[科普中国]-路用油

路用沥青材料的性质

沥青路面使用的沥青材料必须满足路用要求，符合技术标准，才能适应汽车交通长年的反复作用。轻中量交通的三四级公路，可以使用普通的道路石油沥青，词冠以“A”表示。繁重交通量的一二级公路和高速公路的沥青路面，则需使用重交通道路石油沥青，词冠以“AH”表示。

反映道路沥青路用性质的主要指标有：

1.粘性

沥青的粘性用针入度表示，即质量为100g的测针在25℃温度下插入沥青达5s时的深度，单位以0.1mm计。如重交通沥青AH一90，其针入度范围为80～100（0.01mm）。显然，沥青的针入度越小，其粘性越大。

2.塑性

沥青的塑性表示其变形能力，用延度表示，沥青试件在15℃的水槽中以每分钟5mm的变形速度直至拉断时的长度即为延度，单位以厘米计。如AH一90号重交通沥青，其延度应大于100cm。

3.温度稳定性

沥青的温度稳定性用较化点表示。试验是将玻璃烧杯内的水从5℃开始加温，升温速度为每分钟5℃。当浸于水中的两颗钢球从装满沥青样品的两颗小铜环中下落至板底时的温度即为软化点。试验使用了钢球和铜环，又称环与球软化点，以℃计，AH一90号沥青软化点为42℃～50℃。

4.脆性

沥青的脆性用脆点表示。它是涂于金属片的试样薄膜在特定条件下因冷却和弯曲而出现裂纹时的温度，以℃表示。我国道路沥青规范对此未作规定的标准要求，但在北方地区宜作试验测定。

5.耐老化性

耐老化性用沥青薄膜加热试验（163℃，5h）后的质量损失和粘塑性变化来表示。如AH一90号沥青要求质量损失小于1%，针入度比大于50%，25°延度大于75cm。

此外，对沥青的一般物理性质亦有所要求。如AH一90号沥青的闪火点应大于230℃，为的是保证和控制施工的安全生产；含腊量小于3%，是为了保证沥青的粘性和温度稳定性；溶解度大于99%是为了限制沥青的杂质，保证沥青的纯度。1

石油沥青石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油后的残留物，再经加丁而得的产品，颜色为褐色或黑褐色。采用不同产地的原油及不同的提炼加工方式，可以得到组成、性质各异的多种石油沥青品种。按用途不同将石油沥青分为道路石油沥青、建筑石油沥青、防水、防潮石油沥青和普通石油沥青。

石油沥青的组分由于沥青的化学组成十分复杂，对组成进行分析很困难，且化学组成并不能反映其性质的差异，所以一般不作沥青的化学分析，而是从使用角度将沥青中化学成分及物理力学性质相近的成分划分为若干个组，称之为组分（组丛）。各组分含量的多少与沥青的技术性质有着直接的关系。石油沥青的组分简介如下：

①油分

油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小、密度最小的组分，密度介于0.7～1g/cm³之间。在170℃较长时问加热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。石油沥青中油分的含量为40%～60%，油分赋予沥青流动性。

②树脂

树脂又称为沥青脂胶，为黄色至黑褐色黏稠状物质（半固体），分子量比油分大（600～1000），密度介于1.0～1.1 g/cm³。之间。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有机溶剂，但在酒精和丙酮中难溶解或溶解度很低。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和黏结力等品质愈好。另外，沥青树脂中还含有少量的酸性树脂，即地沥青酸和地沥青酸酐，颜色较中性树脂深，是油分氧化后的产物。具有酸性。它易溶于酒精、氯仿而难溶于石油醚和苯，能为碱皂化．是沥青中的表面活性物质。它改善了石油沥青对矿物材料的浸润性，特别是提高了对碳酸盐类岩石的黏附性，并有利于石油沥青的可乳化性。石油沥青中脂胶的含量为15%～30%，沥青脂胶使沥青具有良好的塑性和黏性。

