沥青[1]是一种粘稠的、黑色的并且具有高度粘度的液体或半固体形态的石油，表面呈黑色，可溶于二硫化碳、四氯化碳。
沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油分馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。
沥青的主要用途，约70%的沥青，是用在道路建设里，沥青被用作与建筑骨料颗粒混合的胶水或粘合剂，以产生沥青混凝土。沥青的其他主要用途是用于沥青防水，包括油毡生产和平屋顶密封。
沥青“asphalt”这个词来源于中古英语晚期，有可能来源于法语asphalte，这个表达基于晚期拉丁语中的asphalton和asphaltum,，这就是拉丁化的希腊语 ἄσφαλτος（ásphaltos, ásphalton)[2]，该希腊语可能来自“without 不含”和“make fall 跌落”这两个词。[3]古人第一次使用沥青是在水泥的性质调控上，用于固定或连接各种组成部分，因此似乎这个名字本身就表达了这种应用（“不跌落，不分散”）。具体来说，希罗多德提到沥青被带到巴比伦来建造它巨大的防御墙。[4]这个词从希腊语传入晚期拉丁语，然后又传入法语和英语。在法语中，沥青主要指用于天然沥青浸泡过的石灰石沉积物，以及专门制造的产品，与用于铺路的“沥青混凝土”相比，这些产品具有更少的空隙或更高的沥青含量。
沥青“bitumen”一词起源于梵语jatu，意思是“pitch 胶质”，以及jatu-krit意思是“沥青制造”或“沥青生产”(指从针叶树或树脂树中生产)。一些人声称在拉丁语中的等价词语是gwitu-men(与音高有关)，以及其他的如pixtumens (渗出或冒泡的沥青)，随后被缩短为沥青，然后通过法语变成英语。从同一个词根派生出了盎格鲁撒克逊词cwidu (mastix 乳香黄连木)，德语单词Kitt (水泥或乳香)和古北欧单词kvada。
在英式英语中，沥青多用“bitumen”。“asphalt”一词是用来指沥青混凝土，建筑骨料和沥青本身的混合物(通常也称为“柏油马路”)。与粘土混合的沥青通常被称为“asphaltum”，但这个术语如今不太常用。
在澳大利亚英语中，“asphalt”一词用于描述建筑骨料的混合物。“bitumen”是指从原油蒸馏的重残渣中提取的液体。
在美式英语中，“asphalt”和英式的“bitumen”等价。然而，“asphalt”也常用作“沥青混凝土”的简称(因此相当于英国的“asphalt”)。
在加拿大英语，术语“bitumen”用来指加拿大储量极多的重质原油矿藏，而“asphalt”用于炼油产品。稀释的重油沥青(将bitumen沥青用石脑油稀释以使其在管道中流动)在加拿大石油工业中被称为“dilbit ”，而沥青“升级”为合成原油被称为“syncrude”，与沥青混合的syncrude被称为“synbit”。
“bitumen”还是天然存在的固体或半固体石油矿床的首选地质术语。“沥青岩（Bituminous rock）”是浸渍有沥青的砂岩的一种形式。加拿大艾伯塔的油砂是类似的材料。
沥青的两个术语“asphalt”或“bitumen”按理说应当和焦油（tar）或煤焦油（coal tar）无关。焦油是通过高温分解有机烃类物质，即干馏，产生的粘稠液体产品，其烃类原料主要来源于植被，包括变成化石燃料的煤或者是新采集的生物质原料。另一方面，大多数沥青是在大量有机动物材料被水沉积并埋在数百米深的海底时，在成岩作用点和在没有氧气的情况下，杂乱无章的脂肪烃分子在长链中结合在一起而自然形成的。沥青以固体或高粘度液体的形式存在，并且甚至可能与煤矿混在一起。伯吉尤斯（Bergius）过程可以将沥青和煤精炼成汽油等石油，此外沥青可以通过蒸馏制成焦油，而不能反过来从焦油制成沥青。
沥青的成分包括四大类化合物:
