中石油乳化沥青开发及标准体系研究

本文转载自《城市道桥与防洪》年10月

作者:梁志中

1乳化沥青在国内外的发展历程1.1国外发展历程

早在20世纪50年代,阳离子乳化沥青技术作为路面新材料得到了推广。实践证明,乳化沥青具备冷施工的优点,可以节约10%~20%的沥青原料,延长施工季节,并减少环境污染。伴随着技术进步和新品改良,时至今日,乳化沥青应用范围越来越广,并被认为是最好的路面修复材料。乳化沥青技术已在欧洲、美国、澳大利亚等发达国家应用多年,并取得了令人瞩目的成绩。

20世纪70年代左右,德国首先开展对聚合物改性乳化沥青混合料的研究,并开发出微表处技术,其突出的特点是可以用于修复深度较大的车辙,而不破坏昂贵的道路标线。年,美国引进乳化沥青微表处技术,用于各等级公路的养护作业。而今,乳化沥青已成为美国30多个州、加拿大、澳大利亚以及其它很多国家和地区高等级公路的主要养护材料。现在,国外对乳化沥青材料、专用生产设备、专用摊铺设备及施工方法等等已经形成了一整套全面的技术。

1.2国内的发展进程

我国从20世纪80年代以后才实现乳化沥青商品化。目前国内企业乳化沥青产能一般都在1~1.5万吨/年之间,我国的乳化沥青生产基地分布很不平衡,生产工艺流程多采用分批掺配连续乳化生产流程。乳化沥青车间的制作水平和配置差异很大,多以手动控制简易配置的设备为主,少数厂家实现了自动化控制,拥有较完整配置的设备。过去乳化沥青的生产和施工大部分是公路部门自产自用,经过20年来的大力推广,乳化沥青在我国公路养护中得到了大量应用,乳化沥青的一些产品,如乳化剂、乳化沥青生产设备等已经实现市场化。

近年来,专业化的乳化沥青生产企业在许多省市出现并迅速成长,已经成为我国乳化沥青推广应用的生力军。但也应当看到,我国的乳化沥青行业还是一个新兴的行业,技术力量相对薄弱,还没有形成一个规范化的市场。因此,有重视技术和信誉的企业,也有急功近利追求高额利润的企业,后一种企业,对乳化沥青技术的产品质量控制能力较差,对乳化沥青的发展和推广产生了负面影响。

从20世纪90年代以后,国外大集团为拓展中国区市场,全国范围内投资沥青库与乳化沥青生产网点,产能逐年增大,使我国乳化沥青产品整体技术水平不断得到提高。并且,这些大集团在国外拥有成熟的技术、管理模式、营销理念,一旦进入中国后,便会给客户带来良好的产品与服务,也会给中国的石油石化市场带来巨大的冲击。跨国公司由于受政策限制,在规模乃至市场占有率等方面并不完全具有优势,但是在技术储备和营销理念上,却要远远强于国内的大多数公司。国际巨头是有着强大的渗透力的,如果不是政策的限制,他们的推进会更快。

中国石油天然气股份有限公司(以下简称“中石油”)作为国内沥青行业的龙头企业,建立专业的乳化沥青生产网点,不仅能促进国内乳化沥青行业的规范化,引导国内乳化沥青高端市场,也将获得广阔的市场空间,取得长远的收益。自年我国修建高速公路以来,我国高等级公路建设取得飞速发展。由于高等级公路的路面的设计寿命在15~20年内,交付使用后5~10年就需要乳化沥青材料维修罩面一次,而乳化沥青被公认为是主要路面养护材料。

我国目前早期高速公路使用已超过10年,维修养护的时期已经到来。乳化沥青的优点愈来愈引起公路管理部门的重视,交通部自“七五”以来持续支持对乳化沥青的研究和推广,至20世纪90年代,国内乳化沥青技术已有了较大的发展,但我国公路部门至今仍规定必须使用进口设备和外资企业制备的成品乳化沥青,国产乳化沥青在诸多工程中被限制使用,国外的先进设备和材料对我国乳化技术的发展起到了一定的推动作用,但也不得不看到,国内的零散的生产企业完全不具备和外资企业抗衡的能力,自主高端乳化沥青市场面临着严重的技术和市场匮乏。

