Mit：较硬的道路可以提高卡车的燃油效率并减少温室气体排放

研究发现，简单地改变路面重铺做法可以改善重型车辆的汽油行驶里程并减少温室气体排放。

每次听到大声的隆隆声，当一辆大卡车驶过时，都会感觉到房屋在晃动，部分原因是重型车辆的重量会导致其下方的路面略微偏斜。这足以使卡车的整体燃油效率有所不同。

现在，麻省理工学院研究人员的一项理论研究表明，巷道铺路实践的微小变化可以减少效率损失，从而有可能以零成本或零成本消除交通运输部门温室气体排放总量的一半。

麻省理工学院博士后Hessam Azarijafari，研究科学家Jeremy Gregory和材料研究实验室的首席研究科学家Randolph Kirchain在《运输研究记录》杂志的一篇论文中详细介绍了这些发现。这项研究检查了有关气候条件，道路长度，材料特性和道路使用情况的州际数据，并对路面重铺实践的不同场景进行了建模。

地图显示了交通运输部门逐年减少温室气体排放总量的潜力，这可以通过强调使用更坚硬的路面的政策来实现。在该国南部地区看到了最大的潜在收益。

他们发现，提高里程效率的关键之一就是使人行道变得更硬。这减少了偏转量，减少了道路上的磨损，但也减少了车辆不断从道路自身凹陷中爬出的轻微上坡运动。

“当我们作为个体，在人行道上行走时，它们看起来像是完全僵硬的东西。他没有回应我们。”他说。“但是对于卡车，情况并非如此。该表面存在足够的挠度，因此会消耗一些能量来克服您在行驶时所产生的小底锅。”他将其比喻为在坚硬的地面上行走与在沙子上行走之间的差异，这需要付出更多的努力，因为您会沉入每一步。

展望未来，Kirchain表示，尽管预测显示未来几十年乘用车的行车量将略有下降，但货运卡车的行车量却有所增加，这种情况下，路面偏斜可能是整体效率的一个因素。

研究人员说，有几种方法可以使道路变硬。一种方法是在铺设沥青时将非常少量的合成纤维或碳纳米管添加到混合物中。他们说，只有十分之一的廉价材料可以大大提高其刚度。增加刚度的另一种方法是简单地调整混合物中使用的不同尺寸骨料的等级，以允许具有更多岩石和更少粘合剂的更密实的整体混合物。

“如果可以在沥青或混凝土混合物中使用高质量的本地材料”，“我们可以使用它们来提高刚度，或者我们可以仅调整用于这些人行道的集料的等级，” Azarijafari说。添加不同的纤维“与混合物的总成本相比非常便宜，但可以显着改变混合物的刚度。”

另一种方法是从沥青路面转换为混凝土，这具有较高的初始成本，但更耐用，从而导致相等或更低的总生命周期成本。美国北部各州的许多路面已经使用混凝土，但南部的沥青更为普遍。在这里，差异更大，因为沥青在炎热的天气中尤其容易变形，而混凝土表面则相对不受热的影响。研究表明，仅由于得克萨斯州的沥青路面庞大且温度高，仅在德克萨斯州进行路面升级就可能产生重大影响。

麻省理工学院混凝土可持续发展中心的联合主任Kirchain表示，在进行这项研究时，研究小组正在“试图了解与改变混凝土使用方式相关的一些系统性环境和经济影响。特别是在人行道系统中。”

他说，即使人行道偏转的影响似乎很小，“当您考虑到人行道将要存在的事实，几十年来每天都有成千上万的汽车驶过人行道时，这种影响很小这些车辆中的每一辆在过去几年中的排放量都非常可观。”为了本研究的目的，他们研究了未来50年的总排放量，并考虑了将路面面积从2％改善到每年10％所能实现的减少量。

他们计算出，以10％的改善率计算，在50年内将总共避免440兆吨二氧化碳当量的排放，约占该时期与运输有关的总排放量的0.5％。

该提案可能会面临一些挑战，因为改变沥青中的材料混合比例可能会影响其在现场的可加工性，也许需要对所使用的设备进行调整。Kirchain说：“现场处理的这种变化也将为此付出一定的代价。”

但是总的来说，在许多情况下，实施此类更改可能就像更改州或地方公路主管部门要求的规范一样简单。Kirchain说：“这些影响可以被视为试图管理的绩效的一部分。”“从该州的角度来看，这将是一个选择，无论是燃料使用还是气候影响都将包括在管理中，而不仅仅是系统的表面性能。”

参考：Hessam AzariJafari，Jeremy Gregory和Randolph Kirchain撰写的“偏转引起的燃料消耗对美国温室气体排放的潜在贡献”，运输研究记录。DOI：
10.1177％2F0361198120926169

波特兰水泥协会和预拌混凝土研究与教育基金会通过混凝土可持续发展中心为这项研究提供了支持。