4F级机场跑道专用沥青生产技术的开发

李天书，李京辉，黄 鹤

（1. 中国石油抚顺石化分公司，辽宁 抚顺 113008； 2. 中国石油辽河石化公司，辽宁 盘锦 124022）

4F级机场跑道专用沥青生产技术的开发

李天书1，李京辉2，黄 鹤2

（1. 中国石油抚顺石化分公司，辽宁 抚顺 113008； 2. 中国石油辽河石化公司，辽宁 盘锦 124022）

对照 4F级机场跑道建设对沥青材料的质量要求，以辽河低凝稠油和委内瑞拉马瑞原油为原料，开发了4F级机场跑道AB-70专用沥青生产技术。生产的产品在具有较好的低温性能的同时，还具有较好的高温性能和改性性能，满足昆明新机场 4F级机场跑道建设的要求并成功应用，为民航系统新建沥青混凝土跑道选择沥青材料标准的制定奠定了基础。

辽河低凝稠油；马瑞原油；昆明新机场；4F级机场跑道；专用沥青

机场沥青混凝土跑道的修筑等级要高于各类公路沥青混凝土道面，机场跑道沥青道面具有飞机起、降舒适，便于维护和维修等优势，对沥青材料的质量要求要高于公路用沥青材料。机场跑道使用沥青混凝士道面取代水泥混凝土道面，俗称柔性化，欧美等发达国家起步较早，统计数字显示机场跑道柔性化率在 62%以上[1]。我国民用航空业起步较晚，机场跑道柔性化技术的规模应用基本上从本世纪初开始，截止到2011年底，我国机场跑道柔性化率仅为21.9%，远低于发达国家的水平[2]。

2011年新修筑完成的昆明新机场全幅沥青跑道，飞行区等级 4F级，是我国继香港和澳门机场之后，内地新建的唯一一条 4F级柔性跑道。昆明地区处于云贵高原，虽然年平均温差全国最低，历史上年极端气温最高只有 30.4 ℃，最低只有﹣7.8 ℃，但海拔高度高，日光照射时间长，紫外线强度高。因此，昆明新机场跑道设计除了要考察其平整度、抗高温形变、抗低温开裂、抗冲击能力、耐久性、道面摩擦系数与抗湿飘滑外，还要考虑沥青的抗紫外线老化，对沥青材料的选择比较严格。

辽河石化公司在研究公司沥青生产原油资源的基础上，选择了委内瑞拉马瑞原油和辽河低凝稠油比例调合法生产基质沥青，开发出了满足 4F级机场跑道专用沥青生产技术，并组织了工业化生产和工业化应用，产品质量满足民航设计规范的要求，填补了国内空白，为民航系统新建沥青混凝土跑道选择沥青材料标准的制定奠定了基础。

1 昆明新机场建设机场沥青技术要求

昆明地区位于东经 102°10'～103°40'，北纬24°23'～26°22'，平均海拔2 102 m，依据交通行业规范JTG-F40-2004的技术要求，对照该地区的年最高、最低气温和降水量，昆明地区所属气候分区为2-4，公路建设用沥青选择为AH-70重交沥青，具体性能指标见表1。

表1 交通行业规范在昆明地区选择道路沥青的技术要求Table 1 The technical requirements of road asphalt selected by traffic industry standard in Kunming area

表2列出了民航设计院根据昆明新机场4F级沥青混凝土跑道建设要求对沥青材料的具体指标要求。

表2 昆明新机场4F级跑道建设对沥青材料的技术要求Table 2 The technical requirements of asphalt materials for the construction of the 4F level airport runway in Kunming Changshui International Airport

对照表1与表2中的数据，昆明新机场建设所要求的沥青技术指标比同地区公路用沥青材料更加严格。同样使用70号沥青，机场用AB-70机场沥青的10 ℃延度必须大于300 mm，而公路用A级AH-70重交沥青的10 ℃延度要求大于150 mm，对沥青的抗低温开裂性指标要求更高。其它各项指标与昆明地区公路用最高等级A级的沥青基本相同，软化点要求大于 45 ℃，针入度指数要求在-1.5～+1.0之间。对机场沥青的要求是具有较好的抗高温车辙和抗感温形变性能，同时还必须具有更好的抗低温开裂性能和良好的改性性能。

机场建设方在对国内外各家沥青进行指标测试后，很少有沥青的低温性能指标能满足机场沥青的要求，成为本项研究要解决的关键技术指标。

2 4F级机场跑道专用沥青选择的原油和生产工艺

辽河石化作为国内最大的沥青基地，拥有海内外两种资源来生产沥青，生产沥青的资源有辽河低凝稠油、辽河超稠油与进口委内瑞拉马瑞原油，三种原油的典型性能见表3。

表 3 辽河石化用于生产沥青的原油资源典型性质Table 3 The typical properties of the crude oil resources used to produce asphalt in Liaohe Petrochemical Company

