超级公路的智能启航

文/本刊记者 陈楠枰

虽然现在断定光伏太阳能道路是否会成功还为时尚早，但是将它与移动式无线充电、无人驾驶智能车结合，不失为一个具有启发性的创举。全球首个三合一超级道路示范工程建成，我们离未来道路还有多远？

公路自带光伏电板，乘坐无人驾驶的新能源汽车从上面驶过，晒晒太阳就为车充满电……这颠覆性的一幕在秋日的绍兴兰亭成了现实。将并不稀奇的光伏发电、无线充电和无人驾驶三项夺人眼球的“黑科技”叠加融合，几乎成就了很多人心中科幻电影里的奇景。

9月26日，一条以光伏太阳能道路+移动式无线充电+无人驾驶智能车“三合一”的超级道路工程项目在浙江绍兴举行成果发布会，继国内首条超级高速杭绍甬高速公路官宣表示将加入“自动驾驶”及“边行车边充电”元素后，这样一条超级道路示范工程的建成便尤为吸睛。有媒体认为，虽尚无“三合一”技术融合的先例，也存在方方面面的问题被人所诟病，但这种发挥想象力，以科学、严谨认真的态度积极探索智慧出行的新技术值得肯定。

首创

和沥青路不同，这条道路是“格子花纹”的，整条路由一个个布满线路的黑色小方块组成，表面还附着密密麻麻的“碎玻璃渣”。

“这条超级道路的特别之处在于，最上面一层是类似毛玻璃的半透明新型材料。它的摩擦系数很高，既可保证轮胎不打滑，还拥有较好透光率。阳光穿过时，埋设在路面下的太阳能电池能将光能转换成电能，通过无线方式，为行驶在这条道路上的电动汽车充电。太阳能转换成电能后，还可用于路面照明、寒天融雪等道路配套设施。”发布会上，绍兴兰亭太阳能科技有限公司总经理李景轩颇为自豪地向与会嘉宾介绍，“最重要的是，这条道路的承载能力是目前世界上最强的，不怕压！”

原来，凭借不同组合的面层材料，这条示范路面的透光率竟达到了85%左右。李景轩解释，路面要有较高的透光率，才能成为名副其实的光伏发电道路，而光电转化率达到比较高的水平，则要经得起各种车辆在可控状态下的长期碾压磨耗。

“我们在‘太阳一号’光伏路面测试成套技术上，采用了耐磨、坚硬、抗滑的高强度材料，在满足行车安全要求的同时，可保护内部的光伏组件；同时集合了承重型公路、非承重型与轻型路面结构等系列技术，根据不同的道路等级和不同的道路使用条件，采用多种稳定层、多种承重层、多种光伏功能层及多种保护面的磨耗防滑层，使道路具备足够的化学稳定性、耐老化性、耐高低温急变性。”

太阳能电力通过预埋在路面下的无线电磁感应线圈，被无人驾驶智能电动车底部接收线圈接收产生电流，对车载蓄电池进行充电或直接驱动车辆行驶，使得车辆在这条道路上能够边行驶边充电。工作人员在示范路上演示了无人驾驶电动车以步行速度的自动行驶功能，行进过程中，可见车身上电流表指针从零指向了20安培，表明车子边走电池边在蓄电。“车速快慢、充电速度则与道路预设的功率有关。”该工作人员介绍。

经过测算，这个总面积为367.5平方米的试验路段，年发电量约4万度左右，速度为最快每小时40公里，设计使用寿命为15年以上，1度电大约能让电动汽车行驶50公里。“我国光伏产业国际领先，把光伏产品和道路充电相结合，是这一领域的一项颠覆性革新。”李景轩告诉记者。

据了解，此项目是兰亭建设集团与浙江兰亭太阳能科技有限公司联合中科院宁波材料技术与工程研究所、清华大学智慧城市与智慧交通研究中心、天津工业大学等研发单位，历经十年共同研发而成。近期不仅突破了全套关键技术难题后取得的阶段性成果，将光伏发电、电动智能车辆无线充电、冬季化冰雪和智能交通技术融为一体，更涵盖了复合与交叉的多学科领域。

实干

“兰亭公司能够做出全球承重最大的光伏路，离不开材料与结构设计的相关系列化技术成功地在建筑防水、高速公路和高铁三大工程领域取得重大成果。京沪高铁的无碴轨道板夹层所用的CA砂浆，正是来自兰亭公司完成的国家863课题项目的技术成果。”李景轩说。

早在2004年，兰亭公司便开始了电动车的项目研发，2005年又成功研发了太阳石加热技术，并申报了专利。这些在当时看来特别超前的技术，都为今天“三合一”超级道路的诞生奠定了基础。

创新求发展，多年来，兰亭公司在多方面树立典范，无论是863课题项目“京沪高铁无渣轨道板CA砂浆技术”，荣获国家级奖励的“废旧沥青再循环利用的成套关键技术”、“高等级公路路面沥青改性、乳化关键技术与生产装备研制”，还是建筑防水（防渗、EVA、SBS）-公路沥青+超级公路-高铁CA砂浆三大领域的融合发展，杭州湾跨海大桥、西北机场改扩建、沈大高速、环保型沥青搅拌站设备（华龙二号）的样本工程，都为超级道路做出了有益铺垫。

