引言
目前，我国的公路总里程数量已经居于世界首位，国家路网主线基本建成，覆盖范围得到明显扩大。其中沥青路面的占比超过百分之九十，由于受到造价与能源因素影响，我国虽然大力发展可再生环保能源，但是沥青胶结料还是来源于石油炼制的残留物，对于石油的依赖性并没有实质性的减小。本文将总结生物油和生物沥青的制备工艺、性能和应用现状，为该领域的研究人员提供参考。
1生物油
1.1生物油的制备
生物油是深棕色的液体，除去水分后，生物油将由液态转化为固态。生物油是一种非常复杂的混合物，由多种元素组成，其中绝大部分元素是碳、氢、氧，生物油通常是一种富含木质素的液体燃料，必须经过热处理和性能改进才能用作道路粘合剂。在试验中，将样品废料磨成小颗粒;然后选择0.6mm或1.2mm孔径筛进行筛分。在快速热解过程中，温度范围为22℃~1002℃，固相停留时间为500s。结果表明，经快速热解处理后的牲畜粪便主要产物可分为三个阶段，包括富碳(生物炭)固体残渣相、液态产物(低温可凝蒸汽)和气态产物(不凝性合成气)。
1.2生物油深加工技术
大多数类型的生物油不能作为生物沥青直接使用。将生物油转化为生物质重油的热预处理/升级过程包括蒸馏过程、调和过程、氧化过程和聚合物改性过程。蒸馏工艺旨在从生物油中获得轻质组分，作为其它工艺的原料。因此，蒸馏过程通常与其他三个过程一起使用。采用调和法，在基质沥青中加入生物油或生物油残渣。它是应用最广泛的，因为它可以替代部分石油沥青，降低成本。采用氧化法提高生物油渣的软化点和粘度。
1.3生物粘合剂生产技术制备
生物结合剂有两个步骤。第一步是将基质沥青和生物质重油分别用水浴加热到120℃和90-100℃。在需要注意的是，生物质重油储存在塑料瓶中时不适合在烘箱中加热。第二步是将生物质重油与基质沥青在一定温度下混合，并选择适当的混合时间和剪切速率。
2生物沥青生产方法
一般来说，生物沥青技术的目标是通过一系列的转化将生物质转化为与石油沥青具有相似特性的材料。根据混合粘合剂的含量，生物沥青可分为三类。，生物沥青不能作为路面的直接替代粘结剂，因为生物沥青中含有水和挥发性物质，对沥青混合料的性能有负面影响。生物沥青主要通过生物油与基质沥青共混的方法制备，生物沥青的制备过程可分为两个阶段：①生物质原料液化得到生物油；②直接利用或改质生物油，与基质沥青共混制备生物沥青。
3生物沥青混合料的性能
众所周知，沥青混合料是一种复杂的复合材料，由固体集料、粘弹性砂浆和空隙三个阶段组成。虽然沥青在沥青混合料的某些性能中起着重要的作用。
3.1低温性能
Fini H采用热应力约束试件试验(TSRST)获得的临界开裂温度来评价含生物油的生物沥青混合料的低温性能。研究发现，与基体沥青混合料相比，生物油改性沥青混合料的临界开裂温度提高了15%~50%。Mohammad发现，含有松树生物油的生物沥青混合料的临界裂解温度为-22℃，表现出良好的低温性能。采用半圆形弯曲(SCB)试验对含生物油的橡胶沥青混合料的低温性能进行了分析，表明其具有良好的低温抗裂性能811。Song进行了梁弯曲试验，以抗弯强度、抗弯极限应变和抗弯刚度模量为评价指标。结果表明:生物沥青混合料的抗弯强度、极限抗弯应变均小于70#基质沥青;与之相比，该生物沥青混合料的抗弯刚度模量更高。
3.2抗疲劳性能
杨教授通过四点弯曲梁疲劳试验进行了试验。研究了含有生物油结合料的沥青混合料的疲劳寿命。结果表明，添加废木质生物油可以显著提高传统沥青混合料的疲劳寿命。弯曲模量与疲劳寿命之间的关系更适合于生物沥青。废木基生物沥青混合料的弯曲模量小于常规沥青混合料，说明废木基生物沥青混合料具有较好的疲劳寿命。然而，Huang表明石油沥青混合料相比，生物沥青混合料表现出较差的疲劳性能。
4结论
本文综述了生物油和生物沥青的制备工艺、性能和应用。其中，生物沥青作为再生剂得到了较好的研究。生物油可以部分替代沥青，为可持续发展做出贡献。作为目前最成熟、最稳定的生物油制备方法。快速热解可以将生物质分解为固、液、气三种相。由于生物油的化学成分与沥青相似，主要包括饱和组分，因此在道路工程中以生物油代替沥青可行的。同时，温拌剂等添加剂的加入可以改善生物沥青的低温性能，一般生物油可以改善生物沥青的高温性能。目前，生物沥青在道路工程中的主要应用包括制备沥青混合料、对老化沥青混合料进行再生和制备乳化生物沥青。对生物沥青混合料的研究结果表明，生物沥青混合料能提高沥青混合料的抗疲劳性能，但间接抗拉强度和车辙性能略有下降。生物沥青的加入提高了原混合料的和易性，降低了混合料的开裂敏感性和刚度，同时降低了其压实温度。首先，基于快速裂解技术的成熟度，研究人员应关注生物质的来源，对不同来源的生物油进行分类。其次，在很多研究中都提到生物油和沥青的生产和供应来自不同的制造商，这对生物沥青的开发和应用非常不利。如果建立生物沥青与生物油的联合制备体系，并根据生物沥青性能的需要来控制生物油的性能，生物沥青的可用性和研究价值将会显著提高。一般来说，生物沥青的内部分子组成、沥青(分子和生物油分子)的混合状态以及生物沥青的理化反应都必然影响生物沥青的性能。随着科学技术的发展，生物油的理化性质和行为研究有望取得重大进展。
参考文献
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[3] 马峰,任欣,傅珍.美国生物沥青混合料路用性能的研究与应用[J].公路,2015,60(03):168-172.
作者简介：王珠（1996），男，汉族，山西吕梁人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：道路安全与环境工程
