植物瀝青在道路工程中地應用現(xiàn)狀

1、植物瀝青在道路工程中的應用現(xiàn)狀我國龐大的公路網(wǎng)建設規(guī)劃，形成了對道路瀝青的巨大需求。然而石油瀝青 屬于稀缺性不可再生資源，隨著石油資源的日漸枯竭，以及瀝青價格不斷攀升， 已開始制約我國道路建設的可持續(xù)發(fā)展，我們必須找到一種可再生的原來來緩解 這一矛盾，達到可持續(xù)發(fā)展的目標。而植物瀝青的出現(xiàn)和規(guī)?；a(chǎn)將為緩解行 業(yè)對石油瀝青資源的依賴提供新的出路。作為一種全新的材料，植物瀝青不屬于多芳環(huán)復雜化合物，具有低碳環(huán)保和 可再生的優(yōu)點，未來石化瀝青枯竭后，我們依然可以透過植物煉制技術源源不斷 地生產(chǎn)出來。1、植物瀝青簡介作為一種全新的材料，植物瀝青具有低碳、環(huán)保、可再生的優(yōu)勢。市場上植 物瀝青來源主要

2、分為三大類：油脂行業(yè)下游產(chǎn)品（也稱黑腳）、生物柴油副產(chǎn)品、植 物基化工醇下游產(chǎn)品。其中前兩種來源的植物瀝青單套常能相對較小， 產(chǎn)品質量 穩(wěn)定度不足，主要用于生產(chǎn)鑄造粘結劑、橡膠軟化劑、水泥預制隔離劑、黑色印 刷油墨、瀝青涂料、涂料、表面活性炭、皮革助劑及重質燃料等等。由于產(chǎn)能和 質量穩(wěn)定度的限制，因此植物瀝青在道路工程中的應用還正處于研究試驗階段。目前，市場出現(xiàn)的植物瀝青大都是植物油煉制后的廢棄物，約占植物油質量分數(shù)的35%左右。其主要成分為6080%的脂肪酸和植物醇，油溶性與瀝青 接近，主要應用于鑄造粘合劑和防水瀝青等領域，或直接作為重油填充料燃燒掉。與石化瀝青有著明顯區(qū)別的是，植物瀝青具有

3、一定的親水性和可降解性， 不 能簡單給予替代使用，必須采用一些表面活性溶劑或者乳化劑配合使用，改善與石化瀝青的相容性。植物瀝青常溫下具有良好的流動性，與石化瀝青均勻混和后， 起到一定的增稠作用，會增加瀝青與碳酸鈣或者石料的粘合性及親和力， 不易出 現(xiàn)沉降分層，使鋪灑更加均勻。植物瀝青煉化工藝流程如圖1。由于其原料主要來自于植物淀粉基材料和農(nóng) 作物秸稈，因此從分子結構上與傳統(tǒng)石油瀝青有所不同。目前市場應用方面主要是通過與石油瀝青摻配并添加一定量改性劑， 以達到道路石油瀝青標準，從而滿 足用戶的生產(chǎn)要求。jcS裂 J7常水壓-單八也ZW 丙二諄 叮二8?減壓叭組分改性杭物瀝青圖1植物瀝青煉化工藝2

4、、植物瀝青在道路工程中的應用2.1面層用植物瀝青吳嘉麟等發(fā)明了一種用植物瀝青與石油瀝青混合用于道路工程中的方法。按照質量比1:812將植物瀝青和石油瀝青混合后，于155165C攪拌1-5h, 得到混合瀝青。植物瀝青為環(huán)保 828植物瀝青，石油瀝青為 AH-70重交道路石 油瀝青。按比例混合后的技術指標見表 1。表1混合瀝青技術指標測試項目質鼠指標.實測值測試方法M質渦宵介瀝青針入度60 806470T0604軟化點（壞球法4648.847.5TQ6O6動力粘度P&Q180252T0620延度(ISVcm/min)! cm100150!50TO6O5密度(1510)1.038LO55TO6O3閃

