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。 瀝青路面柴油污染的影響與處治研究 摘要：公路上燃油汽車漏油情況時(shí)有發(fā)生 ,對(duì)路面造成不同程度的污染 ,影響路面的強(qiáng)度。本文就瀝青路面柴油污染的影響、瀝青及其混合料的抗油蝕性能進(jìn)行分析，并總結(jié)出可以采取的相應(yīng)對(duì)策。 關(guān)鍵詞：瀝青路面 油蝕性能 研究對(duì)策 緒論 瀝青是石油中最重的部分，是原油經(jīng)過(guò)處理以后的產(chǎn)品，瀝青很容易在燃料油等輕質(zhì)油分中溶解。容易產(chǎn)生燃料油泄漏的地方主要有以下幾點(diǎn)。 (1)汽車的使用產(chǎn)生的燃料油泄漏。目前國(guó)內(nèi)的汽車仍主要以汽油、柴油作為主要的燃料，不僅排放大量的有害物質(zhì)污染大氣環(huán)境，而且燃油對(duì)瀝青路面的破壞也不容忽視。一般道路由于經(jīng)常穿越村莊和農(nóng)作物密集區(qū)域，村民活動(dòng)頻繁，一些農(nóng)用車經(jīng)常停在路面上，且車況又差，經(jīng)常出現(xiàn)漏油，在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)啟的情況下更為嚴(yán)重。高等級(jí)公路采用渠化交通，由于各種因素，高等級(jí)公路上行駛的部分汽車車況較差，常常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，更有甚者，一些車輛在路上出現(xiàn)故障以后，就地進(jìn)行修理，大量的汽油、柴油灑落在路表面，使瀝青路面嚴(yán)重遭受汽油、柴油等有害油源的浸蝕，使瀝青路面表層甚至幾層瀝青面層出現(xiàn)軟化、松散，最終出現(xiàn)坑洞等破壞現(xiàn)象，從而加速了瀝青路面的破壞。 (2)瀝青拌和站加入的燃油。在瀝青混凝土拌和站的拌和以及瀝青混凝土的運(yùn)輸過(guò)程中，為了防止瀝青混凝土粘在拌和鍋及運(yùn)輸車上，在拌和鍋內(nèi)壁及運(yùn)輸車的內(nèi)側(cè)通常都會(huì)刷一些柴油，這部分油分雖然數(shù)量比較少，但是對(duì)瀝青混凝土也會(huì)有一些影響。 (3)瀝青混凝土道面的機(jī)場(chǎng)的航空燃料的泄漏。在瀝青混凝土機(jī)場(chǎng)的路面，由于給飛機(jī)加油等操作，也會(huì)產(chǎn)生漏油現(xiàn)象，使得瀝青變軟，由于飛機(jī)在等待 過(guò)程中荷載持續(xù)作用在路面上，容易產(chǎn)生較大的永久變形。世界備航空公司所使用的航空燃料主要有兩大類：航空汽油和噴氣燃料。隨著航空工業(yè)和民航事業(yè)的發(fā)展，航空汽油逐步被噴氣燃料所代替，國(guó)內(nèi)外普遍生產(chǎn)和廣泛使用的噴氣燃料多屬于煤油型，通常稱之為航空煤油。 本文就針對(duì)瀝青路面柴油污染的影響與處治方面的研究做一下概述。 1 瀝青路面柴油污染的影響 當(dāng)瀝青路面受到汽油和柴油等有害油源的侵蝕后, 瀝青很容易在輕質(zhì)油中溶解, 造成瀝青膜從石料表面脫離, 使瀝青與石料的粘結(jié)力下降, 導(dǎo)致表層甚至幾層瀝青面層會(huì)出現(xiàn)軟化而松散, 從而在荷載、高溫和雨水綜合作用下, 造成瀝青混合料掉粒、松散, 繼而形成坑槽、推移變形等早期損壞現(xiàn)象, 嚴(yán)重影響路面性能及行車安全。同時(shí), 路面因頻繁維修和養(yǎng)護(hù)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。 