用植物瀝青與石油瀝青混合用于道路工程的方法

（1）混合瀝青的制備：按照質(zhì)量比為1:8-12 將植物瀝青和石油瀝青混合后，于155~165℃攪拌1-5 小時(shí)，得到混合瀝青；

（2）集料和礦料的選擇和篩分；礦料篩分時(shí)，篩孔尺寸為0.075-37.5mm ；

（3）混合料的制備：按油石比為4.5-5.5%，將步驟（1）得到的混合瀝青與步驟（2）得到的集料和礦料混合，配制密級(jí)式瀝青混凝土；所述的混合中拌和溫度為160~170℃，拌和時(shí)間為1-5 小時(shí)；

（4）道路鋪設(shè)：將上述密級(jí)式瀝青混凝土施工于路面表層，即可。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種用植物瀝青與石油瀝青混合用于道路工程的方法，其特征在于：步驟（1）中所述的植物瀝青和石油瀝青的質(zhì)量比為1:10。

3. 根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種用植物瀝青與石油瀝青混合用于道路工程的方法，其特征在于：步驟（3）中所述的油石比為4.9%。

4. 根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種用植物瀝青與石油瀝青混合用于道路工程的方法，其特征在于：步驟（4）所述的道路鋪設(shè)中路面底層以石油瀝青為原料，路面底為粗粒式瀝青混凝土，路面中層為中粒式瀝青混凝土。

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于植物瀝青的應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種用植物瀝青與石油瀝青混合用于

道路工程的方法。

背景技術(shù)

[0002] 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，人們必須尋找一種可再生的原料來(lái)緩解這一矛盾，以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。近年來(lái)，石油瀝青再生改性技術(shù)由于具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)和推廣，已成為道路建設(shè)原料的重要來(lái)源。然而，中國(guó)作為世界的發(fā)展中，仍處于高速建設(shè)階段，新的基礎(chǔ)工程建設(shè)對(duì)原料的需求量巨大，國(guó)內(nèi)瀝青的產(chǎn)量無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。

此外，一方面，石化瀝青具有不可降解，路面翻新產(chǎn)生的廢舊瀝青利用率甚低，難以處理，在使用過(guò)程中，瀝青煙中還含有大量致癌物質(zhì)，污染環(huán)境。另一方面，在用可再生植物資源取代石油的后石油時(shí)代，發(fā)明專(zhuān)利ZL200710038146.5“一種玉米原料多組分二元醇的制備方法”，以及發(fā)明專(zhuān)利ZL 200710038144.6“一種PDT 共聚酯纖維的制備方法”，和發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利：2007100381408“用再生生物原料制取的樹(shù)脂二元醇制備不飽和樹(shù)脂的方法”，為在國(guó)際上個(gè)完成“植物化工”二元醇的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化作出了貢獻(xiàn)。到2010 年10 月，植物瀝青年產(chǎn)能20 萬(wàn)噸級(jí)的生物質(zhì)二元醇，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外化工市場(chǎng)。2011 年10月，天津市昊祥化工銷(xiāo)售的植物瀝青已完成用玉米秸稈中的C5、C6 糖醇材料制備二元化工醇的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，2012 年被評(píng)為全球創(chuàng)造力的50 強(qiáng)企業(yè)之一，在國(guó)際上產(chǎn)生重大影響。但是，制約該項(xiàng)目發(fā)展的瓶頸是“植物化工”中用“分鎦底物”制成的“植物瀝青”的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。在石油化工業(yè)中，的分鎦底物被稱為“石油瀝青”，它們約占整個(gè)石油化工產(chǎn)量的15%，石油瀝青能廣泛地應(yīng)用于道路和建筑行業(yè)，構(gòu)成了石油化工業(yè)的完產(chǎn)業(yè)鏈，因而能使石油工業(yè)得到大規(guī)模開(kāi)發(fā)和發(fā)展。與石油化工業(yè)類(lèi)似，在生物化工中，也有約15% 的分鎦底物，稱為“植物瀝青”。20 萬(wàn)噸級(jí)的生物質(zhì)二元醇生產(chǎn)線將有年3 萬(wàn)噸分鎦底物。只有開(kāi)發(fā)并找到植物瀝青的應(yīng)用市場(chǎng)，形成完整的生物化工產(chǎn)業(yè)鏈，生物質(zhì)二元醇的更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化才能實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用植物瀝青與石油瀝青混合用于道路工程的方法，該方法成本低，降低了道路使工中的有害致癌物的揮發(fā)。

