道路“吞噬”垃圾,甚至开始发电?世界范围内推进的绿色道路革命

道路“吞噬”垃圾,甚至开始发电?世界范围内推进的绿色道路革命

每天不经意间使用的道路,如今正悄然迎来一个巨大的转折点。

迄今为止,道路整备通常意味着大量运输沥青和石材进行铺设,随着时间的推移,磨损的部分被刨除再重新铺设。出现裂缝和坑洞时进行修补工程。这是一种“坏了就修”的思维方式。

然而,未来的道路可能会有所不同。

利用废塑料和废旧轮胎作为道路材料,施工过程中通过GPS和传感器进行质量管理。完工后的道路通过摄像头和AI进行监控,在小损伤阶段进行修复。在某些地方,雨水可以从路面渗透到地下,道路沿线进行太阳能发电。

2026年8月8日,美国的Augusta Free Press报道了这种被称为“道路再设计”的动向。该文章介绍了再生材料、自我修复技术、AI、透水性铺装、能量回收等技术,将道路转变为更长寿命、环境负荷更小的基础设施。


15万个塑料瓶成为道路材料

特别显著的变化是将废弃物转变为道路材料的努力。

美国TechniSoil Industrial开发的名为“Neo”的铺装技术利用再生塑料对现有铺装进行再生。根据该公司和美国土木工程学会提供的数据,1车道英里铺装可利用约15万个塑料瓶,与传统工法相比,温室气体排放量最多可减少90%。

然而,这个90%的数字是基于Neo特定施工方法的企业和相关团体公布的数据,并不意味着“使用再生塑料铺路就能始终减少90%的CO2”。

关键在于,比起塑料本身,更重要的是在现场再利用现有道路。如果能减少将旧铺装大量运出以及将新骨料和铺装材料大量运入的过程,不仅可以节省资源,还能减少运输带来的能源消耗。

道路遍布全球,一次工程需要非常大量的材料。

如果能用废弃物替代这种巨大的“材料需求”的一部分,道路不仅是交通基础设施,还可能成为大规模的资源循环系统。


将废旧轮胎变为“安静且耐用的道路”

不仅仅是塑料。

汽车社会大量产生的废旧轮胎也受到关注,作为道路材料。

在美国乔治亚州的州际高速公路85号线上,有一段约18英里的试验路段,称为“The Ray”。这里作为未来交通技术的“活实验室”,实际道路环境中测试,采用了将废旧轮胎粉碎成橡胶并用于沥青的橡胶改性沥青。

The Ray指出,橡胶改性沥青可以在循环利用废旧轮胎的同时,提供更高耐久性和更低噪音的铺装。

这一机制中有一个有趣的循环。

通过回收因汽车行驶而磨损的轮胎,再将其作为汽车行驶的道路材料使用。

曾经被处理掉的废旧轮胎,如今变为支撑道路基础设施的资源。

谈到道路的环境对策,人们容易关注电动汽车或燃油效率的改善。然而,改变汽车行驶的“道路本身”也是考虑整个交通系统环境负荷的重要因素。


道路材料不再仅限于“全新”

在德克萨斯州,也在尝试大量使用再生材料的铺装。

CRH旗下的Texas Materials推出的Super Sand Mix项目中,将通常使用的新粘合剂的42%以上替换为再生和再利用成分。官方信息显示,结合了再生沥青铺装材料、废旧轮胎来源的橡胶、废砂等多种材料。

由此可见,道路的回收不再是“混合一种垃圾”的简单想法。

再利用旧道路本身。

使用废旧轮胎。

利用其他产业的副产品。

根据需要组合新的材料。

将过去分别处理的废弃物设计成满足一定性能标准的材料,再用于道路。如果这项技术成熟,道路建设可能从大量消费型产业向循环型产业靠近。


改变“坏了再修”的常识的自我修复沥青

减少道路维护费用的关键在于,在大规模损坏之前进行处理。

因此,正在研究的是“自我修复沥青”。

沥青本身具有一定的自我修复性,但正在进行研究以人为提高这种能力。

例如,有一种方法是将再生剂或生物来源油等封入微小胶囊中,混入铺装内部。当裂缝破坏胶囊时,内部成分扩散到裂缝周围,旨在恢复劣化的沥青性质。

另一项研究中,向沥青中加入导电金属纤维,通过电磁感应加热铺装。通过加热暂时提高沥青的流动性,促进小裂缝的闭合。

关于自我修复沥青的研究综述指出,这些技术可能延长道路寿命,提高维护管理的可持续性。另一方面,施工条件、温度、材料配比、实际环境中的长期性能等,仍需验证以实现实用化。

关键在于道路修补的时机。

小裂缝可以用少量材料和短时间施工解决。

然而,如果放任不管,水从裂缝进入,路基受损,形成大洞,工程规模会迅速扩大。

即使自我修复技术不能完全使道路“无修补”,但如果能延长到重大损伤的时间,可能会带来巨大的经济效益。


将雨水“引流”而非“从道路渗透到地下”

