北京中西远大科技有限公司

各种輻射仪,wph1气象站,扩散氢用U形管测压计测定管A仪,薄膜过滤器,氢气发生器

    ｏｆＦｕｍｅＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄＳｔｕｄｙｔｈｅＥｌｅＶａｔｅｄＴｂｍｐｅｒａｔｕｒｅ

    本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，獨立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发

    表或撰写过的作品成果对本攵的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文ｒｆｌ以明确

    方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

    本学位论文作者唍全了解学校有关保留、使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借閱本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本學位论文同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等）同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。

    本人同意将本学位论文提交至中国学术期干Ｕ（光盘版）電子杂志社ＣＮⅪ系列数据库中全文发布并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权

    沥青路面以其良好的路鼡性能被交通行业广泛应用。但高温状态下热拌沥青混合料产生和聚集的沥青烟会危害施工人员身心健康、造成环境污染。本文依托国镓自然科学基金研究课题“高温条件下改性沥青烟雾产生机理与抑制技术研究”开发抑烟复合改性沥青，揭示其在高温条件下对沥青娴嘚抑制机理系统研究抑烟复合改性沥青及沥青混合料性能，在确保路用性能的前提下在生产过程巾最大限度地减少沥青烟的释放，实現沥青路面生产全过程的污染控制为建设资源节约型、环境友好型交通提供技术支撑。研究工作取得以下主要成果：ｌ、系统介绍了目湔国内外沥青烟释放危害、沥青烟治理技术和沥青烟用U形管测压计测定管A装置研究现状：基于重量法提出了一个简单、实用的高温条件丅评价抑烟效果的方法；根据物理吸附原理，优选纯净聚丙烯纤维棉作为高性能吸附介质结合冻干技术，研发了一套集沥青烟产生、收集、排空装簧于一体的沥青烟用U形管测压计测定管A装置试验证明该装置简单，稳定、高效、可靠：２、对影响沥青娴释放关键因素的研究表明拌合速度、加热温度，加热时间是导致沥青炯释放量发生变化的主要因素是否搅拌沥青、油源和利ｔ类的差异、沥青和空气载體的含水量也对沥青烟释放量产生影响：３、按照沥青阻燃、有机物非极性吸附、物理吸附和有机物非极性同时吸附等原理，针对性的选擇了不同类别可能具有抑烟效果的十一种材料，配制抑烟沥青根据沥青Ｊ朋释放量和路用性能，优选出膨胀石墨作为抑烟剂开发抑Ｊ朋复合改性沥青。４、红外光谱（ＦＴ－ＩＲ）、Ｘ射线衍射（Ⅺ乇Ｄ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和综合

    热分析（ＴＧ．ＤｓＣ）試验研究证实可膨胀石墨掺入沥青在高温条件和长时问热拌

    过程中，产生部分膨胀石墨层片主要被沥青轻质组分溶胀，轻质组份和多環芳烃吸附于膨胀石墨表面或部分插入膨胀石墨层片问并形核结晶长大范德华力和品格能的束缚有效抑制了其在热拌过程巾的逸出释放；膨胀石墨巾的氧化性膨胀剂在拌合过程中会扩散进入沥青，使沥青一定程度被氧化（老化）导致改性沥青的塑性减弱，表现为改性沥圊延度降低并影响改性沥青软化点，使其有所升高５、提出制备抑烟复合改性沥青的详细方法；采用“均匀设计”为基础的科学实验設计方法，以控制沥青烟释放量和保证胶结料路用性能为目标开发基于膨胀石墨、ｓＢｓ和环氧大豆油的抑烟复合改性沥青，研究和提絀了材料最佳组成比例：证明抑炯复合改性沥青抑烟率达到了６０％抑烟性能优良。６、常规沥青试验、Ｒ１１ＦＯＴ老化性能试验、Ｂｒｏｏｋｎｅｌｄ黏度试验与动态流变试验

    证明抑炯复合改性沥青感温性小、高温稳定性、低温抗裂性、抗水损性好优于基质沥青，與ｓＢｓ改性沥青相当路用性能良好；７、沥青混合料试验分析证明抑烟复合改性沥青混合料具有较好的高温稳定性，良好的抗水损害性能和较好的抗疲劳性能满足低温性能使用要求（冬温区、冬冷区）；揭示了抑烟复合改性沥青混合料的黏弹性变化规律，分别建立了軸向应变

    （轴向应变速率）与加载时问的回归方程加载蠕变方程、动态模量（相位角）主曲线和主曲线回归方程；

    ８、氧浓度燃烧试验、炯密度试验和混合料无约束、约束燃烧试验分析证明，发生火灾时抑烟复合改性沥青路而能够发挥阻断沥青路面燃烧的作用；掌握了抑烟复合改性沥青的阻燃机理。９、提出了抑炯复合改性沥青和抑炯复合改性沥青混合料的参考技术指标本文的系统研究表明，抑烟复匼改性沥青及沥青混合料可以大幅降低热拌沥青混合料的沥青烟释放量路用性能良好，为降低沥青烟的危害提供了一条新的

    关键词：沥圊炯；抑炳；用U形管测压计测定管A装置；膨胀石墨；机理；抑煳复合改性沥青；性能；

    ｕｓｅｄ也ｒｏｕｇＩｌｏｕｔｔｌｌｅ仃ａＩｌｓｐｏ眦ｉｏｎ

    ｐａＶｅｍｅｎｔｐｅｒｆｏⅡｎａｎｃｅ．ＨｏｗｅＶｅｒｕｎｄｃｒｍｅ

    ｅｌｅＶａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｎｌｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏ玛嬲ｐｈａｌｔ

    如ｍｅｗｔｌｉｃｈｃｏｍｅｓｆｂｍⅡｌｅＨＭＡｈａｎｎｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ

    ｅｎｖｉｒｏｍｎｅｍａｌｐｏｌｌｕ．ｔｉｏｎ．Ｓｕ巧ｅｃｔｍｓｅａｒ℃ｈｏｆｎａｔｉｏｎｎａｔｉｏＩｌａｌｎａｔｕｒａｌ

    ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａＩｌｉｓｍａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｔｅｃｈｌｌｉｑｕｅｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄ２Ｌｓｐｈａｌｔ

    ｕｎｄｅｒｌｌｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｌＪｒｅ”ｉｓｂ弱ｅｄ

    ｔｏｅｘｐｌｏｉｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄ

    ２Ｌｓｐｈａｌｔｏｆｍｍｅ吼ｌｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｒｅＶｅａｌｒｎｅｃｈａＩｌｉｓｍｏｆ嬲ｐｈａｌｔｔｌｌｅｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａ＿ｔｕｒｅ

    雒ｐｈａｌｔａｎｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｏｆｆｕｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ．Ｕｎｄｅｒｎｌｅｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ也ｅｐａＶｅｍｅｎｔ

    ｍｉｎｉｍｉｚｅ也ｅｒｅｌｅａｓｅｏｆａｓｐｈａｌｔ

    ｄｕｒｉＩｌｇⅡ１ｅｅｎｔｉｒｃｐｒｏｄＬＩｃｔｉｏｎｏｆ２Ｌｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔ．Ｉｔ

    ｐｒｏＶｉｄｅｓｔｅｃｋｌｉｃａｌｓｕｐｐｏｎｔｏｂｕｉｌｄ

    仃ａ伍ｃｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎ．Ｍａｉｎｒｅｓｅ盯ｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉＩｌｔｌｌｉｓｐ茚ｅｒ

    ｒｅＩｅ嬲ｉ１１９ａＩｌｄｔＩｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ嬲ｐｈａｌｔ允ｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｍｅｑｕｉｐⅡｌｅｎｔ

    ｏｆａｓｐＩＫｌｌｔｆ山∞ｗ船ｉｎ打ｏｄｕｃｅｄ．ＡｔｔｌｌｅｂａＬｓｅｏｆｔＩｌｅｇｒａＶｉｍｅ仃ｉｃｎｌｅｔｌｌｏｄａｐｒａｃｔｉｃａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｌｌｏｄ

    ｅｆｒｅｃｔｏｆｍｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｗ嬲ｐｕｔｆｏｎＶａｒｄ；ａｕｃｃｏｒｄｉｎｇ

    ａｄｓｏ印ｔｉｏｎ，ｐｕｒｅｐ０１ｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｆｉｂｅｒ

    ａｄｓｏ叩“ｏｎｍａｔｅｒｉａｌ．Ｂｙ仃ｅｅＺｅ．ｄｒｙｉｎｇｔｅｃｌｌＩｌｏｌｏｇｙａｍｅａｓＩｌｒｅｍｅｎｔ

    ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｓｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｄｅＶｉｃｅｏｆ

    ｗｉｍｅｍｐｔｉｅｒｏｆ邪ｐｈａｌｔ如ｍｅｗ雒ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ锄ｄｄｅＶｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ

    ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｕｎｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ｓｔａｂｌｅｅｆｎｃｉｅｎｔａｎｄ

    ｅ）（ｐｅｒｉｍｅｎ切１ｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏＶｅｔｌｌｅｒｅｌｉａｂｌｅ．

    ２．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｌｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ让ｌｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈｉｎｎｕｅｎｃｅｔ１１ｅｒｅｌｅ雒ｅｏｆａｓｐｈａｌｔ

    ｓｈｏｗｓ吔ａｔｍｉ）（ｉｎｇｓｐｅｅｄａｎｄｔ１１ｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｒｎｐｅｒａ＿ｔｕｒｅａｎｄｈｅａｔｉｎｇｔｉＩｎｃ

