路用生物沥青研究进展_汪海年
生物沥青制备方法及其性能性能综述
生物沥青制备方法及其性能性能综述【摘要】生物沥青是一种新型的道路材料，具有环境友好、可再生等优点。
本文首先介绍了生物沥青的研究背景和研究意义，接着综述了生物沥青的制备方法，包括热解法和厌氧消化法。
然后针对生物沥青的性能进行了详细分析，包括力学性能和氧化性能。
通过对生物沥青的制备方法和性能进行综述，揭示了其在道路应用中的重要性。
最后展望了未来生物沥青研究的方向，为促进生物沥青在道路建设中的应用提供了参考。
本文系统总结了生物沥青的制备方法和性能，为进一步研究和开发生物沥青在道路建设中的应用提供了重要参考。
【关键词】生物沥青、制备方法、热解法、厌氧消化法、性能综述、力学性能、氧化性能、重要性、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景研究背景部分主要介绍了生物沥青制备方法及其性能综述的研究背景和现状。
目前，随着环境污染问题的日益严重，传统石油沥青的使用受到了质疑。
研究人员通过不同的制备方法，如热解法和厌氧消化法等，探讨了生物沥青的制备技术，以期能够实现生物质资源的高效利用，并减少对环境的污染。
通过对生物沥青的性能进行综述和研究，可以为生物质资源的利用和替代能源的发展提供重要的理论和技术支持。
对生物沥青的制备方法及性能性能的研究具有重要的意义和应用价值。
结合现有研究成果，展望未来的研究方向是继续优化生物沥青的制备工艺，提高其性能并推动其在实际工程中的应用。
1.2 研究意义生物沥青是一种具有潜在替代传统石油沥青的环保材料，其制备方法和性能性能对于促进可持续发展至关重要。
生物沥青的制备方法综述和性能性能分析能够为研究者提供参考和指导，促进生物沥青在道路建筑中的应用。
研究生物沥青的力学性能和氧化性能，可以为设计更加耐久和高效的道路材料提供依据，提高道路的安全性和可持续性。
深入研究生物沥青的制备方法及性能性能综述具有重要意义，不仅能够推动生物沥青技术的发展和应用，还能够为实现绿色高效的道路建设做出贡献。
结合生物沥青的环保优势和可持续性发展需求，对其制备方法及性能性能进行综述分析对于推动绿色道路建设、减少对传统资源的依赖具有积极意义。
一种高性能路用生物沥青的制备方法及其用途[发明专利]
![一种高性能路用生物沥青的制备方法及其用途[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ff43ba82561252d381eb6e97.png)
专利名称：一种高性能路用生物沥青的制备方法及其用途专利类型：发明专利
发明人：吕松涛,彭幸海,刘超超,郑健龙,葛冬冬,丁泽鹏,朱光琦
申请号：CN201910876912.8
申请日：20190917
公开号：CN110607078A
公开日：
20191224
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高性能路用生物沥青的制备方法，步骤如下：首先，先将基质沥青置于烘箱中，加热至其有较好的流动性，然后按生物油为基质沥青质量1％‑10％的比例将生物油加入到基质沥青中，启动剪切仪剪切制得生物沥青；其次，将烘干的岩沥青加入至生物沥青中，岩沥青质量为生物沥青质量的5％‑20％，启动剪切仪剪切制得岩沥青‑生物油复合改性沥青；最后，将复合改性沥青置于140‑160℃的烘箱中，使其恒温发育20min制得高性能路用生物沥青。
本发明所制备的高性能路用生物沥青具有优良的高温，低温，抗老化性能，能用于道路工程建设，减少了基质沥青供给压力，为处理生物油提供了有效途径。
申请人：长沙理工大学
地址：410114 湖南省长沙市雨花区万家丽南路二段960号
国籍：CN
代理机构：长沙星耀专利事务所(普通合伙)
代理人：宁星耀
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生物沥青研究进展报告
生物沥青研究进展报告作者：孙建勋来源：《科技视界》 2015年第24期生物沥青研究进展报告孙建勋（中交第四公路工程局有限公司，中国北京 100022）【摘要】生物沥青相对于石油沥青来讲是一项有良好应用前景的新技术，它的出现将推动公路建设的可持续性发展，降低沥青路面造价。
本文简要介绍了生物沥青的概念，总结了国内外有关生物沥青的研究现状与发展。
介绍了现有生物质重油炼制方法及生物沥青的制备工艺，对比分析了不同类型生物沥青结合料的性能表征及性状特点，阐述了生物沥青及生物沥青混合料研究过程中发现的问题及其成因，并对其下一步研究方向进行了展望。
【关键词】生物沥青；可持续发展；制备工艺；性状0绪论在各种可再生能源中，生物质能源具有可再生、储量巨大、分布广的特点。
当前主要类型有：农作物秸秆、废弃食物油脂以及各类生畜粪便等。
通过生物质快速热裂解技术，将生物质分解并最终可得到生物质重油。
研究表明，生物质重油的主要成分与石油沥青的元素组成很接近，在化学组成上具备良好的相容性与稳定性。
将生物质重油与石油沥青在一定条件下相溶合或者在一定条件下掺加其他外掺剂，制备而成的结合物，称之为生物沥青。
1国内外生物沥青的研究现状近几年来，美国、澳大利亚、英国等国家开展了生物沥青的研究及应用工作。
在2012年美国交通运输委员会TRB第91届年会期间，举办了一场“可持续沥青路面替代结合料（Alternative Binders for Sustainable Asphalt Pavements）”的研讨会，来自美国、法国、智利、荷兰等多所大学与研究机构的9个报告中，有7个是针对生物沥青展开的研究。
爱荷华州大学的Abdel Raouf and Williams等开展了基于快速热裂解生物油获得的胶结料用于柔性路面的研究。
他们系统研究了基于三种不同类型的生物油(分别为橡木、柳枝樱和玉米秸秆)作为生物胶结料的物理化学性质，并且采用三种不同的聚合物改性剂与生物油拌和以研究它们对生物油物理性质的影响。
生物沥青调研报告
生物沥青调研报告生物沥青（Bio-asphalt）是一种由可再生的植物材料制成的沥青替代品，它在道路建设和维护中逐渐得到了广泛应用。
本调研报告旨在对生物沥青的特点、优势、应用领域和发展前景进行综述。
生物沥青是使用植物油、植物脂肪和植物纤维等可再生资源制成的一种环保型沥青。
相比于传统的石油沥青，生物沥青具有更低的碳排放量和环境影响。
生物沥青的制备过程包括将植物油或脂肪与其他材料混合，然后进行热解或聚合反应。
生物沥青的主要成分是甘油酯类，其物理性质和性能与石油沥青相似，可以在不需要改建现有道路设施的情况下直接替代传统沥青。
生物沥青具有多种优势。
首先，它是一种可再生的资源，与有限的石油资源相比具有更长时间的可持续性。
其次，生物沥青的碳排放量较低，可以有效减轻对大气的负荷。
此外，生物沥青还具有较高的回收利用率，可以有效降低道路建设和维护的成本。
最重要的是，生物沥青在施工和使用过程中对人体健康和环境影响较小，因此被广泛认为是一种环保型的道路材料。
生物沥青在道路建设和维护中有广泛的应用领域。
它可以用于修补和重铺现有道路，也可以用于新建道路的建设。
生物沥青的使用和传统沥青类似，可以在道路表面形成坚固的路面，提供良好的车辆行驶和行人通行环境。
此外，生物沥青还可以与其他道路材料混合使用，以增强其耐久性和承载能力。
生物沥青的发展前景广阔。
随着对环境保护和可持续发展的重视，生物沥青将得到更多的应用机会。
许多国家和地区已经开始采用生物沥青替代传统沥青。
例如，美国加利福尼亚州已经要求所有公共项目在2020年之前使用可再生沥青。
随着科技的进步和制备工艺的改进，生物沥青的性能将进一步提高，更多创新的利用方式也将出现。
综上所述，生物沥青是一种利用可再生植物资源制成的沥青替代品。
它具有较低的碳排放量、较低的环境影响和较高的回收利用率等多种优势，在道路建设和维护中有广泛的应用前景。
随着对环保和可持续发展的需求增加，生物沥青将在道路建设领域发挥越来越重要的作用。
一种沥青混合料和易性指数测试仪及测试方法[发明专利]
![一种沥青混合料和易性指数测试仪及测试方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8229d802551810a6f4248615.png)
专利名称：一种沥青混合料和易性指数测试仪及测试方法专利类型：发明专利
发明人：刘红瑛,阮妨,王春,汪海年
申请号：CN201310269585.2
申请日：20130628
公开号：CN103344526A
公开日：
20131009
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种沥青混合料和易性指数测试仪，包括料桶、搅拌轴和扭矩扳手，所述料桶顶部设置有桶盖，所述桶盖上开设有加料口，所述搅拌轴通过轴承与桶盖转动连接，所述搅拌轴上端通过转换接头与扭矩扳手连接，所述搅拌轴下端穿过桶盖伸入料桶内，所述搅拌轴下端安装有搅拌叶片；所述扭矩扳手为数显式扭矩扳手或指针式扭矩扳手。
