背景及概述[1][2]
石油沥青具有优良的可塑性和粘结性，资源丰富，价格低廉，用作道路铺装材料有着悠久的历史。随着高速公路的发展，石油沥青的使用量也越来越大。由于沥青组成的复杂，对所使用沥青进行分析是目前比较困难的工作。近十几年来，红外光谱在沥青的化学结构分析中受到了一定程度的关注，成为最常用的微观分析方法之一。红外光谱分析是有机化合物结构鉴定中的一个重要手段，在有机结构分析，特别是官能团的鉴定方面具有重要作用。红外光谱是指以波长或波数为横坐标，以强度或其他随波长变化的性质为纵坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱图。但是，现有研究及应用表明，关于石油沥青的红外光谱谱图资料甚少，因此，利用红外光谱对石油沥青的测定方法还有待进一步探索和研究。
组成[1]
石油沥青的组成结构为：石油沥青是由各种碳氢化合物及其非金属衍生物组成的混合物，化学组主要是碳 (80％‑87％)，氢(10％‑15％)，其次是氧、硫、氮。石油沥青化学组成结构复杂，其中碳氢 比(C/H)在一定程度上能够说明烃类基属含量的大致比例，从而间接反映石油沥青化学组 成结构的概貌。现有技术尚难将沥青的组成化分为纯粹的化合物，目前常用的四组分分析将沥青的组成分为沥青质、饱和分、环烷芳香分、极性芳香分。石油沥青结构以沥青质为胶核，胶质包裹沥青质形成胶团分散在轻质油分中。
应用[2-3]
以石油沥青需求的种类来看，过去主要是以普通道路沥青以及建筑沥青为主。上世纪九十年代开始，因高速公路的大兴土木而对重交通道路沥青的需求量大增。到2010 年，石油沥青需求量为2200 万吨，其中道路沥青约2000 万吨（其中重交通道路沥青约为1800 万吨），建筑用沥青约100 万吨，其他用途需求的沥青约为100 万吨。我国石油沥青需求主要集中于道路建设上，约占总需求量的80% 以上，其中公路建设用量，城市市政建设次之，另外还有部分道路沥青用于机场跑道建设及码头建设。
1）公路建设：公路建设是沥青需求领域，目前我国尚处于基础设施重点建设的阶段，对道路沥青的需求成长很快。随着公路等级的不断升高，对于道路用沥青的等级要求也同步提高。总体发展趋势是从普通道路沥青、重交通道路沥青，再到改性沥青。通过有机沥青乳化剂制成的乳化石油沥青，彻底改变了石油沥青必须热施工的施工方法，可在昼夜温差大、潮湿的环境中冷施工，既可保证施工质量，又扩大了石油沥青的应用范围，因此近年来备受关注，发展迅速，广泛应用于保护填方路堤边坡、建筑屋面及洞库防水、金属材料表面防腐、沙漠固沙、及铁路整体道床、铺筑路面等多种工程领域。
2）城市市政建设：随着我国城市建设的发展，对沥青（尤其是重交通道路沥青）的需求呈上升趋势。各大型城市沥青需求中，重交通道路用沥青的比重越来越大，尤其是各省会城市的市政建设，包括城市环线、机场路、城市中心街道等重要路段均使用重交通道路用沥青或改性沥青。
老化研究[4]
石油沥青具有良好的粘结性能，是目前应用最广泛的路面材料，然而在储存、运输、施工及路面服务过程中，受环境因素影响，沥青内部将发生一系列物理、化学变化，最终使其硬化变脆，即发生老化，造成路面开裂等不良后果。路面沥青老化过程中发生的物理、化学变化主要有轻组分的挥发、油分的渗透流失、氧化反应、缩合反应等，目前普遍认为氧化是导致沥青老化的主要原因。
对于沥青老化的研究方法可以分为两类：
类是对一段实际铺装路面进行数年（甚至更长时间）的跟踪取样检测。显然，这种研究方式非常切合实际，但因其耗时过长不便于项目的开展，只有国外少数课题组在长期坚持进行此类研究。
第二类是对老化过程进行实验室模拟，即通过人工控制温度、湿度、氧气流量等条件对沥青老化进行加速，而后取样表征。人们采用此法对沥青的老化现象进行了许多研究， 有研究采用旋转薄膜加热老化试验，对4种不同牌号的沥青进了热氧老化模拟，对沥青老化前后的各项基本性能进行了表征，并对其老化性能与化学组成之间的关系进行了详细探讨。
结果表明，沥青老化过程中，黏度的增长并非传统意义上人们认为的呈指数型或直线型增长，而是先直线增长，到达某一临界点后增长速率加快，且临界点与沥青种类有关。胶体不稳定指数Ｉｃ与沥青的老化性能存在密切关联，Ｉｃ越大的沥青，老化后性能变化越大。沥青的软化点与黏度都与沥青的数均分子量及胶体结构有关，而针入度与度的变化则与沥青中轻组分的关系较密切。S元素含量影响沥青的老化过程，S含量大的沥青，老化前后针入度变化小。
主要参考资料
[1] CN201110389814.5 一种利用石油沥青的红外光谱图测定石油沥青的方法
[2] 我国石油沥青市场发展研究
[3] CN201510416891.3 一种塑性粘土乳化石油沥青及其应用
[4] 石油沥青老化性能与其化学组成的关系新探讨