环烷烃芳烃和极性芳烃是其主要组成部分。大多数天然沥青也含有有机硫化合物，导致总硫含量高达4%。镍和钒的含量小于百万分之十，这是某些石油的典型特征。[5]
沥青物质可溶于二硫化碳。沥青通常被模拟为一种胶体，沥青质为分散相，软沥青质为连续相。[5]“几乎不可能分离和识别沥青的所有不同分子，因为具有不同化学结构的分子数量十分庞大”。[6]
可能会有人将沥青与煤焦油混淆，煤焦油是一种视觉上与沥青相似的黑色热塑性材料，通过对煤进行破坏性蒸馏生产。在20世纪早期和中期，当生产城市煤气时，煤焦油是一种容易获得的副产品，广泛用作道路混凝土的粘合剂。向碎石道路中添加煤焦油导致了单词“柏油路 tarmac”的产生，但柏油路一词现在被广义地用于指代道路材料。然而，自20世纪70年代天然气取代城市天然气以来，沥青在这些应用中已经完全取代了煤焦油的使用。这种容易混淆的例子还包括拉布雷亚沥青坑和加拿大油砂，两者实际上都含有天然沥青而不是焦油。“Pitch”是另一个术语，有时非正式地用来指沥青，如在“彼奇湖 Pitch Lake”一词中。
出于经济和其他原因，沥青有时会与其他材料混合销售，但通常不会沥青”以外的标签。
特别值得注意的是使用再精炼机油塔底产物-“REOB”或“REOBs”——即从再精炼真空蒸馏塔底产物中收集的再循环汽车机油的残余物，来制造沥青。REOB包含回收机油中的各种元素和化合物:原始机油的添加剂和在发动机中循环积累的材料(通常是铁和铜)。一些研究表明，这种沥青掺杂物可能会导致路面的性能变差。
商业上使用的大多数沥青是从石油中获得的。[7]然而，大量沥青在自然界中以浓缩的形式存在。天然存在的沥青沉积物是由古老的微观藻类 ( 硅藻)和其他曾经存在的生物的遗骸形成的。这些遗骸被沉积在生物生活的海洋或湖泊底部的淤泥中。在高温下(50℃以上)和高压力下，深埋在地下的残留物被转化为沥青、干酪根或石油等材料。
天然沥青沉积物包括湖泊，如在特立尼达的彼奇湖和在委内瑞拉的多巴哥和贝尔穆德斯湖。自然渗出的沥青能在位于死海的拉布雷亚沥青坑找到。
在加拿大亚伯达，沥青也存在于被称为“油砂”的疏松砂岩中。类似的，美国犹他州也有“焦油砂”。加拿大的亚伯达拥有世界上大多数的油砂储量，包括三个巨大的矿藏，面积达到142, 000平方公里，面积大于英格兰或纽约州。这些沥青砂包含1660 亿桶原油（约264亿立方米），这使得加拿大的石油储量在世界上位居第三。尽管在历史上，沥青未经提炼就被用来铺路，但如今沥青在加拿大和美国的炼油厂几乎都被用作原材料。[8]
世界上最大的天然沥青矿床，被称为阿萨户外油砂，位于北艾伯塔省的麦克默雷组。该地层来自早白垩纪，由大量含油砂的透镜体组成，含油高达20%。[8]同位素研究表明，这些石油矿床大约有1.1亿年历史。[9]两个较小但仍然非常大的地层分别位于阿萨户外油砂西部和东南部的皮斯河油砂和冷湖油砂中。在阿尔伯塔省的矿藏中，只有部分阿萨户外油砂足够浅，适于露天开采。其余80%必须由油井使用提高采收率技术(如蒸汽辅助重力泄油技术)生产。
美国犹他州的犹因他盆地也有小得多的重油或沥青沉积。例如，焦油砂三角沉积物中大约有6%是沥青。[8]
沥青可能出现在热液脉中。例如在美国犹他州的犹因他盆地，有一群横向和纵向延伸的静脉，由固体烃组成，称为Gilsonite。这些矿脉是由碳氢化合物聚合和固化形成的，这些碳氢化合物迁徙自绿河层在埋葬和岩化作用下更深的油页岩。[10]
沥青类似于含碳陨石中的有机物。[11]然而，详细的研究表明这些材料是不同的。[12]艾伯塔省巨大的沥青资源被认为是从海洋植物和动物(主要是藻类)中提取的生物材料开始的，在几百万年前，当一个古老的海洋覆盖艾伯塔省时，这些植物和动物死去。这些动植物被泥土覆盖，随着时间的推移被深埋，并通过地热在50到150℃下温和地“烹饪”成油。由于8000万至5500万年前阿尔伯塔省西南部的落基山脉的压力上升，石油被驱向东北方向数百公里，并被截留在古代河床和海滩留下的地下砂层中，从而形成油砂。
