路上那个黑色的东西?从技术上讲不是沥青

经过:嘉莉·惠特尼(Carrie Whitney)博士|

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从技术上讲,您通常称之为沥青的道路上的黑色东西不是。沥青仅是将沙质混合物固定在一起的胶。Georgeclerk/Getty图像

当您听到沥青一词时,您可能会想象黑色焦油的东西在道路和高速公路上,对吗?但这不是完全正确的。

“沥青是液体这条路。”国家沥青路面协会(纳帕),他在沥青设计和建筑方面拥有博士学位。“正是约束力将岩石融合在一起。”沥青来自原油,而焦油来自煤炭。

沥青在地球上也很自然,在地下有湖泊的湖泊,地下油已经升至表面la brea焦油坑在洛杉矶和球场湖在特立尼达(Trinidad),这是世界上最大的自然存款。

但是粘合剂今天制造的最常见方法是通过炼油过程。沥青是一桶油中最重的材料;基本上是废物。

威利斯说:“沥青是沉重的残留物。它不能用于能量,因此它可以作为将材料固定在一起的粘性物质的新生活。结合各种数量和类型的岩石和其他物质,它最终变成了我们驾驶的混合物。这条路确实是沥青混合物或更好地称为“沥青路面”。

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洛杉矶的La Brea tar坑就是一个自然沥青从地球深处起泡的例子。

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沥青的历史

所有关于炼油的讨论都可能使沥青听起来像是一项相对现代的发明,但是在公元前615年,在公路上首次记录了沥青的使用。据据报道纳帕。罗马人用它来密封浴场和渡槽等结构。1595年,当英国探险家沃尔特·罗利爵士(Sir Walter Raleigh)在特立尼达(Trinidad)的Pitch Lake出现时,他使用了沥青来填补船只。

威利斯说:“它已用于整个历史上的其他非道路功能。”在1800年代,将其用作道路上的粘合剂变得更加普遍。建造苏格兰收费公路的约翰·劳登·麦克亚当(John Loudon McAdam)增加了热焦油,以减少道路上的灰尘和维护。此方法还改善了驾驶条件。

在美国,沥青混合物(沥青混凝土)首次出现在1860年代,第一个“真实的沥青路面”是1870年在纽瓦克(Newark)铺设的,由比利时的埃德蒙·德斯梅特(Edmund J.根据纳帕。它是在法国的天然路面高速公路上建模的。当时,戴斯梅特(Desmedt)与特立尼达(Trinidad)的沥青一起铺平了华盛顿特区的宾夕法尼亚大道,进一步证明了其耐用性。

进取的化学家和发明者很快提出了专利对于不同的沥青混合物的不同混合物,这些混合物以各种名称出现。随着行业的发展,城市开始需要对工艺和材料的保修。直到1900年代初,几乎所有的沥青都来自天然来源,但是随着1901年在马萨诸塞州东剑桥的第一个现代沥青设施推出,汽车的增加,请求更好的道路促进了沥青产业。到1907年,天然沥青的产量已被精制石油沥青取代。

威利斯解释说:“人们开始要求更好的运输方式。”“人们开始使用沥青将岩石保持在一起的道路比人们习惯的传统土路更长。”在砾石路上与铺路的行车开车有很大不同的经验。最后,1956年联邦援助公路法帮助改变了美国的道路仍然是由挤满泥土制成的,并创造了48,876英里(78,658公里)州际系统在美国。

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今天如何使用沥青

尽管它通常与道路相关,但沥青被用于许多目的,尽管道路占其最广泛的用途。根据沥青,在美国超过270万英里(430万公里)的铺装道路中,有94%的道路浮出水面。纳帕

不过,有趣的是,所有这些都包括大约95%的石头,沙子和砾石的混合物,只有5%的沥青水泥。沥青还用于停车场,机场跑道和赛道。

威利斯解释说:“沥青是一种非常灵活且通用的产品。”它可用于排队鱼池和水库或用于网球场等体育目的。几年前,它被选为该场地的基本表面明尼苏达州维京人体育场在明尼阿波利斯。

