温拌沥青的市场应用现状及前景展望

2022-07-12邵艺伟中石油燃料油有限责任公司

环球市场 2022年16期

邵艺伟中石油燃料油有限责任公司

一、温拌沥青技术分析

（一）温拌沥青技术特点

温拌沥青，指的是通过一定的技术措施，使沥青能在相对较低的温度下进行拌和施工，同时保持沥青混合料使用性能的沥青混合料技术，介于热拌沥青和冷拌沥青之间。温拌沥青技术主要包括了沥青发泡型、表面活性剂型、合成蜡型：（1）沥青发泡型，该技术路线是使用沸石或水，需要特定的设备，工艺复杂，且可能会使混合料路用性能降低。（2）表面活性剂型，该技术的特点是添加剂量低，且添加方式简单方便，可以不降低沥青混合料使用期间的路用性能。（3）合成蜡型，该技术路线工艺简单，掺加量低，可有效改善沥青混合料的高温性能，但不利于低温性能。

温拌沥青较传统热拌沥青具备一定优势，其在使用的过程中可节省燃料（约20%-30%），从而达到减少CO2排放的目的，同时可缩短道路项目施工时间，延长道路路面的使用寿命。（1）环保节能。温拌沥青混合料的拌和温度较热拌沥青可降低30℃左右，燃料消耗可降低30%。由于拌和及摊铺温度较低，可有效减少烟雾等有害气体排放，减轻对人体造成的伤害和空气污染。（2）防止老化提升耐用度。由于沥青混合料从拌和、运输到摊铺，温度均大幅降低，可有效减少沥青的老化，提升沥青路面耐用度。（3）路用性能优良。温拌沥青混合料可适用于路面的各个沥青结构层，尤其适用高粘度沥青混合料施工，包括路面沥青养护的薄层罩面、胶粉改性沥青等。（4）更加环保，有利于施工人员健康保护。由于温拌沥青在道路施工过程中温度大幅降低，有毒气体排放明显减少，研究表明，至少可减少80%沥青烟的排放，和热拌沥青相比，温拌沥青更具有环保优势和更有利于施工人员的健康。

（二）温拌沥青技术指标

以中国石油昆仑温拌沥青为例，其技术指标如表1、表2所示：

表1 昆仑温拌混合料与热拌混合料对比

表2 昆仑温拌沥青混合料典型数据

（三）温拌沥青主要适用场景

温拌技术是未来道路沥青的发展方向，由于温拌沥青的制备需要添加温拌剂而致使价格高于普通沥青，因此温拌沥青更适用于高端沥青市场，重点应用在高速公路、国省道、城市道路等隧道内沥青路面和有居民区的市政道路施工，可减少气体排放并减少施工气味，有利于施工区域居民和施工人员的健康。

二、温拌沥青国内外应用现状

（一）国外应用现状

温拌沥青诞生于欧洲，由英国壳牌和Kolo-veidekke 两家公司于20 世纪90 年代中期共同研发，推出后得到市场的广泛关注。1999 年，德国修建了第一条利用温拌沥青技术的路段，证实了其路用性能的优越，温拌沥青技术在欧洲逐步得到推广使用。

2003 年，美国从欧洲引进了温拌沥青技术，并对其性能进行了着重研究。2004 年，美国在加利福尼亚州和北卡罗来纳州完成了温拌沥青的首次现场试验，试验后美国运输部意识到其成本优势（使用温拌沥青技术通常可减少约30%的燃料成本），开始在本土大力进行推广。

2006 年，德国出版了温拌沥青混合料的技术指南，详细地总结了温拌沥青技术的种类及其使用建议。2008 年，美国也陆续推出相应的标准和制度，对温拌沥青技术的应用进行规范，其中包括得克萨斯州颁布的温拌沥青混合料技术标准及规范、国家沥青技术中心制定的温拌沥青技术质量和性能检测方法流程等。

2009 年起，国际社会对温拌沥青的关注点逐步由成本效益、路用性能转向节能降耗、减少污染排放的方向，温拌沥青作为典型的环保型道路材料，得到了美国、日本、南非等国家的大力推崇。随着近十几年的发展，国外温拌沥青市场占有率持续提升，特别是美国，已达到较高水平。根据美国国家沥青路面协会（NAPA）的数据，2021 年，温拌沥青达到该国沥青混合料总产量的42%，较2011 年增长约28%；常见温拌技术为发泡沥青温拌技术，约占市场份额的68%。根据欧洲沥青路面协会（EAPA）的数据，2021 年，温拌沥青混合料占总产量的8%，较2011 年增长约5%。法国是欧洲区域使用温拌技术最多的国家，温拌沥青混合料占总产量的12%，其次是挪威（11%）和丹麦（9%）。