5、點，r260300300T061E薄顧烘ffif試驗質M失變化TH%6i69765.8T0604殘軸延度（1兀.卜cm1517.8T0605可以看出加入植物瀝青后，混合瀝青的針入度、軟化點和密度較基質瀝青相 比均略有提高，但所有技術指標均符合規(guī)范要求。該專利在實際工程中得到了應用，并鋪筑了試驗段 。該試驗段選取了德勝 東路工程，其位于江干區(qū)。瀝青路面結構為10 cm粗粒式AM -30瀝青混合料下 面層，7cm粗粒式AC 25C瀝青混合料中面層，4 cm細粒式AC-13C瀝青混 合料上面層。試驗段長度為300 m,所配含植物瀝青的瀝青混合料僅施工于路面 表層，路面下層和中層仍以基質瀝青為原料。對

6、由混合瀝青（植物瀝青：基質瀝 青=1 : 9）生產(chǎn)的AC 13C瀝青混合料的進行了幾項初步的檢驗，并同時對比 了 70號基質瀝青AC 13C混合料的測試結果。表2 AC 13C瀝青混合料檢測結果檢測項目技術蟹求泡許訕背70號星質瀾育測試方祛馬歇爾植宦度（以）9.518.49T07W流值（mm）1.5-43.63.5TCI709旣留穩(wěn)定嗖（囁）罰82.483.7T0709吸水率（曙】唱20. 100. HT0705馬氏相對童岌實測值2.3652.372T0705晟大理論相對帑度實測值2.4902.-U3TO7L1空隙率（氓5,04,5TO7O5礦科阿陳率（誦）16.416 3TC17O5瀝青飽和

7、噪（圻）65 -7569.572.4T0705杯赧肖塔墜芟散損失（冊）實測值LL67.3T0733浸水骨塔屋芟散損失（饒）實測負1X312.8TO733乍議功規(guī)定度（次Anm）1057.41145.2T0719數(shù)據(jù)表明其各項指標均可達到公路瀝青路面施工技術規(guī)范（JTG F40-2004）技術指標要求，和采用70號基質瀝青的數(shù)據(jù)相差不多。對試驗段按通車1d、20d、40 d后對試驗段進行后期跟蹤檢測， 檢測項目包 括壓實度、厚度、平整度、彎沉。從跟蹤數(shù)據(jù)比較中可以發(fā)現(xiàn)混合瀝青路面在各 項指標性能上趨于穩(wěn)定，幾乎都沒有變化。表3試驗段路測跟蹤結果拎測頂目技術程求-鬪試方法1 d20 d40 d96

8、.697.97.6T 0924辱臨（IIUH）設計值聚4i4242T DWT ft (nin04.04.44l6T W1瘴沉(0. Ohtun)設計值莎504442TWl通車時間達123d后，路面情況良好，無嚴重開裂、坑洞現(xiàn)象。由此，植物 瀝青與基質瀝青摻配后用于道路工程中，其混合瀝青性質滿足路用瀝青的實際應 用要求。2.2水穩(wěn)基層透層用植物瀝青我國半剛性基層透層油傳統(tǒng)材料較多的是采用了煤油稀釋瀝青， 其選用煤油 作稀釋溶劑，成本高，嚴重影響基層表面強度形成。在煤油稀釋瀝青材料中通常 煤油的摻加量為50%左右，煤油最終揮發(fā)到空氣中，資源浪費嚴重。而且據(jù)試驗 研究結果，煤油稀釋瀝青360 E下蒸

