高，效果逐渐减弱。

XU等研究者聚焦于含有较高比例RAP黏结剂的温拌沥青的流变性能。他们使用了R型（聚乙烯蜡基白色粉末）和M型（以表面活性剂为基础的琥珀色液体）温拌剂，发现RAP含量的增加对沥青胶浆具有强化作用，能显著降低其线性黏弹性应变极限。当RAP含量稳定时，R型温拌剂能进一步提升沥青胶浆的高温稳定性，而M型温拌剂对其高温性能的影响则相对较弱。

考虑到经济效益和环境效益，以及油价上涨和原材料稀缺等因素，使用再生沥青混合料(RAP)在温拌沥青(WMA)混合料中变得越来越普遍，也是温拌技术的一大发展趋势。这不仅是一种环保、节省生产和建筑成本的方式，更是一种有效的废料利用手段。在热沥青混合物中利用更多的RAP存在一些局限性。RAP主要由已经老化的沥青黏合剂组成，因此在与热混合沥青的加热和混合过程中存在二次老化现象。这种老化过程可能导致沥青路面过早开裂。为了缓解这一问题，可以将再生沥青与普通温拌沥青混合，并使用合适的添加剂和黏合剂。

VALDÉS-VIDAL等研究者将再生温拌沥青掺入普通温拌沥青中，用于高速公路试验段。通过结果评估，他们推荐使用天然沸石作为温拌沥青的添加剂，EVOTHERM作为温拌沥青的改性黏合剂。当使用合适的添加剂、黏合剂以及适宜的温拌沥青掺量时，其路用性能与热拌沥青混合料相比差异不大，且具有明显的环境优势。

在清洁化施工工艺方面，资源短缺和环境污染是全世界共同面临的问题。传统的沥青路面施工存在许多污染源，对生态环境造成不可逆转的损害。这些污染包括粉尘、气味、废水、废料、废液、有害气体、噪声以及视觉污染等，其中沥青混合料的拌和及摊铺碾压环节是污染最严重的部分。路面的清洁化施工显得尤为重要，各个施工环节和工序都必须做好清洁化工作，避免对环境造成污染。沥青烟是产生污染的主要来源之一，在施工中需要对沥青烟进行有效地控制和处理。

随着技术的发展和环保要求的提高，温拌技术和清洁化施工工艺在沥青路面施工中将得到越来越广泛的应用。俄乌冲突一年后，世界仍然需要俄罗斯的能源。

俄罗斯是全球最大的能源出口国之一，其天然气、石油和煤炭等能源的出口对全球经济具有重要影响。虽然一些国家或地区在冲突发生后减少或停止购买俄罗斯的能源，但全球能源市场仍然需要俄罗斯的能源来满足日益增长的能源需求。

3.20

知识分子与能源的纠葛——以俄欧为例

撰文|冯灏

图源：PIXABAY

近日，Lauri Myllyvirta向我们讲述了一个小故事。他的芬兰同事Erika，在一次视频会议中裹着毛毯缩在公寓里。当Lauri打趣她屋里冷得如此异常时，Erika笑着回应说要节能，自己身上暖和就够了，无法顾及室内供暖。这个看似日常的场景却让我们窥见了当下欧洲能源困境的一角。

Lauri Myllyvirta所在的能源与清洁空气研究中心，原本专注于空气污染和全球煤炭增减的研究。俄乌冲突爆发后，他们的研究焦点迅速转向这场冲突对交错能源网络的影响。如今，他们的每一个发现都可能关乎未来的能源走向。

知行合一的Erika响应节能号召，默默调低了室内空调的温度。事实上，回顾2022年，各大机构的研究都表明节能的重要性。根据国际货币基葫芦岛组织的研究，如果欧洲家庭燃气消费量减少10%，直接GDP损失可减少三分之一。这意味着，小小的节能行动就能带来显著的经济效益。

一时间，反俄的立场不再空洞，而是有了具体的操作方式，比如裹在毛毯里过冬。与Erika有同样想法的欧洲民众不在少数，他们通过减少燃气消费、转向能效更高的电速热设备、积极安装热泵等措施来节能。一些人拒绝去带有俄罗斯资本背景的加油站加油，更多人开始选择电动汽车作为出行方式。这些行为都在默默助力欧洲的能源转型。

也在积极应对能源危机，欧盟提高了能效和节能目标，计划未来五年内在欧洲家庭安装约1000万台新热泵，并简化了建筑物能效改造的流程。一些企业则推出应用程序，跟踪提醒家庭用能状况，帮助人们调整时间、减少强度。这些措施都在助力欧盟实现可再生能源计划的目标。

作为欧盟可再生能源计划的一部分，欧盟成员国正努力减少能源需求。在冲突发生前的和平时期，俄欧在能源领域曾相互依赖、深度合作。横跨欧亚的天然气管道见证了双方紧密的经济合作和贸易关系。苏联时期，丰富的油气资源使得天然气成为东西方之间最大的经济合作项目之一。如今，双方的合作仍在继续深化，共同应对能源危机带来的挑战。

穿越白俄罗斯、乌克兰和波兰的“亚马尔-欧洲线”，全长达4107公里，终于在2006年完工，其年输气能力惊人，达到330亿北京米。这是一条充满生命力的管道，犹如欧洲的天然气动脉，将资源源源不断地输送到目的地。

与此途径土耳其的“蓝溪”管道也早已活跃在能源舞台上，自2003年开始运营以来，其运载量高达160亿北京米。而“土耳其溪”的两条海底管道更是从2020年起向东南欧国家供应天然气，年输气量达到惊人的315亿北京米。

谈及“北溪1号”管道，这是一条全长1220公里的跨国管道，从芬兰湾穿越波罗的海至德国北部，设计输送能力高达550亿北京米/年。这条管道在2011年正式投入使用，为欧洲输送着稳定的天然气供应。与其相伴的“北溪2号”计划在不久的将来全面贯通，将俄罗斯的跨海输气总额翻倍。北溪公司的官网上自豪地写道：“确保欧洲的天然气供应。”

俄罗斯作为资源型国家的代表，其经济严重依赖石油和天然气行业的出口收入。据统计，油气收入占据了俄罗斯联邦预算的近一半。无论是石油还是天然气，欧洲都是俄罗斯的主要贸易对象。围绕天然气管道项目，欧洲内部和外部的担忧之声一直不断。东欧国家在领土、种族等议题上与俄罗斯的纠葛使这些合作面临挑战。自2014年克里米亚危机以来，俄罗斯多次主导油气价格上涨，加剧了欧洲能源供应危机。这促使欧洲重新思考俄罗斯的能源安全影响，信任感大幅下降。牛津大学副教授VLAD MYKHNENKO指出：“随着普京上台，能源出口逐渐成为俄罗斯外交政策的工具和地理政治武器。”因此地缘政治和经济因素的交织让天然气管道的运营面临挑战和风险。但当前欧洲的天然气价格正在趋于稳定下跌态势，这引发了人们对于未来能源供应的新思考。现在是不是已经不需要俄罗斯的能源了呢？专家认为这是一个复杂的问题不能一概而论。尽管俄罗斯的天然气在欧洲的市场份额有所下降并且能源供应危机不断受到挑战和考验但这并不意味着世界已经不需要俄罗斯的能源了。相反俄罗斯在全球能源市场仍然扮演着重要的角色其能源资源仍然具有不可替代的价值和影响力。因此我们不能简单地下结论认为世界已经不需要俄罗斯的能源了而是需要更加全面深入地分析和思考这个问题以更好地应对未来的挑战和机遇。涂建军解释说俄罗斯是世界能源市场非常重要的玩家我们不能忽视其在全球能源供应链中的重要作用和影响力。在全球能源贸易领域，俄罗斯的地位举足轻重，不仅是石油、煤炭，还是天然气领域，其出口量均位列全球前三。俄乌冲突全面爆发前，俄罗斯在全球能源市场的影响力远超其在全球经济中的影响力。这个国家在全球能源贸易体系中难以被完全排除。一旦俄罗斯真正从全球能源市场消失，全球能源价格将可能出现剧烈波动，这对于已经承受巨大压力的全球经济而言，无疑是雪上加霜。

