沥青四组分是表征沥青的烃类族组成性质重要指标，我国自从1970年开始有了沥青四组分测量方法后，伴随石油沥青生产研究已有近60年的历史，近期该技术指标在JTG3410-2025《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中开始实施，被认为是解开沥青性能的‘钥匙’，尤其是公路建设等方面的用户及研究机构对沥青四组分‘关爱有加’。众所周知，近些年随着沥青表观消费量及产量的大幅提高，加工原油种类多样化，沥青性质也呈现出丰富多彩的特点。当单靠沥青标准中的技术指标难于把控沥青质量时，用户就把目光聚焦在沥青四组分指标上，寄希望于沥青四组能承担或赋予更多的职能来帮助我们解读出沥青性质及性能的‘密码’信息。今天我们就聊聊四组分这把‘钥匙’能否打开沥青的‘神秘’之门。
1. 什么是沥青四组分
沥青四组分通常是指通过具体的分析方法将沥青分成四个主要组分，即饱和分（Saturates）、芳香分（Aromatics）、胶质（Resins）和沥青质（Asphaltenes），该方法也称为SARA分析法。这套方法的理论基础和研究体系，是由美国科学家L.W. Corbett（L.W. 科尔贝特）在上世纪60年代提出，我国于1970年建立分析方法并开始使用。
2. 四组分的作用和担当
我们都知道沥青是石油产品里烃类族组成最复杂的一类，除了含碳、氢、氧、硫、氮等非金属元素，还含量一定量重金属元素，很难用各种烃类组成来表示沥青性质，因此更多地是采用沥青胶体结构来分析沥青理化性质，而胶体结构主要是沥青四组分来表征。我们来看看沥青胶体结构和四组分在沥青中分布及作用，如图1所示：
从图1中可以看出，沥青四组分形成稳定一个稳定的胶体结构，确保沥青的性质及路用性能。按照四个组份特点及性质，我们可以形象地比喻出各自的作用担当。
饱和分是 “软萌担当”：分子结构规整、性子温和，能让沥青在低温下不脆裂，就像给沥青加了 “防冻外套”，合适的含量会使冬天路面不容易开裂。
芳香分是 “润滑担当”：自带芳香烃结构，流动性好，能让沥青在施工时更容易铺开、和石料粘牢，相当于沥青里的 “润滑油”，还能调节沥青的软化点，避免夏天太黏、冬天太硬。
胶质是 “黏结担当”：半极性分子，粘性超强，能把饱和分、芳香分和沥青质 “粘” 在一起，还能增强沥青和石料的附着力，让路面更抗水、抗剥落，相当于沥青里的 “胶水”。
沥青质是 “构架担当”：分子量最大、最 “硬核”，能给沥青提供强度和刚度，让路面扛得住车辆碾压，但含量多了就会 “变脸”—— 沥青会变脆，高温易软化、低温易开裂，反而影响路面使用寿命。
3. 我国沥青产品四组分组成特点
我们知道目前我国加工原油（料）品种多，全世界能够生产沥青的原油我国都有加工，因此沥青品种及性质呈现多样化，不同沥青四组分测量结果也有较大的差异。虽然目前还没有一个方法像原油那样对沥青进行基属分类，但是通过对四组分大量数据分析统计并归纳出了一定的性质规律，以下对我国当前主要加工有代表性的三大类原油生产沥青的四组分进行分析总结（提供的数据有待考证，仅供参考）。
国产类原油的沥青：沥青质含量低、大部分小于7%；饱和分高、基本是大于15%；芳香分含量约为20%左右；胶质差异大、在20-40%，有个别国产沥青胶质超过40%，不同国产沥青从四组分上看有一定的差异。
中东类原油的沥青：沥青质约在5-12%；芳香分含量较高、基本高大于30%；胶质含量在30%左右。中东沥青现在也发生的很大的变化，比较典型的是芳香分含量高、沥青质量含量居中等的沥青，该种沥青是用于生产聚合物改性沥青比较好的基质沥青。
南美类原油的沥青：沥青质普遍较高、约在10-18%；芳香分含量居中约为25-30%；胶质含量居中约为25-30%左右。目前国内南美原油是生产沥青的主力，超过一半产量的沥青为南美原油生产。
4. 四组分测定方法
沥青四组分发展有60多年历史，目前国内已形成四种分析方法，涉及到三个石化行业SH标准和一个交通运输行业JTG标准，简单介绍下沥青四组分的分析方法和发展状况。
（1）经典的溶剂色谱柱方法
本方法为SH/T0509《石油沥青四组分测定法》，是传统经典的相对准确的方法，也是用于新方法对标的分析方法。该方法是采用不同溶剂先分离沥青质再通过氧化铝色谱柱分离其它三个组分，初步分离出的组分加热挥发出溶剂再称重计量。该方法缺点是溶剂用量大（约300-500毫升）、苯类溶剂对操作者危害大，分析操作周期长，通常一个样品需要一天。该方法利用溶剂分离并计量称重，属于重量分析法，因此操作分析误差较大，同一个人同一台设备操作不当也会有误差。
（2）棒状薄层色谱柱方法
