當天然瀝青遇上高模量

文 耿茁 王文

“天然瀝青這個材料就像天之驕子，它是天生就好，后天再努力，終成大器?！蔽覈缆穼＜摇㈤L安大學教授王秉綱曾如此懇切地表達過對天然瀝青這一路面材料的肯定。

近年來，國內(nèi)越來越多的重點交通工程選擇天然瀝青作為路面材料，例如港珠澳大橋、北京長安街、北京首都機場跑道等項目。天然瀝青優(yōu)異的耐老化、耐水損、耐高溫性能受到行業(yè)專家和業(yè)主的普遍認可。如何高效利用好天然瀝青，研發(fā)生產(chǎn)可供大規(guī)模工程化應(yīng)用的路面材料，是近年來行業(yè)內(nèi)高度關(guān)注的產(chǎn)業(yè)技術(shù)熱點。

自主研發(fā)天然瀝青微?；瘧腋〖夹g(shù)，實現(xiàn)天然瀝青的“液化”“活化”，陜西的高新技術(shù)企業(yè)——西安眾力瀝青有限公司（簡稱“西安眾力”），歷經(jīng)6年的持續(xù)研發(fā)，不斷改進，經(jīng)過上百個工程項目驗證，申報專利100余項，成功實現(xiàn)了工廠化穩(wěn)定型天然瀝青產(chǎn)品的標準化生產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用，為天然瀝青的創(chuàng)新應(yīng)用提供了一條嶄新道路，為我國長壽命路面材料提供了一個優(yōu)質(zhì)的解決方案。

一個緣起于PM2.5的技術(shù)設(shè)想

長期以來，天然瀝青被作為外加劑使用，主要有干法和濕法兩種工藝，但都難以100%激發(fā)出天然瀝青的性能，也難以實現(xiàn)材料性能的穩(wěn)定、均衡，更難于大規(guī)模使用。

西安眾力自主研發(fā)的“天然瀝青微?；瘧腋〖夹g(shù)”，一舉解決了天然瀝青傳統(tǒng)應(yīng)用在材料性能、工藝設(shè)備、應(yīng)用規(guī)模等方面存在的問題，首次實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)穩(wěn)定型成品天然瀝青。

天然瀝青原料和高模量天然瀝青HMB樣品展示

“天然瀝青微粒化懸浮技術(shù)的原理就是形成類似PM2.5在空氣中懸浮的存在狀態(tài)。通過特殊工藝，讓天然瀝青像PM2.5懸浮于空氣中一樣，以微粒化狀態(tài)均勻懸浮于瀝青中，既解決了天然瀝青均衡、穩(wěn)定性問題，更好激發(fā)天然瀝青的有效成分性能，又能徹底解決存儲穩(wěn)定性難題，實現(xiàn)遠距離長期儲存和運輸?！蔽靼脖娏κ紫夹g(shù)官曾赟如此闡述天然瀝青微?；瘧腋〖夹g(shù)的原理和實際應(yīng)用效果。

技術(shù)研發(fā)初期，西安眾力研發(fā)團隊分別從萃取和微?；瘍蓷l技術(shù)路徑進行了探索和嘗試，通過對比，從技術(shù)轉(zhuǎn)化難度、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品實際性能等多方面指標綜合評價，微粒化技術(shù)都具有顯著優(yōu)勢。

實現(xiàn)天然瀝青微?；奶厥夤に囆枰商讓I(yè)設(shè)備、嚴格的工藝技術(shù)指標控制和現(xiàn)代化管理做支撐，所以工廠化、標準化生產(chǎn)是最佳方式，同時也能保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可控，綠色環(huán)保、低碳節(jié)能等高階工業(yè)化目標可同步實現(xiàn)。

高模量+天然瀝青=絕佳配置

天然瀝青是石油在自然界長期受地殼作用，在熱力、壓力、氧化、觸媒、細菌的綜合作用下逐漸變化而形成的，以天然形態(tài)存在，?；煊幸欢ū壤臒o機礦物質(zhì)。與天然瀝青的形成環(huán)境和時間相比，應(yīng)用于路面建設(shè)，其性質(zhì)狀態(tài)變化幾乎可以忽略不計。

高模量瀝青混合料及其路面是近年來我國在大力研究和發(fā)展的技術(shù)，可大大提高路面承載能力，是實現(xiàn)路面長壽命的可靠方法之一。

“天然瀝青從材料性質(zhì)來說勁度大、模量大，高模量瀝青混合料特性表現(xiàn)為強度高、模量大，將天然瀝青與高模量瀝青混合料技術(shù)相結(jié)合，能夠發(fā)揮天然瀝青模量大、耐疲勞、耐老化的性能優(yōu)勢?！痹S表示。

