一、概述

  眾所周知,瀝青是最古老的石油產品,人類在認識石油之前便開始使用瀝青了。早在5000多年前人們發(fā)現(xiàn)了天然瀝青,并且利用其良好的黏結能力、防水特性、防腐性能等特征,以不同的形式用作鋪筑石塊路的黏結劑,為宮殿等建筑物作防水處理,作為船體填縫料等。21世紀的今天,瀝青作為工程材料在國民經濟各部門有廣泛的用途,在許多領域仍然是不可替代的產品,而且應用領域還在不斷拓寬。

  瀝青是經過簡單加工就可以生產出來的石油產品。早期瀝青來自天然瀝青礦,其大規(guī)模生產和使用是在大約100年前利用原油作為原料之后。只要原油選擇合適,通過常減壓蒸餾就可以得到鋪路用的瀝青,或再經過吹風氧化提高瀝青的硬度就可得到屋面防滲、防水用瀝青。

  石油瀝青經過一百多年的生產和發(fā)展,已經出現(xiàn)道路瀝青、防水防潮、油漆涂料、絕緣材料等數(shù)十個品種和上百個牌號的產品。目前石油瀝青已被廣泛用于國民經濟各個領域,特別是隨著公路交通事業(yè)的發(fā)展,使用高等級道路瀝青鋪筑的路面越來越多。瀝青的生產和使用已成為一個國家公路建設、房屋建筑等發(fā)展水平的主要標志。我國是發(fā)展中的第一大國,公路建設和建筑業(yè)持續(xù)高速發(fā)展,特別是近年來提出加大基礎設施的建設,西部大開發(fā)等,對石油瀝青的需求愈發(fā)強勁,市場容量很大。自1988年我國首條高速公路——滬嘉高速建成,高等級公路建設在我國迅猛發(fā)展。2011年高速公路通車里程達8.5萬公里,截止“十二五”末期我國高速公路規(guī)劃總里程將達到13.9萬公里,成為世界高速公路總里程第一的國家。伴隨著公路建設的飛速發(fā)展,石油瀝青市場方興未艾,我國無疑已經成為全球最大、最活躍的瀝青市場。

  二、瀝青的概念及分類

  盡管早在20世紀初,人們就企圖將瀝青做一個統(tǒng)一的定義,但是,迄今為止還沒有定論。在國外關于瀝青的名詞有:bitumen,asphalt,asphaltic bitumen等。在國內一般將bitumen,asphalt,asphaltic bitumen均譯為瀝青,而在使用上,bitumen常常指天然瀝青,asphalt常常指石油煉制所得的瀝青。這里需要說明的是:在文獻與著作中,美國習慣把來自石油加工所得渣油或由渣油氧化所得產物叫做“asphalt”,而歐洲則習慣地稱之為“bitumen”。

  瀝青主要是指由高分子的烴類和非烴類組成的黑色到暗褐色的固態(tài)或半固態(tài)粘稠狀物質,它全部以固態(tài)或半固態(tài)存在于自然界或由石油煉制過程制得。

  瀝青按其在自然界中獲得的方式可分為地瀝青和焦油瀝青兩大類。地瀝青又分為天然瀝青和石油瀝青,天然瀝青是石油在自然界長期受地殼擠壓并與空氣、水接觸逐漸變化而形成的,以天然形態(tài)存在的石油瀝青,其中;煊幸欢ū壤牡V物質。按形成的環(huán)境可分為湖瀝青、巖瀝青、海底瀝青、油頁巖等。石油瀝青是原油加工過程的一種產品,在常溫下是黑色或黑褐色的粘稠的液體、半固體或固體,主要含有可溶于三氯乙烯的烴類及非烴類衍生物,其性質和組成隨原油來源和生產方法的不同而變化。焦油瀝青是煤、木材等有機物干餾加工所得的焦油經再加工后的產品。工程中采用的瀝青絕大多數(shù)是石油瀝青,石油瀝青是復雜的碳氫化合物與其非金屬衍生物組成的混合物。

  三、石油瀝青的生產工藝及用途

  石油瀝青是原油加工過程中制得的一種瀝青產品,主要含有可溶于三氯乙烯的烴類和非烴類衍生物,其性質和組成隨原油來源和生產方法的不同而變化。按膠體理論,石油瀝青主要由油分、膠質、瀝青質三種物質組成。

  生產瀝青的原油主要是選擇環(huán)烷基原油和蠟含量較低的中間基原油或稠油。世界各地生產的1500種原油中,只有260種適合用于制造石油瀝青,在調和與氧化生產工藝的配合下可以擴大到600多種,這些原油的產地主要集中在美國、中東、加勒比海周圍和俄羅斯。我國的石油資源比較豐富,目前我國適合于生產優(yōu)質道路瀝青的原油有遼河油田歡喜嶺稠油、新疆克拉瑪依稠油、勝利油田單家寺稠油、塔河稠油和渤海綏中36-1稠油等。

  石油瀝青按其生產加工方法可分為:直餾瀝青、溶劑脫油瀝青、氧化瀝青、調和瀝青、乳化瀝青、改性瀝青等。

  直餾瀝青是指由原油通過常減壓蒸餾的方法直接得到的產品,在常溫下是黏稠液體或半固體;溶劑脫油瀝青是指由減壓渣油經溶劑沉淀法得到的脫油瀝青產品或半成品;氧化瀝青是由減壓渣油為原料經吹風氧化法得到的產品。由上述生產方法得到的瀝青再加入溶劑稀釋,或用水和乳化劑進行乳化,或加入改性劑進行改性,就可以分別得到:稀釋瀝青、乳化瀝青和改性瀝青。前兩種在常溫下是液體,可流動,主要便于應用;后一種瀝青改性劑類型和生產方法可以是液體或半固體。由于稀釋瀝青使用過程中釋放溶劑,污染環(huán)境,現(xiàn)在很少使用。

  石油瀝青產品已經廣泛應用于道路工程、建筑工程、水利水電工程及其他領域。與水泥路面等其他路面相比,瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨性好、振動小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便、適宜分期修建等優(yōu)點,因而獲得了越來越廣泛的應用。隨著國民經濟的高速發(fā)展,公路建設投資規(guī)模不斷擴大,道路瀝青用量持續(xù)增長。

  石油瀝青按用途分類,可以分為道路瀝青、建筑瀝青、水工瀝青以及其它按用途分類的各種專用瀝青,其主要用途是各級公路建設、屋面防水、城市基礎建設以及機場、攔水大壩、蓄能電站等應用領域。在以上幾個方面的應用中,各級公路建設石油瀝青的消費占有舉足輕重的地位。當今世界各國的高等級公路大多采用瀝青路面,美國的高等級公路90%以上是瀝青路面,而我國萬余里高速公路中,大約95%的里程采用了半剛性基層瀝青路面,所以石油瀝青在道路建設中有著十分重要的作用。

  道路瀝青包括重交通量道路瀝青和中、輕交通道路瀝青。重交通道路瀝青主要指高速公路、一級公路路面、機場道面及重要的城市道路路面,主要有針入度為130、110、90、70、50五個標號應用;中、輕交通量道路主要指一般道路路面、車間地面等,主要有200、180、140、100、60等標號的普通道路瀝青應用。氣溫高的地區(qū),交通量大的道路選用牌號較小的瀝青。70號A級瀝青為優(yōu)質瀝青,應用于重交通道路。