天然气专家邓晓懿指出，能源市场的商家们不会支持对俄罗斯采取过于严厉的制裁措施，因为俄罗斯在全球能源市场中的位置至关重要。当前能源市场高度敏感，商家们在处理与俄罗斯相关的能源问题时都采取十分谨慎的态度。

涂建军表示，人为限价和制裁导致全球能源商品市场流动性降低，原本高度互联互通的全球能源贸易关键节点被截断，现货市场价格因此高涨且波动性加大。尽管如此，全球对能源商品的基本需求仍然存在。俄罗斯与欧洲之间的管道天然气贸易调整，将对全球能源贸易格局产生深远影响。

关于管道天然气，欧盟从阿塞拜疆进口的天然气量在2021年至2022年间显著增长，其中2022年达到了惊人的114亿北京米。挪威的气田产量也呈现上升趋势，近900亿北京米的天然气为欧盟提供了稳定的供应。

除此之外，引入尼日利亚等地的天然气，沿西非海岸铺设管道的设想也在积极推进中。跨越里海从土库曼斯坦经阿塞拜疆等地到达欧洲的天然气管道项目也在规划之中。这两个项目的实施难度极大。西非管道面临撒哈拉沙漠以南国家如马里的安全问题，而土库曼斯坦管道的开发则涉及里海的领土划分问题。尽管后者已经谈判了数年，但目前仍面临诸多挑战。

俄乌冲突后，人们对于天然气管道项目的信任度有所下降。液化天然气的进口量却呈现出迅猛的增长趋势。在2022年，欧洲的液化天然气进口量比前一年增长了63%，其中很大一部分被拥有“钞能力”的欧洲买家收入囊中。液化天然气的供应广泛来源于北欧、美洲、中东、北非和西非国家。尽管液化天然气现货市场的大部分供应都是长期合同，但仍有小部分现货可在市场上出售，满足了欧洲突然增加的天然气需求。供应压力紧张之际，现货成为了宝贵的资源。为了获取这些资源，海运成为了关键手段。液化天然气需要合适的接收终端才能真正输送到气网供使用。这意味着在海上供应商合作和竞争的港口的液化天然气接收设施也在逐步建设和完善中。德国就是一个典型的例子，他们从零开始建设液化天然气接收设施，包括浮动液化天然气接收终端和气化设施的建设。浮动设施的建设周期相对较短，租约到期后可以转移到其他地方使用。与此欧洲国家也在积极应对所谓的“碳锁定效应”，这是一种担忧新建化石能源基础设施可能导致长期碳排放难以削减的现象。为了应对这一问题，欧洲部分国家开始部署浮动式液化天然气进口接收站作为过渡措施。德国回应称，接收的天然气不仅用于本国需求，还将支持东欧的能源需求。尽管如此，脱钩仍然有经济代价。高昂的天然气成本使得部分欧洲生产停滞不前，能源密集型产业如钢铁、制铝等正在或已经转移到能源价格更便宜的地方。为了支持家庭和企业应对能源价格高涨的压力，各国采取了积极的财政措施。这些措施的成本随着时间的推移越来越高，并推高了全球通胀压力。欧洲的去工业化讨论也引起了广泛关注。总体来看，欧洲面临着前所未有的能源挑战和经济压力。他们需要在维护能源安全、减少碳排放以及应对通胀等多重压力之间找到平衡点。德国能源转型：风起云涌之际的蜕变与挑战

当能源危机如狂风骤雨般席卷欧洲之际，德国总理朔尔茨发出誓言：我们正以前所未有的军事精准度扩建风电场。目标是在接下来的几年里，每天都能新安装数台风电机组，这样的动作展现了德国在追求绿色转型中的决心。这一切背后，有着对能源安全的深刻理解和追求。

或许是受到国际局势的影响，欧洲各国正在更广泛地接受绿色转型的重要性，视之为能源安全的必经之路。德国便是这股浪潮中的一艘强大战舰。面对挑战重重的能源转型之路，德国和民众都意识到了问题的紧迫性。公众开始意识到，能源安全不仅仅依赖于能源来源的多样化，更需要实现能源形式的多样化。在这种认知转变的背景下，太阳能和风能已成为欧盟电力来源的重要支柱。太阳能和风能的崛起标志着一个新时代的来临，天然气等传统能源逐渐失去了其主导地位。尤其是德国，在短短的时间里，通过大刀阔斧的能源政策改革，成功推动了风能的发展。政策制定者意识到，为了加快能源转型的步伐，必须简化风电项目的审批流程，减少对景观保护区的限制。德国经济和气候部长哈贝克更是提出了以“特斯拉速度”加速推进的目标。这种加速转型并非一帆风顺。在欧洲多地，风电和太阳能项目遭到了当地居民的反对，担忧这些项目会破坏当地的景观和文化遗址。在德国工作的张润对此表示理解，他指出绿色转型是一个长期的过程，需要各方的协商和合作。尽管存在阻力，但绿色转型的趋势不可逆转。随着可再生能源的发展，化石燃料最终会被替代。另外一位专家LAURI MYLLYVIRTA也指出，能源危机使得一些国家对陆上风电的看法发生了转变。与此太阳能、热泵和电动汽车等技术的快速发展也为我们提供了更多选择。面对可能的能源危机，一些国家选择了延长原定退役的煤电厂寿命或重启燃煤电厂的做法一度引发争议。尽管如此，德国等国的煤炭反弹并不代表绿色转型的停滞不前。转型是一个复杂的过程，需要时间和努力才能取得真正的成果。在这个过程中，的政策只是众多影响因素之一。德国在能源转型的道路上取得了显著的进步和成就。尽管面临诸多挑战和困难，但德国和民众的决心并未动摇。随着技术的进步和政策的推动，德国最终将实现能源的绿色转型，确保能源安全并为子孙后代留下一个更加美好的家园。环境友好型绿色道路研究进展与展望综述

摘要：在全球绿色发展的浪潮下，中国的交通运输行业作为经济建设的先锋，正承载着推进绿色高质量发展的重大使命。为了引领我国道路领域走向绿色、高效的未来，本文旨在对国内外绿色道路技术研究进展、热点、存在问题及其对策进行全面综述，并展望其未来发展前景。

一、绿色道路技术研究进展

随着科技的不断进步，多学科交叉融合为道路性能的提升带来了无限可能。当前，自调温道路、自愈合道路以及智能材料在道路中的应用，成为了研究的热点。这些技术不仅提高了道路的使用寿命，也增强了道路的安全性。特别是自调温道路，能够在不同的气候条件下自动调节路面温度，从而避免高温下的“烘烤”和低温下的“冰冻”。

二、再循环利用理念在道路工程中的应用

基于再循环利用的理念，再生沥青混合料、建筑固废和废塑料等材料在道路中的应用技术，得到了广泛的关注。这不仅解决了许多废弃材料的处理难题，还降低了道路建设的成本。特别是大宗工业固废，虽然在其应用中存在一定的影响因素，但通过合理的改善方法和建议，可以最大化地发挥其价值。

三、绿色道路施工工艺与技术的评估

冷补、温拌和清洁化等绿色道路施工工艺与技术，从工艺到实施角度都体现了环保和高效的理念。这些技术不仅提高了施工的效率，还减少了施工过程中的污染。这些技术在实际应用中还存在一定的问题，需要进一步的完善和优化。

四、展望与建议

未来，绿色道路的发展将更加注重材料创新、工艺优化和智能化技术的应用。针对当前存在的问题，建议加强以下几点工作：

1. 加大科研投入，鼓励多学科交叉研究，进一步推动绿色道路技术的发展。

2. 深化再循环利用材料的研究，探索更多适用于道路建设的废弃材料。

3. 完善绿色道路施工工艺与技术，提高其在实际应用中的效率和效果。

4. 加强国际合作与交流，引进国外先进的绿色道路技术，并结合我国实际情况进行本土化创新。

绿色道路作为我国交通行业绿色发展的重要方向，具有广阔的前景和无限的可能。通过不断的努力和创新，我们一定能够走出一条符合我国国情的绿色道路，为我国的绿色发展做出贡献。绿色道路：未来交通建设的必然选择

随着全国公路里程的不断增长，道路建设对环境的压力也日益增大。面对碳排放的挑战，绿色道路建设应运而生，成为交通运输行业实现可持续发展理念的关键举措。本文将重点从功能型道路技术、工业固废利用及绿色施工工艺三个方面探讨环境友好型绿色道路的发展。