油污染現(xiàn)象已越來(lái)越引起道路管養(yǎng)部門的重視。油蝕破壞的鑒別非常簡(jiǎn)單，只需在損壞處掰下一顆石子用鼻子聞一聞看是否有柴油或汽油味，如果有味則說(shuō)明是油蝕破壞。油蝕破壞一般具有以下特征：①主要表現(xiàn)：為瀝青與石料的粘結(jié)力下降，甚至瀝青膜完全從石料表面脫離，混合料變得松軟，承載力下降；②損壞過(guò)程：首先是在被油蝕的范圍內(nèi)出現(xiàn)松軟，瀝青被擠壓向表面匯集，同時(shí)由于瀝青與集料的粘附力下降，在汽車的真空吸力作用下混合料變得松散，集料很快從路面表面脫落，最終形成坑洞；③破壞形式：以軟化、松散、坑洞為主；④損壞周期短。 查旭東關(guān)于“油蝕對(duì)TLA改性瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響”研究中指出，油蝕后，不同摻量的T LA 改性瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度、劈裂強(qiáng)度和殘留強(qiáng)度比均顯著下降, 平均下降幅度在20%左右。 同時(shí), 油蝕浸水殘留穩(wěn)定度在55%～70% 之間, 油蝕凍融殘留強(qiáng)度比在60%～80% 之間?？梢?jiàn)，油蝕對(duì)T LA 改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性和低溫抗裂性能具有顯著的劣化作用。宋志宇關(guān)于“油蝕對(duì)TLA改性瀝青高溫性能的影響分析”研究中指出，油蝕后，TLA改性瀝青的高溫性能明顯下降。這是由于油蝕后瀝青中的瀝青質(zhì)及膠質(zhì)等有效成分被溶解，改變了瀝青結(jié)構(gòu)，使得改性瀝青中純?yōu)r青的勁度模量降低，減弱了瀝青高溫抗變形能力，從而降低了瀝青的高溫性能。 2 瀝青及其混合料的抗油蝕性能分析 瀝青及其混合料的油蝕性能影響因素有很多，如混合料類型，瀝青種類及參量，改性劑類型及參量，混合料的孔隙率，柴油侵蝕時(shí)間，柴油侵蝕溫度等。我國(guó)在近年來(lái)注意到油蝕對(duì)路面的影響，不少學(xué)者開(kāi)始做這方面的研究，現(xiàn)將主要結(jié)論其總結(jié)如下： （1）低標(biāo)號(hào)瀝青比高標(biāo)號(hào)瀝青具有更好的抗油蝕性能，改性瀝青比基質(zhì)瀝青具有更好的抗油蝕性能。東南大學(xué)黃曉明針對(duì)可能產(chǎn)生燃料油泄露的場(chǎng)合，對(duì)50號(hào)、70號(hào)基質(zhì)瀝青及SBS改性瀝青進(jìn)行了瀝青混合料浸油后的質(zhì)量損失、車轍試驗(yàn)及劈裂試驗(yàn)，并對(duì)瀝青膠結(jié)料進(jìn)行了浸油后的動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)。從而分析得知，瀝青在經(jīng)燃料油浸泡后性能會(huì)有較大的下降，低標(biāo)號(hào)瀝青比高標(biāo)號(hào)瀝青具有更好的抗油蝕性能，改性瀝青比基質(zhì)瀝青具有更好的抗油蝕性能。分析其理論依據(jù)：根據(jù)瀝青的來(lái)源不同，瀝青分為天然瀝青、石油瀝青和焦油。石油瀝青主要由瀝青質(zhì)和可溶質(zhì)兩部分組成。瀝青及瀝青混合料受燃料油浸蝕后，瀝青本身的性能有較大下降，同時(shí)瀝青與石料的粘結(jié)力下降，瀝青膜容易從石料表面脫離，從而混合料的性能也有較大下降。瀝青質(zhì)相對(duì)于可溶質(zhì)來(lái)說(shuō)更不易被溶解，所以低標(biāo)號(hào)的瀝青由于其瀝青質(zhì)含量高而使得被柴油浸泡后各項(xiàng)性能比高標(biāo)號(hào)瀝青下降幅度小。