Sistem penggredan penembusan telah dibangunkan pada awal 1900-an untuk mencirikan ketekalan asfalt separa pepejal. Bitumen gred penembusan ialah bitumen penapisan yang dihasilkan pada kelikatan yang berbeza dan merupakan bitumen piawai yang biasanya digunakan sebagai Bitumen Gred Turapan yang penting untuk pembinaan jalan dan untuk pengeluaran turapan asfalt dengan sifat unggul. Ujian penembusan dijalankan untuk mencirikan bitumen, berdasarkan kekerasan. Oleh itu, ia mempunyai nama bitumen penembusan.
Andaian asas penggredan penembusan ialah semakin kurang likat asfalt, semakin dalam jarum akan menembusi. Bitumen yang dihasilkan semasa proses pengoksidaan bahagian bawah vakum (bahan mentah pengeluaran Bitumen yang berasal daripada sisa menara penyulingan dalam penapisan minyak vakum) di unit pengeluaran bitumen akan dikelaskan berdasarkan titik penembusannya. Gred penembusan disenaraikan sebagai julat unit penembusan (satu unit penembusan = 0.1 mm) seperti 60/70. Penggredan bitumen membantu menilai kesesuaiannya dalam keadaan iklim dan jenis pembinaan yang berbeza. Di kawasan yang lebih panas, gred penembusan yang lebih rendah diutamakan untuk mengelakkan pelembutan manakala gred penembusan yang lebih tinggi seperti 120/150 digunakan di kawasan yang lebih sejuk untuk mengelakkan berlakunya kerapuhan yang berlebihan. Gred penembusan yang dinyatakan dalam AASHTO M 20 dan ASTM D 946 disenaraikan dalam jadual di bawah.

• Bitumen 80/100: Ciri-ciri gred ini mengesahkan gred S 90 IS-73-1992. Ini sesuai untuk jalan isipadu rendah dan masih digunakan secara meluas di seluruh dunia. Oleh kerana tiupan udara dan titik penembusannya yang agak rendah, ia digunakan di kawasan sejuk.

• Bitumen 60/70: Gred ini lebih keras daripada 80/100 dan boleh menahan beban trafik yang lebih tinggi. Ciri-ciri gred ini mengesahkan gred S 65 IS-73-1992. Bitumen 60/70, bermakna penembusan adalah antara 60 dm (Decimeter) hingga 70 dm, itu bermakna jarum akan menembusi ke sampel bitumen minimum 60 dm dan maksimum 70 dm. Ia kini digunakan terutamanya dalam pembinaan Lebuhraya. Bitumen 60/70 ialah salah satu gred bitumen yang paling banyak digunakan dan ia merupakan bahan asas untuk semua produk bitumen lain. Ia digunakan di kawasan yang ringan.

• Bitumen 40/50: Gred penembusan bitumen 40/50 bermakna nilai penembusan berada dalam julat 40 hingga 50 pada keadaan ujian standard yang biasa digunakan sebagai Gred Paving. Gred penembusan bitumen 40/50 ialah bitumen gred penembusan separa keras yang sesuai untuk pembinaan dan pembaikan jalan. Gred bitumen ini digunakan terutamanya dalam pembuatan asfalt campuran panas untuk tapak dan kursus memakai.

• Bitumen 30/40: Ini adalah yang paling sukar daripada semua gred dan boleh menahan beban trafik yang sangat berat. Ciri-ciri gred ini mengesahkan gred S 35 IS-73-1992. Bitumen 30/40 digunakan dalam aplikasi khusus seperti landasan lapangan terbang dan juga dalam jumlah trafik jalan yang sangat padat di bandar pantai.

