消灭麻木不仁的交通堵塞、咬车的公路凹坑和危险的道路积冰

供稿：亚当·M·布赖特

道路、桥梁和火车交通，Paul Wootton 供图

每个月芝加哥修路工人都要马不停蹄的填补67000多个公路凹坑；宾夕法尼亚州的社区依旧依靠有百年历史的木质水管供水；松鼠仍然会造成大面积的停电。美国有六十多万座桥梁，四百万英里的道路、三万多家污水处理厂亟待关注。拆东墙补西墙打补丁的方式始终不是终极解决方案，而应做一番彻底的改造了。很快道路和供电线路将会得到修复，我们还将会从污水处理中获得能源。美国21世纪的华丽转身不会一蹴而就，但在未来的数年中，我们会受益匪浅。（拥有更快捷的道路交通和更清洁的淡水！）

路面凹坑不平

任务：修复受损严重的第三大主干线

现状：三年时间完成雏形建设

在美国东北大学开发的新系统中，对诸如出租车、公交车、垃圾车等行驶于大街小巷柏油路面的交通工具将配备声波传感器，用以在肉眼看到道路凹坑之前率先检测到它们。声波传感器会探测出距公路地表下三英尺深处的那些搞破坏的气孔和小的裂隙，而探地雷达会探测桥梁内部甲板的腐蚀情况，激光用来扫描路表。并由一个蜂窝状的数据连接设备将采集到的数据发送到控制中心，绘制成故障热点地图。

具备自行除冰能力的公路

任务：每年减少1300例由于冬季冰雪路况湿滑而造成的死亡事故

现状：目前正在由20多个州的交通运输部门测试

一个被称作“安全线”的新的道路标线涂层不仅会增大对轮胎的阻力，实际上它还会通过向路面喷撒除冰盐来防止冰雪堆积，使公路工作人员在暴风雪到来的数天前率先撒盐，而不是等到冰雪降落到路面之后才亡羊补牢。“安全线”由混合着白云石灰石的环氧树脂涂层构成，具备除雪机制，其寿命可长达15年，并且它可密封路面以防止腐蚀性的盐分渗入连接桥梁甲板的钢棒。这将会使此领域头5年的冬季事故显著下降70%。

增强桥梁在运行中的灵活性

任务：升级26%已破旧的桥梁

现状：未来10年内人行桥梁、交通运输桥梁还将存在

通常，桥梁完全是刚性结构，会因为长期受压而发生故障。“张拉整体结构”可通过承压钢索网和压缩支柱分散负荷，使桥梁集灵活性和结构刚性于一身。目前，圣地亚哥的加州大学正在研发交通轴承张拉整体结构的桥梁，这种桥梁配有反馈传感器，用来引导微调承压钢索的长度，减轻超重卡车的压力，抵消地震产生的共振，或者是转移来自断裂钢索的压力。

混凝土裂缝感知及自行调整

任务：用智能混凝土替代高速公路混凝土

现状：自行感知的混凝土现场测试正在进行中

碳纳米管的价值在于其即有强度又具备压阻感应。当它们受压时，会改变自身电阻。明尼苏达大学德卢斯分校机械工程学余讯教授（Xun Yu音译），正在研造一种内含0.1%碳纳米管的混凝土混合料，它比传统混凝土更智能，并具有更好的抗裂性。通过事先在混凝土中植入电极，余教授可通过测量电阻的变化而得知过往车辆对路面的挤压情况。该混凝土的升级版本可以更好的计算出过往车辆的速度和重量，用以实时绘制路面的压力视图。与此同时，密歇根大学土木与环境工程学教授维克特·李研发出一种新的混凝土，它内含未水合的混凝土颗粒，当与空气中的二氧化碳或与雨水接触后可被激活——你会在路面细小的裂纹中发现它们。这种反应会产生一种碳酸钙的印迹，并将路面的负荷能力恢复至正常。

高架无轨列车

任务：增加市区铁路，成本约普通轻轨的1/3。

现状：德州农工大学德克萨斯交通研究所已开辟出一片用于2英里长测试轨道测试的免费地段。

为节省用于建设新轨道的数亿美元成本，轨道制造商Tubular Rail欲通过一系列间隔100英尺的高架环，来提升列车时速到150英里，这远远超越了现存的基础设施。当400英尺长的碳纤维列车驶过每个高架环的时候，电动钢铁车轮产生动力并将列车向前推进。为了节省成本，只有当列车驶入环内马达才会加速；而当车轮逐渐变慢时，多达90%的列车动能可被重新利用。

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