在应对气候变化带来的暴雨中,道路的水管理也在发生变化。

通常的铺装几乎不透水。因此在城市地区降下大雨时,水会在短时间内流入排水沟、下水道和河流。

因此,透水性铺装被利用。

多孔沥青和透水性混凝土在铺装内部设有连续的空隙,将雨水和融雪水从表面传导到下层。

美国环保署表示,透水性铺装不仅能抑制雨水的表面流出,还可能在一定条件下有助于过滤水中的污染物。

传统城市中,“尽快排水”是基本原则。

透水性铺装将这一思维转变为“在降雨地点部分接纳”。

如果道路和停车场作为巨大的排水设施的一部分发挥作用,可能会在集中暴雨时分散排水设施的负荷。

当然,由于交通量、土壤、冻结、堵塞、维护等因素,适用性不同,因此并不是所有地方都能使用相同的方法。

即便如此,将道路设计为“支持水循环的面”而非“阻挡雨水的面”的理念,将在未来的城市建设中变得重要。


带有GPS的压路机记录施工质量

即使材料革新,如果施工不均匀,道路也不会持久。

因此,出现了一种称为“智能压实”的施工技术。

在压路机上安装GPS和测量装置、温度传感器等,实时掌握压路机经过的位置和次数、施工面的温度变化以及压实状态的变化。

美国联邦公路管理局将智能压实定位为改善铺装工程质量管理的技术,介绍了通过GPS记录压路机位置和可视化施工状况等。

道路的质量管理从“完工后部分检查”方式转变为“施工中记录”的方式,更容易在施工中发现薄弱部分。

未来道路的重要性不仅在于完工后安装传感器。

“如何建造的道路”这一施工历史本身成为数据。


AI寻找的不是“有洞的道路”,而是“洞出现之前”

AI可能会极大地改变道路管理。

目前,已经在开发从摄像头影像中识别道路表面裂缝和损伤的图像解析技术。

未来,可能会进一步扩大通过AI分析道路管理车辆和普通车辆上安装的摄像头、固定摄像头、各种传感器收集的信息,持续掌握道路状态的机制。

关键不仅在于发现“哪里有洞”。

如果将裂缝的位置和大小按时间顺序积累,并与交通量、降雨、气温、铺装材料、施工时间等数据结合,可以发展为预测“哪里容易下次损坏”的预防性维护。

道路管理正从“事后维护”转向“预防性维护”,即在损坏之前采取措施。

这可能是比AI自动化更重要的变化,考虑到道路维护费用。


将道路旁变为巨大的太阳能发电空间

道路占据了非常大的面积。

高速公路不仅有车辆行驶的部分,还有边坡、中央隔离带、互通周边等广阔的道路用地。

在这些土地上安装太阳能发电设备,作为交通基础设施本身的能源来源的努力也在推进。

道路照明、电子显示板、传感器、通信设备、未来的电动汽车相关设备等,道路侧的电力需求可能会增加。

如果能在道路空间生产部分电力,道路将不再仅仅是消耗能源的设施。

此外,研究阶段还在考虑从汽车通过时的振动和压力中提取电力的压电发电等。

然而,对于这些路面能量回收技术,获得的电量、设备成本、维护费用等的经济性至关重要。需要将已广泛使用的太阳能发电与研究和验证色彩浓厚的技术分开考虑。


在SNS上,“伟大的想法”和“新的环境问题吗?”的冲突

将再生塑料用于道路的想法在SNS上反复成为话题。

 

查看Reddit等的帖子,可以大致分为两种反应。

在肯定的一方,

“如果能将本应填埋的塑料长期用于道路,那是合理的”

“如果道路真的能持久,减少修补工程可以节省税金”

“如果坑洞减少,那就欢迎”

这样的意见可以看到。

这是对通过一项技术解决大量塑料废弃物和道路老化这两个问题的期待。

另一方面,显著的否定和谨慎反应是对微塑料的担忧。

“路面因轮胎和车辆磨损时,塑料颗粒是否会流入环境中”

“普通沥青容易再利用,但混入塑料后是否会使下次回收变得困难”

“不仅是环保宣传,还应评估道路拆除时的情况”

这样的指摘出现。

这些担忧不应仅仅被视为“新技术恐惧症”。

实际上,关于再生塑料道路,早已有人指出应验证磨损时的微细颗粒和整个生命周期的环境影响。企业方面解释说,通过提高耐久性可以减少磨损和修补,但对于长期大规模使用的影响,需要持续评估。

需要注意的是,这些SNS帖子并不是民意调查,不代表整个社会的意见。

然而,仅凭“可以再利用废弃物”这一显而易见的优点无法获得市民的认可,需要解释后续的磨损、拆除和再利用。


“环保道路”不仅仅由制造时决定

在这里,重要的是生命周期的概念。

例如,即使新铺装材料的价格比传统产品高20%,如果道路寿命延长,修补工程减少一半,长期来看可能更便宜。

相反,即使建设时的CO2排放较少,但如果几年内损坏需要多次重新施工,结果可能增加环境负荷。

应评估的是,