Cutback ialah cecair yang mengalir bebas pada suhu normal dan diperoleh dengan mengalirkan bitumen dengan pelarut yang sesuai. Kelikatan bitumen dikurangkan dengan ketara dengan menambahkan minyak tanah atau sebarang pelarut lain. Cutback Bitumen dibuat dengan mengurangkan kelikatan dan bitumen biasa dengan menambahkan kebanyakan pelarut jenis petroleum. Untuk digunakan dalam pembalut permukaan, beberapa jenis makadam bitumen dan penstabilan bitumen tanah, adalah perlu untuk mempunyai pengikat bendalir yang boleh dicampur secara relatif pada suhu rendah. Oleh itu untuk meningkatkan kecairan pengikat bitumen pada suhu rendah pengikat itu diadun dengan pelarut yang meruap. Selepas campuran pemotongan digunakan dalam kerja pembinaan, bahan meruap akan tersejat dan pemotongan membangunkan sifat mengikat. Kelikatan pemotongan dan kadar pengerasan di atas jalan bergantung pada ciri dan kuantiti kedua-dua bitumen dan minyak meruap yang digunakan sebagai bahan pelarut. Cutback Bitumen digunakan kerana kelikatannya lebih rendah daripada asfalt kemas dan dengan itu boleh digunakan dalam aplikasi suhu rendah. Bitumen pemotongan boleh digunakan untuk pembinaan dan penyelenggaraan jalan berbitumen cuaca sejuk.
Pemotongan dikelaskan mengikut masa yang diambil untuk menyembuhkan, atau menjadi pepejal disebabkan oleh penyejatan bahan pelarut. Klasifikasi ialah pengawetan cepat (RC), pengawetan sederhana (MC) atau pengawetan perlahan (SC). Pemotongan berbeza dalam tingkah laku mengikut jenis pemotong atau fluks yang digunakan sebagai pelarut dengan semangat putih yang biasa digunakan untuk gred RC, minyak tanah untuk MC dan diesel untuk SC. Pelarut pengawetan cepat (RC) akan menyejat lebih cepat daripada pelarut pengawetan sederhana (MC), yang seterusnya akan menyembuhkan lebih cepat daripada pelarut pengawetan perlahan (SC).
Piawaian bitumen pemotongan adalah seperti berikut:
– ASTM D 2026, D 2027 dan D 2028 untuk Potongan Pengawetan Perlahan, Sederhana dan Pantas
– AASHTO M 81, M 82 untuk Potongan Pengawetan Pantas dan Sederhana
– EN 15522 Potongan dan Pengikat Bitumen Fluks

Cutback Bitumen secara amnya dibahagikan kepada tiga kumpulan bergantung kepada kemeruapan pelarut yang ditambahkan:

• Pengawetan Lambat (SC-30, SC-70, SC-250, SC-800, SC-3000), selalunya dipanggil "minyak jalan", biasanya merupakan bahan sisa yang dihasilkan daripada penyulingan pecahan petroleum mentah tertentu. Secara tradisinya apa-apa jenis minyak aromatik, naphthenic dan paraffinic digunakan. Bahan bitumen cecair Pengawetan Lambat boleh disediakan dengan mengadun bitumen dengan pecahan petroleum berminyak.

• Pengawetan Sederhana (MC-70, MC-250, MC-800, MC-3000), adalah campuran Bitumen dengan hidrokarbon yang lebih ringan seperti minyak tanah.

• Pengawetan Pantas (RC-30, RC-70, RC-250, RC-800, RC-3000), disediakan dengan bahan cair yang ringan dan cepat sejat seperti nafta atau petrol.

Pada awal 1960-an, sistem penggredan bitumen (asfalt) yang lebih baik telah dibangunkan yang menggabungkan ujian kelikatan saintifik yang rasional. Ujian saintifik ini menggantikan ujian penembusan empirikal sebagai pencirian pengikat bitumen utama. Penggredan kelikatan mengukur ciri bitumen berikut:

– Kelikatan pada 60°C (140°F)
– Kelikatan pada 135°C (275°F)
– Kedalaman penembusan jarum 100 g digunakan selama 5 saat pada 25° C (77° F)
– Suhu titik kilat
– Kemuluran pada 25°C (77°F)
– Keterlarutan dalam trichlorethylene
– Ujian ketuhar filem nipis (mengambil kira kesan penuaan jangka pendek):
– Kelikatan pada 60° C (140° F)
– Kemuluran pada 25° C (77° F)

Gred kelikatan Bitumen dikategorikan mengikut penggredan Kelikatan (darjah kecairan). Semakin tinggi gred, semakin keras Bitumen. Dalam Gred Kelikatan, ujian Kelikatan dijalankan pada 60°C dan 135°C, yang masing-masing mewakili suhu permukaan jalan semasa musim panas dan suhu pencampuran. Penembusan pada 25°C, yang merupakan purata suhu turapan tahunan, juga telah dikekalkan dalam Spesifikasi.
Piawaian bitumen Gred Kelikatan adalah seperti berikut:
– AASHTO M 226
– ASTM D 3381
– IS73:2013

Gred baharu berdasarkan standard S73:2013 telah berkembang dengan tatanama:

VG-10 BITUMEN: VG-10 kebanyakannya digunakan dalam aplikasi penyemburan seperti pembalut permukaan dan Paving dalam iklim yang sangat sejuk dan bukannya gred bitumen penembusan 80/100. Ia juga digunakan untuk menghasilkan Bitumen Emulsion dan produk Bitumen Modified.