本发明还公开了一种利用该测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法，包括以下步骤：一、将沥青混合料加入料桶中；二、校准扭矩扳手；三、转动扭矩扳手得到扭矩值；四、利用扭矩值计算得到沥青混合料的和易性指数。
本发明设计新颖合理，适用范围广泛，使用效果良好，可实施性强，便于推广。
申请人：长安大学
地址：710064 陕西省西安市南二环中段33号
国籍：CN
代理机构：西安创知专利事务所
代理人：谭文琰
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生物沥青的研究现状及发展趋势
生物沥青的研究现状及发展趋势摘要：近年来，国内外研究重点多数集中于生物沥青的制备工艺与改性效应，在复合改性剂中生物质改性剂与现常用改性剂之间的反应机理研究仍然较少，基质沥青的改性研究和评价方法还需进一步探究。
因此，本文综述了生物质改性材料和生物沥青的制备工艺，分析了其改性效应，对比了现常用改性剂与生物质复合改性剂对沥青的改性效应，对现有的制备工艺和改性效应进行了总结和评价。
关键词：改性沥青；生物质；环保；可持续性1生物沥青制备工艺生物质原料经过不同的加工工艺得到的产物形式多种多样，主要包括热裂解生物质油、高温煅烧形成的灰烬及合成的纤维材料。
由于不同工艺制得的生物质改性剂改性效应不同，本节为确定不同类型生物质材料的特性，对生物质改性剂的制备工艺进行总结，为生物质改性沥青的制备提供依据。
生物沥青制备需要先从生物质中采用压榨提取或热裂解工艺提取生物质油，再将其与石油沥青剪切搅拌。
因此生物沥青的性能很大程度上受生物质油的原料来源、制取工艺以及与石油沥青的混合方法等影响，国内外专家对此开展了大量研究。
传统的蒸馏法由于无法去除水分而不适用于制取生物质油，物理压榨法常用于花生、油菜籽等植物果实类生物质油制取，而对于猪粪、植物秸秆等其他生物质一般采用更为通用的快速热解法制取生物质油，针对加热温度、裂解压力和剪切速率等制备条件对不同来源生物沥青的影响已经开展大量研究。
fini等在304℃、10.3mpa的条件下从猪粪中制取生物油，而julan则进一步将猪粪油的制备温度提高到了380℃。
郑典模等在540℃温度下对废植物油进行70分钟的深度裂解制取生物油。
yang等将落叶置于500℃中高温分解制取生物油。
综上所述，现阶段热裂解法制取生物油的温度一般在300℃以上，不同来源的生物质对加热温度、反应时间、裂解压力的要求也不尽相同，生成的生物质油化学成分更是区别较大，因此在生物沥青性能研究中需要说明生物油的原料来源、制备条件及主要成分。
长安大学学报.自然科学版
长安⼤学学报.⾃然科学版2019-08-281.⾻架密实型⽔泥粉煤灰碎⽯组成设计与路⽤性能蒋应军，JIANGYing-jun2.路基弯沉检测标准郑⽊莲，王选仓，王崇涛，ZHENGMu-lian，WANGXuan-cang，WANGChong-tao3.拓宽道路⼯后差异沉降控制标准傅珍，王选仓，陈星光，李宏志，王淼，王⼩宁，FUZhen，WANGXuan-cang，CHENXing-guang，LIHong-zhi，WANGMiao，WANGXiao-ning4.AASHTO法中⼟基模量取值对沥青路⾯的影响武红娟，王选仓，WUHong-juan，WANGXuan-cang5.旧沥青路⾯表⾯处治层抗剪性能盛燕萍，陈拴发，张登良，SHENGYan-ping，CHENShuan-fa，ZHANGDeng-liang6.改进层次分析法在路⾯施⼯过程控制中的应⽤李海滨，沙爱民，LIHai-bin，SHAAi-min7.基于GPS的公路路⾯裂缝定位⽅法徐琨，贺昱曜，孙朝云，裴建中，XUKun，HEYu-yao，SUNChao-yun，PEIJian-zhong8.重塑黄⼟变形特性程海涛，刘保健，谢永利，CHENGHai-tao，LIUBao-jian，XIEYong-li9.农村公路路基综合排⽔设施张洪亮，梁伟，申爱琴，ZHANGHong-liang，LIANGWei，SHENAi-qin10.VCAAC级配检验⽅法在施⼯中的应⽤王富⽟，沙庆林，戴⽂亭，张勇，任⽴锋，WANGFu-yu，SHAQing-lin，DAIWen-ting，ZHANGYong，RENLi-feng11.基于⽣态基础的公路景观规划设计张阳，王天问，崔永峰，ZHANGYang，WANGTian-wen，CUIYong-feng12.矩形钢管混凝⼟T、Y型节点受压性能试验刘永健，周绪红，刘君平，LIUYong-jian，ZHOUXu-hong，LIUJun-ping13.杭州湾⼤桥观光塔风速风向联合分布刘健新，马麟，⽩桦，LIUJian-xin，MALin，BAIHua14.在⽤简⽀梁桥横向地震动研究周勇军，彭晓彬，宋⼀凡，ZHOUYong-jun，PENGXiao-bin，SONGYi-fan15.正装优化法确定斜拉桥合理施⼯状态孙胜江，姜智英，⾼剑，黄平明，SUNSheng-jiang，JIANGZhi-ying，GAOJian，HUANGPing-ming16.钢桥塔局部稳定试验与数值分析王茜，王春⽣，俞欣，任腾先，徐岳，WANGQian，WANGChun-sheng，YUXin，RENTeng-xian，XUYue17.弹性半空间地基上梁的静⼒弯曲解析解王爱勤，WANGAi-qin18.混凝⼟收缩徐变效应对曲线钢-混凝⼟箱形结合梁桥的影响雷⾃学，晏兴威，董三升，LEIZi-xue，YANXing-wei，DONGSan-sheng19.跨越敏感⽔域桥梁应急排⽔系统设计计算⽅法陈莹，赵剑强，CHENYing，ZHAOJian-qiang20.⼀种新型的软体结构在边坡防护中的应⽤徐⽂杰，胡瑞林，骆祥君，XUWen-jie，HURui-lin，LUOXiang-jun21.地下衬砌结构与⼟层之间的接触⾯特性奚家⽶，张环东，XIJia-mi，ZHANGHuan-dong22.基于系统最优的⾼速公路改扩建交通分流模型王剑，张⽣瑞，李华，WANGJian，ZHANGSheng-rui，LIHua23.基于GPS及GIS技术的城市公共交通调度系统姚顽强，YAOWan-qiang24.重型载货汽车悬架的优化设计刘晶郁，王少赠，蔡红民，LIUJing-yu，WANGShao-zeng，CAIHong-min25.基于虚拟现实的驾驶⼈道路安全感评价试验袁望⽅，魏朗，陈涛，YUANWang-fang，WEILang，CHENTao26.移动荷载下倒装结构沥青路⾯动⼒响应董忠红，吕彭民，DONGZhong-hong，LUPeng-min27.微弧氧化机理及电击穿模型陈宏，郝建民，冯忠绪，CHENHong，HAOJian-min，FENGZhong-xu28.均匀温度场中弹性直杆⾮线性振动解析解⽯晶，郝际平，SHIJing，HAOJi-ping29.线性系统的⼴义Laplace变换张俊祖，冯复科，葛键，ZHANGJun-zu，FENGFu-ke，GEJian1.⽔泥乳化沥青混凝⼟胶浆-集料界⾯微观结构沙爱民，王振军，SHAAi-min，WANGZhen-jun2.⼟基模量随季节变化对沥青路⾯设计的影响武红娟，王选仓，WUHong-juan，WANGXuan-cang3.⼭区公路排⽔系统抗⽔灾评价指标沈波，艾翠玲，SHENBo，AICui-ling4.路基过湿⼟处治中⽣⽯灰质量分数的计算⽅法戴学臻，蒋应军，陈忠达，DAIXue-zhen，JIANGYing-jun，CHENZhong-da5.黄河中下游冲积平原细粒氯盐渍⼟的加固机理平树江，李炜光，申爱琴，耿恩朋，PINGShu-jiang，LIWei-guang，SHENAi-qin，GENGEn-peng6.基于剩余推⼒法的黄⼟⾼边坡稳定性可靠度分析罗丽娟，赵法锁，胡江洋，王辉，LUOLi-juan，ZHAOFa-suo，HUJiang-yang，WANGHui7.变权靶⼼贴近度在膨胀⼟分类中的应⽤夏连学，张慧颖，XIALian-xue，ZHANGHui-ying8.采动区公路路基和路⾯的协同作⽤模型余学义，赵兵朝，李瑞斌，YUXue-yi，ZHAOBing-chao，LIRui-bin9.公路养护⼯程分类⽅法张丰焰，史强，王元庆，ZHANGFeng-yan，SHIQiang，WANGYuan-qing10.钢筋混凝⼟系杆拱桥稳定性影响参数贺拴海，李春风，吕婷，周勇军，HEShuan-hai，LIChun-feng，LUTing，ZHOUYong-jun11.桥头台背路堤与桥台设计⽅案评价秦建平，QINJian-ping12.箱梁⽔化热温度场时效模式及时变应⼒场张岗，任伟，贺拴海，许世展，宋⼀凡，ZHANGGang，RENWei，HEShauan-hai，XUShi-zhan，SONGYi-fan13.在役缺损梁桥动⼒分析的有限条刚度修正法郭琦，史强，宋⼀凡，贺拴海，GUOQi，SHIQiang，SONGYi-fan，HEShuan-hai14.