从表中可以看出，这三种原油都属于环烷基稠油，蜡含量低，富含胶质与沥青质，都是生产优质沥青的较好原料。但这三种原油的性质也不完全相同，表现最突出的特性指标是密度、运动粘度、沥青质含量和硫含量，生产的沥青的特性指标也不完全相同，表4列出了辽河低凝稠油和委内瑞拉马瑞原油生产沥青的典型性质。

表4 辽河低凝稠油不同比例调合委内瑞拉马瑞原油生产的沥青典型性质Table 4 The typical properties of the asphalt produced by bothLiaohe low pour point heavy Oil and Venezuelan Meray oil at different proportion

从表中数据可以看出，由于辽河低凝稠油沥青质和硫含量低，生产的AB-70机场沥青的低温性能具有明显的优势，10 ℃延度指标在老化前后都能大于1 500 mm，但其高温性能指标稍差，软化点仅为44.6 ℃，不能满足 AB-70机场沥青的质量要求。由于委内瑞拉马瑞原油沥青质和硫含量相对较高，生产的 AB-70机场沥青的高温性能具有明显的优势，软化点为 47.6 ℃，但其低温性能指标稍差，10 ℃延度指标在老化前为 260 mm，不能满足AB-70机场沥青的质量要求。如果将这两种原油资源通过比例调合来生产沥青，两种资源的优势可以充分发挥。表4中同时还列出了辽河低凝稠油和委内瑞拉马瑞原油分别按6∶4和7∶3两种比例调合后生产的沥青的性质。从表中数据可以看出，采用国内外两种资源通过比例调合来生产沥青，生产的AB-70机场沥青既具有较好的高温性能，软化点大于46 ℃，又具有较好的低温性能，10 ℃延度指标在老化前大于1 500 mm，能够满足4F级机场跑道建设对AB-70机场沥青的质量要求。相关的研究还表明，这种沥青还具有较好的改性性能，可以满足机场跑道中、上面层建设对基质沥青改性的要求。

3 4F级沥青混凝土跑道使用沥青的性质

在实验室研究的基础上，辽河石化以辽河低凝稠油和委内瑞拉马瑞原油为原料，通过比例调合，调合比例为6∶4，在工业装置上进行了4批次的生产，共生产了20 000余吨。生产的AB-70机场跑道专用沥青的各项性能指标见表5。

表5 辽河石化供昆明新机场AB-70机场跑道专用沥青性能指标检测结果Table 5 The detection results of performance indexes of AB-70 dedicated asphalt for airport runway of Kunming Changshui International Airport

从表 5中的数据可以看出，4批次生产的AB-70机场跑道专用沥青各项性能指标相当稳定，10 ℃延度指标在老化前大于1 500 mm，软化点大于46 ℃，满足机场建设方要求的AB-70机场跑道专用沥青的技术要求。表中还列出了国外某知名品牌沥青的对比数据，从表中可以看出，该知名品牌沥青的10℃延度指标在老化前仅为135 mm，不能满足机场建设方要求的AB-70机场跑道专用沥青的技术要求。

表6中列出了AB-70机场跑道专用沥青的PG分级检测结果，并与国外某品牌沥青进行了对比，从对比结果来看，按美国SHRP标准检测，辽河石化生产的 AB-70机场跑道专用沥青与进口某品牌沥青都属于同一个等级，都是PG64-22。

表6 辽河石化供应昆明新机场AB-70机场跑道专用沥青PG分级检测结果Table 6 The detection results of peformance grade of AB-70 dedicated asphalt for airport runway of Kunming Changshui International Airport

4 结 论

（1）和公路建设用沥青材料相比，4F级机场跑道 AB-70专用沥青的低温延度指标要求更加苛刻，其它性能指标相差不大。

（2）辽河低凝稠油生产的沥青低温性能较好，委内瑞拉马瑞原油生产的沥青高温性能较好，单独加工生产的沥青不能满足4F级机场跑道AB-70专用沥青的技术要求。

（3）以辽河低凝稠油和委内瑞拉马瑞原油为原料，通过比例调合来生产沥青，生产的 AB-70专用沥青既具有较好的高温性能，又具有较好的低温性能，同时还具有较好的改性性能，可以满足4F级机场跑道建设对沥青材料选择的质量要求。

［1］刘文．机场沥青道面设计指标及方法研究(同济大学工学博士学位论文)[D].上海：同济大学，2008．

［2］西宁机场跑道不停航罩面工程改性沥青混凝土施工应用技术研究.戴征(长安大学工学硕士学位论文)[D] .西安：长安大学，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

李天书（1962-），男，黑龙江大庆人，高级工程师，硕士，1983年毕业于吉林工业大学机械制造工艺、设备及自动化专业，2002年硕士毕业于哈尔滨工业大学机械工程专业，研究方向：从事经济管理和石油炼制等技术工作。E-mail：LTSHU@petrochina.com.cn。