12
część I – ASFALTY I ICH WŁAŚCiwości
ROZDZIAŁ 1
Natura chemiczna
lepiszczy asfaltowych
W dobie dzisiejszej technologii oraz potencjału dostępnych metod analitycznych i instrumentalnych możliwe jest
badanie z niezwykłą dokładnością właściwości nawet najbardziej skomplikowanych materiałów organicznych.
W niniejszym rozdziale „sięgamy do wnętrza” lepiszczy asfaltowych przybliżając ich skład i strukturę chemiczną,
budowę koloidalną, metody badań oraz wpływ natury chemicznej asfaltów na właściwości nawierzchni drogowej.
1.1. Skład i struktura chemiczna asfaltów
Asfalt naftowy jest to skomplikowana mieszanina węglowodorów różnych szeregów homologicznych
1
oraz związków
heteroorganicznych
2
. Skład chemiczny asfaltu zależy od bardzo wielu czynników, między innymi: źródła ropy
naftowej, technologii produkcji, sposobu modyfikacji asfaltu (w przypadku polimeroasfaltów) oraz stosowanych
dodatków [4, 36].
W najlżejszych składnikach asfaltu obecne są związki o w miarę prostej budowie chemicznej, cięższe składniki
zbudowane są z elementów o skomplikowanych, trudnych do identyfikacji strukturach. Złożona budowa lepiszczy
asfaltowych sprawia tym samym, że dokładne zidentyfikowanie pojedynczych cząsteczek, staje się praktycznie
niemożliwe. W przypadku cięższych frakcji asfaltu dodatkowe utrudnienia w badaniu ich struktury stanowią silne
wiązania wewnątrzcząsteczkowe [5].
To wszystko sprawia, że poznanie składu i struktury chemicznej lepiszczy asfaltowych jest niezwykle trudne,
dlatego z reguły poprzedzone jest rozdziałem asfaltu na frakcje charakteryzujące się podobną naturą chemiczną
oraz zbliżoną masą cząsteczkową. Frakcje te nazywane są składnikami grupowymi asfaltu.
1.1.1. Skład grupowy lepiszczy asfaltowych
Po raz pierwszy podziału asfaltu na frakcje dokonano w 1913 roku [35]. Wyodrębniono wówczas z próbki lepiszcza
asfaltowego cztery frakcje różniące się pomiędzy sobą rozpuszczalnością, były to:
Malteny,
Asfalteny,
Karbeny,
Karboidy.
1) Szereg homologiczny – jest to zbiór związków chemicznych o zbliżonej budowie chemicznej i właściwościach, które daje się zapisać
wspólnym wzorem sumarycznym. Przykładem szeregu homologicznego są m.in. alkany, alkeny lub alkiny, które różnią się między
sobą tylko liczbą grup -CH
2
-. Poszczególne związki z tego samego szeregu, nazywane są homologami.
2) Związki heteroorganiczne – jest to grupa związków chemicznych, w których co najmniej jeden atom węgla w łańcuchu głównym
(węglowodorowym) został zastąpiony przez inny pierwiastek, np. tlen, azot, siarkę.
