天然巖瀝青的基本概況

天然瀝青是石油經(jīng)過歷史上長(zhǎng)達(dá)億萬年的沉積、變化，在熱、壓力、氧化、觸媒、細(xì)菌的綜合作用下生成的硬瀝青類物質(zhì)。

由于常年與自然環(huán)境共存，性質(zhì)特別穩(wěn)定，但含有一定的土砂類雜質(zhì)。

巖瀝青的形成

按形成的環(huán)境可分為湖瀝青、巖瀝青、海底瀝青、油頁(yè)巖等。巖瀝青是石油不斷從地殼中冒出，存在于山體、巖石裂隙中長(zhǎng)期蒸發(fā)凝固而形成的天然瀝青。由于巖瀝青產(chǎn)生于巖石裂隙中，所收的壓力與溫度條件要比其他天然瀝青高，故聚合程度很高，分子量很大，軟化點(diǎn)較高。天然瀝青的基本性質(zhì)取決于它的聚合程度和純凈度，即軟化點(diǎn)的高低及灰分的多少。一般情況下，軟化點(diǎn)越高，其聚合程度越高，平均分子量也越大。

常見的幾種天然瀝青

不同產(chǎn)地的天然瀝青的組成、性質(zhì)具有明顯的差別，根據(jù)軟化點(diǎn)的大小可分為：

我國(guó)巖瀝青儲(chǔ)量分布

四川：青川地區(qū)，分布著豐富的天然巖瀝青礦資源，探明的儲(chǔ)量在300萬噸以上，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量3000萬噸。

新疆：克拉瑪依市的烏爾禾區(qū)，儲(chǔ)量較小，不易開采。

四川青川巖瀝青

是在四川省青川縣境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，目前已探明儲(chǔ)量在300萬噸以上，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量超過了3000萬噸，被專家譽(yù)為“中國(guó)乃至世界罕見的瀝青天然礦體”，儲(chǔ)藏量位居全國(guó)第一。

天然巖瀝青在我國(guó)儲(chǔ)量豐富，但其地域不同，物性存在著很大的差異。上世紀(jì)由于國(guó)內(nèi)缺乏系統(tǒng)研究，無法形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，巖瀝青在路面工程中一直沒有得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。

自2003年始，歷經(jīng)8年連續(xù)攻關(guān)，通過對(duì)巖瀝青開發(fā)及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的綜合研究，開啟了國(guó)產(chǎn)巖瀝青應(yīng)用的先河。

在天然巖瀝青改性機(jī)理、關(guān)鍵摻配技術(shù)與工藝、混合料設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制等方面取得了重大突破，形成了系統(tǒng)的高性能天然巖瀝青改性瀝青應(yīng)用技術(shù)，建立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

青川巖瀝青的介紹

四川北部龍門山一帶，分布著豐富的天然瀝青礦資源，已探明儲(chǔ)量300萬噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量3000萬噸。這些天然瀝青是以分子量高達(dá)一萬的瀝青質(zhì)為主要的組成成分，其化學(xué)構(gòu)成為碳（C）81.7%，氫（H）7.5%，氧（O）2.3%,氮（N）1.98%，硫（S）4.4%，鋁（Al）1.1%，硅（Si）1.8%及其他金屬0.87%。其中碳、氫、氧、氮、硫的含量較高，幾乎每個(gè)瀝青質(zhì)大分子中都含有上述元素的極性官能團(tuán)，使其在巖石表面能產(chǎn)生強(qiáng)吸附力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明其吸附自由能及在硅酸巖、石英巖、石灰石、高嶺石和硅鋁酸巖表面的吸附能量，都比普通瀝青膠質(zhì)高出數(shù)倍，具有良好的抗剝落性能。同時(shí)，該天然巖瀝青還含有多種能促進(jìn)石油瀝青中的活性基團(tuán)（羧基、羰基、醛、萘等）交聯(lián)聚合的有機(jī)鏈，使得摻入該天然瀝青的石油瀝青分子的排列方式和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（結(jié)點(diǎn)和強(qiáng)度）得以改善，增強(qiáng)了瀝青內(nèi)聚力，使其抗流動(dòng)性、抗氧化性、粘附性和感溫性等性能獲得明顯的改善，尤其在抗車轍方面，更是表現(xiàn)出十優(yōu)異的特性。因此，可以認(rèn)為天然瀝青是一種天然的化學(xué)綜合改性劑。

作用機(jī)理

青川巖瀝青中碳、氫、氧、氮的含量較高，幾乎每個(gè)瀝青質(zhì)的大分子中都含有上述元素的極性官能團(tuán)，較高的含氮量使其在巖石的表面產(chǎn)生極強(qiáng)的吸附力。研究和實(shí)驗(yàn)表明，青川巖瀝青吸附自由能及其在硅酸巖、石英巖、石灰石、高嶺石和硅酸鋁巖表面的吸附能量，都比普通瀝青質(zhì)高出數(shù)倍，具有良好的抗剝落性。

青川巖瀝青的分子量達(dá)一萬之多，其軟化點(diǎn)高達(dá)200多度，高溫性能突出，同時(shí)因其本身是在自然狀態(tài)下形成，所以表現(xiàn)出十分優(yōu)異的抗老化性能突出。

青川巖瀝青富含極性官能團(tuán)，摻入基質(zhì)瀝青可增強(qiáng)瀝青的降低了蠟含量，使基質(zhì)瀝青抗流動(dòng)性、抗氧化性、粘附性和感溫性等性能獲得明顯的改善。