植物沥青在道路项目工程中的应用现状

1、植物沥青在道路工程中的应用现状我国庞大的公路网建设规划，形成了对道路沥青的巨大需求。然而石油沥青属于稀 缺性不可再生资源，随着石油资源的日渐枯竭，以及沥青价格不断攀升，已开始制约我 国道路建设的可持续发展，我们必须找到一种可再生的原来来缓解 这一矛盾，达到可持 续发展的目标。而植物沥青的出现和规模化生产将为缓解行 业对石油沥青资源的依赖提 供新的出路。作为一种全新的材料，植物沥青不属于多芳环复杂化合物，具有低碳环保和 可再生 的优点，未来石化沥青枯竭后，我们依然可以透过植物炼制技术源源不断 地生产出来。1、植物沥青简介作为一种全新的材料，植物沥青具有低碳、环保、可再生的优势。市场上植 物沥青来

2、源主要分为三大类：油脂行业下游产品（也称黑脚）、生物柴油副产品、植 物基化工 醇下游产品。其中前两种来源的植物沥青单套常能相对较小，产品质量 稳定度不足，主 要用于生产铸造粘结剂、橡胶软化剂、水泥预制隔离剂、黑色印刷油墨、沥青涂料、涂 料、表面活性炭、皮革助剂及重质燃料等等。由于产能和质量稳定度的限制，因此植物 沥青在道路工程中的应用还正处于研究试验阶段。目前，市场出现的植物沥青大都是植物油炼制后的废弃物， 约占植物油质量 分数的35%左右。其主要成分为6080%的脂肪酸和植物醇，油溶性与沥青接近，主 要应用于铸造粘合剂和防水沥青等领域，或直接作为重油填充料燃烧掉。与石化沥青有着明显区别的是，

3、植物沥青具有一定的亲水性和可降解性，不能简单 给予替代使用，必须采用一些表面活性溶剂或者乳化剂配合使用，改善与石化沥青的相容性。植物沥青常温下具有良好的流动性，与石化沥青均匀混和后，起到 一定的增稠作用，会增加沥青与碳酸钙或者石料的粘合性及亲和力，不易出现沉降分 层，使铺洒更加均匀。植物沥青炼化工艺流程如图1。由于其原料主要来自于植物淀粉基材料和农 作物秸秆，因此从分子结构上与传统石油沥青有所不同。目前市场应用方面主要是通过与石油沥青掺配并添加一定量改性剂，以达到道路石油沥青标准，从而满足用户 的生产要求。图1植物沥青炼化工艺mv mi 性物汹并2、植物沥青在道路工程中的应用2.1面层用植物沥

4、青吴嘉麟等发明了一种用植物沥青与石油沥青混合用于道路工程中的方法。按照质量比1：812将植物沥青和石油沥青混合后，于155165c搅拌1-5h, 得到混合沥青。植物沥青为环保828植物沥青，石油沥青为ah-70重交道路石 油沥青。 按比例混合后的技术指标见表1o表1混合沥青技术指标测试项口.测试方法针入度60 -806470t0604就化点（场球法、r464s847.5t 0606动力粘度（60r. plb）1802s2t 0620延度(15v,5cm/min), cm100150150t0605八八5x2). g/cm1l0381.055t0603260300300to6t6薄膜烘箱试验质显

5、搠失变化，m%qq2-0.184t0609殁第针入撰比*悯，69.765,8t0604残惭延度（廿c） , cm1517.8t0605可以看出加入植物沥青后，混合沥青的针入度、软化点和密度较基质沥青相比均略 有提高，但所有技术指标均符合规范要求。该专利在实际工程中得到了应用，并铺筑了试验段（2）o该试验段选取了德胜 东路工 程，其位于江干区。沥青路面结构为10 cm粗粒式am-30沥青混合料下 面层，7cm粗 粒式ac 25c沥青混合料中面层，4 cm细粒式ac-13c沥青混 合料上面层。试验段 长度为300 m,所配含植物沥青的沥青混合料仅施工于路面 表层，路面下层和中层仍以基 质沥青为原料

6、。对由混合沥青（植物沥青：基质沥 青=1 ： 9）生产的ac 13c沥青混合料的进行了几项初步的检验，并同时对比了 70号基质沥青ac 13c混合料的测试结果。表2 ac 13c沥青混合料检测结果检顷目技术娄求昼合沥青70号呈质册青摭试方袪马瞰尔稳定度9*1t0709沆值（mm）1.5j.6tq7o9戒册稳宜度（漏）&8o82.43.7to7o9o.j(j0 14ttncnq氏棚对踊陕实测值2. 3652.j72to7o5朵丈理论相对js度实蒲值2.49()2.4x31 inn空隙那（喘65.045t07o5矿科闾直率（条）b416.3to7o3沏青胞和度（）65 -7569. s72.4to