增加主梁法加固钢筋混凝⼟梁桥的⼒学特性刘旭政，⽜艳伟，黄平明，LIUXu-zheng，NIUYan-wei，HUANGPing-ming15.指数函数模量成层⼟上剪切梁的随机地震反应曹彩芹，王春玲，王爱勤，CAOCai-qin，WANGChun-ling，WANGAi-qin16.混凝⼟单轴受⼒损伤本构模型丁发兴，余志武，欧进萍，DINGFa-xing，YUZhi-wu，OUJin-ping17.⾼速公路隧道内交通事故分布规律张⽣瑞，马壮林，徐景翠，ZHANGSheng-rui，MAZhuang-lin，XUJing-cui18.汽车牌照的检测与⽂字分割董安国，⾼琳，张兴华，DONGAn-guo，GAOLin，ZHANGXing-hua19.⼗字⼝4相位信号灯模糊控制模型设计与仿真张卫钢，刘亚萍，靳瑾，吴意琴，ZHANGWei-gang，LIUYa-ping，JINJin，WUYi-qin20.公路客运服务质量综合评价付巧峰，FUQiao-feng21.基于状态反馈的四轮转向汽车最优控制杜峰，魏朗，赵建有，DUFeng，WEILang，ZHAOJian-you22.道路减速带对车辆平顺性和安全性的影响张(韦华)，魏朗，余强，ZHANGWei，WEILang，YUQiang23.考虑碰撞和阻尼的弹性机构动⼒学分析王国庆，王帑，张宗涛，贺⼩平，刘洁，WANGGuo-qing，WANGTang，ZHANGZong-tao，HEXiao-ping，LIUJie24.层合中厚⾮圆截⾯柱壳的⾮线性动⼒响应易⼩刚，欧耀辉，刘永红，YIXiao-gang，OUYao-hui，LIUYong-hong25.国际查新时英⽂检索词的查找途径曹利亚，CAOLi-ya1.西安地区沥青路⾯性能温度分区郑南翔，丛卓红，李娟，ZHENGNan-xiang，CONGZhuo-hong，LIJuan2.基于分形理论的沥青混合料抗滑级配评价赵战利，张争奇，薛建设，王秉纲，ZHAOZhan-li，ZHANGZheng-qi，XUEJian-she，WANGBing-gang3.沥青混合料微细观结构的研究进展汪海年，郝培⽂，WANGHai-nian，HAOPei-wen4.贝雷法设计密度对沥青混合料性能的影响申康，陈爱⽂，吕⽂江，郝培⽂，SHENKang，CHENAi-wen，LUWen-Jiang，HAOPei-wen5.复合式路⾯(PMCC-PCC)温度应⼒有限元分析申爱琴，贾⽟，SHENAi-qin，JIAYu6.弹性地基上复合路⾯的受⼒分析祝海燕，王选仓，曹宝贵，ZHUHai-yan，WANGXuan-cang，CADBao-gui7.接缝设传⼒杆⽔泥混凝⼟⾯层结构⼒学分析锁利军，王秉纲，陈拴发，杨斌，SUOLi-jun，WANGBing-gang，CHENShuan-fa，YANGBin8.⾼速公路拓宽差异沉降对路⾯结构的影响傅珍，王选仓，陈星光，李宏志，周洪⽂，王磊，FUZhen，WANGXuan-cang，CHENXing-guang，LIHong-zhi，ZHOUHong-wen，WANGLei9.桥⾯混凝⼟裂缝处防⽔层抗拉分析吴浩，WUHao10.Delaunay三⾓⽹构建DEM整体优化算法马智民，罗斌，MAZhi-min，LUOBin11.⾼墩⼤跨径连续刚构弯桥全过程⾮线性稳定分析王钧利，贺拴海，WANGJun-li，HEShuan-hai12.开裂后预应⼒混凝⼟连续箱梁计算模型周勇，张峰，李术才，叶见曙，ZHOUYong，ZHANGFeng，LIShu-cai，YEJian-shu13.铰结斜板桥加固⽅法邹兰林，黄平明，ZOULan-lin，HUANGPing-ming14.基于过桥汽车动⼒响应的桥梁损伤识别王树栋，⼘建清，娄国充，WANGShu-dong，BUJian-qing，LOUGuo-chong15.公路沿线⽣态环境保护的经济价值评估张圣忠，吴群琪，李倩，ZHANGSheng-zhong，WUQun-qi，LIQian16.⽯灰岩⼭区的公路景观评价指标体系杜智民，王建军，DUZhi-min，WANGJian-jun17.基于加权迭代法的计算机视觉中的车辆匹配李卫江，樊海玮，李佳慧，郭晓汾，LIWei-jiang，FANHai-wei，LIJia-hui，GUOXiao-fen18.公路运输对⿊河⾦盆⽔库⽔源地的污染风险程继夏，李刚，CHENGJi-xia，LIGang19.LPG/柴油混合燃料喷雾液滴尺⼨分布的数值模拟，何建，CAOJian-ming，HEJian20.⽣物柴油与轻柴油混合燃料的理化特性耿莉敏，董元虎，边耀璋，陈昊，魏秋兰，GENGLi-min，DONGYuan-hu，BIANYao-zhang，CHENHao，WEIQiu-lan21.冷铣刨机系统的数学建模及仿真胡永彪，马鹏宇，张新荣，HUYong-biao，MAPeng-yu，ZHANGXin-rong22.双排叶⽚搅拌装置合理参数的确定与匹配赵利军，董武，冯忠绪，ZHAOLi-jun，DONGWu，FENGZhong-xu23.道路施⼯宽幅碎⽯布料器关键结构参数设计⽅法顾海荣，李国柱，焦⽣杰，GUHai-rong，LIGuo-zhu，JIAOSheng-jie24.铸造碳化铬增强锰⽩铜基复合材料磨料磨损机理张长军，俞剑，ZHANGChang-jun，YUJian25.⾮线性软弹簧型Duffing⽅程的解析解⽯晶，郝际平，SHIJing，HAOJi-ping1.⼤粒径碎⽯沥青混合料振动压实⽅法沙爱民，王玲娟，耿超，SHAAi-min，WANGLing-juan，GENGChao2.应⼒吸收层沥青混合料的路⽤特性李祖仲，陈拴发，张登良，陈华鑫，周燕，LIZu-zhong，CHENShuan-fa，ZHANGDeng-liang，CHENHua-xin，ZHOUYan3.沥青胶结料⾼温性能试验⽅法的评价周庆华，贾渝，ZHOUQing-hua，JIAYu4.沥青碎⽯粗集料的相对⽐例魏建国，查旭东，郑健龙，王秉纲，WEIJian-guo，ZHAXu-dong，ZHENGJian-long，WANGBing-gang5.旧⽔泥混凝⼟路⾯沥青加铺层结构⼒学分析曾胜，何宇航，ZENGSheng，HEYu-hang6.长寿命路⾯结构设计与寿命预估侯荣国，赵晓晴，王选仓，曾蔚，HOURong-guo，ZHAOXiao-qing，WANGXuan-cang，ZENGWei7.喀什地区不同盐渍⼟冻融变形特性试验包卫星，李志农，BAOWei-xing，LIZhi-nong8.⾼填⽅路堤涵洞碎散体填⼟成拱效应离⼼模型翁效林，谢永利，刘保健，WENGXiao-lin，XIEYong-li，LIUBao-jian9.公路线形设计中的可能速度预测模型杨少伟，张驰，王海君，潘兵宏，赵⼀飞，YANGShao-wei，ZHANGChi，WANGHai-jun，PANBing-hong，ZHAOYi-fei10.基于可能速度的公路线形评价标准张景涛，杨少伟，潘兵宏，张东省，赵⼀飞，ZHANGJing-tao，YANGShao-wei，PANBing-hong，ZHANGDong-sheng，ZHAOYi-fei11.⾼速公路中间带护栏碰撞仿真实验杨宏志，张胜平，杨少伟，YANGHong-zhi，ZHANGSheng-ping，YANGShao-wei12.弹性地基上连续梁桥顺桥向地震振动分析周勇军，贺拴海，宋⼀凡，赵⼩星，ZHOUYong-jun，HEShuan-hai，SONGYi-fan，ZHAOXiao-xing13.碳纤维加固钢筋混凝⼟梁的受弯全过程分析邬晓光，张柳煜，郝毅，李莲莲，WUXiao-guang，ZHANGLiu-yu，HAOYi，LILian-lian注：本⽂为⽹友上传，不代表本站观点，与本站⽴场⽆关。
SBS改性生物沥青结合料高温流变特性
