瀝青（英文：Asphalt或Bitumen）的CAS號為8052-42-4，是一類黑色或深色的混合物，主要由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成，在常溫下呈固體、半固體或黏稠液體的形態，可溶于二硫化碳和四氯化碳。瀝青及其煙氣對皮膚粘膜具有刺激性，有光毒作用和致癌作用。中國三種主要瀝青的毒性為煤焦瀝青>頁巖瀝青>石油瀝青，前二者有致癌性。瀝青屬于憎水性材料，它不透水，也幾乎不溶于水、丙酮、乙醚、稀乙醇，溶于二硫化碳、四氯化碳、氫氧化鈉。瀝青可抵抗一般酸、堿、鹽類等侵蝕性液體和氣體的侵蝕，具有較強的抗腐蝕性。瀝青能緊密黏附于礦物材料的表面，具有很好的黏結力。此外，瀝青還具有一定的塑性，能適應基材的變形。因此，瀝青被廣泛應用于涂料、塑料、橡膠等工業以及防水、防潮、防腐工程、道路工程及水工建筑等方面。
命名和歷史
瀝青，英文名為asphalt，來源于希臘語，具有硬而穩固結實的意思。瀝青的另一英文名稱為bitumen來源于梵語，即涂鋪瀝青的意思。在歐洲，一般用于鋪路的瀝青稱bitumen，美國則稱asphalt。
約在公元前3000年，蘇美爾人用瀝青鑲嵌貝殼作為木船的防水涂料，那時采用的是天然瀝青。羅馬帝國時期，瀝青被稱為“猶太瀝青”。約在公元前600年，古巴比倫鋪筑了第一條瀝青路面，公元前100年，龐貝古城的羅馬大道使用瀝青填充接縫和涂抹外層。之后該技藝失傳，直至1833年在英國開始鋪筑煤瀝青碎石路面。1874年左右特立尼達湖瀝青首次在美國用于鋪路。在20世紀初，它被廣泛用于鋪設公路。
世界各地都能看見天然瀝青的身影。當今最有名的瀝青礦之一便是加利福尼亞州洛杉磯的拉布雷亞瀝青坑。與石油等碳氫化合物相似，瀝青來源于經高壓作用的有機物質。在古代，瀝青既是膠黏劑，又是一種砂漿，還是一種防水劑，被應用在船只、容器以及受洪水威脅的建筑上。在現代，中國使用瀝青混凝土鋪設普通道路、高速公路以及人行道的路面。而瀝青只是其中的成分之一。
分布
世界
天然瀝青資源在全球的分布極不均衡。天然瀝青資源較豐富的國家主要有加拿大、印度尼西亞、特立尼達和多巴哥、美國、委內瑞拉、俄羅斯。我國只在四川省和新疆有賦存。世界上兩大著名的天然瀝青產地是印度尼西亞的布頓島及特立尼達和多巴哥的特立尼達瀝青湖。
中國
中國新疆克拉瑪依地區和青海省西部均有開采巖瀝青，但用于道路瀝青改性的還較少；近年在青川縣、濰坊市等地也進行了巖瀝青的開采，現在已經用于道路瀝青改性。
分類
瀝青材料具有多種不同的類型，根據其在自然界獲得的方式可分為地瀝青和焦油瀝青兩大類。
地瀝青
地瀝青是指天然存在或由石油經人工提煉而得到的瀝青，按其產源又可分為天然瀝青和石油瀝青。其中天然瀝青是指地質作用下形成的。在25 ℃和175 ℃下的狀態分別為固體和粘性流體，同時，天然瀝青可按形成環境分為巖瀝青、湖瀝青、油砂瀝青等。瀝青材料的主要來源為石油瀝青，是地殼中的原油經開采加工后獲得的瀝青，且應用較廣。其中石油瀝青具有多種組分和性質，根據原油成分可分為石蠟基瀝青、瀝青基瀝青和混合基瀝青；按生產方法，可分為直餾瀝青、氧化瀝青和溶劑瀝青；按用途不同，可分為道路石油瀝青、建筑石油瀝青和普通石油瀝青。石油瀝青具有粘滯性、塑性、溫度敏感性、大氣穩定性和安全性等多種特點。
焦油瀝青
