道路瀝青會議材料XXXX

1、煤瀝青“組分調(diào)和-反應(yīng)改性”新工藝制備煤基道路瀝青的技術(shù)開發(fā)中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所目錄目錄n項目背景n項目可行性n技術(shù)方案n項目概算n合作方式n項目前景目錄目錄n項目背景項目背景n煤瀝青市場現(xiàn)狀n我國公路建設(shè)情況及規(guī)劃n我國道路瀝青產(chǎn)量與市場需求n公路建設(shè)對道路瀝青的質(zhì)量要求n瀝青性能與路面質(zhì)量的關(guān)系n小結(jié) 煤瀝青是煤焦油中的重質(zhì)組分，產(chǎn)量約為高溫煤焦油量的55%60%，中低溫煤焦油量的10%30%。目前國內(nèi)煤瀝青主要用于炭素材料成型粘結(jié)劑、重油替代燃料油等，用途十分單一，而且污染嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了煤焦油深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 項目背景項目背景煤瀝青市場現(xiàn)狀 2008年全球范圍金融危機爆發(fā)以來

2、，全國焦化行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，整體虧損。為了適應(yīng)焦化行業(yè)轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展的要求，提升煤焦油深加工行業(yè)的整體效益，煤瀝青高附加值利用成為全行業(yè)關(guān)注的焦點，煤焦化產(chǎn)品精細(xì)化深加工的道路成為焦化企業(yè)實現(xiàn)扭虧為盈和可持續(xù)發(fā)展的必由之路和廣泛共識。項目背景項目背景煤瀝青市場現(xiàn)狀 到2010年底，全國已建成通車的公路總里程達(dá)398.4萬公里，其中高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)7.4萬公里、農(nóng)村公路（縣、鄉(xiāng)、村）通車?yán)锍踢_(dá)到345萬公里。 據(jù)交通部統(tǒng)計，2011年全國公路養(yǎng)護(hù)里程398.04萬公里，占公路總里程的96.9%。 項目背景項目背景我國公路建設(shè)情況及規(guī)劃 公路水路交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃提出，到2015年，全國

3、公路網(wǎng)總里程達(dá)到450萬公里，其中高速公路里程達(dá)到10萬公里。分別比2010年增加51.6萬公里和2.6萬公里。 根據(jù)國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年2030年），到2030年，我國將基本建成布局合理、功能完善、覆蓋廣泛、安全可靠的國家干線公路網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)首都輻射省會、省際多路連通、地市高速通達(dá)、縣縣國道覆蓋，屆時國家公路網(wǎng)總規(guī)模約40萬公里。根據(jù)該規(guī)劃，未來1520年內(nèi)，普通國道將新建8000 公里，升級改造10萬公里；國家高速公路將新建2.5-3萬公里。按照靜態(tài)投資匡算，總投資約4.7萬億元。未來一段時間內(nèi)，我國公路建設(shè)仍將處于快速發(fā)展階段，因此未來新建道路里程的持續(xù)增加將有效支撐國內(nèi)道路瀝青需求

4、保持較高水平。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)測算，預(yù)計“十三五”期間 全國道路瀝青消費量將保持在2000萬噸以上。項目背景項目背景我國道路瀝青產(chǎn)量與市場需求 中國高速公路新增里程及通車總程通車情況(萬公里)中國石油瀝青年度表觀消費量 從2007年開始，西部地區(qū)公路建設(shè)投資開始超過東部地區(qū)。2013年中西部公路建設(shè)總投資所占比例為70%，而東部地區(qū)僅為30%。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入推進(jìn)和“一路一帶”大戰(zhàn)略的實施，未來東、西部地區(qū)公路建設(shè)投資總額度的差距將愈加明顯，中西部地區(qū)將持續(xù)成為全國道路建設(shè)的中心所在。道路建設(shè)重心的轉(zhuǎn)移說明國內(nèi)道路瀝青消費增長已開始從東部向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，中西部地區(qū)已成為道路瀝青消費增

5、長的主要地區(qū)。 國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示：2013 年1-11 月份，全國公路建設(shè)總投資12445 億，較去年同期增加973 億，增幅8%；其中西部地區(qū)占43%，投資額為5347.30 億元，中部占26%，投資額3298.9 億元；東部占30%，投資額3799.32 億元。項目背景項目背景我國道路瀝青產(chǎn)量與市場需求項目背景項目背景公路建設(shè)對道路瀝青的質(zhì)量要求 新時期公路建設(shè)對道路瀝青的性能要求越來越高，特別是由于特殊的氣候和地理環(huán)境，以及重型車輛長距離運輸?shù)奶厥馇闆r，對道路瀝青性能的要求尤為嚴(yán)格。 根據(jù)根據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)范（JTG F40-2004），可查），可查詢出

