沥青

中油燃料油有限责任公司 郭立森2013年 6月

沥 青 产 品生产与评价

第一部分 石油沥青产品的简介

第二部分 石油沥青的生产工艺

第三部分 石油沥青评价方法

主要内容

第一部分 沥青产品的简介

美国 ASTM 定义：沥青是指黑色或暗黑色粘稠状物 ( 固

体、半固体或粘稠状物 ) ，有天然或人工制造而得，主要由高分子烃类所组成。

国内定义：暗褐色至黑色的，可溶于苯或二硫化碳等溶剂的固体或半固体有机物，是自然界天然存在的或是从原油经蒸馏得到的残渣。

铺路 ( 绝大部分 ) 防水 ( 石油沥青纸、沥青油毡、防水油膏等 ) 防腐 绝缘

何为沥青？

沥青用途

沥青路优点：1 、可以提高车速；提高运输效率；2 、降低油耗；节省燃料油 20% ；3 、降低运输成本 20%-35% ；4 、延长轮胎使用寿命；由平均 5 万公里延长到 17 万公里；5 、延长汽车大修里程；由平均 6 万公里延长到 24 万公里；6 、节省养路费及材料费 20%-25% ；7 、行车的平稳性与舒适性提高；

为何用沥青？

1 、按生产工艺 分类 直馏沥青、溶剂脱沥青、氧化沥青、调合沥青、乳化沥青、改性沥青2 、按形态分类 液体沥青、固体沥青、稀释沥青、乳化液、改性体3 、按用途分类 道路沥青、建筑沥青、防水防腐沥青、以用途与功能命名的各种专用

沥青4 、按牌号分类 30 号沥青、 50 号沥青、 70 号沥青、 90 号沥青、 110 号沥

青、 130 号沥青、改性沥青的 I-C 、 I-D 等等

石油沥青产品分类

常用的道路沥青

石油沥青

50 号沥青70 号沥青90 号沥青

改沥青沥青

I-C 级I-D 级

1 、 NB SH/T 0522-2010

行业标准 2 、 GB/T 15180-2010 国家标准3 、 JTG F40-2004 交通部标准

国内沥青产品的现行标准

1 、行业标准 (NB SH/T 0522-2010) 适用于中、低等级道路及城市道路主干道的道路沥青路面，也可作为

乳化沥青和稀释沥青的原料2 、国家标准 (GB/T 15180-2010 适用于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路重交通道路石油沥

青路面，也适用于其他各各等公路、城市道路、机场道面等以及作为乳化沥青、稀释沥青和改性沥青的原料

3 、交通部标准 (JTG F40-2004) 适用于所有路面，根据气候分区与不同等级 (A 、 B 、 C 级 ) 进行选

择使用。

怎样使用沥青？

第二部分 石油沥青的生产工艺

沥青的质量可以通过 资源优化 工艺优化 得到改善

石油沥青的生产

1 、常减压蒸馏 2 、常减压蒸馏 - 氧化工艺

3 、常减压蒸馏 - 溶剂脱沥青 - 调合工艺

石油沥青的常用生产工艺

常减压蒸馏工艺

常压炉原油

汽油、柴油 馏分油

常压塔 减压炉 减压塔 氧化塔

沥青

常减压蒸馏 - 氧化生产工艺

常减压塔渣油

或重芳烃油

溶 剂 脱 沥 青

调和

汽油、柴油、馏分油 脱沥青油

沥青原油

常减压蒸馏—溶剂脱沥青—调和工艺

调合罐

第三部分 石油沥青的评价方法

在国际上流行以下几种代表性分级体系

针入度分级：中国，美国，日本，欧盟，澳大利亚， 印度，奥地利等

粘度分级 (AC 、 AR 分级 ) ：美国

PG 分级（ Performance Grade) ：美国

道路沥青的评价体系

国内道路石油沥青评价主要有三个标准：

1 、 NB SH/0522-2010 行业标准 2 、 GB/T 15180-2010 国家标准 3 、 JTG F40-2004 交通部标准

国内石油沥青评价标准

NB SH/0522-2010 行业标准

GB/T 15180-2010 国家标准

JTG F40-2004 交通部标准

( 公路沥青路面施工技术规范 )

JTG F40-2004 交通部标准

( 公路沥青路面施工技术规范 )

沥青等级 适用范围

A 级 各个等级公路，适用于任何场所和层次

B 级 高速公路、一级公路沥青下面层及以下层次，二级及二级以下公路的各个层次。用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。

