路用沥青材料

道路建设材料

路用沥青材料是指技术指标符合道路使用要求的各种沥青的总称。包括石油沥青、软煤沥青和乳化沥青等。

简介

路用沥青材料是指技术指标符合道路使用要求的各种沥青的总称。包括石油沥青、软煤沥青和乳化沥青等。用于铺路的沥青，在欧洲诸国称为bitumem梵语的英译音，原意是涂铺沥青)，在美国称为asphalt(希腊语的英语译音，原意是硬而稳固)，中国谓之路用沥青或道路沥青。为了生产时控制和使用前检验沥青的质量，各国都根据本国的油源、性质和使用要求制订本国的沥青技术标准或技术要求，并随着生产的发展和技术的进步不断修订和完善。中国已制定了《重交通量道路石油沥青技术要求》、《中、轻交通量道路石油沥青技术要求》、<道路软煤沥青技术要求》和《液体石油沥青技术要求》。对反映沥宵性质的针入度、延度、软化点、溶解度、闪点、蜡含量、比重、勃度、含水量等均规定了具体指标。按照不同指标又将各种沥青分为几种不同标号。根据道路的交通量、沥青路面类型、地区气候条件、施工方法和矿料类型等选用不同的沥青和标号。

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。

石油沥青

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。

天然沥青

天然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。

副产品

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。

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