VG-20 BITUMEN: VG-20 digunakan untuk menurap dalam iklim sejuk & kawasan altitud tinggi.

VG-30 BITUMEN: VG-30 digunakan terutamanya untuk membina turapan Bitumen tugas berat tambahan yang perlu bertolak ansur dengan beban trafik yang ketara. Ia boleh digunakan dan bukannya gred bitumen penembusan 60/70.

BITUMEN VG-40: VG-40 digunakan di kawasan yang sangat tertekan seperti persimpangan, berhampiran pondok tol dan tempat letak trak dan bukannya gred penembusan 30/40. Kerana kelikatan yang lebih tinggi, bancuhan Bitumen yang lebih keras boleh dihasilkan untuk meminda rintangan terhadap penonjolan dan masalah lain yang berkaitan dengan suhu yang lebih tinggi dan beban trafik yang berat.

Emulsi bitumen ialah cecair yang mengalir bebas pada suhu ambien dan terdiri daripada dua cecair tidak bercampur, bitumen dan air, distabilkan oleh komponen ketiga, pengemulsi. Bitumen tersebar di seluruh fasa akueus berterusan dalam bentuk titisan diskret, biasanya diameter 0.5 hingga 5 mikron, yang dipegang dalam ampaian oleh cas elektrostatik. Penyerakan diperoleh dengan memproses bitumen dan air di bawah keadaan terkawal melalui kilang koloid bersama dengan bahan tambahan terpilih.
Kandungan bitumen boleh diubah untuk memenuhi keperluan yang berbeza dan biasanya antara 30% dan 70%. Objektif utama mengemulsi bitumen adalah untuk mendapatkan produk yang boleh digunakan tanpa pemanasan yang biasanya diperlukan apabila menggunakan pemotongan dan bitumen gred penurapan. Penggunaan pengemulsi berkualiti yang betul adalah penting untuk memastikan bahawa emulsi mempunyai kestabilan dari semasa ke semasa dan juga bahawa ia pecah dan set apabila digunakan pada agregat/permukaan jalan. Ia adalah cecair mengalir bebas coklat coklat pada suhu bilik.
Emulsi bitumen perlu dikelaskan mengikut cas ioniknya kepada kationik atau anionik. Oleh kerana emulsi bitumen air digunakan secara intensif sebagai bahan pengikat dan pembentuk filem dalam pembinaan, dua jenis pengemulsi digunakan: anionik dan kationik. Emulsi bitumen anionik biasanya tidak digunakan dalam pembinaan jalan kerana umumnya agregat silika digunakan dalam pembinaan jalan. Emulsi bitumen anionik tidak memberikan prestasi yang baik dengan silika manakala emulsi bitumen kationik memberikan prestasi yang baik dengan agregat ini.
Emulsi kationik melapisi agregat dengan lebih cekap kerana beban positifnya dan oleh itu mempunyai sifat lekatan yang lebih baik. Emulsi Kationik lebih disukai dan digunakan secara meluas. Emulsi kationik bermula dengan "C" Jika tiada C, emulsi biasanya adalah anionik. Caj adalah penting apabila mereka bentuk emulsi untuk keserasian dengan agregat tertentu. Set spesifikasi seterusnya menerangkan betapa cepat emulsi akan ditetapkan atau bergabung. RS (Set Pantas), MS (Set Sederhana), SS (Set Perlahan) dan QS (Set Pantas) ialah gred tetapan.
Emulsi bitumen mempunyai kelikatan yang rendah dan boleh digunakan pada suhu ambien, yang menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam turapan jalan dan permukaan.
Piawaian Bitumen Emulsi adalah seperti berikut:
– Emulsi Anionik USA: ASTM D 977 dan AASHTO M 140
– Emulsi Kationik Amerika Syarikat: ASTM D 2397 dan AASHTO M 208
– Eropah: Piawaian Rangka Kerja Terharmoni EN 13808