C 级 三级及三级以下公路的各个层次。

•根据公路等级、气候、交通、路面结构等因素，选择合适的标号、等级沥青。

沥青指标简介

1 、针入度

在试验条件下 ( 通常温度 25 ℃ ，荷载 100g,) ， 5秒内标准针贯入沥青的深度，称之为针入度，单位， 1/10mm

试验方法：

空冷 倒样 恒温 测定

检验沥青稠度与划分沥青牌号

沥青指标简介

2 、软化点

在试验条件下，加热沥青达到 ( 软化至 ) 某一稠度的温度，单位， ℃

沥青高温性指标

空冷 倒样 恒温

测定 切平

越大越好

沥青指标简介

3 、延度

将沥青装入规定的模具里，在试验温度下的水浴中恒温，并按一定的拉伸速度，拉伸至沥青丝断裂时的长度，称之为延度，单位， cm

试验方法：

沥青低温性能指标

空冷 倒样 恒温

测定 切平

越大越好

沥青指标简介

4 、薄膜烘箱试验

在试验条件下 ( 通常温度 163 ℃ ， 5h) ，沥青在薄膜盘中老化，检验沥青老化性能的变化情况。

老化后沥青分析三个指标

质量变化：老化后沥青质量的变化情况， %( 越小越好 )

针比： 老化前后针入度的比值， %( 越大越好 )

延度： 老化后沥青的延度， cm ( 越大越好 )

检验沥青抗老化性能

沥青指标简介

5 、动力粘度

流体具有流动性，在外力的作用下内部产生相对运动，另一方面，在运动的状态下，液体还有一种抗拒内在的向前运动的特性，称为粘性，就是粘度，单位 ,pa.s

检验沥青稠度

沥青指标简介

6 、蜡含量

沥青中蜡质物质的含量，单位， %

蜡含量容易造成路面高温返油与低温开裂。

(越小 越好 )

沥青指标简介

7 、闪点

加热沥青，油蒸汽与火接触发生闪为的最低温度，单位， ℃

(越大 越好 )

检验沥青安全性能指标

沥青指标简介

8 、溶解度

用特定溶剂 ( 三氯乙烯 ) 溶解，过滤，测定可溶物质的含量，单位， %

意义：检验沥青的杂质情况及沥青在生产过程的炭化情况。

(越大 越好 )

检验沥青的纯度

沥青指标简介

路用性能 指标高温性能指标 软化点、 60℃ 粘度低温抗裂性能指标 延度抗老化性能指标 薄膜烘箱沥青的施工及安全指标 135℃ 粘度、闪点综合指标 蜡含量、密度、溶解度、针

入度指数

以 60 ℃ 粘度为基准

粘度 (AC 、 AR) 分级评价简介

AC--20 AC--20 AR--4000AR--4000

粘度分级粘度分级 粘度值粘度值

粘度 (AC 、 AR) 分级评价简介

道路沥青的性能 PG 分级评价简介

PG 58-28PG 58-28

PerformancePerformanceGradeGrade

PGPG 分级分级Average 7-dayAverage 7-daymax pavementmax pavement

design tempdesign temp

平均平均 77 天最高路面设计温天最高路面设计温度度

PG 分级体系

Min pavementMin pavementdesign tempdesign temp

最低设计温度最低设计温度

SHRP 评价

PG 46 PG 52 PG 58 PG 64 PG 70 PG 76 PG 82

(Rotational Viscosity) RV

90 90 100 100 100 (110) 100 (110) 110 (110)

(Flash Point) FP

46 52 58 64 70 76 82

46 52 58 64 70 76 82

(ROLLING THIN FILM OVEN) (ROLLING THIN FILM OVEN) RTFO RTFO Mass Loss Mass Loss << 1.00 % 1.00 %

(Direct Tension) DT

(Bending Beam Rheometer) BBR Physical Hardening

-34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34

Avg 7-day Max, oC

1-day Min, oC

(PRESSURE AGING VESSEL) (PRESSURE AGING VESSEL) PAVPAV

ORIGINALORIGINAL

> 1.00 kPa

< 5000 kPa

> 2.20 kPa

20 Hours, 2.07 MPa

10 7 4 25 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 34 31

(Dynamic Shear Rheometer) DSR G* sin

( Bending Beam Rheometer) BBR “S” Stiffness & “m”- value

-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24

(Dynamic Shear Rheometer) DSR G*/sin

(Dynamic Shear Rheometer) DSR G*/sin

> 230 oC

< 3 Pa.s @ 135 oC

Determine Critical Determine Critical Cracking Temperature as Cracking Temperature as described in PP42described in PP42

Creep Stiffness, TP1:Creep Stiffness, TP1:

Report ValueReport Value

Direct Tension, TP3:Direct Tension, TP3:Determine Critical Determine Critical Cracking Temperature as Cracking Temperature as described in PP42described in PP42

AASHTO MP1a Specifications

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