9、餾殘留物針入度由基質瀝青的 90 （1/10mm）變?yōu)?00 (1/10mm),煤油并不能徹底從瀝青中揮發(fā)，仍殘留在瀝青中，使瀝青 的各項路用性能指標下降嚴重，影響路面性能。傳統(tǒng)的乳化瀝青，滲透效果差， 用作透層油會在基層表面形成一層油膜。近年來有研究單位采用在乳化瀝青中摻 加10 20%左右的煤油方法，增加乳化瀝青滲透效果，但其跟煤油稀釋瀝青的原 理相同，仍含有大量煤油。為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，徐鵬3等發(fā)明了一種造價低，性能環(huán)保，穩(wěn) 定性好，基于植物瀝青的環(huán)保型高滲透乳化瀝青， 用于水泥穩(wěn)定碎石基層透層施 工，增強水穩(wěn)基層和瀝青面層間的層間粘結。 解決了煤油稀釋瀝青污染大，資源 浪費，普

10、通乳化瀝青滲透效果差的問題。所用植物油為植物油生產(chǎn)過程中得到的副產(chǎn)品，為固體或粘稠狀半固體，紅 褐色，稍有氣味。主要性質見表 4：表4植物瀝青技術指標項且單位外觀紅褐色gem-1 100i 50022G 00-250 00r230 00%100% 210該再生劑的組分及重量份數(shù)比:用屋30 6040 701-4.00. 1 - 4. 5該基于植物瀝青的普適性路面再生劑材料， 其按照如下的工藝流程進行制備 和使用：將粘度調(diào)節(jié)劑和抗氧化劑投入反應釜中，用泵抽入基礎油，攪拌、加熱 升溫至80100 C,攪拌24小時，攪拌速度是80130轉/分鐘，冬季生產(chǎn)時 應將基礎油預熱至60 80C再用泵抽出；(

11、2) 將植物瀝青存儲在130C恒溫的儲罐中，按所述重量用泵送入反應釜中， 控制反應溫度為80100 C,攪拌1 3小時，攪拌速度是80130轉/分鐘，待其自然冷卻即可?，F(xiàn)場使用時將再生劑材料直接投入回收瀝青料中，用量一般為回收瀝青料的5%30%。植物瀝青中含有大量的油份，恰恰能補充瀝青老化過程中損失的油份，而且 植物瀝青中含有高沸點醇，醚類物質，能夠溶解分散老化瀝青中的高分子瀝青改 性劑，使植物瀝青與老化瀝青有很好的相容性， 因此不管老化瀝青是基質瀝青還 是改性瀝青，植物瀝青都能使其性能得到恢復，即植物瀝青對已老化瀝青的性能 恢復作用具有普適性，有廣泛的應用前景。且植物瀝青不來源于石化行業(yè)，綜

12、合 利用廢物，滿足環(huán)境保護的要求，具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。3、植物瀝青展望2009年英國材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會的專家利用植物瀝青（Vegetex）代替鋪設柏油 公路所需瀝青的20%，取得了成功。該種瀝青不但具有可再生的概念， 而且還可 以在低溫下加工，能耗更低，減少“溫拌瀝青技術”所依賴的溶劑，降低成本。 英國的專家盡管在技術上可以開發(fā)出可替代石化瀝青的植物瀝青，但由于受到原料和市場的限制，目前植物瀝青在市場上還未得到普遍應用。 英國交通研究實驗 室的環(huán)境顧問認為，如果植物瀝青在再循環(huán)利用以及耐久性方面改進到石化瀝青 的水平，那么植物瀝青將具有廣闊的發(fā)展前景。2010年以來，我國瀝青價格一直處于高位運行階段，并突破5000元/噸關口?？梢灶A見，隨著石油資源的日漸枯竭，以及瀝青價格不斷攀升，已開始制 約我國道路建設的可持續(xù)發(fā)展。采用可再生植物資源生產(chǎn)植物瀝青，作為石油瀝 青的有效補充，為緩解人類對石化資源的依賴提供了新的途徑。作為先驅者，參加此項目研究的幾家單位所做的工作都是具有開創(chuàng)性的。雖然目前植物瀝青在應用上還存在許多不足一一用量比例較小、性能仍需提高，但隨著植物化工行業(yè) 的不斷發(fā)展壯大，科研應用的不斷深入，相信植物瀝青將擁有非常廣闊的應用前 景。參考文獻