瀝青能吸水道路會減霾
2015-07-09
行走在路上，大貨車飛馳而過，揚起漫天的灰塵，令人難以呼吸。這一幕場景相信大部分市民都不會陌生。事實上，根據(jù)北京市環(huán)保局公布的PM2.5源解析結果，揚塵已經(jīng)占到北京本土排放PM2.5總量的14%，僅次于機動車、燃煤和工業(yè)污染。每到霧霾重污染預警啟動，環(huán)衛(wèi)部門必須出動大量人力物力進行路面灑水降塵。
有沒有一種技術可以讓路面長久濕潤，不用灑水也能抑制揚塵呢？北京建筑大學土木與交通工程學院的大學生在指導老師索智的帶領下，研發(fā)出了一種能從空氣中“吸水”的瀝青材料，用這種瀝青鋪成的路面在春、夏、秋季能數(shù)月保持濕潤，有效抑制揚塵。更為神奇的是，這種瀝青在冬天氣溫低于0℃后就會停止“吸水”，從而杜絕路面結冰造成“地穿甲”。他們的成果即將參加本月底舉行的“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽智慧城市專項賽。
霧霾襲擾讓野外實踐泡了湯
李思童、武昊、章藝伶是這支大學生團隊的骨干成員，他們都是土木與交通工程學院2012級的本科生。對于研發(fā)的緣起，李思童直言來自2013年1月的那場霧霾。
那年1月底，北京遭遇罕見的霧霾重污染，PM2.5“爆表”，橙色預警啟動。李思童和同學按照原定計劃前往山區(qū)實踐“工程地質”課的內容，“原本是要站在山頂觀察山體的結構、褶皺等，結果幾十米外就什么都看不清了，空氣里還彌漫著嗆人的味道。”濃厚的霧霾讓經(jīng)歷過沙塵暴的北京人李思童、武昊都難以忍受，更要命的是他們還看到不少大貨車絕“塵”而去，“這種人為制造的塵土就是在給霧霾‘加料’啊，得想辦法‘消滅’它。”他們感慨道。
同樣是在這一年的夏天，索智指導的另一支學生創(chuàng)新團隊，研發(fā)出了能有效解決冬季道路結冰的瀝青材料。并且他們在研發(fā)時有了意外的發(fā)現(xiàn)：添加了某種改性劑后的瀝青表面，竟然會“滲透”出一層薄薄的水膜?！半m然未再深究，但當時學生們覺得可能對未來的其他研究有幫助，就記錄了下來?！?br />
時間飛快走到了2014年的夏天，即將升入大三年級的李思童、武昊和章藝伶面臨著建筑大學的“科技立項”慣例—用一整年的時間，集合團隊的智慧，進行一次科技創(chuàng)新的探索。作為指導老師，索智想到了那個被“束之高閣”的奇妙發(fā)現(xiàn)，他告訴李思童、武昊等人，讓他們考慮考慮“能用來做點兒什么”，得到了學生的強烈響應，“一下子就想起了一年半前那次霧霾的經(jīng)歷，瀝青路面濕潤不就可以抑制塵土了嗎?！崩钏纪f，他們當即決定開發(fā)能防塵的路面瀝青。
給瀝青加上各種吸水“輔料”
有了科研的目標，學生們立即投入了行動。章藝伶說，這支團隊最早只有6名成員，后來擴大到了10人，包括7名男生和3名女生。他們兩人成一組，去年整個暑假都泡在了實驗室。
李思童、武昊說，自然界許多物質都會吸水，如硫酸鈣等鈣鹽以及鈉鹽，在潮解的過程中就會吸水。但讓瀝青穩(wěn)定、均勻地吸水卻并不容易。他們找來了十幾種能潮解的材料以及各種改性劑，開始不斷嘗試以求獲得最佳的配方。
這些配方需要在瀝青路面上進行驗證，所以他們要做出基于各種抑塵劑配方的“路面模塊”。這顯然不是一件好差事。烘箱里烘烤瀝青需要130度的高溫，烘烤石料需要170度的高溫，打開烘箱，迎面而來的熱浪幾乎令人窒息。武昊有一次不小心手臂碰到了烘箱的邊緣，立即被燙出了通紅的一道。時隔一年后他伸出手臂，那道燙痕依然清晰可見。此外，瀝青在高溫溶解的狀態(tài)下會散發(fā)出難聞的氣味，彌散在整個實驗室里，“一開始惡心地想吐，后來才逐漸克服?！崩钏纪Φ?。
制作瀝青路面還需要石料，材料商送來的是幾大包“混合型”的石材，學生們要根據(jù)實驗需要篩出不同規(guī)格的石料。最小規(guī)格的石料直徑小于0.075毫米，“堆在一起就像面粉，一粒一粒用肉眼是無法分辨出來的?！蔽潢唤榻B，這種規(guī)格的石料在標準瀝青路面里占到了6%到7%，不可或缺，篩石料時間最長的一次他竟然用了五個小時，而每次篩出的量也就能放在手心里。
有望在真實道路試驗推廣
李思童、武昊和同伴帶著這項“留住APEC藍—抑塵減霾路面”成果參加了今年的“挑戰(zhàn)杯”首都大學生課外學術科技作品競賽，最終獲得了二等獎。他們將參加本月底在香港舉行的“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽智慧城市專項賽?！拔覀冇行判脑谧疃痰臅r間里充分介紹我們的成果，征服評委。”團隊成員章藝伶說。
在研發(fā)過程中，學生們已經(jīng)申請了三項專利。在索智看來，這種新型抑塵路面鋪裝材料應用價值非常大。“我們查過資料，北京如果灑水降塵覆蓋全市道路，每天需要300萬噸水。哪怕只噴灑主干路，也需要10萬噸。如果用了這種能從空氣中吸水保持路面濕潤的材料，節(jié)水效果會非常明顯?！彼f，經(jīng)過測算，應用這種材料后，即使遭遇強沙塵天氣，路面殘塵量高達30克/平方米，也可以做到至少5天不用清掃。而在正常天氣，濕潤路面的保持時間可以長達三個月。
索智告訴記者，北京市政工程設計研究總院的專家已經(jīng)對這個項目表示了濃厚的興趣。學生們也渴望能在實際道路上應用他們的研究成果，“可以先從校內路面開始實驗驗證，然后逐步推廣到校園周邊大興區(qū)的次干道，再到主干道?！崩钏纪f。
今年下半年，李思童和同伴們就將進入大四年級，面臨畢業(yè)。李思童、武昊告訴記者，他們已經(jīng)決定繼續(xù)讀研，攻關這項技術，讓道路減霾更加成熟?！坝梦覀兊呐ψ孉PEC藍留在北京，成為真正的北京藍。”他們說。本報記者張航文并圖J067
本文來源：北京晚報