Willis称,自沥青生产早期以来,该行业一直在创新新产品,变得更加科学和严格。

他说:“我们改变了设计混音的方式。”“今天,我们正处于一个时代,您正在看到行业方式和国家的运作方式发生了巨大的转变。”使用先进的测试方法,沥青研究人员一直致力于提高性能。结合新材料,添加剂和技术,他们正在寻求了解各种食谱在不同温度和气候下的表现。

一个主要更新是创建温暖混合沥青(WMA),它降低了工厂沥青的生产温度,从而减少了能源的使用和节省生产和道路浮出水面的时间。WMA还可以改善工作条件,降低了燃料排放,烟气和气味的暴露量。美国运输部联邦公路管理局。威利斯说,WMA是2002年美国不存在的技术,现在约占市场的40%。

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道路的顶层通常每12到20年一次“铣削”,并用新的覆盖层取代。旧混合物几乎总是回收。
Famartin/Wikimedia/(CC BY-SA 4.0)

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对沥青的批评

沥青可能不是您认为环境友好的东西。它可能会因关联而部分内gui,因为沥青自然与主要污染物(驱动汽车和石油生产)保持一致。并且有些负面性是有必要的:由于沥青的反射率低,因此已被确定为重大贡献者城市热岛(UHI)效果,Abbas Mohajerani,Jason Bakaric和Tristan Jeffrey Bailey在2017年的一篇文章中写道环境管理杂志

就沥青对UHI的贡献而言环保局指出,可以通过材料修改常规的沥青路面或安装后处理以提高反射率。几十年来,这有时在停车场和高速公路等表面上实施。EPA包括多孔沥青和橡胶沥青作为可渗透路面的例子。

沥青还因不可渗透而获得了不良的分数,因为它在融化时产生的气体以及在铺路和屋顶期间暴露于工人的烟雾。职业安全与健康管理局xf187手机版(OSHA)说这些烟雾会导致头痛,皮疹,疲劳甚至皮肤癌。虽然OSHA的标准并未专门解决沥青烟雾,但政府推荐可以通过“工程控制,管理行动和个人保护设备”来完成控制曝光。

当然,仍然有一个事实,沥青是用石油制成的。但是沥青确实具有积极的生态质量。

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100%回收工作

威利斯说:“很多人不知道的是沥青行业实际上所做的所有环境友好的事情。”对于初学者来说,沥青是100%可回收的,更重要的是,它确实可以回收。在2018年,重新融入了8220万吨(7450万吨)的收回沥青路面(RAP)。这意味着在美国放下的每种沥青混合物都包括大约21%的说唱。实际上,人们每年在美国每年回收的所有物品的总重量(纸,塑料和铝)每年总计(大约68%)RAP行业的重量(约68%)。

威利斯说:“那只是我们回收的一种材料。”“我们是该国最活跃的回收业。”它也是轮胎橡胶的最大回收者之一,在某些州,它被用作混合物的修饰符。屋顶木瓦还被回收为新的沥青混合物,该行业正在研究塑料如何成为讨论的一部分。“当人们将这些问题带给我们时,我们会尝试找到解决方案。”

许多工程和材料科学都用于建造道路。如今,沥青道路的设计围绕“永久人行道”的概念,或者至少持续40年或更长时间。常规维护包括每12到20年的“铣削”表面 - 脱下顶部英寸左右,并用新的覆盖层代替它。根据该道路上行驶的车辆的骑行质量和燃油消耗,可以回收顶部英寸,并定期覆盖。沥青路面联盟

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未来的沥青

直到该是时候悬停汽车,沥青道路可能会延伸。行业计划继续创新产品和生产。威利斯(Willis)描述了最近的突破,例如自动滚筒和设备,以及增加虚拟现实用于培训的突破。

他说:“我认为技术是该行业未来的重要组成部分。”随着沥青专家在处理大数据方面变得更好,他们可以将其用于生产和放置,以实时提高效率。有一天,他甚至可以在道路上看到有纳米传感器的智能人行道,提供有关人行道表现和持久方式的反馈。“我们的道路将变得更加聪明。我们已经有了技术来真正改善骑马大众的体验。”

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