SBS改性生物沥青结合料高温流变特性高俊锋;汪海年;尤占平;雷勇【摘要】目的分析以木屑为原材料获取的生物质重油与基质沥青混溶制备的改性生物沥青的高温流变特性,寻求可替代石油沥青的再生材料.方法采用布氏黏度仪(RV)和动态剪切流变仪(DSR),探究不同生物质重油掺量、不同温度下,SBS改性生物沥青的黏度、车辙因子、相位角和复数模量的变化情况,分析SBS改性生物沥青S110的拌和与压实温度的确定问题.通过重复蠕变恢复试验(RCRT),研究应力水平、作用次数对蠕变劲度的黏性成分和累积应变的影响.结果生物质重油掺量不大于10％时,随着生物质重油掺量的增加,生物沥青的高温性能有所降低;掺量大于10％时,老化作用使得其高温性能增加.生物质重油的加入使得改性生物沥青的黏度有一定程度的下降,且在生物质重油掺量不大于10％时,其黏度较基质沥青的黏度有所提高,对其黏附性有一定的改善作用.应力水平对生物沥青的黏性性能影响较小,但对其累积应变的影响显著.结论通过试验得到了改性生物沥青结合料高温流变特性的变化规律,为进一步研究与工程实践提供了数据支持.【期刊名称】《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】10页(P293-302)【关键词】改性沥青;生物质重油;结合料;流变特性;室内试验【作者】高俊锋;汪海年;尤占平;雷勇【作者单位】长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064;密歇根理工大学土木工程与环境学院,美国霍顿49931;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,陕西西安710064【正文语种】中文【中图分类】TU535;U414随着我国沥青路面建设的不断发展和沥青路面维修养护的大幅增加，沥青材料的消耗持续上升，而石油资源的逐年减少也制约了沥青材料的生产.同时，生物质能源可再生、分布广且储量大[1]，将生物质能源经过加工提炼，最终可以获得生物质重油[2-5].将生物质重油加入到石油沥青中进行混溶，或者向生物质重油中加入一定的外掺剂，从而制备成改性生物沥青，以达到能够改性或者替代石油沥青的目的，成为了目前道路领域研究的聚焦点.Fini等[6-9]研究了由猪粪提炼出的生物质重油与石油沥青混溶之后生物沥青的性能.Mills-Beale等[10]对由猪粪提炼出的生物质重油与石油沥青混溶制备而成的生物沥青的短期老化前后性能进行了研究.Onochie等[11]在猪粪便生物改性沥青中掺入纳米黏土和纳米二氧化硅制备成复合改性沥青，并进行了高温黏度与动态剪切频率扫描实验.Raouf等[12]分析了温度对由橡木木屑最终制得的生物沥青的黏度的影响.Yang等[13]测试了由柳杉木屑提炼制备的生物沥青的高温黏度与流变特性.汪海年、高俊锋等[14-16]采用DSR 和RV对生物沥青的复数剪切模量、相位角、车辙因子和黏度等进行了研究；利用针入度、软化点、延度等基本性能试验优选了生物沥青结合料，并通过车辙试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验和低温黏结性能试验考察了生物质重油变化对生物沥青混合料路用性能的影响.何敏等[17]采用软化点、针入度和延度等试验，研究了改性生物沥青的常规性能.然而，国内对改性生物沥青的高温流变研究较少.基于此，笔者研究了SBS改性生物沥青的制备与高温流变特性，分析了不同条件(生物质重油掺量、温度)下SBS改性生物沥青的试验结果，得到了SBS改性生物沥青高温性能随生物质重油掺量和温度变化的变化规律以及应力水平、作用次数等对生物沥青重复蠕变性能的影响状况，为改性生物沥青的进一步研究提供了基础.1 试验概况1.1 材料1.1.1 基质沥青基质沥青为茂名50号沥青，技术性能见表1.表1 50号沥青技术指标与技术要求Table 1 Technical indicators and requirements of base asphalt 50 penetration grade项目针入度(25℃)/0.1 mm软化点/℃延度(10℃)/cmRTFOT试验(163 ℃,85 min)质量变化/%残留针入度比(25 ℃)/%延度(10 ℃)/cm50#基质沥青5349.519.5-0.28668.46.3技术要求40～60≥49≥15≤±0.8≥63≥41.1.2 生物质重油研究所用生物质重油的原料为木屑，常温下呈黑褐色膏状，颜色和形态与石油沥青基本一致，其理化特性和元素组成见表2.表2 木屑产生的生物质重油理化特性和元素组成Table 2 Physicochemical properties and elemental compositions of bio-oil from sawdust元素质量分数/%w(C)w(H)w(O)w(N)密度/(g·cm-3)pH54～565.5～7.235～450～0.21.12.6 1.1.3 SBS(聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)研究所采用的SBS为湖南岳化1301-1线型.1.2 改性生物沥青的制备生物质重油与石油沥青能够很好地相容[14].因此研究采用低速搅拌与高速剪切相结合的方法制备SBS改性生物沥青，装置如图1所示.图1 SBS改性生物沥青的制备Fig.1 The preparation of SBS modified bio-asphalt具体制备方法如下：首先将基质沥青加热至180 ℃；向其中加入1%的SBS，在该温度下以500 r/min的搅拌速率搅拌5 min；然后用高速剪切乳化机剪切10 min，使SBS予以溶胀；以内掺法分别加入5%、10%、15%和20%的生物质重油，保持温度为140～145 ℃，剪切20 min，剪切速率均为3 000 r/min，制备而成生物沥青，并分别命名为S105、S110、S115和S120；同时，向基质沥青中加入1%的SBS，制备成沥青，命名为S100.制备而成的SBS改性生物沥青的基本技术指标见表3.表3 SBS改性生物沥青的技术指标Table 3 Indices of SBS modified bio-binder 沥青试样针入度(25 ℃)/0.1 mm软化点/℃延度(10 ℃)/cm50#53.049.519.5S10050.051.020.6S10551.149.623.3S11055.449.5 24.0S11557.849.424.4S12060.548.325.11.3 试验方案1.3.1 常规剪切流变试验采用动态剪切流变仪(DSR)对制备而成的SBS改性生物沥青和基质沥青进行常规动态剪切流变试验[18](见图2)，分别测得其复数模量G*、相位角δ和车辙因子G*/sinδ.试验温度为52～82 ℃，每6 ℃为一个温度间隔.图2 动态剪切流变仪Fig.2 Dynamic shear rheometer (DSR)1.3.2 布氏旋转黏度试验采用布氏黏度仪(RV)来测定改性生物沥青的旋转黏度(见图3).其中，试验转子为27号，转速分别为10 r/min、20 r/min和50 r/min，试验温度分别为90 ℃、135 ℃和175 ℃.图3 布氏旋转黏度计Fig.3 Brookfield rotational viscometer (RV)1.3.3 重复蠕变恢复试验结合已有研究，采用动态剪切流变仪(DSR)对SBS改性沥青S110、基质沥青50#和S100沥青进行重复蠕变恢复试验(RCRT).该试验以加载1s、卸载9s作为一个循环，对沥青进行100次这样的重复循环，然后用Burgers流变模型对第50次和51次所得试验结果进行拟合，根据拟合参数计算得到蠕变柔量的黏性成分Jv，选取蠕变劲度的黏性成分Gv=1/Jv作为评价沥青结合料高温的指标，其值越大，沥青的抗车辙能力越好[19].结合我国大部分区域夏季路面温度达50～70 ℃的实际状况，研究采用应力控制模式，选取应力水平为50 Pa和100 Pa，试验温度取为60 ℃.研究采用Burgers四元件模型作为试验材料流变模型，对其进行公式变换，得到蠕变柔量J(t)的计算方程：(1)蠕变柔量J(t)主要由三部分组成：弹性部分Je(t)、延迟弹性部分Jde(t)和黏性部分Jv(t).将Gv=1/Jv作为蠕变劲度的黏性成分，将变换后的方程予以拟合得到各参数和Jv(t)，从而计算蠕变劲度的黏性成分Gv，以此来评价沥青高温特性的指标.2 结果与讨论2.1 基于DSR的常规剪切流变特性2.1.1 复数模量G*不同条件下SBS改性生物沥青复数模量的变化如图4所示.可以得出：①RTFOT 前后，50#、S100、S105、S110、S115、S120的复数模量均随着温度的增加而逐渐降低，且在64 ℃以后下降逐渐变缓，表明随着温度的增加，其抵抗车辙能力逐渐降低，在64 ℃以后降低逐渐变缓.②RTFOT前，同一温度下，S100的复数模量最大，其次是50#和S105，而S110、S115和S120的复数模量大体相当；表明SBS的加入，增加了50#沥青抵抗车辙变形的能力，而在此基础上掺入5%的生物质重油，其抗车辙能力有所降低；且生物质重油掺量增加至10%，其抗车辙能力进一步下降；但掺量增加到20%，复数模量基本保持不变，表明在掺量为10%以后，掺量对复数模量的影响较小.③RTFOT后，同一温度下，S120的复数模量最大，其次是S110和S115，接着为S105、S100、50#；这表明RTFOT后，掺量为20%的生物沥青变得相对较硬，这是由生物沥青的老化所造成.图4 不同试验温度下SBS改性生物沥青复数模量的变化Fig.4 The variation of complex modulus on SBS modified bio-binder under different temperatures2.1.2 相位角δ不同条件下SBS改性生物沥青相位角的变化如图5所示.由图5(a)可以得出：①S110、S115的相位角随着温度的增加而逐渐增加，表明其黏性成分随着温度的增加而逐渐增多；而50#、S100、S105、S120的相位角则在64 ℃时达到最大，表明其黏性成分在64 ℃时达到最大.