路上的黑东西?技术上不是沥青

当你听到沥青这个词时，你可能会想象黑焦油的东西在公路和高速公路上，对吧?但这并不完全正确。

“沥青是液体在道路，“工程，研究和技术副总裁博士说，”J. Richard Willis。国家沥青路面协会他拥有沥青设计和施工博士学位。“它是一种将岩石粘合在一起的粘合剂。”沥青来自原油，而焦油来自煤炭。

沥青也可以在地下自然发现，有一些沥青湖，石油从地下上升到地表，比如拉布雷亚沥青坑在洛杉矶和间距湖特立尼达是世界上最大的天然沥青产地。

但是现在最常用的装订方法是通过石油炼制过程．沥青是一桶石油中最重的材料;它基本上是废物。

“沥青是沉降到底的沉重残留物，”威利斯说。它不能用于能量，所以它需要新的生活，作为将材料一起保持在一起的粘性东西。结合各种量和类型的岩石和其他物质，最终成为我们开车的混合物。这条路真的是沥青混合物或更好地称为“沥青路面”。

沥青的历史

所有谈论的炼油炼油都可以使沥青声像是一个相对现代的发明，但是在615 B.C.E中的第一次记录在道路上的沥青使用的使用是Babylon;据介绍，沥青和烧焦砖被用来铺平了纳博霍斯王统治的游行街道纳帕．罗马人用它来封住浴室和沟渠等建筑。1595年，当英国探险家沃尔特·罗利爵士(Sir Walter Raleigh)出现在特立尼达的沥青湖(Pitch Lake)时，他用沥青填塞他的船只。

威利斯说:“纵观历史，它已经被用于其他非道路功能。”在19世纪，用它作为道路上的粘合剂变得更加普遍。修建苏格兰收费高速公路的约翰·劳登·麦克亚当(John Loudon McAdam)在公路上添加了热沥青，以减少灰尘和维护道路。这种方法也改善了驾驶条件。

在美国，沥青混合物(沥青混凝土)最早出现在19世纪60年代，第一个“真正的沥青路面”是由比利时人埃德蒙·j·德斯梅特于1870年在纽瓦克铺设的，根据纳帕．它是仿照法国的一条天然人行道公路建造的。德斯梅特随后为华盛顿特区铺路这进一步证明了它的耐久性。

有事业心的化学家和发明家很快就提出了申请专利对于不同混合料的沥青混合料，出现了各种各样的名称。随着工业的发展，城市开始要求对工艺和材料进行保证。直到20世纪初，几乎所有的沥青都来自自然来源，但随着1901年马萨诸塞州东剑桥第一个现代沥青设施的启动和汽车的增加，对更好的道路的要求使沥青工业活跃起来。到1907年，天然沥青的生产被精炼石油沥青取代。

“人们开始要求更好的交通方式，”威利斯解释说。“人们开始使用沥青来固定岩石的道路比人们习惯的传统土路支撑的时间更长。”在砾石路上驾驶和在铺好的路上驾驶是截然不同的体验。最后,1956年联邦援助公路法案帮助改变美国的道路仍然由包装的污垢制成并创造了48876英里(78658公里)的州际公路系统在美国。

现在沥青是如何使用的

虽然沥青最常与道路联系在一起，但它有许多用途，尽管道路是它最广泛的用途。据统计，在美国270多万英里(430万公里)的柏油路面上，94%是柏油路面纳帕．

然而，有趣的是，所有这些都包括了大约95%的石头、沙子和砾石的混合物，只有5%的沥青水泥。沥青还用于停车场、机场跑道和赛道。

威利斯解释说:“沥青是一种非常灵活、用途广泛的产品。它可以用于鱼塘和水库的线，或用于体育目的，如网球场。几年前，它被选为基地的场地在明尼苏达维京人的体育场在明尼阿波利斯。