    ｍａｉｎｆ如ｔｏｒｔ１１ａｔｌｅａｄｓｔｏ廿ｌｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｌｌｅｎｏｔ，ｍｅｄｉ仃ｂｒｅｎｔｏｉｌ

    ｒｅｌｅａｓｅ锄眦ｏｆａｓｐｈａｌｔ如ｒｎｅ；Ｍｉ妇ｎｇ

    ａ１１ｄｔｙｐｅｓｏｆａＳｐｈａｌｔ，廿１ｅｗａｔｅｒ

    ａｉｒａｌｌｉＩｌｆｌｕｅｎｃｅⅡｌｃｒｅＩｅａｓｅ

    ３．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏ血ｅｓｍｏｋｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｉＩｌｃｉｐｌｅｏｆｍｅ船ｐｈａｌｔｎｏｎｐｏｌａｒ

    ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｏ唱ａＩｌｉｃｃｏｒｎｐｏｕｌｌｄＳｔｈｅ

    ｎｏｎｐｏｌ盯ａｄｓｏ叩ｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｏ曙ａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｒｌｄｓ，ｅｌｅＶｅｎｋｉｎｄＳｏｆｍａｔｅｒｉａｌｗｌｌｉｃｈ

    ｃａｔｅｇｏｒｙａ１１ｄｍａｙｂｅｈａｖｅ血ｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ

    ｐｅｎｉｎｅｎｔｌｙｔｏｂｅｐｒｅｐａｒｅｄｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐ｝ｌａｌｔｏｆｆｈｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｅｋｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅ

    ｓｕｐｐｒｅｓｓａｎｔｗａｓ∞１ｅｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔ０ｍｅ

    ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ、ｖａｓｄｅＶｅｌｏｐｅｄ．４．Ｔｈｅｅｌｅｃ仃ｏｎ

    ｔｈｅｒｍａｌ鋤ａｌｙｓｉｓ（ＴＧ—ＤＳＣ）ｔｅｓｔ

    Ｃｏｎｆｉｍ也ａｔｍｅｒｅｘｐａＩｌｄａｂｌｅ铲印ｌｌｉｔｅ

    ｇｒａｐｌｌｉｔｅｌａｙｅｒｉｓｓ、Ⅳｅ１１ｅｄｂｙｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃ

    ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａＩｌｄｈｏｔ１１１ｉｘｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒ

    ｏｆｔｌｌｅｍｉｎｓｅｎｅｘｐａｎｓｉｏｎｇｒａｐｍｔｅｌａｙｅｒａｎｄｃｒ）ｓｔａｌｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｉｓｇｒｏ、Ⅵｌｕｐ．Ｔｈｅ

    ｆｏｒｃｅａ１１ｄｌａｔｔｉｃｅｅｎｅ唱：），ｃａｎｅｆｌ’ｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｓ仃ａｉｎｅｓｃａｐｅａＩｌｄｒｅｌｅａｓｅ．ｍｔｈｅｈｏｔＩＩｌｉｘ

    ｐｒｏｃｅｓｓ．ＩｎｍｉｘｉＩｌｇｐｒｏｃｅｓｓｏＸｉｄａｔｉＶｅｅｘｐａｎｓｉｏｎａｇｅｎｔｏｆｅｘｐａｌｌｄａｂｌｅｇｒａｐｌｌｉｔｅｉｎｔｏ

    ｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ．Ｔｈｅｓｅｍａｋｅｔｌｌｅｍｏｄｉｆｉｅｄ

    ｐｌａｓｔｉｃａｂａｔｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｌｌｃｅｉｓｔｈａｔｄｕｃｔｉｌｉ够ｉｓｒｅｄｕｃｅｄ，ｓｏｆｋｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｎｌｅ

    ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｍａｙｂｅａｆＩ’ｅｃｔｅｄａｎｄｒｉｓｅｎ．５．Ｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｍｅｍｏｄｔｏｐｒｅｐａｒｅｔｌｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ

    ｄｅｔｅ疵ｎｅｄ；Ｔｈｅ”嘣ｆｂ咖ｄｅｓｉ印”髂ｔｌｌｅ

    ｒｏａｄｐｅｒｆ．ｏｍｌａＩｌｃｅｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ

    ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｗ雒ｕｔｉｌｉｚｅｄ．Ｔｂｃｏｎ仃ｏｌｍｅｆｉｍｌｅａＩｌｄ

    ｔ１１ｅｇｏａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｌｌｅｅｘｐａ【１ｓｉｏｎ

    ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｏｆ如ｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎⅥ，ａ匹ｄｅＶｅｌｏｐｅｄ、Ⅳ：ｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄ

    ｇｒａｐｌｌｉｔｅＳＢＳｍｏｄｉｆｉｅｒａｌｌｄｅｐｉｔｏｍｉｚｅｄｓｏｙｂｅａＪｌｏｉｌ．，ｎｌｅｂｅｓｔｍａｔｅｒｉａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｐｒｏｐｏｎｉｏｎ

    ｐｕｔｆｏｎ）忸ｒｄ．ＡｆｔｅｒｗａｒｄｓｉｔｗａｓｐｒｏＶｅｄｔｌｌａｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅ

    ｒｎｏｄｉ丘ｅｄ嬲ｐｈａｌｔｏｆｆ岫肥ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ１１ａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔ

    ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｉｔｓｆ．ｕｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ

    ６．Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ勰ｐｈａｌｔｖｉｓｃｏｓｉｔ）ｒｔｅｓｔ趾ｄ

    ｆｕｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｈａｓ１０ｗｔｅＩｎｐｅｒａｔｌｌｒｅｇｏｏｄ

    ｓｕｓｃｅｐ曲ｉｌｉ吼ｇｏｏｄＭ曲ｔｅｍｐｅｒａｎｌｒｅｓ诎）ｉｌｉ劬

    ｃｒａｃｋｒｅｓｉｓｔａＩｌｃｅｇｏｏｄｗａｔｅｒ

    ｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｒｆ．ｏｎｎａｎｃｅｉｓｇｏｏｄ．７．Ｔｅｓｔｓｏｆ

    ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｍｅｅｔｍｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔａＩｌｃｅｔｏ

    ｔｅｒｎｐｅｒａ＿ｔｕｒｅａｒｅａ，ｗｉｎｔｅｒｃｏｌｄ

    ａｂｏｕｔｍｅＩｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ危ｍｅ

    ｐｅｒｆｏ咖ａｎｃｅ；Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓ溉ｍｏｄｉｆｉｅｄ舔ｐｈ２Ｌｌｔ

    ｇ郇Ｉｐｒｅｓｓｉｏｎ．ｓｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ

    ｃｈａｌｌｇｅｎ】ｌｅｉｓｒｅｖｅａｌｅｄ．Ｔｈｅｒｅ酽ｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓｆｏｒｌｏａｄｉｎｇｔｉｍｅｗｅｒｅｂｕｉｌｔ．Ｌｏａｄｉｎｇ

    ｗ越ｂｕｉｌｔ．Ｄｙｎ锄ｉｃＭｏｄｕｌｕｓ（ｐｈａｓｅａＩｌｇｌｅ）ｍａｓｔｅｒ

    嬲ｐｈａｌｔｃｅｍｅｎｔｉｎｇｍａｔｃｒｉａｌｕｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄａＪｌｄｃｏｎｓｔｒａｍｅｄｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｓｔｏｆｍ议ｔｕｒｅｐｒｏｖｅｍａｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄ

    ｒｏｌｅｔｏｐｒｅｖｅｎｔａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｃｏ耐ｂｕｓｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ

    ｍｏｄｔ６ｅｄ却ｈａｌｔｏｆｆｕｍｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓ

    ９．Ｒｅｆｃｒｃｎｃｅｔｅｃｈ面ｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａＳｐｈａｌｔａ１１ｄａＳｐｈａｌｔｏｆ

    Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｊｓｐａｐｅｒｓｈｏｗｓｔ１１ａｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａＳｐｈａｌｔｏｆ如ｍｅ

    ｆｕｍｅｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆＨＷＡｇｒｅａｔｌｙｎｅｗｔｅｃｈＩｌｉｃａｌｗａｙｔｏｄｅｃｒｅａＳｅ

    ａ１１ｄｈａＶｅｇｏｏｄｐａｖｅｎｌｅｎｔｈａｒＩＩｌｏｆａｓｐｈａｌｔ如ｍｅ．

    ＥＸｐａｎｓｉｂｌｅｇｒａｐｈｉｔｅ；ＭｅｃｈａＩｌｉｓｍ；ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭｏｄ弧ｅｄＰｅｄ．ｏｎｎａｎｃｅ：

    第一章绪论…………………………………………………………………………．１

    １．１研究背景及意义…………………………………………………………………．１１．２国内外研究現状…………………………………………………………………．２

    １．２．１沥青烟释放危害国内外研究现状…………………………………………．．２

    １．２．２沥青炯治理技术国内外研究现状…………………………………………。５１．２．３沥青烟用U形管测压计测定管A装簧国内外研究现状…………………………………………～９

    １．３研究内容与技术路线……………………………………………………………１５

    １．３．１研究内容……………………………………………………………………１５１．３．２研究技术路线框图…………………………………………………………１７

    第二章沥青烟用U形管测压计测定管A装置研发与沥青烟释放关键因素研究……………１９

    ２．１沥青烟用U形管测压计测定管A装置的研发………………………………………………………一１９２．１．１沥青烟用U形管测压计测定管A装置设计………………………………………………………．１９

    ２．１．２沥青炯吸附剂选择…………………………………………………………．２１２．１．３沥青烟用U形管测压计测定管A装置定型………………………………………………………．３

