隨著石油資源的日漸枯竭,以及瀝青價格不斷攀升,已開始制約我國道路建設的可持續發展。目前,作為瀝青的成熟替代原料——水泥,盡管可以在城市道路中發揮一定的作用,但水泥并不適合高速公路使用,其舒適性,汽車行駛安全性,路面膨脹性能以及路面沉降等因素均難以全部替代瀝青的使用。
此外,石化瀝青具有不可降解,路面翻新產生的廢舊瀝青利用率甚低,難以處理的缺點。在使用過程中,瀝青煙中還含有大量致癌物質,污染環境,同時排放大量二氧化碳。國內外,許多專家為此致力于“石化瀝青溫拌技術”的研發,通過溶劑或表面活性劑將加工溫度控制在130攝氏度以內,避免青煙的產生,但該技術成本高昂,仍難以大規模推廣使用。
目前,市場出現的植物瀝青大都是植物油煉制后的廢棄物,約占植物油質量分數的3~5%左右。其主要成分為60~80%的脂肪酸和植物醇,油溶性與瀝青接近,主要應用于鑄造粘合劑和防水瀝青等領域,或直接作為重油填充料燃燒掉。
植物煉制瀝青的開發,利用淀粉質材料或玉米秸稈中的C5、C6糖經過酯化或環化處理成大分子化合物之后,添加到瀝青當中,減少瀝青的用量,達到部分替代的目的。在防水卷材的多次試驗中根據效果的要求,可以替代5~15%的石化瀝青。
相比植物油腳的提煉,生物化工法煉制的可再生瀝青完全具備工業化大規模生產的要求,根據我們的測算,玉米秸稈有用的C5、C6糖大約占到其質量比重的60%左右,可直接提煉成高附加值的燃料乙醇或者多元醇,余下30%部分可直接煉制成植物瀝青,相當于每噸玉米秸稈的18%可以煉制成植物瀝青。
植物瀝青不屬于多芳環復雜化合物,它具有低碳環保和可再生的優點,未來石化瀝青枯竭后,我們依然可以透過植物煉制技術源源不斷地生產出來。此外,與石化瀝青有著明顯區別的是,植物瀝青具有一定的親水性和可降解性,不能簡單給予替代使用,必須采用一些表面活性溶劑或者乳化劑配合使用,改善與石化瀝青的相容性。
植物瀝青常溫下具有良好的流動性,與石化瀝青均勻混和后,起到一定的增稠作用,會增加瀝青與碳酸鈣或者石料的粘合性及親和力,不易出現沉降分層,使鋪灑更加均勻。