Систем оцењивања пенетрације развијен је раних 1900-их да би се окарактерисао конзистентност получврстих асфалта. Битумен степена пенетрације је рафинеријски битумен који се производи у различитим вискозитетима и стандардни је битумен који се обично користи као битумен за асфалтирање неопходан за изградњу путева и за производњу асфалтних коловоза са врхунским својствима. Испитивање пенетрације се врши да би се карактерисао битумен, на основу тврдоће. Дакле, има назив пенетрациони битумен.
Основна претпоставка оцењивања пенетрације је да што је асфалт мање вискозан, то ће игла дубље продрети. Битумен који настаје током процеса оксидације вакуумског дна (сировина за производњу битумена која се добија из остатка торња за дестилацију у вакуумским рафинеријама нафте) у јединици за производњу битумена биће класификована на основу тачке пенетрације. Степени пенетрације су наведени као распон јединица пенетрације (једна јединица пенетрације = 0,1 мм) као што је 60/70. Градирање битумена помаже у процени његове подобности у различитим климатским условима и типовима конструкције. У топлијим регионима, нижи степен пенетрације је пожељнији да би се избегло омекшавање, док се виши степен пенетрације, као што је 120/150, користи у хладнијим регионима како би се спречила појава прекомерне ломљивости. Степени пенетрације наведени у ААСХТО М 20 и АСТМ Д 946 су наведени у табели испод.

• Битумен 80/100: карактеристике овог типа потврђују карактеристике С 90 од ИС-73-1992. Ово је погодно за путеве мале запремине и још увек се широко користи широм света. Због релативно ниског дувања ваздуха и тачке продирања, користи се у хладним подручјима.

• Битумен 60/70: Овај разред је тврђи од 80/100 и може издржати већа саобраћајна оптерећења. Карактеристике овог типа потврђују карактеристике С 65 од ИС-73-1992. Битумен 60/70, значи да је пенетрација између 60 дм (дециметар) до 70 дм, то значи да ће игла продрети до узорка битумена минимално 60 дм а максимално 70 дм. Тренутно се користи углавном у изградњи аутопутева. Битумен 60/70 је један од најчешће коришћених врста битумена и основни је материјал за све остале битуменске производе. Користи се у благим подручјима.

• Битумен 40/50: Степен пенетрације битумена 40/50 значи да је вредност пенетрације у опсегу од 40 до 50 у стандардним условима испитивања који се обично користе као поплочавање. Битумен степена пенетрације 40/50 је полутврди пенетрациони битумен погодан за изградњу и поправку путева. Овај разред битумена се углавном користи у производњи вруће мешавине асфалта за подлоге и хабајуће слојеве.

• Битумен 30/40: Ово је најтврђи од свих врста и може издржати веома велика саобраћајна оптерећења. Карактеристике ове класе потврђују карактеристике С 35 од ИС-73-1992. Битумен 30/40 се користи у специјализованим апликацијама као што су аеродромске писте, као и на путевима са великим прометом у приморским градовима.

Цутбацк је течна течност на нормалним температурама и добија се флуксирањем битумена са одговарајућим растварачима. Вискозност битумена се значајно смањује додавањем керозина или било ког другог растварача. Цутбацк Битумен се прави смањењем вискозитета и обичног битумена додавањем углавном нафтног растварача. За примену у површинским облогама, некој врсти битуменског макадама и земљишно-битуменској стабилизацији, неопходно је имати течно везиво које се може мешати релативно на ниским температурама. Дакле, да би се повећала флуидност битуменског везива на ниским температурама, везиво се меша са испарљивим растварачем. Након што се мешавина за резање користи у грађевинским радовима, испарљива компонента се испарава и резање развија својства везивања. Вискозност резања и брзина стврдњавања на путу зависе од карактеристика и количине и битумена и испарљивог уља који се користе као разблаживачи. Цутбацк Битумен се користи зато што је његов вискозитет нижи од вискозитета чистог асфалта и стога се може користити у апликацијама на ниским температурама. Резани битумен се може користити за изградњу и одржавање путева са битуменом по хладном времену.
Резања се класификују према времену које им је потребно да се очврсну или постану чврсте услед испаравања разблаживача. Класификације су брзо очвршћавање (РЦ), средње очвршћавање (МЦ) или споро очвршћавање (СЦ). Смањење варира у понашању у зависности од типа резача или флукса који се користи као разблаживач са белим шпиритом који се обично користи за РЦ разреде, керозин за МЦ и дизел за СЦ. Растварач брзог очвршћавања (РЦ) ће испарити брже од растварача средњег очвршћавања (МЦ), који ће заузврат очврснути брже од растварача који се споро очвршћава (СЦ).
Стандарди за смањење битумена су следећи:
– АСТМ Д 2026, Д 2027 и Д 2028 за споро, средње и брзо смањење очвршћавања
– ААСХТО М 81, М 82 за смањење брзог и средњег очвршћавања
– ЕН 15522 Битуменско везиво за резање и флуксирано везиво