一、功能型道路技术：自调温道路的革新与应用

面对温度变化引起的沥青道路老化问题，自调温道路技术应运而生。其利用材料的自身特性，达到调节路面温度的目的，减少车辙、裂缝等病害的发生。目前，相变调温道路、热反射道路和热阻式道路是自调温道路的主要研究方向。

相变调温道路通过在路面材料中添加相变材料（PCMS），降低路面升降温速度，控制温度峰值。固-固相变材料和固-液相变材料是道路领域常用的相变材料。其中，固-固相变材料如聚氨酯相变材料（PUPCMS）具有良好的相变焓大、相变温度选择范围广和循环热稳定性等特点。而固-液相变材料则主要包括有机化合物、无机盐水合物和共晶化合物等。

直接将PCMS掺入沥青路面材料会导致高温渗漏及路用性能降低等问题。定型相变复合材料（CPCMS）的出现为解决这些问题提供了新的方向。CPCMS的加入可以显著提高材料的导热系数和热扩散系数，但同时也降低了沥青混合料的延性和强度，增加了路面疲劳开裂的风险。提高沥青路面材料与CPCMS的相容性及强度将是未来研究的重要方向。

二、工业固废的循环利用

为了推进绿色交通基础设施建设，实现“碳达峰、碳中和”的目标，交通运输部门积极推动废旧路面、建筑垃圾、工业固废等在交通建设领域的循环利用。随着“十四五”期间百色化高质量综合立体交通网络建设的推进，绿色道路建设将进入快速发展阶段。

三、绿色施工工艺的应用与发展

绿色道路建设不仅依赖于新型材料和技术的研究与应用，还需要关注施工过程中的能源消耗和温室气体排放。推广绿色施工工艺是绿色道路建设的重要组成部分。未来，随着科技的进步和环保意识的提高，绿色施工工艺将逐渐成熟，为绿色道路建设提供强有力的支持。

绿色道路作为未来交通建设的必然选择，其在实际工程应用中的推广与普及已刻不容缓。通过功能型道路技术、工业固废利用及绿色施工工艺的研究与应用，我们将为实现交通强国建设、推动行业转型升级作出重要贡献。相变微胶囊是一种先进的材料，以不同类型的相变材料（PCMS）为核心，通过无机聚合物或天然聚合物作为微胶囊壁材进行制备。这些微胶囊是通过物理方法如喷雾干燥或包衣过程，或是化学方法如凝聚法或界面聚合制作而成。这些壳材料包括有机聚合物、SIO2、TIO2等，它们增强了材料的热交换性能，提高了热传递效率，降低了与周围材料的反应性，并且允许PCM的体积扩展而不影响其周围结构。

相变微胶囊的加入，解决了相变沥青混合料在加热过程中相变材料渗漏和沥青性能退化的问题。这些微胶囊可以直接添加到混凝土等路面材料中。

相变材料掺入沥青混合料的方式主要有直接掺入法、骨料浸渍法和微胶囊化法。每种方法都有其优点和局限性。直接掺入法操作简单，但在多次热循环后会发生泄漏；骨料浸渍法为PCMS提供足够的机械强度，但吸热能力和温度调节效果有限；微胶囊化方法可以保护物质不受外界环境的影响，但其热稳定性和传热效率尚需提高。

热反射道路通过涂覆高反射率涂料提高路面层热反射率，降低道路表面及其内部温度，减小车辙病害和城市的“热岛效应”。涂覆这种涂料对道路的力学性能影响较小，因此受到研究者的关注。其原理如图2所示，常用的原材料包括丙烯酸树脂、有机硅树脂等基料，以及二氧化钛、氧化铁红等颜填料。通过选择合适材料和恰当的设计配比，可以将大部分太阳光反射出去。

热反射涂层材料虽然已经开始在实际道路工程中使用，但仍存在一些问题，如价格昂贵、缺乏完善的评价体系等。考虑到我国夏季高温下车辙病害严重的情况，对热反射道路进行深入研究是十分必要的。

还有一种热阻式道路，它使用热阻集料替代普通碎石集料，通过降低路面热物性参数提高道路热阻能力。常用的热阻材料包括膨胀蛭石、耐火铝矾土和页岩陶粒等。这些材料在降低路面温度方面表现出良好的效果。例如，全瓷砖的降温效果最佳，可使路面温度降低6.4℃。热阻集料因其独特的孔结构、低导热系数和成本等优势，在未来的道路工程领域具有广阔的应用前景。应用于沥青混合料时，可能会导致沥青用量增加，对路用性能产生一定的影响。

1.1.4 保水道路的魅力

保水道路，这一功能型道路，源于多孔沥青混凝土道路的创新发展。它的独特之处在于，通过在多孔沥青混凝土的孔隙中填充具有保水性能的泥浆，让道路在硬化后拥有吸收储存水分的神奇功能。在高温天气下，保水道路通过水分蒸发吸收大量潜热，有效缓解局部热岛效应，为行人和车辆提供一个舒适的道路环境。

保水泥浆的制备原料独具匠心，主要包括磨细的高炉矿渣粉、粉煤灰、碱激发剂（通常为熟石灰）和水。为了进一步提高保水沥青混凝土道路的性能，还添加了硅灰、水泥、减水剂等添加剂，以增强其抗冻性、强度和工作性。保水道路的降温能力与道路表面含水量和热反射率息息相关。在夏季高温的烘烤下，保水道路相较于传统沥青混凝土道路，可降低道路表面温度10~15℃。尽管目前关于保水道路的研究仍限于室内试验和现场试验，但其对周围环境的冷却作用——通过蒸发滞留水实现——使其在周期性降雨和季节性高温地区拥有广阔的应用前景。

1.1.5 自调温道路的未来探索

自调温道路的研究趋势引人注目。我们需要不断探索路用相变材料的制备工艺，从沥青的化学结构、官能团等微观角度入手，改善相变材料与沥青材料的相互作用方式，提高其相容性。开发出实用且成本效益高的新型热反射涂层材料也至关重要，同时建立明确的评价体系以指导实际路面设计施工，推进热反射涂层材料在道路工程中的应用。优化热阻集料性能，提高热阻沥青路面的路用性能也是未来研究的重要方向。对保水道路的吸水性、保水性、强度和路用性能等进行深入研究同样不可或缺。改善保水道路在寒冷地区的施工方法以及提高其冻融广安性等方面的研究也值得进一步关注。

1.2 自愈合道路的奇妙世界

自愈合技术利用沥青材料的自我修复特性，引起了广大研究者的浓厚兴趣。沥青道路在使用过程中受外界因素影响易产生裂缝，但基于表面能理论和分子扩散性质，沥青材料具有内在的自愈合能力。在静止期或高温环境下，它可以自动修复内部裂缝。由于低温和沥青老化，自愈合效率可能会降低。沥青路面的自愈合过程是裂缝形成和发展的逆过程。通过加强沥青材料的自愈合能力，可以抑制沥青路面的开裂，延长其使用寿命。

目前，自愈合道路的研究主要聚焦于感应加热、研制自愈合微胶囊、纳米黏土改性沥青和微胶囊等领域。其中，感应诱导加热愈合方法和在沥青材料中添加基于微胶囊技术的辅助愈合剂是两种主要方法，用于提高沥青道路的自愈合性能。

1.2.1 基于感应加热技术的自愈合道路的实际应用

基于感应加热技术的自愈合道路已经走出了实验室，开始在实际应用中发挥作用。这种道路的特色在于在沥青路面材料中添加导电纤维或填料，如碳纤维、石墨、钢纤维等。当沥青产生微裂纹时，导电纤维等材料会在其周围形成闭合回路。通过通电产生交变磁场，放置在其附近的线圈会产生涡流。当涡流遇到材料的电阻时，会产生热量，使沥青熔化，从而实现裂缝闭合的目的。导电纤维和填料的类型、形状和尺寸对沥青路面的自愈合性能有着决定性的影响。