本方法为SH/T 0753《润滑油基础油化学族组成测定法（薄层色谱法）》，该方法实际上主要是用来分析润滑油产品的族组成，通过棒状薄层色谱对饱和烃、芳烃及极性化合物（胶质+沥青质）的快速分离后，通过氢火焰离子化检测器（FID）实现各组分定量分析。近期实施的JTG3410-2025《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》用于沥青四组分析，是在2000年前后进口一家棒状色谱仪在国内大量使用，快速推动该方法及设备用于沥青四组分析，国内众多的企业都采购该设备，到目前为止国内也有仪器生产厂家推出棒状薄层色谱仪用于四组分分析测定，实现国产替代，大大降低企业采购和使用成本。这个方法相比的优点是快速，显著提升效率并减少溶剂用量，特别是配备自动展样仪后分析效率和精度大幅提高。由于该方法原先是分离检测出饱和烃、芳烃、极性化合物（胶质+沥青质），随着科技进步和分析方法的完善，极性化合物中胶质和沥青质已经实现完全分离，因此测量准确性得以大幅度提高，应用范围越来越广泛。
（3）改进型经典溶剂色谱柱法
该方法与经典的溶剂色谱柱法都是适用于SH/T 0509《石油沥青四组分测定法》，该对四组分分离的方法原理相似，不同之处有二点：一是选用的溶剂不同，二是分离出的组分是通过富氢火焰离子化检测器（HFID）来检测，这个检测方法与上面介绍的SH/T 0753方法相近。本方法对沥青四组分是自动分离，无需人为干预，自动分析仪解决了传统方法所造成的挥发和残留损失，规避了展开法分离度差的问题，同时还具有分析工作效率高（只用40min）和溶剂使用量最小（50-70毫升）的特点。这个方法创新点是设备研发及溶剂选择，此方法及设备研发应用近10年，就设备使用量及方法可靠性来看，是目前国内比较认可和使用较多的一种方法。
（4）‘缩小版’的经典溶剂色谱法
本方法为SH/T 6087-2024《重馏分油四组分的测定 中压液相色谱法》，本方法是由国内某知名的研究院研发的，此方法的研发建立主要技术是研制了重油四组分自动分析设备SARAlyzer Elite，并开发了配套的方法，形成了相关方法标准。为何说此方法是SH/T 0509方法的‘缩小版’，主要是采取的分析原理及主要内容与SH/T0509类似，溶剂及色谱柱分离称重。不同的是利用设备SARAlyzer Elite实现自动化操作、降低人工成本、提高准确率等，但就分析操作时间及试剂使用量等方面有所改善。
综上分析，关于沥青四组分测定方法仍有很多问题需要改进，主要是测量准确性、方法及设备统一等问题。
5. 对沥青四组分几点浅议
（1）沥青四组分分析结果误差大，使用数据要辨识
沥青四组分指标体现在JTG3410-2025《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》沥青产品标准中，可能有分析测量误差、每种沥青样品组分组成相差大及分析方法操作等方面因素。同一个沥青样品不同企业测的结果不同，同一个样品同一个方法不同的人员测的结果也会不同。传统和新开发的分析方法，都是相对比较复杂分析操作过程、都要使用溶剂等，因此可能存在一定范围的误差。
（2）关于胶体不稳定指数的应用
由胶体不稳定指数公式（Ic）=（w饱和分+w沥青质）/（w芳香分+w胶质）可以看出胶体不稳定指数Ic计算直接与四组分相关，就是说Ic值的准确度同样有问题。现在有的企业或技术人员用Ic值来考量基质沥青与SBS相容性，实际就是利用四组分来判断基质沥青改性性能，就刨去误差的影响，用Ic值与判断基质沥青SBS相容性有很多局限性，没有太多的研究证据能说明二者有密切的相关性。可以找几个我们自己熟悉的沥青用四组分可以计算验证下，看看Ic值与是否正确有效。
（3）沥青四组分组成特点
什么样的四组分是好的？四组分含量及分布与沥青理化及路用性能也没有对应关系。只是从沥青的聚合物改性难易度、沥青路用性能等方面出发，通过积累数据统计分析，认为作为道路沥青四组分比例理想的组成应该为饱和分10-20%，芳香分30-40%，胶质20-40%，沥青质6-15%。这个只是一个理想的经验值，不能对应到实际沥青产品中。
（4）沥青四组分指标应用和标准
在JTG3410-2025《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中，规定了众多沥青检测质量方法，其中首次把棒状薄层色谱法（TLC/FID）列入沥青四组分试验方法，一是体现了该方法的可行性，二是四组分含量及组成有了一个统一标准，因此对于沥青四组分不要孤立只看其中一个值来判定，例如，胶质和沥青质要看二个值的加和，这个两个值的加和有一定的规律的，当这两个值加和低于或大于一定的值时就不是沥青产品了。
〖免责声明〗参考文献：本文章和图片均来自互联网公开信息，沥青圈子，启航 . 四组分是解开沥青性能的‘钥匙’吗？（2025年11月28日，修改于2025年12月9日），文章在于传播学习与相关知识普及，无任何相关经济利益，如若存在争议、版权或图片侵权问题，请及时联系我们将予以删除处理。