天然沥青用于防水和粘着剂的历史至少可以追溯到公元前4000年，人们发现，在位于梅赫尔格尔的印度河流域文明遗迹里，储粮篮和沥青放置在一起。[13]到公元前3000年，精炼岩石沥青已在该地区使用，并用于摩亨佐-达罗（Mohenjo-daro）大浴槽（the Great Bath）的防水。
在古代中东，苏美尔人使用天然沥青沉积物作为砖和石头之间的砂浆、或用于将雕刻的部分(如眼睛)粘合到位，还可以用于船舶填缝和防水。[14]希腊历史学家希罗多德曾说热沥青被用作巴比伦城墙上的砂浆。[14]
据报道，在巴比伦的塞米勒米斯女王时代(公元前800年)，幼发拉底河下面约1公里长的幼发拉底河隧道是用覆盖有沥青作为防水剂的烧结砖建造的。[14]
沥青还被古埃及人用来熏木乃伊。[14][15]沥青的波斯语单词是moom，它与英语单词妈咪有关。埃及人沥青的主要来源是死海，罗马人称死海为Palus Asphaltites(沥青湖)。
大约在公元40年，迪奥斯科林斯将死海的物质描述为犹大沥青，并注意到该地区其他可以找到它的地方。[16]西顿沥青被认为是指在黎巴嫩的哈斯贝亚发现的材料。[17] 普林尼也指在伊庇鲁斯地区发现的沥青。沥青是一种宝贵的战略资源。人类已知的，第一次为烃类沉积物为目标的战役是——公元前312年，塞琉西和纳巴泰人之间的战役。[18]
在古代远东，天然沥青被缓慢煮沸以去除较高的馏分，留下分子量较高的热塑性材料，当其被分层在物体上时，冷却后变得相当硬。这是用来覆盖需要防水的物体如鞘等物[14]。在中国、日本等地区，小雕塑、家庭中供奉的神像等也是用这种材料铸造的。
在北美，考古发掘表明，有时用沥青来将石质箭头粘附到木杆上。[19]在加拿大，土著人使用从阿萨户外和其他河流两岸渗出的沥青来给桦树皮独木舟做防水，还在涂抹罐中加热沥青以在夏天阻挡蚊子。[20]
1553年，皮埃尔·贝农（Pierre Belon）在他作品《观察》（Observations）中描述，毕沙沥青（pissasphalto）是胶质（pitch）和沥青（bitumen）的混合物，在拉古萨共和国(现在克罗地亚的杜布罗夫尼克,)用于船舶涂焦油。[20]
1838年版的《力学杂志》（Mechanics Magazine引用了法国早期使用沥青的例子。一本1621年的小册子中写道“一个叫d'Eyrinys的先生说他在讷沙泰勒（Neufchatel）附近发现了大量沥青的存在”，他建议以各种方式使用它——“主要是在建造防水粮仓，并通过拱门保护巴黎市的水道免受污垢和污物的侵入”，在当时，这种污染使水无法得以使用。“他还阐述了这种材料能够在宫殿用于制作台阶和耐久的露台等“，“在街上制作如此露台的想法对于那一代巴黎人来说不算头脑发昏”。[21]
但是直到1830年革命，这种物质在法国普遍被忽视。在19世纪30年代，人们对沥青的兴趣激增，沥青被广泛用于“路面、平屋顶和蓄水池的内衬，在英国，沥青也被用于类似的目的。在法国奥斯本(下莱茵省)、帕尔克(艾因)和多姆山省发现天然矿藏之后，沥青在欧洲的崛起是“一个突然的现象”，尽管沥青也可以通过人工制造。[22]法国最早的沥青应用，是1835年在协和广场铺设约24000平方码的塞瑟尔沥青。[23]
沥青在英国早期的用途之一是蚀刻。威廉·萨蒙的《测谎仪》（Polygraphice ）(1673)一书提供了一种利用蚀刻抛光的配方，由三盎司原始蜡、两盎司乳香和一盎司沥青组成。[24]到1685年的第五版，该书已经囊括了更多不同来源的沥青配方。[25]
英国第一个使用沥青的专利是1834年的“卡塞尔专利沥青”。[22]在1837年11月25日，理查德·塔平·克拉里奇获得了塞瑟尔沥青的使用专利(专利#7849)，用于沥青路面，[26][27]在弗雷德里克·沃尔特·西蒙斯(Frederick Walter Simms)访问法国和比利时看到了塞瑟尔沥青的使用，而后二人一起将沥青引入英国。[28][29]兰姆·菲普森博士写道，他的父亲塞缪尔·赖兰德·菲普森，克拉里奇的朋友，也“在引入沥青路面(1836年)”方面发挥了重要作用。[30]事实上，玛蹄脂路面以前曾被克拉里奇的竞争对手在沃克斯豪尔（Vauxhall）使用，但没有成功。[23]
