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超硬質(zhì)瀝青可用于生產(chǎn)特種瀝青改性劑,、瀝青混合料,、抗車轍劑，也可用于其他對高溫性能要求較高的領(lǐng)域

在前不久召開的第二屆交通運(yùn)輸研究大會（TRC）上,，神華集團(tuán)北京低碳清潔能源研究所（以下簡稱神華低碳所）介紹了用煤直接液化瀝青生產(chǎn)的超硬質(zhì)瀝青及其性能,。

由煤直接液化瀝青制成,，更硬、高溫性能更好

北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院教授季節(jié)參與了超硬質(zhì)瀝青的研發(fā)工作,。據(jù)季節(jié)介紹,，研發(fā)超硬質(zhì)瀝青的初衷，一方面是為了解決以往瀝青路面車轍病害嚴(yán)重的問題,，另一方面是為了用好煤直接液化瀝青,。車轍是瀝青混凝土路面特有的一種破壞形式，會使路面性能降低,，是導(dǎo)致路面損害最主要的原因之一,。

據(jù)神華低碳所超硬質(zhì)瀝青項(xiàng)目組成員張勝振介紹，目前,，瀝青的來源主要有三種,。一是石油經(jīng)蒸餾后得到的石油瀝青，經(jīng)過硬質(zhì)化處理后可以得到硬質(zhì)瀝青,。二是自然界中存在的天然瀝青,，主要有湖瀝青和巖瀝青，直接開采即可獲得,。三是由煤經(jīng)高溫?zé)崃呀夥磻?yīng),、蒸餾后獲得的煤焦油瀝青。

神華低碳所研發(fā)的超硬質(zhì)瀝青由煤直接液化瀝青制成,。雖然都是由煤而來,，但其工藝流程與傳統(tǒng)的煤焦油瀝青不同。煤焦油瀝青中含有的不飽和環(huán)烴茚,、苊等有毒物質(zhì),，制約了其使用，超硬質(zhì)瀝青的揮發(fā)物多為無毒的半飽和烴,。

在煤直接液化過程中,，煤加氫催化進(jìn)行清潔化反應(yīng)，經(jīng)過蒸餾,、精制,，一部分制成石腦油、汽油,、煤油,、柴油等產(chǎn)品，另一部分得到直接液化瀝青,。直接液化瀝青經(jīng)過物理加工即可得到超硬質(zhì)瀝青,。

為什么被稱作超硬質(zhì)瀝青？張勝振表示，目前市面上常用的硬質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)一般在55℃以上,，TLA湖瀝青（一種瀝青產(chǎn)品）的軟化點(diǎn)在90℃以上,，而超硬質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)為180℃。在瀝青軟硬程度指標(biāo)——針入度（單位為0．1毫米,，數(shù)值越小表示越硬）方面,，硬質(zhì)瀝青針入度小于25，TLA湖瀝青針入度為0至5,，而超硬質(zhì)瀝青則為近0,。軟化點(diǎn)和針入度兩項(xiàng)指標(biāo)意味著超硬質(zhì)瀝青比常規(guī)瀝青更硬，有更好的高溫性能,。

“超硬質(zhì)瀝青對提高瀝青混合料高溫穩(wěn)定性,、減少路面車轍病害的作用明顯�,！苯�蘇一諾路橋工程檢測公司副總經(jīng)理徐萌說,。

綜合各項(xiàng)優(yōu)勢，超硬質(zhì)瀝青可用于生產(chǎn)特種瀝青改性劑,、瀝青混合料,、抗車轍劑，也可用于其他對高溫性能要求較高的領(lǐng)域,。

更適合我國南方道路鋪設(shè)

由于比較脆等原因,，超硬質(zhì)瀝青比較適合制作改性劑，與石油瀝青混合使用,。在現(xiàn)有的工藝下,，超硬質(zhì)瀝青與石油瀝青不相容�,！熬拖裼秃退�一��,，成分不同，不相容,，在混合使用時(shí)會分層,。”張勝振說,。針對這個(gè)問題，神華低碳所研發(fā)了特定的相容劑和相容軟化技術(shù),。試驗(yàn)結(jié)果表明,，軟化后，超硬質(zhì)瀝青能較好均勻地分散在石油瀝青之中,。

同時(shí),，由于超硬質(zhì)瀝青中含有約50％的不溶物，其中有15％至20％的無機(jī)固體顆粒，30％至40％的有機(jī)固體顆粒,，有機(jī)固體顆粒具有較強(qiáng)的黏性,，使得固體顆粒容易團(tuán)聚成大顆粒，不利于使用,。為此,，神華低碳所將研發(fā)的增韌劑、增柔相容劑與石油瀝青,、超硬質(zhì)瀝青按照一定比例混合,，利用特有的分散技術(shù)，制備出SHA改性瀝青,，解決了沉降及存儲穩(wěn)定性問題,。

超硬質(zhì)瀝青含有較高比例的硫，這是神華低碳所不得不解決的問題,。經(jīng)過努力,，神華低碳所研發(fā)出原位微交聯(lián)技術(shù)，消耗了硫,，并使超硬質(zhì)瀝青的性能變得更好,。

據(jù)神華低碳所超硬質(zhì)瀝青項(xiàng)目組成員魏建明介紹，應(yīng)用原位微交聯(lián)技術(shù)可將超硬質(zhì)瀝青制成SHA改性劑,；采用特有的相容軟化技術(shù)和剪切混合技術(shù)可將SHA改性劑與石油瀝青,、相容劑制成SHA改性瀝青。目前,，神華低碳所研發(fā)了兩款SHA改性瀝青產(chǎn)品,，一款用SHA－N改性劑制成，一款用SHA－S改性劑制成,。利用現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝可將SHA改性瀝青制成道路瀝青,，且利用現(xiàn)有的施工技術(shù)即可施工。

2016年8月,，SHA－N改性瀝青混合料應(yīng)用于國家一級公路G110寧夏麻黃溝至正誼關(guān)橋段試驗(yàn)鋪設(shè),。經(jīng)過260天的測試，SHA－N改性瀝青混合料鋪設(shè)路段與對照路段相比,，其他指標(biāo)都比較好,，但出現(xiàn)了橫向輕微裂縫。據(jù)悉,，2016年8月到2017年4月,，當(dāng)?shù)氐淖畹蜏囟冗_(dá)－19℃。

“原因是多方面的,，可能是產(chǎn)品本身的低溫柔性差,，無法承受－20℃的溫度變化。”魏建明說,，“目前,，我們正在進(jìn)行SHA－N改性劑不同配方的－10℃到－45℃下的低溫性能測試，優(yōu)化配方,，提高其耐低溫性能,。”

而在南方鋪設(shè)的試驗(yàn)路段,，則體現(xiàn)出了用超硬質(zhì)瀝青生產(chǎn)的改性瀝青的優(yōu)越性能,。南方無極端低溫天氣，溫度普遍較高,，能比較好地發(fā)揮出超硬質(zhì)瀝青高溫性能好的優(yōu)點(diǎn),，并且避開低溫柔性差的缺點(diǎn)。

2016年12月,，神華低碳所在G69重慶南川至貴州路段,，用SHA－S改性瀝青混合料鋪筑了一段900米的試驗(yàn)段，這是首次將SHA改性瀝青用于高速公路,。

G69試驗(yàn)段路面通車半年后,，各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)要求，且路面無車轍,、無裂縫,。