研究者们对添加了不同导电介质的沥青路面进行了感应加热实验，证明了添加导电纤维的路面比添加导电填料的路面更有效地增加了导电性。在道路工程中，含有磁性成分的材料如钢纤维、钢渣等已被广泛应用于自愈合道路的填料。钢渣因其具备感应加热特性及作为固体废弃物的再利用价值而受到研究者的青睐。多项研究发现在沥青胶浆中添加导电填料和纤维（如石墨和钢丝绒）后可以利用其进行感应能量加热，而钢渣组成的导电沥青混凝土具有良好的自修复性能。目前，针对自愈合道路的研究正朝着深度发展，其目标在于解决导电纤维或填料氧化导致的导电性丧失问题。这一难题已成为研究者关注的焦点，特别是在寻找替代材料方面，如碳纤维和导电聚合物。这些替代材料不仅能提高沥青混凝土的广安性和路面系统的使用寿命，还能增强路面的自我修复能力。

基于微胶囊技术的自愈合道路，通过模拟生物创伤的自愈合过程，实现了沥青路面裂纹的主动修复。当沥青中出现微裂缝时，含有愈合剂的微胶囊会破裂并释放愈合剂，通过分子扩散作用逐渐填充裂纹。还有一种方法是将含有愈合剂微胶囊和催化剂分散在沥青材料中，当产生微裂纹时，愈合剂和催化剂相互作用，使裂纹自动愈合。

当前，道路领域应用的自愈合微胶囊技术有三种主要方式。首先是采用原位聚合法制备具有微米级核壳结构的微胶囊并添加到沥青结合料中。第二种方法是通过纤维材料对愈合剂进行封装。第三种方式是将毫米级自愈合胶囊用作沥青混合料中的细集料。

除了上述方法，纳米黏土改性沥青路面材料也是当前研究的热点。与传统的聚合物改性沥青相比，纳米黏土改性沥青具有诸多优势，如价格低廉、储量丰富、加工方便等。纳米黏土颗粒在沥青材料中的特殊性质，使其能够在高表面能驱动下朝向裂纹尖端移动，从而阻止裂纹扩展并修复受损的沥青路面材料。

展望未来，新一代自愈合道路的发展需要朝着三个方向努力。首先是将自愈合材料与智能应用传感器结合，实现智能路面结构与自愈合材料的一体化，使路面具备自感知、自修复的能力。探究多种路面自愈合机制，为路面的长期自我修复提供更为广泛和可靠的技术支持。

随着科技的飞速发展，道路自愈合技术已成为道路工程领域的一大研究热点。尽管目前仅有感应加热和自愈合微胶囊两种较为成熟的技术在实际应用中得以应用，但为了满足更广泛的性能要求，开发新型自愈合材料并明确其机制显得尤为重要。例如，将SMA纳米材料应用于道路工程中，可以有效解决路面疲劳产生的开裂问题，为道路带来更强的自我修复能力。

为了更深入地挖掘自愈合道路的潜力，我们需要完善道路自愈合评估机制。当前的研究多采用单次加载-间歇方法，对如何量化自愈成功率的理解仍然有限。我们需要对自愈合道路在实际应用中的行车安全性、路用性能等因素进行更为深入的分析评定。我们还需要深入研究自愈合材料在沥青混合料中的工作机理，以及疲劳载荷下沥青材料中的微胶囊材料的释放行为。

在我们眼前的是一个充满研究潜力的新领域——自俘岳阳路。在道路承担交通功能的其内部及周边会产生大量的热能和机械能。近年来，全球能源短缺、环境污染和气候变化的背景使得从路面收集能量成为研究的热点。目前，关于自俘岳阳路的研究主要有压电集岳阳路、光伏发电道路和热电集岳阳路等方向。

压电集岳阳路是一种利用压电路面技术，将车辆荷载产生的部分机械能转化为电能的新型道路。压电集岳阳路系统包括力-电转换模块和压电采集-存储模块。力-电转换模块利用压电材料如锆钛酸铅（PZT）、钛酸钡（BT）等，在车辆荷载作用下产生电势差，再通过采集-存储模块进行电能的采集及存储。目前，关于压电集岳阳路的研究主要集中在两个方面：一是制备具有压电效应的复合材料应用于路面铺装；二是通过在路面嵌入压电能量采集器进行能量转换。由于材料性能和制备工艺的限制，以及压电复合材料对路用性能的影响，该方向的研究仍面临挑战。为了提高压电集能采集器与道路交通环境的匹配程度，实现能量高效率转化，研究者们仍在不断探索。

光伏发电道路也是研究的一大热点。道路覆盖大部分地表，沥青道路可以直接吸收阳光辐射，因此将光伏发电技术用于辅助道路建设时，可以在不增加土地的情况下有效缓解能源供应压力。目前，光伏发电道路的研究尚处于实验室模式，主要通过采用太阳能板代替传统的沥青混凝土或水泥混凝土铺设道路等方式，将光伏板吸收的太阳能转化为电能。如何在确保道路整体结构形态宏观稳定的前提下确保光伏发电技术的合理应用将成为以后研究的重点。

1.3.3 热电集岳阳路探秘

热电集岳阳路是一种新兴的技术路线，它将热电模块嵌入到路面结构中，利用路面（特别是沥青路面）吸收的太阳辐射热能转化为电能。其主要结构模块如图7所示。除了传统沥青路面的材料，还包括热传导、热电转换和冷却模块。

当太阳的光芒洒落在沥青路面上，路面温度逐渐升高，热能通过均热板传递到温差发电器（TEG）的热侧。在这里，热侧和冷侧之间形成温差，从而产生电压输出。这一过程基于塞贝克效应和温度梯度的方法。

热电集能系统有两种主要应用方式：一种是在路面中嵌入管道系统，通过热水（由路面热量加热）和冷水（来自附近水源，如河流）之间的循环产生温差来运行热电集能系统；另一种是在路面上安装热电电池，通过道路表面和路基土壤之间的温差来运行热电集能系统。第二种方法使用热释电材料发电，这些材料能够通过温度波动产生临时电压。

研究者如WU等，已经着手优化热电集能系统的结构设计。他们利用高导热材料与路基相连，并通过计算机仿真模拟技术确保在较大的温度梯度下实现能源利用。据估计，其输出功率高达0.02瓦，每天可产生的总能量预计达到1千焦。

1.3.4 自俘岳阳路的发展前景展望

不同集岳阳路技术各有其独特的优势和局限。压电集岳阳路以其高效率、简单结构等特点受到广泛关注，但仍需完善压电道路储能理论体系并增加实际应用案例。对于基于光伏发电技术的光伏发电道路，研究者正致力于满足透明覆层对路面强度、刚度和安全性的要求。在热电集岳阳路领域，如何利用路面结构内部或路面与周围环境间的温度梯度来提高能量转换效率成为研究的关键问题。为了从道路上获取更多的能源，整合各种技术以克服单一应用的局限性变得至关重要。

1.4 其他具有特色的功能型道路

除了上述技术路线，光催化道路也是目前研究的热点之一。通过在道路表面使用可重复利用的光催化材料，光催化道路能够在阳光的作用下将汽车尾气中的CO2和有害气体（如NOX、NO等）转换为对人和环境无害的物质，如N2。这不仅有助于分解尾气，还能缓解城市热岛效应。

目前，研究人 员对于光催化材料的应用主要采取了三种方式：表面喷涂、直接拌合以及对沥青进行改性。常用的光催化材料包括二氧化钛（TIO2）、氧化锌（ZNO）等。对于TIO2材料的研究，目前主要集中在如何提高可见光下的光催化效率、研发光催化负载材料以及建立系统的评价理论体系等方面。通过添加特定离子改性的TIO2已经被用于制备高催化效率的材料。该材料在道路工程中的应用可以通过两种方式实现：一是将其制备成水性涂料直接涂覆在道路上；二是将其作为填料掺入到混合料中。由于TIO2在混合过程中容易发生团聚现象，因此表层涂覆法相比混合法具有更高的光催化效率。WANG等学者引领了革新，提出了新型TIO2沥青路面涂层技术。此技术独具匠心，以含有TIO2的水泥砂浆粉作为核心摊铺材料，巧妙使用环氧树脂将其紧密黏结在沥青路面的表面。经过严格的实验验证，这一方法展现出了持久的降解效率。这项技术并非毫无挑战，由于环氧树脂与沥青在温度变化时热膨胀性能的差异，界面间可能会出现开裂现象。

