道路路面径流污染生态化处治技术应用研究

摘要

当前，频繁的交通活动、机动车辆运行过程中化石燃料的燃烧排放大量的废气和碳氢化合物，车辆的轮胎磨损以及频繁的刹车制动形成大量的橡胶微颗粒物和重金属颗粒物。这其中的大部分污染物将随着降水迁移至自然水体中，对受纳水体的水质和生态环境造成破坏，形成道路路面径流污染，这样的非点源污染的负荷高且难以控制，控制道路路面径流污染势在必行。
　　在道路用地范围内运用一定的材料，并且新建或改造一些结构，从而能够使这些材料和结构通过渗透、过滤、缓流、净化等方式控制道路路面径流污染。
　　根据实地径流雨水的测试结果，其污染物浓度超标，污染较为严重。分析道路路面径流初期冲刷效应的显著程度，得出初期雨水是道路路面径流污染处治的重点。根据测试结果，采用化学试剂进行了实验室道路路面径流雨水的模拟。
　　通过对陶粒、沸石以及陶粒沸石双层滤料三种形式的生态渗滤结构层进行对比，得出去污能力的强弱关系为:陶粒沸石双层滤料＞沸石＞陶粒。双层滤料对SS的初始去除率达到70％以上，而对Zn和Pb的初始去除率达到90％以上，对COD和TP的去除率随着入流时间的持续也均达到50％以上，且露天放置的生态渗滤结构层在使用过程中去污能力趋于稳定。通过对生态渗滤结构层进行缓流优化，能够强化其对TN和NH3-N的去除效率。
　　通过对多孔沥青混合料孔隙堵塞效应及去污能力衰变规律的研究分析，结果表明:多孔沥青混合料(PAC)的透水系数随着污染负荷的增大而降低，且空隙率越大，该趋势越显著。较小空隙率的PAC混合料对于SS、COD、Zn、Pb污染物的初始去除效果较优，较大空隙率的PAC混合料的去污效果易受污染物负荷的影响。
　　通过研究掺加沸石粉的透水混凝土的去污能力，沸石粉透水混凝土的NH3-N去除率随着沸石粉掺量的增加而增加，沸石粉掺量达到50％时，NH3-N去除率达到45％。出于去除率和强度的综合考虑，透水混凝土中沸石粉的掺量为30％左右较为合理。分析了透水混凝土的储水-渗流机理，建立了透水混凝土的储水-渗流模型，据此计算设计暴雨下透水混凝土内部储水高度变化。
　　基于道路路面径流污染处治措施的实地应用，提出了道路生态渗滤结构层的大致设计流程以及道路生态渗滤结构层在道路工程中的应用方式，提出了排水沥青路面边缘排水系统的优化方案，以及透水混凝土在道路边坡的应用方案。并根据道路路面径流污染的形成和迁移过程对道路路面径流污染处治措施的应用进行了模拟分析。

目录

摘要

术语及符号说明

第一章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的

1．2 国内外研究现状

1．2．1 道路路面特定污染物分析

1．2．2 道路雨水径流污染处治技术

1．2．3 研究不足

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．4 课题来源

第二章 道路路面径流污染特征研究

2．1 研究区域概况

2．2 道路路面径流监测

2．2．1 采样方法

2．2．2 监测降雨场次

2．2．3 监测结果分析

2．3 试验用水的实验室模拟

2．3．1 试剂

2．3．2 配制方法

2．4 小结

第三章 道路生态渗滤结构层处治径流污染措施研究

3．1 净化滤料及试验方法

3．1．1 滤料

3．1．2 试验装置及试验布置

3．2 不同形式生态渗滤结构层处治径流污染研究

3．2．1 单层滤料生态渗滤结构层

3．2．2 双层滤料生态渗滤结构层

3．2．3 具有缓流功能的双层滤料生态渗滤结构层

3．3 小结

第四章 道路渗透铺装系统处治径流污染措施研究

4．1 多孔沥青混合料处治道路路面径流污染研究

4．1．1 试验材料及试件的制作

4．1．2 试验装置及试验方法

4．1．3 多孔沥青混合料去污性能的衰变规律

4．1．4 多孔沥青混合料透水性能的衰变规律

4．2 沸石粉透水混凝土处治道路路面径流污染研究

4．2．1 试验材料及试件的制作

4．2．2 沸石粉透水混凝土的去污性能

4．2．3 沸石粉透水混凝土的储水-渗流模型

4．3 小结

第五章 道路路面径流污染综合处治技术研究

5．1 道路路面径流污染的控制措施应用设计

5．1．1 道路生态渗滤结构层的应用设计

5．1．2 多孔沥青混合料的应用设计

5．1．3 透水水泥混凝土的应用设计

5．2 道路路面径流污染综合处治技术应用效果分析

5．2．1 道路路面径流污染综合处治措施

5．2．2 模拟应用案例分析

5．3 小结

第六章 结论与展望

6．1 主要研究结论

6．2 研究展望

参考文献

致谢

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