彩色沥青路面的应用与发展前景

彩色沥青路面的应用与发展前景陈丙秋摘要彩色沥青路面主要是指添加颜料的沥青混凝土路面、使用彩色石料的沥青路面、使用石油树脂（脱色沥青）添加颜料的沥青路面以及在使用改性沥青的透水性路面表面喷涂彩色树脂涂料等。它在促进道路交通安全和美化街路空间环境领域发挥着重要作用。在城市交通与环境协调发展的21世纪，作为一种城市道路面层景观铺装材料具有很好的发展前景。关键词彩色沥青路面作用前景随着可持续发展和人本主义理论在城市建设中的应用，景观艺术已经成为城市建设与发展的重要因素，传统的城市街路设计与铺装技术已经不能满足现代城市建设的要求。许多专家对目前状况提出了尖锐的批评，指责目前城市的“地面”普遍缺乏“人性”和“个性”。人们对路面建设产生了深刻的反思：路面要不要是美的？显然，让人们永远活动在色彩千篇一律、表面质感别无二致的黑色沥青路面和灰白色水泥混凝土路面上，单调乏味甚至沉闷压抑的心理感受和视觉感受决不能给人们提供一个良好的景观环境，人们也绝无可能获得一个高质量的生活空间。于是，人们开始运用种类繁多的铺装材料和各种各样的施工工艺让路面美起来，彩色沥青路面就是其中的一种。1彩色沥青路面的种类通常所说的彩色沥青路面主要是指添加颜料的沥青混凝土路面、使用彩色石料的沥青路面和使用石油树脂（脱色沥青）添加颜料的沥青路面等。近年来，随着改性沥青的广泛应用，在使用改性沥青的透水性路面表面喷涂彩色树脂涂料的工艺发展很快，形成了一种新的彩色路面结构。1.1沥青结合料着色将无机金属盐类颜料代替同样体积的矿粉填入沥青或沥青混合料中，可以得到少量几种着色沥青路面材料。例如将占集料总重5%～7%的氧化铁（俗称红土子）加入沥青混合料中可以得到红色的沥青路面材料；加入5%～10%的氧化铬可以得到墨绿色沥青路面材料。采用这样的着色方法得到的沥青面层材料色调低、明度暗，通常需要利用缘石或栽植的映衬加以烘托才能得到较好的色彩效果。当沥青混合料中石料用量多、交通磨耗损失较大时不宜采用。1.2使用彩色集料着色在传统的热碾式路面工艺中，铺筑好沥青砂胶层之后，以彩色石料按照每平方米5kg以上的用量代替部分普通石料，在沥青砂胶层仍保持足够温度时散布碾压，使石料部分嵌入沥青砂胶层内，即可以形成彩色路面。彩色石料的用量决定了这种路面的彩度，近年来国外多用彩色的人工烧制陶粒来代替天然石料，使其色彩更为鲜明。1.3彩色沥青结合料彩色沥青结合料是一种与道路石油沥青路用性能十分接近的人工合成树脂，多为乳灰色或乳黄色。为了生产方便供货商可按要求供应掺配好颜料的彩色胶结料，将其与砂石材料按照级配要求混拌，即可得到色彩绚烂的彩色沥青路面。加热质量损失和长期使用后是否老化泛黄是判断彩色沥青结合料使用品质的主要指标。1.4无色沥青结合料将几近透明的人工合成树脂称为无色沥青结合料。无色沥青可由设计者按照设计要求自行加入颜料或者染料使其着色，更多的情形是将其直接与天然砂砾拌和，得到具有类似砂石路般的自然色调、同时又有沥青路面使用功能的景观铺装材料。1.5表面涂敷着色材料表面涂敷着色材料可以分为喷涂着色和涂敷着色两种工艺。喷涂着色是在沥青混合料表面喷涂彩色乳胶漆形成的景观铺装，表面质感和使用功能接近普通沥青混合料。为了防止沥青上汲，基体沥青混合料一般使用热稳定性良好的改性沥青，喷涂时如果使用预先制作的模板，则可以令设计者像画家一样以铺装为画板自由地加以表现。涂敷着色铺装使用具有成层能力（如彩色聚氨酯）的涂料或乳剂，为了增加与沥青基层的连接，通常要求设置联结层和腻平层。使用目的不同时对于涂层材料的性能要求也不尽相同。例如，以人类活动和运动为主要目的的铺装需要使用弹性或柔性的涂层材料，要求表面抗滑的铺装甚至可以在涂层之上粘附一些小粒径彩色石料，此时涂层不仅要具有足够的强度，还要有足够的粘附力。涂层材料也可以使用模框施工。2彩色沥青路面的应用彩色沥青路面使用的材料、级配、结构和工艺都与普通沥青路面大致相同，其技术性能能够满足各种荷载与气候条件的要求。