路用瀝青材料
正文
鋪路用瀝青材料主要可分為地瀝青和焦油瀝青兩大類。地瀝青是天然生成的瀝青材料，包括天然瀝青和石油瀝青兩種，在使用前雖經人工加工，但除氧化、硫化等縮聚作用外並未明顯改變原來的化學性質；這一類材料含有較多的環烷烴成分；地瀝青的路用性質一般優於焦油瀝青。現代鋪路用的主要為石油瀝青，但有些地區也採用或摻用天然瀝青，如拉丁美洲特立尼達島生產的“湖瀝青”，中國新疆等處也有天然瀝青礦藏。焦油瀝青（即“柏油”）是將煤、頁岩、泥炭、木材、石油產品等在高溫下隔絕空氣蒸餾（簡稱“乾餾”或“分解蒸餾”），有一部分有機物先分解成較簡單分子，然後在氣相狀態下重新組合，冷凝後的液體即為焦油，其主要成分芳香烴；將其加熱蒸除一部分輕質油分後，即為焦油瀝青；道路工程常用的焦油瀝青由煤乾餾加工而成，又稱煤瀝青。
道路石油瀝青 鋪路用石油瀝青是直接蒸餾石油，或將其製品再作稠度調配，包括作輕度氧化後製得。大多呈溶凝膠狀態，含有較多的樹脂成分，有較好的流變性能,高溫穩定性較好，有在常溫時自行癒合的能力,有較大的延度,故鋪成的道路結構層不易出現裂縫,使用壽命較長。路用石油瀝青不宜含飽和的固態烴──蠟。蠟份的存在使瀝青的粘性降低、抗水侵蝕性以及抵抗縮裂的能力降低，故一般要求從含蠟量少的瀝青基原油製取。若原油為混合基或石蠟基，在增加某些加工工藝如深度蒸餾或溶劑萃取後，或可製成合格的瀝青。道路用的石油瀝青可分為半固體、液體和乳液三種，其基本材料是半固體。
半固體石油瀝青 也稱粘稠石油瀝青，在套用時必須加熱，冷卻後稠度適當，故除直接套用外，也可加工成液體瀝青和作為瀝青乳液的原料。半固體石油瀝青用針入度試驗測定稠度，故也稱為針入度等級瀝青。據美國ASTMD8-81的規定，以 25°C針入度的高限為10（單位1/10毫米，100克，5秒時測定）,低限為350（單位1/10毫米,50克，1秒時測定）的範圍內均屬半固體石油瀝青，其他各國際準略有出入。中國的道路石油瀝青亦用針入度大小來分標號,其針入度範圍為41～300（單位1/10毫米，25°C，100克，5秒時測定）。此外還有針入度範圍為10～25、25～40的兩級標號建築石油瀝青。國外除了以針入度分級外（如ASTMD946），也有用絕對粘度的大小來分級的（如ASTMD3381）。
液體石油瀝青 一般用半固體石油瀝青摻入不同分量和不同揮發度的溶劑製成，有時也稱輕制瀝青。按溶劑的揮發程度不同，可分為快凝、中凝、慢凝三類；按照粘度不同，又可分為各種標號。分類的粘度指標可為運動粘度，也可為其他工業粘度，中國採用的是接近歐洲國家用的“標準粘度”,也有些國家採用其他粘度,如“賽氏厚油粘度”。
石油瀝青乳液 也稱乳化（石油）瀝青，是瀝青加入乳化劑與水製成乳液，便於冷法施工，鋪路之後應能與水分離，使水分蒸發而瀝青附著於集料或下層的表面。按與水分離的速度不同，可分為快裂、中裂和慢裂；按乳化劑類型不同，又可分為陽離子型、陰離子型和非離子型。目前,各國建築路用瀝青乳液以陽離子型較多,因這類乳液一般有較好的粘附力和抗剝落性。煤瀝青比較難乳化，故用石油瀝青制乳液。
此外，尚有道路渣油即鋪路油，是一類性質接近路用石油瀝青，但工程技術質量尚不能滿足路用石油瀝青的築路材料，常用於交通量較小、對路況要求不高之處。
天然（地）瀝青 天然地瀝青是一些天然的瀝青礦藏，在瀝青中常含有不少砂、石、礦粉等物，是人類最早使用的瀝青材料。按產地不同，可分為岩瀝青、湖瀝青等。根據考古資料，在公元前三千餘年，已有人類使用天然瀝青作粘結劉、防腐劑的遺蹟；1498年當哥倫布第三次航行去美洲時，已發現有一種天然防水材料可修補船板裂縫，即為特立尼達島的天然湖瀝青。開始用天然瀝青鋪築瀝青路面始於18世紀，但自19世紀末石油工業逐漸發展以後，價廉、量大、質量穩定的石油瀝青產量迅速增加，天然瀝青就逐步被石油瀝青所取代。目前，在世界範圍內供應量最多的天然瀝青為特立尼達湖瀝青，蘊藏量大，已開採一百餘年尚未枯竭；目前對外供應的有已去除砂、石（但含有礦粉）的精製品和含有砂石的粗製品。
煤瀝青 煤瀝青是煉焦炭、制煤氣時乾餾煙煤的副產品。其粗製品為煤焦油；經再度蒸餾去除部分輕質油份後，即為煤瀝青。煉焦和制煤氣對煙煤的乾餾溫度一般均在1000°C以上，故其生成物為高溫煤焦油和高溫煤瀝青，其性質適用於鋪路。根據從煤焦油中蒸除油份多寡不同，又可分為軟煤瀝青和硬煤瀝青。鋪路用的煤瀝青的稠度在常溫時呈半固體到液體，中國稱其為軟煤瀝青，以便與未精製的、含水的煤焦油區別。路用煤瀝青常用稠度分等級，中國採用“標準粘度”，其試驗條件與液體石油瀝青略有不同；其他國家也有用“浮標度”、“等粘度溫度”、“比粘度”等指標劃分路用煤瀝青的等級。與道路石油瀝青相比，煤瀝青的比重較大（石油瀝青約為1.0;高溫煤瀝青約為1.2）;較易揮發老化（故路用壽命較短）；溫度敏感性較大，夏天易融、冬天易脆；其膠體結構大多為溶膠體，並多刺激性氣味和致癌物質；其優點是能抵抗機動車常用的汽油、柴油和潤滑油的溶解,而且容易使路面保持粗糙。在高速公路上,也有採用石油瀝青和煤瀝青的混合物（即混合瀝青）修築路面磨耗層，以求兼得兩者之長。
頁岩瀝青 頁岩瀝青是高溫乾餾油頁岩的副產品。頁岩瀝青的路用性質介於石油瀝青和煤瀝青之間，但加溫到130°C以上會發生較嚴重的性質變化,所以加熱和施工比較困難。