瀝青經(jīng)過(guò)改性以后，由于改性劑自身融脹吸附大量的輕質(zhì)組分，使得原瀝青中的油分含量相對(duì)減少，同時(shí)瀝青與集料之間的粘附力有所增加，這使得改性瀝青遭受汽油、柴油的浸蝕后的性能相對(duì)基質(zhì)瀝青來(lái)說(shuō)下降幅度要小很多。 （2）混合料類型，改性劑種類及參量，柴油侵蝕時(shí)間，柴油侵蝕溫度，剪切速度等的不同也會(huì)導(dǎo)致其油蝕性能的不同，找到它們之間的最佳切合點(diǎn)。李明國(guó)關(guān)于“瀝青混合料抗油侵蝕能力分析”中，他以廣東地區(qū)較常采用的SMAl6和AKl6A抗滑層混合料類型，分析不同改性瀝青及瀝青改性前后混臺(tái)料的抗油浸蝕能力。得出以下結(jié)論：在2種級(jí)配類型混合料中，高聚物化學(xué)網(wǎng)構(gòu)改性瀝青混合料的油蝕系數(shù)最大，即其抗油浸蝕能力最強(qiáng)，PE、SBS改性瀝青抗油浸蝕能力則差別不大；對(duì)于相同的瀝青，SMAl6混合料的抗油浸蝕能力優(yōu)于AKl6A型混臺(tái)料。對(duì)于SMAl6和AKl6A型這2種類型混合料，由于SMA是一種由粗集料形成骨架瀝青瑪蹄脂添充其間的骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，相對(duì)于AKl6A型結(jié)構(gòu)，集料之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力均比較大，而且其瀝青用量大，當(dāng)遭受同樣的油蝕時(shí)混合料的強(qiáng)度要高，即SMAl6混合料抗油浸蝕能力好于AKl6A型混合料。徐進(jìn)關(guān)于“TLA改性瀝青及其混合料的油蝕研究”中，他選取了柴油浸蝕時(shí)間、柴油浸蝕溫度、剪切速度和TLA摻量4個(gè)因素及相應(yīng)的4種水平，采用L16(45)正交試驗(yàn)表安排并進(jìn)行了油蝕試驗(yàn)。TLA作為改性劑添加到瀝青中，可以改善瀝青的高溫穩(wěn)定性、感溫性以及抗老化性能。通過(guò)極差法分析了各因素和各水平對(duì)質(zhì)量損失的影響程度，結(jié)果表明各因素對(duì)質(zhì)量損失影響的大小排序依次為：TLA摻量>柴油浸蝕溫度>柴油浸蝕時(shí)間>剪切速度，并得出TLA摻量為30％～40％時(shí)抗油蝕效果最顯著。 （3）改性瀝青對(duì)混合料抗油蝕性能的改善程度，取決于混合料的空隙率水平， 4%～5%的空隙率是改性瀝青最能發(fā)揮作用的區(qū)間，7%～8%的空隙率是改性瀝青發(fā)揮作用的合理上限。曹林濤的關(guān)于“瀝青混合料的抗油蝕性能”研究中指出，改性瀝青對(duì)劈裂強(qiáng)度的提高程度并不是隨空隙率一層不變的, 它取決于空隙率水平：空隙率為1%～2%時(shí), 強(qiáng)度提高約空20%，空隙率為4%～5%時(shí), 強(qiáng)度提高約50%，空隙率為6%～8%時(shí), 強(qiáng)度提高約20%，空隙率為11%左右時(shí), 強(qiáng)度提高相對(duì)較小, 大約10%。也就是說(shuō), 改性瀝青對(duì)混合料性能的改善, 存在一個(gè)合適的空隙率區(qū)間, 在這個(gè)空隙率區(qū)間內(nèi), 改性瀝青的作用得以充分發(fā)揮。4%～5%的空隙率是改性瀝青最能發(fā)揮作用的區(qū)間,7%～8%的空隙率可能是改性瀝青發(fā)揮作用的合理上限。