文档介绍：道路工程中文版论文
在道路工程上使用煤焦油引起的环
境问题及可能的替代品
X IAO Y ,VAN DE VEN MF C,MOLEN AAR AAA,WU S P (1代尔夫特理工大学土木工程学院,邮箱5048, 2600 GA代尔
夫特,荷兰;
2 硅酸盐材料科学与工程重点实验室,武汉理工大学教育部,武汉
430070,中国)
摘要:煤焦油,是由煤在焦化炉中干馏出来的一个副产品,因其优异的附着力和耐燃性的性能,被广泛地应用于道路工程,尤其是应用于加油站和机场。然而作为路面的表面处理,煤焦油具有高多环芳烃(PAHs)含量,这使得它具有毒性。在1985年,国际癌症研究机构(IARC)已经证明,煤焦油是人类致癌物。研究表明,以煤焦油为基础的封口机(CTS)会造成大多数水环境的多环芳烃污染。
由于这种环境问题,CTS并没有在许多发达国家,在美国和欧洲使用。相反,煤焦油仍应用于中国道路工程,并且甚至被越来越多地使用。
本文给出的一些有关在道路工程中使用煤焦油的信息。基于文献综述,描述了一些可能的替代品将用来代替煤焦油。这些选择包括纳米粘土/环氧树脂改性沥青/沥青乳液和水性聚氨酯/环氧树脂,这些是环境友好的。它们有能力表现得和CTS一样好,甚至在一些特殊的应用上有更好潜力。
关键词:煤焦油;路面表面处理;粘附性能;多环芳烃;改性乳化沥青。
1、引言
市场上目前有两种基本类型的粘合剂应用于路面表面的处理:、机场,,并有更好的耐水性[奥斯汀,2005]。
因为这些优秀的性能,CTS被广泛被应用于道路工程路面表面处理了很多年。但是,煤焦油是一种复杂的烃类混合物组成的PAH[SCHER,2008]。这些多环芳烃百是有毒的,被认为是人类的致癌物。因为其对环境不友好的属性,煤焦油在最发达的国家是不允许的例如荷兰。在荷兰已经不允许使用含有煤焦油的产品20年了,只有一种用于机场跑道防滑的临时例外。但跑道在2010年后,它将不会再被允许应用在机场道面。
相比起这些禁令,煤焦油却仍用于中国。中国煤焦油行业研究道路工程报告提到,TIR,2008]。
基于新技术,如纳米技术和双组分技术,开发了用于路面表面处理的其他材料,它们表现良好。改性沥青乳液,它可以在低温下应用,在南非,澳大利亚等许多国家都成功地使用。添加剂如聚合物(SBS,SBR和EVA),粘土(伊利石,高岭石和蒙脱石)是已知的,用以改善沥青乳液在特殊道路应用的属性
[TRB-EC102,2006;肖,2010]。随着水性双组分技术的发展,涂料制造商可以生产高性能密封剂和实现比溶剂型封闭剂相同或更好的性能。此外,水性树脂涂料通常不含有或只含有少量的其它溶剂,表明水性双组分系统是环境友好的。改性沥青最初是在
20世纪50年代后期由壳牌石油公司的设计能够承受燃料曝光
[汤姆,2006年]的材料。在完全固化后,环氧树脂改性沥青混合物具有高温稳定性和强度,优异的疲劳,优异的附着性和抗车辙性能。
在本文中,短文献综述了CTS的路面处理和环境问题的使用和性能。把几个可能的选择进行了讨论,如纳米粘土改性沥青乳化环氧改性沥青,水性聚氨酯/环氧树脂。这些替代品可能具有良好的性能,而且环保。
2 、煤焦油基密封剂的使用和优点
以煤焦油为主的产品应用于许多行业,例如路面工程,建筑行业和医疗护理。在路面工程,规模最大的应用之一就是CTS。
煤焦油可作为粘合剂和填料中的表面处理制剂,以及作为用于环氧树脂的表面涂料的改性剂。从公元8世纪起,巴格达街道是第一个被铺成沥青路面。焦油是第一个密封或“停机坪”道路的重要组成部分,第一焦油碎石路面用沥青结合的表面放置在1848年,英国诺丁汉大学之外。在首都华盛顿,一些焦油结合面课程具有约30年的使用寿命。
煤焦油是化学品的一种非常复杂的混合物。其分子结构和沥青相当不同。一些成分被描述为多环芳烃。,这些化学品与石油和天然气是不相容的,是稳定的分子结构,并且提供一个阻挡涂层,以保护沥青表面不受基于石油产品和化学品的破坏作用。[奥斯汀,2005]
CTS是用来延长路面寿命的,并且减少与沥青路面有关,主要是在沥青路面维修方面的费用。它们通常用于机场上的挡板、滑行道和跑道。美国联邦航空管理局咨询通告
150/5370-10A标准的机场建设指定,包括路面封口,它们包含满足应至少35%煤焦油在跑道沥青路面的要求。这样要求的原因是,CTS有比沥青基密封剂更好的耐喷气燃料性。〔奥斯汀,2005]
3 、环保问题
通常,煤焦油是由许多有机化合物,如苯,甲苯,