克拉里奇于1838年3月27日在苏格兰获得专利，并于1838年4月23日在爱尔兰获得专利。1851年，克拉里奇以前组建的一家公司的受托人寻求延长1837年专利和1838年专利的期限。[22][31][32][33] 克拉里奇沥青专利公司—成立于1838年，目的是向英国介绍“来自法国的皮蒙特·塞塞尔矿井的沥青的自然状态”，[34]——“最早在怀特霍尔铺设的沥青路面之一”。[35]1838年，在白厅路的人行道上进行了试验，该地是骑士桥兵营的马厩，[34][36]“随后是滑铁卢广场到圣詹姆斯公园的阶梯底部的空间”。[36]“1838年克拉里奇沥青专利公司的成立（拥有一系列杰出的贵族赞助人，马克和伊桑巴德·布鲁内尔分别担任受托人和咨询工程师），极大地推动了英国沥青行业的发展”。[32]“到1838年底，至少还有另外两家公司，罗宾逊公司和巴斯滕公司在生产”，[37]布赖顿、荷尼湾足球俱乐部、坎特伯雷、肯辛顿、斯特兰德和邦希尔街的一大片地面正在铺设沥青路面，与此同时，克拉里奇的白厅路面“继续完好无损地铺设”。[38]
1838年，有一系列涉及沥青的创业活动，沥青的用途不仅仅是铺路。例如，沥青还可以用于地板、建筑物防潮以及各种游泳池和浴缸的防水，这两种材料在19世纪也大量出现。[14][22][39]在伦敦证券市场上，法国、德国和英国对沥青质量的独家经营权提出了各种各样的主张。法国授予了许多专利，英国也拒绝了相当的专利申请，因为英国认为这些专利是彼此相似的。在英国，“克拉里奇牌是19世纪40年代和50年代使用最多的类型”。[37]
1914年，克拉里奇公司合资生产沥青碎石，[40]材料通过一家名为克拉马克道路有限公司的子公司制造。[41]产生了两种产品，即Clarmac（克拉马克）和Clarphalte（克拉法特）前者由克拉马克道路有限公司制造，后者由克拉里奇沥青专利有限公司制造。其中克拉马克Clarmac被广泛使用[42]，然而，第一次世界大战摧毁了克拉马克公司，该公司于1915年进入清算。[43][44]克拉马克道路有限公司的倒闭对克拉里奇沥青专利公司产生了连锁反应，该公司本身也被迫停业，[45]1917年停止运营，[46][47]该公司曾向克拉马克道路公司投入了大量资金[45]，并且在随后为拯救克拉马克公司做出了许多努力。[43]
在19世纪，沥青被认为含有具有药用价值的化学物质。沥青提取物用于治疗粘膜炎和某些形式的哮喘，并作为对抗蠕虫，特别是绦虫的药物。[48]
在新大陆，土著人率先使用沥青。在西海岸，早在13世纪，通瓦、路易莎和丘马什人就收集了渗透到下层石油矿床上方表面的天然沥青。这三群人都用这种物质作为粘合剂。因此，可以在许多不同的工具和仪式物品上找到沥青。例如，拨浪鼓，用沥青将葫芦或龟壳粘附到拨浪鼓手柄上。沥青也被用于装饰，小的圆形贝壳珠通常被镶嵌在沥青中以提供装饰。沥青还被用作篮子上的密封剂，使篮子能够防水，便于携带水，当然这样可能会使喝水的人中毒。[49]沥青也被用来密封远洋独木舟上的木板。
沥青在19世纪70年代首次用于铺路。起初使用天然存在的“沥青岩”，例如1852年至1873年在里奇县(西维吉尼亚州) 麦克法兰的里奇矿山。1876年，沥青铺路被用来在华盛顿特区的宾夕法尼亚大道上铺路，以迎合国家百年庆典。[50]
在马拉车的时代，美国的街道大多没有经过铺砌，而是覆盖着泥土或砾石。这使得尤其是在泥浆或挖沟的街道常常难以通行。人行道有时由各种材料制成，包括木板、鹅卵石或其他石块或砖。未铺路面会对行人造成不均匀的磨损和危险。19世纪末随着自行车的兴起，自行车俱乐部在推动更普遍的街道铺设方面起到了很重要的作用。[51]20世纪初，随着汽车的兴起，人们越来越提倡使用路面。沥青逐渐成为普遍的铺路方法。到1889年，新奥尔良的圣查尔斯大道全程都是由沥青铺设而成[52]。