作为一种道路面层使用，与普通路面相比，因色彩变化可在促进道路交通安全和美化街路空间环境领域发挥重要作用。2.1划分不同性质的交通区间城市道路的可辨识性会对人们的行为产生重要影响，可辨识性是城市道路交通安全的重要内容。彩色沥青路面可以通过色彩变化划分不同性质的交通区间，这对交通安全是非常有利的。国外昀近提出以公共交通代替小汽车个体交通，以缓解道路交通紧张拥挤，减少能源的浪费。为了提高公共交通的运行销路，日本提出在第十一个道路建设计划中大力发展远距离公共汽车交通，并规划在高速公路和主要干道线路上以彩色铺装区分公共交通车线路和一般车辆行驶线。这些彩色的公交专用道显示了优先者的便利，避免了其它车辆的干扰，让公共汽车好似行驶在“高速公路”上，准点快速。彩色沥青路面已经成为促进公共交通发展的重要手段，相信随着我国“公交优先”政策力度的不断加强，这一简单有效的措施也必将得到广泛应用，这对推动我国城市公共交通的快速发展具有十分重要的作用。2.2警示道路交通标志和交通信号对驾驶人员和行人都是极为重要的。其作用实质上是希望能让驾驶人员或行人很快地发现，正确地辨认之后进行准确驾驶，从而达到交通安全目的。因此，交通标志的设计必须鲜明突出，要有足够的注目性和良好的视认性，对此各国专家学者都做出了许多努力。近年来，为了适应现代交通快速行驶的特点，弥补现有交通标志在快速行使状态中的功能缺陷，根据驾驶人员的视觉特性，尤其是行驶过程中对路面的注视性和对色彩的敏感性，日、美、欧洲等一些国家纷纷将注意力转移到路面标示的研究中。在道路急弯陡坡处、分流合流处、十字路口、隧道入口、行人过街斑马线、儿童上学道路、桥面、加油站、收费站、甚至车辙较深处等特殊路段或场所采用彩色路面或亮色路面铺装，用来形成与普通沥青路面的对比路段，提示警告特殊的交通条件，使驾驶人员减速慢行，有效地避免交通事故发生。这种路面标示不会受到路旁建筑物、电线杆、树木、广告牌的影响，且与直接涂在路面上的标示相比，耐久性强，安全效果不会受到时间的影响，可以充分发挥高速交通的机能，保证车辆和行人交通安全，适应城市高速道路发展的要求。2.3缓解疲劳从交通心理学的角度来看，过长的直线公路，不但容易使驾驶人员造成思想麻痹和错觉，而且也会产生视景与操作的单调、乏味感，使驾驶疲劳提前到来，这就容易导致发生交通事故。因此，近年来人们十分重视道路的线型设计，把地形、环境和道路线型融为一体，从而改善驾驶条件，提高驾驶效能。然而，尽管良好的线型设计从一定程度上改善了道路沿线的景观，但驾驶人员在行驶过程中注视昀多的还是路面本身，乏味单调的黑色或灰白色路面对人的神经系统有镇静作用，会减弱驾驶人员的注意力。尤其是沙漠、戈壁地区的公路，线型设计也无法改变沿线景观的单调性，驾驶人员在这样的公路上行驶，更加容易疲劳困倦、判断迟钝，导致交通事故发生。这时，如果在路面上做文章，利用铺装适当改变路面色彩则可以有效吸引驾驶人员的注意力，缓解疲劳，使其保持头脑清醒，减少交通事故发生。合理设计路面色彩的变化，则直线段长些也不会影响安全效果，还会缩短到达目的地的距离，降低工程造价，减少运行时间。2.4提高亮度由于人的视力与亮度有关，亮度加大可以增强视力，亮度下降视力就明显衰退，因此夜间交通事故的发生率要远高于白天。而使用反光率较高的亮色骨料与无色沥青结合料形成的亮色沥青铺装可以有效增加路面亮度，提高夜间行车的安全性。在日本，已有采用玻璃珠作为填充材料的沥青路面，可以提供良好的光反射效果。此外，由于人眼对光的亮度变化的适应性，当眼睛从亮度大的部位转移到亮度小的部位时，不能立刻看清物体，一般要经过4~6分钟的适应后，才能看清物体，这就导致汽车驶入隧道时发生交通事故率升高。如当汽车进入高速公路的隧道时，隧道内虽有100勒左右的照明，但在白天，进入隧道前的照度（天然光照度）几乎达到几万勒。由于明暗差别过大，驾驶人员的眼睛不能适应，这时，即使产生1秒钟的视觉影响（如若车速为60公里／小时，则1秒钟的视觉影响，相当于汽车行驶了16.7米的距离），也可能发生交通事故，故应采取相应的安全措施。