低烟气环保路用沥青及其混合料性能试验研究

论文摘要

近年来沥青路面作为路面的主要形式,在国内外高等级公路中得到了极为广泛的应用,但是在沥青路面施工过程中,沥青烟气的挥发影响了施工效率,对人体和环境造成了危害。而国内外对沥青烟气组分、产烟规律的认识及抑制烟气的措施还不够完善,因此继续深入地开展这一方面的研究是十分有意义的。本文通过收集资料、室内试验和现场测试调查,研发出能够降低烟气和有害物质产生量的环保型路用沥青混凝土,减小沥青路面施工过程中沥青烟气对人体的危害并优化沥青路面施工工艺,使沥青路面施工更加安全、环保、健康。本文依托重庆市交通委员会2008年科技重点项目“环保型路用沥青混凝土研发”,通过试验得出以下结论：①通过自行设计的实验装置进行沥青产烟规律的试验,得出温度、时间以及种类为沥青产烟量的影响因素。其中在加热时间0-4h与温度大于160-180℃的条件下产烟量增加速度极快。②经过筛选后对七种添加剂进行抑烟效果试验,结合加热后添加剂对沥青性能的影响,选取SBS和油墨型纳米碳酸钙作为备选的沥青烟气抑制剂。对这两种添加剂分别单掺和不同比例复合掺配下进行抑烟规律试验,复合掺配下最大抑烟率达32%。③综合考虑抑烟量、经济性以及对沥青混合料性能的影响,选取SBS和纳米碳酸钙添加比例均为4%-6%进行路用性能试验,对比发现两种复合烟气抑制剂能显著提高沥青及沥青混合料的路用性能。④通过对复合抑烟剂抑烟机理的研究得出,当抑烟剂添加到沥青中以后,SBS在沥青中发生了溶胀,并且成为网状结构,起到束缚作用,同时纳米碳酸钙的吸附和固定作用,使沥青中的轻质组分挥发量减小,从而降低沥青的烟气量,起到抑烟作用。⑤分别铺筑普通沥青混凝土路面和低烟气沥青混凝土路面,经过收集、测试以及分析后得出,空气中总悬浮物浓度是普通沥青的48%,证明复合抑烟剂具有良好的抑烟效果。⑥综合考虑低烟沥青能降低烟气,增强路用性能,提高施工效率以及减少对人体的危害,说明低烟沥青混凝土具有良好的经济社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 沥青烟气化学成分分析
• 1.2.2 沥青烟气危害的研究
• 1.2.3 沥青烟气处治方法的研究
• 1.3 本论文的主要研究内容
• 第二章 沥青烟气的产生规律试验研究
• 2.1 沥青产烟量的测试方法
• 2.1.1 试验所用仪器
• 2.1.2 试验仪器的标定
• 2.1.3 试验步骤
• 2.1.4 试验所用沥青性能
• 2.2 沥青产烟规律及影响因素研究
• 2.2.1 沥青路面施工中烟气产生的影响因素
• 2.2.2 沥青产烟规律试验
• 2.3 本章小结
• 第三章 沥青抑烟剂的筛选实验及抑烟机理研究
• 3.1 试验原材料性能
• 3.1.1 烟气抑制剂的选择
• 3.1.2 沥青及性能
• 3.1.3 试验仪器
• 3.2 低烟沥青抑烟剂的筛选试验
• 3.2.1 试验步骤和方法
• 3.2.2 试验结果与分析
• 3.2.3 小结
• 3.3 复配沥青抑烟剂的抑烟效果
• 3单因素对不同沥青的烟气抑制效果试验'>3.3.1 SBS和纳米CaCO₃单因素对不同沥青的烟气抑制效果试验
• 3复合抑制剂对不同沥青的烟气抑制效果试验'>3.3.2 SBS和纳米CaCO₃复合抑制剂对不同沥青的烟气抑制效果试验
• 3.3.3 小结
• 3.4 SBS和纳米碳酸钙抑烟机理
• 3.4.1 沥青组分
• 3.4.2. SBS抑烟机理
• 3抑烟机理'>3.4.3 纳米CaCO₃抑烟机理
• 3.5 本章小结
• 第四章 低烟气沥青及其混合料性能实验研究
• 3抑烟沥青性能'>4.1 SBS和纳米CACO₃抑烟沥青性能
• 4.1.1 试验对比方案
• 4.1.2 试验步骤方法
• 4.1.3 试验结果分析
• 4.2 SBS和纳米碳酸钙抑烟沥青混合料的性能
• 4.2.1 原材料的基本性质
• 4.2.2 低烟沥青混合料马歇尔实验
• 4.2.3 低烟沥青混合料试验结果
• 4.2.4 低烟沥青混合料试验结果分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 抑烟沥青混凝土路面现场应用试验研究
• 5.1 依托工程概况
• 5.2 现场试验路面的沥青混合料配合比试验
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 矿料级配设计
• 5.2.3 确定最佳油石比
• 5.2.4 沥青混合料高温稳定性试验
• 5.2.5 结论
• 5.3 抑烟沥青路面的施工与现场烟气监测试验
• 5.3.1 低烟气沥青路面施工要求
• 5.3.2 低烟气沥青路面施工程序
• 5.3.3 沥青烟气现场收集和监测
• 5.4 现场气体采样试验结果及分析
• 5.4.1 监测采样情况汇总
• 5.4.2 总悬浮颗粒物（TSP）的监测试验结果及分析
• 5.4.3 烃类监测结果及分析
• 5.4.4 多环芳烃类监测结果及分析
• 5.5 低烟沥青混凝土的经济性分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 主要结论及进一步研究建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步的研究与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果