為何太平洋西北地區的道路路面在極端高溫下會變形？

據外媒The Verge報道，在上周末的致命熱浪中，太平洋西北地區的一些道路路面發生了變形。工人們冒着酷暑，修補開裂的混凝土和瀝青路路面。鋼製弔橋被澆上了水，以確保它們不會在壓迫性的高溫下膨脹關閉。

坐落在該地區上空的熱穹對其道路進行了殘酷的壓力測試，其中一些道路無法承受連續多日的破紀錄溫度。這種情況以前也發生過，在華盛頓、威斯康星、南達科他以及其他經歷極端熱浪的地方。

“你可以設計一些東西在非常熱的溫度下工作或不工作。這不是問題所在。” 華盛頓大學的土木工程教授Steve Muench說。問題是，目前的高溫違背了工程的預期。解決這個更大的問題將需要工程、規劃和一大堆公眾的意志力。

為什麼這些道路不能應對高溫？

不同種類的道路在高溫下的表現是非常不同的。在美國，道路通常由兩種材料中的一種製成–瀝青或混凝土。

Muench說，混凝土道路通常由波特蘭水泥製成。為了製造像公路這樣的東西，它被製成大板，可以有大約15英尺長和4英尺寬。隨着溫度的波動，這些大塊的混凝土會膨脹和收縮。它們膨脹或收縮的程度通常由構成水泥的碎石的種類決定。

所有這些都是正常的。通常情況下，板塊之間有足夠的空間，所以普通司機完全沒有注意到這種膨脹（在炎熱的天氣）和收縮（在寒冷的天氣）。但是，當天氣變得異常炎熱時，一些混凝土板開始失去空間，特別是如果沙子或其他碎片進入了板塊之間的裂縫。

“當它變得非常，非常異常的熱，就像它在相當長的時間內沒有那麼熱，它膨脹得很厲害，以至於它跑到相鄰的板塊。”Muench說：”沒有更多的空間可以膨脹，它們只是互相推擠，然後就彈出來了。

瀝青完全是一種不同的材料。“瀝青是一種粘彈性材料，它與溫度有關。因此，溫度越高，它就越像流體，”Muench說。如果它變得足夠熱，一些瀝青路會變得柔軟或像橡皮泥一樣變形，當汽車和卡車駛過它們時，會形成車轍。

瀝青和混凝土道路都可以被設計成能夠承受高溫。Muench說：“我們已經知道如何調整材料，使其在更熱的地方表現良好。”這就是為什麼鳳凰城沒有分崩離析–那裡不是世界末日，因為它更熱。”

問題是，當華盛頓州的一些道路被設計時，使用這些材料或設計技術將是多餘的–該地區通常不會像鳳凰城那樣熱，所以沒有必要在建造時考慮到極端高溫。現在，這種計算方法可能會改變。

為一個與過去完全不同的未來做準備

當工程師設計道路時，他們可以查看一個地區的歷史天氣記錄，並弄清楚什麼是正常的。這個地方的降雨量是多少？極端的熱或冷是什麼？附近的河流在未來50年內發生洪水的可能性有多大？所有這些信息可以為工程師挑選材料和設計提供參考。但這可能已經不夠了。

“隨着氣候變化，你必須非常仔細地思考這個問題，並且說：‘我是否真的應該根據過去的信息來設計一些東西，而這些信息可能不再有意義了？或者我應該根據我們對未來的預測來設計它？’”Muench說。

道路會持續很長時間，所以為未來而建設開始有很大的意義。工程師們可以使用氣候模型來預測事物隨着時間的推移可能發生的變化，並為一個比過去的天氣記錄更熱、更濕、更乾的未來而建造。

即使是基於這些模型開發的道路也不會是完美的。“你不可能為所有事情進行設計。有些事情會破壞你的基礎設施，”Muench說。當一場巨大的風暴或地震或任何其他災難襲來時，有些東西會破損，無論它們的設計有多好。在這一點上，Muench說，問題是你如何快速恢復。這需要不同的資源和計劃，如確保材料可用，並對勞動力進行培訓以立即作出反應。這些應急計劃在重大災害期間是至關重要的，以便當最壞的情況發生時，一個社區已經準備好面對它。

“你不可能為所有的事情做設計。有些事情會破壞你的基礎設施。”

為未來建設和為未來緊急情況做準備都是可能的，需要有足夠的信息和技術來實現它。Muench表示，更大的問題是，人們是否願意把錢和資源投入到能夠抵禦未來風暴的基礎設施中，無論是文字上的還是形象上的。“我希望我們正在跨過那座橋，到我們可能願意在這些事情上花費一點精力、時間和金錢，”Muench說。

事實上，全美各地的許多交通部門都在處理預算縮減的問題，因為他們試圖維持為不同氣候建造的老化基礎設施。未來的規劃是重要的，但往往被更直接的問題所取代，例如，在熱應力的道路發生彎曲時，對其進行處理。施工人員走出去，修復混凝土板或瀝青，並使交通再次暢通。這不是一個永久性的修復。

Muench說：“這只是在等待一些東西破損，然後在它破損時修復它。更大的解決方案是試圖走在曲線的前面，思考未來會發生什麼。”