4F級機場跑道專用瀝青生產技術的開發

李天書，李京輝，黃 鶴

（1. 中國石油撫順石化分公司，遼寧 撫順 113008； 2. 中國石油遼河石化公司，遼寧 盤錦 124022）

4F級機場跑道專用瀝青生產技術的開發

李天書1，李京輝2，黃 鶴2

（1. 中國石油撫順石化分公司，遼寧 撫順 113008； 2. 中國石油遼河石化公司，遼寧 盤錦 124022）

對照 4F級機場跑道建設對瀝青材料的質量要求，以遼河低凝稠油和委內瑞拉馬瑞原油為原料，開發了4F級機場跑道AB-70專用瀝青生產技術。生產的產品在具有較好的低溫性能的同時，還具有較好的高溫性能和改性性能，滿足昆明新機場 4F級機場跑道建設的要求并成功應用，為民航系統新建瀝青混凝土跑道選擇瀝青材料標準的制定奠定了基礎。

遼河低凝稠油；馬瑞原油；昆明新機場；4F級機場跑道；專用瀝青

機場瀝青混凝土跑道的修筑等級要高于各類公路瀝青混凝土道面，機場跑道瀝青道面具有飛機起、降舒適，便于維護和維修等優勢，對瀝青材料的質量要求要高于公路用瀝青材料。機場跑道使用瀝青混凝士道面取代水泥混凝土道面，俗稱柔性化，歐美等發達國家起步較早，統計數字顯示機場跑道柔性化率在 62%以上[1]。我國民用航空業起步較晚，機場跑道柔性化技術的規模應用基本上從本世紀初開始，截止到2011年底，我國機場跑道柔性化率僅為21.9%，遠低于發達國家的水平[2]。

2011年新修筑完成的昆明新機場全幅瀝青跑道，飛行區等級 4F級，是我國繼香港和澳門機場之后，內地新建的唯一一條 4F級柔性跑道。昆明地區處于云貴高原，雖然年平均溫差全國最低，歷史上年極端氣溫最高只有 30.4 ℃，最低只有﹣7.8 ℃，但海拔高度高，日光照射時間長，紫外線強度高。因此，昆明新機場跑道設計除了要考察其平整度、抗高溫形變、抗低溫開裂、抗沖擊能力、耐久性、道面摩擦系數與抗濕飄滑外，還要考慮瀝青的抗紫外線老化，對瀝青材料的選擇比較嚴格。

遼河石化公司在研究公司瀝青生產原油資源的基礎上，選擇了委內瑞拉馬瑞原油和遼河低凝稠油比例調合法生產基質瀝青，開發出了滿足 4F級機場跑道專用瀝青生產技術，并組織了工業化生產和工業化應用，產品質量滿足民航設計規范的要求，填補了國內空白，為民航系統新建瀝青混凝土跑道選擇瀝青材料標準的制定奠定了基礎。

1 昆明新機場建設機場瀝青技術要求

昆明地區位于東經 102°10'～103°40'，北緯24°23'～26°22'，平均海拔2 102 m，依據交通行業規范JTG-F40-2004的技術要求，對照該地區的年最高、最低氣溫和降水量，昆明地區所屬氣候分區為2-4，公路建設用瀝青選擇為AH-70重交瀝青，具體性能指標見表1。

表1 交通行業規范在昆明地區選擇道路瀝青的技術要求Table 1 The technical requirements of road asphalt selected by traffic industry standard in Kunming area

表2列出了民航設計院根據昆明新機場4F級瀝青混凝土跑道建設要求對瀝青材料的具體指標要求。

表2 昆明新機場4F級跑道建設對瀝青材料的技術要求Table 2 The technical requirements of asphalt materials for the construction of the 4F level airport runway in Kunming Changshui International Airport

對照表1與表2中的數據，昆明新機場建設所要求的瀝青技術指標比同地區公路用瀝青材料更加嚴格。同樣使用70號瀝青，機場用AB-70機場瀝青的10 ℃延度必須大于300 mm，而公路用A級AH-70重交瀝青的10 ℃延度要求大于150 mm，對瀝青的抗低溫開裂性指標要求更高。其它各項指標與昆明地區公路用最高等級A級的瀝青基本相同，軟化點要求大于 45 ℃，針入度指數要求在-1.5～+1.0之間。對機場瀝青的要求是具有較好的抗高溫車轍和抗感溫形變性能，同時還必須具有更好的抗低溫開裂性能和良好的改性性能。

機場建設方在對國內外各家瀝青進行指標測試后，很少有瀝青的低溫性能指標能滿足機場瀝青的要求，成為本項研究要解決的關鍵技術指標。

2 4F級機場跑道專用瀝青選擇的原油和生產工藝

遼河石化作為國內最大的瀝青基地，擁有海內外兩種資源來生產瀝青，生產瀝青的資源有遼河低凝稠油、遼河超稠油與進口委內瑞拉馬瑞原油，三種原油的典型性能見表3。

表 3 遼河石化用于生產瀝青的原油資源典型性質Table 3 The typical properties of the crude oil resources used to produce asphalt in Liaohe Petrochemical Company

從表中可以看出，這三種原油都屬于環烷基稠油，蠟含量低，富含膠質與瀝青質，都是生產優質瀝青的較好原料。但這三種原油的性質也不完全相同，表現最突出的特性指標是密度、運動粘度、瀝青質含量和硫含量，生產的瀝青的特性指標也不完全相同，表4列出了遼河低凝稠油和委內瑞拉馬瑞原油生產瀝青的典型性質。