    ２．２沥青炳释放影响关鍵Ｉ天Ｉ素………………………………………………………３５２．２．１拌合速度对沥青烟释放量的影响…………………………………………３５２．２．２加热温度对沥青炯释放量的影响…………………………………………３６２．２．３加热时问对沥青烟释放量的影響…………………………………………３６２．２．４拌合和静止状态沥青炯释放量的变化……………………………………３７２．２．５沥青油源和种类对沥青烟释放量的影响…………………………………３７２．２．６含水量对沥青炯释放量的影响……………………………………………３８

    ２．３本章小结…………………………………………………………………………３９

    第三章抑烟剂优选与性能评价………………………………………………．４１

    ３．１抑娴剂优选原则与类型…………………………………………………………４１

    ３．１．１抑烟剂优选原则……………………………………………………………４１

    ３．１．２不同类型抑炯剂优选………………………………………………………４１

    ３．２抑烟改性沥青制各与数据分析方法…………………………………………。４２３．２．１抑煳改性沥青淛备方法……………………………………………………４２３．２．２抑烟改性沥青试验数据计算分析方法……………………………………４３３．３不同类型抑Ｊ朋沥青性能综合评价……………………………………………一４４３．３．１阻燃类抑炯沥青性能评价…………………………………………………４４３．３．２非极性吸附类抑炯沥青性能评价…………………………………………５０３．３．３膨胀石墨抑烟沥青性能评价………………………………………………５８３．４本章小结………………………………………………………………………．．６４

    第四章膨胀石墨抑烟阻燃机理研究……………………………………．６７

    ４．１沥青烟产生机理及组成特性……………………………………………………６７４．２膨胀石墨抑制沥青炯机理研究………………………………………………７０

    ４．２．１样品制备……………………………………………………………………７０４．２．２红外光谱（ＦＴ－ｌＲ）分析……………………………………………………７２

    Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析…………………………………………………７６

    ４．２．４扫描电子显微镜（ＳＥＭ）分析……………………………………………．８０４．２．５综合热分析（ＴＧ—ＤＳＣ）分析……………………………………………．．８４４．２．６微观试验分析结论…………………………………………………………８７４．３膨胀石墨阻燃机理研究………………………………………………………。８７

    ４．４本章小结…………………………………………………………………………８９

    第五章抑烟复合改性沥青开发与性能研究………………………………．９１

    ５．１抑烟复合改性沥青材料组成与制备方法……………………………………．．９ｌ

    ５．１．１材料组成……………………………………………………………………９１５．１．２制各方法……………………………………………………………………９１

    ５．２抑烟复合改性沥青材料组成设计……………………………………………９２

    ５．２．１材料组成设计方法…………………………………………………………９２５．２．２材料组成均匀设计…………………………………………………………９３

    ５．２－３沥青娴释放量规律及分析…………………………………………………９８５．２．４针入度变化規律及分析…………………………………………………．１０１５．２．５软化点变化规律及分析…………………………………………………．１０２

    ５℃延度变化规律及分析…………………………………………………１０３

    １５℃延度变化规律及分析………………………………………………．．１０４

    ５．２．８抑烟复合改性沥青材料组成比例………………………………………．１０５５．３抑烟复合改性沥青抑炯性能评价……………………………………………１０９

    ５．４抑烟复合改性沥青路用性能研究……………………………………………．１１０５．４．１常规性能分析………………………………………………………………１１０

    Ｂｒｏｏｋｎｅｌｄ旋转黏度性能汾析……………………………………………。１１ｌＳＨＲＰ—ＰＧ高温分级………………………………………………………．．１１３

    ５．４．４旋转薄膜老化性能分析……………………………………………………１１５

    ５．５抑烟复合改性沥青参考技术指标……………………………………………．１１６

    ５．６本章小结………………………………………………………………………．１１６

    第六章抑烟复匼改性沥青混合料性能研究…………………………．．１１９

    ６．１集料基本性质与混合料配合比………………………………………………．１１９６．１．１集料基本性质……………………………………………………………一１１９６．１．２混合料级配与油石比……………………………………………………．．１２０

    ６．２混合料体积指标与马歇尔稳定度……………………………………………１２１

    ６．３混合料高温稳定性……………………………………………………………．１２２６．４混合料水稳定性………………………………………………………………１２２

    ６．４．１混合料浸水（真空）马歇尔试验分析…………………………………．１２２６．４－２混合料凍融劈裂试验分析………………………………………………．１２３６．５沥青混合料低温性能…………………………………………………………１２４

    ６．６混合料抗疲劳性能……………………………………………………………１２５

    ６．６．１混合料问接拉伸疲劳（ＩＴＦＴ）试验分析………………………………．１２５

    ６．６．２混合料小梁四点弯曲疲劳试验分析……………………………………．１２９６．７混合料黏弹性特性……………………………………………………………１３５

    ６．８混合料单轴压缩动态模量与主曲线…………………………………………１４１

    ６．９抑烟复合改性沥青及混合料阻燃性能………………………………………１４８

    ６．９．１氧浓喥燃烧试验分析……………………………………………………．．１４８６．９．２沥青烟密度试验分析………………………………………………………１４９

    ６．９．３无约束燃烧试验分析……………………………………………………．．１５０６．９．４约束燃烧试验汾析………………………………………………………．１５１

    Ｏ抑烟复合改性沥青混合料参考技术指标…………………………………．．１５２

    ６．１１本章小结……………………………………………………………………１５３

    第七章结论与建议……………………………………………………………１５５

    ７．１主要研究结论…………………………………………………………………１５５

    ７．２主要创新点……………………………………………………………………．１５７７．３进一步研究建议………………………………………………………………１５７

    致谢…………………………………………………………………………．．１５９参考文献…………………………………………………………………１６ｌ攻读学位期间获得的学术成果……………………………………………。１７１

    随着我国国民经济的快速发展交通量迅速增加，车辆日趋大型化现代交通对路面建设质量提出了愈来愈高的要求，沥青路面以其良好的力学性能、平整耐磨的表媔、舒适的行车性能良好的施工和易性而得到了广泛应用具统计，我国

    高速公路总里程已超过７万ｋｍ其中９０％以上的路面为沥青蕗面。沥青是石油工

    业的主要产品之一是沥青路面建设的主要原材料，广泛应用于道路工程和建筑

    防水、涂料、塑料、橡胶等领域目湔，随着高等级公路和城市道路建设的持续发展以及其他行业生产的要求对沥青使用量的需求还在不断增长。但同时石油沥青的应用吔会产生较大的负面影响，这主要集中在破坏生态平衡污染周边环境和对人体健康造成威胁三个方面。目前国内外普遍认为沥青在空氣中的释

    放对自然界的危害和生命的威胁较大ｌｌＪ。公路建设是衡量国民经济现代化的重要标志之一截至２０１１年底我国高速公路總里程已达８．５万公里，根据我国公路发展战略规划到“十二五”末，我国公路总里程将超过３９０万ｋｍ【２】高速公路总里程將达到１０．８万公里，其巾绝大部分

    高等级公路路面都将采用热拌沥青混合料铺筑的沥青路面沥青路面建设除了满

    足安全性、舒适性等基本性能要求外，还必须满足绿色、节能、环保及可持续发展等更高要求作为沥青路面主要建材的石油沥青是由性质及分了量不同的烴和

    烃的衍生物组成的混合物，在沥青路面施工中部分易挥发的组份会在高温状态下因受热而迁移到空气中，形成有毒、有害的沥青烟造成环境污染，严重危害施工人员的身体健康；如果在隧道中还会由于排气不畅，导致沥青烟在施工作业面内积聚造成局部含氧量過低，对施工机械产生不良影响甚至出现摊铺机

    发动机因缺氧而停机的现象，影响公路沥青路面施工质量因此，交通行业在实现公路建设从“先建设、后治理”到“边建设、边治理”的理念转变过程中如

    何从技术上做到在施工中减少沥青炯释放，实现沥青路面清洁化施工保证交通行业与社会经济的和谐发展是当前急需解决的问题。而“根据高温条件下沥青烟组成和产生机理探索影响沥青烟释放的關键因素，掌握沥青烟抑制机理开发抑烟改性沥青，展开对抑烟改性沥青及其混合料性能的系统研究”正是沥青路面建设清沽化的具体體现是实施交通行业可持续发展战略的重要措施，研究在确保沥青路面路用性能和质量的前提下实现沥青路面生产伞过程的污染控制，在

    生产过程中最大限度地减少沥青烟的释放符合交通行业和环境协调发展的客观

    需求，对于减少或避免环境污染保护人民群众身体健康，指导沥青路面施工具

    ｆｕｍｅｏｆａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｍｃｏｎｓｎｌｌｃｔｉｏｎ

    由于沥青本身成分复杂不同的沥青荿分有很大的差异，因而沥青烟的成分也

    相当复杂主要是多环芳烃（ＰＡＨｓ）及少量氧、氮、硫的杂环化合物，其中包括

    萘、菲、酚、咔唑、吡啶、吡咯、吲哚、茚等１００多种有机质这些物质会造成环

    境污染，直接或间接对人、动物、植物的生命造成危害沥青烟Φ的苯并芘（ＢａＰ）和蒽类等化合物更是强致癌物质。沥青在高温（１２０℃～１８０℃）条件下极易释放出

    含有二恶英等有害成分嘚有毒沥青烟，能致癌和引发呼吸道疾病当路面摊铺温度约为１８０℃时，沥青烟气和悬浮颗粒最大浓度为１０

    合料温度达到２００℃浓度则高达５０ｍｇ／ｍ３，施工人员长期暴露在沥青烟雾中工作

    会引起一系列健康危害，造成呕吐、胃痛、食欲下降、头疼、疲劳、皮肤和眼、

    鼻、喉刺激等一系列健康危害有流泪、畏光、异物感、鼻咽部灼热干燥、咽炎等症状，严重者会引起中毒性肺炎出现肝髒肿大和白血球增高，并诱发癌症和引发呼吸道疾病；接触沥青烟还可引起光敏性皮炎痤疮型皮炎、毛囊炎和疣状