②与其他掺量的沥青相比，在同样的温度下，S100的相位角最小，表明SBS的加入，增加了沥青的弹性成分.由图5(b)可以得出：①RTFOT后，随着温度的增加，50#、S100、S105、S110、S115和S120的相位角呈增加趋势，表明随着温度的增加，沥青的黏性成分逐渐增加；②同一温度下，各沥青的相位角排序为δ(50#)>δ(S100)=δ(S105)>δ(S110)=δ(S115)>δ(S120)；表明在RTFOT后，50#沥青仍具有较大的黏性成分，而掺入5%生物质重油的生物沥青与仅掺入1%SBS的沥青的相位角的变化较为一致；生物质重油掺量为10%和15%的生物沥青的相位角较为一致；随着生物质重油掺量的增加，老化后相位角变化程度增大，这与质量变化呈现规律一致.③生物质重油掺量为20%的生物沥青，其相位角最小，表明其黏性成分最少，这是因为掺入较大掺量生物质重油的生物沥青，经过RTFOT后，发生了较大程度的老化.图5 不同试验温度下SBS改性生物沥青相位角的变化Fig.5 The variation of phase angle on SBS modified bio-binder under different temperatures2.1.3 车辙因子G*/sinδ不同条件下SBS改性生物沥青车辙因子的变化如图6所示.由图可以得出：①RTFOT前后，50#、S100、S105、S110、S115、S120的车辙因子均随着温度的增加而逐渐降低，且在64 ℃以后下降逐渐变缓，表明随着温度的增加，其抵抗车辙能力逐渐降低，在64 ℃以后降低逐渐变缓.②RTFOT前，同一温度下，S100的车辙因子最大，其次是50#和S105，而S110、S115和S120的车辙因子大体相当；表明SBS的加入，增加了50#沥青抵抗车辙变形的能力，5%和10%生物质重油的加入，降低了其抗车辙性能；但掺量增加到20%，车辙因子基本保持不变，表明在掺量为10%以后，掺量对车辙因子的影响较小.③RTFOT后，同一温度下，各沥青车辙因子的大小顺序依次为G*/sinδ(S120)>G*/sinδ(S115)≈G*/sinδ(S110)>G*/sinδ(S105)>G*/sinδ(50#)，表明RTFOT后，随着生物质重油的增加，生物沥青的抗车辙能力逐渐增加，而S120和S115变得更为脆硬，这是由其老化程度较大所造成.图6 不同试验温度下SBS改性生物沥青车辙因子的变化Fig.6 The variation of rutting factor on SBS modified bio-binder under different temperatures为了进一步分析试验温度对SBS改性生物沥青S110车辙因子的影响，对其进行单因素方差分析，结果见表4.由表可知，短期老化前后SBS改性生物沥青的显著性水平均低于0.05，表明试验温度能够显著影响生物沥青S110的高温车辙因子.老化后F值大于老化前，因此试验温度对老化后SBS改性生物沥青的车辙因子的影响较对老化前的大.表4 试验温度对SBS改性生物沥青车辙因子的单因素方差分析Table 4 Factor analysis of variance of rutting factor on SBS modified bio-binder under different temperatures项目短期老化前ANOVA短期老化后ANOVA平方和df 均方FSig.平方和df均方FSig.组间307.029561.40649 115.9380.00224 829.37654 965.875114 574.9410.000组内0.015120.001——0.520120.043——总数307.04417———24 829.89617———2.2 基于RV的黏度特性2.2.1 试验温度、生物质重油掺量和转速对黏度的影响黏度是反映沥青高温流变特性的重要指标，生物质重油掺量、试验温度和转速都是影响生物沥青的重要因素.不同试验温度不同转速下SBS改性生物沥青布氏旋转黏度的变化曲线如图7所示.图7 不同试验温度不同转速下SBS改性生物沥青布氏旋转黏度的变化Fig.7 The variation of viscosity under different temperatures and different rotational speed由图7可以看出，在不同的温度条件下，基质沥青和生物沥青的黏度都随着转速(或剪切速率)的增加不断下降，说明在所测温度范围内，基质沥青和生物沥青都表现出非牛顿流体的特性，呈现出伪塑性，即剪切变稀特性.由图7(a)可以看出，在温度为90 ℃时，同一转速条件下，各沥青黏度从大到小依次为S100、S105、S110、50#、S115、S120.表明SBS的加入，增加了基质沥青的黏度；且随着生物质重油的增加，SBS改性生物沥青的黏度呈现出下降趋势.当转速为50 r/min时，不同沥青类型，转速的变化相对较小，这是由转速增大，沥青产生剪切变稀所引起.由图7(b)、(c)可以看出，在温度为135 ℃和175 ℃时，同一转速条件下，各沥青黏度大小随着生物质重油掺量的变化所呈现出的规律与温度为90 ℃时较为相似.但在转速为10 r/min和20 r/min时，沥青的黏度变化均较温度为90 ℃时的幅度小.这是由于温度较高的情况下，沥青的流动性相对较好，变异性较温度为90 ℃时小.而对于生物质重油掺量为20%时的生物沥青S120，当转速为50 r/min时，其黏度较同等转速和温度条件下生物沥青S115有所增加，这是由温度过高，生物质重油本身成分复杂，产生一定程度的老化所引起.此外，在温度为90 ℃、135 ℃或175 ℃时，同一转速条件下，当生物质重油掺量不大于10%时，SBS改性生物沥青的黏度均较基质沥青有所增加.这对于改善基质沥青的黏附性有较大贡献.2.2.2 根据黏度确定拌和与压实温度范围根据已有研究，绘制生物沥青S110的黏温曲线，并确定生物沥青S110的拌和与压实温度.将135 ℃和175 ℃条件下对应的表观黏度绘制于图8中.图8 由生物沥青S110的黏温曲线确定拌和与压实温度Fig.8 Ascertaining of mixing and compaction temperature on bio-binder S110 based on the viscosity-temperature curve选取基质沥青黏度范围为0.15～0.19 Pa·s所对应的温度作为拌和温度；黏度范围为0.25 ～0.31 Pa·s所对应的温度为压实成型温度.研究采用黏温曲线的方法确定出的拌和与压实温度区域如图8所示，分别为179～183 ℃和170 ℃～175 ℃.该拌和与压实温度较50#基质沥青高，这是由于温度过高，SBS改性生物沥青发生了老化，其黏度增大，产生了伪现象.2.3 重复蠕变恢复试验2.3.1 应力对重复蠕变恢复试验的影响为了探究应力对沥青蠕变恢复试验的影响，选取SBS改性沥青S110、基质沥青50#和S100沥青，且选取第一个加载周期的1s阶段的蠕变响应进行分析，结果如图9所示，不同的曲线代表不同的应力和蠕变柔量.图9 沥青在60 ℃时的应变和柔量Fig.9 Strain and creep compliance at 60 ℃由图9可以看出：①当应力不同时，随着时间的增加，基质沥青50#、沥青S100和生物沥青S110的应变和蠕变柔量均呈线性增加，表明沥青呈现出线性黏性流体的特性.同时说明在1s的时间范围内，沥青已经进入黏性流动的状态.②同一沥青在同一时间时，随着应力的增加，沥青的应变有所增加.③对于同一沥青，不同应力状态下，其蠕变柔量变化很小，其曲线甚至重合，这也说明应力水平对蠕变柔量的影响基本上可以忽略，而材料呈现出线性黏弹性的必要条件就是应力与蠕变柔量无关.因此，基质沥青50#、沥青S100和生物沥青S110可视为线性黏弹性材料.2.3.2 加载次数对生物沥青重复蠕变恢复试验的影响为了分析不同加载次数和100次荷载周期对试验的影响，笔者对不同应力作用下第1次、30次、50次、80次和100次蠕变恢复后沥青的累积应变进行统计，结果见图10.由图10可以看出：①对于同一种沥青，随着应力作用次数的增加，其累积应变随之增加，且应力增大时，累积应变也因之增加.②掺入SBS后，同一次数、同一应力下，沥青S100的累积应变比基质沥青要小，而生物沥青S110的累积应变介于二者之间.这表明SBS的加入，使得沥青的弹性成分增加，而生物质重油的加入，使得S100的黏性成分有所增加.③应力大小对累积应变的影响很大，即沥青的变形与应力大小有着重要的关系.因此，研究不同应力大小对累积应变的影响有助于选择与实际交通荷载相一致的应力水平，以更好用于实践.图10 不同应力作用下累积应变与作用次数的关系>Fig.10 Relationships between cumulative strain and action times under different stresses2.3.3 蠕变劲度黏性成分Gv与累积应变以重复蠕变恢复试验得到的沥青蠕变劲度的黏性成分Gv与第100次累积应变来评价沥青的高温性能.