焦油瀝青是經過干餾有機燃料所收集的焦油在加工后得到的一種瀝青材料。按干餾原料的不同，焦油瀝青可分為煤瀝青、頁巖瀝青、木瀝青和泥炭瀝青，煤瀝青的防腐和粘結性能優于石油瀝青。煤瀝青中有油分、樹脂和游離碳成分，其中油分主要是由未飽和的液態芳香族碳氫化合物組成，使煤瀝青具有流動性；樹脂中的硬樹脂為固態晶體結構，增加了煤瀝青的黏滯性；游離碳又稱自由碳，是高分子有機化合物的固態碳質微粒，增加煤瀝青的黏度和熱穩定性。此外，煤焦瀝青是煉焦的副產品，即焦油蒸餾后殘留在蒸餾釜內的黑色物質，軟化點高、碳含量高，耐高溫。主要含有難揮發的蒽、菲、芘等。這些物質具有毒性，由于這些成分的含量不同，煤焦瀝青的性質也因而不同。溫度的變化對煤焦瀝青的影響很大，冬季容易脆裂，夏季容易軟化，因此不適合道路鋪筑。
物質結構
瀝青不是由單一的化學物質組成的，它是一種復雜的有機分子混合物，有機分子之間的組成成分差異很大，主要是由非極性的烷烴到高度極性的芳香環的化合物組成。瀝青分子主要由碳和氫組成，大多數分子含有一種或多種異構體氮、硫和氧，以及微量金屬（主要是釩和）。通常，大多數瀝青的C含量為79–88 wt%，H含量為7–13 wt%，S含量為8 wt%，O含量為2–8 wt%，N含量為3 wt%，微量金屬如鐵、鎳釩、鈣、鈦、鎂、鈉、鈷、銅、錫和鋅都存在于原油中。瀝青的分子量范圍很廣，范圍在500到2500，它只在非極性溶劑的稀釋溶液中發生締合，分子量高于單個分子的實際情況。瀝青按照不同的分析方法可分為不同的組分，按照二組分分析法，瀝青分為瀝青質和可溶質（軟瀝青質）兩種組分； 按照三組分分析法，瀝青分為瀝青質、油分和樹脂三種組分；按照四組分分析法，瀝青分為瀝青質、飽和分、芳香分和膠質四種組分；按羅斯特勒提出的分離法，瀝青可分為瀝青質、氨基、第一酸性分、第二酸性分和鏈分五種組分。在石油瀝青中，油分、樹脂和地瀝青質是三大主要組分，其中油分和樹脂可以互相溶解，樹脂能浸潤地瀝青質，而在地瀝青質的超細顆粒表面形成樹脂薄膜，因而石油瀝青的結構是以地瀝青質為核心，周圍吸附部分樹脂和油分，構成膠團，無數膠團分散在油分中而形成的膠體結構。
應用領域
瀝青混凝土
瀝青的最大用途是制造路面瀝青混凝土，這類用于道路工程的瀝青用量占全球總量的80%以上。瀝青混凝土是美國回收利用最廣泛的材料。每年從路面上清除的瀝青中，99%以上被重新用作新路面、路基、路肩和路堤的一部分。瀝青混凝土由于具有耐用和容易恢復原狀的特點也被用于機場跑道。在環保應用中，瀝青用于建造垃圾填埋場的內襯和覆蓋層。
直餾瀝青
直餾瀝青的油分和沒藥樹的總量多于瀝青質的含量時，其粘度會比吹制瀝青低，浸透性、延伸性也比較大。但是彈性則比較小，感溫性也比較大。主要是作為鋪路用拌合物的膠結材料用。
吹制瀝青
吹制瀝青的油分和樹脂分減少而瀝青質的含量增多時，則其粘度比直餾瀝青的高，浸透性卻比較差。但是它富于彈性，感溫性也比較小。主要用于鋪路時的填縫、防水工程以及各種墊襯材料。
氧化瀝青
氧化瀝青又稱吹制瀝青，它是將減壓渣油或脫油瀝青在250℃一300℃的高溫下吹入空氣，通過氧化提高其粘滯度而得到的產品。氧化瀝青可以用于生產冷涂屋頂涂層、粘合劑、隔音劑、鐵路保護涂層和汽車底涂層等各種保護涂層和涂料。
液體瀝青
液體瀝青主要包括稀釋瀝青和乳液，具有不同等級的粘度。在鋪設瀝青面層之前，低粘度產品用于鋪設灰塵和作為粘結層。較重等級用于混合型道路混合料。速凝等級用于表面處理和封層或需要覆蓋骨料的表面處理。中凝級在與表面接觸時具有更高的斷裂穩定性，可用于現場混合礫石骨料。
乳液瀝青
乳液瀝青由較硬等級的瀝青制成，含有粘土、酪蛋白、明膠或血白蛋白作為增稠劑，主要被用于瀝青路面的表面涂層、組合屋頂和其他防風雨覆蓋物。
熔煤瀝青
熔煤瀝青主要用于鋪筑路面，可提高對石料的粘附性、耐磨性和抗裂性；用于制造建筑防水材料時，可提高防水材料的耐熱性和低溫柔性。脫去煤粉渣及雜質的熔煤瀝青可用于橡膠原材料的代用品。
理化性質
物理性質