而利用亮色铺装有效提高隧道内路面的亮度，则不失为一种节约照明能源、提高行车安全性的好办法。2.5美化街路空间环境长久以来，街路路面的发展仅仅是为了更好地满足车辆和行人的通行，毫无美学色彩可言。黑色的沥青铺装和灰白色的水泥混凝土铺装占据着几乎所有的城市街路，这黑与白的条块使得作为城市空间重要组成部分的平面单调乏味，毫无生气。其实，从人的视觉特点和频率来考虑，驾驶人员在行车中总是习惯于把注意力集中于路面，时时注视在路面上；而步行者在街路上行走时，为了看清行走路线，视轴线往往向下偏10ｏ左右，实际上只看见建筑物的底层、路面以及街路空间本身正在发生的事情。因此，城市底界面在街路空间中占有重要地位，是人们心理、生理和视觉上接触频率昀高的界面，其环境质量的高低对城市街路环境景观的影响举足轻重。彩色沥青路面可以有效美化街路空间环境，其强烈的视觉效果可以让人们产生独特的激情感受，给人们留下深刻印象，满足人们对美感的深层次心理需求，它可以营造温馨宜人的气氛，使街路空间更具人情味与情趣，吸引人们驻足，进行各种公共活动，使街路空间成为人们喜爱的城市高质量生活空间。例如，使用彩色骨料的热碾式沥青混合料铺装车行道，在车辆行驶的动态视觉条件下可以得到明晰的色彩感受，尤其是墨绿色骨料的彩色路面不仅增加稳定感，使驾驶人员心理沉着稳定，而且在炎热的夏季显得格外凉爽，无论对于驾驶人员还是对于步行者，都会产生舒适愉悦的感觉。而在公园、风景区等突出自然色调的道路铺装中，采用无色沥青直接与淡黄色的砂石混合而成的自然彩色路面，不仅与园林气氛极为融洽，还容易使人联想到古朴自然的砂石小径，给人以亲切自然的感觉。当驾驶人员在环境优美的道路上行驶时，道路线形在视觉上的和谐性与连续性，路线与沿线的地形、地质、古迹、名胜、建筑物、绿地、水面间的协调，中央分隔带的绿化，交通标志、照明设施的完善，加之独具魅力的彩色路面，会给驾驶人员带来非常愉悦的心情，减少疲劳，也就会减少交通事故的发生。因此，当新开辟一条宽阔而环境优美的道路时，附近的交通量就会立刻被吸引过来，甚至一些驾驶人员为了领略美好风光，不惜绕道行驶，可见，驾驶人员对环境优美的道路是多么的情有独钟。彩色沥青路面不仅在汽车行驶状态下缓解人的视觉疲劳，给驾驶人员和乘客以良好的动态视觉连续感受，而且还会给步行状态下的行人创造良好的视觉连续感受。调查表明，对大多数人而言，令人心情愉快的步行距离通常为400~500米，这是生理因素和心理因素对人行为的约束。但是步行距离的长短绝不仅仅取决于体力，人们乐意步行多远往往受主观因素的影响很大，也就是说，感觉距离更重要。如果人行道或步行专用道铺装采用柔和亲切的彩色沥青路面则可使步行者避免灰色水泥砌块单调、索然无味的非人性感受，并从中得到轻松与愉悦。如果利用表面涂敷技术形成反映当地民风民俗、历史文化的地饰图案，还将使得步行者如同倘佯于户外画廊之中，获得美的享受，使步行活动变成一次愉快的旅游。3彩色沥青路面的发展前景国外发达国家近百年来城市交通发展历程一般可以分为三个阶段。第一阶段，作为发展初期，为了防止雨季道路泥泞，保证车辆正常行驶，需要提供具有足够强度、平整度好的晴雨通车路面。当时的技术需求主要表现为尽快提高道路铺装技术水平方面。第二阶段的特点是随着汽车交通的飞速增长，道路拥挤，事故增加。为了解决这一难题，各国在道路网规划设计、线形的平、纵、横几何设计以及提高道路通行能力方面进行了不懈的努力，并较好地解决了这一难题。在被称为第二次交通大战的今天，由于机动车辆已经超饱和，给社会、环境带来了灾难性的影响。提高道路在城市景观中的美学功能，保护环境，成为世界道路发展第三阶段的主要特点。在一些发达国家，彩色沥青路面随处可见，它的交通功能和环境艺术功能被发挥得淋漓尽致。而在我国，尽管目前城市道路建设平均水平尚处于交通发展历程的第二阶段，解决道路网规划设计、提高城市道路通行能力，减少交通事故仍是城市