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石油沥青的评价

关于石油沥青的评价

导语：因为沥青的化学组成复杂，对组成进行分析很困难，且其

化学组成也不能反映出沥青性质的差异，所以一般不作沥青的化学分

析。通常从使用角度出发，将沥青中按化学成分和物理力学性质相近

的成分划分为若干个组，这些组就称为“组分”。石油沥青的组分及

其主要物性如下：油分、树脂、地沥青质。

与其他产品相同，石油沥青的产品质量是通过产品标准中所规定

的技术内容和技术指标进行约束的，而产品标准中所包含的技术内容

构成了产品的评价体系。

沥青的评价体系与沥青的用途有关，在沥青的评价体系中，所包

含的技术内容应该直接或间接地反映沥青的使用性能。

道路沥青，根据它在施工过程和使用过程中的特点，应具备好的

施工和易性和施工安全性，好的抗老化性能，好的抗疲劳耐久性能，

好的抗高温永久变形能力，好的抗低温开裂能力及产品所含杂质(无效

组分)的限制。因此，在道路沥青的评价体系中，应该包含能够反映以

上性能的技术内容。

目前，在世界范围内具有代表性的道路沥青的评价体系有三种，

即针入度分级体系、粘度分级体系和PG分级体系。

道路沥青的针入度分级体系是根据沥青针入度的大小确定沥青所

适应的气候条件和载荷条件。针入度分级体系的主体是人们所熟悉的

拉(延度)、扎(针入度)、落(软化点)，辅以沥青的安全性指标闪点、沥

青的纯度指标溶解度、沥青的抗老化性能指标薄膜烘箱试验和对生产

沥青所用原油的约束指标蜡含量等，构成了沥青的针入度分级体系。

在针入度分级体系中，沥青针入度试验是测定沥青稠度的标准方

法。25℃的针入度给出了接近年平均使用温度下的沥青的稠度，研究

结果表明，沥青在25℃的针入度下降至20以下时，会出现严重的路

面开裂，当沥青的针入度大于30时，会具有高抗开裂性能。沥青的延

度与其路用性能有关联关系，有研究表明当13℃时的延度小于5cm时，

道路温缩裂缝大量增加。另有研究证实当沥青的针入度为30-50时，

针入度相同的沥青，延度小的比延度大的使用性能差。还有人发现越

来越多证据表明通过路面使用过程中回收沥青延度试验是判断沥青性

能的重要方法。美国53条高速公路的路面回收沥青的性质发现，16℃

时的延度下降至3cm或更低时，寒冷天气里将会发生严重的松散现象。

由此可见沥青的延度，特别是沥青的低温延度，可以反映沥青的抗开

裂性能。

在针入度分级体系中，沥青的高温性能是通过沥青的软化点表征

的，在同样的针入度下，软化点越高，沥青的高温性能就越好。

即使针入度分级体系中许多指标是经验性的和条件性的，但由于

方法和所使用的仪器相对简单，易于普及，在一定程度上可以满足对

沥青质量控制的要求，目前美国、欧盟、澳大利亚、日本等国家的现

行标准仍保留针入度分级体系。我国的道路沥青分级体系，是在以上

针入度分级体系的基础上根据我国的具体情况制定的，基本能够满足

对沥青质量的控制，特别是15℃的延度大于100和蜡含量小于3%的

技术指标，有效的实现了对生产沥青的原油的限制，保证了沥青的潜

在品质。

粘度分级体系是根据沥青或薄膜烘箱后的沥青在60℃时的粘度值

确定沥青的使用环境和使用条件的。在粘度分级体系中，60℃的粘度

表征沥青的高温性能，体系中还给出了其它试验要求如25℃的针入度，

135℃的粘度，薄膜烘箱试验(TFOT)后剩余物60℃时的粘度与25℃时

的延度以及闪点。25℃的针入度可控制沥青在接近平均使用温度时的

稠度，135℃的粘度可控制沥青在接近拌合与压实温度时的稠度。这些

规定的要求在一起就可以控制沥青的温度敏感性。粘度分级体系由于

使用了具有一定物理意义的粘度作为分级指标，另外与针入度分级体

系相比可以表征更高温度下沥青的性能，粘度试验仪器较简单，重复

性较好，所以在北美国家和日本的高粘度沥青中采用了粘度分级体系。

但粘度分级体系按照沥青的高温性能分级，对沥青在平均使用温度和

低温下的性能的表征具有局限性。

PG分级体系的是美国联邦公路局历经5年的研究所进行的美国战

略公路计划(简称SHRP)中有关沥青分级体系的研究成果，研究者们认

为，现行的针入度分级体系和粘度分级体系存在很多局限性，如针入

度和延度试验是经验性的，不能直接与HMA