【摘 要】 本文綜述了生物瀝青的制備方法及工藝，對生物瀝青的基本參數(shù)與原基質(zhì)瀝青進(jìn)行了對比。并對目前國內(nèi)生物瀝青部分相關(guān)研究進(jìn)行了收集總結(jié)，分析了不同種類生物瀝青的技術(shù)性能。

【關(guān)鍵詞】 石油瀝青 生物瀝青 生物油

1研究現(xiàn)狀

近年來，生物粘結(jié)劑作為石油瀝青的替代品在國內(nèi)外收到廣泛關(guān)注[1-3]。生物瀝青是以農(nóng)林業(yè)產(chǎn)品及廢棄物、生活有機(jī)廢棄物、能源作物等生物質(zhì)材料為原料，經(jīng)過熱裂解、調(diào)合等工藝制備而成性能類似石油瀝青的膠結(jié)料，具有綠色無污染、成本低廉、來源廣泛等優(yōu)勢[4-6]。

生物油含有大量的能提高混合料的和易性并降低拌和壓實(shí)溫度的碳?xì)浠衔颷7，8]，該類物質(zhì)能夠由于降低了基質(zhì)瀝青黏度而改善瀝青的施工和易性，并提高其抗疲勞性能和低溫開裂性能。因此生物結(jié)合料由于能以一定比例替代石油瀝青而具有良好的發(fā)展前景。目前，生物瀝青主要作為有三種替代方式：完全替代（100%替代）、作為添加劑（25%一75%替代）、作為改性劑（<10%替代）[5]。目前生物瀝青研究的生物質(zhì)來源主要分為以下三類，分別為：1）秸稈、木屑、草屑等木質(zhì)纖維類;2）豬糞等動(dòng)物糞便類;3）地溝油類（廢棄食用油脂、煎炸廢油等）。此外，生物油還可以通過微藻、橡木分解、棉籽和大豆煉油的下腳油以及咖啡渣等生產(chǎn)[5]。我國作為世界第一人口大國及工農(nóng)業(yè)大國，每年會(huì)產(chǎn)生大量動(dòng)物糞便以及木質(zhì)纖維類廢棄物，而各種廢棄物會(huì)加速環(huán)境污染和溫室氣體排放，因此如何處理工農(nóng)業(yè)發(fā)展所產(chǎn)生的廢棄物且變廢為寶成為當(dāng)今社會(huì)的熱門話題。

2生物瀝青制備工藝

由生物質(zhì)熱解制備得到的液體產(chǎn)物簡稱為生物油，生物油是由生物質(zhì)中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素共同轉(zhuǎn)化得到，表觀上呈黑色或黑褐色勃稠狀，是分離與制備生物瀝青的母體?，F(xiàn)階段生物質(zhì)液化主要有兩種方法：1）生物質(zhì)熱解液化法;2）生物質(zhì)高壓液化法。

動(dòng)植物等原材料直接經(jīng)液化制備的生物油還無法達(dá)到路用標(biāo)準(zhǔn)，因此一般還需要將初步制備的生物油進(jìn)行再次加工以制備能夠滿足瀝青使用要求的生物瀝青。目前將生物油加工成生物瀝青的方法主要有四種：1）蒸餾法;2）調(diào)和法;3）氧化法;4）聚合物改性法。

3生物瀝青性能研究

目前國內(nèi)外生物瀝青主要分為木質(zhì)纖維類、動(dòng)物糞便類和地溝油類三種。目前大多數(shù)生物油都是作為添加劑或者改性劑加入到基質(zhì)瀝青中來提升原瀝青性能。通過相關(guān)試驗(yàn)可以看出三種類型的生物瀝青均會(huì)提升原瀝青的低溫性能、抗疲勞能力和抗老化能力。并且在加入生物瀝青作為改性劑或者添加劑后石油瀝青的黏度、溫度敏感性都得到降低.并且通過該試驗(yàn)可以看出基質(zhì)瀝青有很好的相溶性;但也有高溫下易老化、低溫下易脆、延性較低、長時(shí)間放置后會(huì)表現(xiàn)出非均勻性等問題。目前對木質(zhì)纖維類生物瀝青的高溫穩(wěn)定性還存在爭議，多數(shù)研究表明木質(zhì)纖維類生物油對瀝青結(jié)合料的高溫性能影響不大，甚至降低高溫性能[6]。動(dòng)物糞便類生物油性能較差，大部分被作為改性劑摻入基質(zhì)瀝青且摻量較少（不超過10%）。普遍認(rèn)為動(dòng)物糞便類生物油能夠提高結(jié)合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性，降低瀝青黏度。目前國內(nèi)關(guān)于動(dòng)物類生物瀝青的相關(guān)研究多針對其結(jié)合料性能，缺乏對其路用性能研究與評價(jià)。地溝油基生物有能夠提升瀝青的和易性和流變性能，但由于親水基團(tuán)的存在，生物瀝青的抗水損害能力不足。

4結(jié)語

生物瀝青作為一種具有可再生、高性價(jià)比和環(huán)保的新型材料是傳統(tǒng)瀝青的良好替代品，具有極大的發(fā)展前景。目前我國生物瀝青的研究已經(jīng)逐步展開，并且部分企業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)自研的生物瀝青，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物瀝青相關(guān)技術(shù)將逐漸成熟。同時(shí)，生物瀝青與石油瀝青在組成上存在顯著差異，其老化機(jī)理、老化行為以及評價(jià)方法仍需進(jìn)行深入研究。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 周南陽，葛嵐，周宇弘，等.植物瀝青在筑路技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].華東公路.2013（1）：62一65.

[2] 馬素月.當(dāng)生物“戀”上瀝青[N].中國交通報(bào)，2012.

[3] 雷茂錦，朱耀庭，彭明.生物結(jié)合料的物理和化學(xué)特性研究[J].中外公路.2012. 32 （1） ：222-225.

[4] 閏金定.我國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀與戰(zhàn)略思考[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2014，34（4）：151-158.

[5] 汪海年，高俊鋒，尤占平，等.路用生物瀝青研究進(jìn)展[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，36（7）：55-60.

[6] 魯童，孫國強(qiáng)，龐琦，施沈越，孫大權(quán).不同生物質(zhì)來源的生物瀝青制備方法及其性能綜述[J]，2017，31（3）：60-66.

[7] 廖曉鋒，雷茂錦，陳忠達(dá)，等.生物結(jié)合料共混瀝青的路用性能試驗(yàn)研究[J].材料導(dǎo)報(bào)：研究篇，2014，28（l）：144-149

[8] Fini EH，AI-Qadi I L，YouZ，etal.Partial replacement of asphalt Binder with bio-binder：characterisation and modification[J].International Journal of Pavement Engineering，2012，13（6）：515-522.

[9] 凃成，陳艷巨，何敏，曹東偉，張玉貞.生物瀝青制備工藝研究進(jìn)展[J].石油瀝青，2015，29（6）：62-67.

[10] Gong M，Yang J，Zhang J，et al. Physical-chemical properties of aged asphalt rejuvenated by bio-oil derived from biodiesel residue[J]. Construction&Building Materials，2016，105：35-45.

作者簡介：姓名：羅萬力 出生年月：1995.9.30 性別：男 民族：漢 籍貫：重慶 學(xué)歷：本科（研究生在讀） 單位：重慶交通大學(xué) 研究方向：道路材料 單位省市：重慶市南岸區(qū) 郵編：400074