Цутбацк Битумен се генерално дели у три групе у зависности од њихове испарљивости додатог растварача:

• Споро очвршћавање (СЦ-30, СЦ-70, СЦ-250, СЦ-800, СЦ-3000), које се често називају „уља за путеве“, обично су резидуални материјал који се производи фракционом дестилацијом одређених сирових петролеја. Традиционално се користе било која врста ароматичних, нафтенских и парафинских уља. Течни битуменски материјали који се споро очвршћавају могу се припремити мешањем битумена са уљном фракцијом нафте.

• Средње очвршћавање (МЦ-70, МЦ-250, МЦ-800, МЦ-3000), су мешавина битумена са лакшим угљоводоницима као што је керозин.

• Рапид Цуринг (РЦ-30, РЦ-70, РЦ-250, РЦ-800, РЦ-3000), припремају се са лаганим разблаживачем који брзо испарава као што је бензин или бензин.

Почетком 1960-их развијен је побољшани систем оцењивања битумена (асфалт) који је укључивао рационални научни тест вискозитета. Овај научни тест заменио је емпиријски тест пенетрације као кључну карактеризацију битуменског везива. Класификација вискозитета квантификује следеће карактеристике битумена:

– Вискозност на 60°Ц (140°Ф)
– Вискозност на 135°Ц (275°Ф)
– Дубина продирања игле од 100 г која се примењује 5 секунди на 25°Ц (77°Ф)
– Температура тачке паљења
– Дуктилност на 25°Ц (77°Ф)
– Растворљивост у трихлоретилену
– Тест танкослојне пећнице (обрачунава ефекте краткотрајног старења):
– Вискозност на 60° Ц (140° Ф)
– Дуктилност на 25° Ц (77° Ф)

Степен вискозности Битумен се категорише према степену вискозности (степен течности). Што је виши степен, битумен је чвршћи. У степену вискозности, тестови вискозности се спроводе на 60°Ц и 135°Ц, што представља температуру површине пута током лета и температуру мешања, респективно. Пенетрација на 25°Ц, што је годишња просечна температура коловоза, такође је задржана у спецификацијама.
Стандарди за битумен степена вискозности су следећи:
– ААСХТО М 226
– АСТМ Д 3381
– ИС73:2013

Нове оцене засноване на стандарду С73:2013 су се тако развиле са номенклатуром:

ВГ-10 БИТУМЕН: ВГ-10 се углавном користи у апликацијама за прскање као што су површинске облоге и поплочавање у веома хладној клими уместо битумена пенетрације 80/100. Такође се користи за производњу битуменске емулзије и модификованих битуменских производа.

ВГ-20 БИТУМЕН: ВГ-20 се користи за асфалтирање у хладним климатским и висинским регионима.

ВГ-30 БИТУМЕН: ВГ-30 се посебно користи за изградњу битуменских коловоза за изузетно тешке услове који морају да издрже значајна саобраћајна оптерећења. Може се користити уместо пенетрационог битумена 60/70.

ВГ-40 БИТУМЕН: ВГ-40 се користи у областима са великим оптерећењем као што су раскрснице, у близини наплатних кућица и паркинга за камионе уместо степена пенетрације 30/40. Због веће вискозности, могу се произвести чвршће битуменске мешавине како би се побољшала отпорност на гурање и друге проблеме везане за вишу температуру и велика саобраћајна оптерећења.

