本文为发表于《北京工业大学学报》2025年第6卷的一篇综合性学术综述文章，题为“沥青路面降温技术研究进展与展望”，由长沙理工大学交通运输工程学院的金娇、皮培屹、刘培、高玉超、张扮，以及德国亚琛工业大学道路工程研究所的Liu Pengfei等作者共同撰写。该论文系统梳理并深入探讨了为缓解沥青路面高温引发的车辙病害及城市热岛效应而发展的各类主动降温技术，旨在为相关领域的研究者与工程技术人员提供一个全面、前沿的技术概览与未来发展方向指引。
本文的核心论点在于，相较于洒水、植被遮阴等被动降温技术，主动降温技术因其智能性、自发性和更高效的特点，是解决沥青路面高温问题的关键发展方向。文章将主动降温技术系统归纳为六大类，并对每一类技术的原理、材料、应用方式、实际降温效果、路用性能影响及最新改进思路进行了详尽阐述与对比分析。
一、热反射路面技术 该技术的核心原理是通过在路面涂敷功能性涂层，提高路面对太阳辐射（特别是可见光与近红外光）的反射率，从而减少热量吸收。涂层通常由基体材料（如环氧树脂、丙烯酸树脂）和热反射填料构成。 * 关键材料与挑战：传统的白色填料（如金红石型二氧化钛）反射率高但易造成眩光。因此，开发高反射率的深色填料是当前重点，例如三氧化二铁、热致变色材料（Thermochromic Material，可根据温度可逆变色）、CuO纳米颗粒及一些新型无机深色颜料（如ZnO-Fe2O3-Na2O-P2O5体系、CaCu(3-x)ZnxTi4O12）。热致变色材料在特定温度（如31℃）下由深色变为浅色，能动态调节反射率，是智能降温涂层的代表。 * 性能影响因素：涂层的降温效果不仅取决于填料本身，还受涂层厚度、颜色、及路域环境（如尘土、油污污染和太阳辐射强度）的影响。研究表明，涂层厚度存在最优值，超过后降温增益不明显；不同颜色涂层对可见光区反射率影响不同，但对近红外区影响相对较小；污染物会显著降低涂层反射率，且难以完全恢复。 * 路用性能矛盾与改进：一个突出矛盾是涂层会填充路面纹理，导致抗滑性能显著下降。解决方案包括优化涂层厚度，或在涂层中添加抗滑颗粒（如机制砂、陶瓷颗粒），可有效恢复部分抗滑性能。涂层的耐磨性也是关注重点，研究表明通过添加粉煤灰空心球等材料可以增强涂层的耐久性。 * 技术新思路：单一反射机制存在局限，因此协同降温与多层结构成为新方向。例如，研究者提出了反射层、辐射层和隔热层的三层组合式涂层，通过不同机理协同作用，取得了优于单层涂层的降温效果。此外，将相变材料（PCMs）与热反射填料复合，开发具有相变调温和反射双重功能的协同涂层，也是提升降温持久性和智能性的有效途径。
二、相变调温路面技术 该技术利用相变材料（Phase Change Materials, PCMs）在相态转变时吸收或释放大量潜热的特性，主动调控路面温度，减少温度波动。 * 相变材料类型： 1. 固-固相变材料（Solid-Solid PCMs, SSPCMs）：如多元醇、聚氨酯固-固相变材料（Polyurethane Solid-Solid PCMs, PUSSPCMs）。其相变过程体积变化小、无泄漏，是理想的路用材料。PUSSPCMs结合了橡胶与塑料的优点，通过软段储能、硬段约束，具有形状稳定、力学强度高的优势。 2. 固-液相变材料（Solid-Liquid PCMs, SLPCMs）：如石蜡、脂肪酸、聚乙二醇（PEG）。潜热值高，但存在液相泄漏、与沥青相容性差、导热系数低等问题，限制了其直接应用。 3. 复合相变材料（Composite PCMs, CPCMS）：为克服纯PCMs的缺陷，通常通过物理混合、化学合成或微胶囊法将PCMs与载体材料（如硅藻土、膨胀石墨、二氧化硅）复合，制成定型复合相变材料，防止泄漏并改善稳定性。例如，PEG/SiO2、硬脂酸/棕榈酸/硅藻土、石蜡/膨胀石墨等复合物。 * 降温与路用性能：复合相变材料的掺入能有效降低路面温度，室内外试验表明降温幅度可达5-8℃。然而，其对路用性能的影响复杂：多数固-液复合相变材料或微胶囊可能因部分胶囊破裂或材料自身强度问题，降低混合料的高温稳定性（动稳定度）；但有趣的是，聚氨酯固-固相变材料（PUSSPCMs）的掺入反而可能提升高温稳定性，因为其吸收沥青中的轻质组分，使沥青胶浆变硬。相变材料通常对水稳定性有不利影响。
