路用瀝青材料

路用瀝青材料是指技術指標符合道路使用要求的各種瀝青的總稱 ^[1]  。包括石油瀝青、軟煤瀝青和乳化瀝青等。用於鋪路的瀝青，在歐洲諸國稱為bitumem梵語的英譯音，原意是塗鋪瀝青)，在美國稱為asphalt(希臘語的英語譯音，原意是硬而穩固)，中國謂之路用瀝青或道路瀝青。為了生產時控制和使用前檢驗瀝青的質量，各國都根據本國的油源、性質和使用要求制訂本國的瀝青技術標準或技術要求，並隨着生產的發展和技術的進步不斷修訂和完善。中國已制定了《重交通量道路石油瀝青技術要求》、《中、輕交通量道路石油瀝青技術要求》、<道路軟煤瀝青技術要求》和《液體石油瀝青技術要求》。對反映瀝宵性質的針入度、延度、軟化點、溶解度、閃點、蠟含量、比重、勃度、含水量等均規定了具體指標。按照不同指標又將各種瀝青分為幾種不同標號。根據道路的交通量、瀝青路面類型、地區氣候條件、施工方法和礦料類型等選用不同的瀝青和標號。

是天然生成的瀝青材料 ^[1]  ，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。

（即“柏油”）是將煤、頁岩、泥炭、木材、石油產品等在高温下隔絕空氣蒸餾（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,高温穩定性較好，有在常温時自行癒合的能力,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，在應用時必須加熱，冷卻後稠度適當，故除直接應用外，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着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，可分為巖瀝青、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，藴藏量大，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。 ^[2] 

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温度一般均在1000°C以上，故其生成物為高温煤焦油和高温煤瀝青，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温時呈半固體到液體，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”、“等粘度温度”、“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;高温煤瀝青約為1.2）;較易揮發老化（故路用壽命較短）；温度敏感性較大，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，也有采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温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，但加温到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 ^[1]  。