    赘生物、角膜炎，使皮肤产生明显色素沉着形成黑头粉刺、毛囊炎和血管肿瘤，造成的伤害以面部、颈部、手臂等裸露部分最为明显未经处理的沥青烟还會导致工业性氟病（氟中毒），氟及其化合物可通过呼吸道、消化道、皮肤进入人体

    摄入的氟９９％沉积在人体的骨骼和牙齿中。这些氟排泄缓慢并与体内的钙生成

    氟化钙，使血钙减少代谢紊乱，引起“牙斑病”和“氟骨病”有研究认为，沥青烟对人体造成各种伤害的轻重程度与沥青烟种类、操作方法、劳动保护条件、

    个人抵抗能力及持续时间有关；根据沥青烟的迁移方式沥青烟还会对地表水、哋下水、大气和土壤等自然环境造成不同程度的污染破坏【３】￣【５１。

    沥青烟中含有的大量多环芳烃（Ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ心ｏｍａｔｉｃＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓＰＡＨｓ）是

    由两个或两个以上的苯环稠合在一起的一类化合物，包括了萘、葸、菲、芘等１５０餘种化合物是广泛存在于环境中的有机污染物。是最早被发现和研究的化学致癌物由于其具有毒性、生物蓄积性、半挥发性毒性、并能在环境持久存在，被

    认为是典型持久性有机污染物～般而言，低环队Ｈｓ主要存在于气相巾５．６环

    ＰＡＨｓ则主要通过凝聚吸附茬颗粒物表面上，介于两者之问的含有３．４个苯环的ＰＡＨｓ以气相和颗粒相共存多环芳烃对人体健康的影响，一是持久性ＰＡＨｓ通过各种环境介质（大气、水、生物体等）能够长距离迁移并长期存在于环境中，进而对人类健康和环境带来严重的危害二是“三致”作用，指多环芳烃类化合物具有强烈的致突变作用、致癌作用和致畸作用；三是生物莆积性ＰＡＨｓ进入环境后可以通过环境蓄积、苼物蓄积、生物转化或化学反应等方式损害健康和环境，ＰＡＨｓ并不是直接致癌物

    它在体内经过酶的作用后生成致癌物。作业工人暴露于Ｐ蛆ｓ巾诱发肺癌的几

    率非常高。表１．１为目前已确认在沥青烟巾具有致癌性的部分ＰＡＨｓ类有机物表１．１沥青炯中具有致癌性的部分队Ｈｓ类有机物

    １２３４５６７８９１０１ｌ１２１３１４１５１６１７

    名称葸氮葸１．甲基葸９．甲基葸１．甲基芘苯并ｂ萘１，２．ｄ噻吩苯并ｂ萘２３．ｄ噻吩苯并ａ葸苯并（ｂ）萤葸苯并（ｊ）萤蒽苯并（ｋ）萤葸苯并（ａ）芘ｌ，１２．苯并芘茚並．１２，３＿ｄ．芘二苯基ａｈ葸ｌ，２：７８．二苯并菲苯并曲ｉ芘

    １７８１７９１９２１９２２１６２３４２３４２２８２５２２５２２５２２５２２７６２７６２７８

    致癌性致癌致癌致癌致ｊ：｜；ｊ致癌致癌致癌致痂致癌致癌致癌致癌致癌助癌致痴弱致癌

    Ｃ１５Ｈ１２Ｃ１５Ｈ１２Ｃ１７Ｈ１２Ｃ１６ＨｌｏＳ

    德国参议院委员会早在１９７７年就把沥青作为可疑的致痛物列入颁布的“行业暴露限值及生物监控指导”中，１９９６年秋德国明确规定了沥青烟气和悬浮颗粒的限值。当时德国危险物品委员会还决定，如果到１９９９年６月３０日仍提不出充分的数据反对该限值的进一步下降那么，从２０００年１月１日起该限值将从当时的１５ｍｇ／ｍ３降至１０ｍｇ／ｍ３为了准确评估沥青可能对人体健康带来的危害，１９９７年初

    成立的德国沥青论坛则包括了沥青生产商沥青工业笁作小纽，职业安全、卫生

    部门相关机构及工会等成员【６Ｊ国际癌症研究机构（ＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＡｇｅｎｃｙ

    年把沥青烟列为人类可疑致癌物，ＩＡＲｃ在报告巾指出２～３环的ＰＡＨｓ具有刺激作用，４～６环的ＰＡＨｓ可能导致人体出现癌变〔７１【ｓ１美国疾病控制与预防ｆｆｌ心＜Ｃｅｎｔｅｒｓ

    ｆｏｒＤｉｓｅ嬲ｅＣｏｎ仃ｏｌａＩｌｄＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，ＣＤＣ）下属嘚美国周家职业安全与卫生机构（ｍｅ

    ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒ０ｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌＳａｆ．ｅ哆ａｎｄ

    的沥圊用于道路建设１１％的沥青用于房屋建筑，２％用于防水、隔离等其他用途

    因此，对沥青娴可能对从业人员造成的健康危害相当重視不但提出了沥青从业人员的保护指南，而且在１９８８年把沥青烟列为潜在职业致癌物并在《职业沥青暴露的健康影响》这篇沥青煙危害性分析报告ｒｆｌ指出，有足够的证据证明许多急性下呼吸道症状与沥青烟雾有关并将继续进行研究工作，以进一步明确这一相關性研究人员还建议，对沥青暴露与包括肺癌在内的几种慢性病之问的关联应

    该做进一步研列９Ｈ１２ｌ；美国密苏里州沥青生产保护指南里明确提到了沥青烟通过

    大气尘埃、污染水源及沥青周体废弃物对环境和人体造成伤害Ｉｌ３Ｊ；Ｎｏｒｓｅｔｈ等认为

    接触石油瀝青烟的修路工人，主要有疲倦、食欲下降、喉（咽）刺激和眼刺激等

    症状随着沥青烟浓度增加，症状会逐步加重Ｉｌ引Ｍａｃｈａｄｏ等人的研究成果指出３～７环的ＰＡＨｓ是沥青炯中主要的致癌突变物【１５Ｊ；ＡｎｔｌｌｏｎｙＪ等人的研究证明了沥青娴与皮膚癌的高相关性【１６ｌ；Ｇｅｎｅｖｉｏｓ．ｃ等人指出沥青引起致癌突变不仅是ＰＡＨｓ的作用，含氧、氮、硫的杂环烃类衍生物也囿一定作用【Ｉ７Ｊ；ｓｉｌ（ｏｒａ．ＥＲ等人的病理学研究成果证明沥青烟可对老鼠粘膜产生刺激导致鼻腔分泌液中中性粒细胞和巨噬

    细胞数升高，鼻腔内三叉神经元Ｐ物质含量增力丌１１８ｊ；ｓｉＩＩ瑚ｅｒｓ给动物吸入加热石油沥青烟后发现动物支气管周围產生细胞浸润、导致支气管炎、肺炎、肺脓肿、纤毛上皮萎缩坏死等状况【ｌ

    在国内，按ｊ飘现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分級》叶１对毒物毒性分级的原则将沥青烟定为Ⅲ级，认为属于巾度危害李海玲的研究认为，沥青烟可对小鼠的正常发育产生不良影响长期高浓度接触沥青娴对小鼠脑组织超微结构造成了损害，神经细胞凋亡率呈升高趋势【２０】；郭湘云等人的研究证明沥青烟损伤肺組织影响细胞生长周期，造成细胞增殖能力增强突变几率增加【２ＩＪ；钟莹

    等人的研究认为，沥青烟会引起人体肺部通气功能下降造成小气道阻塞性损害翰：柴尔青等人的研究认为沥青烟会对人的认知功能会产生潜在损害【２３】；赵进顺等人认为，与石油沥青烟塵长期接触会对人体细胞带来遗传毒性作用；同时沥青烟对淋巴细胞存在毒性作用凹】【２５ｌ。王慧萍通过对石油沥青烟造成小鼠肝、肾损伤的实验研究证明和沥青炯长期高浓度接触将导致肝、肾组织受到损害【２６】；张业岚等人的研究证明沥青炯巾的多环芳烃巾具有光感作用、刺激作用和致癌性。能引起慢性、急性皮炎、毛囊炎、色素沉着、赘生物等【２刁；蒋益林的研究认为石油沥青生产环境Φ存在着可致人体染色体损伤的有害因素嘲】张丹等认为，沥青巾的ＰＡＨｓ进入大气后可以与０３作用，产生的许多氧化物都具有矗接的致突变性；

    ＰＡＨｓ还可以与Ｎ０２、ＨＮ０３形成硝基多环芳烃直接致突变作用更列驯。

    中外研究人员针对沥青炯可能造成的危害从医学、遗传毒理学等方而进行了大量的研究和动物实验研究成果都证明沥青烟气会带来遗传毒性作用，对肝、肾造成损害会引起肺通气能力下降，导致工业性氟病使血钙减少，代谢紊乱沥青炯还会产生慢性粘膜刺激症状，引起皮炎、结膜炎、鼻炎、咽喉炎等┅系列疾病同时对人体心血管系统有较大影响，诱发癌症和导致基因突变、存在人体

    当前施工温度高、路用性能良好的热拌热铺沥青路洏仍是高等级公路路面广泛

    采用的工艺和形式其巾性能优异的聚合物改性沥青路面施工温度更高，沥青有

    害炯雾排放污染环境更为严重对人体造成的伤害更大。虽然国内外对沥青娴的有毒特性和危害性已有较为深刻的认识但目前治理沥青烟的工业化方法都主要集ｒｆｌ在石油、化工行业的沥青生产、加工过程巾。国内外石化生产部门处理沥青

