1. 研究目的与意义（文献综述）

据统计，2017年底，我国公路总里程达到469.6万，其中高速公路里程达13.65万公里，位居世界首位。其中，沥青路面具有行车舒适度高、噪声小、施工周期短等显著优点，被广泛用于各级城市及高速路面中。沥青材料在高等级公路和城市路面建设的广泛应用，有效支撑了我国交通运输行业的发展。随着我国道路建设的飞速发展及人民环保意识的提升，产生于沥青路面施工、服役过程中的可挥发性有机化合物（vocs）逐渐受到广泛关注。一方面，人体若长期接触或经由呼吸吸入vocs，会导致各类皮肤、呼吸道及肺部疾病等；且vocs 中的pahs（多环芳烃）成分具有致癌性，其中尤以苯并芘危害最大，实践调查及生物实验证实该物质不仅会导致皮肤癌与肺癌，甚至对神经和中枢系统造成损伤。另一方面，vocs 中的烷烃、氮烃、硫烃等组分释放到大气中，受光照激发产生光化学反应，易引发酸雨、雾霾、全球变暖等环境问题。此外，有研究指出vocs 释放的同时还会导致沥青性能发生变化，如变硬、变脆、老化等，从而降低沥青混凝土的耐久性，缩减其服役寿命，增加资源与能源的消耗，对环境影响极大。因此，对绿色环保型沥青路面的研究已刻不容缓。

目前，国内外沥青vocs的治理技术多集中在后期对沥青烟气进行处理的阶段，但是对于如何从源头上控制和减少排放量还处于探索阶段。单位质量沥青的vocs 具有释放量小、活性强等特点。同时相较于其他行业vocs，沥青vocs 来源于组成极其复杂的沥青材料，其组分及其释放量受沥青本身、环境因素影响较大，对其进行定性、定量分析具有较大难度，因此国内外对沥青vocs 的研究尚且不够深入，目前依旧停留在对沥青在高温加热条件或者高温施工现场产生的烟气进行有毒性分析，而对vocs 释放抑制技术的研究相对较少。然而，正是鉴于沥青vocs 对人体和环境的严重危害性越来越凸显，针对沥青vocs 的治理方法，必将成为绿色建筑材料的热点研究内容。

目前，沥青vocs 的治理技术常集中在后期对沥青烟气进行处理的阶段，对于如何从源头上控制和减少排放量的研究相对较少。常用的vocs 处理技术包括等离子体法、冷凝法、吸收法、热氧化法和吸附法等。上述方法均为针对沥青vocs 的后期处理，在特定条件下净化效率高。然而，等离子体法、吸收法和吸附法适用于小规模生产低浓度vocs 的处理，冷凝法主要使用于高浓度的vocs 处理，热氧化法适用于连续生产的高浓度vocs 的处置，但操作复杂、不易控制、运行不稳定。在实际沥青使用环境中，vocs 的释放处于开放状态，释放不集中且成分复杂、浓度相对较低，vocs 的处理效率将大大降低。上述方法均无法提供良好、持续、完全的沥青vocs 处置效果。因此，有必要借鉴沥青改性技术，通过在沥青当中添加沥青vocs 抑制剂，在不影响沥青性能的前提下抑制vocs 的释放，从而达到从源头减少沥青vocs排放的目的。

2. 研究的基本内容与方案

1. 基于沥青vocs释放特性的沸石选择

vocs，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32 pa、常压下沸点在50~260°c以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。研究指出，沥青vocs释放过程本质是沥青中的轻质组分由于分子运动脱离沥青表面的过程，而外界环境的改变，如温度上升，则会加剧这一过程，因此沥青vocs组分主要取决于沥青组成。而由于沥青材料组分的复杂性，沥青vocs主要成分包含卤代烃、含氧烃、氮烃、硫烃、和低沸点的多环芳香烃在内的烃类物质。其中，多环芳烃（pahs）属于一类持久性有机污染物，对人类健康和生态环境具有很大的潜在危害，其化学性质稳定，当它们发生反应时，趋向保留它们的共扼环状系，一般多通过亲电应取代反应形成衍生物并代谢为最终致癌物的活泼形式。

复杂的组分及较高的化学活性一直是制约着沥青vocs分析表征的一大难点。如何从沥青源头抑制vocs的释放是沥青vocs抑制研究的核心问题，抑制剂改性方法是最为直接有效的方法。目前常用的沥青vocs抑制剂可分为四大类：阻燃剂、聚合物改性剂、化学抑烟剂以及吸附剂。沥青vocs抑制剂研究大多借鉴于其他领域，将具有抑制潜力的添加剂加入沥青中，已达到vocs抑制效果。此时，沸石作为一种优异的吸附剂，其作用便显现出来。

3. 研究计划与安排

2018年9月-2018年10月中旬：在深入了解沸石的各种性能后，对人造沸石进行了合成与表征，制备出沸石基沥青材料vocs抑制剂；随后对合成产物进行tga、sem、bet测试，分别检测其结晶水含量及挥发温度、显微形貌、孔隙结构及比表面积，充分了解抑制剂的各种性能；

2018年10月下旬-2018年12月上旬：基于人造沸石的制备，研究其对沥青vocs的抑制效果，并根据抑制效果讨论对人造沸石的改进方法，进而优化vocs抑制率；

2018年12月下旬：整理实验数据，分析研究结果并进行国家发明专利申请书的撰写和提交；完成一篇相关学术论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] deutsch c, nicolosi p, jannitti e, tondello g, morando m, pusterlam, ricci ra: volatile organic compounds generated in asphalt pavementconstruction and their health effects on workers. journal of constructionengineering amp; management 2014, 140:40-3.

[2] 肖飞: 新型沥青烟气抑制剂及其抑烟效果评价研究. 重庆大学, 2011.

[3] 红华: 抑烟沥青的性能及抑烟效果评价研究. 武汉理工大学, 2014.