7、7o5林准背塔故按刘a）实测值11673t0733根7ft冲塔堡飞散损爽（弓金j实测怔i2.fit0733#撤劲稳迤酸（次1000j05t.41145.2t 1)719数据表明其各项指标均可达到公路沥青路面施工技术规范（jtg f40-2004）技术指标要求，和采用70号基质沥青的数据相差不多。对试验段按通车1d、20d、40 d后对试验段进行后期跟踪检测，检测项目包 括压实度、厚度、平整度、弯沉。从跟踪数据比较中可以发现混合沥青路面在各项指标性能上 趋于稳定，几乎都没有变化。表3试验段路测跟踪结果松需戟目v4忒翌锻-1 d20 d40d一测试办社庄实度（的a%06.6a7.397.6tvv2

8、-iffflt( nun)设计值如43贮t0912平整度(ttliil)a54.04_4i跑1町沉谴计值强504442tivvsi通车时间达123d后，路面情况良好，无严重开裂、坑洞现象。由此，植物 沥青与基 质沥青掺配后用于道路工程中，其混合沥青性质满足路用沥青的实际应用要求。22水稳基层透层用植物沥青我国半刚性基层透层油传统材料较多的是采用了煤油稀释沥青，其选用煤油作稀释 溶剂，成本高，严重影响基层表面强度形成。在煤油稀释沥青材料中通常 煤油的掺加量 为50%左右，煤油最终挥发到空气中，资源浪费严重。而且据试验 研究结果，煤油稀释 沥青360 e下蒸镭残留物针入度由基质沥青的90 （1/1

9、0mm）变为300 (1/10mm),煤油并不能彻底从沥青中挥发，仍残留在沥青中，使沥青的各项路 用性能指标下降严重，影响路面性能。传统的乳化沥青，渗透效果差，用作透层油会在 基层表面形成一层油膜。近年来有研究单位采用在乳化沥青中掺加10 20%左右的煤油 方法，增加乳化沥青渗透效果，但其跟煤油稀释沥青的原 理相同，仍含有大量煤油。为了克服上述现有技术的不足，徐鹏匕等发明了一种造价低，性能环保，稳定性 好，基于植物沥青的环保型高渗透乳化沥青，用于水泥稳定碎石基层透层施 工，增强水 稳基层和沥青面层间的层间粘结。解决了煤油稀释沥青污染大，资源 浪费，普通乳化沥 青渗透效果差的问题。所用植物油为植

10、物油生产过程中得到的副产品，为固体或粘稠状半固体，红 褐色， 稍有气味。主要性质见表4：表4植物沥青技术指标陨目外观i 鼻酋相对花康(2cfc)r 100-1300迂孑帖窗(loot?)aim- s220 00a250 00展t?18 00两 s (ho)n.oo 210该再生剂的组分及重量份数比:该基于植物沥青的普适性路面再生剂材料，其按照如下的工艺流程进行制备 和使用：将粘度调节剂和抗氧化剂投入反应釜中，用泵抽入基础油，搅拌、加热升温 至80100 c,搅拌24小时，搅拌速度是80130转/分钟，冬季生产时应将基础 油预热至60 80c再用泵抽出；(2)将植物沥青存储在130c恒温的储罐中

11、，按所述重量用泵送入反应釜中， 控制反应温度为80100 c,搅拌1 3小时，搅拌速度是80130转/分钟，待其自 然冷却即可。现场使用时将再生剂材料直接投入回收沥青料中，用量一般为回收沥 青料的5%30%。植物沥青中含有大量的油份，恰恰能补充沥青老化过程中损失的油份，而且 植物 沥青中含有高沸点醇，醴类物质，能够溶解分散老化沥青中的高分子沥青改性剂，使 植物沥青与老化沥青有很好的相容性，因此不管老化沥青是基质沥青还是改性沥 青，植物沥青都能使其性能得到恢复，即植物沥青对已老化沥青的性能恢复作用具有 普适性，有广泛的应用前景。且植物沥青不来源于石化行业，综合利用废物，满足环 境保护的要求，具有

12、明显的经济和社会效益。3、植物沥青展望2009年英国材料产业联合会的专家利用植物沥青（vegetex）代替铺设柏油公路 所需沥青的20%,取得了成功。该种沥青不但具有可再生的概念，而且还可 以在低 温下加工，能耗更低，减少“温拌沥青技术”所依赖的溶剂，降低成本。英国的专家 尽管在技术上可以开发出可替代石化沥青的植物沥青，但由于受到原料和市场的限制，目前植物沥青在市场上还未得到普遍应用。英国交通研究实验 室的环境顾问认为，如果植物沥青在再循环利用以及耐久性方面改进到石化沥青的水 平，那么植物沥青将具有广阔的发展前景。2010年以来，我国沥青价格一直处于高位运行阶段，并突破 5000元/吨 关口。可以预见，随着石油资源的日渐枯竭，以及沥青价格不断攀升，已开始制 约我 国道路建设的可持续发展。采用可再生植物资源生产植物沥青，作为石油沥 青的有效 补充，为缓解人类对石化资源的依赖提供了新的途径。作为先驱者，参加此项目研 究的几家单位所做的工作都是具有开创性的。虽然目前植物沥青在应用上还存在许多不足一一用量比例较小、性能仍需提高，但随着植物化工行业的不 断发展壮大，科研应用的不断深入，相信植物沥青将拥有非常广阔的应用前