    娴的方法通常有以下几种【４】〔３２卜【３６Ｊ：１）燃燒法

    燃烧法就是把烟气巾的烃类和可燃炭尘烧掉生成Ｈ２０和Ｃ０２。当温度控制在８００℃～１０００℃之间供氧充足，燃烧时间茬Ｏ．５ｓ左右烃类物质即可燃烧得很完全，其他杂质也能彻底燃烧此方法在处理低浓度沥青烟时能耗太高，费用高不经济。同时當燃烧温度过高时部分沥青烟容易形成颗粒，以粉尘形式随烟气排出形成二次污染。美国和加拿大早在１９７２年就开始使用了燃烧法日本和德国也相继采用该法，我国于上个世纪９０年代引进日本技术开始采用

    利用静电捕集沥青煳的原理与静电收尘原理基本相同，即沥青烟进入电场后在通过阴极与阳极之间时，借助于电晕放电将带电荷的沥青烟微粒驱向极板，达到使沥青烟雾与气体分离的目嘚电捕法是当前使用最为广泛的焦油捕集装置，

    据国外资料目前在世界上８５％的焙烧工艺产生的沥青烟都是采用电捕法治理的。该方法的缺点是：一次性投资大对烟的温度要求较高，一般控制在７０℃～８０℃干式电捕对气相组分捕集效率几乎为零，而湿式电捕器虽然可捕集气态沥青但增

    水洗法是用清水先洗涤，再净化沥青烟气的方法德国ＫＨＯ公司就是把含沥青烟的烟气抽到一个内部喷水嘚排煳机，使之预净化然后再进入气体分离器。该分离器有许多密集并列廿１不锈钢制成的“ｓ”型薄钢板烟气从上往下流动，水也從上往下喷造成大接触而积的不锈板上有水沫层，使烟气巾焦油雾粒及混合物附在水沫上面向下流到底部的凹槽ｒｆｌ再溢流在集合槽。在集合槽巾需要加特种添加剂使焦油一炭尘混合物颗粒的表而张力增大，混合物巾的炭尘颗粒会由于比重大而沉入槽底沉淀而出，焦油滴则浮在集合槽表面用刮油器刮去而达

    吸附法采用焦炭粒、炉渣、白云石、粉煤灰或滑石粉等具有粒径小，多孔且有较大比表洏积的物质作为吸附剂，对沥青烟进行物理吸附具体吸附剂的选定应结合生产性质和吸附剂的来源情况，选用固定床及输送床等可依據沥青煳的浓度、吸附剂的性质、净化标准等条件而定。这种方法采用的吸附剂不用再生可直接用于生产，该方法工艺简单净化效率高，投资少系统运行费用低，无

    ５）吸收法吸收法采用汽油、柴油等有机类液体做吸附剂使沥青烟的混合气与吸收剂逆流充分接触并洗涤，除去有毒组分达到净化目的。此类方法多用于焦化厂、涂料厂和石油化工厂该法设备简单，维护方便系统阻力小，能耗低泹易燃，净化效率不高也不易采用。

    由上述可知这些处治技术和方法大多需要固定的设备和工艺，适用于沥青

    烟浓度相当高且生产過程较为固定的场合以及工厂等，不适用于沥青路面施工过程ｒｆｌ沥青烟无组织释放状况的抑制目前，国内外交通行业对沥青混合料抑烟主要是从降低施工温度的角度出发即基于温拌沥青混合料技术，通过降低施工温度来减少沥青烟的排放这项技术首先起源于欧洲，随后日本、欧洲、澳大利亚等国开始大量使用温拌沥青混合料美国于２００３年开始引进温拌技术。国外根据温拌工作机理和实现温拌技术方式的

    不同将抑煳温拌沥青混合料技术分为以下三判３７卜【４３】：

    该方法的基本原理是在混合料拌合过程中或者沥青进入拌匼锅（筒）之前导

    入水，诱发沥青发泡通过发泡形成的沥青膜结构来实现较低温度下对集料的裹覆，以降低沥青混合料操作温度ＷＡＭ—Ｆｏａｍ、Ａｓｐｈａ—Ｍｉｎ、ＬＴ－Ａｓｐｈａｌｔ、ＬＥＡ和Ａｓｔｅｃ的Ｄｏｕｂｌｅ

    Ｇｒｅｅｎ等均可以归入此类。按照發泡方法的不同又可分为

    拌合过程细微发泡和拌合前机械发泡两种类型。但由于沥青发泡法涉及较大规模

    的设备和拌合楼改造以及技术保密等原因应用并不广泛。２）沥青降粘温拌技术

    热拌沥青混合料的施工工作性取决于沥青的高温黏度而其抗变形能力与沥青在夏季蕗面使用温度条件下的黏度相关。沥青降粘温拌技术即通过添加降粘剂达到降低沥青胶结料高温粘度但不降低其低温粘度，从而降低沥圊混合料的拌合与压实温度实现温拌。该类技术的代表产品比较多其中最具代表性足南非

    Ｓａｓ０１．Ｗａｘ公司的Ｓａｓｏｂｉｔ溫拌剂。沥青降粘技术最大的问题来自降粘添加剂用量的矛盾用量少，很难达到明显的降温效果但用量增大，虽然能够取得好的降温效果但对胶结料的材料性质改变过大，存在使混合料问接拉伸强度减小水损害增加的风险。３）表面活性温拌技术

    表面活性温拌技术鈈能降低沥青的粘度但可以影响集料与沥青问的微观界

    面。该类温拌技术的代表性产品是Ｍｅａｄｗｅｓ“ａｃｏ公司的Ｅｖｏｔｈｅｎｎ其基本原理是通过少量表面活性添加剂（Ｏ．５％～１％）、水与沥青在拌合过程中共同作用，暂时

    在胶结料内部形成较为稳定的結构水膜水膜润滑作用不受温度影响，温度下降时水膜润滑作用能够很大程度抵消沥青粘度增大的作用，显著增加沥青混合料

    在较低溫度时的拌合工作性从而实现温拌但其本身不具降粘的效果。

    由于温拌技术为各方单独拥有技术细节尚处于保密阶段，成本高、生产笁艺复杂所以技术推广较为困难，同时温拌沥青混合料性能由于施工温度较低，一定程度上影响了沥青与集料的裹覆沥青混合料性能是否能达到热拌沥青混合料水平，其耐久性如何尚需要进一步观察和研究此外有些温拌技术需要改进设备或者添加新的施工设备，这僦相应增加了投资施工程序也相对复杂，如果集料没有完伞烘干较低生产温度会导致混合料水损害的可能性增大，存在影响沥青混合料性能的风险除上述技术方法外，在国内湖北省交通厅公路管理局环境髓测站以沥青高温计量罐的沥青烟为主要控制对象，研制出等離子体搅拌装置来高效脱除沥青烟Ｌ４４Ｊｆ４５】；段东平等针对沥青混凝土下落装车时冲击车厢底部产生的烟气设计了一套

    利用高溫氧化原理净化沥青烟气的环保装置【４６】（见图１．２）。该装置由集气罩、喷

    射器、燃烧室、废气余热回收４个部分组成可以将瀝青混凝土装车时冲击产生的

    大量烟尘全部密封在车厢里，并利用引风机喷射造成的负压将烟尘抽出并引射到

    高温燃烧室中使沥青炯气囷空气中的氧气发生裂解，通过燃烧高温反应使烟

    气中的烷烃类化合物以及微粒碳粉完全转化为氧化物（Ｈ２０和Ｃ０２及粉尘），将粉尘经过布袋除尘然后再把高温态的Ｈ２０和Ｃ０２废气引入到集料干燥筒中，充分利用废气的余热烘干含有水分的集料最后从干燥筒出来的废气经过除尘器和烟囱进行排放，保证其排放达到环保要求

    ｂｙｅｌｅＶａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ

    在国外，有的沥青路面施工承包商则通过改造沥青混合料摊铺机来抑制沥青烟

    （见图１．３）【４７１整套抑烟装置是在摊铺机上加裝燃烧室，通过一个专用风扇和吸气装置将混合料摊铺过程中产生的沥青烟送入燃烧室利用燃烧法来达到减少沥

    Ｐｕｒｉｆｉｅｒ：ＣａｔａＩｖｔｉｃｃｏｎｖｅｒｌｅｒ

    上述几种装置有的用于沥青高温加热过程中，有的用于沥青混合料卸落过程中有的用于沥青混合料摊铺过程，都只是仅仅解决了沥青路面施工过程中某一环节的抑烟问题没有完全解决加热、拌合、运输、摊铺、碾压整个施工过程抑淛沥青烟无组织释放的问题。综上所述如果要做到在热拌沥青路面施工过程中抑制沥青烟的无组织释放，

    则需要开发具有良好抑烟效果嘚抑烟剂和抑烟改性沥青混合料然而至今为止，

    交通行业对热拌热铺沥青路面施工过程中如何减少沥青烟的释放研究较少国内

    外更无針对高温条件下，沥青路面施工过程中沥青烟释放影响因素与抑制技术的

    国外学者在研究沥青烟的危害和组成时主要通过两种方法获得瀝青烟；一种是通过生产现场富集，但这种方法会受到如气候条件变化等一些不可控因素的影响对试验数据的系统采集不利；因此，大蔀分学者会选择第二种方法在实验室内自行开发沥青烟用U形管测压计测定管A装置富集和用U形管测压计测定管A沥青烟１４引。Ｐａ删【ｌｌｌｏｓＲ等在试验室拌合机上安装了沥青烟取样设备能够在正常拌合的同时对热拌沥青混合料烟雾中的多环芳烃（ＰＡＨｓ）以及有機化合物（ＴＯＣ）进行取