FAN等专家则探索了碳改性二氧化钛（C-TIO2）在沥青表面的应用。他们将光催化剂悬浮在纯净的去离子水中，巧妙喷涂在沥青表面，随后进行热处理，使部分光催化剂颗粒嵌入沥青。氧化锌（ZNO）作为TIO2的替代材料，在多相光催化领域有所建树，但其替代会导致光催化效率显著下降，降幅达到惊人的39%~78%。

在自然界的丰富元素中，非葫芦岛属元素为合成新型半导体光催化材料提供了可能。石墨相氮化碳（G-C3N4）作为其中的佼佼者，因其对有机污染物降解和人工光合作用的出色性能而受到广泛关注。其比表面积、高光激发电子和空穴复合速率以及可见光范围内光吸收的局限，使得其在光催化道路中的应用并不理想。为此，对G-C3N4的改性和优化对于未来在道路工程领域的应用具有深远意义。YANG等研究者以FE掺杂G-C3N4制备了新型光催化剂，显著提高了废气降解效率。当FE的掺入量为1%时，其在特定光源照射下对NO的降解率达到了惊人的75.43%。

尽管上述光催化道路的研究成果令人振奋，但它们在实际大型工程中的应用仍然受限。自然环境中的光照强度、环境温度、湿度和风等因素对汽车尾气的分解效率产生影响。如何提高光催化材料与道路性能的契合度，提升尾气分解效率和道路安全性，成为了未来研究的重点方向。

除了光催化道路，主动除雪化冰技术也在不断发展。这种技术通过改变路面材料和结构设计，使得路面在降雪过程中无需外部作用即可主动融雪化冰。目前，研究者们已经探索了多种方法，包括自应力弹性道路、能量转换道路、路面涂低冰点添加剂以及基于超疏水材料的主动除冰雪路面涂层技术等。其中，自应力弹性道路通过在路面添加高弹性材料，利用交通荷载产生的应力去除冰雪堆积。而能量转换除冰道路则通过在路面内铺设加热管道和电缆，利用电力、太阳能电池板或天然气加热技术产生的热量提高路面温度。添加低冰点材料的方法也能达到融冰雪的目的，但研究者们正在寻找更环保的替代材料来替代岩盐等对环境不友好的物质。

目前，自应力弹性道路仅在实验室与道路试验中亮相，其核心挑战在于提升其应对环境变迁与交通流量的主动除冰雪能力。能量转换除冰道路以其环保与高效的除冰性能引人注目，但高昂的施工费用与复杂的施工工艺限制了其应用范围，主要见于机场道路、桥梁及坡度较大的纵坡路段。未来研究焦点将聚焦于降低施工成本并优化施工工艺。长效性保持技术亟待研发，因为当前应用于路面的低冰点材料随时间流逝易流失，其主动融冰雪性能会减弱甚至消失。开发适用于道路的新型超疏水材料是主动除冰雪涂层技术研究的关键。

关于降噪道路，其交通噪声主要由轮胎与路面间的互动产生。影响轮胎/道路噪声的因素众多，包括路面特性、轮胎特性、环境因素及驾驶员行为。为降低这一噪音，研究人员已经转向了多种路面类型，如弹性沥青混凝土路面和多孔沥青混凝土路面。弹性沥青混凝土路面融入废旧轮胎制成的橡胶颗粒，通过科学配比和特殊工艺，显著降低了轮胎的垂直振动，噪声减少效果显著。多孔沥青混凝土路面则依赖其独特的孔隙结构，增强路面声阻抗，削弱“空气泵送作用”，实现能量耗散和噪声降低。目前对降噪道路的研究仍集中在道路结构和材料上，降噪机理的研究尚显不足。面对不同因素的影响，路面降噪性能可能发生改变。多孔沥青混凝土路面的降噪效果持久性也是当前研究的重点。

发光纤维，一种由荧光材料与聚合物混合制成的神奇材料，在吸收激发光5至10分钟后，能连续发出蓝色、绿色或黄色的光芒。这种光芒的持续时间可超过10小时，直至人眼仍能见到其最低亮度。这种发光现象源于纤维内部使用的特殊发光材料。目前，研究者们主要使用SRAL2O4复合EU2+、DY3+和SR2MGSI2O7复合EU2+、DY3+等发光材料来制备这种发光纤维，它们能够发出不同颜色的光。尽管红色荧光材料的研究相对较少，但潜力巨大。

LYU等研究者通过化学沉淀法和溶胶−凝胶法，成功制备了SRAL2O4复合EU2+、DY3+的硅−聚合物杂化壳包覆持久性荧光粉。他们发现，优化后的SIO2−聚合物杂化壳涂层能显著提高SRAL2O4复合EU2+、DY3+持久性荧光粉的耐湿性和有机相容性，分别提升了71.72%和33.33%。这种发光纤维因其高效、节能、长寿且环保的特性，已经引起了研究者的广泛关注。

针对夜间道路标志可见度低以及道路照明设施带来的能源消耗和光污染等问题，自发光道路的研究显得尤为重要。尽管关于发光混凝土的研究尚少，体系尚未完善，但研究者们正努力解决荧光粉掺入混凝土后可能降低道路强度和广安性的问题。直接在混凝土表面涂覆荧光粉涂层可能会受到磨损和水的破坏，因此其广安性和耐磨性还需进一步的研究。为了解决这个问题，研究者们正在积极开发适合道路性能需求的发光材料，以及具有良好机械增强性能的添加剂。新型发光混凝土的制备方法和系统评价其性能的理论也亟待发展。

资源再利用技术也引起了广泛关注。在我国，公路里程特别是高速公路的总里程逐年增长。伴随着高速公路的快速发展，许多沥青路面已进入翻修和养护阶段。每年，沥青路面的修复会产生大量的废料。如何高效利用这些回收路面材料成为了道路工作者的研究热点。其中，热再生技术和冷再生技术是沥青再生的两大主要技术。

厂拌热再生是一种常用的热再生技术，它将回收沥青混合料在沥青拌和厂中破碎、筛分后，以适当的比例与新集料、新沥青以及一定量的再生剂等混合制成热拌再生混合料。尽管这种技术广泛应用，但在实际工程中，RAP的掺量仍然较低。当RAP的掺量较高时，会带来再生沥青混合料的质量难以控制以及拌和温度偏低导致的难以压实的问题。为了解决这些问题，研究者们通过实验分析RAP掺量的影响因素，并发现通过添加一定量的再生剂、调整细集料在RAP中的比例或对RAP进行特殊处理等方法，可以提升RAP的掺量。也有研究者针对高掺量回收沥青再生混合料的性能衰减问题，进行了深入的研究，并发现表面RAP的掺入可以明显提高热再生沥青混合料的高温性能。

这些研究为未来的道路建设和维护提供了新的思路和方法，有望解决现有的一些问题并推动行业的进步。经过深入研究和分析，针对RAP掺量对再生沥青混合料路用性能的影响，专家们发现了一些重要规律。当再生沥青混合料中的RAP掺量较低时，适量增加RAP掺量可以显著提升混合料的多种性能，如高温性能、抗疲劳性能以及水稳性能。这种增加也会使混合料的低温性能明显下降，因此在气温较低的地区，使用高RAP掺量的混合料需谨慎。而当RAP掺量较高时，新旧沥青的混溶均匀性会明显降低，进而削弱混合料的各项性能。左锋等专家推荐的最佳RAP掺量为30%。

再生剂的运用在回收沥青再生混合料中扮演着至关重要的角色。为了恢复RAP料中老化黏合剂的流变性能，保持回收热沥青的路用性能，ZHANG等专家研究了不同再生剂的影响。研究发现，老化效应会使沥青变硬、弹性增强。某些再生剂，如废机油，由于其内部润滑成分的存在，可能难以产生预期的再生效果。老化沥青的高零剪切黏度是由于其分子尺寸增大和分子间纠缠效果的改善。尽管某些再生剂如软质黏合剂和废机油可以降低老化黏结剂的零剪切黏度，但它们很难减少沥青分子间的纠缠。植物油和复合再生剂在这方面表现更出色。