仅在1900年，曼哈顿就有130000匹马，拉着电车、货车和马车，并排出诸多废物。他们速度不快，行人可以在拥挤的街道上躲闪和攀爬。小城镇继续依赖泥土和砾石，但是大城市却想要更好的街道。到19世纪50年代，他们开始寻找木头或花岗岩块。[53]1890年，芝加哥2000英里的街道中有三分之一是用木块铺成的，这比泥块更容易牵引。砖砌路面是一个很好的折衷方案，但沥青路面更好，它易于安装，也易于切入下水道。以伦敦和巴黎为样板，华盛顿在1882年铺设了40万平方码的沥青路面；它成为水牛城、费城和其他地方的样板模型。到19世纪末，美国城市拥有3000万平方码的沥青路面，远远领先于砖块。[54]街道变得更快但却更危险，所以安装了电动交通灯。电动手推车(时速12英里)成为中产阶级购物者和办公室工作人员的主要交通服务，直到他们在1945年后开始购买汽车，并在沥青公路上私密舒适地从更远的郊区通勤。[55]
加拿大在阿萨巴斯卡油砂中拥有世界上最大的天然沥青储量，阿萨巴斯卡河沿岸的加拿大第一民族长期以来一直用它来防水他们的独木舟。1719年，一个名叫瓦帕苏的克里人给哈德逊湾公司的亨利·凯尔西带来了一个贸易样品，他是第一个看到这个样本的欧洲人。然而，直到1787年，毛皮贸易商和探险家亚历山大·麦肯齐才看到阿萨巴斯卡油砂，并说，“在距离岔路口(阿萨户外河和清水河)大约24英里处，有一些沥青喷泉，20英尺长的杆子可以毫无阻力地插入其中。”[20]
矿床的价值从一开始就很明显，但提取沥青的方法却不显而易见。最近的城镇，艾伯塔省麦克默里堡，是一个小型毛皮交易站，其他市场很远，运输成本太高，无法运输生沥青砂进行铺路。1915年，联邦矿业部门的西德尼·厄尔斯试验了分离技术，并使用该产品铺设了艾伯塔省埃德蒙顿内600英尺长的道路。艾伯塔省的其他道路是用从油砂中提取的材料铺成的，但这通常不经济。在20世纪20年代，艾伯塔研究委员会的卡尔·克拉克博士获得热水油分离过程专利，企业家罗伯特·菲茨西蒙斯[56]建造了Bitumount油分离工厂，从1925年到1958年使用克拉克博士的方法生产了300桶（50立方米）沥青。大多数沥青用于屋顶防水，但其他用途包括燃料、润滑油、打印机墨水、药物、防锈和耐酸涂料、防火屋顶、铺路、漆皮和栅栏柱防腐剂等。[20]最终菲茨西蒙斯没钱了，工厂被艾伯塔政府接管了。今天，Bitumount工厂是一个省级历史遗址。[57]
沥青早期还用于摄影技术。在1826年或1827年，法国科学家约瑟夫·约瑟夫·尼塞福尔·涅普斯用沥青来拍摄自然界现存最古老的照片。沥青被薄薄地涂在一个白蜡板上，然后在照相机中曝光。暴露在光线下会硬化沥青，使其不溶，因此当随后用溶剂冲洗时，只剩下足够亮的区域。但由于需要在照相机中曝光数个小时，使得沥青对于普通摄影来说变得不切实际，但是从19世纪50年代到20世纪20年代，沥青在生产用于各种照相机械印刷工艺的印刷版时通常可以用作光刻胶。[58][59]
沥青还是19世纪许多艺术家的克星。沥青曾一度被艺术家创作油画时广泛使用，但最终证明它在用于油画时不稳定，特别是当与最常见的稀释剂，如亚麻籽油、清漆和松节油混合时。除非彻底稀释，沥青永远不会完全固化，并且会迅速腐蚀与之接触的其他颜料。使用沥青作为釉料来凝固在阴影中或与其他颜色混合以渲染更暗的色调时，会导致许多绘画的最终退化，例如德拉克洛瓦的绘画。也许沥青破坏性最著名的例子是西奥多·杰利柯的《美杜莎筏子》(1818-1819)，在那里，他使用沥青产生明亮的颜色，但最终退化为深绿色和黑色，使画中的油漆和帆布弯曲。[60]
绝大多数精制沥青用于建筑：主要应用在铺路和屋顶产品中。根据最终用途的要求，沥青按规格生产。这可以通过精炼或混合来实现。据估计，目前世界上沥青的使用量约为每年1.02亿吨。大约85%的沥青被用作道路沥青混凝土中的粘合剂。沥青也用于其他铺砌区域，如机场跑道、停车场和人行道。典型地，沥青混凝土的生产包括将建筑细骨料和粗骨料，如砂、砾石和碎石与沥青混合中，沥青用作粘合剂。其他材料，如回收聚合物(例如，橡胶轮胎)可以添加到沥青中，以根据沥青的最终用途来改变其性能。