Битуменска емулзија је течност која слободно тече на температури околине и састоји се од две течности које се не мешају, битумена и воде, стабилизоване трећом компонентом, емулгатором. Битумен се распршује кроз континуалну водену фазу у облику дискретних капљица, типично од 0,5 до 5 микрона у пречнику, које се држе у суспензији електростатичким наелектрисањем. Дисперзија се добија прерадом битумена и воде у контролисаним условима кроз колоидни млин заједно са одабраним адитивима.
Садржај битумена може се мењати како би одговарао различитим захтевима и обично је између 301ТП3Т и 701ТП3Т. Примарни циљ емулговања битумена је да се добије производ који се може користити без загревања које је уобичајено потребно када се користе резови и битумен за асфалтирање. Употреба емулгатора одговарајућег квалитета је од суштинског значаја да би се обезбедила стабилност емулзије током времена, као и да се ломи и веже када се нанесе на агрегате/подлогу пута. То је чоколадно смеђа течна течност на собној температури.
Битуменске емулзије треба класификовати према њиховом јонском наелектрисању на катјонске или ањонске. Будући да се водене битуменске емулзије интензивно користе као везивни и филмотворни материјал у грађевинарству, користе се две врсте емулгатора: ањонски и катјонски. Ањонске битуменске емулзије се генерално не користе у изградњи путева јер се углавном силицијумски агрегат користи у изградњи путева. Ањонске битуменске емулзије не дају добре перформансе са силицијумским, док катјонске битуменске емулзије дају добре перформансе са овим агрегатима.
Катјонске емулзије облажу агрегате ефикасније због њиховог позитивног оптерећења и стога имају боља својства пријањања. Катјонска емулзија је и више фаворизована и више се користи. Катјонске емулзије почињу са „Ц“ Ако нема Ц, емулзија је обично ањонска. Пуњење је важно када се дизајнира емулзија за компатибилност са одређеним агрегатима. Следећи сет спецификације описује колико брзо ће се емулзија стврднути или спојити. РС (брзо подешавање), МС (средњи сет), СС (споро постављање) и КС (брзо подешавање) су разреди подешавања.
Битуменске емулзије имају низак вискозитет и могу се радити на собним температурама, што их чини идеалним за употребу у коловозима и завршној обради.
Стандарди емулзије битумена су следећи:
– САД ањонске емулзије: АСТМ Д 977 и ААСХТО М 140
– САД катјонске емулзије: АСТМ Д 2397 и ААСХТО М 208
– Европа: Хармонизовани оквирни стандард ЕН 13808

Главне класе битуменских емулзија су класификоване на следећи начин:

Битуменска емулзија ЦСС-1: ЦСС-1 је катјонска битуменска емулзија спорог везивања дизајнирана за употребу као лепљиви премаз, стабилизацију базе, заптивање магле, контролу прашине и специјалне примене. Катјонске битуменске емулзије ЦСС-1 имају позитиван набој и стога је могућа директна и веома брза реакција између емулзије и агрегата или коловоза. ЦСС-1 емулзије се користе у различите сврхе. Споровезујуће емулзије су најстабилније од емулзија и генерално се могу разблажити водом и мешати са минералним пунилима и агрегатима. За све намене, температура ваздуха и коловоза при изградњи треба да буде довољно висока да омогући емулзију да се потпуно очврсне.

Битуменска емулзија ЦМС-2: ЦМС-2 је катјонска асфалтна емулзија на бази воде средњег везивања за употребу у хладним и топлим мешавинама асфалта и агрегата, стабилизацију базе и рекултивацију пуне дубине. ЦМС-2 се може мешати хладно или топло у централном постројењу, са преносивом млином на градилишту или на месту на путу. Мешани материјал се може одмах употребити или ускладиштити за каснију употребу. Може се поставити финишером или обрађивати на плочнику сечивом или регенератором.

Битуменска емулзија ЦРС-2: ЦРС-2 је катјонски емулговани асфалт на бази воде дизајниран за употребу као битуменско везиво за заптивке од струготине. Испоручује се на велико. ЦРС-2 емулзије треба наносити са добро калибрисаним дистрибутерима. Млазнице и распршивач треба да буду димензионисани и подешени да испоручују жељену брзину ударца. Брзина пуцања треба да буде одређена лабораторијским пројектом заптивача струготине са пројектним агрегатом и условима постојећег коловоза. ЦРС-2 не треба примењивати када је температура ваздуха испод 60°Ф и пада. Емулзију на бази воде не треба излагати ниским температурама или прегревању. Емулзија је хемијски стабилизован систем, тако да треба водити рачуна да се не наруши хемијска равнотежа контаминацијом хемикалијама, прекомерним излагањем ваздуху или неповољним механичким или термичким условима.

