瀝青能吸水道路會(huì)減霾
2015-07-09
行走在路上，大貨車飛馳而過，揚(yáng)起漫天的灰塵，令人難以呼吸。這一幕場(chǎng)景相信大部分市民都不會(huì)陌生。事實(shí)上，根據(jù)北京市環(huán)保局公布的PM2.5源解析結(jié)果，揚(yáng)塵已經(jīng)占到北京本土排放PM2.5總量的14%，僅次于機(jī)動(dòng)車、燃煤和工業(yè)污染。每到霧霾重污染預(yù)警啟動(dòng)，環(huán)衛(wèi)部門必須出動(dòng)大量人力物力進(jìn)行路面灑水降塵。
有沒有一種技術(shù)可以讓路面長(zhǎng)久濕潤(rùn)，不用灑水也能抑制揚(yáng)塵呢？北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院的大學(xué)生在指導(dǎo)老師索智的帶領(lǐng)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(rùn)，有效抑制揚(yáng)塵。更為神奇的是，這種瀝青在冬天氣溫低于0℃后就會(huì)停止“吸水”，從而杜絕路面結(jié)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(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽智慧城市專項(xiàng)賽。
霧霾襲擾讓野外實(shí)踐泡了湯
李思童、武昊、章藝伶是這支大學(xué)生團(tuán)隊(duì)的骨干成員，他們都是土木與交通工程學(xué)院2012級(jí)的本科生。對(duì)于研發(fā)的緣起，李思童直言來自2013年1月的那場(chǎng)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(yù)警啟動(dòng)。李思童和同學(xué)按照原定計(jì)劃前往山區(qū)實(shí)踐“工程地質(zhì)”課的內(nèi)容，“原本是要站在山頂觀察山體的結(jié)構(gòu)、褶皺等，結(jié)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?！睗夂竦撵F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?！彼麄兏锌?。
同樣是在這一年的夏天，索智指導(dǎo)的另一支學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出了能有效解決冬季道路結(jié)冰的瀝青材料。并且他們?cè)谘邪l(fā)時(shí)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(huì)“滲透”出一層薄薄的水膜?！半m然未再深究，但當(dāng)時(shí)學(xué)生們覺得可能對(duì)未來的其他研究有幫助，就記錄了下來?！?br />
時(shí)間飛快走到了2014年的夏天，即將升入大三年級(jí)的李思童、武昊和章藝伶面臨著建筑大學(xué)的“科技立項(xiàng)”慣例—用一整年的時(shí)間，集合團(tuán)隊(duì)的智慧，進(jìn)行一次科技創(chuàng)新的探索。作為指導(dǎo)老師，索智想到了那個(gè)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(diǎn)兒什么”，得到了學(xué)生的強(qiáng)烈響應(yīng)，“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(rùn)不就可以抑制塵土了嗎?！崩钏纪f，他們當(dāng)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(biāo)，學(xué)生們立即投入了行動(dòng)。章藝伶說，這支團(tuán)隊(duì)最早只有6名成員，后來擴(kuò)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(gè)暑假都泡在了實(shí)驗(yàn)室。
李思童、武昊說，自然界許多物質(zhì)都會(huì)吸水，如硫酸鈣等鈣鹽以及鈉鹽，在潮解的過程中就會(huì)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(jìn)行驗(yàn)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(shí)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(huì)散發(fā)出難聞的氣味，彌散在整個(gè)實(shí)驗(yàn)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(xué)生們要根據(jù)實(shí)驗(yàn)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。”武昊介紹，這種規(guī)格的石料在標(biāo)準(zhǔn)瀝青路面里占到了6%到7%，不可或缺，篩石料時(shí)間最長(zhǎng)的一次他竟然用了五個(gè)小時(shí)，而每次篩出的量也就能放在手心里。
有望在真實(shí)道路試驗(yàn)推廣
李思童、武昊和同伴帶著這項(xiàng)“留住APEC藍(lán)—抑塵減霾路面”成果參加了今年的“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，最終獲得了二等獎(jiǎng)。他們將參加本月底在香港舉行的“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽智慧城市專項(xiàng)賽?！拔覀冇行判脑谧疃痰臅r(shí)間里充分介紹我們的成果，征服評(píng)委。”團(tuán)隊(duì)成員章藝伶說。
在研發(fā)過程中，學(xué)生們已經(jīng)申請(qǐng)了三項(xiàng)專利。在索智看來，這種新型抑塵路面鋪裝材料應(yīng)用價(jià)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(rùn)的材料，節(jié)水效果會(huì)非常明顯?！彼f，經(jīng)過測(cè)算，應(yīng)用這種材料后，即使遭遇強(qiáng)沙塵天氣，路面殘塵量高達(dá)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(rùn)路面的保持時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)三個(gè)月。
索智告訴記者，北京市政工程設(shè)計(jì)研究總院的專家已經(jīng)對(duì)這個(gè)項(xiàng)目表示了濃厚的興趣。學(xué)生們也渴望能在實(shí)際道路上應(yīng)用他們的研究成果，“可以先從校內(nèi)路面開始實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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。”李思童說。
今年下半年，李思童和同伴們就將進(jìn)入大四年級(jí)，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(guān)這項(xiàng)技術(shù)，讓道路減霾更加成熟?！坝梦覀兊呐ψ孉PEC藍(lán)留在北京，成為真正的北京藍(lán)。”他們說。本報(bào)記者張航文并圖J067
本文來源：北京晚報(bào)