③地沥青质

地沥青质为深褐色至黑色同态无定形（同体粉末），分子量比树脂更大（1 000以上）。密度大于1g/cm³，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。石油沥青中地沥青质含量在10%～30%，其含量越高，沥青的温度敏感性越小，软化点越高，黏性越大，也越硬脆。

此外，石油沥青中还含油2%～3%的沥青碳和似碳物，沥青碳和似碳物呈无定形黑色固体粉末状，在石油沥青组分中分于量最大，它会降低石油沥青的黏结力。石油沥青中还含有蜡，蜡也会降低石油沥青的黏结力和塑件，同时对温度特别敏感，即温度稳定性差，故蜡是石油沥青的有害成分。

石油沥青的技术标准及选用①石油沥青的技术标准

道路石油沥青和建筑石油沥青都是按针入度指标划分牌号。同一品种石油沥青材料中，牌号越小，沥青越硬；牌号越大，沥青越软。同时随着牌号增大，沥青的黏性减小（针入度增大），塑性增大（延度增大），温度敏感性增大(软化点降低)。

②石油沥青的选用

选用沥青材料时，应根据工程性质（道路、房屋、防腐等）及当地气候条件，所处工程部位（屋面或地下等）来选用不同品种和牌号的沥青。

沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。

建筑石油沥青黏性大，耐热性较好。可用于制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶，主要用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。一般屋面防水用沥青材料的软化点应比当地夏季屋面最高温度高20℃以上，以避免夏季沥青软化流淌。但软化点也不宜过高，否则冬季易发生低温冷脆开裂。

煤沥青煤沥青是生产焦炭和煤气的副产物。烟煤在干馏过程中的挥发物质，经冷凝而成的黑色黏性液体称为煤焦油，再经分馏加工提取轻油、中油、重油及蒽油之后所得残渣即为煤沥青。

根据蒸馏程度不同。煤沥青分为低温沥青、中温沥青和高温沥青三种。土木工程中所采用的煤沥青多为黏稠或半固体的低温沥青。

煤沥青的主要组分为油分、脂胶、游离碳等，还含有少量酸、碱物质，与石油沥青相比，煤沥青的性能特点如下：

（1）温度敏感性较大。其组分中所含可溶性树脂多，由固态或黏稠态转变为黏流态（或液态）的温度间隔较窄，夏天易软化流淌，冬天易脆裂。

（2）大气稳定性较差。所含挥发性成分和化学稳定性差的成分较多。在热、阳光、氧气等长期综合作用下，煤沥青的组成变化较大，易硬脆。

（3）塑性较差。所含游离碳较多，容易因变形而开裂。

（4）因为含表面活性物质较多，所以与矿料表面黏附力较强。

（5）防腐性好。因含有酚、蒽等有毒性和臭味的物质，防腐能力较强，故适用于木材的防腐处理。但防水性不如石油沥青（因为酚易溶于水）。施工中要遵守有关操作和劳保规定，防止中毒。2

煤沥青与石油沥青的区别煤沥青与石油沥青相比，在性质上存在某些差异。

（1）温度稳定性较低。煤沥青中可溶性树脂含量较多，受热易软化溶于油分中。所以加热温度和时间都要严格控制，不易反复加热，否则易引起性质急剧恶化。

（2）大气稳定性差。煤沥青中不饱和碳氢化合物含量较多，易老化变质。

（3）塑性较差。煤沥青中含较多的游离碳，受力易变性开裂，尤其是在低温条件下易变得脆硬。

（4）与矿料粘附性好。煤沥青中含有较多的极性物质，它赋予煤沥青较高的表面活性，能与矿料很好粘附，可提高粘结强度。

（5）有毒、有臭味、防腐能力强。煤沥青中含有酚、蒽等易挥发的有毒成分，施工时对人体有害，不宜用于城市道路和路面面层，但用于木材的防腐效果较好。

（6）煤沥青密度比石油沥青大。3