Рафинеријски битумен се даље третира увођењем обрађеног ваздуха. Ово ће нам дати оксидовани битумен, такође познат као издувани битумен. У овом процесу, одржавањем контролисане температуре, врућ ваздух температуре од 200 до 300 степени Целзијуса се удувава кроз перфорирану цев у одељак у коме се налази битумен, ваздух се уводи под притиском у меки битумен. Овај процес даје битумену више гумених својстава од његове оригиналне формуле и они су једноставно тврђи битумен. Продувавање ваздуха кроз мешавину битумена даје јој већи вискозитет и већу отпорност на омекшавање (посебно за примену на путевима), и секундарне процесе који укључују посебно развијене адитиве или емулговање са водом. Велики произвођачи асфалта данас користе ове адитиве у својој производњи како би постигли боље перформансе за коначни резултат. Ова тврђа мешавина има нижу дуктилност и температурну осетљивост.
Оксидовани битумен има већи степен мекоће и мању осетљивост на температурне варијације. Ова врста битумена се користи за израду кровних плоча, аутомобилских гума и облога. Оксидирани асфалт се обично користи за покривање кровова, премазивање цеви, заптивање за бетонске коловозе од портланд цемента, хидрауличну примену и производњу боја. Дувани битумен се широко користи као смеша против клизања у индустрији шипова, за производњу филца за кровове, за филц за пригушивање звука и заптивача испод вагона у аутомобилској индустрији, заштиту спојева електричних каблова, смешу за пуњење спојева, смесу за заптивање и многи други.
Оксидовани битумен се може паковати у пластичну кесу, занатску кесу и такође у бубањ и могуће је испоручити врућ у танкеру за расути терет. Оксидовани битумен (Бловн граде битумен) треба разбити на мале комаде и полако загрејати до температуре примене од 220ºЦ до 230ºЦ.
Оксидовани битумен Симболично је Р. На пример, битумен Р 80/25 означава дувани битумен са степеном мекоће 80 степени и степеном пенетрације је 25. Оксидовани битумен се производи у различитим класама укључујући:

• Оксидовани битумен 150/5
• Оксидовани битумен 115/15
• Оксидовани битумен 105/35
• Оксидовани битумен 95/25
• Оксидовани битумен 90/40
• Оксидовани битумен 90/10
• Оксидовани битумен 90/15
• Оксидовани битумен 85/25
• Оксидовани битумен 85/40
• Оксидовани битумен 85/25
• Оксидовани битумен 75/25

Обично се битумен пакује и извози у нове челичне бачве. Капацитет бубња битумена креће се од 150 кг до 200 кг. Капацитет паковања у бубњу који се најчешће користи од стране скоро свих потрошача битумена у свету је 180 кг.
Бачве од 180 кг све више користе потрошачи битумена јер су им најкориснији. Увозници битумена могу да уштеде на трошковима користећи бачве од 180 кг. Области уштеде су повезане, али нису ограничене на, трошкови производње бубња, трошкови руковања и транспорта.
Битубагс и Јумбо Багс могу бити исплатива алтернатива за битуменске бубњеве. Битубагс могу бити у два типа: 1000 кг и 300 кг

Битубагс од 300 кг садрже двослојни поклопац, који први цепа, а други сагорева и топи у одредишном танкеру (резервиор)

Огромна већина битумена се користи у грађевинској индустрији, углавном се користи за поплочавање и покривање кровова. 851ТП3Т од свих битумена користи се као везиво у асфалту за путеве, писте, паркинге и пешачке стазе. Шљунак и дробљена стена се мешају са густим битуменом, држећи га заједно, а затим се наносе на коловозе.

Одличне карактеристике хидроизолације и термопластично понашање чине га идеалним за широк спектар примена. На повишеним температурама (обично између 100 и 2008Ц) делује као вискозна течност и може се мешати са другим компонентама и манипулисати и формирати по потреби. Када се охлади, то је инертна чврста супстанца која је издржљива и хидрофобна (одбија воду).

101ТП3Т битумена који се користи широм света користи се у индустрији кровова јер његове хидроизолационе квалитете помажу да кровови добро функционишу. 51ТП3Т од битумена се користи за заптивање и изолацију у различитим грађевинским материјалима као што су подлога за тепихе и боје.

Поред ових главних употреба, битумен има и многе мање употребе. Други примери су звучна изолација, експлозиви, заштита од плесни, везиво у брикетима, подлога за огледала, ђонови за ципеле, премаз за стубове ограде и стабилизација тла.