2乳化沥青开发目标及各标准体系研究2.1研究目标

1)根据不同地域气候条件,开发耐候乳化沥青产品。满足潮湿、低温、干燥或炎热等不同气候条件下的需要,尤其是在西南地区的阴湿或低温季节,乳液的水分蒸发缓慢,沥青裹覆矿料的时间拖长,影响路面的早期成型,延迟开放交通时间。继续用常规乳化沥青施工的路面成型较差,易出现松散等病害,而适宜的乳化沥青技术却能避免各类路面质量问题。

2)提高乳化沥青性能,开发质量稳定的乳化沥青产品。影响乳化沥青质量的主要因素有沥青质量、沥青含量、乳化剂和稳定剂的剂量及质量。沥青质量是最基本的因素,沥青质量不合格,不可能生产出合格的乳化沥青;沥青含量不足,致使实际用油量达不到设计要求;乳化剂虽在乳化沥青中所占比例较小,但却是影响乳化沥青质量的关键因素,对乳化沥青的生产、贮存施工均有较大的影响。

3)拓展乳化沥青种类,开发高附加值乳化沥青产品,扩展乳化沥青使用范围,提高产品附加值。在国外,乳化沥青已应用到路面冷修补、裂缝灌缝等领域,加强对乳化沥青技术的开发,充分发挥产品性能特点及用途,根据工程特点选用针对性的产品,促进技术进步,提供高附加值的产品服务。

4)完善乳化沥青检测技术,建立乳化沥青技术服务团队。乳化沥青的质量影响到工程的质量,因各种原因不能正常施工的情况常有发生,若不能正确分析问题,将会造成很大的经济损失。在施工中检测乳化沥青的质量,及时提供技术支撑,是保证企业长久发展的根本。

5)铺筑试验段,建立成套的高性能乳化沥青研究、生产及应用工艺。通过试验研究得到的高性能改性乳化沥青,在渝黔高速公路进行3~5公里的试验路铺筑,对乳化沥青冷再生的实际应用进行研究。通过试验路的跟踪观测,来提高乳化沥青施工和易性,改善产品质量,提供优良的产品售后服务,从而在高性能乳化沥青的室内配方研究、成型生产工艺及道路实际应用研究三个方面形成一个完整的成套的研究体系,在产品质量和服务理念上占领市场。

2.2标准体系的研究与制定

标准体系的建立旨在规范乳化沥青市场标准化以及市场准入制度的建立,在行业规范已对乳化沥青技术指标提出具体要求,但这些规范要求的技术指标中,由于某些指标的制定偏低,致使乳化沥青市场产品质量的好坏差别大,品质难以保证。例如,碎石封层用乳化沥青固含量指标制定偏低、软化点过小,而实际过程当中却需要高固含量的乳化沥青施工。于是,高性能乳化沥青的研究以及标准体系的制定就显得尤为重要。

高性能乳化沥青主要包括:高固含量乳化沥青、高粘度乳化沥青、高性能指标乳化沥青、高渗透性乳化沥青、高粘附性乳化沥青等。这些高性能乳化沥青都是针对不同应用而研究开发的,为规范高端乳化沥青市场,必须制定标准体系来规范高端市场行为。在中石油的乳化沥青研究实验中,对不同用途的乳化沥青所用材料进行了大量的选材与验证工作,并取得了阶段性的进展。

3乳化沥青未来前景

乳化沥青技术应用高等级道路维护、新建道路建设,尤其适用于各等级公路的预防性养护,可丰富石油企业现有产业链,增加产品附加值,形成完善的技术支持;另外乳化沥青可充分利用现有沥青库或改性沥青生产网点,较易形成产业规模。从国家层面及国内石油企业发展战略角度出发,开发高性能乳化沥青,并进一步形成国内市场网络,组建高水平高效率的技术服务团队,在高性能乳化沥青产品市场的上升期,逐步占领市场并打破国外公司一家独大的局面,不只具有重大的经济意义,并且具有非常长远的政治意义和企业发展战略意义。

4结束语

本文主要阐述了乳化沥青的发展历史,乳化沥青成为冷拌沥青的代名词,对沥青路面的发展具有重要的意义。乳化沥青的开发应根据不同地域气候条件,开发耐候乳化沥青产品,保证乳化沥青的质量,同时追求较高的附加值,另外,建立良好的乳化沥青服务团队也具有重要意义。

中石油燃料油有限责任公司研究院主办

(年第29期)

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