[0004] 本發(fā)明的一種用植物瀝青與石油瀝青混合用于道路工程的方法，包括：

[0005] （1）混合瀝青的制備：按照質(zhì)量比為1:8-12 將植物瀝青和石油瀝青混合后，于155~165℃攪拌1-5 小時(shí)，得到混合瀝青；

[0006] （2）集料和礦料的選擇和篩分；礦料篩分時(shí)，篩孔尺寸為0.075-37.5mm ；

[0007] （3）混合料的制備：按油石比為4.5-5.5%，將步驟（1）得到的混合瀝青與步驟（2）得到的集料和礦料混合，配制AC-13 型密級(jí)式瀝青混凝土；

[0008] （4）道路鋪設(shè)：將上述AC-13 型密級(jí)式瀝青混凝土施工于路面表層，即可。

[0009] 步驟（1）中所述的植物瀝青和石油瀝青的質(zhì)量比為1:10。

[0010] 步驟（3）中所述的油石比為4.9%。

[0011] 步驟（3）中所述的混合中拌和溫度為160~170℃，拌和時(shí)間為1-5 小時(shí)。

[0012] 步驟（4）所述的道路鋪設(shè)中路面底層以石油瀝青為原料，路面底層為粗粒式瀝青混凝土AC-25 型，路面中層為中粒式瀝青混凝土AC-16 型。

[0013] 本發(fā)明涉及的石油瀝青采用中國(guó)石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司生產(chǎn)的東海牌AH-70 重交道路石油瀝青，其技術(shù)要求及檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。

[0014] 表1、AH-70 重交道路石油瀝青技術(shù)指標(biāo)

[0015]

[0016] 集料和礦料的選擇和篩分。石灰?guī)r粗集料技術(shù)指標(biāo)如表2，細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)如表3

所示。各種礦料的篩分?jǐn)?shù)據(jù)如表5 ：

[0017] 表2 粗集料技術(shù)指標(biāo)

[0018]

[0019] 表3 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)

[0020]

[0021] 各種礦料的篩分?jǐn)?shù)據(jù)如表4。

[0022] 表4 礦料篩分?jǐn)?shù)據(jù)

[0023]

[0024] 本發(fā)明使用混合瀝青配置AC-13 中的密級(jí)配制瀝青混凝土，油石比確定為4.9%。

設(shè)計(jì)依據(jù)按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中表5.3.2-2 規(guī)定的級(jí)配上下限范圍，級(jí)配設(shè)計(jì)表如表5 ：

[0025] 表5、瀝青混合料各種礦料的用量

[0026]

[0027] 根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004），將集料、礦粉、混合瀝青注入拌合樓，拌和溫度為160~170℃，拌和時(shí)間為3 小時(shí)。

[0028] 按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）道路。本發(fā)明是針對(duì)道路表層路面易受到損害而提出的工藝，其特征是所配含植物瀝青的瀝青混凝土僅施工于路面表層的AC-13 型密級(jí)配瀝青混凝土。路面底層仍以基質(zhì)石油瀝青為原料，路面底層為粗粒式瀝青混凝土AC-25 型，路面中層為中粒式瀝青混凝土AC-16 型。

[0029] 本發(fā)明的內(nèi)容就是將環(huán)保828 植物瀝青如何與石油瀝青混合改性，應(yīng)用于道路工程的方法。該方法的基本技術(shù)是在現(xiàn)有道路工程中的易磨損的表層，采用含828 植物瀝青的AC-13 瀝青混合石料。

[0030] 本發(fā)明中所用的植物瀝青的制備方法，包括：

[0031] 在分鎦底物中加入占分鎦底物重量10-15% 的苯酐，然后在密閉條件下于190-210℃攪拌，進(jìn)行酯化環(huán)化反應(yīng)3-4 小時(shí)；當(dāng)反應(yīng)脫出的水的蒸汽壓力不再增加時(shí)，停止反應(yīng)，卸壓，即得環(huán)保防水植物瀝青。

[0032] 所述的原始植物瀝青為制備二元醇的生產(chǎn)線上的鎦塔溫度為230-240 度的分鎦底物，具體是指，以植物淀粉質(zhì)材料或玉米秸稈中的C5、C6 糖醇材料制備二元醇的生產(chǎn)線中的鎦塔溫度為230-240 度的分鎦底物。

