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【摘 要】创造良好的生态环境、营造优良的人居环境越来越受到大家的重视,公路与城市道路建设也随之将面临更多的挑战。因而建设生态环保节能安全的新型道路成为越来越多的道路工作者奋斗的目标。本文简要地归纳总结了目前国内外研究成果,对一些新概念、新技术、新理论做出简单阐述,旨在窥探环保型沥青路面的发展方向。
【关键词】沥青路面;环保;节能;降噪
引言
随着我国经济建设的蓬勃发展,公路与城市道路设计和建设中,传统公路与城市道路铺装功能单一的缺陷已经愈发明显,因此,更多的考虑环保,生态,安全等因素,引入人性化设计理念,使道路路面多功能化已成为发展趋势和必然要求[1]。
目前国内外众多研究者都将探索的目光放在研究新型环保型路面上,并取得了一系列成果。例如:欧洲许多国家在低噪声路面方面研究较多;而在透水路面和非吸热路面方面,日本的许多研究成果很有借鉴价值。我国近几年对环保型道路也逐渐予以重视,长安大学承担的国家科技攻关项目“环保型道路建设与维护技术”取得了一定的研究成果,促进了国内环保型道路建设和维护技术的发展。
1、低噪声沥青路面研究
道路交通噪声是由各种各样的复杂因素造成的,国内外的学者对降低交通噪声的措施进行了大量地研究。降低噪声主要有三个途径:种植降噪绿化带、声屏障技术、铺筑低噪声路面等。声屏障技术降噪效果明显,低噪声路面因良好的降噪性能及耐久性能而进入道路工作者的视野[2]。
多孔沥青路面在欧洲、美国和日本等发达国家已经发展多年,目前这种新型的路面在国外已经逐渐代替普通沥青路面而用于承担各种交通的道路上。法国研究人员通过制作模型来研究多孔沥青路面的声学性能,测定其噪声吸收系数,证实多孔沥青路面噪声比普通密级配沥青路面降低3~6dB(A)。英国为了论证多孔沥青路面的降噪效果和耐久性,铺筑了各种试验路,结果表明:磨耗层厚度为4.5cm,下层为35.0cm厚的沥青混凝土,其磨耗层的空隙率达到20%左右。美国自上世纪60年代以来,开始在干线公路上铺筑多孔沥青路面,同传统的沥青路面相比,多孔沥青路面使用后,许多州的交通事故率明显降低。
2、分解汽车尾气功能沥青路面研究
汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染,是公路交通产生的突出环境问题之一。纳米TiO2光催化材料通过光催化反应使吸附在表面的有害物质发生降解或分解,是净化大气中汽车尾气的一种有效途径。若能将纳米TiO2光催化材料制成净化汽车尾气的路面材料将会大大减小汽车尾气污染范围,从而控制汽车尾气对人身体的伤害。
日本研究人员在铺路时添加了一种呈粉末状的光催化剂二氧化钛,光催化剂二氧化钛功能是能自动吸收汽车排除尾气中严重污染环境的氮氧化物。据测试光催化公路可吸收汽车尾气中至少25%的氮氧化物。意大利的米兰市郊外用光催化混凝土铺了75000平方英尺的路面,发现无论在什么条件下,路面上氮氧化物的含量都减少了60%。国内将光催化材料或是其他尾气催化降解材料应用于路面工程中的研究还处于起步阶段。东南大学绿色建材技术研究所的钱春香等以路面材料为载体,研究了TiO2对氮氧化物的降解作用,结果表明:水泥混凝土负载的光催化剂具有优越的光催化功能,而沥青混凝土的较差。台湾的杨锦怀团队自主研发了光触媒多孔隙混凝土、多孔隙玻璃、光触媒瓷砖,并进行了长期的跟踪检测试验。其试验结果表明:光催化材料可以成功的应用于各建筑场所,对尾气的降解效果明显。
