【摘 要】
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城市化建设及道路交通在推动社会经济快速发展的同时,也带来了一些环境污染问题。不透水路面上的雨水径流因其污染物浓度高、负荷大是城市环境污染的突出问题之一。沸石是一种天然而价廉的多孔性非金属物质,具有离子交换性和吸附性。本文尝试将沸石掺入混合料中,拟开发出一种新型净水型多孔沥青混合料,可用作透水性沥青铺装结构的面层和城市内类似于停车场等公共场所铺筑,以提高透水性沥青路面对径流污染物的整体净化效率,为净
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城市化建设及道路交通在推动社会经济快速发展的同时,也带来了一些环境污染问题。不透水路面上的雨水径流因其污染物浓度高、负荷大是城市环境污染的突出问题之一。沸石是一种天然而价廉的多孔性非金属物质,具有离子交换性和吸附性。本文尝试将沸石掺入混合料中,拟开发出一种新型净水型多孔沥青混合料,可用作透水性沥青铺装结构的面层和城市内类似于停车场等公共场所铺筑,以提高透水性沥青路面对径流污染物的整体净化效率,为净水型路面材料的设计与应用提供理论基础和科学依据。本文首先对所用原材料进行性能试验,以OGFC-13型沥青混合料为基础,将沸石以等体积替换填料方式加入,制备净水型多孔沥青混合料;其次,通过飞散和析漏试验确定不同替换量下最佳油石比,通过车辙试验、马歇尔稳定度试验、半圆弯曲试验和浸水马歇尔试验对其路用性能进行测试,并依据路用性能确定沸石替代矿粉合适的替换量,再进行后续试验;最后,通过室内模拟径流试验和室内模拟浸泡试验,研究沸石多孔沥青混合料对径流污染物的净化规律及控制作用;通过室内配置不同固体悬浮物SS(种类、粒径和浓度)的模拟雨水溶液进行径流试验,分析模拟径流溶液中SS对径流污染物净化效果影响规律;通过室内模拟降雨强度、污染物负荷和污染物输入方式三种道路环境情形进行模拟径流试验,分析道路环境因素变化对沸石多孔沥青混合料净化路面雨水径流污染物的影响规律。主要研究结论如下:(1)最佳油石比随着沸石替换量的增加而增大,替换量为0%、25%、50%、75%和100%,对应最佳油石比为4.3%、4.6%、5.0%、5.3%和5.7%;综合考虑高温稳定能、低温抗裂性和抗水损能力,沸石替换量选定为50%;(2)沸石的掺入可以提高多孔沥青混合料的净化效率,即提升了多孔沥青混合料孔隙壁沥青对污染物的控制作用,从而提高了污染物的净化效率;(3)街尘土和硅藻土模拟SS配置的径流溶液,经沸石多孔沥青混合料净化后,各污染物去除率出现了不同程度的变化;随着模拟溶液中SS目数的增大,SS去除率和浊度逐渐下降,COD、Zn2+、Pb2+去除率逐渐上升;随着模拟溶液中SS浓度的增加,SS、COD、Zn2+、Pb2+去除率和浊度降幅先升高后趋于平稳;(4)随着模拟降雨强度的降低,污染物COD、Pb2+去除率小幅增加,SS去除率先增加后趋于平稳,浊度大幅增加,Zn2+去除率无明显变化;随着污染物浓度的增加,SS去除率和浊度降幅逐渐增加,COD、Pb2+和Zn2+的去除率快速下降;因输入方式差异,污染物的去除率和降幅有一定波动。
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