6、目標(biāo)地區(qū)所屬的氣候分區(qū)，選詢出目標(biāo)地區(qū)所屬的氣候分區(qū)，選擇出合適標(biāo)號的道路瀝青擇出合適標(biāo)號的道路瀝青項目背景項目背景瀝青性能與路面質(zhì)量的關(guān)系水穩(wěn)定性表面服務(wù) （抗滑、噪聲、車輪兩側(cè)濺水、車輪后方水霧）行車舒適高溫抗車轍非常重要比較重要幾乎無關(guān)有影響低溫抗開裂耐疲勞抗老化瀝青結(jié)合料與瀝青路面關(guān)系項目背景項目背景瀝青性能與路面質(zhì)量的關(guān)系瀝青用量空隙率粘附性與粘度流變性（感溫、感時、老化、標(biāo)號）車轍空隙率粘附性與粘度流變性（感溫、感時、老化、標(biāo)號）開裂瀝青用量針入度標(biāo)號表面功能衰減粘附性水損害與瀝青相關(guān)的影響瀝青路面損害因素 項目背景項目背景小結(jié) 如果將產(chǎn)量巨大的煤瀝青作為原料通過改性生產(chǎn)出性能優(yōu)良

7、的道路瀝青，不僅拓展了煤瀝青的利用途徑，提高煤瀝青附加值，解決了煤焦油深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個難點，而且滿足了市場對道路瀝青不斷增長的需求，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。目錄目錄n項目可行性項目可行性n道路瀝青材料發(fā)展歷程n國內(nèi)外研發(fā)和實踐歷程n煤瀝青性能優(yōu)勢至今仍在使用的斯圖加特到慕尼黑高速公路（二戰(zhàn)期間德國使用混合瀝青修筑） 隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，石油瀝青產(chǎn)量大量增加，價格大幅下降，很快取代了煤瀝青成為了道路瀝青市場的主角。早在20世紀(jì)初，德國就將煤瀝青作為為筑路材料應(yīng)用到道路鋪筑中。二三十年代德國開始以筑路焦油(中溫煤瀝青回配焦油)為基料，添加石油瀝青生產(chǎn)混合瀝青。 但隨著現(xiàn)代化公路建設(shè)

8、的發(fā)展 ，石油瀝青修筑的公路逐漸難以達(dá)到日益提高的路面性能要求。1963年，英國 開發(fā)生產(chǎn)了以石油瀝青為基料摻加少量煤瀝青 的混合瀝青，用于鋪筑最高荷載的公路 。1973 年制定 了混合瀝青的國家標(biāo) 準(zhǔn)。上世紀(jì)70 年代以來 ,法 國、德 國、瑞士、波蘭 等許多歐州國家都先后開始生產(chǎn)和使用這種混合瀝青筑路材料。20世紀(jì)50-60年代20世紀(jì)70-80年代 隨著發(fā)達(dá)國家煤化工產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整和轉(zhuǎn)移，停止了煤瀝青在公路建設(shè)上的研究與應(yīng)用。20世紀(jì)80年代之后項目可行性項目可行性道路瀝青材料發(fā)展歷程 從1982年開始，德國呂特格公司生產(chǎn)混合瀝青碳瀝青CB70,是由25wt%增塑煤瀝青和75wt%道路石油

9、瀝青B80配制而成。德國用這種瀝青自1982年1986年期間鋪筑了72條路段,總面積90萬m2。 1989年，波蘭開始生產(chǎn)混合型道路瀝青煤石油瀝青PA。波蘭用工業(yè)試生產(chǎn)的混合瀝青鋪筑的幾條在各種地勢和行車條件。經(jīng)過四年多運行之后,路面幾乎沒有觀察到變化。 法國高速公路使用的混合瀝青路面壽命在15年以上。項目可行性項目可行性國外研發(fā)和實踐 2008年至2011年，新型路用煤瀝青系列改性材料在二廣高速公路（G55）忻州段、山西高陵高速進(jìn)行了鋪筑應(yīng)用。由交通部公路工程檢測中心對煤瀝青路用性能檢測表明，該系列材料各項性能指標(biāo)優(yōu)良，完全滿足高速公路施工相關(guān)要求。項目可行性項目可行性國內(nèi)研發(fā)與實踐粘附性和