三、热阻路面技术 该技术采用导热系数低的集料替代常规集料，以降低沥青混合料的整体导热系数，减缓热量向路面深部的传递。 * 材料与应用：文章以表格形式系统总结了多种热阻集料，包括废弃玻璃、硅藻土、陶瓷、高铝质耐火集料、铝矾石、陶砂、气孔玄武岩、中空玻璃微球、浮珠，以及中空聚酯纤维/石棉纤维等。它们主要通过等质量或等体积替换粗、细集料的方式应用。 * 性能总结：这些材料普遍展现出一定的降温效果（如玻璃集料最大降温可达10.9℃），并能提升混合料的高温抗车辙性能。主要负面影响通常体现在水稳定性下降，对低温抗裂性的影响则因材料而异（如玻璃可能降低，气孔玄武岩可能略微提升）。
四、透水路面技术 该技术依靠路面内部的连通孔隙，使水分渗透并储存，通过水分的蒸发吸热降低路面温度。透水路面常与保水材料结合，以延长蒸发冷却的持续时间。 * 结构与材料：采用开级配设计，空隙率通常为18%-25%。保水材料（如硅藻土、膨润土、多孔陶瓷、高吸水性水泥砂浆）填充于孔隙中，用于吸储水分。 * 性能关键：降温性能的核心指标是蒸发速率，其受水分含量、材料孔隙率、毛细管效应等影响。研究表明，孔隙率对降温效果至关重要，孔隙堵塞会严重削弱降温能力。保水材料的掺入可以显著延长降温持续时间（从传统透水路面的约2天延长至新型结构的7天以上）。 * 路用性能与改进：高孔隙率在提升透水性的同时，可能对混合料的黏结强度和耐久性构成挑战，水稳定性易变差。掺加保水砂浆（形成半柔性路面）通常能大幅提高高温稳定性，但可能对抗疲劳性能有不利影响。技术改进聚焦于增强保水与输水能力，例如设计内置亲水材料毛细管柱的新型路面结构，或开发吸水能力更强的新型保水材料（如SiO2-LiBr）。
五、能量收集路面技术 这是一类将路面吸收的热能转化为电能或其他可用能源的“变废为宝”式降温技术，兼具降温与产能双重功能。 * 主要类型： 1. 光伏路面：用太阳能电池层替代或加铺于传统面层，将太阳辐射直接转换为电能，同时减少路面吸热。其结构分为透光层、光伏电池功能层和底部保护层。降温效果取决于光电转换效率，报道最大降温可达8℃，但易受污染影响。 2. 热电路面：利用塞贝克效应（Seebeck effect），通过热电装置将路面内的温度差转换为电能。分为管道液体装置（流动液体吸热并利用温差发电）和热电发电机（TEG，嵌入路面利用结构层温差发电）。降温幅度存在上限，取决于热电转换能力，研究表明最大降温约8-9℃。输出受埋深、冷热端温差影响。 3. 冷却循环路面：在路面内嵌入管道，循环流体（水或空气）作为热交换介质带走热量。液体循环装置（水力路面）可能面临泄漏和系统复杂问题；空气循环装置基于空气对流，更具应用潜力，据报道可降低表面温度5.5℃。
六、高导热路面技术 该技术在文中被提及为主动降温技术的一种，其原理与热阻技术相反，是通过添加高导热材料（如石墨烯、碳纤维、金属颗粒），加快热量向路基深部的传递扩散，从而降低路面表层温度。但本文未对此项技术展开详细论述。
论文的总结、局限与展望 文章在详尽分述各项技术后，对其缺陷和局限性进行了探讨，例如热反射涂层的抗滑与耐久性问题、相变材料对路用性能的复杂影响、透水路面的孔隙堵塞与冻融风险、能量收集路面的成本与可靠性挑战等。
最后，论文对未来发展趋势进行了展望，指出未来的研究将更加注重多种降温机理的协同与复合（如反射-辐射-隔热、反射-相变），开发智能响应型材料（如热致变色），提升技术的长期耐久性和环境适应性，并深化能量收集技术的集成与应用经济性分析，以推动沥青路面降温技术从实验室走向规模化工程应用，为应对高温病害和缓解城市热岛效应提供切实可行的解决方案。
本文的价值在于其系统性、前沿性和指导性。它不仅全面整合了沥青路面主动降温领域纷繁复杂的技术分支，清晰梳理了各类技术的原理、材料、效能与利弊，还重点介绍了最新的研究动态和改进思路（如协同涂层、新型复合相变材料、增强型透水结构等）。对于道路工程领域的研究人员和工程师而言，这篇综述是一份极具参考价值的技术路线图，既能帮助快速把握领域全貌，又能为特定技术的深入研发或工程选型提供关键信息与方向启示。