這表明, 瀝青作用的發(fā)揮與混合料的空隙率有關(guān), 當(dāng)空隙率位于高位時(shí), 空隙率對(duì)強(qiáng)度的影響居于首位, 瀝青的作用難以體現(xiàn)； 當(dāng)空隙率適中時(shí), 瀝青的作用得以體現(xiàn)； 當(dāng)空隙率較小時(shí), 空隙率對(duì)強(qiáng)度的影響再次居于首位, 瀝青的作用難以體現(xiàn)。目前有人主張密級(jí)配混合料現(xiàn)場(chǎng)空隙率控制在7%以內(nèi)閉, 而該空隙率是改性瀝青發(fā)揮抗油蝕作用的合理上限, 因此, 可以把用于抗油蝕性能評(píng)價(jià)的試件空隙率定在7%。 （4）添加瀝青路面防水抗油劑能夠極大地提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性和抗油污性能。武漢理工大學(xué)吳少鵬借助自制的采用自制的硅樹(shù)脂溶液，添加滲透劑和增粘劑后合成出一種滲透型硅樹(shù)脂瀝青路面防水抗油劑，滲水試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、抗油性能試驗(yàn)以及表面構(gòu)造深度試驗(yàn)的結(jié)果表明，防水抗油劑能夠極大地提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性和抗油污性能，同時(shí)不影響路面的抗滑性能，半年后對(duì)試驗(yàn)路段的滲水系數(shù)等跟蹤檢測(cè)，結(jié)果證明了其良好的路用性能。使用時(shí)，防水抗油劑能夠迅速滲透瀝青面層，2～6 h固化成膜后(取決于環(huán)境溫度)，將內(nèi)部的空隙堵住，由此可以防滲水、抗老化、耐油污，減少外界水分、空氣等對(duì)瀝青路面路用性能的影響。 3 對(duì)策研究 3.1 管理方面 路政以及路面養(yǎng)護(hù)單位要制定有效的預(yù)警、處治機(jī)制，保證在漏油發(fā)生之后做出快速反應(yīng)。對(duì)已建成的道路而言，及時(shí)處理產(chǎn)生的病害才能防止路面病害的擴(kuò)大化。另外，由瀝青路面油蝕發(fā)生的原因可知，要想從根本上解決漏油帶來(lái)的危害，必須從施工階段就開(kāi)始重視，在施工中根據(jù)其成因采取有效的措施，同時(shí)建立健全有效的質(zhì)量保證體系，強(qiáng)化施工管理，完善施工工藝和施工方法，提高施工質(zhì)量。對(duì)于渠化交通的瀝青路面表層，為了減少路面遭受車輛漏油的浸蝕，道路管養(yǎng)部門應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理，減少車輛在路面上的停臂、維修；汽車用戶應(yīng)提高車輛的運(yùn)營(yíng)狀況，避免行駛過(guò)程中出現(xiàn)故障和漏油。路面修建時(shí)建議采用改性瀝青及SMAl6型混合料以提高抗油浸蝕能力，減少油蝕破壞。同時(shí)應(yīng)大量推廣使用低公害能源(如壓縮天然氣)替代汽油、柴油作為汽車燃料。 3.2 技術(shù)方面 首先，在施工過(guò)程中所使用的瀝青路面表面層混合料應(yīng)該具備以下特性：①對(duì)于基質(zhì)瀝青而言，低標(biāo)號(hào)的瀝青由于瀝青質(zhì)的含量較高而比高標(biāo)號(hào)的瀝青抗油蝕能力稍強(qiáng)；②改性瀝青比基質(zhì)瀝青的抗油蝕能力強(qiáng)，改性瀝青受燃料油浸蝕后不僅各項(xiàng)性能下降幅度小，殘留數(shù)值也比較大，因此從抗油蝕的角度來(lái)看，應(yīng)當(dāng)首選改性瀝青。在改性瀝青的研究上，國(guó)內(nèi)學(xué)者曹林濤等通過(guò)室內(nèi)劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，考察油污染腐蝕對(duì)瀝青混合料性能的影響，并且給出抗油蝕評(píng)價(jià)方法的建議以及改善混合料抗油蝕能力的措施。