一、元素组成

构成沥青的元素以碳和氢(C和H)为主体。由于沥青是石油中最重和相对分子质量最大的部分，几乎大部分硫、氮、氧(S、N、0)等杂元素及绝大部分重金属元素都集中在沥青中，尤其是集中在沥青质和胶质中。沥青中碳氢含量只有95%左右，而其中氢含量有12%或更少些。

沥青中除碳和氢两元素外，还有少量的硫、氮及氧元素，通常称这些元素为杂原子。含有杂原子的化合物虽然在整个沥青的组分中都存在，但主要集中在相对分子质量最大且没有挥发性的胶质和沥青质中。沥青中还含有其他的微量元素，如铁、镍、钒、钠、钙、铜等，也大多集中在沥青质和胶质中，但因其数量甚微，一般为ug/g级，对沥青性质和使用性能几乎没有影响，一般不予考虑。

由不同石油生产的沥青，其元素组成的范围如下：碳82%～88%，氢8%～13%，硫0～8%，氧0～1.5%，氮0～1%。

二、族组成

沥青主要由沥青质和可溶质两部分组成。其中又将可溶质细分为饱和分、芳香分和胶质。沥青质和胶质是构成沥青的骨架，饱和分和芳香分是沥青质和胶质的软化剂。四个组分在决定沥青的性能中都具有特定的作用，是构成沥青必不可少的组分。

1．沥青质

沥青质为不溶于正庚烷而溶于苯(或甲苯)的黑褐色到深黑色易碎的无定型固体，没有固定的熔点，相对密度大于1.00，相对分子质量一般都在1000以上。加热时通常是首先膨胀，在到达300℃以上时，分解生成气体和焦炭。

沥青质的存在对沥青的感温性、防水、防渗漏和耐热性能有正面的影响，且可使沥青在高温时仍有较大的黏度。随着沥青质含量的增加，沥青的感温性变小，防水、防渗漏和耐热性能得到提高。

对于一种沥青而言，随着所用溶剂的碳数增加，其沥青质含量逐渐降低，即：戊烷沥青质>己烷沥青质>庚烷沥青质。

2．胶质

胶质为可溶质部分经液固色谱分离出饱和分和芳香分后，再用甲苯—乙醇冲洗所得的组分，在沥青中所占的比例较大。沥青中的胶质通常为棕褐色黏稠状的半固体或固体，相对密度在1.00附近(0.98～1.O8)，相对分子质量大约在1000～2000之间或更大些。胶质具有很强的着色能力，仅次于沥青质。

胶质的分子结构中含有相当多的稠环芳香族和杂原子的化合物，在沥青中属于强极性的组分。胶质的化学稳定性很差，是沥青中最容易发生化学反应的组分。典型反应有氧化、磺化、加热缩合等。胶质氧化在室温下就会发生，升温后加速，反应主要是胶质转化为沥青质，不同来源的胶质氧化生产沥青质的倾向差别很大。

胶质是沥青质的扩散剂或胶溶剂，胶质对沥青质的比例在一定程度上决定沥青胶体结构的类型。正是由于胶质的极性较强，因此它具有很好的黏附力。胶质的存在可使沥青具有良好的塑性和黏附性，并能改善沥青的抗脆裂性，提高沥青的延度。

3．芳香分

芳香分是可溶质部分经液固色谱分离出饱和分后，再用甲苯冲洗所得的组分，在沥青中的含量较高，通常是黄红色黏稠液体，相对分子质量约为500～2000。

在沥青的胶体结构中，芳香分和饱和分一起构成连续相，使胶质—沥青质胶胞能稳定分散其中。由于芳香分对许多高分子烃和非烃类有很强的溶解能力，因此是胶溶沥青质分散介质的主要部分，也是优质沥青不可缺少的部分。

4．饱和分

饱和分是用正庚烷做溶剂，是可溶质部分最先从液固色谱柱上分离出的组分，为无色液体或半固体(如果含蜡)，相对分子质量为300～1000。饱和分主要是含直链和支链的烷烃和环烷烃的混合物，杂元素和微量金属元素的含量很少。

饱和分在沥青中主要与芳香分一起使胶质—沥青质软化(塑化)，使胶质—沥青质形成的胶胞稳定地分散，但必须与芳香分保持适当的比例才能使沥青胶体体系保持稳定，获得最佳性能。

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