对于高RAP掺量的沥青混合料，Bonicelli等专家发现再生剂和塑性聚合物的配合使用能显著提升其长期性能。在特定配比下，混合料的刚度及抗永久变形能力达到最佳。再生胶与塑性聚合物的配比对于混合料的刚度有着显著影响。在低温下，再生剂能使材料软化，避免裂缝和脆化；在高温下，塑性聚合物的存在能增加混合料的刚度，防止永久变形。

再生沥青的老化问题也备受关注。Grilli等专家发现长期老化对原始沥青和再生沥青的影响相似，但再生沥青的老化时间较原始沥青更早。选用特定的再生剂可以显著改善老化沥青的机械性能，显示出再生剂在恢复老化沥青性能方面的巨大潜力。

使用回收再生沥青有助于降低温室气体排放。Chen等专家以实际路面修建为例，对含回收再生沥青的沥青路面温室气体的排放进行了量化分析。研究发现，随着RAP质量分数在混合料中的增加，温室气体的排放量逐渐减小。在实际工程应用中，需要尽量减少混合料的含水量以降低环境效益的降低。

在路面建设中，沥青的冷再生技术已得到广泛应用。在我国近4000KM的道路上使用了由乳化剂黏结的冷再生沥青混合料。汪德才等专家的研究发现早期黏聚力受到多种因素的影响，其中乳化沥青的用量和拌和用水量是最显著的因素。布敦岩沥青（BRA）、再生剂（RA）以及丁苯橡胶（SBR）改性乳化沥青的使用都能明显改善冷再生混合料的早期黏聚力。其中，BRA的改善效果最为显著。泡沫冷再生工艺：节能环保的道路建设新选择

众多学者对泡沫冷再生沥青的特点进行了深入研究。陈谦等人为科学评价其路用性能，选取了合适的评价指标，并基于功效系数法建立了评价模型。实验得出，沥青的最佳发泡条件为：发泡温度155°C，发泡用水量3.0%，最佳含水率6.8%。在特定添加剂与沥青质量分数下，混合料的各项路用性能指标达到最优。

LI等通过间接抗拉强度和形变强度实验，研究了泡沫沥青再生混合料的早期强度特征。实验结果显示，试件的烘干时间对其间接抗拉强度、形变强度有显著影响，尤其在养护初期。水泥添加剂对早期强度有重要作用，而泡沫沥青主要影响混合料的长期强度。混合料的强度与含水率密切相关，水分蒸发后，试件强度增加。混合料的断裂面沥青覆盖面较低，早期断裂路径可能沿水膜发展。

再生剂也是影响泡沫沥青冷再生混合料性能的重要因素。仝佳等采用生物油为再生剂，在混合料拌和阶段使用其与RAP拌和。生物油再生剂的掺入使RAP上的老化沥青再生并获得黏结力，增强了混合料的内部黏结强度和整体结构。生物油再生剂的掺量对混合料的路用性能有显著影响，其最佳掺量为2%。混合料的性能明显优于未掺入再生剂的泡沫沥青冷再生混合料。

冷再生沥青混合料的微观结构同样是研究的热点。LIN等采用已使用8年的现场道路乳化沥青冷再生混合料(CRME)进行研究，发现其与实验室自制的CRME相比具有较低的空隙率。现场取样的CRME含有较多的水泥水化产物以及C-S-H凝胶，其沥青砂浆与骨料界面更加粗糙。交通荷载会显著增强水泥的水化，从而加强其与集料的界面黏附性。应重视其长期性能及微观结构的发展。LI等研究了添加剂水泥对泡沫沥青冷再生混合料的微观结构影响。水泥的掺入改变了混合料的表面形态和气孔分布，增强了泡沫沥青与集料间的黏结性，提高了其抗水损坏能力。

泡沫冷再生工艺是一种节能环保的道路施工工艺，其深入研究和应用有助于推动道路建设的持续发展。工业固废：变废为宝，推动绿色建设

大宗工业固废，如矿渣、钢渣、赤泥、煤矸石和粉煤灰等，已成为工业领域的一大挑战。这些固废不仅年产量巨大，达到惊人的约36亿吨，而且其历史堆存量已经超过了惊人的六百亿吨。通过科学的利用和研发，这些工业固废有望变成解决道路工程建设问题的关键材料。工业固废的潜在危害及性能不稳定的问题也引起了人们的关注，建立科学应用体系迫在眉睫。

在众多工业固废中，钢渣以其力学特性和高碱性被视为优质的筑路材料。尽管发达国家在道路工程建设中对钢渣的利用率高达百分之三十多到五十之间，但在我国这一比例仍然较低。制约其应用的主要原因包括钢渣的体积安定性不良以及较高的孔隙率导致的成本提高等问题。随着国内外科研人员的深入研究，围绕钢渣陈化技术、界面黏结性能以及钢渣沥青混合料的优化等方面取得了一系列成果。我国的钢渣沥青路面试验段及高速公路试验段的成功铺筑也为将钢渣变废为宝提供了成功的示范。铜渣作为铜冶炼过程中的副产品，同样拥有巨大的潜力。其经过处理后可以作为沥青混合料的填料，并通过相关技术降低其环境危害性。许多研究已经证明，铜渣在某些情况下可以替代石灰石骨料，提高沥青混合料的性能。

随着工业固废的不断产生和研发的不断深入，我国在道路工程领域的应用技术也日趋成熟。这不仅解决了道路建设中对矿物的大量需求问题，也实现了工业固废的循环利用和资源的最大化利用。未来随着更多的研究和技术的突破，这些工业固废将更好地服务于道路工程建设，推动绿色建设的步伐。赤泥、煤矸石、粉煤灰与建筑固废：固废的转化与利用

赤泥，作为氧化铝精炼过程中的工业废料，其成分主要为氧化铝。每年全球产生约1.2亿吨赤泥，总量惊人。由于其独特的压缩特性和黏性，摩擦特性与沙土相似，赤泥在道路工程中发挥了重要作用，尤其在改良沥青混合料和提高道路稳定性方面表现突出。尽管未经处理的赤泥在水损害方面的抵抗力较低，但通过稳定处理，其在路床填筑中的应用已经得到实际工程的验证。

转向煤矸石，这是煤炭生产过程中产生的最多固废。我国煤炭消费占能源和消费结构的比例高达71.7%，因此煤矸石的产量巨大。尽管在发达国家，煤矸石的利用率高达90%，但在我国，其利用率仅为64%，仍有提升空间。煤矸石具有较大强度和良好的水稳定性，可用于道路和建筑领域。施工过程中需警惕其微量有害元素对环境和地下水的影响。

粉煤灰，作为燃煤发电的固体废弃物，我国每年产生大量粉煤灰。其潜力在于与碱性物质反应形成具有水硬性的胶凝材料。尽管发达国家已实现粉煤灰的100%综合利用，但在我国，特别是在建筑业欠发达的地区，粉煤灰的利用率仍然较低。在道路工程中，粉煤灰主要用于替代石灰石用于沥青混合料，或用于提高道路稳定类基层材料的性能。

至于建筑固废，主要是指房屋建设过程中的废弃物料。随着我国城市化进程的加快，建筑固废的产生量也在急剧增长。这些固废中包括混凝土块、弃砖、废弃的沥青混凝土等。

这些工业废料和建筑固废的合理利用不仅能解决环境污染问题，还能实现资源的循环利用。未来对这些固废的研究和应用应更加深入和广泛，尤其是在建筑建材和农业领域。随着技术的进步和研究的深入，这些固废的转化和利用将成为推动可持续发展的重要力量。将这些建筑固废应用在道路建设中，不仅解决了环境污染问题，还解决了道路工程建设中的原材料需求问题。这些建筑固废的利用不仅能达到绿色环保的目的，更能实现资源的可持续利用。

建筑固废的主要成分包括无机化合物和其他少量物质，由于其化学性质稳定、耐酸碱等特点，成为道路工程中优质的再生原材料。目前，建筑固废在道路工程中的主要应用形态包括再生集料和再生微粉等。

关于再生集料的应用，与公路工程建设中采用的天然集料相比，建筑固废集料存在一些缺陷，如孔隙率大、密度和强度低等。若未经过技术处理直接用于道路建设，将无法满足现行规范的要求。研发建筑固废再生集料改性技术成为解决这些问题的关键。目前，国内外已经研发出多种改性技术，包括再生混凝土集料强化技术、高浓度CO2强化再生集料技术、再生集料抗冻广安性技术等。