3、透水性沥青路面
透水性沥青路面可将雨水直接渗入地下,而不是经排水系统排入河、湖。透水性沥青路面雨天路面无积水,可保证轮胎与路面之间有良好的附着力,大大改善路面的抗滑性能,防止车辆水漂事故的发生。另外,还可以吸收车辆行驶产生的噪音,创造安静舒适的城市道路交通环境,有效改善了道路行驶的安全性和舒适性。
在美国的爱荷华州,从上世纪70年代开始,表面层一般为2~3英寸的多孔沥青路面得到广泛应用。在英国,COVENTRY大学建筑环境学院对透水路面径流控制和污染防治进行了试验和探讨,其铺设的实验路证明:透水路面对降低排水量、洪峰径流量及改善水质作用显著。在新加坡,透水性路面依据实践经验采用5mm作为面层,而储水基层的厚度依据储水需求采用有限元进行排水设计时确定具体值。
国内的科研院所和高校对透水沥青路面面层做了许多研究。长安大学孙玉芬利用驻波管测定了沥青路面不同空隙率、级配和厚度的吸声系数;1997年,上海远东大道、罗山路延长线试验路的铺筑中,采用了大孔隙沥青碎石排水层,现场测试表明,其排水效果良好。此后,排水路面开始在全国推广使用,先后于2002~2003年在陕西宝牛一级公路、咸阳国际机场路及2005年在江苏南通和广西南友高速公路分别铺筑了排水路面。
4、融雪除冰沥青路面
目前国内外融雪除冰技术主要包括两大类:路面外部融雪除冰技术和路面内部融雪除冰技术。路面外部融雪除冰技术是指对覆盖路面的冰雪层施加外部物理或者化学作用,清除冰雪或使冰雪融化的技术,主要包括人工除冰雪法、机械除冰雪法和融雪剂法;路面内部融雪除冰技术是指在路面结构内部对覆盖的冰层施加作用使之融化的技术,主要包括添加氯化物、抑制冻结铺装技术和热力融雪技术[3]。
在国际上,道路热力融雪破冰技术研究主要以美国、日本、北欧等国家为代表。1948年,美国开始尝试利用该技术,并在俄勒冈州的某条道路上实施试验工程,该系统一直运行了近50年。1992年起,美国开始实施Heated Bridge Technologies计划,在美国五个州分别建设道路和桥梁热力融雪化冰示范工程,其中包括芝加哥国际机场滑行跑道融雪除冰示范试验工程,主要研究和探索了循环热流体、电加热、热管传热和燃料加热等多种方式的能源利用和融雪除冰效率。
在国内,目前关于热力融雪除冰技术的研究仍然处于起步阶段。吉林大学于1997年率先提出太阳能蓄热融雪除冰技术在我国北方应用的设想,并不断地在地下蓄能及路面融雪技术领域开展研究工作。武汉理工大学在利用碳纤维导电混凝土融雪除冰方面进行了相关研究和应用,该项研究是在水泥混凝土中加入导电的纤维,形成导电混凝土,利用电能使之发热,从而实现融雪除冰。北京工业大学提出将发热电缆埋置于路面结构中,利用电能使电缆发热融雪除冰的设想,并开展相关室内试验和理论分析研究,结果表明:当环境温度在-4~1℃范围内时,系统铺装功率为270W/m2时,可以达到融雪除冰的目的。
结语
本文对目前研究热门的新型环保路面做了简要论述和归纳总结,主要结论如下:
(1)低噪声沥青路面主要通过增加沥青面层的空隙率来达到降噪效果。
(2)分解汽车尾气功能沥青路面主要通过光催化材料在阳光照射下与汽车排放尾气中的氮氧化物反应,从而达到净化汽车排放尾气的目的,降低了对空气的污染。
(3)透水性路面通过面层直接渗水,减少了路面积水。
(4)融雪除冰路面通过热力融雪除冰技术使路面冬季自动除冰。
【参考文献】
[1]赵文姣.生态环保型沥青路面应用研究综述[J].公路交通科技(应用技术版),2014(06):190-192.