天然瀝青傳統(tǒng)的外加劑應(yīng)用方式難以兼顧混合料的低溫抗裂性，因此在我國北方地區(qū)及西部地區(qū)難以應(yīng)用。西安眾力研發(fā)生產(chǎn)的高模量天然瀝青HMB應(yīng)用“天然瀝青微?；瘧腋〖夹g(shù)”，工廠化生產(chǎn)出成品高模量專用瀝青，以其為結(jié)合料生產(chǎn)的天然瀝青高模量混合料HMAC大幅度提升了低溫抗裂性能，綜合路用性能優(yōu)越，可有效延長路面壽命30%以上。

“實踐證明，天然瀝青是非常適合發(fā)展高模量技術(shù)的。通過配合比設(shè)計，高模量混合料凍斷溫度已突破零下30℃，抗低溫性能顯著提升。同時混合料的耐疲勞、抗老化性能也大幅度提升。要兼顧模量和疲勞、高溫和低溫性能，天然瀝青高模量混合料是一個極好的選擇。此外，我們還在國內(nèi)首次提供了適用于修筑瀝青路面上面層的高模量瀝青混合料方案——BBME，拓寬高模量混合料使用范圍至全瀝青面層，可有效解決極端環(huán)境下重載路面諸多路面病害問題，并有效延長了路面使用壽命?！痹S高度肯定了天然瀝青和高模量技術(shù)的結(jié)合。

此外，以HMB為結(jié)合料生產(chǎn)的天然瀝青高模量混合料HMAC可再生利用，施工工藝與現(xiàn)有工藝相同，運輸、存儲便捷環(huán)保，已實現(xiàn)超3000公里的遠距離項目應(yīng)用。

合銅高速公路項目采用高模量天然瀝青混合料鋪筑上中下全瀝青面層

高模量天然瀝青HMB的項目應(yīng)用

高模量天然瀝青HMB是西安眾力首個成功推向市場的工廠化穩(wěn)定型成品天然瀝青產(chǎn)品系列，適用于不同地域氣候條件，共分為HMB-C（冬寒區(qū)）、HMB-W（冬冷區(qū)）、HMB-H（冬溫區(qū)）3個型號產(chǎn)品。經(jīng)過三年多的推廣，已成功應(yīng)用在高溫多雨地區(qū)——湖北硚孝高速公路及硚孝高速公路收費廣場項目，高原高寒地區(qū)——西藏國道109線養(yǎng)護項目、青海國道109項目，極端溫差干旱地區(qū)——新疆吐魯番G3012高速公路項目，并已實現(xiàn)在重載高速公路路段——合銅高速公路的全面瀝青面層應(yīng)用。陜西省西安市第十四屆全運會市政道路建設(shè)大規(guī)模采用高模量天然瀝青混合料鋪筑，為高品質(zhì)市政道路建設(shè)提供創(chuàng)建了一個全新的典范。

“天然瀝青優(yōu)異的路用性能和綠色環(huán)保特性完全符合我國現(xiàn)階段路面材料的發(fā)展方向。我們已經(jīng)完成了高模量天然瀝青在國內(nèi)絕大多數(shù)典型氣候區(qū)域的項目應(yīng)用，并且作為主編方編制了中國公路學會標準《穩(wěn)定型天然瀝青改性瀝青路面技術(shù)指南》(T/CHTS10031-2021)和陜西省地方標準《天然瀝青高模量混合料施工技術(shù)規(guī)范》（DB 61/T 1332-2020），參與了新疆、青海、安徽等地方標準的編制，為該材料加速推廣應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。”西安眾力執(zhí)行總經(jīng)理韓筱東對天然瀝青產(chǎn)品充滿了信心，并透露西安眾力已完成兩個新的天然瀝青產(chǎn)品系列——復合改性天然瀝青PNB和道路天然瀝青NNB的研發(fā)和規(guī)模量產(chǎn)準備，可更好地滿足不同環(huán)境和項目規(guī)格的需求。

路面材料的發(fā)展對提升路面壽命具有重要意義。綠色環(huán)保和長壽命是道路材料發(fā)展的兩個重要目標，高模量天然瀝青混合料技術(shù)是一種優(yōu)質(zhì)的解決方案。期待這樣的新技術(shù)、新材料能夠取得更多突破，并加速推廣應(yīng)用。