威利斯表示，自沥青生产初期以来，该行业一直在不断创新新产品，变得更加科学和严谨。

“我们已经改变了混合的设计方式，”他说。“我们现在所处的时代，你可以看到行业和国家运作方式的巨大转变。”使用先进的测试方法，沥青研究人员一直致力于提高性能。结合新材料、添加剂和技术，他们正在试图了解不同的食谱在不同的温度和气候下的表现。

一个主要的更新是创建温拌沥青（WMA）减少了植物沥青的生产温度，从而减少了生产和道路堆焊的能量使用量和节省时间。根据“美国交通部联邦公路管理局．威利斯说，WMA是2002年美国还不存在的技术，现在占据了大约40%的市场。

对沥青的批评

你可能不认为沥青是环保的;这在一定程度上可能是一种罪恶感，因为沥青天生就与主要污染源——汽车驾驶和石油生产联系在一起。有些负面评价是有根据的:因为沥青的反射率很低，它被认为是造成城市热岛(UHI)效应，Abbas Mohajerani, Jason Bakaric和Tristan Jeffrey-Bailey在2017年的一篇文章中写道。环境管理杂志任何在炎炎夏日经历过高速公路交通堵塞的人都可以证明这一点。

据沥青对UHI的贡献，环境保护署指出传统的沥青路面可以用材料进行改性或在安装后进行处理以提高反射率。几十年来，这种方法有时会在停车场和高速公路等地面上实施。EPA包括多孔沥青和橡胶沥青作为透水路面的例子。

沥青还因为不透水、熔化时产生的气体以及在铺路和盖屋顶时使工人暴露在烟雾中而得到了不好的评价。职业安全和健康管理局OSHA说，这些烟雾会导致头痛、皮疹、疲劳甚至皮肤癌。虽然OSHA的标准并没有专门针对沥青油烟，但行政当局推荐控制曝光可以通过“工程控制，行政行动和个人保护设备”来完成。

当然，沥青是由石油制成的这一事实仍然存在。但沥青也有积极的生态品质。

百分之百的回收努力

威利斯说:“很多人不知道的是，沥青工业实际上在做的所有环保的事情。”首先，沥青是100%可回收的，更重要的是，它确实可以回收。2018年，8220万吨(7450万吨)再生沥青路面(RAP)被重新投入新的混合料中。这意味着在美国每一种沥青混合料中都含有约21%的RAP。事实上，在美国，人们每年回收的所有物品(纸、塑料和铝)的重量加起来只占沥青工业每年回收的RAP重量的一小部分(约68%)。

威利斯说:“这只是我们回收利用的一种材料。”“我们是全国最活跃的回收行业。”它也是最大的轮胎橡胶回收商之一，在某些州，轮胎橡胶被用作混合物的改性剂。屋顶瓦也被回收成新的沥青混合物，该行业正在研究塑料如何成为讨论的一部分。“当人们向我们提出这些问题时，我们会努力寻找解决方案。”

道路的建设需要大量的工程和材料科学。如今，沥青路面的设计理念是“永久路面”，或者说至少可以使用40年或更长时间。常规维护包括每12到20年对表面进行“磨铣”(去掉顶部英寸左右)，并用新的覆盖层替换。据报道，顶部的一英寸可以回收，周期性的覆盖“显著提高了在这些道路上行驶的车辆的乘坐质量和油耗”沥青路面联盟．

未来的沥青

直到是时候了悬浮车在美国，柏油路可能会继续存在。该行业计划在产品和生产上不断创新。威利斯描述了最近的突破，如自动滚轮和设备，以及虚拟现实在训练中的更多使用。

他表示:“我认为技术是该行业未来的重要组成部分。”随着沥青专家在处理大数据方面做得越来越好，他们可以将大数据用于生产和布局，实时提高效率。有一天，他甚至可以看到智能路面，路面上装有纳米传感器，提供路面运行和耐久性的反馈。“我们的道路将变得更加智能化。我们有技术可以真正改善公众的骑行体验。”