10、滲透性粘度-溫度曲線抗塑性變形抗油侵蝕行車安全性國外煤-石油混合瀝青優(yōu)點項目可行性項目可行性煤瀝青性能優(yōu)勢目錄目錄n技術(shù)方案技術(shù)方案n煤基調(diào)和道路瀝青的生產(chǎn)流程與技術(shù)指標(biāo)n煤基道路瀝青的制備原理nCMB系列煤瀝青專用改性劑n煤基道路瀝青的生產(chǎn)流程n檢測分析n煤基道路瀝青技術(shù)指標(biāo)n煤基改性道路瀝青性能檢測n污染防治與人員勞動保護(hù)n試驗路周圍土壤污染物檢測n標(biāo)準(zhǔn)的制定與工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)方案技術(shù)方案煤基調(diào)和道路瀝青的生產(chǎn)流程與技術(shù)指標(biāo)組分調(diào)和脫油均質(zhì)穩(wěn)定煤系調(diào)和劑煤瀝青煤基調(diào)和道路瀝青產(chǎn)品編號質(zhì)量指標(biāo)評價 老化前 薄膜烘箱試驗延度cm 軟化點針入度（25)0.1mm 質(zhì)量損失% 針入度比% 延度(15

11、)cm MC-115044.351.8 0.79（120）79.886.0MC-4136.07 43.830.6 1.14（120）40.85 78.60 MC-372.80 48.821.5 0.61（120）65.58 105.75 技術(shù)方案技術(shù)方案煤基改性道路瀝青的制備原理改性煤基 道路瀝青煤基調(diào)和瀝青 煤基調(diào)和瀝青與溶劑油混合，加入改性劑、彈性體、穩(wěn)定劑、抗老化劑等，在一定溫度下反應(yīng)，改善煤瀝青延展性、粘彈性、抗老化性、感溫性等性能，改變?yōu)r青膠體結(jié)構(gòu)，最終制備性能優(yōu)良的道路瀝青。改性劑溶劑油穩(wěn)定劑彈性體抗老化劑補強劑 經(jīng)過研究團隊多年的潛心鉆研，進(jìn)行了大量探索性和系統(tǒng)性的實驗室實驗，對

12、煤瀝青改性劑進(jìn)行了篩選和集成優(yōu)化，成功開發(fā)出兼具性能和成本優(yōu)勢的CMB系列煤瀝青專用改性劑。技術(shù)方案技術(shù)方案CMB系列煤瀝青專用改性劑CMB系列煤瀝青專用改性劑技術(shù)方案技術(shù)方案煤基改性道路瀝青的生產(chǎn)流程組分調(diào)和反應(yīng)改性發(fā)育穩(wěn)定澆 筑 試 樣性 能 測 試化學(xué)組成與微觀結(jié)構(gòu)分析技術(shù)方案技術(shù)方案檢測分析 道路石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)要求重交通道路石油瀝青 GB/T15180-2010指標(biāo)AH-90AH-70AH-50針入度（25）0.1mm8010060806080延度（15），cm10010080軟化點，425544574558薄膜烘箱實驗（163,5h）質(zhì)量變化，% 1.00.80.6針入度比，%

13、505558延度（15），cm 4030報告指標(biāo)90#70#50#針入度（25）0.1mm8010060806080延度（15）,cm 10010080軟化點,424445薄膜烘箱實驗（120,5h）質(zhì)量變化,% 1.00.80.6針入度比,%505558延度（15）,cm403020煤瀝青改性道路瀝青主要指標(biāo)要求技術(shù)方案技術(shù)方案煤基改性道路瀝青技術(shù)指標(biāo)技術(shù)方案技術(shù)方案煤基改性道路瀝青性能檢測 我們委托山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心（甲級資質(zhì)）進(jìn)行了瀝青檢測瀝青檢測，結(jié)果表明我們團隊研究開發(fā)的煤基道路瀝青產(chǎn)品三大指標(biāo)完全達(dá)到交通部規(guī)范規(guī)定的道路石油瀝青A級標(biāo)準(zhǔn)。 為了驗證煤基道路瀝青的路用性能

14、，制定和完善施工方案，我們委托江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司工程檢測中心（甲級資質(zhì)）進(jìn)行了瀝青混合料配合比設(shè)計瀝青混合料配合比設(shè)計，結(jié)果表明設(shè)計的AC-25瀝青混合料高溫性能和抗水損壞性能滿足規(guī)范要求，可以用于指導(dǎo)生產(chǎn)。技術(shù)方案技術(shù)方案煤基改性道路瀝青性能檢測技術(shù)方案技術(shù)方案煤基改性道路瀝青性能檢測技術(shù)方案技術(shù)方案煤基改性道路瀝青性能檢測混合料性能高溫性能水穩(wěn)定性檢測試驗車轍試驗凍融劈裂試驗浸水馬歇爾試驗指標(biāo)動穩(wěn)定度（次/mm）變異系數(shù)劈裂強度比（%）殘留穩(wěn)定度（%）設(shè)計試驗結(jié)果設(shè)計試驗結(jié)果61895.586.289.6規(guī)范對普通石油瀝青混合料要求800207075規(guī)范對改性石油瀝青混合料要