他們利用油蝕劈裂強(qiáng)度這一指標(biāo)對(duì)瀝青混合料經(jīng)油蝕后的影響，并在試驗(yàn)進(jìn)行前給出了與凍融劈裂試驗(yàn)強(qiáng)度比TSR指標(biāo)相似的定義，油蝕劈裂強(qiáng)度比ISRO指標(biāo)：油污染腐蝕條件下的劈裂強(qiáng)度與未經(jīng)受油污染腐蝕條件的劈裂強(qiáng)度之比。相關(guān)試驗(yàn)表明，油蝕劈裂強(qiáng)度隨空隙率的增大而減小，隨著空隙率的增大，油污染腐蝕對(duì)劈裂強(qiáng)度的影響趨于顯著，控制路面現(xiàn)場(chǎng)空隙率水平是降低油污染腐蝕影響程度的有效措施之一；采用改性瀝青也能提高混合料抗油蝕性能。值得注意的是，改性瀝青對(duì)混合料抗油蝕性能的改善程度，取決于混合料的空隙率水平。其存在一個(gè)合理的空隙率適用區(qū)間，4％～5％的空隙率是改性瀝青最能發(fā)揮作用的區(qū)間，7％～8％的空隙率是改性瀝青發(fā)揮作用的合理上限；油蝕劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，可以用來(lái)評(píng)價(jià)混合料的抗油蝕性能，用于試驗(yàn)的馬氏試件空隙率可以定為7％，目前TSRO臨界值可以定為70％。其次，在高等級(jí)公路設(shè)置緊急停車道，以便于在發(fā)生漏油現(xiàn)象時(shí)可以及時(shí)?？吭趯Ｓ密嚨馈３嗽O(shè)置緊急停車道外，在修建加油站及其他一些儲(chǔ)備油料的地方的瀝青路面時(shí)也要考慮增強(qiáng)路面的抗油蝕能力。 結(jié)語(yǔ) 本文通過(guò)對(duì)瀝青路面柴油污染的影響、瀝青及其混合料的抗油蝕性能分析，總結(jié)了可以采取的管理措施和技術(shù)方法。瀝青路面柴油污染造成的坑槽破壞是其瀝青路面最容易產(chǎn)生的早期破壞之一，因此通過(guò)研究找到一種行之有效的方式來(lái)處理目前道路嚴(yán)重油污染現(xiàn)象，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 參考文獻(xiàn)： 1.徐進(jìn).TLA改性瀝青及其混合料的油蝕研究[D].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工大學(xué)道路與鐵道工程系，2008 2.張銳，黃曉明.瀝青及瀝青混合料抗油蝕性能分析[J].公路，2006(5)：173～175 3.王菁，王曉鵬.車輛漏油對(duì)瀝青路面的影響及對(duì)策研究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)（學(xué)術(shù)版）, 2010,29(8):87～89 4.李明國(guó)，牛曉霞.瀝青混合料抗油浸蝕能力分析[J].公路，2002(1):75～77 5.宋志宇，陳兆坤.油蝕對(duì)TLA改性瀝青高溫性能的影響分析[J].山東交通科技，2010(5)：37～38 6.吳少鵬，李波.瀝青路面防水抗油劑的研究與應(yīng)用[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2005,29(5)：663～666  THANKS !!! 致力為企業(yè)和個(gè)人提供合同協(xié)議，策劃案計(jì)劃書(shū)，學(xué)習(xí)課件等等 打造全網(wǎng)一站式需求 歡迎您的下載，資料僅供參考 -可編輯修改-