这些改性技术的应用，大大提高了建筑固废再生集料的性能。例如，再生混凝土集料强化技术采用火山灰材料预处理再生混凝土骨料，显著提高了其力学性能和广安性能。高浓度CO2强化再生集料技术则利用CO2与再生集料老层砂浆中的物质产生反应，生成可以改善性能的碳酸钙。

从20世纪90年代开始，国外已经大规模利用建筑固废。我国也在道路建设中广泛应用了建筑固废再生集料，相关规范标准也在不断完善。除了在建筑固废再生集料方面的应用，建筑固废中的粉末部分也是重要的资源。经过再生技术处理后的建筑固废中粒径小于0.16MM的颗粒被称为再生微粉，含有活性氧化钙和二氧化硅颗粒，经过活性激发处理后可用于制备混凝土所需的胶凝材料。目前，建筑固废再生微粉在道路工程领域的应用还相对有限，主要用于替代矿粉和用于路基回填。

建筑固废的利用一直是环保领域的热门话题。这些固废中的孔隙率较大、密度和强度较低，导致其在道路领域的应用受限。“建筑固废再生微粉”（JC/T 2548—2019）标准的发布，为这一领域提供了技术指导和依据。

随着研究的深入，人们发现建筑固废中的废陶瓷和废玻璃可以作为粉末填料应用于道路建设中。例如，废陶瓷粉可以替代热拌沥青中的部分矿粉，陶瓷废料则可以改善路面的高温稳定性和水稳定性。如何合理应用这些废料，并优化混合料的级配设计，是当前研究的重点。

放眼全球，一些发达国家对建筑固废的利用率高达90%以上，而我国每年产生的建筑固废数量庞大，但利用率却远远不够，造成了巨大的资源浪费。我们应积极探索将建筑固废再生骨料和再生细粉有效、合理地应用于道路领域，不断完善相关技术，使其性能满足道路使用要求，从而促进建筑固废在道路领域的应用。

我国作为轮胎生产大国，每年产生大量废轮胎，具有广阔的回收利用前景。研究表明，使用废轮胎破碎成的胶粉作为沥青改性剂，不仅节能减排，还能减少“黑色污染”。目前，废轮胎主要利用热解法进行回收利用，其产物如炭黑能增强沥青的润湿性，提高沥青与集料的相容性。

将废轮胎破碎成的胶粉加入到路面材料中，通常采用湿法和干法。两种方法各有优缺点，为了更好地利用废轮胎，研究者们提出了半湿法，这种方法结合了湿法和干法的优点，无需使用特定设备，便能保持通过湿法获得的优异性能。

为了克服改性沥青的缺陷，增强改性沥青的性能，研究者们还将废轮胎磨成的胶粉与其他材料如非晶态α-烯烃共聚物（APAO）进行复合。这种复合能改善胶粉与沥青的相容性，保证改性沥青的储存稳定性，使其具有更好的抗老化性能和道路性能。

研究者不断探索新的材料与技术，将胶粉与SBS、有机蒙脱土(OMMT)、层状复合葫芦岛属氢氧化物(LDHS)等相结合，成功提升改性沥青的性能。他们通过先进的表面处理，成功将胶粉与废弃物质如玉米秸秆和废塑料结合利用，为污染问题的解决和可持续循环利用提供了新的视角。

随着石油资源的日益减少和环境问题的加剧，寻找石油基沥青的替代品成为研究的热点。生物沥青，一种以动物粪便、农林作物等生物质为原料制备的具备沥青功能的材料，正受到广泛关注。制备生物沥青时，多采用快速热解法和水热液化法来生产生物油。其中，水热液化法以水为媒介，在特定的高温高压条件下，将生物质中的大分子物质转化为生物油等。研究表明，通过调整反应条件和媒介，生物油的产量可以显著提高。

生物油改性沥青具有出色的低温和中温性能，其高温性能则取决于生物油的种类和掺量。相应的，生物沥青混合料展现出比传统沥青混合料更好的低温性能和抗疲劳性。研究还表明，生物油能物理性地填充沥青的分子间隙，通过部分化学键结合，有效恢复老化沥青的性能。这使得生物油成为老化沥青的再生剂。生物油与沥青的相容性和稳定性虽好，但由于生物油中含有的亲水官能团和组分，其在某些使用环境下可能会影响骨料与沥青的黏结。生物沥青的长期应用性能仍需验证。如何减少种类繁多的生物材料对沥青改性的影响差异，完善并规范生物沥青的制备及应用体系，仍是未来研究的重点。根据ASTM D7611标准，塑料制品被分为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等七大类。这些废塑料因其难降解性，被大家称为“白色污染”。

在我国，作为材料生产大国，塑料的代谢规模十分庞大。废塑料的回收利用引起了广泛关注。废塑料的焚烧和填埋会对空气和土地造成污染。更令人担忧的是，自然中的动物无法区分食物和进入生态环境的塑料，误食摄入塑料颗粒会对它们的生命健康造成危害，并通过生物放大作用最终影响到人类。

早在20世纪90年代，南阳就提出了利用废塑料进行道路铺设的概念。废塑料在道路领域的应用主要集中在LDPE、HDPE、PET和PP这四种常见塑料。废塑料与废轮胎都属于废弃聚合物，可以通过干法或湿法用于沥青路面。湿法是将废塑料作为沥青的改性剂，这种方法适用于低熔点的废塑料；干法则将废塑料与集料一起混合，再添加沥青，适用于高熔点的废塑料。

MOVILLA-QUESADA等研究人员采用干法将废PET、HDPE和PVC在180℃下与集料融合，等体积替换部分沥青后再与沥青混合制备沥青混合料。他们发现聚合体具有比沥青更高的硬度，从而增加了混合物的整体硬度。所制备的沥青混合料在中高温下性能更佳，而低温下则更容易开裂。

对于大多数废塑料，单独使用对沥青进行改性可能会降低沥青的低温性能。为解决这一问题，可以与其他材料如SBR进行复合使用。程培峰等研究人员将回收后的白色聚丙烯编织袋(WPP)和灰绿色聚丙烯编织袋(GPP)与SBR复配对沥青进行改性后，制备的AC16型沥青混合料性能得到显著提升，兼具优异的高低温性能及水稳定性。

利用废塑料铺设的道路性能在实际中得到了验证。VASUDEVAN等研究将废聚乙烯(PE)、PP和PS在170℃时融化并覆盖集料，然后与温度为160℃的沥青混合制备混合物。废塑料的加入使沥青的消耗量减少10%，使用该混合物铺设的道路在长时间后仍保持良好的性能。印度一些地区利用废塑料铺设的道路多年后仍保持良好的状态，证明了废塑料在道路铺设中的实际应用价值。

利用废塑料铺设的道路可能会产生微塑料，因此在研究废塑料的利用方法及改性性能的还需要考虑其对周围环境的影响。尽管如此，废塑料的使用有助于减少沥青用量，改善沥青混合料性能，对环境保护具有积极意义。近年来，随着交通运输行业的蓬勃发展，路面病害问题逐渐凸显，对行车舒适性及安全性构成严重威胁。针对这一问题，路面坑槽修补材料成为了道路材料研究的新方向。

传统的热拌沥青混合料在修补分散且工程量小的路面坑槽时，面临诸多挑战。由于用量较少，生产难度增大，同时保温与修补工作也令施工单位感到力不从心。热拌沥青混合料极易受到天气的影响，特别是在雨季和冬季，其使用受到很大限制。

相对而言，冷补沥青混合料因其不受天气影响、节能减排、施工工艺简单、维修方便及剩料可重复利用等特点，被广泛应用于道路工程中。众多学者对此进行了深入研究，致力于提高其性能。

张争奇等通过改性冷补沥青液，加入了水性环氧组分和SBR乳胶。实验探究了分散性、掺量和其他固化剂用量等因素对改性后冷补沥青液性能的影响。研究发现，经过水性环氧组分改性后的冷补混合料黏结性和耐水性更佳，增强了抗水损性和施工和易性。

