为何太平洋西北地区的道路路面在极端高温下会变形？

坐落在该地区上空的热穹对其道路进行了残酷的压力测试，其中一些道路无法承受连续多日的破纪录温度。这种情况以前也发生过，在华盛顿、威斯康星、南达科他以及其他经历极端热浪的地方。

"你可以设计一些东西在非常热的温度下工作或不工作。这不是问题所在。" 华盛顿大学的土木工程教授Steve Muench说。问题是，目前的高温违背了工程的预期。解决这个更大的问题将需要工程、规划和一大堆公众的意志力。

为什么这些道路不能应对高温？

不同种类的道路在高温下的表现是非常不同的。在美国，道路通常由两种材料中的一种制成--沥青或混凝土。

Muench说，混凝土道路通常由波特兰水泥制成。为了制造像公路这样的东西，它被制成大板，可以有大约15英尺长和4英尺宽。随着温度的波动，这些大块的混凝土会膨胀和收缩。它们膨胀或收缩的程度通常由构成水泥的碎石的种类决定。

所有这些都是正常的。通常情况下，板块之间有足够的空间，所以普通司机完全没有注意到这种膨胀（在炎热的天气）和收缩（在寒冷的天气）。但是，当天气变得异常炎热时，一些混凝土板开始失去空间，特别是如果沙子或其他碎片进入了板块之间的裂缝。

“当它变得非常，非常异常的热，就像它在相当长的时间内没有那么热，它膨胀得很厉害，以至于它跑到相邻的板块。”Muench说："没有更多的空间可以膨胀，它们只是互相推挤，然后就弹出来了。

沥青完全是一种不同的材料。“沥青是一种粘弹性材料，它与温度有关。因此，温度越高，它就越像流体，”Muench说。如果它变得足够热，一些沥青路会变得柔软或像橡皮泥一样变形，当汽车和卡车驶过它们时，会形成车辙。

沥青和混凝土道路都可以被设计成能够承受高温。Muench说：“我们已经知道如何调整材料，使其在更热的地方表现良好。"这就是为什么凤凰城没有分崩离析--那里不是世界末日，因为它更热。”

问题是，当华盛顿州的一些道路被设计时，使用这些材料或设计技术将是多余的--该地区通常不会像凤凰城那样热，所以没有必要在建造时考虑到极端高温。现在，这种计算方法可能会改变。

为一个与过去完全不同的未来做准备

当工程师设计道路时，他们可以查看一个地区的历史天气记录，并弄清楚什么是正常的。这个地方的降雨量是多少？极端的热或冷是什么？附近的河流在未来50年内发生洪水的可能性有多大？所有这些信息可以为工程师挑选材料和设计提供参考。但这可能已经不够了。

“随着气候变化，你必须非常仔细地思考这个问题，并且说：‘我是否真的应该根据过去的信息来设计一些东西，而这些信息可能不再有意义了？或者我应该根据我们对未来的预测来设计它？’”Muench说。

道路会持续很长时间，所以为未来而建设开始有很大的意义。工程师们可以使用气候模型来预测事物随着时间的推移可能发生的变化，并为一个比过去的天气记录更热、更湿、更干的未来而建造。

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即使是基于这些模型开发的道路也不会是完美的。“你不可能为所有事情进行设计。有些事情会破坏你的基础设施，”Muench说。当一场巨大的风暴或地震或任何其他灾难袭来时，有些东西会破损，无论它们的设计有多好。在这一点上，Muench说，问题是你如何快速恢复。这需要不同的资源和计划，如确保材料可用，并对劳动力进行培训以立即作出反应。这些应急计划在重大灾害期间是至关重要的，以便当最坏的情况发生时，一个社区已经准备好面对它。

"你不可能为所有的事情做设计。有些事情会破坏你的基础设施。"

为未来建设和为未来紧急情况做准备都是可能的，需要有足够的信息和技术来实现它。Muench表示，更大的问题是，人们是否愿意把钱和资源投入到能够抵御未来风暴的基础设施中，无论是文字上的还是形象上的。“我希望我们正在跨过那座桥，到我们可能愿意在这些事情上花费一点精力、时间和金钱，”Muench说。

事实上，全美各地的许多交通部门都在处理预算缩减的问题，因为他们试图维持为不同气候建造的老化基础设施。未来的规划是重要的，但往往被更直接的问题所取代，例如，在热应力的道路发生弯曲时，对其进行处理。施工人员走出去，修复混凝土板或沥青，并使交通再次畅通。这不是一个永久性的修复。

Muench说：“这只是在等待一些东西破损，然后在它破损时修复它。更大的解决方案是试图走在曲线的前面，思考未来会发生什么。”