各种沥青不同应力水平下蠕变劲度黏性成分Gv与累积应变见表5.表5 各种沥青不同应力水平下的蠕变劲度的黏性成分与累积应变Table 5 Viscous component of creep stiffness and cumulative strain of asphalt under different stress levels沥青试样应力/Pa黏性成分Gv累积应变50#50384.6612.958100381.1026.105S10050561.967.816100556.9215.535S1 1050484.799.800100481.6919.153由表5可以看出：①同一沥青在不同应力水平下，黏性成分Gv的值变化不大，累积应变的变化较大，表明不同的应力水平对各沥青的黏性性能的影响较小，但对累积应变的影响显著；②在同一应力水平下，生物沥青S110的黏性成分Gv和累积应变都介于基质沥青和沥青S100之间.这表明，与基质沥青相比，在较低应力水平下，生物沥青S110的高温抗车辙性能有所增加.3 结论(1)随着生物质重油掺量的增加，原样SBS改性生物沥青复数模量和车辙因子呈降低趋势，相位角呈增大趋势；短期老化后的SBS改性生物沥青复数模量增加，相位角降低，而掺量不大于10%时，车辙因子有所降低.生物质重油掺量不大于10%时，随着生物质重油掺量的增加，生物沥青的高温性能有所降低；掺量大于10%时，老化作用使得其高温性能增加.(2)生物沥青的黏度随着转速的增加，表现出非牛顿流体的特性，呈现出剪切变稀的现象.随着生物质重油掺量的增加，SBS改性生物沥青的黏度呈降低趋势，且在生物质重油掺量不大于10%时，其黏度均较基质沥青的黏度有所提高，对其黏附性有一定的改善作用.(3)根据黏温曲线确定出的SBS改性生物沥青S110拌和、压实温度与基质沥青相比，产生了伪现象，这是由生物沥青存在一定程度的老化引起.(4)应力水平对生物沥青的黏性性能的影响较小，对累积应变的影响显著.参考文献[1] 张雪辉，陈海生，豆斌林，等.生物油制备、性质与应用的研究进展[J].化工进展，2011，30(11):2404-2416.(ZHANG Xuehui，CHEN Haisheng，DOU Binlin，et al.Research rogress in production，property and industrial application of bio-oil[J].Chemical industry and engineering progress,2011，30(11):2404-2416.)[2] 董良杰,刘艳阳,李玉柱，等.生物质快速热裂解制取生物油的试验研究[J].吉林农业大学学报，2008,30(4):610-616.(DONG Liangjie,LIU Yanyang,LI Yuzhu,et al.Experiment study on biomass fast pyrolysis for producing bio-oil[J].Journal of Jilin agricultural university，2008,30(4):610-616.)[3] MOHAN D,PITTMAN C U,STEELE O H.Pyrolysis of wood/biomass forbio-oil:a critical review[J].Energy 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生物沥青研究进展综述
曹雪娟 ， 刘 攀， 唐伯 明
（ 重庆交通大学土木建筑学 院， 重庆 ４ ０ ０ ０ ７ ４ ）
摘要
生物 沥青是相对 于石 油沥青的一种新型材料 ， 它 由生物质快 速热 裂解制备 生物 油， 继 而制备 而成 。生
物油是 生物 沥青 的基础 ， 因此首先分析 了生物 油的制备机 制及生物 油的组成 和性质 ， 然后 阐述 了生物 沥青的制备 方
法与应 用方式 ， 并总结 了国内外生物 沥青结合料和 混合料 的研 究现 状及发展 前景 。现有研 究表 明， 生物 沥青具有较 好的使 用性能 ， 加之 其具有经济环保 、 可再生等石 油沥青无法 比拟的优点 ， 必将成为未来道路用沥青材料研 究发展 的
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｂ ｉ ｏ － ｏ ｉ ｌ ，ｂ ｉ ｏ － ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ，ｂ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ，ｍｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｐ ａ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ
０ 引言
随着我国经济的高速发展 ， 高等级公路及建筑行业对沥 青材料的需求不断增加。当前所用的沥青绝大部分为从原
ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ，ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ － ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｂ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｍｉ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ
ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｄ ａ ｔ ｈ ｏ ｍｅ ａ ｎ ｄ ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ．Ｅｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｂ ｉ ｏ － ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｈ ａ ｓ ａ ｇ ｏ ｏ ｄ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ａ ｌ ，ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｆ ｒ ｉ ｅ ｎ ｄ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｎ ｅ ｗａ ｂ ｌ ｅ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｗｉ ｔ ｈ，Ｓ Ｏ ｂ ｉ ｏ － ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｈ ｗｉ ｌ １ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ａ ｎ ｅ ｗ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｒ ｏ ａ ｄ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ．
生物沥青的研究现状及发展趋势
生物沥青的研究现状及发展趋势
孙晓龙;张奕康;袁俊申;仓智;尹应梅;刘志胜
【期刊名称】《广东工业大学学报》
【年(卷),期】2022(39)2
【摘要】为减少大量使用矿物燃料对环境产生的不良影响,充分利用可再生资源,改善传统石油沥青路用性能的缺陷,介绍了一种具有可再生、储量庞大、绿色环保等优点的生物沥青。
近年来,国内外研究重点多数集中于生物沥青的制备工艺与改性效应,在复合改性剂中生物质改性剂与现常用改性剂之间的反应机理研究仍然较少,基质沥青的改性研究和评价方法还需进一步探究。
因此,本文综述了生物质改性材料和生物沥青的制备工艺,分析了其改性效应,对比了现常用改性剂与生物质复合改性剂对沥青的改性效应,对现有的制备工艺和改性效应进行了总结和评价。
最后提出了目前生物沥青研究中存在的问题,同时对生物沥青的发展趋势进行了展望。
【总页数】15页(P105-119)
【作者】孙晓龙;张奕康;袁俊申;仓智;尹应梅;刘志胜
【作者单位】广东工业大学土木与交通工程学院;山西交通控股集团大同北高速公路分公司;山西交通控股集团科技创新部;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U414