表4 遼河低凝稠油不同比例調合委內瑞拉馬瑞原油生產的瀝青典型性質Table 4 The typical properties of the asphalt produced by bothLiaohe low pour point heavy Oil and Venezuelan Meray oil at different proportion

從表中數據可以看出，由于遼河低凝稠油瀝青質和硫含量低，生產的AB-70機場瀝青的低溫性能具有明顯的優勢，10 ℃延度指標在老化前后都能大于1 500 mm，但其高溫性能指標稍差，軟化點僅為44.6 ℃，不能滿足 AB-70機場瀝青的質量要求。由于委內瑞拉馬瑞原油瀝青質和硫含量相對較高，生產的 AB-70機場瀝青的高溫性能具有明顯的優勢，軟化點為 47.6 ℃，但其低溫性能指標稍差，10 ℃延度指標在老化前為 260 mm，不能滿足AB-70機場瀝青的質量要求。如果將這兩種原油資源通過比例調合來生產瀝青，兩種資源的優勢可以充分發揮。表4中同時還列出了遼河低凝稠油和委內瑞拉馬瑞原油分別按6∶4和7∶3兩種比例調合后生產的瀝青的性質。從表中數據可以看出，采用國內外兩種資源通過比例調合來生產瀝青，生產的AB-70機場瀝青既具有較好的高溫性能，軟化點大于46 ℃，又具有較好的低溫性能，10 ℃延度指標在老化前大于1 500 mm，能夠滿足4F級機場跑道建設對AB-70機場瀝青的質量要求。相關的研究還表明，這種瀝青還具有較好的改性性能，可以滿足機場跑道中、上面層建設對基質瀝青改性的要求。

3 4F級瀝青混凝土跑道使用瀝青的性質

在實驗室研究的基礎上，遼河石化以遼河低凝稠油和委內瑞拉馬瑞原油為原料，通過比例調合，調合比例為6∶4，在工業裝置上進行了4批次的生產，共生產了20 000余噸。生產的AB-70機場跑道專用瀝青的各項性能指標見表5。

表5 遼河石化供昆明新機場AB-70機場跑道專用瀝青性能指標檢測結果Table 5 The detection results of performance indexes of AB-70 dedicated asphalt for airport runway of Kunming Changshui International Airport

從表 5中的數據可以看出，4批次生產的AB-70機場跑道專用瀝青各項性能指標相當穩定，10 ℃延度指標在老化前大于1 500 mm，軟化點大于46 ℃，滿足機場建設方要求的AB-70機場跑道專用瀝青的技術要求。表中還列出了國外某知名品牌瀝青的對比數據，從表中可以看出，該知名品牌瀝青的10℃延度指標在老化前僅為135 mm，不能滿足機場建設方要求的AB-70機場跑道專用瀝青的技術要求。

表6中列出了AB-70機場跑道專用瀝青的PG分級檢測結果，并與國外某品牌瀝青進行了對比，從對比結果來看，按美國SHRP標準檢測，遼河石化生產的 AB-70機場跑道專用瀝青與進口某品牌瀝青都屬于同一個等級，都是PG64-22。

表6 遼河石化供應昆明新機場AB-70機場跑道專用瀝青PG分級檢測結果Table 6 The detection results of peformance grade of AB-70 dedicated asphalt for airport runway of Kunming Changshui International Airport

4 結 論

（1）和公路建設用瀝青材料相比，4F級機場跑道 AB-70專用瀝青的低溫延度指標要求更加苛刻，其它性能指標相差不大。

（2）遼河低凝稠油生產的瀝青低溫性能較好，委內瑞拉馬瑞原油生產的瀝青高溫性能較好，單獨加工生產的瀝青不能滿足4F級機場跑道AB-70專用瀝青的技術要求。

（3）以遼河低凝稠油和委內瑞拉馬瑞原油為原料，通過比例調合來生產瀝青，生產的 AB-70專用瀝青既具有較好的高溫性能，又具有較好的低溫性能，同時還具有較好的改性性能，可以滿足4F級機場跑道建設對瀝青材料選擇的質量要求。

［1］劉文．機場瀝青道面設計指標及方法研究(同濟大學工學博士學位論文)[D].上海：同濟大學，2008．

［2］西寧機場跑道不停航罩面工程改性瀝青混凝土施工應用技術研究.戴征(長安大學工學碩士學位論文)[D] .西安：長安大學，2009．

Development of the Production Technology of Dedicated Asphalt for the 4F Level Airport Runway

LI Tian-shu1，LI Jing-hui2，HUANG He2
（1. PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 123008，China; 2. PetroChina Liaohe Petrochemical Company, Liaoning Panjin 124022，China）

In order to meet the quality requirements of asphalt materials for construction of the 4F level airport runway, the production technology of AB-70 dedicated asphalt for the 4F level airport runway has been developed with Liaohe low freezing point heavy oil and Venezuelan Meray crude oil as raw materials. The products have good low temperature performance, excellent high temperature performance and modification properties. The products can meet the 4F level airport runway construction requirements of Kunming Changshui International Airport. The technology can lay a foundation for the formulation of selection standard of asphalt materials for new asphalt concrete runway in civil aviation systems.

Liaohe low freezing point heavy oil; Meray crude oil; Kumming new airport; 4F level airport runway; Dedicated asphalt

TE 624

A

1671-0460（2014）11-2417-04

2014-10-08

李天書（1962-），男，黑龍江大慶人，高級工程師，碩士，1983年畢業于吉林工業大學機械制造工藝、設備及自動化專業，2002年碩士畢業于哈爾濱工業大學機械工程專業，研究方向：從事經濟管理和石油煉制等技術工作。E-mail：LTSHU@petrochina.com.cn。