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。

涨知识：美索不达米亚文明(Mesopotamia Civilization)，又称两河流域文明。是指在底格里斯河和幼发拉底河两河流域之间的美索不达米亚平原（现今伊拉克境内）所发展出来的文明，是西亚最早的文明。主要由苏美尔(Sumerian)、阿卡德（Akkad)、巴比伦(Babylon)、亚述(Assyrain)等文明组成。

太阳历美索不达米亚城

    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”（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。

庞贝古城罗马大道

2、中世纪时期

罗马帝国衰落后，中世纪时期开始。在此期间，沥青失去了它曾经的辉煌。人们在过去一千年中的积累的使用沥青的经验几乎遗失殆尽，直到十八世纪人们才开始重新开始学习使用沥青。在公元1000年的阿拉伯人开始从天然沥青 (Naturasphalt) 中提取沥青 (Bitumen) 。方法是将天然沥青加热（Naturasphalt）直到沥青（Bitumen）从中析出。与作为建筑材料不同，15世纪时在中南美洲的印加帝国，人们把沥青用作医药用途。1595年3月22日，Walter Raleigh在探险途中于特立尼达岛发现了一个天然沥青湖。直到今天人们还在用这种自己从地下冒出的沥青修筑道路。

特立尼达湖沥青

3、近现代

   1712年，希腊医生Eirini d’Eyriny在瑞士的Val de Travers发现了储量巨大的沥青矿。一开始他只是对沥青的医药用途感兴趣。但是由于沥青作为工程材料的优良特点，他最终于1721年写成了他的论文《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。之后的三百年间（1712年-1986年），不知有多少沥青通过位于Val de Travers的总长度超过100公里的如迷宫般错综复杂的矿井隧道, 被开采出来并销往世界各地。

天然沥青矿

   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。

1810年，在里昂，沥青玛蹄脂铺层被首次运用。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，坚韧的沥青玛蹄脂发明；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 Fraaß,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年第一次出现了玛蹄脂沥青施工。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。直至今天沥青成为我们生活中不可或缺的材料之一。

1.密度

沥青的密度是沥青在规定温度（15℃）下单位体积的质量，以g/cm³或t/m³来计。密度是沥青的基本参数，在沥青储运和沥青混合料设计时都要用到这一参数。有时沥青的密度也用相对密度表示，它是在规定温度下沥青的密度与水密度的比值。根据1978年国际纯粹应用物理学协会所属符号单位和术语委员会的文件建议，我国已取消比重的概念，而一相对密度的概念代替，但在工程上还常常使用比重的概念。

沥青的密度一般在1.00 g/cm³左右，但是由于沥青的化学成分不同，其密度又有所差别。如温度对沥青密度的影响就很大，这在设计沥青的储罐时必须注意，许多研究表明，沥青的密度大体有以下规律：

（1）沥青密度与其芳香族含量有关，芳香族含量越高，沥青密度越小；

（2）沥青密度与各组分之间的比例有关，沥青质含量越高，其密度越大；

（3）沥青密度与含蜡量有关，由于蜡的密度较低，故含蜡量高的沥青其密度也低；

（4）沥青中硫的含量对其密度又一定影响，硫的含量增加，沥青的密度随之增大。

此外，沥青的密度还与其稠度有关，稠度高的沥青密度也大。直溜沥青针入度在40～100（0.1mm）范围内，其密度基本上都在1.025～1.035g/cm³之间。密度与沥青各组分之间有良好的相关性，日本沥青协会得到如下关系式：

d=1.06+8.5×10^-4Ast-7.2×10^-4Re-8.7×10^-5Ar-1.6×10^-3Sa

式中：d—沥青的密度，该式的相关系数为0.89；Ast、Re、Ar、Sa—分别为沥青的沥青质、胶质、芳香分和饱和分的百分数。

   由上可见，沥青的密度与其化学组成有密切的关系。一般密度大的沥青其性能比较好，实质上是沥青中的沥青质含量较高，饱和分含量较低的缘故。而这些沥青都是由还忘记原油炼制的，一些进口沥青和国产的优质沥青都属于此。而用中间基原油和石蜡基原油炼制的沥青，则大多沥青质含量低，蜡含量高，故不仅密度低，而且性能也差。当然由于沥青的化学组称复杂，其密度与路用性能之间并不存在绝对的相关性，如新疆克拉玛依所产的沥青，其密度就小于1.00g/cm³，但其路用性能却很好。

2、热胀系数

   沥青材料在温度升高时，体积将发生膨胀，温度上升1℃，沥青单位体积或单位长度几何尺寸的增大称之为体膨胀系数或线膨胀系数。

   壳牌石油公司的研究资料认为，沥青的体膨胀系数与其稠度无关，在15℃～200℃范围内固定不变，为6.1×10^-4K^-1,事实上，沥青的体膨胀系数并非常数，而是虽不同品种有所变化的。沥青的体膨胀系数对沥青路面的路用性能有密切的关系，体膨胀系数越大，则夏季沥青路面越容易产生泛油，而冬季又容易出现收缩开裂。

沥青的体膨胀系数可以通过测定不同温度下的密度求得：

a=（d_T2– d_T1）/[ d_T1(T₁-T₂)]

式中：a—沥青的体膨胀系数，K^-1，d_T1和d_T2分别为高温和低温下沥青的密度g/cm³，T₁和T₂为温度℃

3、比热容

沥青的比热容与他的稠度与温度有关。在0℃时，沥青的比热容为1.672～1.7974J/（g·℃）。沥青温度每升高1℃，比热容增加1.672×10^-3～2.508×10^-3J/（g·℃）。

4、表面张力

   表面张力指的是液体与空气之间的力。沥青的表面张力与温度等因素有关，其对于研究沥青与石料的粘附性有重要的意义。各种液体的表面张力可采用毛细管法或滴重法测定。由于沥青的粘度大，在室温下无法测定，而必须在较高的温度下测定。沥青的表面张力随温度上升而减小，两者有良好的线性关系，因此，当测得高温下沥青的表面张力时，可以通过延长关系线求得常温下表面张力。

   一般认为，沥青与水的界面张力为（25～40）×10^-3N/m。如在沥青或水中加入磺酸盐或含有-COOH、-OH基之类的化合物，界面张力可以下降至5×10^-3N/m，这也就是为什么乳化剂能用来乳化沥青材料的缘故。