[2]孙国庆.降噪环保型隧道铺装层TSEM沥青混合料设计研究[D].长安大学,2011.
[3]蒋松利.环保型沥青路面融冰雪涂层研究[D].长安大学,2012.
【关键词】沥青路面;环保;节能;降噪
引言
随着我国经济建设的蓬勃发展,公路与城市道路设计和建设中,传统公路与城市道路铺装功能单一的缺陷已经愈发明显,因此,更多的考虑环保,生态,安全等因素,引入人性化设计理念,使道路路面多功能化已成为发展趋势和必然要求[1]。
目前国内外众多研究者都将探索的目光放在研究新型环保型路面上,并取得了一系列成果。例如:欧洲许多国家在低噪声路面方面研究较多;而在透水路面和非吸热路面方面,日本的许多研究成果很有借鉴价值。我国近几年对环保型道路也逐渐予以重视,长安大学承担的国家科技攻关项目“环保型道路建设与维护技术”取得了一定的研究成果,促进了国内环保型道路建设和维护技术的发展。
1、低噪声沥青路面研究
道路交通噪声是由各种各样的复杂因素造成的,国内外的学者对降低交通噪声的措施进行了大量地研究。降低噪声主要有三个途径:种植降噪绿化带、声屏障技术、铺筑低噪声路面等。声屏障技术降噪效果明显,低噪声路面因良好的降噪性能及耐久性能而进入道路工作者的视野[2]。
多孔沥青路面在欧洲、美国和日本等发达国家已经发展多年,目前这种新型的路面在国外已经逐渐代替普通沥青路面而用于承担各种交通的道路上。法国研究人员通过制作模型来研究多孔沥青路面的声学性能,测定其噪声吸收系数,证实多孔沥青路面噪声比普通密级配沥青路面降低3~6dB(A)。英国为了论证多孔沥青路面的降噪效果和耐久性,铺筑了各种试验路,结果表明:磨耗层厚度为4.5cm,下层为35.0cm厚的沥青混凝土,其磨耗层的空隙率达到20%左右。美国自上世纪60年代以来,开始在干线公路上铺筑多孔沥青路面,同传统的沥青路面相比,多孔沥青路面使用后,许多州的交通事故率明显降低。
2、分解汽车尾气功能沥青路面研究
汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染,是公路交通产生的突出环境问题之一。纳米TiO2光催化材料通过光催化反应使吸附在表面的有害物质发生降解或分解,是净化大气中汽车尾气的一种有效途径。若能将纳米TiO2光催化材料制成净化汽车尾气的路面材料将会大大减小汽车尾气污染范围,从而控制汽车尾气对人身体的伤害。
日本研究人员在铺路时添加了一种呈粉末状的光催化剂二氧化钛,光催化剂二氧化钛功能是能自动吸收汽车排除尾气中严重污染环境的氮氧化物。据测试光催化公路可吸收汽车尾气中至少25%的氮氧化物。意大利的米兰市郊外用光催化混凝土铺了75000平方英尺的路面,发现无论在什么条件下,路面上氮氧化物的含量都减少了60%。国内将光催化材料或是其他尾气催化降解材料应用于路面工程中的研究还处于起步阶段。东南大学绿色建材技术研究所的钱春香等以路面材料为载体,研究了TiO2对氮氧化物的降解作用,结果表明:水泥混凝土负载的光催化剂具有优越的光催化功能,而沥青混凝土的较差。台湾的杨锦怀团队自主研发了光触媒多孔隙混凝土、多孔隙玻璃、光触媒瓷砖,并进行了长期的跟踪检测试验。其试验结果表明:光催化材料可以成功的应用于各建筑场所,对尾气的降解效果明显。
3、透水性沥青路面
透水性沥青路面可将雨水直接渗入地下,而不是经排水系统排入河、湖。透水性沥青路面雨天路面无积水,可保证轮胎与路面之间有良好的附着力,大大改善路面的抗滑性能,防止车辆水漂事故的发生。另外,还可以吸收车辆行驶产生的噪音,创造安静舒适的城市道路交通环境,有效改善了道路行驶的安全性和舒适性。
