沥青能吸水道路会减霾
2015-07-09
行走在路上，大货车飞驰而过，扬起漫天的灰尘，令人难以呼吸。这一幕场景相信大部分市民都不会陌生。事实上，根据北京市环保局公布的PM2.5源解析结果，扬尘已经占到北京本土排放PM2.5总量的14%，仅次于机动车、燃煤和工业污染。每到雾霾重污染预警启动，环卫部门必须出动大量人力物力进行路面洒水降尘。
有没有一种技术可以让路面长久湿润，不用洒水也能抑制扬尘呢？北京建筑大学土木与交通工程学院的大学生在指导老师索智的带领下，研发出了一种能从空气中“吸水”的沥青材料，用这种沥青铺成的路面在春、夏、秋季能数月保持湿润，有效抑制扬尘。更为神奇的是，这种沥青在冬天气温低于0℃后就会停止“吸水”，从而杜绝路面结冰造成“地穿甲”。他们的成果即将参加本月底举行的“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛智慧城市专项赛。
雾霾袭扰让野外实践泡了汤
李思童、武昊、章艺伶是这支大学生团队的骨干成员，他们都是土木与交通工程学院2012级的本科生。对于研发的缘起，李思童直言来自2013年1月的那场雾霾。
那年1月底，北京遭遇罕见的雾霾重污染，PM2.5“爆表”，橙色预警启动。李思童和同学按照原定计划前往山区实践“工程地质”课的内容，“原本是要站在山顶观察山体的结构、褶皱等，结果几十米外就什么都看不清了，空气里还弥漫着呛人的味道。”浓厚的雾霾让经历过沙尘暴的北京人李思童、武昊都难以忍受，更要命的是他们还看到不少大货车绝“尘”而去，“这种人为制造的尘土就是在给雾霾‘加料’啊，得想办法‘消灭’它。”他们感慨道。
同样是在这一年的夏天，索智指导的另一支学生创新团队，研发出了能有效解决冬季道路结冰的沥青材料。并且他们在研发时有了意外的发现：添加了某种改性剂后的沥青表面，竟然会“渗透”出一层薄薄的水膜。“虽然未再深究，但当时学生们觉得可能对未来的其他研究有帮助，就记录了下来。”
时间飞快走到了2014年的夏天，即将升入大三年级的李思童、武昊和章艺伶面临着建筑大学的“科技立项”惯例—用一整年的时间，集合团队的智慧，进行一次科技创新的探索。作为指导老师，索智想到了那个被“束之高阁”的奇妙发现，他告诉李思童、武昊等人，让他们考虑考虑“能用来做点儿什么”，得到了学生的强烈响应，“一下子就想起了一年半前那次雾霾的经历，沥青路面湿润不就可以抑制尘土了吗。”李思童说，他们当即决定开发能防尘的路面沥青。
给沥青加上各种吸水“辅料”
有了科研的目标，学生们立即投入了行动。章艺伶说，这支团队最早只有6名成员，后来扩大到了10人，包括7名男生和3名女生。他们两人成一组，去年整个暑假都泡在了实验室。
李思童、武昊说，自然界许多物质都会吸水，如硫酸钙等钙盐以及钠盐，在潮解的过程中就会吸水。但让沥青稳定、均匀地吸水却并不容易。他们找来了十几种能潮解的材料以及各种改性剂，开始不断尝试以求获得最佳的配方。
这些配方需要在沥青路面上进行验证，所以他们要做出基于各种抑尘剂配方的“路面模块”。这显然不是一件好差事。烘箱里烘烤沥青需要130度的高温，烘烤石料需要170度的高温，打开烘箱，迎面而来的热浪几乎令人窒息。武昊有一次不小心手臂碰到了烘箱的边缘，立即被烫出了通红的一道。时隔一年后他伸出手臂，那道烫痕依然清晰可见。此外，沥青在高温溶解的状态下会散发出难闻的气味，弥散在整个实验室里，“一开始恶心地想吐，后来才逐渐克服。”李思童笑道。
制作沥青路面还需要石料，材料商送来的是几大包“混合型”的石材，学生们要根据实验需要筛出不同规格的石料。最小规格的石料直径小于0.075毫米，“堆在一起就像面粉，一粒一粒用肉眼是无法分辨出来的。”武昊介绍，这种规格的石料在标准沥青路面里占到了6%到7%，不可或缺，筛石料时间最长的一次他竟然用了五个小时，而每次筛出的量也就能放在手心里。
有望在真实道路试验推广
李思童、武昊和同伴带着这项“留住APEC蓝—抑尘减霾路面”成果参加了今年的“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛，最终获得了二等奖。他们将参加本月底在香港举行的“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛智慧城市专项赛。“我们有信心在最短的时间里充分介绍我们的成果，征服评委。”团队成员章艺伶说。
在研发过程中，学生们已经申请了三项专利。在索智看来，这种新型抑尘路面铺装材料应用价值非常大。“我们查过资料，北京如果洒水降尘覆盖全市道路，每天需要300万吨水。哪怕只喷洒主干路，也需要10万吨。如果用了这种能从空气中吸水保持路面湿润的材料，节水效果会非常明显。”他说，经过测算，应用这种材料后，即使遭遇强沙尘天气，路面残尘量高达30克/平方米，也可以做到至少5天不用清扫。而在正常天气，湿润路面的保持时间可以长达三个月。
索智告诉记者，北京市政工程设计研究总院的专家已经对这个项目表示了浓厚的兴趣。学生们也渴望能在实际道路上应用他们的研究成果，“可以先从校内路面开始实验验证，然后逐步推广到校园周边大兴区的次干道，再到主干道。”李思童说。
今年下半年，李思童和同伴们就将进入大四年级，面临毕业。李思童、武昊告诉记者，他们已经决定继续读研，攻关这项技术，让道路减霾更加成熟。“用我们的努力让APEC蓝留在北京，成为真正的北京蓝。”他们说。本报记者张航文并图J067
本文来源：北京晚报