全球沥青产量的另外10%用于屋顶，其防水性能十分优越。剩余的5%沥青主要用于各种建筑材料的密封和隔热目的，如管道涂层、地毯内衬和油漆等。沥青用于许多结构、系统和部件的建造和维护，例如:
沥青的最大用途是制造路面用的沥青混凝土；这大约占美国沥青消耗量的85%。美国大约有4000家沥青混凝土搅拌站，欧洲也有类似的数量。[61] 沥青混凝土路面混合料通常由5%的沥青水泥和95%的骨料(石头、沙子和砾石)组成。由于其高粘性，沥青水泥必须加热，以便在沥青混合设施中与集料混合。所需温度因沥青和集料的特性而异，但温拌沥青技术允许生产商降低所需温度。[61][62]
沥青路面的重量取决于集料类型、沥青和空隙中的空气含量。在美国，平均每平方码，每英寸路面厚度约为112磅。[62]
当在沥青路面上进行维护时，例如铣磨以去除磨损或损坏的表面，去除的材料可以返回到设施中以加工成新的路面混合物。[62]由于约95%的铺面公路是由沥青建造或铺上沥青的，[63]每年回收大量沥青路面材料。根据美国联邦公路管理局和美国沥青路面协会每年进行的行业调查，在加宽和重铺项目中，每年有大于99%的路面移除沥青被重新用作新路面、路基、路肩和路堤的一部分。[64]
沥青混凝土路面广泛应用于世界各地的机场。由于坚固性和快速修复能力，它被广泛应用于跑道。
沥青玛蹄脂是一种不同于密级配沥青(沥青混凝土)的沥青，因为它具有更高的沥青(粘结剂)含量，通常约占整个集料混合物的7-10%，而碾压沥青混凝土只有约5%的沥青。这种热塑性物质广泛用于建筑行业，用于防水平屋顶和地下储罐。加热沥青玛蹄脂到210℃（即410℉）使之分层展开，以在周围形成不透水的、厚度约为20毫米的防渗层。
许多技术允许沥青在更低的温度下混合。这些方法包括与石油溶剂混合以形成熔点降低的“稀释物”，或者与水混合以将沥青变成乳液。沥青乳液含有高达70%的沥青和少于1.5%的化学添加剂。对集料具有不同亲和力的乳液主要有两种类型，阳离子型和阴离子型。沥青乳液应用广泛。硬皮密封包括用沥青乳液喷洒路面，然后喷洒一层碎石、砾石或碎渣。稀浆封层涉及沥青乳液和细碎石混合料的生产，这些混合料散布在路面上。冷拌沥青也可以由沥青乳液制成，以建造类似于热拌沥青的路面，深度为几英寸，沥青乳液也可以混入回收的热拌沥青中，以降低路面的成本。
合成原油是加拿大油砂生产中使用的沥青改质设备中输出的产品。油砂沥青的开采使用巨大的(100吨容量)机铲并装载到更大的(400吨容量)自动倾卸卡车中，然后转移到提质升级设施。从沙子中提取沥青的过程是热水过程，最初由阿尔伯塔大学的卡尔·克拉克博士在20世纪20年代开发。沥青从沙子中提取出来后，被送入沥青升级装置将它转换成类似于轻质原油的物质。这种合成物质的流动性足以通过传统的输油管道并且无需任何进一步处理就可以被送入常规炼油厂。到2015年，加拿大沥青升级装置生产超过一百万桶（160000立方米）的产品，其中75%出口到美国的炼油厂。[65]
在艾伯塔省，五个沥青改质装置生产合成原油和各种其他产品：森科尔能源公司的装置在艾伯塔省麦克默里堡附近生产合成原油和柴油燃料；Syncrude加拿大、加拿大自然资源公司和尼克森公司在麦克默里堡附近的装置生产合成原油；壳牌斯科福德装置在埃德蒙顿附近生产合成原油，并为附近的壳牌炼油厂提供中间原料。[66]第六个提质装置将于2015年在艾伯塔省雷德沃特附近建造，将把一半的粗沥青直接升级为柴油燃料，剩余的产出将作为原料出售给附近的炼油厂和石化厂。[67]