在美国的爱荷华州,从上世纪70年代开始,表面层一般为2~3英寸的多孔沥青路面得到广泛应用。在英国,COVENTRY大学建筑环境学院对透水路面径流控制和污染防治进行了试验和探讨,其铺设的实验路证明:透水路面对降低排水量、洪峰径流量及改善水质作用显著。在新加坡,透水性路面依据实践经验采用5mm作为面层,而储水基层的厚度依据储水需求采用有限元进行排水设计时确定具体值。
国内的科研院所和高校对透水沥青路面面层做了许多研究。长安大学孙玉芬利用驻波管测定了沥青路面不同空隙率、级配和厚度的吸声系数;1997年,上海远东大道、罗山路延长线试验路的铺筑中,采用了大孔隙沥青碎石排水层,现场测试表明,其排水效果良好。此后,排水路面开始在全国推广使用,先后于2002~2003年在陕西宝牛一级公路、咸阳国际机场路及2005年在江苏南通和广西南友高速公路分别铺筑了排水路面。
4、融雪除冰沥青路面
目前国内外融雪除冰技术主要包括两大类:路面外部融雪除冰技术和路面内部融雪除冰技术。路面外部融雪除冰技术是指对覆盖路面的冰雪层施加外部物理或者化学作用,清除冰雪或使冰雪融化的技术,主要包括人工除冰雪法、机械除冰雪法和融雪剂法;路面内部融雪除冰技术是指在路面结构内部对覆盖的冰层施加作用使之融化的技术,主要包括添加氯化物、抑制冻结铺装技术和热力融雪技术[3]。
在国际上,道路热力融雪破冰技术研究主要以美国、日本、北欧等国家为代表。1948年,美国开始尝试利用该技术,并在俄勒冈州的某条道路上实施试验工程,该系统一直运行了近50年。1992年起,美国开始实施Heated Bridge Technologies计划,在美国五个州分别建设道路和桥梁热力融雪化冰示范工程,其中包括芝加哥国际机场滑行跑道融雪除冰示范试验工程,主要研究和探索了循环热流体、电加热、热管传热和燃料加热等多种方式的能源利用和融雪除冰效率。
在国内,目前关于热力融雪除冰技术的研究仍然处于起步阶段。吉林大学于1997年率先提出太阳能蓄热融雪除冰技术在我国北方应用的设想,并不断地在地下蓄能及路面融雪技术领域开展研究工作。武汉理工大学在利用碳纤维导电混凝土融雪除冰方面进行了相关研究和应用,该项研究是在水泥混凝土中加入导电的纤维,形成导电混凝土,利用电能使之发热,从而实现融雪除冰。北京工业大学提出将发热电缆埋置于路面结构中,利用电能使电缆发热融雪除冰的设想,并开展相关室内试验和理论分析研究,结果表明:当环境温度在-4~1℃范围内时,系统铺装功率为270W/m2时,可以达到融雪除冰的目的。
结语
本文对目前研究热门的新型环保路面做了简要论述和归纳总结,主要结论如下:
(1)低噪声沥青路面主要通过增加沥青面层的空隙率来达到降噪效果。
(2)分解汽车尾气功能沥青路面主要通过光催化材料在阳光照射下与汽车排放尾气中的氮氧化物反应,从而达到净化汽车排放尾气的目的,降低了对空气的污染。
(3)透水性路面通过面层直接渗水,减少了路面积水。
(4)融雪除冰路面通过热力融雪除冰技术使路面冬季自动除冰。
【参考文献】
[1]赵文姣.生态环保型沥青路面应用研究综述[J].公路交通科技(应用技术版),2014(06):190-192.
[2]孙国庆.降噪环保型隧道铺装层TSEM沥青混合料设计研究[D].长安大学,2011.
[3]蒋松利.环保型沥青路面融冰雪涂层研究[D].长安大学,2012.