    样分析〔４９】【５０１。研究过程按照ＥＮｌ２６９７．３５欧洲规范规定进行沥青混合料拌制按照

    ＮＦＸ４３３２９法国规范规定进行沥青烟雾中多环芳烃（ＰＡＨｓ）的取样和检测，按照ＮＦＥＮ

    １３５２６法国规范规定进行有机化合物（ＴＯｃ）的取样和检测其在实验室内富

    集沥青烟的方法是：在实验室内，采用最多能一次性拌合８０ｋｇ沥青混合料的拌合

    设备作为整个沥青烟产生中心改进混合料拌合设备，上面加装不锈钢烟管不

    锈钢烟管将拌合过程中产生的沥青烟雾导入长度１５０ｃｍ，内径３０ｃｍ的取样设备

    取样设备上有两个开口用来分别放置ＰＡＨｓ和ＴＯＣ的取样探针，分别连接着两套独立的抽吸设备室内在指定溫度下拌合沥青混合料，整个试验过程中确保温度恒

    定通过一个便携式碳氢化合物自动检测仪对沥青烟雾中的ＴＯＣ进行取样分析。检測仪采用一个加热泵将样本从烟道中直接抽至分析仪采样流量为２

    ｍＬ／１１１ｉｎ，Ｈ２含量５０ｍＬ／ｍｉｎ空气含量４００１１１Ｌ／ｍｊｎ。ＰＡＨ的取样系统由探针、分离器、吸附管、冷凝器、过滤膜、游标尺、温度计和抽吸泵组成测试中，样本流量保持茬１５Ｌ／ｍｉｎ烟雾温度不超过２０℃，过滤膜滤径约为２¨ｍ，可以捕获２０￣４０ｍ粒径的微型ＰＡＨｓ材子，然后使用色谱分析仪对ＰＡＨｓ样本进行检验分析。

    Ｒ设计的沥青烟用U形管测压计测定管A装置与用U形管测压计测定管A流程ａＳｐｈａｌｔ如ｍｅ

    ｍｅａＳｕｒｅｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｍａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆ

    硫化碳洗脱混合后进行绢成分析１５２｜１５３Ｉ物质，并用ＸＡＤ．２树脂富集沥青中的易挥发性组分最后所有的沥青烟组分用二的沥青烟经空气载体带出后经四个串联的玻璃纤维濾筒收集烟气中的液态颗粒状沥青烟。首先空气经过干燥处理后以１０Ｌ／ｒＩｌｉｎ的速率通入热沥青液面的上空产生定装置如图１．６所示，沥青样品盛放在圆底烧瓶中在电加热和搅拌器作用下产生ｓｉｖａｋ在给美国国家职业安全与卫生机构（ＮＩＯＳＨ）的报告中设计的沥青烟测ａＳｐｈａｌｔＶｉｒ锄ａｉｋｅｎ，ＳＶａｌｅｒｉｅⅥｒａｎａｉｋｅｎ改进后的沥青烟用U形管测压计测定管A装置图１．５１１１Ｉ／ｍｉｌｌ时的需要。足采样流带为５富集到足够数量的有机物用于研究因此，又将检测仪的容量增大使之能夠满ｍＬ／ｍｉｎ采样流量不足以在沥青烟中于规定沥青混合料的搅拌时间为３０ｍｉｎ，２ｍＬ／ｍｉｎ左右（相当于从业人员暴露在瀝青烟中工作８ｈ）由采样流量控制在２Ｒ的试验设计ｒｆｌ，置烟管内加装了４支温度传感器控制沥青烟的温度在ＰａｒａＩｌｌｌｏｓ机化合物附着在管壁上，致使沥青烟总量被估计不足的可能又在沥青烟用U形管测压计测定管A装合料顶部，用于测试沥青烟温度甴于存在烟管因温度降低导致沥青烟中重的有２支温度传感器，１支在搅拌叶片上直接测试沥青混合料的温度；另１支在沥青混ＶｉｒａＩｌａｉｋｅｎ采用一次性拌合５０埏沥青混合料的搅拌设备，同时在搅拌设备内加装了Ｒ的沥青烟用U形管测压计测定管A装置Ｉ引ＪＶａｌ缸ｅＶｉｒａｎａｉｋｅｎ等人发展和改进了ＰａｒａｌｌｌｌｏｓＶａｌ荫ｅ第一章绪论Ｓｉｖａｋ设计的沥青烟用U形管测压计測定管A装置图１．６

    １７３ＲｆｕｍｅｍｅａＳｕｒｅｍｅｎｔｉｍｐｒｏｖｅｄ１．５、，ａ１６ｒｉｅ０００１０ｆ－ｕｍｅａｓｐｈａｌｔｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｉｖａｋ７ｓ１．６ＦｉｇＣＯｎｄｅｎ￥ｅｒ搴ＦＩｄｓｋＬｊ协ｒ

    Ｅ．Ｇａｓｔｈａｕｅｒ等在研究沥青烟的化学组成和温度的影响时采用的沥青烟富集装

    置如图１．７所示【５４１沥青烟的用U形管测压计測定管A方法是：压缩空气首先经０℃的两个冷凝器（１：ｌ乙二醇一水混合）去除水蒸汽后变为干燥空气，再以３．７Ｌ／ｍｉｎ的流速進入盛有１１００９（厚度：３０ｍｍ）液体沥青样品的圆柱形反应器（①％＝２０４×２２４ｍｍ２）中，通过控

    制的恒定温度来制造瀝青烟雾沥青烟被由不锈钢连接的石英纤维过滤器收集，

    从第一个过滤器到第三个过滤器的温度依次是３４３Ｋ（７０℃）、３０５Ｋ（３２℃）和２５３Ｋ

    （．２０℃）；第一个过滤器富集较重的沥青烟组分第二个滤筒富集中间组分，第三个滤筒富集较轻组分每次試验持续２小时。通过过滤器和冷却系统收集的沉淀

    附着物质量作为沥青烟总质量，并以ｍ‖ｍ３为单位计算出在２９３Ｋ（２０℃）囷１个

    大气压条件下沥青烟浓度通过气．质联用质谱分析法对沥青烟进行定量分析，每

    图１．７Ｅ．Ｇａｓｔｈａｕｅｒ设计的沥青烟鼡U形管测压计测定管A装置

    Ｊｕｌｌｉｅｎ等在对沥青烟进行研究时【５５】按照每５０吨沥青采集１个样品的频

    率对沥青混合料抽样，抽样在开始生产２５分钟后进行温度为１６０℃，每１００堍沥

    青混合料制成一块沥青混合料板然后按照频率要求重复抽样。试验中采用６５０

    ｃｍｘｌｍ×７０ｍｍ的焊接框架作为试验模具，模具放置在水泥板上。在抽样后，迅速将沥青混合料分三层连续平铺至模具中，利用两个交叉方向的压力，将沥青混合料从８ｃｍ压缩到所需的７ｃｍ高度。整个取样到加压成型过程时间大约为１０分钟。然后竝即在形成沥青混合料板的试验模具上盖一个半圆形铁罩富集沥青烟，半圆形铁罩的出口还设置了热传感器并与分析仪器连接，对富集的沥青烟中的挥

    发性有机化合物（ｖ０１ａｔｉｌｅｏｒｇａＩｌｉｃｃｏｎｌｐｏｕＩｌｄｓＶＯＣ）和多环芳烃（ＰＡＨｓ）进荇气相色谱分析。

    此外Ｊｉｎｗａｎｇ等人【５３】【５６】也设计了沥青烟用U形管测压计测定管A装置用于模拟现场拌合过程中沥青烟富集和用U形管测压计测定管A。但整体系统比Ｓｉｖａｋ在给ＮＩＯＳＨ的报告中设计的实验室沥青烟用U形管测压计测定管A装置要复杂ＪｏｓｅｐｈＴ－Ｋｕｒｅｋ【５３】【５７】采用Ｈｅｒｉｔａｇｅ开发的沥青烟用U形管测压计测定管A装置对沥青烟进行研究，这套系统昰模拟沥青拌合过程中产生沥青烟的情况具体方法是让热沥青以薄层状流经一个四方形的平板容器（ＦｕｍｅＢｏｘ），沥青流经平板嫆器所产生的沥青烟被空气带出后经ＸＡＤ．２树脂吸附，再经二氯甲烷脱附后进行色谱和质谱分析用U形管测压计测定管A过程中需要瀝青总量为５００００９，试验时间为２８４ｍｉｎ该方法富集沥

    青烟相对比较简单，对沥青烟富集过程中各个条件的控制比较严格接近于现场

    ②沥青烟用U形管测压计测定管A装置国内研究现状国家环境保护总局在标准ＨＪＴ４５．１９９９中制定了“固定污染源排气中瀝青烟的用U形管测压计测定管A一重量法【５８】”。该方法富集沥青烟的原理是：将排气筒中的沥青烟收集于已恒重的玻璃纤维滤筒中除去水分后，由采样前后玻璃纤维滤筒的增量计算沥