（二）国内应用现状

我国于2005 年，开始进行温拌沥青技术的研究应用，由交通运输部公路科学研究院、北京市政路桥建材集团、美国Mead Westvaco 和同济大学合作研究，在北京修建了我国第一条利用温拌沥青技术的路段（110 国道昌平段）。随后，在我国交通部大力支持下，温拌沥青技术相继在国内其他城市道路中进行试验和推广，均取得较好的效果。

2006 年，上海市政道路部门与英国壳牌、美国Mead Westvaco 进行合作，完成国内第二条温拌试验路的铺设；同年，在西藏林周地区、零下4℃的环境条件下，完成试验路段的温拌沥青铺设。2007 年，常州交通工程总公司与东南大学合作，在340 省道完成温拌沥青试铺。2008-2009 年，分别在北京奥运会场馆道路建设、上海长江隧道路面施工、苍岭隧道路面施工、北京长安街大修、吉林市桥面摊铺等多个项目上成功运用温拌沥青技术。至此，我国采取温拌沥青技术成功破解了国内隧道及桥梁沥青路面的施工难题。2011 年，我国已完成100 多条温拌沥青试验路段及工程应用，标志着温拌沥青技术在我国已获得认可，全面进入多个领域的应用阶段。2019 年，中国石油旗下中石油燃料油有限责任公司生产的温拌抗裂沥青在四川省阿坝州川九路（国道G544）成功实现实体工程应用，这是目前国内低温性能要求最高的沥青产品在高寒高海拔地区的首次使用。

为进一步规范统一国内温拌沥青技术标准，2009 年至2011 年，北京、上海、青海、河北等多个省市编制了温拌沥青技术指南和规范。2014 年，我国发布技术规范《温拌沥青混凝土》（GB/T 30596-2014）；2017 年，《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2017）也将温拌技术标准收录在内。随着相关技术规范的陆续出台，我国的温拌沥青技术趋向成熟，为未来国内全面推广该项技术应用奠定了良好的基础。

由于我国温拌技术起步相对国外较晚，国产温拌剂技术性能与国外主流温拌剂相比存在一定差距，且进口温拌剂成本对于国内施工单位来说较为昂贵，导致我国温拌沥青市场占比仍然较低，存在较大的上升空间。截至2021年，我国温拌沥青达到沥青混合料总产量的5%；常见温拌技术为表面活性温拌技术和有机降粘温拌技术，约占市场份额的80%。

三、温拌沥青应用发展前景

根据我国交通运输部的统计，截至2021 年底，全国公路总里程达519.81 万公里，公路密度54.15 公里/百平方公里；公路养护里程514.4 万公里，占公路总里程99%。规模庞大的公路交通网络，为我国居民生活便利、社会经济发展提供了有效保障，但另一方面规模庞大的施工对生态环境也造成较大影响。为实现我国2030 年碳达峰、2060 年碳中和的目标，温拌沥青作为优质的环保材料，在国内道路建设应用中具有广泛市场前景。

随着国内温拌沥青技术的不断提升，温拌沥青混合料性能与热拌沥青混合料性能在未来将逐步相当，使用热拌沥青进行道路铺设的传统手段可逐步被温拌沥青技术所取代，无须担心路用性能不足。

拌和温度比基质沥青更高、能耗及排放更多的橡胶沥青，也可作为温拌沥青路面材料。相关数据显示，我国工业固体废弃物的年产量约33 亿吨，历史累计堆存量超600 亿吨，给我国环境造成较大的污染及隐患，当利用其作为温拌沥青改性剂时，可有效消耗大宗固体废弃物储量，环保意义与社会意义尤为突出。目前，我国常以废旧汽车轮胎的橡胶作为橡胶沥青改性剂，可实现废旧资源的回收，从而变废为宝。

随着我国东部城市高等级公路建设的逐步完善，未来高等级公路建设将逐步进入以中西部为主的阶段，距离长、宽度大的隧道施工路面预计将大幅增加，穿山、过江、地下隧道等项目也会明显增加。如采取传统的热拌沥青路面铺筑，受制于隧道空闲封闭狭小、通风条件差、照明不足、摊铺设备受高温影响难以维护等因素的影响，沥青路面摊铺难度较大，并对环境和施工人员健康造成损害。此时采取温拌技术，一是可发挥无烟操作的优势；二是可保障摊铺设备不受高温影响导致工作异常；三是温拌混合料可实现有效压实，避免留下界面隐患，有利于保障隧道路面的沥青施工质量。

此外，西部地区也存在较多的高海拔低温实施沥青摊铺的情况，热拌沥青技术难以实现理想的压实效果。此时采取温拌技术，一是可压实温度范围比热拌混合料更宽，可满足低温环境下施工的要求；二是降温速率较慢，可加长运距，节约人力物力成本，保障高海拔地区项目的施工质量。