常溫下，瀝青會發生凝固，一般呈固體或半固體，少數呈黏性液體形態，易發生沸騰和噴濺。瀝青相對密度為1.15～1.25g/cm3，比重1.00，閃點204.4 ℃，自燃點270～300 ℃，爆炸下限30g/m3，IDLH700mg/m3。瀝青幾乎不溶于水，構造致密，具有良好的防水性，可溶于二硫化碳、吡啶、芳香烴、氯化烴和四氫呋喃。瀝青具有很好的粘結力能緊密黏附于礦物材料的表面；瀝青具有良好的熱塑性，可在儲存、移動和混合等階段控制其溫度和粘度；瀝青的流動性、溫度敏感性、低溫柔韌性和延展性使瀝青在使用過程具有具有較長的時間。
化學性質
酸值
瀝青含有少量有機酸和皂化物質，瀝青的酸值為每克瀝青0.1–2.8 mg氫氧化鉀，與乳化條件和分散性有關。酸含量在很大程度上取決于原油中最初存在的有機高分子化合物量環烷酸的百分比。隨著硬度的增加，由于在蒸餾過程中去除了更多的環烷酸，顆粒原油中的瀝青的酸值通常會降低。
流變性
瀝青通常被描述為一種熱塑性材料，加熱時可以反復軟化，冷卻時可以硬化。瀝青是一種粘彈性物質，在環境溫度和較高溫度下作為粘性液體，在較低溫度下作為彈性固體。
耐久性
瀝青因熱、氧化和風化而硬化的速度較慢，具有一定耐久性。
與化學品的相互反應
瀝青能與腐蝕性化學品反應，與濃硫酸、硝酸和鹽酸反應形成替代產品。
毒性
瀝青在電極焙燒爐制作中要排出大量的瀝青煙。由于瀝青中含有熒光物質，其中含致癌物質3-4苯并芘高達2.5%～3.5%，高溫處理時隨煙氣一起揮發出來，從而產生一定的危害。
制備
瀝青主要來源于原油，通常被稱為石油或原油。它天然存在于某些地質構造的巖層中，通過鉆探生產，經過自然流動或泵送回收后，進行精煉蒸餾即可產出含有瀝青的殘余部分。在原油精煉的過程中，將340–400℃的原油注入分餾柱，較輕的壓裂液作為塔頂產物分離，得出的殘渣即為還原的瀝青。瀝青也可以通過丙烷脫瀝青法進行分餾，原料從萃取塔頂部附近引入，液態丙烷在底部進入，通過溶劑進行分餾后，脫瀝青油-丙烷溶液從塔頂排出，瀝青從底部排出，最后從渣油中沉淀出瀝青。此外還可以通過蒸餾法得到，主要是將原油經常壓蒸餾分出汽油、煤油、柴油等輕質餾分，再經減壓蒸餾分出減壓餾分油，余下的殘渣符合道路瀝青規格時就可以直接生產出瀝青產品，所得瀝青也稱直餾瀝青，是生產道路瀝青的主要方法。
性能評價指標
黏滯性
石油瀝青的黏滯性是指瀝青在外力或自重的作用下抵抗變形的一種能力，也反映了瀝青軟硬、稀稠的程度。黏滯性是劃分瀝青牌號的主要技術指標，其大小與石油瀝青的組分含量和溫度有關。當石油瀝青中地瀝青質含量多、樹脂適量、油分含量較少時，黏滯性就大。在一定溫度范圍內，溫度升高，黏滯性就下降，反之黏滯性升高。
塑性
石油瀝青的塑性用延度來表示。延度越大，塑性越好。塑性好的瀝青隨建筑物的變形而變形，而且瀝青在開裂后，因其特有的黏塑性可以使裂縫自行愈合，塑性差的瀝青，在低溫或負溫下易產生開裂，塑性好是瀝青作為柔性防水材料的原因之一。
溫度敏感性
溫度敏感性是指石油瀝青的黏滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。變化程度小，則瀝青溫度敏感性小，反之則溫度敏感性大。此外，瀝青在低溫時常表現為脆性破壞，因此，瀝青的脆點是反映其溫度敏感性的另一個指標，它是指瀝青從高彈態轉變到玻璃態過程中的某一規定狀態的相應溫度，該指標主要反映瀝青的低溫變形能力。寒冷地區應考慮所用瀝青的脆點。瀝青的軟化點越高，脆點越低，其溫度敏感性越小。
安全事宜
毒理性
揮發性毒物
瀝青內含有一定揮發性物質，吸入或接觸會導致中毒，其中煤油瀝青中含揮發物質最多，危險性最大，石油瀝青和頁巖瀝青中所含揮發性物質較少，故毒性較小。天然瀝青一般不含揮發性物質，幾乎無毒性。我國三種主要瀝青的毒性：煤焦瀝青>頁巖瀝青>石油瀝青，前二者有致癌性。