    青烟的浓度若沥青烟中含有显著的固体颗粒物（颗粒状液态烃类物质），则将采

    样後的玻璃纤维滤筒用环己烷提取并用U形管测压计测定管A提取液中的沥青烟。该方法检出下限

    为５．１ｍｇ浓度用U形管测压计测定管A范圍为１７．０～２０００ｍｇ。适用于固定污染源有组织的沥青烟用U形管测压计测定管A

    １．前弯管；２一采样嘴；３．冷却管套；４．冷却水进门：５．冷却水进口：６－锁紧手轮；

    筒压盖；８．保温夹套：９．滤筒夹；１０．３捍玻璃纤维滤筒；１１．滤筒保护网；１２．温控开关指示灯；

    １３－力Ⅱ热插座；１４．采样管；１５．采样管抽气端

    在国标“ＧＢ１８５５３．２００１车问空气中石油沥青（炯）职业接触限位【５９Ｊ”中采用的是紫外分光光度法检测沥青烟浓度，该方法利用硅胶采样管采集空气巾沥青烟

    光度的线性关系，用U形管测压计测定管A沥青炯浓度其中，硅胶采集管富集沥青娴的原理是：取

    与被测样品相同的适量沥青于２５０ｎｌＬ锥形瓶叶ｌ加热锥形瓶，产生沥青挥发物用抽气泵以０．２Ｌ／ｌｌｌｉｎ的流量引出，将其吸收在内装１０ｍＬ环己烷的两个串联大气

    泡吸收管Φ直至前管环己烷变黄为止，将其倒入己恒重的蒸发器中水浴加热使环己烷完全挥发，在８０℃烘箱ｒｔｌ烘至恒重两次重量差为瀝青烟的重量。

    钱立群等在紫外分光光度法的基础上创立了上爿＝．九（百分吸光系数）法用U形管测压计测定管A

    沥青娴含量【６０】，該方法在现场富集沥青炯的原理是：使用大气采样器串联两级吸收瓶（级数以保证吸收率在９６％左右为限），各装１ｏＩＴｌＬ环己烷吸收液以Ｏ．５Ｌ枷ｎ的采样速度，避光采集８０ＩＩｌｉｎ计抽气量４０Ｌ，记录现场温度和压强风速，风向等气象条件立即密封管口，供后续分析用张新雨等通过自制的沥青烟富集装置（见图１．１１），采用重量法用U形管测压计测定管A沥青烟气量在实驗室富集沥青烟的原理是…：以苯作为吸收溶剂，称取一定质量的石油沥青试样将其置入蒸榴瓶中，并插入温度计放置于可控温电热套中加热至一指定温度，在出口处串联两支各装有２００ｍＬ吸收溶剂的容器吸收沥青烟气在末端安设可调流量的抽气设备。待沥青温喥上升至指定的恒定温度时开启抽气设备，调节至合适流量开始收集沥青烟气，并每隔半小时称取沥青试样剩余质量待剩余试样质量前后两次称量基本保持恒定后停止收集沥青：ｌｌＩｉ气。通过公式计算该温度条件下沥青炯气产生比例Ｐｐ幻

    １、蒸馏瓶；２、电熱套；３、温度计；４、容量瓶；５、抽气装置

    湖北省交通厅公路管理局环境监测站采用等离子体技术处治沥青烟ｌ删的沥青烟用U形管测壓计测定管A装置如图１．１２所示，其富集沥青烟的方法是：沥青在容器巾被电热板加热

    用电触点式温度计和电子继电器控制温度：产苼的沥青烟被引风机吸入净化器巾，

    排气口用微电脑烟尘平行采样仪和中流量大气采样器分别采样滤筒采用超细玻璃纤维无胶滤筒，滤膜为超细玻璃纤维无胶滤膜滤筒滤膜采样前经４００℃烘烤处

    理２小时。微电脑烟尘平行采样仪采用１００Ｌ／ｍｉｎ的恒速采样分析纯为环已烷（先

    作重蒸处理），以环已烷作为索氏提取器中的溶剂将采样后的滤筒、滤膜分别放入索氏提取器巾提取，收集提取液后采用紫外分光光度法测量沥青炯的浓度。

    Ｆｉｇ１．１２ｐｌａｓｍａｔｒｅａｔｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅｏｆ

    １、沥青烟发生器；２、集气罩；３、采样点；４、沥青炯净化器；５、采样点；６、引风机；７、等离子体发生器

    张中豪则通过催化氧化和红外分析来实现空氣中沥青娴浓度的定量用U形管测压计测定管A【６２】。试验装置见图１．１３试验方法为：用吸管吸取加热至约６０℃的液态沥青，从加热管３入口（图ｒｆｌ箭头示处）滴入管内至大半管高度再将管３入口与阀２的连接管用胶

    管连通。从钢瓶１中出来的高纯Ｎ２经減压阀和稳流稳压阀２后，以约１Ｌ／ＩＩｌｉｎ的流

    量连续流经管３试验用的沥青在管３巾被电炉由室温逐步加热到５００℃，沥青受热产生的沥青烟被Ｎ２带走其巾的高沸点纽分在空冷管４ｒｆｌ凝集，低沸点组分被管５

    ｒｆｌ的煤基吸油剂或活性碳吸附后Ｎ２ｒｆｌ残留的沥青烟在转化炉６ｒｆｌ被加热至４５０℃的稀土Ｃｕ０全部裂解和催化氧化成Ｃ０２和水，经干燥去水后的气体进入温度８７０℃的Ｃ０２还原炉巾使Ｃ０２还原为ＣＯ，干燥后进入红外分析仪用U形管测压计测定管A气流ｒｆｌ的ＣＯ浓度再换算为沥青烟嘚实际浓度。该试验装置通过改装还可以对沥青烟浓度进行连续在线检测。适用于建筑、石油、冶金、焦化等工业部门对沥青炯的用U形管测压计测定管A

    Ｈａ击ｅｎｒｉｃｈｍｅｍｄｅｖｉｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔ

    １、Ｎ２钢瓶；２、减压阀利稳流稳压阀；３、沥青加热管；４、沥青娴空冷管；５、固体吸附剂管；６、稀土ｃｕｏ转化炉；７、９、硅胶干燥管；８．ｃ０２还原炉；１０、便携式ｃｏ红外汾析仪

    目前，国内在焦化、涂料和石油化工行业以及环境监测部门应用比较广泛的是由国家环境保护总局在标准ＨＪＴ４５．１９９９巾采用的重量法吸收沥青烟气该方法以玻璃纤维滤筒作为吸附剂吸附沥青烟后，再采用紫外分光光度法、色谱法、红外分析法等手段对沥圊娴的结构组成和化学成分等作进一步分析研究但是针对交通行业，在试验室内需要模拟沥青路面长时问施工，大量沥青烟无组织释放的状况采用该标准巾７０Ｉｎｍ长的玻璃纤维滤筒在４２士１０℃的温度条件下富集沥青烟能否满足研究需要还需要进一步探讨，因為玻璃纤维滤筒很可能会达到吸附饱和状态而不能完全富集产生的沥青烟；同时该方法没有考虑到干燥过程对试验结果的影响，玻璃纤維滤筒在干燥器内平衡２４ｈ同样可能导致部分富集的沥青烟再次挥发。

    本文依托国家自然基金项目“高温条件下改性沥青烟雾产生机悝与抑制技术研究”针对我国高等级公路沥青路面施工状况，开发基于热拌沥青（改性沥青）及沥青混合料的抑烟复合改性沥青在确保路用性能的前提下，减少沥青路而在施

    工过程巾有毒有害沥青烟的释放改善旌工环境，保护施工人员和人民群众的身心健康这符合建设节能减排和环境友好型交通的要求，对交通行业的可持续发展有重要的价值本文研究内容包括以下几个方面：

    ①沥青烟用U形管测压計测定管A装置开发与沥青烟释放关键影响因素研究在掌握沥青烟产生机理和组成成分的基础上，通过对国内外已有沥青娴用U形管测压计测萣管A

    装簧的分析比较开发出一套稳定的实验室沥青烟用U形管测压计测定管A装置；并优选出性能最佳的吸附剂用于沥青烟富集。

    采用开发嘚装置通过改变加热温度、空气流速、加热时问、拌合状态、沥青源模拟生产条件、自然条件、材料发生变化对沥青烟释放量的影响，掌握沥青

    炯释放变化规律确定影响沥青烟释放的关键因素。为研发抑则复合改性沥青打下基础

    基于对沥青烟雾产生机理的认识，提出抑烟复合改性沥青设计方法结合沥青胶结料性能，开发高性能抑炯复合改性沥青研究内容包括：１）提出抑炯剂优选原则，以抑炯性能为主导、结合沥青性能测试优选高性能抑煳剂；２）研究高性能抑煳剂与沥青复合改性的配伍性，保证抑炯复合改性沥青路用性能；

    ３）采用均匀设计法设计兼顾抑烟性能和路用性能的抑烟复合改性沥青材料组成（最佳配方）；

    ４）对抑娴复合改性沥青的高温、低温、忼老化性能以及流变性能进行系统试

    验研究并进行ＳＨＩ冲．ＰＧ高温分级，评价抑煳复合改性沥青的路用性能提出抑

    采用红外光谱檢测（ＦＴ－ＩＲ）、综合热分析检测（ＴＧ—ＤＳＣ）、ｘ光衍射检测

    （Ｘｌｍ）、电子显微镜扫描（ＳＥＭ）等技术方法对抑炯复合妀性沥青进行微观分析，

    通过对抑则复合改性沥青的微观结构、聚集态结构及分布规律的研究揭示其抑

    采用动、静态相结合的试验方法，对抑烟复合改性沥青混合料的高温稳定性低温抗裂性、耐久性、黏弹性特性进行系统研究和评价，提出抑烟复合改性沥青混合料性能參考技术指标对抑烟复合改性沥青阻燃效果评价涉及两个方而，一是采用氧浓度指标烟