加拿大沥青在化学成分上与委内瑞拉超重油和墨西哥重油没有多大区别，真正的困难是将极粘稠的沥青通过输油管道输送到炼油厂。许多现代炼油厂极其复杂，可以将未升级的沥青直接加工成汽油、柴油和精制沥青等产品，无需任何预处理。这种情况在美国墨西哥湾沿岸地区尤为常见，那里的炼油厂旨在处理委内瑞拉和墨西哥的石油，在美国中西部地区，随着国内轻油产量下降，炼油厂被重建以处理重油。如果有选择，这些重油炼厂通常更喜欢购买沥青而不是合成油，因为在其成本更低，此外，在某些倾向生产更多柴油和更少汽油的情况下也适合这样做。[66]到2015年，加拿大非升级沥青的生产和出口超过了合成原油，共计130万桶（210000立方米），其中约65%出口到美国。[65]
由于原油沥青难以通过管道运输，未升级的沥青通常用天然气冷凝液稀释称为稀释沥青（dilbit）或用合成原油稀释称为合成沥青（synbit）。然而，为了满足国际竞争，许多未升级的沥青现在以多种等级沥青、常规原油、合成原油和冷凝物的混合物的形式销售。这种酸性重质原油混合物具有均匀的精炼特性，以与国际市场上销售的重油竞争，如墨西哥玛雅或阿拉伯迪拜原油。[66]
沥青从20世纪60年代开始被用作疏水基质，旨在封装放射性废物，例如通过再处理来自沉淀池的废核燃料或放射性污泥而产生的中等活性盐(主要是可溶性的硝酸钠和硫酸钠)。[68][69]沥青放射性废物中含有高放射性毒性的α放射超铀元素，这种元素来自工业规模的核后处理厂，类似的装置在法国、比利时和日本等地可见，但由于操作安全问题（如日本东海工厂沥青厂发生的火灾风险）以及与它们在深层岩层中的地质废物相关的长期稳定性问题，这种类型的废物整备的路线已经被放弃[70][71]。主要问题之一是暴露在辐射和水中的沥青膨胀。沥青膨胀首先由辐射引起，因为α和γ辐射分解产生的氢气气泡的存在。[72][73]第二种机制是当暴露于水或湿气中的包封的吸湿性盐开始再水合并溶解时，基质膨胀。沥青基质内部孔隙溶液中的高浓度盐是沥青基质内部的渗透效应的原因。水向浓缩盐的方向移动，沥青充当半透膜。这也导致基质膨胀。恒定体积下由于渗透效应引起的膨胀压力可高达200巴。如果管理不当，这种高压可能会导致沥青中级废物处置库附近区域出现裂缝。当沥青基质因膨胀而改变时，封装的放射性核素很容易被地下水接触浸出，并释放到地圈中。浓盐水溶液的高离子强度也有利于放射性核素在粘土宿主岩石中的迁移。化学活性硝酸盐的存在还可以通过建立氧化条件来影响主岩中的氧化还原条件，防止氧化还原敏感放射性核素的还原。在它们的高价下，硒、锝、铀、镎和钚等元素的放射性核素具有更高的溶解度，并且通常以非延迟阴离子阴离子的形式存在于水中。这使得中等程度沥青废物的处理非常具有挑战性。
现已使用不同类型的沥青：吹制沥青(蒸馏后在高温下被空气氧部分氧化，较硬)和直接蒸馏沥青(较软)。像Mexphalte这样的高饱和烃含量的吹塑沥青比低饱和烃含量和高芳烃含量的直接蒸馏沥青更容易被微生物生物降解。[74]
放射性废物的混凝土封装目前被核工业和废物管理组织认为是一种更安全的替代方法。
屋面瓦占剩余沥青消耗量的大部分。其他用途包括牲口喷雾剂、栅栏柱处理和织物防水。沥青用于制造日本黑，一种漆，尤其因其在钢铁上的使用而闻名，一些外部涂料供应公司也将其用于涂料和标记油墨，以提高涂料或油墨的耐候性和持久性，并使颜色变暗。沥青也用于在制造过程中密封一些碱性电池。
1984年生产了大约4000万吨沥青。沥青主要作为“重”(即难以蒸馏)馏分而获得的。蒸馏中沸点大于约500℃的物料通常被认为是沥青。真空蒸馏将其与原油中的其他组分(如石脑油、汽油和柴油)分离。所得物料通常被进一步处理以提取少量但有价值的润滑剂，并调整物料的性质以适应应用。在脱沥青单元中，粗沥青在超临界相中用丙烷或丁烷处理以提取较轻的分子，然后将其分离。通过“吹”产物，即使其与氧气反应，可以进一步加工。这一步使产品更加坚硬和粘稠。[75]
沥青通常在大约20摄氏度的温度下储存和运输150 °C (302 °F)。有时在装运前混入柴油或煤油，以保持流动性；交货时，这些较轻的材料从混合物中分离出来。这种混合物通常被称为“沥青原料”，或BFS(bitumen feedstock)。一些翻斗车通过翻斗车体内的管道输送热发动机废气，以保持材料温暖。装载沥青的翻斗车以及一些装卸设备的后部通常在填充前喷洒脱模剂，以帮助释放。出于环境考虑，柴油不再用作脱模剂。