作为国家重点高新技术企业，兰亭公司经过多年转型发展，己由单一的沥青材料深加工逐步形成传统产业和新兴产业相结合的现代企业集团。下属兰亭工程技术研究院，拥有国内一流的全套沥青技术研究相关的实验室试验和检测仪器，能独立完成沥青各项指标的检测和报告，并拥有两个“省级研发中心”与“院士工作站”，以及“博士后科研工作站”，围绕交通高新技术材料和道路施工技术，主持并完成数十项国家级项目和火炬计划、国家级重点新产品、省部级产品。

“在科研成果转化方面，我们承担的‘高性能聚合物改性沥青材料高技术产业化示范工程’项目列入了国家发改委新材料产业化示范专项，再生沥青成套装备项目列入财政部国家科技成果转化项目，再生混合料生产项目列入国家发改委循环经济和资源节约重大示范项目。公司目前已形成沥青混合料、改性沥青、乳改沥青、功能沥青及配套设备与施工的系列化软硬综合技术体系。公司十年磨一剑的太阳能光伏重承载式道路试验工程更是国际上的首创工程。”谈起公司的雄厚科研实力，李景轩如数家珍。

实际上，早在去年，兰亭集团就推出过一条实验性质的太阳能道路，除了承重大之外，还能通过特殊金属导线自动加热，融化冰雪，保障通行。结合当年济南首条光伏公路宣告正式通车后，仅五天就遭破坏，运维不到半年便破损不堪亟待拆除重建的窘境，兰亭公司的研发无疑更加谨慎而细致。

光伏公路面临的质量问题主要在于承载、抗腐蚀等方面，如何研发新的材料，保持透光性的同时，又保证路面的强度及质量，成为兰亭公司为之死磕的难题。另一方面，无线充电在新能源车领域尚未普及，无线充电技术应用于光伏公路仍然存在不小的难度。

为未来开路

“这一小段未来感十足的超级道路，打开了我们关于新能源应用的想象空间！”示范路面两旁，热议声不绝于耳。

据李景轩介绍，这条建在绍兴兰亭产业园内的“三合一”超级道路，全长98米、宽3.75米，是2018年初由浙江兰亭建设集团立项的企业重点开发计划项目课题，结合光伏太阳能道路、移动式无线充电与无人驾驶智能车，目前已在绍兴兰亭产业园内正式落成，也是目前为止在全球范围内的首个“三合一”示范道路工程项目。

作为示范工程，该超级路面将被用于包括各旅游景区、大型广场、封闭的道路内、环绕岛礁、景观道路等在内的典型市场。“这是我们在2017年6月开发的‘太阳一号’重载型试验路基础上深入开发的系列成果之一，包含了十几项关键的技术及配套的装备技术，包括光伏发储电、道路层间的防水防潮、无线充电的防辐射、屏蔽技术、无人驾驶电动车智能识别等，构筑出电动车顶级的应用体系的核心方向。”李景轩表示。

据悉，项目的应用也正抓住新型城镇化建设和人工智能与多行业融合有利时机，或对我国“交通强国”的国策带来积极的推动作用，具有典型的可复制和推广价值。既有利于未来高速公路的不限速，保障行驶安全与节能减排，满足百姓日益增长的出行效率等方面的要求，也对构建人车路协同发展的体系具有重要意义。

“从目前来看，超级道路的科技示范意义远大于实际应用价值，但通过产品发布、技术研讨及现场展示，将推动光伏太阳能道路工程及配套的无线充电+无人驾驶+5G技术的跨越式发展，并为全国各地政府机关及类似项目的建设提供经验借鉴，为国家编制相关标准提供参考。”绍兴市科技部门相关负责人参会后表示。

李景轩亦清楚地认识到，就目前来看，就算是能边走边充电的“三合一”光伏太阳能道路也不适用于高速道路，“除去天气原因，因为高速车流量太大，路面没什么机会见光，更别提发电了。”

对此，他表示，目前在路面下平铺光伏组件的发电形式不是太阳能发电效率最优化的方式，研究的目的在于从最难的环节切入，与无线充电、无人驾驶相结合，探索“三合一”应用场景和技术经济性最大化的规律。未来随着科学进步，再经过不断创新改进和缜密科学设计，则将来有可能在高速公路上广泛采用。“以后会改变或者拓展三种技术的应用形式，比如，在高速公路两侧护栏位置安装光伏组件也是提高光伏发电量的一种选项。”

“与常规沥青公路相比，太阳能光伏公路造价仅提高三分之一左右，但寿命却能提高一倍左右，且具备多种功能，又更环保。”李景轩希望未来某天，能像搭积木建房子一般，太阳能公路也可实现产业化，并通过预制生产线生产，根据不同道路，随意拼接组合太阳能光伏路面模块，从而大大减少建造成本。

毕竟，“三合一”的超级道路绝不能只是一个噱头而已。