15、求2400157580煤基道路瀝青混合料性能運輸和拌合鋪筑的防治1.溫拌施工 2.施工人員勞動防護(hù)煤瀝青高溫流動性好工序石油瀝青施工溫度，煤瀝青施工溫度，石料加熱溫度150-160125-130瀝青加熱溫度185-195125出料溫度160-170125-130攤鋪溫度150125初壓溫度，不低于140125終壓溫度，不低于11080路面開放溫度，不高于5050道路使用期間的防治1.中下面層使用 2.路面結(jié)構(gòu)防水排水設(shè)計108 0.28 0.03 Pa s0.17 0.02 Pa s技術(shù)方案技術(shù)方案污染防治與人員勞動保護(hù) G55二廣高速煤瀝青試驗路是國內(nèi)第一段也是目前唯一的一段煤基道路瀝青高速

16、公路試驗段。為了準(zhǔn)確評價煤基道路瀝青對周圍環(huán)境的影響，消除人們對煤瀝青污染物擴散風(fēng)險的普遍擔(dān)憂，本研究團隊多次組織了對G55二廣高速忻州段k668和K694試驗路周圍土壤中的多環(huán)芳烴污染物檢測。技術(shù)方案技術(shù)方案試驗路周圍土壤污染物檢測技術(shù)方案技術(shù)方案試驗路周圍土壤污染物檢測技術(shù)方案技術(shù)方案試驗路周圍土壤污染物檢測 檢測結(jié)果表明，煤基道路瀝青試驗路未向路側(cè)土壤擴散污染物。試驗路界外農(nóng)田未檢出多環(huán)芳烴，表明煤基道路瀝青的應(yīng)用沒有影響到公路界外環(huán)境。 本項目在實驗室內(nèi)已經(jīng)完成煤瀝青組分調(diào)和分布規(guī)律探索、改性劑篩選與相容性考察、反應(yīng)改性的原料配比及生產(chǎn)工藝優(yōu)化，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列創(chuàng)新技術(shù)成

17、果，完全具備工業(yè)化放大條件。 煤瀝青與石油瀝青的性質(zhì)不盡相同，有著自身的特殊性質(zhì)。以煤瀝青作為主要原料生產(chǎn)道路瀝青不宜套用石油瀝青現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)尚未就煤瀝青改性道路瀝青制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)均參照石油瀝青性能指標(biāo)制定。為了填補該領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)空白，促進(jìn)煤基道路瀝青與炭基道路瀝青改性劑的推廣應(yīng)用，我們已向省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局申報制定山西省地方標(biāo)準(zhǔn)重交通道路用改質(zhì)煤瀝青，現(xiàn)已提交討論意見稿。 技術(shù)方案技術(shù)方案標(biāo)準(zhǔn)的制定與工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)方案技術(shù)方案標(biāo)準(zhǔn)的制定與工業(yè)化應(yīng)用 2015年3月，某企業(yè)采用我方技術(shù)方案進(jìn)行了工業(yè)生產(chǎn)，一次投料試車成功，生產(chǎn)出合格的90#和70#道路瀝青產(chǎn)品。目錄目錄n項目概算

18、項目概算n成本核算n經(jīng)濟效益核算序號成本名稱成本（元/噸）1中溫煤瀝青+蒽油16312專業(yè)改性劑6153生產(chǎn)成本1304合計2376煤基改性道路瀝青噸成本核算項目概算項目概算成本核算近期國內(nèi)道路石油瀝青價格名稱單位數(shù)量年產(chǎn)量萬噸10單位成本元/噸2376單位售價元/噸3200總成本萬元23760銷售收入萬元32000稅前利潤萬元8240 10萬噸/年煤基改性道路瀝青項目經(jīng)濟效益核算項目概算項目概算經(jīng)濟效益核算 煤瀝青改性制備的50#、70#、90#重交通道路瀝青主要技術(shù)指標(biāo)都可以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15180和交通部JTG F40公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范對50#、70#、90#重交通道路石油瀝青的要求，完全可以替代重交通道路石油瀝青作為高速公路、一級公路、二級及以下公路的各面層瀝青混凝土結(jié)合料。 目前全國道路瀝青消費