    密度等级指标评价抑烟复合改性沥青的阻燃效果；二是采用燃烧试验评价抑烟复

    为了深入分析沥青烟释放的关键因素和规律，掌握沥青烟的抑制技术采用一

    套稳定、高效的沥青烟用U形管测压计测定管A装置用于实验室富集和捕获沥青烟尤为重要，通过该装置能够量化富集的沥青炯评价抑炯剂的抑烟性能，根据这一目嘚研发基于重量法的沥青烟用U形管测压计测定管A装簧。

    即使在高温条件下沥青释放的烟尘质量也很小，在室内试验ｒｆＴ对沥青烟释放量进行用U形管测压计测定管A环境、仪器等各种误差的干扰会导致采集的数据离散性较大，保证试验过程中数据的准确性、稳定性和连續性有一定难度综前所述，国内外学者在开发沥青烟用U形管测压计测定管A装置时对沥青加热过程巾烟尘释放质量变化并不十分关注而昰着重于富集沥青烟后采用微观分析仪器和方法对沥青烟组成进行分析研究；因此目前还没有可以模拟沥青路面施工，对无组织排放的沥圊娴进行精确用U形管测压计测定管A的装茕：同时还需要注意到在完成室内试验后，若不对富集的沥青炯进行处治沥青烟容易挥发到空氣巾造成二次污染。因此开发一套稳定、高效、可靠的沥青Ｊ娴用U形管测压计测定管A装置和提出一个简单、实用的抑娴效果评价方法是開发抑娴改性沥青的关键之一。本文研发的“沥青烟用U形管测压计测定管A装置”以重量法为基础能将掺配不同抑烟剂的沥青加热到设计高温，富集沥青烟并精确称量通过对沥青烟质量的分析对

    本文基于重量法开发“沥青烟尘用U形管测压计测定管A装置”的思路是：常温状態的沥青不会释放沥青４ｌｑ，沥青加热后产生的沥青炯在低温环境中会被急剧冷却在吸附介质上不可能再次释放，在试验过程巾只要能消除沥青烟ｒｆｌ水分的影响就能通过试验前后吸附介质质量差得到富集沥青娴的精确质量；例如：对未添加抑烟剂的沥青在恒定高溫条件下释放的沥青烟进行定时富集和称量，得到沥青炯总质量ｍ１：再对添加了抑烟剂相同质量的该品种沥青在同一温度下产生的沥圊烟进行定时富集和称量，得到沥青烟总质量ｍ２通过对ｍ２与ｍ１数据的比较，就能掌握不同试验条件下沥青炯释放量的变化评价抑烟剂的抑娴性能。开发沥青炯用U形管测压计测定管A装置时主

    ①装置不能过于复杂要求稳定、易于操作；②试验过程中，在加热时沥青糊中裹附有水蒸汽需要消除水分影响造成的试

    ④容器和富集沥青烟的总质量不能超过高精度电子分析天平的量程范围，确保数据精确度；⑤吸附的沥青烟不能对周同环境产生二次污染

    Ｆｉｇ２．１ｉｎｉｔｉａｌｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｍｅａＳｕｒｅｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆ

    初期设计的沥青烟用U形管测压计测定管A装簧由加热炉（加热套）、温控器、三颈烧瓶、冷凝管、

    ｊ｛｛ｉ；水烧杯囷干燥空气气源组成。与温控器连接的加热炉负责将三颈烧瓶加热温

    控器上的温度传感器插入三颈烧瓶内的沥青巾控制沥青加热温度；將恒定质量的

    沥青置于三颈烧瓶内，一根装有扑气头的铜管将气源送出的干燥空气通过三颈烧瓶的进气口进入烧瓶内部空气不断搅拌加熱的沥青，加快沥青烟的释放；三颈

    烧瓶顶中部的出气ｒ〕与球形干燥管进气口连接干燥管出气口与冷凝管连接，冷

    凝管由双层玻璃构荿吸附材料置于冷凝管内，加热时对冷凝管双层玻璃问注入冷水可以迅速冷却沥青烟；最后完成吸附过程的剩余空气通过置于盛水容器液而之下的冷凝管出口排除。根据吕?查德里原理当物理吸附时，温度越低吸附量越大可以使沥青烟被更好地吸附在吸附剂上。该装置用U形管测压计测定管A沥青烟的试验步骤为：①准备工作

    １）将２０００９沥青加热至流态灌入三口烧瓶ｒｆｌ；２）安装好三颈烧瓶簧於加热炉

    上插入温控器，连接好进气装置连接上装有吸附材料的冷凝管；３）启动温控系统，打开温控开关升温至１００℃士１０℃，打开进气装置干燥洁净空气通入沥

    当沥青温度大于或等于６０℃时，启用冷却装置调整冷却水流速度，保证沥青烟气进入冷凝管Φ能迅速冷却试验中保持在恒定温度下寓集沥青烟的时问＞３ｈ，试验完成后取下冷凝管，将外部擦净干净干燥去除水分后称重。③用U形管测压计测定管A富集沥青烟质量１）试验前将装有吸附介质的冷凝管放入硅胶干燥器内干燥２４ｈ后称重，记录冷凝管的质量为Ｍｌ；２）试验完成后将装有吸附介质（已吸附沥青烟）的冷凝管放入硅胶干燥器内干燥２４ｈ后称重，记录冷凝管的质量为Ｍ２；３）计算富集沥青烟质量：△Ｍ＝ＭＩ．Ｍ２通过多次试验发现这套沥青烟用U形管测压计测定管A装黄存在一些缺陷：（１）三颈烧瓶如果受热不均，容易破碎；（２）将沥青灌入三颈烧瓶中时需要将沥青加热到较高温度，这时产生的沥青烟无法计量；（３）将沥青灌入三頸烧瓶巾时沥青容易粘在烧瓶瓶壁上，不易操作：（４）玻璃仪器之间的衔接易漏气特别是导入的气流容易冲开衔接处，产生误差；（５）球形干燥瓶中的４Ａ分子筛的作用是滤除沥青烟中的水蒸汽试验巾发现沥青烟巾的部分有机物不能完全通过分子筛，被分子筛阻

    擋导致冷凝管巾富集的沥青烟总质量Ｍ２偏小，影响试验精度；（６）冷凝管采用

    水冷方式对沥青娴的冷凝效果不能准确评估；（７）對吸附了沥青烟的吸附介质进行称量时由于质量较大，超过了高精度电子分析天平的量程范围（感量０．０００ｌｇ最大量程３８０９），称量计算工作不能一次完成只能采用感量为０．００ｌｇ精度较低的电子天平，影响试验精度和数据准确性因此认为，这套初期开发的装置可用于对沥青炯富集和用U形管测压计测定管A的定性分析如果要对沥青炯释放量作出准确判断，还需要对沥青煳用U形管测压計测定管A装置作进一步设计和改进

    所谓吸附，指的是两相界面层巾一种或多种组分的浓度与体相巾的浓度不同的现象；吸附也指在两相堺面层上一种或多种组分的富集通常被吸附的物质称为吸附质，吸附介质被称为吸附剂吸附剂的优选是沥青烟用U形管测压计测定管A装置能否高效富

    吸附现象的发生是起于物体表面上原子或分子力场的不饱和，过剩表丽自由能的产生而物质总是力图缩小其表而自由能，即产生表而张力这利－缩小的趋势可以通过减少表面积来满足，也可以通过吸附与其相邻的物质分子以减小其本身表面自由能以后一種方式来减少表面自由能的过程就是吸附过程。尤其是在表面面积很大的情况下这种吸附力能产生很大的作用１６

    根据吸附时作用力不哃，吸附可分为物理吸附与化学吸附物理吸附，也称

    为范德华吸附是指被吸附物质分子与吸附剂表面分子问以分子问作用力为主的吸附：物理吸附最大特点是在吸附过程巾被吸附物质不会改变原来的性质。化学吸附则是被吸附物质和吸附剂以分子间的化学键为主的吸附类似于化学反应。化学吸附的特点是需要很高的温度才能把被吸附物质逐出这种吸附是不可逆的，而且被吸附的物质己发生了化学变囮不再是原来的物质了，一般

    还有一种特殊的物理吸附是可以进行连续吸附的分子筛物料连续进入填充床，分子筛只吸附固定体积的汾子再释放，而将体积过大的分子拦住石油气和天然气的分离经常采用这种方式。对沥青烟的吸附可以采用物理吸附方法也可以采用囮学吸附方法但是研究时需要对被吸附在吸附剂表而的沥青炯进行称量，通过沥青煳质量变化

    评价抑烟剂性能如果采用化学吸附的方法，沥青烟巾的有机物和多环芳烃

    与吸附剂发生了化学反应就无法准确判断沥青烟释放量，而采用物理吸附方法最大优点是在吸附过程Φ被吸附物质不改变原来的性质因此，本文根据研究需要选择物理吸附方法来吸附沥青烟。②吸附剂的初选在高温条件下沥青产生嘚沥青烟会在热运动的作用下脱离沥青原来体系，随着气流快速进入冷凝装置和吸附装簧部分一方面冷凝作用会导致气流温度急剧降低，沥青烟分子运动减弱；另一方面应用物理吸附方法选择比表而积大、

    物理性质稳定，吸附效果良好的吸附剂使沥青烟分子与吸附剂表面接触，由于

    分子问的相互作用沥青烟ｒｆｌ的各组分会停留在吸附剂表面上，这样就达到了沥

    纵观国内外对沥青炯的研究由于需偠采用色谱分析法、质谱分析法、紫外光分光度法等微观方法分析沥青煳的构成与组分，一般会选择溶剂吸收法以环己烷、苯、甲苯作為吸收溶剂，将吸附的沥青烟与吸附剂分离；但由于沥青炯成分非常复杂这些溶剂只能对沥青烟选择性吸收，不能对沥青炯完全吸附；哃时环己烷、苯、甲苯等吸附剂会对人体产生刺激性作用，苯还}

}