MMA彩色沥青在城市道路中缓解热岛效应的作用
英文名称：Urban Heat Island Effect, 简称UHI（而非热导效应）城市气候最显著的特征之一就是热岛效应，人类很早以前就发现城市的大气环境与乡村及山区具有不同的特点。英国人Lake Howard于1833年第一次对伦敦城市中心的温度比郊区高的现象进行文字记载， [1] Manley于1958年首次提出城市热岛（Urban Heat Island，UHI）的概念。 [2] 现在普遍认为，城市热岛效应是指当城市发展到一定规模，由于城市下垫面性质的改变、大气污染以及人工废热的排放等使城市温度明显高于郊区，形成类似高温孤岛的现象。 [3]
城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。热岛强度有明显的日变化和季节变化。日变化表现为夜晚强、白天弱，最大值出现在晴朗无风的夜晚，上海观测到的最大热岛强度达6℃以上。季节分布还与城市特点和气候条件有关，北京是冬季最强，夏季最弱，春秋居中，上海和广州以10月最强。年均气温的城乡差值约1℃左右，如北京为0.7～1.0℃，上海为0.5～1.4℃，洛杉矶为0.5～1.5℃。城市热岛可影响近地层温度层结，并达到一定高度。城市全天以不稳定层结为主，而乡村夜晚多逆温。水平温差的存在使城市暖空气上升，到一定高度向四周辐散，而附近乡村气流下沉，并沿地面向城市辐合，形成热岛环流，称为“乡村风”，这种流场在夜间尤为明显。城市热岛还在一定程度上影响城市空气湿度、云量和降水。对植物的影响则表现为提早发芽和开花、推迟落叶和休眠。
城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一。它是城市气温比郊区气温高的现象。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中，人们的日常生活所发出的热量；另一方面，城市中建筑群密集，沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更小的函授比热容（可吸收更多的热量），并且反射率小，吸收率大，使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多，夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高。城市热岛是以市中心为热岛中心，有一股较强的暖气流在此上升，而郊外上空为相对冷的空气下沉，这样便形成了城郊环流，空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下，聚集在城市上空，如果没有很强的冷空气，城市空气污染将加重，人类生存的环境被破坏，导致人类发生各种疾病，甚至造成死亡。
成因
气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内因。城市热岛形成的原因主要有以下几点：首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面，改变了下垫面的热力属性（反射率小，热量传导较快）。这些人工构筑物吸热快而比热容小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，吸收热量多，蒸发耗热少，散失热量较慢，因而其表面温度明显高于自然下垫面。
另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。
当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些大气污染物浓度大，气溶胶微粒多，会吸收下垫面热辐射，在一定程度上起了保温作用，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。（白天它大大地削弱了太阳直接辐射，城区升温减缓，有时可在城市产生“冷岛”效应。夜间它将大大减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗，起到保温作用，使城市比郊区“冷却”得慢，形成夜间热岛现象。）
此外，城市里中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。
原则上，一年四季都可能出现城市热岛效应。但是，对居民生活和消费构成影响的主要是夏季高温天气下的热岛效应。为了降低室内气温和使室内空气流通，人们使用空调、电扇等电器，而这些都需要消耗大量的电力。高温天气对人体健康也有不利影响。有关研究表明，环境温度高于28°C时，人们就会有不适感；温度再高还容易导致烦躁、中暑、精神紊乱等症状；气温持续高于34°C，还可导致一系列疾病，特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升，死亡率明显增加。此外，气温升高还会加快光化学反应速度，使近地面大气中臭氧浓度增加，影响人体健康。
由于沥青路面能持续储存太阳辐射热，使沥青路面长时间处于高温状态，在外部荷载的作用下就很容易产生流动变形，既影响行车安全，同时加速了路面的破坏。不仅如此，还加剧了城市的“热岛效应”。鉴于此开展沥青路面降温措施研究，降低路面温度对沥青路面的影响，缓解沥青路面的“热岛效应”。本研究提出了改变路面表面特性、改变路面结构形式等降温技术，并对其降温效果进行评价。
首先，针对沥青路面所处的光热环境，从路面受热因素出发，建立了沥青路面的热平衡方程，通过显著水平分析，确定了室内模拟主要因素。提出改变路表面特性，即通过增大路面辐射、蒸发潜热、路面与路基的交换热，以降低沥青路表面的热平衡温度，减少路面热储量。其次，根据沥青路面辐射理论和影响因素显著分析，开发了室内模拟环境温度测试装置，在此基础上，制订了室内模拟试验方案及试验方法。模拟了现场五种典型沥青混合料和五种结构组合方式，对其在模拟条件下的吸放热规律进行了分析，结果显示OGFC-13试件上表面的升温幅度介于0.2~1.5℃，降温幅度介于0.9~2.4℃；底部温度的升温幅度介于0~4.4℃，降温幅度介于1.7~6.4℃。在同一种条件下，结构2cm、5cm处，沥青组合高于水泥组合2.2~10℃、1.5~2.8℃。最后，采用了反光性材料、隔热材料、结构组合形式，并对其降温效果进行了对比分析，结果显示，表面处理方案中，反光性涂抹涂料降温最好，其次为采用浅色石料莫兰石最佳，掺配浅色石料的沥青混合料方案中，掺配陶瓷方案优于掺配莫兰石方案；由于OGFC路面结构组合能够把热量散发出去，使其具有低储热量、低路面辐射特性，使用效果最佳。
