1.石油沥青的组分

石油沥青是由多种碳氢化台物及其非金属(氧、硫、氨)衍生物组成的混合物，主要组分为碳(占80％～87％)、氢(占10％～15％)，其余为氧、硫、氮(约占3％以下)等非金属元素，此外还含有微量金属元素。

石油沥青的化学组成非常复杂，通常难以直接确定化学成分及含量与石油沥青工程性能之间的相互关系。为反映石油沥青组成与其性能之间的关系，通常是将其化学成分和物理性质相近，且具有某些共同特征的部分，划分为一个化学成分组，并对其进行组分分析，以研究这些组分与工程性质之间的关系。依据石油沥青不同的组分特征，所采用的组分分析方法也不同，通常采用的是三组分分析法或四组分分析法。

（1）三组分分析法 

石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为油分(Oil)、树脂（Resin）和沥青质(Asphaltene)三个组分。因为这种方法兼用了选择性溶解和选择性吸附的方法，所以又称为溶解一吸附法。三组分分析法对各组分进行区别的性状见1。

不同组分对石油沥青性能的影响不同。油分赋予沥青流动性；树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；地沥青质则决定沥青的稳定性（包括耐热性、粘性和脆性），其含量愈多，软化点愈高，粘性愈大，愈硬脆。

石油沥青三组分分析法的组分界限明确，不同组分间的相对含量可在一定程度上反映沥青的工程性能；但采用该方法分析石油沥青时分析流程复杂，所需时间长。对于石蜡基沥青和中间基沥青，在其油分中往往含有蜡(Paraffin)，故在分析时还应提前进行油蜡分离。

（2）四组分分析法  四组分分析法是将石油沥青分离为沥青质(At)、饱和分（S）、芳香分(A)和胶质(R)四种组分，并分别研究不同组分的特性及其对沥青工程性质的影响。各组分性状见2。

在沥青四组分中，各组分相对含量的多少决定了沥青的性能。若饱和分适量，且芳香分含量较高时，沥青通常表现为较强的可塑性与稳定性；当饱和分含量较高时，沥青抵抗变形的能力就较差，虽然具有较高的可塑性，但在某些环境条件下稳定性较差；随着沥青中胶质和沥青质的增加，沥青的稳定性越来越好，但其施工时的可塑性却越来越差。

2.石油沥青的结构

在沥青中，油分与树脂互溶，树脂浸润地沥青质。因此，石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。

当地沥青质含量相对较少时，油分和树脂含量相对较高，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由。这时沥青形成的胶体结构叫溶胶结构。具有溶胶结构的石油沥青粘性小，流动性大，开裂后自行愈合能力较强，但对温度的敏感性强，温度过高时易发生流淌。大部分直馏沥青都属于溶胶型沥青。

当地沥青质含量较多而油分和树脂较少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，移动比较困难，这时沥青形成的胶体结构叫凝胶结构。具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，温度稳定性较好，但塑性较差。

当地沥青质含量适当，并有较多的树脂作为保护膜层时，胶团之间保持一定的吸引力，这时沥青形成的胶体结构叫溶胶—凝胶结构。溶胶—凝胶型石油沥青的性质介于溶胶型和凝胶型两者之间。