Gred utama untuk emulsi bitumen dikelaskan seperti berikut:

Emulsi Bitumen CSS-1: CSS-1 ialah emulsi bitumen penetapan perlahan kationik yang direka untuk digunakan sebagai lapisan tack coat, penstabilan asas, pengedap kabus, kawalan habuk dan aplikasi khusus. Emulsi bitumen kationik CSS-1 mempunyai cas positif dan oleh itu tindak balas langsung dan sangat cepat antara emulsi dan agregat atau turapan adalah mungkin. Emulsi CSS-1 digunakan untuk pelbagai tujuan. Emulsi penetapan perlahan adalah emulsi yang paling stabil, dan secara amnya boleh dicairkan dengan air dan dicampur dengan pengisi mineral dan agregat Untuk semua kegunaan, suhu udara dan turapan semasa pembinaan hendaklah cukup tinggi untuk membolehkan emulsi sembuh sepenuhnya.

Emulsi Bitumen CMS-2: CMS-2 ialah emulsi asfalt berasaskan air kationik tetapan sederhana untuk digunakan dalam campuran asfalt dan agregat sejuk dan panas, penstabilan asas dan penambakan kedalaman penuh. CMS-2 boleh dicampur sejuk atau hangat di loji pusat, dengan kilang pug mudah alih di tapak kerja atau di tempat di jalan raya. Bahan campuran boleh digunakan serta-merta, atau disimpan untuk kegunaan kemudian. Ia boleh diletakkan dengan penurap atau dikerjakan di atas turapan dengan bilah atau penuntut semula.

Emulsi Bitumen CRS-2: CRS-2 ialah asfalt emulsi berasaskan air kationik yang direka untuk digunakan sebagai pengikat bitumen untuk pengedap cip. Ia dibekalkan secara pukal. Emulsi CRS-2 hendaklah digunakan dengan pengedar yang ditentukur dengan baik. Muncung pengedar dan bar semburan hendaklah bersaiz dan ditetapkan untuk menyampaikan kadar pukulan yang diingini. Kadar pukulan harus ditentukan oleh reka bentuk kedap cip makmal dengan agregat projek dan keadaan turapan sedia ada. CRS-2 tidak boleh digunakan apabila suhu udara di bawah 60°F dan jatuh. Emulsi berasaskan air tidak boleh terdedah kepada suhu beku atau terlalu panas. Emulsi adalah sistem yang distabilkan secara kimia, jadi berhati-hati harus diambil untuk tidak mengganggu keseimbangan kimia dengan pencemaran oleh bahan kimia, terlalu terdedah kepada udara, atau keadaan mekanikal atau haba yang buruk.

Bitumen penapisan dirawat selanjutnya dengan pengenalan udara yang diproses. Ini akan memberi kita bitumen teroksida, juga dikenali sebagai bitumen yang ditiup. Dalam proses ini, dengan mengekalkan suhu terkawal, udara panas dengan suhu 200 hingga 300 darjah Celsius ditiup melalui tiub berlubang ke dalam petak yang mengandungi bitumen, udara dimasukkan di bawah tekanan ke dalam bitumen lembut. Proses ini memberikan bitumen lebih sifat bergetah daripada formula asalnya dan ia hanyalah bitumen yang lebih keras. Meniup udara melalui campuran bitumen memberikannya kelikatan yang lebih tinggi dan rintangan yang lebih besar terhadap pelembutan (terutamanya untuk aplikasi jalan raya), dan proses sekunder yang melibatkan bahan tambahan yang dibangunkan khas atau pengemulsi dengan air. Pengeluar asfalt besar pada masa kini menggunakan bahan tambahan ini dalam pengeluaran mereka untuk mencapai prestasi yang lebih baik untuk hasil akhir. Campuran yang lebih keras ini mempunyai kemuluran yang lebih rendah dan kerentanan suhu.
Bitumen teroksida mempunyai tahap kelembutan yang lebih tinggi dan kepekaan yang lebih rendah terhadap variasi suhu. Bitumen jenis ini digunakan untuk membuat kepingan bumbung, tayar kereta dan pelapik. Asfalt teroksida biasanya digunakan dalam operasi bumbung, salutan paip, pengedap bawah untuk turapan konkrit simen Portland, aplikasi hidraulik dan pembuatan cat. Bitumen gred yang ditiup digunakan secara meluas sebagai sebatian lapisan anti-gelincir dalam industri cerucuk, untuk pembuatan felt bumbung, untuk felt pelembab bunyi dan sealant bawah kereta dalam industri automobil, perlindungan sambungan kabel elektrik, sebatian pengisian sambungan, sebatian pengedap dan ramai lagi.
Bitumen teroksida boleh dibungkus dalam beg plastik, beg kraf dan juga dalam dram dan mungkin untuk menghantar tangki pukal panas. Bitumen teroksida (Blown grade bitumen) hendaklah dipecahkan kepada kepingan kecil dan dipanaskan perlahan-lahan pada suhu penggunaan 220ºC hingga 230ºC.
Bitumen teroksida Simbolik ialah R. Contohnya bitumen R 80/25 bermaksud bitumen yang ditiup dengan tahap kelembutan 80 centigrade dan darjah penembusan ialah 25. Bitumen teroksida dihasilkan dalam pelbagai gred termasuk:

