沥青混凝土路面环境友好性研究

沥青混凝土路面环境友好性研究

罗萌左隆杨镇宇

（成都理工大学）

一、研究目的

随着公路建设的不断发展，环境保护认识水平的不断提高，世界范围的气候变化（温室效应，厄尔尼诺现象等），原有的沥青混凝土路面环境保护设计要求已经不能满足实际需求，需要进一步完善。尤其是对新的《公路环境保护设计规范》（JTGB04-2010）公布前建成的公路，其使用年限还有不短的时间，而环境保护标准却达不到现有的要求，所以这是我们的主要研究对象。国内外对沥青混凝土的环境友好性研究大多只考虑通过科学的手段改良材料使其危害性降至最低，公路所使用的沥青从本质上来说还是一种工业废料，具有很高的危险值，在长期的雨水浸泡，温度变化，疲劳老化，公路上汽油和润滑油的溶解等作用下，难免会有有害物质进入周遭的环境中，此时降雨条件下沥青混凝土路面环境友好性研究就很有必要了。

根据资料所得，路面沥青材料的危害性体现并不明显，但根据以往的经历（日本水俣病，不注重工业对环境的危害，导致汞从环境中的微量逐步富集至生物链顶端的人类体内引起的区域性疾病），我们不能对潜在的危害性视而不见，或许几十上百年后就有一种源于沥青路面的疾病产生。而沥青作为一种工业产品，其内有很多极具危险性的致癌物质（如：3，4苯并芘是引起皮肤癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因之一；苯，萘，蒽，菲，芘都是具有很强的致癌性）。许多学者在研究路面径流水质的过程中均发现，沥青路面雨水中污染物含有多环芳烃和有机固体，就说明沥青对水体有一定的污染作用，但沥青难溶于水，在较短的时间内对水体基本上没有危害，而长时间接触就可能使沥青中部分有机组分析出交换到水中，从而污染水源，危害人体健康。

二、基本原理

通过模拟自然条件下沥青混凝土路面的老化处理试验与酸雨的影响，对试样取得的样品做化学试验分析其中是否含有污染物质，对比国家相关规范做出对降雨条件下沥青混凝土路面环境友好性的评价，并对可能出现的问题建设性的提出解决方案。

三、研究过程

前期：对常见的沥青混凝土路面材料进行室内研究，主要使用控制变量法研究沥青混凝土材料在雨水溶液中受到温度，PH,汽车荷载等情况下的变化，对水流在路面上的流动情况进行数值模拟，物理模拟，得出路面径流水中的污染物质是否会进入周边水体的结论。

后期：对试验室取得的结果进行室外取样验证，相互对比得出结论。根据现有的技术对可能产生的不利结果提出建设性的解决方案。

四、研究方案

1、研究所采用的试验流程图如下：

图1试验流程图

通过对相关资料的学习，既有的研究认为可以降低溶液PH值来加快试验验进程，本次研究的试验采用，试验组采用的溶液PH值为4，对照组采用的溶液PH值为6。

由于引起酸雨PH变化的主要阴离子为硫酸根与硝酸根，所以实验室配置人工酸雨模拟自然界中的酸雨，具体摩尔比取9：1。

2、老化处理：由于温度是实验室加快沥青老化速率的控制因素之一，研究目的是模拟沥青路面使用过程中的长期老化，受实验室条件限制，本次研究参照SHRP沥青老化实验方法。

3、荷载：在道路的运营过程中，荷载是影响沥青混合料的长期老化不可或缺的因素，因此，本次使用的材料都在标准轴载下进行了车辙试验。

五、结论

通过浸出液有机物组成分析可以看出，浸出液中均含有一定量的酞醋酸类，少量苯酚类及多环芳烃类。这些物质具有一定毒害性，在水污染领域中，被列为优先控制物，需严格控制其排放量。但所检测出的物质中，除了肽酸醋类会对水质造成一定影响以外，其他苯酚、多环芳烃、苯系物在水相的含量均较小，对水质影响不大。通过对比两组实验材料：AC-20普通沥青混凝土，AC-20SBS改性沥青混凝土，可得改性后的沥青浸出液中所含有机物种类减少，这可能是因为在加入改性剂之后，沥青分子间作用力增强，致使其在现有实验条件有机物浸出量较低。

参考文献

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