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生物沥青研究现状与展望分析
生物沥青研究现状与展望分析作者：熊保林来源：《科技视界》2015年第11期【摘要】石油沥青源自石油，由于目前的过度开采和使用，石油资源即将面临枯竭的危险，石油资源现状和环境发展的问题迫使我们不断寻找和应用新的、可再生的替代材料。
目前，全世界全力研发的生物质能源就是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。
本文通过搜集汇总国内外关于生物沥青的研究，总结了目前生物沥青的研究现状，汇总了其应用在道路工程中的性能，分析其研发、应用前景。
目前的研究表明，生物沥青是一种高效的石油沥青替代产品，在提升路面性能的同时，更能节约资源。
【关键词】道路工程；沥青；生物油；生物沥青0 引言热解制油是目前生物能源生产利用的最主要技术途径，经过热解生成的生物油原油要经过进一步的处理，经过处理后仍然有很大一部分重油或者渣油，其性质与道路用沥青很接近，可以改性为道路建设沥青—生物沥青，这样既可以实现能源化工领域的相对“废料”的再利用，变废为宝，又可以形成循环经济的互补生产系统。
生物油经过“蒸馏/萃取/热氧老化/调合”等热处理加工工艺得到生物沥青，并与石油沥青等制备得到生物沥青组合物。
得到的生物沥青及生物沥青组合物具有优良的可塑性和粘接性，可以用做道路铺装。
但是其承载能力差，高温抗车辙和低温抗裂性能差，不能满足现代交通和重载道路的高性能沥青路面铺筑要求。
改性沥青是目前常用的提高沥青性能的方法。
通过对生物沥青及生物沥青组合物中添加聚合物等改性剂进行改性可以提高弹性、韧性和粘性，提高耐疲劳性并降低生物沥青材料对温度的敏感性，铺筑的路面也能显著地提高抗永久变形、抗温缩及抗疲劳开裂等，表现出优良的性能。
1 国内外研究现状国内的专家学者们通过试验的方式探索了生物沥青的制备、调合、测试、生产等内容，为生物沥青的量化生产提供了指导。
目前国内在山东、河北等地已有许多生物沥青厂家进行生物沥青批量生产。
2012年冯德成发明的“一种道路用生物沥青材料及其制备方法”专利，它涉及道路用沥青及其制备方法。
路用生物沥青及混合料性能研究
路用生物沥青及混合料性能研究高俊锋;汪海年;尤占平;雷勇【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2017(048)010【摘要】选择以木屑为原材料生产出的生物质重油,将其加入50号基质沥青,并掺入外掺剂,制备不同生物质重油掺量的生物沥青,对RTFO老化前后生物沥青样品的针入度、软化点、延度(10℃)、质量变化进行分析,通过结合料试验优选出符合规范要求的生物沥青结合料,然后制备生物沥青混合料并对其进行车辙试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验和低温黏结性试验等,考察生物质重油掺量变化对生物沥青混合料路用性能的影响.结果表明:随着生物质重油掺量的增加,生物沥青的针入度增加、软化点降低、延度增加,高温性能受到一定程度的影响,但低温抗裂性能得到提高;与50号基质沥青混合料相比,生物质重油掺量(w)为10％的生物沥青混合料的最大弯拉应变比提高20.90％,低温性能有所提高,冻融循环后的劈裂抗拉强度提高12.56％,水稳定性有所提高,黏附性能大幅提高,高温性能有所降低;生物质重油掺量(w)为10％的生物沥青混合料的各项指标均满足《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)的要求.【总页数】6页(P46-51)【作者】高俊锋;汪海年;尤占平;雷勇【作者单位】长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,西安710064;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,西安710064;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,西安710064;密歇根理工大学土木工程与环境学院;长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室,西安710064【正文语种】中文【相关文献】1.掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究 [J], 李婉真2.生物沥青掺量对再生沥青混合料路用性能影响试验研究 [J], 彭子茂3.生物沥青与TLA复合改性沥青及混合料性能研究 [J], 季坤;荀建伟4.路用新型常温改性沥青性能评价体系及其混合料性能研究 [J], 李霖;张丹;江睿南5.路用新型常温改性沥青性能评价体系及其混合料性能研究 [J], 李霖;张丹;江睿南因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于深度学习的沥青路面使用性能预测研究
doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.04.041基于深度学习的沥青路面使用性能预测研究张国祥 1，王卫东1，郭佳音2（1. 河北省高速公路延崇管理中心，河北 张家口 075000；2. 河北工业大学，天津 300401）摘要：在高速公路的使用过程中，路面的使用性能会由于车辆的不断经过和碾压以及天气的变化而降低。
目前，道路维护均是在道路出现裂缝和其他肉眼可见的损伤后，才进行养护和维修，这样不仅会增加路面养护和维修的费用，还会错过道路维护的最佳时机，因此早期养护和及时获取待检测信息尤为关键。
本文的主要研究内容是在深度学习的基础上对高速公路技术指标路面性能指数（PQI ）进行智能化预测。
本文利用长短记忆（LSTM ）神经网络模型对河北省某高速公路的路面状况指数PQI 进行了预测。
结果表明，预测的PQI 指标与全年的实测数据具有显著的一致性，确定性系数达到了0.7，预测结果是可靠的。
关键词：交通工程；路面性能预测；LSTM ；公路预养护；路面性能预测；深度学习 中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：1673-6478（2023）04-0192-07Prediction Research of Asphalt Pavement Serviceability Based on Deep LearningZHANG Guoxiang 1, WANG Weidong 1, GUO Jiayin 2(1. Hebei Provincial Expressway Yan Chong Management Center, Zhangjiakou Hebei 075000, China;2. Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)Abstract: During the use of the highway, the performance of the pavement will be degraded by the constant passing and crushing of vehicles and changes in weather. Until now, road maintenance are in the road cracks and other visible damage, maintenance and repair, which will not only increase the cost of road maintenance and repair, but also miss the best time for road maintenance, so early maintenance and timely access to information to be tested is very critical. The main research of this paper is the intelligent prediction of highway technical indicator pavement performance index (PQI) on the basis of deep learning. This paper uses Long-Short Term Memory (LSTM) neural network model to predict the pavement condition index PQI of highway in Hebei Province. The results show that the predicted PQI index has a significant consistency deterministic coefficient of 0.7 with the actual measured data throughout the year, and the prediction results are reliable.Key words: traffic engineering; pavement performance prediction; LSTM; highway pre-maintenance; pavement performance prediction; deep learning0 引言在高速公路使用过程中，路面的使用性能会由于车辆的不断经过和碾压，以及天气的变化两方面的作收稿日期：2022-08-04基金项目：河北省交通运输厅科技项目（YC-201917） 作者简介：张国祥（1979-），男，河北承德人，高级工程师，从事公路工程建设工作.（）用而降低，到现在为止都是在道路出现了裂缝或其他肉眼可见的损伤后，才进行养护和维修，这样不仅会使路面养护和维修的费用增加，还会错过对道路进行养护的最佳时机，所以早期养护和及时获取待检测信第4期张国祥等，基于深度学习的沥青路面使用性能预测研究193息异常关键。