• Bitumen Teroksida 150/5
• Bitumen Teroksida 115/15
• Bitumen Teroksida 105/35
• Bitumen Teroksida 95/25
• Bitumen Teroksida 90/40
• Bitumen Teroksida 90/10
• Bitumen Teroksida 90/15
• Bitumen Teroksida 85/25
• Bitumen Teroksida 85/40
• Bitumen Teroksida 85/25
• Bitumen Teroksida 75/25

Biasanya bitumen dibungkus dan dieksport dalam dram keluli baru. Kapasiti bitumen dram berkisar antara 150 Kg hingga 200 Kg. Kapasiti pembungkusan dram yang paling biasa digunakan oleh hampir semua pengguna bitumen di dunia ialah 180 Kg.
Dram 180 Kg digunakan secara lebih meluas oleh pengguna bitumen kerana ia adalah yang paling bermanfaat kepada mereka. Pengimport bitumen boleh menjimatkan kos dengan menggunakan drum 180 Kg. Bidang penjimatan dikaitkan tetapi tidak terhad kepada, kos pengeluaran dram, perbelanjaan berkaitan pengendalian dan penghantaran.
Bitubags dan Beg Jumbo boleh menjadi alternatif yang menjimatkan kos untuk dram Bitumen. Bitubags boleh dalam dua jenis: 1000 kg dan 300kg

Bitubags seberat 300kg mengandungi penutup dua lapisan, yang pertama terkoyak dan yang kedua terbakar dan cair dalam kapal tangki destinasi (takungan)

Sebahagian besar bitumen digunakan oleh industri pembinaan, Terutamanya, ia berfungsi untuk kegunaannya dalam aplikasi penurapan dan bumbung. 85% daripada semua bitumen digunakan sebagai pengikat dalam asfalt untuk jalan, landasan, tempat letak kereta, dan laluan pejalan kaki. Kerikil dan batu hancur dicampur dengan bitumen tebal, memegangnya bersama-sama dan kemudiannya digunakan pada jalan raya.

Ciri kalis air yang sangat baik dan tingkah laku termoplastik menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi. Pada suhu tinggi (biasanya antara 100 dan 2008C) ia bertindak seperti cecair likat dan boleh dicampur dengan komponen lain dan dimanipulasi dan dibentuk mengikut keperluan. Setelah disejukkan, ia adalah pepejal lengai yang tahan lama dan hidrofobik (menolak air).

10% daripada bitumen yang digunakan di seluruh dunia digunakan dalam industri bumbung kerana kualiti kalis airnya membantu menjadikan bumbung berfungsi dengan baik. 5% bitumen digunakan untuk tujuan pengedap dan penebat dalam pelbagai bahan binaan seperti sandaran jubin permaidani dan cat.

Selain kegunaan utama ini, bitumen juga mempunyai banyak kegunaan kecil. Contoh lain ialah kalis bunyi, bahan letupan, perlindungan cendawan, pengikat dalam briket, sandaran pada cermin, tapak kasut, salutan tiang pagar dan penstabilan tanah.