利用陕北榆林地区废弃低温焦油沥青开发高性能道路沥青的研究及产业化应用示范，于2012年6月立题为陕西省科技攻关项目（项目编号：2012YG2-02），并与2014年12月31日验收鉴定，被专家委员会鉴定为国际先进。我中心通过对项目的深入研究，经过试验室大量的验证工作，生产制备了高低温性能优异、环境友好的改性道路煤沥青，并与2013年10月16日，在西安市临潼斜口拌合站站内主干道上铺筑了0.5km的试验段，试验段的铺装结构为上面层5 cm AC-16+下面层7 cm AC-25结构类型。实验经过一年温度交替，试验段路用结果表明，该材料各项性能指标优良，完全满足一般道路用公路性能要求，该改性煤沥青产品成本低廉、路用性能优异，可替代石油沥青，在一定程度上可解决道路用石油沥青的供求关系。 研究目的和意义：在通常的自然环境和气温条件下，沥青主要表现为弹性性能，因而能够承受车轮荷载，所产生的变形可以恢复而自身不会被破坏；而在较高的温度下，沥青又表现出较显著的流动性能，使其具有良好的可塑性，有利于其与石料的结合，因此，沥青成为路面建设的重要材料。与水泥混凝土和砂石路面相比，沥青路面的强度和稳定性都有较大提高，且具有路面平整，不反光，噪音低，行车振动小，成本低，维修方便，适宜于路面分期修建等优点，是我国路面的重要结构形式。煤沥青是路用沥青的一种，它具有良好的润湿、粘附以及抗油浸蚀性能，其所筑路面摩擦系数大。这些优点使得煤沥青成为路用石油沥青的首要备选材料。同时，石油沥青与煤沥青相比，其优点是热敏性低，黏弹性温度范围较宽，抗老化性较好，但其主要缺点是对碎石的黏附性能较差。煤沥青粘附性相对较好，对工程石料的酸碱性等要求不高，工程中选择性很大，极大的方便了施工，降低了工程难度，也在一定程度上降低了工程的成本。 近年来，我国主要用于筑路材料的石油沥青严重短缺，出现了供不应求的局面。相反，煤沥青的产量极大，但却基本上被当作废弃物处理，不仅污染环境，而且也是对资源的极大浪费。 研究内容： 本项目主要利用陕北榆林地区废弃的低温煤焦油沥青开发为高性能道路沥青，推动陕北地区低温煤焦油沥青资源开发、路用技术研究及产业化发展项目工作，主要解决以下问题： （1）研发高性能道路煤沥青，从本质上解决煤沥青高温易流变，低温易脆断的缺点； （2）从技术上彻底解决煤沥青污染环境的问题，得到符合国家技术标准的环保道路煤沥青； （3）铺筑试验路及大规模推广应用； （4）研究提出施工技术规范，制定路用煤沥青技术标准和路面施工技术指南。 创新点：主要根据陕西地方特色煤资源，利用废弃的低温煤焦油沥青开发高性能道路沥青，崇尚资源变废为宝的设计理念，赋予低温煤焦油沥青新的特性和使用价值。项目研发组主要设计创新点如下： （1）采用微观分析手段，分析煤沥青分子结构特征，用新的视角观察煤沥青所表现出的宏观特征； （2）通过煤沥青分子结构组分分析，对其进行以化学改性为主，物理改性为辅的设计方法，从本质上改善了煤沥青的高温易流变，低温易脆裂的劣性； （3）微乳化发泡煤沥青的观念的引入，及使用表面活性剂生产制备微乳化发泡煤沥青； （4）在不需要特殊设备的情况下，首次在煤沥青中引入乳化发泡体系，实现发泡沥青降粘的特性，降低煤沥青低温拌合，减少拌合发烟量。从而实现绿色煤沥青路面的铺装； （5）节约原材成本，减少能耗，降低施工成本。 社会经济效益：众多研究者开始关注煤沥青替代石油沥青在道路建设中的应用。如果能开发出高性能煤沥青材料并作为高等级铺路材料的相关技术和设备，将具有重大的社会意义和经济效益。 （1）改性煤沥青的经济效益 本套改性中、低温煤沥青的加工工艺简单，易于工业化生产，添加试剂量少、易得。通过成本预算，在中、低温煤沥青的基础上，每吨附加成本为400元。根据2012年5月的一次调查显示，西北地区，重交沥青市场价格在4550-4750元/吨，东北地区，重交沥青市场价格在5000-5500元/吨，华南地区，重交沥青市场价格在4800-4900元/吨。而根据我公司所生产制备的高性能改性中、低温煤沥青的经济效益分析来看，市场价可以做到3000-4000元/吨，大大降低了沥青需求商的市场需求。 （2）改性煤沥青的社会效益 目前煤沥青的高附加产品，还处于研究阶段，即使要加工，加工成本也很昂贵，因此煤焦油中约55%的煤沥青处于低附加值，没有被充分运用起来。因此寻找煤沥青产品转化商是煤化工厂商的重大机遇，如山西焦化技术需求项目有：沥青下游产品开发，其中一项就是高等级道路沥青的开发技术需求，该公司年生产中温沥青16.8万吨，中温沥青附加值都较低。至此，如何提高煤焦油沥青产品附加值，直接关系着煤化工煤焦油深加工综合经济效益。