每年,汽车都在变得越来越先进。它们可以适应交通速度,通过刹车产生动力,甚至可以自动泊车。但道路基本上还是你祖父母辈开车时使用的那些材料,尽管如今我们每年平均要开13000英里。自从1800年代我们开始用沥青取代泥土和石头以来,驾驶路面就没有经历过重大的变革。但现在,发明家、设计师和工程师们正试图让道路更有用、更显眼、成本更低。
能源成本是一个主要因素。在美国和欧洲,财政拮据的社区急于削减开支,最近开始关闭路灯,尽管研究表明照明可以减少事故。佛罗里达州的杰克逊维尔;加利福尼亚州的圣罗莎;以及密歇根州的高地公园,都为了省钱而关闭了路灯。像这样的社区需要新的方法来维持照明。压电材料可以利用过往汽车产生的振动和压力,将这些能量转化为可用电力。2008年,日本的一家火车站的地面使用了压电材料,利用脚步产生的振动发电,足以驱动节日灯饰。2009年,一家以色列公司在一段10米长的路面上测试了这些材料,并报告称产生了平均2000瓦的电量,理论上足以点亮30个60瓦的灯泡。现在,加州能源委员会正在研究在州道路上使用压电材料是否经济可行。
Daan Roosegaarde,国际设计实验室 Studio Roosegaarde 的创始人,该实验室总部位于荷兰,他提出了另一个节能的设想:发光的道路。在他的设计师和欧洲最大的道路建造商之一 Heijmans 的工程师的帮助下,他开发了一种高度光致发光涂料,用于标示车道线,这种涂料在阳光下(即使是阴天)也能充电,夜间可持续发光长达10小时,发出亮绿色。今年,Roosegaarde 计划建造一条300米长的原型道路,展示这种夜光涂料以及他们开发的另一种涂料——当温度下降到32°F(0°C)以下时,它会从透明变为蓝色,以提醒驾驶员注意结冰路面。其他尚未经过测试的想法则更进一步:车辆靠近时才亮起的灯,以及由过往车辆产生的上行气流驱动的路边风力涡轮机。
爱达荷州的电气工程师 Scott Brusaw 正在联邦公路管理局的拨款支持下,建造一个可以自行照明的太阳能停车场原型。一些人正在建造带磁铁的道路,可以通过感应为电动汽车充电。该停车场将由足够坚固的面板组成,上面装有太阳能电池板和LED灯,可以根据需要重新配置车道线,或通过闪烁信息(例如减速注意危险)与驾驶员沟通。根据他的计算,Brusaw 表示,一个三英尺见方的面板十年或二十年内就可以通过额外的太阳能或展示广告来收回成本。
一些道路创新甚至可能决定我们未来驾驶的汽车类型。为了缓解目前电动汽车的“里程焦虑”,一些人正在建造带磁铁的道路,可以通过感应为电动汽车充电。韩国科学技术院是该领域的领导者。2010年,研究人员在首尔的一个游乐园里运行了一辆感应充电巴士,另一辆目前则作为校园班车。该研究所计划今年在公共道路上投入两辆类似的巴士。
经济压力可能使许多这些创新成为可能,但对新技术最重要的需求则最为直接:驾驶路面本身必须降低成本。不断上涨的油价使得沥青价格更加昂贵,这就是为什么在2007年至2010年间,美国有27个州提高了道路中使用回收沥青的比例。有时,最富未来感的想法恰恰涉及对过去的再利用。
另外:画廊:智能公路
本文最初刊登于《大众科学》2013 年 5 月刊。在此处查看本期杂志的其他内容。