什么是路用沥青材料?

什么是路用沥青材料?

[拼音]：luyong liqing cailiao

[外文]：bituminous material for road construction

筑路常用的有机结合料（见有机胶结材料）。用它修成的沥青路面具有良好的技术性能。并要求做到夏天不软化，冬天不发脆，能抵抗水、冰、盐类的侵蚀和行车的破坏作用。

铺路用沥青材料主要可分为地沥青和焦油沥青两大类。地沥青是天然生成的沥青材料，包括天然沥青和石油沥青两种，在使用前虽经人工加工，但除氧化、硫化等缩聚作用外并未明显改变原来的化学性质；这一类材料含有较多的环烷烃成分；地沥青的路用性质一般优于焦油沥青。现代铺路用的主要为石油沥青，但有些地区也采用或掺用天然沥青，如拉丁美洲特立尼达岛生产的“湖沥青”，中国新疆等处也有天然沥青矿藏。

焦油沥青（即“柏油”）是将煤、页岩、泥炭、木材、石油产品等在高温下隔绝空气蒸馏（简称“干馏”或“分解蒸馏”），有一部分有机物先分解成较简单分子，然后在气相状态下重新组合，冷凝后的液体即为焦油，其主要成分芳香烃；将其加热蒸除一部分轻质油分后，即为焦油沥青；道路工程常用的焦油沥青由煤干馏加工而成，又称煤沥青。

道路石油沥青

铺路用石油沥青是直接蒸馏石油，或将其制品再作稠度调配，包括作轻度氧化后制得。大多呈溶凝胶状态，含有较多的树脂成分，有较好的流变性能，高温稳定性较好，有在常温时自行愈合的能力，有较大的延度，故铺成的道路结构层不易出现裂缝，使用寿命较长。路用石油沥青不宜含饱和的固态烃──蜡。蜡份的存在使沥青的粘性降低、抗水侵蚀性以及抵抗缩裂的能力降低，故一般要求从含蜡量少的沥青基原油制取。若原油为混合基或石蜡基，在增加某些加工工艺如深度蒸馏或溶剂萃取后，或可制成合格的沥青。道路用的石油沥青可分为半固体、液体和乳液三种，其基本材料是半固体。

半固体石油沥青

也称粘稠石油沥青，在应用时必须加热，冷却后稠度适当，故除直接应用外，也可加工成液体沥青和作为沥青乳液的原料。半固体石油沥青用针入度试验测定稠度，故也称为针入度等级沥青。据美国ASTMD8-81的规定，以 25°C针入度的高限为10（单位1/10毫米，100克，5秒时测定），低限为350（单位1/10毫米，50克，1秒时测定）的范围内均属半固体石油沥青，其他各国际准略有出入。中国的道路石油沥青亦用针入度大小来分标号，其针入度范围为41～300（单位1/10毫米，25°C，100克，5秒时测定）。此外还有针入度范围为10～25、25～40的两级标号建筑石油沥青。国外除了以针入度分级外（如ASTMD946），也有用绝对粘度的大小来分级的（如ASTMD3381）。

液体石油沥青

一般用半固体石油沥青掺入不同分量和不同挥发度的溶剂制成，有时也称轻制沥青。按溶剂的挥发程度不同，可分为快凝、中凝、慢凝三类；按照粘度不同，又可分为各种标号。分类的粘度指标可为运动粘度，也可为其他工业粘度，中国采用的是接近欧洲国家用的“标准粘度”，也有些国家采用其他粘度，如“赛氏厚油粘度”。

石油沥青乳液

也称乳化（石油）沥青，是沥青加入乳化剂与水制成乳液，便于冷法施工，铺路之后应能与水分离，使水分蒸发而沥青附着于集料或下层的表面。按与水分离的速度不同，可分为快裂、中裂和慢裂；按乳化剂类型不同，又可分为阳离子型、阴离子型和非离子型。目前，各国建筑路用沥青乳液以阳离子型较多，因这类乳液一般有较好的粘附力和抗剥落性。煤沥青比较难乳化，故用石油沥青制乳液。

此外，尚有道路渣油即铺路油，是一类性质接近路用石油沥青，但工程技术质量尚不能满足路用石油沥青的筑路材料，常用于交通量较小、对路况要求不高之处。

天然（地）沥青

天然地沥青是一些天然的沥青矿藏，在沥青中常含有不少砂、石、矿粉等物，是人类最早使用的沥青材料。按产地不同，可分为岩沥青、湖沥青等。根据考古资料，在公元前三千余年，已有人类使用天然沥青作粘结刘、防腐剂的遗迹；1498年当哥伦布第三次航行去美洲时，已发现有一种天然防水材料可修补船板裂缝，即为特立尼达岛的天然湖沥青。开始用天然沥青铺筑沥青路面始于18世纪，但自19世纪末石油工业逐渐发展以后，价廉、量大、质量稳定的石油沥青产量迅速增加，天然沥青就逐步被石油沥青所取代。目前，在世界范围内供应量最多的天然沥青为特立尼达湖沥青，蕴藏量大，已开采一百余年尚未枯竭；目前对外供应的有已去除砂、石（但含有矿粉）的精制品和含有砂石的粗制品。

煤沥青

煤沥青是炼焦炭、制煤气时干馏烟煤的副产品。其粗制品为煤焦油；经再度蒸馏去除部分轻质油份后，即为煤沥青。炼焦和制煤气对烟煤的干馏温度一般均在1000°C以上，故其生成物为高温煤焦油和高温煤沥青，其性质适用于铺路。根据从煤焦油中蒸除油份多寡不同，又可分为软煤沥青和硬煤沥青。铺路用的煤沥青的稠度在常温时呈半固体到液体，中国称其为软煤沥青，以便与未精制的、含水的煤焦油区别。路用煤沥青常用稠度分等级，中国采用“标准粘度”，其试验条件与液体石油沥青略有不同；其他国家也有用“浮标度”、“等粘度温度”、“比粘度”等指标划分路用煤沥青的等级。与道路石油沥青相比，煤沥青的比重较大（石油沥青约为1.0;高温煤沥青约为1.2）;较易挥发老化（故路用寿命较短）；温度敏感性较大，夏天易融、冬天易脆；其胶体结构大多为溶胶体，并多刺激性气味和致癌物质；其优点是能抵抗机动车常用的汽油、柴油和润滑油的溶解，而且容易使路面保持粗糙。在高速公路上，也有采用石油沥青和煤沥青的混合物（即混合沥青）修筑路面磨耗层，以求兼得两者之长。

页岩沥青

页岩沥青是高温干馏油页岩的副产品。页岩沥青的路用性质介于石油沥青和煤沥青之间，但加温到130°C以上会发生较严重的性质变化，所以加热和施工比较困难。