沥青的发展历史

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沥青的发展历史

山东茂隆新材料 2023-01-29 2603


说到沥青,想必大家是不陌生的,它历经亿万年淬炼与洗礼,天然沥青作为大自然的馈赠,早在5000年前,已经被人类发现和利用。与石油沥青被普遍应用于防水和道路材料不同,天然沥青最初还有许多你意想不到的用途。今天我们一起来回顾沥青应用的历史。

古典时期早期

经考古研究发现,早在公元前1200年,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,由于天然沥青充足的蕴含量,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,他们已经开始在黏土砖中使用天然沥青做结合剂。

公元前7世纪

公元前7世纪,在亚述帝国和巴比伦帝国,道路工程中已经开始使用沥青。当时,沥青被用作接缝材料和涂抹材料,装饰和加固道路。此后,沥青作为结合剂,用来建造中国长城和巴比伦空中花园的密封工程。

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罗马帝国时期

罗马帝国时期,沥青被称为“犹太沥青”(Bitumen Iudaicum, Judenpech)。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。

罗马帝国衰落后,中世纪时期开始。这期间,沥青的应用不再辉煌,过去1000年中积累的使用经验,几乎遗失殆尽。直到18世纪,人们才再次开启学习使用沥青的征程。公元1000年,阿拉伯人开始使用加热的方法,将沥青(Bitumen)从天然沥青(Naturasphalt)中析出。

15-18世纪

15世纪时,在中南美洲的印加帝国,与作为建筑材料不同,人们把沥青用作医药用途。1595年3月22日,Walter Raleigh在特立尼达岛探险途中,发现了一个天然沥青湖。直到今天,人们还在用这种从地下冒出的沥青修筑道路。

在瑞士的Val de Travers,希腊医生Eirini d.Eyriny发现了储量巨大的沥青矿。最初,他只是想要探究沥青在医药方面的用途。然而,沥青作为工程材料具有优良特点,促使他最终于1721年,完成了论文《关于沥青的博士论文》(Dissertation sur L.Asphalte ov Ciment Naturel),并开始为现代沥青工艺的研究奠定基础。之后的300多年间 (1712~1986年),通过位于Val de Travers的总长度超过100公里如迷宫般错综复杂的矿井隧道, 不知有多少沥青被开采出来,并销往世界各地。

18-19世纪

在接下来的时间里,沥青被扩大应用到屋顶防水层密封。当时,用沥青加固路面,价格昂贵,只有富人专用道路,才能使用沥青加固面层。在Sunderland的一座木桥上,沥青第一次在桥梁上使用,用作沥青路面安装。

1810年,沥青玛蹄脂铺层在里昂首次运用。10年以后,在热那亚发展出了现代沥青油毛毡的前身,并且成功运用。基于广泛的尝试,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,发现了采用重新加热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,巴黎的道路几乎被完全铺上沥青,不久之后这种情况发展到欧洲几乎所有的大城市。

随后,坚韧的沥青玛蹄脂被发明出来;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。

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20世纪初

在20世纪初,伴随着工程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地运用于交通工程的研究、设计和具体施工当中。1936年发明了Ring und Kugel-Versuch,一年后发明了Brechpunkt Nach Fraa & Szlig,1941年发明了马歇尔测试 (Marshall-Test)。

20世纪中期以后

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,在奥地利发明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年第一次出现了玛蹄脂沥青施工。20世纪70年代,在美国开始实践沥青回收再利用。为了得到更好的密封效果,1979年开始在垃圾堆场工程中使用沥青。

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