光感作用
瀝青中含有吖啶、蔥、菲等光感物質，皮膚接觸后，能增強皮膚的光感作用；同時在日光下作業，數小時后就可發生急性皮炎、夜間作業則不會發生。
變態反應
少數人接觸瀝青后會發生變態反應，發生反應的部位不僅僅在暴露在瀝青環境的部位，也可能發生在身體的其他部位。
健康危害
皮膚接觸瀝青后數小時到1～2 天，可能出現光接觸性皮炎（皮損限于面、頸部等暴露部分）、黑變病（皮損常對稱分布于暴露部位，呈片狀，呈褐－深褐－褐黑色）、職業性痤瘡、疣狀贅生物及事故引起的熱燒傷等癥狀，身體暴露部分開始出現刺癢、灼痛癥狀，隨后出現大塊紅斑，情況較為嚴重的將出現水腫、水疤及滲液的癥狀。長期接觸后會導致皮膚濕潤、變厚、毛囊炎、毛囊口角化、黑頭粉刺、座瘡及棕黑色色素沉著，也可能會發生多數扁平隆起贊疣。常見的癥狀主要為上皮癌及乳頭狀瘤，少數可出現皮膚萎縮和毛細血管擴張。
眼部接觸瀝青后會發生急性結膜炎、兩眼紅腫、流淚、眼內自覺干燥、具有灼燒感或異物感的癥狀。
少數人在吸人瀝青蒸氣后，發生過敏現象，會出現氣喘、偏頭痛、嗜酸性粒細胞增多癥等癥狀。也有一部分人會發生廣泛性皮炎，如果長期反復發生，則會演變為濕疹樣反應。
人體接觸瀝青煙霧后，可發生鼻炎、喉炎、支氣管炎，并有上呼吸道刺痛或胸骨后灼痛感，甚至有暫時性呼吸困難，偶有發生鼻黏膜萎縮。
中毒癥狀
煤焦油瀝青中毒 ：可同時出現全身性反應。如乏力、發熱、惡心、嘔吐等情況嚴重者出現有血尿、黃、虛脫和昏迷等現象。
慢性中毒：會出現頭暈，頭痛、無力、食欲缺乏、惡心，伴有神經衰弱候群癥現象，并可出現視力障礙和接觸性皮炎。
急救措施
當接觸瀝青時應讓患者處在陰暗處，避免陽光照射。當皮膚接觸時可用碳酸氫鈉液洗去殘余的瀝青斑點。如出現紅斑，水腫，可用雷爐合劑或風油精進行擦拭；如有糜爛、滲液，可用莫匹羅星軟膏等進行外涂。當眼部接觸時，可用生理鹽水或硼酸水等進行適當的清洗。
環境危害
直接還原瀝青、水泥、助熔劑或成分的制造和使用都不會造成空氣污染或工作場所暴露的問題。瀝青在熱混合物的制造過程中，所排放的物質都在環境保護局的空氣標準范圍內。在溫度低于80℃時，瀝青的排放量較低，即使在150℃下，可能只有低于1mg/小時的排放量，只有在230℃以上的溫度下排放量才可能增加。瀝青的生產和施工能耗低、溫室氣體排放低和節約自然資源的特點使瀝青成為環保路面的首選。瀝青路面的生產和施工所需的能源比其他路面少20 %，并且路面類型可以直接促進一些LEED綠色建筑評級系統學分。此外，淺色瀝青可以緩解熱量，減少城市熱島效應。
消防與泄露措施
消防：瀝青遇明火、高熱后會發生燃燒，燃燒后會放出有毒的刺激性煙霧。常用的滅火劑主要包括泡沫、霧狀水、干粉和沙土等。通常根據不同的情況采取不同的滅火措施，當發生大面積油池火，可采取多支水槍“水流切封”滅火法。小面積油池火，可利用浸濕的棉被、麻袋和石棉氈進行“覆蓋窒息法”滅火，并且禁止向池內注水。
泄漏處置：瀝青泄露時，人員應立即撤離泄露區域，并限制人員的出入。同時注意泄露區域的通風條件，給予充分的通風環境。及時切斷火源和泄漏源，防止液體流入下水道和排洪溝等空間。少量泄漏時，應用大量水進行沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統。大量泄漏時，應使用泵將其轉移到槽車或專用的收集器中進行回收。當固體泄漏時，可將泄露的瀝青收集到密閉的容器中。
儲存方法
瀝青泵送、運輸和儲存時需要考慮流動性和粘度。儲存瀝青時應遠離火種、熱源，置于陰涼和通風處，避免與氧化劑一起存放。
參考資料 >
8052-42-4.pubchem.2023-03-16