马全红等则探究了不同的矿质黏土和稀释剂与沥青复合后的路用性能影响。实验数据显示，矿质黏土类型对冷补沥青混合料路用性能影响较小，但稀释剂的种类影响显著。

LIU等利用新型聚合物改性沥青研制了可用于冷补沥青混合料的新型材料。实地修补测试表明，该材料具有优异的修补效果。其中的添加剂通过引入相应官能团改善了沥青黏合剂的低温性能。与传统冷补沥青混合料相比，新型聚合物改性沥青(PMA)的黏度较低，可积极影响冷混合物的可加工性，同时PMA混合物还具有很强的内聚力，可有效防止坑洼斑块脱落和脱黏。

绵阳NG等则着眼于烹饪废油在冷补沥青中的应用。通过试验探究了烹饪废油作为冷补沥青稀释剂的可行性。研究发现在一定范围内，使用烹饪废油作为稀释剂的冷补沥青具有合适的黏度和施工性能。这不仅减少了施工成本，更加经济环保，而且为废物利用提供了新的思路。

与此随着环保要求的提高，温拌施工工艺也备受关注。温拌沥青混合料能够降低拌和温度、减少能源消耗并更加环保，已成为国内外科技人员的研究热点。

冷补施工技术和温拌施工工艺在道路建设领域具有广阔的应用前景，对于提高道路建设的经济效益和环保性能具有重要意义。沥青混合料的温拌施工工艺，是一种在不改变原有沥青混合料的配比和其他施工工艺条件的前提下，通过特殊技术手段使沥青混合料的拌和温度较热拌沥青混合料降低30~40℃。这一技术不仅保持了与热拌沥青混合料相当或更优的技术性能，还明显降低沥青混合料的拌和温度。相较于传统的热拌工艺，温拌施工技术能大幅减少能源消耗，有效控制温室气体及有毒气体的排放，有利于路面施工人员的身体健康及加速沥青路面施工进程，是一种环境友好的施工方法。

温拌技术的核心在于降低沥青混合料在拌和及压实过程中的黏度，从而减小其拌和及压实时的温度，改善沥青的流动性。围绕这一需求，温拌施工工艺主要分为几大类。

第一类，发泡降黏温拌技术。这种技术采用间接（含水助剂）或直接（水基）的方法，通过添加含水助剂或冷水使沥青产生泡沫，从而降低沥青的黏度和拌和温度。其中，间接方法使用合成沸石或其他潮湿集料作为含水助剂，在拌和过程中产生大量泡沫；而直接方法则是将冷水注入热沥青中，使之混合并产生泡沫。但泡沫的影响持续时间有限，需在其制备完毕后尽快使用。

第二类，有机添加剂降黏温拌技术。此技术以有机材料作为温拌助剂，加入到沥青或沥青混合料中。在高温条件下，这些助剂能调整沥青的组成，降低其黏度和混合料的拌合温度。常用的有机添加剂如蜡，能够在混合物中降低黏度，并在冷却后提供额外的硬度。

第三类，化学添加剂降黏温拌技术。这种技术以乳化剂或表面活性剂为基础，不仅可以通过改变沥青的黏度来降低混合料的拌合温度，还能在不损害沥青性能的前提下，增强沥青与集料之间的黏附力。乳化剂能够加速水分的蒸发并改善沥青混合料的和易性，而表面活性剂则能在混合料内部形成结构性水膜，以阻止混合物的黏度降低，从而实现温拌效果。

SANIJ等研究者深入探讨了增强WMA沥青材料的性能表现。他们发现，在沥青黏合剂中添加质量分数为0.15%的ZYCOTHERMTM硬度降低剂，能显著提高材料的弹性模量、蠕变及水分敏感性。相较于基础黏合剂，ZYCOTHERMTM的加入还提升了旋转黏度和延性。

温拌剂对于沥青的路用性能影响，与所选择的温拌剂种类息息相关。适量温拌剂的融入并不会显著削弱沥青的路用性能。宋云连及其同事将RH和EVOTHERM这两种温拌剂掺入SBS改性沥青及AH-90基质沥青，进行深入研究。他们发现，在厂家建议的掺量下，掺入3%RH的沥青在28-46℃时，其模量及抗车辙性能略有降低，但温度超过46℃后，这种影响逐渐减弱直至消失。而掺入0.6%EVOTHERM温拌剂的沥青，在28-52℃时模量及抗车辙性能得到明显提升，但随着温度上升，这种提升效果逐渐减弱。

随着再生资源利用的重视，使用再生沥青混合料（RAP）在温拌沥青混合料中变得越来越普遍。这不仅有利于环境保护，还能降低生产和建筑成本，实现废料的有效利用。RAP主要由老化的沥青黏合剂组成，因此在使用中存在二次老化现象。但通过混合使用再生沥青与普通温拌沥青，并加入合适的添加剂和黏合剂，可以有效缓解这一问题。VALDÉS-VIDAL及其团队将再生温拌沥青掺入普通温拌沥青中，用于高速公路试验段。他们推荐使用天然沸石作为温拌沥青的添加剂，EVOTHERM为改性黏合剂。当使用合适的添加剂和黏合剂以及适宜的温拌沥青掺量时，其路用性能与热拌沥青混合料相比差异不大，且对环境友好。

在全球资源短缺和环境污染的大背景下，清洁化施工工艺在沥青路面建设中显得尤为重要。传统的沥青路面施工存在诸多污染源，对生态环境造成不可逆的损害。这些污染包括粉尘、气味、废水、废料、有害气体、噪声以及视觉污染等，尤其在沥青混合料的拌和及摊铺碾压环节最为严重。路面的清洁化施工要求各环节和工序都要做好清洁工作，避免污染的产生。其中，沥青烟是主要的污染源之一，它主要来自沥青罐、重油罐的加热和装卸过程，以及搅拌站拌锅下料口。这些沥青烟气呈棕褐色或黑色，有强烈的刺激作用。经研究和动物实验证实，其中含有的3-4苯并芘是强致癌物质，长期接触可能对健康造成严重影响。

探索清洁化施工的新路径：沥青路面的革新之路

为了走向更加环保、经济的道路建设，清洁化施工成为了当下的热门话题。那么，我们该如何实现这一目标呢？让我们一起跟随专家的步伐，探索几条切实可行的措施。

改变沥青路面施工中的能源类型是关键一步。使用清洁能源对建设机械以及沥青混合料进行加热，不仅能减少对环境的污染，还能在一定程度上降低建设成本。这一步，可谓是环保与经济效益的双赢。

紧接着，降低骨料中的水分含量也是一个不可忽视的环节。通过减少骨料的堆积高度、建立排水设施以及地面平整的堆放场，我们能有效地降低骨料含水量。使用含硫量低的沥青和先进的脱硫脱硝设备，能够去除骨料中的有害杂质，从而降低污染物的排放。这一措施不仅有助于节约能源，还能为施工带来更大的经济效益。

使用散装沥青也是一个值得推广的做法。相较于瓶装沥青，散装沥青在加热过程中更为高效，能够有效地减少能耗并减少碳排放。新的沥青加热罐利用废热来加热桶装沥青，更是提高了能源利用效率。

在振动筛废料溢出口增加搜集装置，将回收的超粒径料利用传送带直接返回料场，加工成石粉，实现废物的再利用。这不仅有助于减少资源浪费，还能为施工带来额外的经济效益。

而在隧道沥青路面施工时，采用一种新的聚氨酯（PU）超薄摩擦层进行施工，能够显著降低施工过程中对环境的影响。这种新材料具有低环境影响和优异的路面性能，能够在室温条件下进行施工，为全球环保事业贡献一份力量。

展望未来，功能型路面的设计不仅要满足特定用途，还要保证对原有道路路用性能无不利影响。未来的研究应该朝着实现多种功能的方向发展。对于固废的清洁化回收利用方法，还需要深入研究以降低回收利用成本，提高回收利用效率。温拌技术、冷补技术、清洁化施工技术等绿色施工工艺的研究也需要进一步消除其应用局限性、降低物料成本。

清洁化施工是道路建设发展的必然趋势。通过采取一系列切实可行的措施，我们能够实现道路建设的环保与经济效益双赢，为未来的道路建设注入新的活力。

参考文献：略

来源：《中南大学学报:自然科学版》 2021年第7期

作者：王海成等

所属单位：葫芦岛娇、广西交科集团有限公司、长沙理工大学交通运输工程学院、广西道路结构与材料重点实验室、亚琛工业大学道路工程研究所

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