沥青(Bitumen)是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,是高黏度有机液体的一种,多以柏油或焦油的形态存在,表面呈黑色,可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料,主要分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种,用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

考古研究发现,早在前1200年的古典时期的早期,人们已经开始应用天然沥青,在生产兵器和工具时用沥青作为装饰品,为雕刻物添加颜色。特别是在美索不达米亚地区,由于天然沥青的充足的蕴涵量,沥青被广泛利用。生活在那里的苏美尔人 用天然沥青覆盖在器皿和船的外面。另外,他们已经开始在粘土砖中使用天然沥青做结合剂。

这是巴比伦的一条华丽的道路的横断面示意图。烧过的砖由沥青涂抹过,最上层的石板平放在沥青抹面上。这种华丽的道路可以算作是现代沥青混凝土路的先驱。在那一千年的时间里,沥青的应用范围得到扩大,以至于在挨近美索不达米亚的印度和欧洲,天然沥青作为密封材料用于浴池、船、水渠、厕所和河堤。在公元前第七世纪的亚述帝国和巴比伦帝国,沥青已经在道路工程中投入使用。那时,沥青作为接缝材料和涂抹材料来装饰和加固华道。此后,沥青作为水泥一样的结合剂被用于建造中国的长城和巴比伦空中花园的密封工程。

罗马帝国时期,沥青被称为“犹太沥青”。公元前100年,庞贝古城的罗马大道使用沥青填充接缝和涂抹外层。在接下来的时间里,沥青的丰富多彩的运用被扩大到屋顶防水层的密封。当时,用沥青加固路面还很昂贵,以至于只有富人专用的道路才能使用沥青加固面层。 沥青第一次被使用在桥梁上是在Sunderland的一座木桥上用作沥青路面安装。

内蒙古沥青材料施工现场

1810年,在里昂,沥青玛缇质铺层被首次运用。十年以后在热那亚发展出了现代沥青油毛毡的前身并且获得成功的运用。基于广泛的尝试,在1837年,沥青工艺被证明可以运用在公路工程上。1839年在奥地利首都维也纳发现通过重新加热可以使沥青再利用的方法。

1838年在普鲁士的汉堡出现第一条被铺上沥青的道路。1851年,从 Travers 到巴黎的公路上有78米长的部分铺上了沥青面层。仅仅20年后,巴黎几乎被完全铺上沥青,不久之后这种情况发展到差不多欧洲所有的大城市。

随后,坚韧的沥青玛缇脂发明;1842年在奥地利的因斯布鲁克,浇注沥青被发明并于不久之后成功应用于道路工程施工中。基于沥青具有类似混凝土的特性,1853年由Léon Malo提出了沥青混凝土的概念。为了得到足够的压缩比,1876年人们开始用碾压的方法压缩沥青混凝土。

在20世纪初,伴随着工程给材料价格的持续下降,沥青展示出更多的意义。1907年,第一个沥青混合料构件在美国投入使用。1914年,为了获得更好的折射率,人们在柏林第一次看到了沥青路面的赛车车道,紧接着沥青在道路工程中的应用,1923年,沥青应用于水坝的密封。为了加速施工进度和改良构件,1924年在美国加利福尼亚州进行了第一次的道路完工验收检测。为了确定建筑材料的质量,接下来的几年中很多测试程序得到发展。这些程序直到今天依然有效的运用于交通工程的研究、设计和具体施工当中。1936年发展发明了 Ring und Kugel-Versuch,一年后发明了Brechpunkt nach Fraa?,1941年发明了马歇尔测试 (Marshall-Test)。

通过专门的添加剂,1950年起,在低温状态下进行沥青施工成为可能 (被称为冷沥青)。为了确定合适的沥青结构厚度,1959年,在奥地利发展了通过同位素进行无干扰研究的方法并得到成功验证。

为了使机场的飞机跑道尽快投入使用,1963年在英国出现了干式沥青施工工艺。不久后的1968年第一次出现了玛缇质沥青施工。 二十世纪七十年代在美国开始实践沥青回收再利用。为了更好的密封效果,1979年开始在垃圾堆场工程中使用沥青。