[0033] 所述的酯化環(huán)化反應(yīng)的起始?jí)毫榱恪?/p>

[0034] 所述的酯化環(huán)化反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)釜的容積為分鎦底物體積的3-4 倍，其中反應(yīng)釜為能耐壓0.8MPa(8Kg) 的常規(guī)反應(yīng)釜。

[0035] 所述當(dāng)反應(yīng)脫出的水的蒸汽壓力不再增加時(shí)，壓力為3-4 公斤。

[0036] 所述的卸壓是將酯化出水管口打開(kāi)，直接通入冷凝水中。

[0037] 所得的環(huán)保防水植物瀝青命名為828 的植物瀝青，為非親水性，在180-200℃下能與石油瀝青相容。

[0038] 上述的原始植物瀝青（分鎦底物）原料，是來(lái)自天津市昊祥化工所銷(xiāo)售的植物瀝青年產(chǎn)能20 萬(wàn)噸級(jí)的生物質(zhì)二元醇生產(chǎn)線上的多級(jí)分鎦后的低物，即被稱為親水的808 植物瀝青，比重：1.300-1.400，室溫（25 度）下溶于水，為淺棕黑色粘性液體，10 度以下成固體（固體也溶于水）；65-80 度下成流動(dòng)液體；加熱到150 度時(shí)有異味氣體冒出，180-200 度時(shí)，冒泡和異味氣體現(xiàn)象。

[0039] 808 植物瀝青的主要組成為：含水率小于1% ；丙二醇、乙二醇、丁二醇等混合的小分子二元醇和小分子丙三醇的混合物（35 ～ 45%）；甲酸鈉、乙酸鈉和乳酸鈉等有機(jī)酸鹽（20 ～ 30%）；聚合度為2-3 聚合體的復(fù)雜聚醚多元醇（25 ～ 35%）。

[0040] 本發(fā)明涉及的植物瀝青原料，是由天津市昊祥化工銷(xiāo)售的828 型植物瀝青，其技術(shù)指標(biāo)如下：運(yùn)動(dòng)粘度（60℃）≥ 230 帕秒（檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T

267）；揮發(fā)性（163℃，3h）≤ 1 ；密度(25℃ )=1.268g/cm3（檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8928）；水分≤ 1%。

[0041] 本發(fā)明就是將用玉米秸稈為原料制備植物基二元醇生產(chǎn)線上的分鎦底物制備的

環(huán)保828 植物瀝青，與石油瀝青混合改性，應(yīng)用于道路工程的方法。

[0042] 本發(fā)明中植物瀝青是指一種在用玉米秸稈中的C5、C6 糖醇材料制備二元醇過(guò)程

中，將其分鎦底物制備成的產(chǎn)品；而混合瀝青是針對(duì)道路表層路面易受到損害而提出的工藝，所配制的含植物瀝青的瀝青混凝土施工于路面表層。這是一種環(huán)保的、低成本的部分取代石油瀝青的方法，也在道路表層的修復(fù)工程中應(yīng)用。

[0043] 混合瀝青測(cè)試數(shù)據(jù)如表6，由表中數(shù)據(jù)看以看出，與基質(zhì)石油瀝青相比，混合瀝青技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)均可達(dá)到《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）技術(shù)指標(biāo)要求。

[0044] 表6 混和瀝青技術(shù)指標(biāo)（植物瀝青：基質(zhì)石油瀝青=1:10）

[0045]

[0046]

[0047] 對(duì)由混合瀝青（植物瀝青：基質(zhì)石油瀝青=1:10）生產(chǎn)的AC-13 瀝青混合料的進(jìn)行了幾項(xiàng)初步的檢驗(yàn)，并同時(shí)對(duì)比了70# 基質(zhì)瀝青AC-13 混合料的測(cè)試結(jié)果，測(cè)試數(shù)據(jù)如表7所示。數(shù)據(jù)表明其各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）技術(shù)指標(biāo)要求。

[0048] 表7AC-13 瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果

[0049]

[0050] 有益效果

[0051] 本發(fā)明的應(yīng)用方法簡(jiǎn)單，解決了在用植物原料制取二元化工醇的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中，所遇到的植物瀝青大量積壓待開(kāi)發(fā)的應(yīng)用難題，同時(shí)也為部分取代石油瀝青短缺找到了低成本的環(huán)保替代產(chǎn)品；本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效果非常明顯，應(yīng)用前景廣闊。

具體實(shí)施方式

[0052] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，其中包括對(duì)各種用于替代石油瀝青混凝土不同牌號(hào)的植物瀝青的命名，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。