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摘要：明色化铺装材料是通过掺加反射率高的材料以增加沥青路面的反射系数，从而保证与原路面在相同亮度下可减少灯具的使用，达到节能减排、增加隧道行车安全性能及舒适性能的效果，研究表明，嵌入式明色化铺装材料通过增加保护层有着良好的应用前景。
关键词：明色化铺装材料；节能效果；应用前景
引言
鉴于沥青混凝土路面行车舒适、易于维护、噪音低等特点，国内高速基本采用沥青路面。沥青混凝土路面路表漆黑，对光源反射率低，同等可见度条件下，需要使用更多的照明，无疑造成了巨大的能源消耗，这显然与个国家提倡的节能减排措施是十分矛盾的。因此，选择高反射率、且照明效果、路用性能良好的路面铺装材料很有必要。
1 明色化铺装材料的概念及分类
明色化铺装技术是指在不改变行车舒适性的前提下，通过一定的途径掺加明色材料，达到提高沥青混凝土路面光反射率，净化路表面明亮程度的一种技术。相较于水泥混凝土路面，该技术不仅能保留原有沥青混凝土的路用性能优势，而且还能达到增加路面亮度、降低光源输出，保障中间视觉下的行车安全，尤其是对于隧道建设来说，不仅能够改善行车的视觉效应，而且还能达到降低光源的输出，达到节能的效果，更有较高的应用价值。
（1）混合式明色化铺装材料：通过掺加一定量的明色集料，替换原沥青混合料的一部分集料，与粗集料、细集料、矿粉、沥青胶结料一起混合碾压成型。
（2）嵌入式明色化铺装材料：指将明色材料撒铺在已摊铺的传统热拌沥青混合料表面上，与其一起压实成型，使明色材料部分嵌入混合料中的铺装工艺。
（3）明色化功能层铺装：通过掺加明色化稀浆混合料，将明色化功能层罩面铺设在沥青混合料表层，使原本黑色的沥青混凝土路面明色化。
2 明色化铺装材料的使用性能分析2.1 路用性能分析
国外对于明色化铺装材料的研究较早，早在20世纪60年代，美国就将钢化碎玻璃参加在沥青混合料里面，利用钢化玻璃高镜面反射的性能使道路表面明色化，将这种掺加了钢化碎玻璃的路面称之为“glassphalt”。与此同时，世界许多发达国家也进行了大量的明色化铺装研究，如使用白色碎石与脱色沥青，路面表面嵌入铝粉，浇筑式沥青混凝土嵌入煅烧白色燧石等方式对隧道路面进行明色化处理。美国、日本针对于废钢化玻璃用于沥青混凝土路面的最大粒径、掺入比例研究，从而获得最佳的路用性能，研究认为废玻璃用于沥青混凝土路面的最大粒径为4.75mm、掺入比例为10%~15%时能获得最佳路用性能。上世纪80~90年代至今，国内专家学者借鉴于国外先进技术，也针对隧道路面明色化进行大量研究。笔者通过对比相关研究分析三种明色化铺装材料的使用性能如下：
混合式沥青混合料由于不改变原有沥青混合料的配合比设计，其路用性能的影响多在于明色集料的性能。玻璃类的高镜面反射类材料由于具有光滑镜面，与沥青粘结料的粘附性极差，需要掺加额外的添加剂，促进集料与粘结料的粘附性能。其中掺加钢化碎玻璃的明色化铺装材料明色效果最好，但国内对于钢化碎玻璃的采取目前较为不易，其他掺加浅色石料的铺装材料也需要等到开放交通后，高速行车磨耗表层沥青后，才能显现；嵌入式明色化铺装材料由于浅色石料直接铺撒在沥青混合料表层，浅色材料集中，明色效果良好。
但由于嵌入式本身固有的特点，需要将明色材料在160~170℃的高温下及时压入沥青混合料中，所以施工温度难以控制，以至于多数情况下，浅色石料与沥青粘附性不良，极易在后期行车过程中被行车带出，造成飞散脱落，影响行车舒适性及明色效果；明色化功能层由于通过功能层罩面加铺在沥青混凝土路面表层，不影响其原有路面的路用性能，但由于其石料之间形成嵌挤状较少，尽管采用高粘强度的粘结料，也无法保证其在使用过程中的耐磨耗性能，随着行车的耦合作用，其磨损程度远远大于另外两种铺装材料。
充当明色材料的浅色石料必须采用坚硬、耐磨、不含泥土杂质且明色效果良好。综合比较三种铺装方案，推荐使用嵌入式明色化铺装材料作为常用的路面明色铺装，另外在使用过程中推荐采取一定的保护层，防止浅色石料极易脱落的现象。
2.2 照明性能分析
通过现有的大量研究，明色材料的不断提高，铺装材料的明色效果愈佳，统计了相关研究后，选取可靠的数据，在保证良好路用性能的前提下，掺加钢化碎玻璃的混合式明色化铺装材料可以将反射系数提升至0.144~0.151，嵌入式明色化铺装材料的反射系数可以达到0.234~0.269，通过使用改性的明色沥青制作的明色化功能层铺装材料的反射系数可达0.347~0.430。而原有黑色沥青混合料的反射系数0.11~0.21，水泥混凝土路面的反射系数为0.24~0.31。相较于原有的黑色沥青混凝土路面，掺加玻璃微珠的混合式明色化铺装材料的反射系数可提升33%，嵌入式明色化铺装材料的反射系数可提升109%，而通过改性的明色沥青制作的功能层反射系数可达213%。
通过明色化铺装技术可以大幅提升路面材料的反射系数，明色化铺装技术的应用应是在保证基本的路用性能前提下采用的，而且要保证材料有较好的耐久性能。嵌入式明色化铺装材料的反射系数与水泥路面相当，建议推荐使用其作为明色化铺装材料进行应用。
3 明色化铺装材料的应用前景
《公路隧道照明设计细则》采用平均照度换算系数作为路面材料的照明计算，推荐黑色沥青路面的照度换算系数为15，水泥混凝土路面采用10。通过计算混合式明色化铺装材料的平均换算系数为20.6，嵌入式为10.6，明色化功能层为7.56。
《细则》将照度作为设计指标对隧道进行照明设计，试验中的沥青路面照度换算系数可达20.6甚至超过了15，说明《细则》在照明设计中存在许多不合理，通过其他数据也可看出，明色化铺装材料可以在相同灯具使用情况下很好地提高隧道内可见度，嵌入式明色化铺装层的平均照度换算系数增量可达到29.3%。由此可在照明设计中，通过设计增大照明灯具间距，减少照明灯具的使用情况，达到节能节能减排的效果。同时可见度的提高，可以提高驾驶员行驶过程中判别障碍物的能力，从而保证良好的行车安全性与舒适性。因此明色化铺装应用技术具有很好的经济效益及行车安全性。
4 总结
随着我国公路里程的不断发展，隧道群落逐年讯增，明色化铺装材料可以很好地使用在公路照明中，尤其是长隧道群落。目前国内隧道的照明设计方法陈旧，隧道照明过量或者不足不仅危害了行车安全，也极大地增加了能源的消耗。相较于三种铺装方式，嵌入式明色化铺装材料有着施工方便、路用性能良好，明色效果优良、造价适中的特点，有着很好的应用前景。在使用过程中，建议使用保护层进行保护。
随着隧道照明计算方法的不断深入研究，明色化铺装材料的照明效果应该结合内壁的二次反射效果进行计算从而达到更加精确的照明设计，提高社会效益。
参考文献：
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