公路高科公司受邀参加生物沥青全产业链国际研讨会
公路高科公司受邀参加生物沥青全产业链国际研讨会
12月16日，公路高科公司受邀参加由长安大学举办的“生物沥青全产业链国际研讨会”，来自亚利桑那州立大学生物沥青行业内知名专家Elham Fini教授、阿斯顿大学张裕卿教授，东南大学杨军教授、长安大学公路学院汪海年教授等高校专家及国内研制生物沥青的科研院所、企业、生物油制造商与会。
会上，各位专家就生物油的生产，制备，生物沥青结合料的制备、性能研究与应用方面进行了专题报告。
长安大学公路学院汪海年教授就生物沥青探究挑战与发展前景进行了专题阐述，公路高科公司夏磊、彩雷洲工程师分别就生物沥青的制备和性能研究、生物沥青改性及其路用性能技术研究进展进行了交流探讨。
此次研讨会从生物质的来源，生物油裂解，生物沥青制备，性能研究及后续应用技术进行了全方面的深入交流；就未来生物沥青技术进行了充分深入的交流探讨，为未来生物沥青材料的发展指明了方向。
据悉，此次生物沥青全产业链国际研讨会旨在通过生物沥青全产业链的交流探讨，提出生物沥青行业研究与发展的难题和挑战，共同解决并推进生物沥青行业的发展，为有效开拓绿色环保的新能源、新技术，替代不可再生的石油资源献计献策。
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６ ７ １ ０． ３ ９ ６ ３ １． ２ ０ １ ４． ０ ７． ０ １ １ － ｊ
路用生物沥青研究进展
高俊锋１， 尤占平１， 田原宇２ 汪海年１，
： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｂ ｉ ｎ ｏ ｉ ｌ ｆ ｄ ｅ ｒ ｉ ｓ ａ ｂ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｍ ａ ｄ ｅ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｒ ｏ ｍ ｆ ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｍ ａ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ ａ ｓ ｈ ａ ｌ ｔ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｂ － － ｐ ｙ ｙ ｐ ｐ
第３ ６卷 第７期 ２ ０ １ ４年７月
武 汉 理 工 大 学 学 报
Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ ＷＵ Ｈ Ａ Ｎ Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ Ｏ Ｆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｊ Ｏ Ｕ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ６ Ｎ ｏ ． ７ ０ １ ４ ｕ ｌ ２ Ｊ
（ 长安大学道路结构与材料交通行业重点实验室 ， 西安 ７ ０ ６ ４； １． １ ０ ） 中国石油大学 （ 华东 ） 重质油国家重点实验室 ， 青岛 ２ ２． ６ ６ ５ ８ ０
摘 要： 生物沥青是将由生物质快速热裂解制备提炼的生 物 质 重 油 与 石 油 沥 青 在 一 定 条 件 下 相 溶 合 或 者 将 生 物 质 重 油在一定条件下掺加其他外掺剂 ， 制备而成的结合物 。 介绍比较了现有生物质重油炼制方法及生物沥青 的 制 备 工 艺 ， 对 比分析了不同类型生物沥青结合料的性能表征及性状特点 ， 指出了生物沥青化学改性机制的研究手段 ， 阐述 了 生 物 沥 青 结合料与混合料研究过程中发现的问题及其成因 ， 并对其下一步研究方向进行了展望 。 现有研究表明 ， 生物沥青的高温 性能较弱 ， 其改性机制的定量评价仍不够全面系统 。 可以通 过 掺 入 聚 合 物 、 多聚磷酸、 纳米粘土等外掺剂改善生物沥青 的高温性能 ， 基于数字图像方法的材料微观形态特征分析可为生物沥青化学改性机制的研究提供新的途径 。 关键词 ： 道路工程 ； 生物沥青 ； 结合料 ； 混合料 ； 综述 中图分类号 ： ４ １ ４ Ｕ 文献标识码 ： Ａ （ ） 文章编号 ： ４ ４ ３ ０ ０ ５ ０ ６ １ １ ２ ０ １ ４ ０ ７ ５ １ ６ ７ － － －
５ ６
４年７月 ０ １ 武 汉 理 工 大 学 学 报 ２
１］ 。 将生物质重油 与 石 油 沥 青 在 一 定 条 件 下 相 溶 合 或 接近 ， 二者在化学组成上具备良好的相容性与稳定性 ［
者将生物质重油在一定条件下掺加其他外掺剂 ， 制备而成的结合物 ， 称之为生物沥青 。 而国产重交石油沥青的价格约为 ５ 如 目前生物质重油的生产成本为每吨 １ ０ ０ 元左右 ， ０ ０ ０元， ５ ０ ０～２ ０ 生物沥青中的生物质重油替代或部分替代石油沥青 ， 则可节约相当可观的材料费用 。 同时 ， 热裂解后所获得 的生物质重油呈液态 ， 不需要特殊的研磨设备即可较容易地与石油沥青溶合 ， 其简单的设备要求可有效降低 — — 生物质能源具有高性价 比 、 可 再 生 及 绿 色 环 保 等 特 点。因 此， 近五 工程造价 。 此外 ， 生物质重油的来源 — 年来 ， 国外发达国 家 的 一 些 高 等 院 校 与 研 究 机 构 开 始 着 手 生 物 沥 青 的 研 发 、 制 备 及 性 能 优 化 等 工 作。 在 举办了一场 “ 可持续沥青路面替代结合料 （ ２ 年美国交通运输委员会 Ｔ １ 届年会期间 ， ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ２ ０ １ Ｒ Ｂ 第９ Ａ ｌ ｔ ） ” ， 、 、 、 Ｂ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｕ ｓ ｔ ａ ｉ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ Ａ ｓ ｈ ａ ｌ ｔ Ｐ ａ ｖ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ 的研讨会 来自美国 法国 智 利 荷 兰 等 多 所 大 学 与 研 究 机 构 ｐ 的 ９ 个报告中 ， 有 ７ 个是针对生物沥青展开的研究 。 我国生物质资源丰富 ， 近 两 年 来， 随着生物质快速热裂 解技术的成熟与推广 ， 山东 、 安徽 、 陕西 、 湖南 、 广东 、 黑龙江等省份的多家年产１ ０ 万 ｔ级 以 上 的 生 物 能 源 企 业陆续建成并已经运营生产 。 然而 ， 国内生物油主要被用于燃油锅炉 、 工业窑炉 、 取热供暖等领域 ， 尚未实现 生物油制品的全面开发与高效应用 ， 生物质重油资源并未实现最优配置 。 国内生 物 质 重 油 运 用 于 道 路 材 料 的研发与应用仍未开展 。
收稿日期 ： ２ ０ １ ４ ０ ６ １ ６． － － ） ） 国家自然科学基金 （ 和交通运输部应用基础研究项目 （ 基金项目 ： ５ １ ３ ７ ８ ０ ７ ４ ２ ０ １ ４ ３ １ ９ ８ １ ２ １ ８ ０ ． ， ： 作者简介 ： 汪海年 （ 男， 博士 ， 副教授 ． １ ａ ｉ ９ ７ ７ Ｅ－ｍ ｌ ｗ ａ ｎ ｈ ａ ｉ ｎ ｉ ａ ｎ ｌ ｉ ｕ ｎ ． ｃ ｏ ｍ －） ＠ａ ｇ ｙ
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