土木工程材料

沥青是有机胶凝材料，由复杂高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的混合物；常温下呈褐色或黑褐色固体、半固体或黏稠液体。能胶结砂石形成沥青混凝土，广泛用于路面、防渗墙等；憎水、致密，防水耐腐蚀，并可与混凝土、砂浆、砖石、木材、金属等黏结，用于地下防潮与屋面防水等。

沥青分地沥青与焦油沥青两大类。地沥青含天然沥青与石油沥青（石油沥青应用最广）；焦油沥青由煤、木材、页岩等干馏焦油再加工而得，如煤沥青。页岩沥青性质接近石油沥青，工艺接近焦油沥青，暂归焦油沥青类。

石油沥青可由蒸馏、氧化、半氧化、溶剂脱沥青、调配等工艺生产。黏稠沥青中掺快挥发溶剂（煤油、汽油等）可制中凝或快凝液体沥青；分散于含乳化剂的水中得乳化沥青，可节约溶剂并扩大用途。硬软沥青按比例调配得调和沥青。

石油沥青主要元素为碳（约80%～87%）与氢（约10%～15%），其余为氧、硫、氮等（＜3%）。工程上按组分分析而非纯化合物：三组分法分为沥青质（A）、树脂（R）、油分（O）。沥青碳/似碳物及蜡为有害或不利成分，会降低黏结力、塑性并使温度敏感性变差。

油分：淡黄至红褐油状液体，分子量与密度最小，赋予流动性，降低黏稠度与软化点，含量适当可增大延度。树脂（沥青脂胶）：黄至黑褐黏稠物，约15%～30%，使沥青具良好塑性与黏结性，中性树脂越多延度与黏结越好。沥青质：深褐至黑色固态超细粉末，约10%～30%，含量越多软化点越高、黏性越大、越硬脆，决定温度敏感性与黏性。

石蜡性脆易裂，通常认为对沥青质量影响较大：使针入度增大，软化点、延度及黏附性降低，低温易开裂；地蜡（微晶蜡）影响相对较小。西欧等对含蜡量常有限值。

石油沥青为胶体结构：沥青质为胶核，外围极性胶质形成胶团，分散于液态介质中。类型：①溶胶型——沥青质很少（约＜10%），流动性塑性好、自愈强，但温度敏感、高温易流淌，几乎无弹性，称牛顿流沥青，多为直馏沥青；②溶-凝胶型——沥青质约15%～25%，高低温性能较均衡、性能稳定，土木最常用；③凝胶型——沥青质很高（＞30%），弹性黏性与温度稳定性好、抗高温强，但低温脆硬、难自愈。

黏滞性：液态沥青用黏度，半固体/固体用针入度；二者是划分牌号的主要指标。针入度：25℃、100g标准针、5s沉入深度，以0.1mm为1度；针入度大则流动性大、黏性差。道路石油沥青牌号如200、180、140、100甲/乙、60甲/乙等；建筑石油沥青如30、10；普通石油沥青如75、65、55。

塑性用延度表示：标准“8”字形试件，一般25℃、拉伸速度5cm/min，拉断时长度（cm）越大塑性越好。

温度敏感性用软化点表示（环球法）：铜环装样上置钢球，以约5℃/min加热，沥青软化下垂达25mm时的温度为软化点。软化点大致约25～100℃；过高难加工，过低夏季易变形流淌。