[发明专利]一种生物改性沥青及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物改性沥青及其制备方法，包括初级生物改性沥青、生物改性废橡胶、松脂岩粉等材料。从第三系泥岩用热碱水法抽提出沥青并对其进行改性，根据泥岩沥青中丰富的一元脂肪酸和高碳脂肪酸这一特点，利用微生物菌群对其进行发酵改性，提升了沥青的稳定性，为获得优质改性沥青提供了良好的材料。利用微生物对废橡胶进行脱硫发酵，具有操作简便、脱硫效果好且均匀、对环境污染小等优点。酵母菌代谢产物G‑SH对S‑C键其保护作用，获得的改性胶粉橡胶力学性能、动态力学性能得到明显改善。初级生物改性沥青、改性橡胶粉、松脂岩粉的复合改良了沥青的抗压性、热稳定性、水渗透性及耐磨性，大大提升了改性沥青的路用性能。

技术领域

本发明涉及沥青技术领域，具体为一种生物改性沥青及其制备方法。

背景技术

随着我国的经济快速发展，道路交通量迅速增长，我国的交通基础设施建设得到了快速发展，从而使交通运输能力得到了明显提高。由交通运输部的统计数据可知，2020年年末全国公路总里程达到527.73万公里，全国等级公路里程达到428.63万公里，其中高速公路里程达15.72万公里。目前，在道路工程领域内应用比较广泛的两种路面是沥青路面和水泥混凝土路面。与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有行车平稳舒适、施工期短、便于养护维修等一系列特点，因而成为我国高等级公路、城市道路的主要路面形式。然而，由于交通量和车辆轴载不断增加，以及气候情况的影响，一些道路路面产生了严重的早期破坏现象，比如车辙、松散剥落、裂缝等现象。为了尽量减少这些破坏现象，许多道路科技工作者都致力于对改性沥青(改性剂有聚合物和天然沥青等)结合料和混合料的路用性能的研究。

目前，沥青路面使用的改性沥青多数使用聚合物进行改性，所应用的沥青混合料类型包括沥青玛蹄脂碎石和沥青混凝土，所应用的路面结构层位包括上面层、中面层和下面层。我国《公路沥青路面施工技术规范》也只给出了聚合物(SBS类、SBR类、EVA类和PE类)改性沥青的技术要求。由于聚合物与基质沥青的相容性较差，所以在生产、运输、储存方面有特殊要求。一般在运输和储存方面，则需要不停地加热和搅拌，以减少离析现象产生，过程比较麻烦。由于存在以上不足，聚合物改性沥青的广泛应用在某种程度上受到了一定的限制。

另外，随着我国汽车产业的迅速发展，报废的橡胶轮胎越来越多，废橡胶轮胎的污染问题非常严重，处理不当将是一种黑色垃圾。运用恰当的技术方法处理废旧橡胶轮胎，不但能消除对环境污染，而且可以实现资源的再生利用，促进节能减排。经研究表明，用废橡胶粉改性沥青修建的道路，不仅可以延长道路的使用年限，而且可以减小交通噪音，减薄路面结构层厚度。废橡胶粉还可以吸收光线，缓解强光扎眼的优点，提高行车的舒适性。

传统废橡胶脱硫工艺利用较多化学物质，且存在一定毒副作用。利用氧化铁硫杆菌对废橡胶进行脱硫反应，增强了其表面活性，从而强化了与沥青的联结效果，提高了橡胶在热融沥青中的稳定性。

因此，利用废橡胶等资源，制备一种粘性强，稳定性好的生物改性沥青很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物改性沥青及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括凹陷区第三系泥岩、废橡胶、松脂岩粉。

一种生物改性沥青及其制备方法，其特征在于具体制作步骤为：

取苏北盆地金湖凹陷、济阳坳陷、东营凹陷的第三系泥岩，用热碱水法抽提出1号沥青，热碱水抽提，主要包括两个阶段:浸煮阶段,即泥岩与热碱水接触,反应温度95℃、固/液质量比为1：1.5、碱浓度为0.25％、抽提时间15min、搅拌速度80-100r/min；沥青分离精制的离心操作温度为30～40℃,溶剂加量20％,离心速度1000r/min,获得1号沥青。

将残渣置于马弗炉中加热到180℃,维持48h,后将加热的残渣再用热碱水法抽提出2号沥青。