浸渍在沉积岩中的天然粗沥青是目前加拿大艾伯塔省正在开发的“油砂”石油生产的主要原料。加拿大拥有世界上最多的天然沥青供应，覆盖140000平方公里[75](面积比英国大)，使其成为世界上第二大探明石油储量储量。阿萨户外油砂是加拿大最大的沥青矿床，也是唯一可供露天开采使用的沥青矿床，最近的技术突破使得更深的矿床通过原位开采技术而具备可采性。由于2003年后油价上涨，生产沥青变得非常有利可图，但由于2014年后的下跌，再次建造新工厂变得不经济。到2014年，加拿大原油沥青产量平均约为每日230万桶（370000立方米），并且预计将于2020年上升到每日440万桶（700000立方米）。[75]艾伯塔省可提取的粗沥青总量估计约为3100亿桶（500亿立方米）,[75]以440万桶每日的开采速度来看，也足以维持大约200年的能源供应。
尽管在经济上没有竞争力，沥青可以由非石油基可再生资源制成，如糖、糖浆以及大米、玉米和土豆淀粉等。沥青也可以从废料制成，例如分馏后的机油，这些废料有时通过燃烧或倾倒在垃圾填埋场中来处理。机油的使用可能会导致寒冷气候下沥青过早开裂，从而导致道路需要更频繁地重新铺设。[75]
非石油基沥青粘合剂可以制成浅色材料。浅色道路从太阳辐射中吸收的热量较少，减少了它们对城市热岛效应的贡献。[76]使用沥青替代品的停车场被称为绿色停车场
塞莱尼察（Selenizza）是一种天然存在的固体烃沥青，发现于阿尔巴尼亚塞莱尼察（Selenicë）的天然矿床中，是唯一仍在使用的欧洲沥青矿。沥青以纹理的形式存在，或多或少沿水平方向填充裂缝。沥青含量约为83%~92%(可溶于二硫化碳)，渗透值接近零，软化点(环和球)约为120℃。不溶性物质主要由硅石矿组成，含量范围为8%~17%。
阿尔巴尼亚沥青提取历史悠久，罗马人有组织地进行了实践。经过几个世纪的沉默，直到1868年法国人 Coquand 发表了阿尔巴尼亚沥青矿床的第一份地质描述，阿尔巴尼亚沥青才首次被提及。1875年，其开发权被授予奥斯曼政府，1912年，它们被转让给意大利公司Simsa。自1945年以来，该矿一直由阿尔巴尼亚政府开采，从2001年至今，管理工作移交给一家法国公司，该公司组织了以工业规模生产天然沥青的开采过程。[77]
今天，该矿主要在露天采石场开采，但许多地下矿(深且延伸超过几公里)中的几个仍然可用。塞莱尼察（Selenizza）呈现颗粒状，主要是熔化了矿井中选择的沥青块后形成。
塞莱尼察（Selenizza）[78]主要用作道路建筑行业的添加剂。与传统沥青混合以改善粘弹性和抗老化性能。可以在罐中与热沥青混合，其颗粒形式允许它在混合器或普通沥青厂的回收循环中进料。其他典型应用包括生产人行道、桥梁、停车场和城市道路用沥青胶泥，以及石油和天然气工业用钻井液添加剂。塞莱尼察（Selenizza）有各种粒度的粉末或颗粒材料，包装在袋子或热熔聚乙烯袋中。
生命周期评估（LCA）对天然塞莱尼察（Selenizza）与石油沥青的比较研究表明，就二氧化碳排放而言，塞莱尼察（Selenizza）对环境的影响大约是炼油厂生产的道路沥青的一半。[79]
虽然沥青通常仅占路面混合物的4-5 wt%，但作为路面的粘合剂，沥青是路面材料成本中最昂贵的部分。[80]
在沥青早期用于现代铺路的过程中，炼油商通常不关心沥青的去向。然而，如今沥青是一种高度交易的商品。它的价格在21世纪初大幅上涨。一份美国政府报告称:
该报告指出，一条“平均”1英里(1.6公里)长的四车道公路将包括“300吨沥青”，在2002年，“这将花费大约48000美元”。到2006年，这一数额将增至96000美元，到2012年将增至183000美元...仅在10年内每英里公路就增加了约13.5万美元。”[80]
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